CN112865397A - 一种电机冷却油路结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电机冷却油路结构，包括设置在电机机壳的壳壁中的机壳油道、分别设置在电机的转轴的两端的两个第一冷却油路和设置在电机的转子中的第二冷却油路，转子与转轴固连，电机机壳的壳壁的外表面设置有第一进油口和第一出油口，电机机壳的壳壁的内表面设置有若干个第一喷油孔和若干个第一回油孔，第一进油口、第一出油口、第一喷油孔和第一回油孔分别与机壳油道连通；两个第一冷却油路分别一端与第二冷却油路连通，一个第一冷却油路的另一端设置有第二进油口，另一个第一冷却油路的另一端设置有第二出油口。本发明的电机冷却油路结构的冷却效果好，不存在局部热点，且冷却介质采用齿轮箱中的油，成本低。

Description

一种电机冷却油路结构
技术领域
本发明涉及电机冷却技术领域，特别是涉及一种电机冷却油路结构。
背景技术
随着新能源汽车的不断推广和普及，对驱动电机的发展要求也越来越严苛，未来电机的发展趋势必将是高速化，高功率密度，结构进一步紧凑，效率进一步提升、高集成化的趋势；这种发展趋势对电机提出了更高的冷却要求，故未来电机发展需要采用更高效的冷却方式。
目前驱动电机主要冷却方式分为水冷和油冷，水冷主要将冷却管道布置在机壳内部对电机进行冷却，主要缺点是由于热阻的存在，从绕组到水冷机壳，存在温度梯度。绕组无法直接被冷却，导致温度堆积，形成局部热点，不利于端部绕组和磁钢的冷却。近年来随着油冷电机的兴起，端部绕组喷油冷却方式不断受到重视且已经应用到产品当中，但端部绕组喷淋冷却方式，对电机整体冷却效果一般，故一般多采用喷淋+水冷机壳组合冷却方案，但这种方案不利于电驱系统高集成化的发展趋势，并使系统更加复杂，成本更高。对于目前转子油冷技术，多存在转子搅油现象，这种现象增加了摩擦损耗，增大了发热量，不利于高速化电机设计。
发明内容
本发明的目的是提供一种电机冷却油路结构，以解决上述现有冷却技术冷却效果不佳、存在局部热点、冷却介质需额外提供的技术难题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种电机冷却油路结构，包括设置在电机机壳的壳壁中的机壳油道、分别设置在电机的转轴的两端的两个第一冷却油路和设置在电机的转子中的第二冷却油路，所述转子与所述转轴固连，所述电机机壳的壳壁的外表面设置有第一进油口和第一出油口，所述电机机壳的壳壁的内表面设置有若干个第一喷油孔和若干个第一回油孔，所述第一进油口、所述第一出油口、所述第一喷油孔和所述第一回油孔分别与所述机壳油道连通；两个所述第一冷却油路分别一端与所述第二冷却油路连通，一个所述第一冷却油路的另一端设置有第二进油口，另一个所述第一冷却油路的另一端设置有第二出油口。
优选的，所述电机机壳包括侧壁和两端的端盖；所述机壳油道分布在所述侧壁和两个所述端盖中，且所述端盖中的所述机壳油道与所述侧壁中的所述机壳油道连通。
优选的，所述转轴和所述侧壁水平，两个所述端盖竖直，所述电机机壳沿所述转轴的轴线所在的水平面分为上半壳体和下半壳体，所述上半壳体与所述下半壳体密封连接，所述第一出油口位于所述上半壳体的顶端中心；所述第二出油口位于所述下半壳体的底端中心。
优选的，所述第一喷油孔和所述第一回油孔均位于所述侧壁的内表面，所述第一喷油孔均正对所述电机的定子端部绕组，所述第一回油孔位于所述侧壁的两个端部；任意一个所述第一喷油孔位于任意一个所述第一回油孔的上方。
优选的，两个所述第一冷却油路均为与所述转轴同轴的盲孔，所述第二进油口和所述第二出油口均为盲孔的孔口。
优选的，设置有所述第二进油口的所述第一冷却油路通过若干个第二喷油孔与所述第二冷却油路连通，设置有所述第二出油口的所述第一冷却油路通过若干个第二喷油孔与所述第二冷却油路连通。
优选的，若干个所述第二喷油孔和若干个所述第二喷油孔分别沿所述转轴的周向均匀分布。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的电机冷却油路结构的冷却效果好，不存在局部热点，且冷却介质采用齿轮箱中的油，成本低。本发明的电机冷却油路结构中的第一喷油孔正对定子端部绕组，能够高效、经济地带走定子端部绕组的热量；在电机高速运转过程中，冷却油可以充分利用转子离心力并良好契合转子离心力，能量损耗少、可以避免转子搅油现象、有效的带走转子内的热量；冷却油在机壳四周的机壳油道中和转子中的第二冷却油路中流动，同时对端部绕组、转子进行直接和间接冷却；通过对电机机壳、定子端部绕组、转轴和转子通油来对电机进行直接冷却，可以有效带走电机整体的热量、高效的利用冷却油的冷量、避免冷量浪费。电机各处均采用油冷冷却，冷却介质来自于齿轮箱油，而不需要额外提供冷却介质；契合了未来电驱系统高集成化设计趋势、节约成本、结构简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明电机冷却油路结构的结构示意图；
图2为图1的A-A截面示意图；
图3为图1沿B-B线的电机壳体内部结构展开示意图一；
图4为图1沿B-B线的电机壳体内部结构展开示意图二；
图5为本发明电机冷却油路结构中电机转轴的结构示意图一；
图6为本发明电机冷却油路结构中电机转轴的结构示意图二；
图7为图6的C-C截面示意图；
图8为图6的D-D截面示意图；
其中：100、电机冷却油路结构；1、电机机壳；2、上半壳体；3、第一进油口；4、机壳油道；5、第一喷油孔；6、定子端部绕组；7、磁钢；8、转子；9、转轴；10、第二进油口；11、第二喷油孔；12、第一冷却油路；13、第二回油孔；14、第二出油口；15、第一回油孔；16、下半壳体；17、第一出油口；18、端盖；19、第二冷却油路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种电机冷却油路结构，以解决上述现有冷却技术冷却效果不佳、存在局部热点、冷却介质需额外提供的技术难题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1至图8所示：本实施例提供了一种电机冷却油路结构100，包括设置在电机机壳1的壳壁中的机壳油道4、分别设置在电机的转轴9的两端的两个第一冷却油路12和设置在电机的转子8中的第二冷却油路19，转子8与转轴9固连。
其中，电机机壳1包括侧壁和两端的端盖18；机壳油道4分布在侧壁和两个端盖18中，且端盖18中的机壳油道4与侧壁中的机壳油道4连通。电机机壳1的壳壁的外表面设置有第一进油口3和第一出油口17，电机机壳1的壳壁的内表面设置有若干个第一喷油孔5和若干个第一回油孔15，第一进油口3、第一出油口17、第一喷油孔5和第一回油孔15分别与机壳油道4连通。
在本实施例中，转轴9和侧壁水平，两个端盖18竖直，电机机壳1沿转轴9的轴线所在的水平面分为上半壳体2和下半壳体16，上半壳体2与下半壳体16密封连接，第一出油口17位于上半壳体2的顶端中心；第二出油口14位于下半壳体16的底端中心。第一喷油孔5和第一回油孔15均位于侧壁的内表面，第一喷油孔5均正对电机的定子端部绕组6，第一回油孔15位于侧壁的两个端部；任意一个第一喷油孔5位于任意一个第一回油孔15的上方。具体的，本实施例中电机机壳1端部每侧第一喷油孔5的总布置角度为240°，共设置9个喷油孔，每间隔30°设置一个喷油孔，即共计有18个第一喷油孔5。这种喷油孔的布置方案具有成本较低、冷却能力好的特点；相较于360°布置的喷油孔，从实际检测结果中可知，240°布置的喷油孔(由于渗流作用)冷却效果与360°布置的喷油孔冷却效果相同，通过240°布置的喷油孔，冷却效果更加合理，同时降低了加工成本。在机壳处设置合理的机壳油道4的宽度和油道结构，可以高效的带走电机内部的热量，并同时对定子端部绕组6进行冷却；避免了冷量的浪费和损失。
两个第一冷却油路12分别一端与第二冷却油路19连通，一个第一冷却油路12的另一端设置有第二进油口10，另一个第一冷却油路12的另一端设置有第二出油口14。两个第一冷却油路12均为与转轴9同轴的盲孔，第二进油口10和第二出油口14均为盲孔的孔口。设置有第二进油口10的第一冷却油路12通过若干个第二喷油孔11与第二冷却油路19连通，设置有第二出油口14的第一冷却油路12通过若干个第二喷油孔11与第二冷却油路19连通。若干个第二喷油孔11和若干个第二喷油孔11分别沿转轴9的周向均匀分布。第二喷油孔11与第二回油孔13中间处无油路，即第二喷油孔11与第二回油孔13中间处的转轴9为实心。在电机高速工作的情况下，冷却油在离心力的作用下经第二喷油孔11被甩入第二冷却油路19对转子8、磁钢7进行冷却；这种设置方式能量损耗少、可以避免搅油、摩擦损耗的现象出现、具有更高效的冷却能力。
本实施例电机冷却油路结构100的工作过程如下：
冷却油在油泵的输送下通过第一进油口3和第二进油口10按6：4的流量分为两部分对电机进行冷却；第一部分60％的冷却油从电机上半机壳处的第一进油口3处流入，在电机机壳1内的机壳油道4内流动，对电机机壳1进行冷却；机壳油道4中的部分冷却油流经机壳端部由第一喷油孔5喷出，对定子端部绕组6进行冷却，然后经第一回油孔15流入机壳油道4中，并最后从第一出油口17流出；另一部分冷却油流淌在侧壁和端盖18上的机壳油道4中，可对端盖18、机壳内的热空气，轴承等进行冷却。在机壳前后端盖18内设置机壳油道4，可以使冷却油有效带走电机机壳1内空气的热量，尤其是端盖18内部空气热量，进而提高机壳内空气与电机端部绕组、定子、转子8、磁钢7等表面的对流换热量。
第二部分40％的冷却油从转轴9上的第二进油口10进入，经第一冷却油路12从转轴9上的第二喷油孔11依靠离心力被甩出，经过第二冷却油路19对磁钢7、转子8进行冷却，然后从第二回油孔13流回，最后从第二出油口14流出。按6：4流量比例分配可以保证在冷却电机多部位的同时，也能对电机中热量最高的端部绕组进行良好的冷却。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“顶”、“底”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种电机冷却油路结构，其特征在于：包括设置在电机机壳的壳壁中的机壳油道、分别设置在电机的转轴的两端的两个第一冷却油路和设置在电机的转子中的第二冷却油路，所述转子与所述转轴固连，所述电机机壳的壳壁的外表面设置有第一进油口和第一出油口，所述电机机壳的壳壁的内表面设置有若干个第一喷油孔和若干个第一回油孔，所述第一进油口、所述第一出油口、所述第一喷油孔和所述第一回油孔分别与所述机壳油道连通；两个所述第一冷却油路分别一端与所述第二冷却油路连通，一个所述第一冷却油路的另一端设置有第二进油口，另一个所述第一冷却油路的另一端设置有第二出油口。
2.根据权利要求1所述的电机冷却油路结构，其特征在于：所述电机机壳包括侧壁和两端的端盖；所述机壳油道分布在所述侧壁和两个所述端盖中，且所述端盖中的所述机壳油道与所述侧壁中的所述机壳油道连通。
3.根据权利要求2所述的电机冷却油路结构，其特征在于：所述转轴和所述侧壁水平，两个所述端盖竖直，所述电机机壳沿所述转轴的轴线所在的水平面分为上半壳体和下半壳体，所述上半壳体与所述下半壳体密封连接，所述第一出油口位于所述上半壳体的顶端中心；所述第二出油口位于所述下半壳体的底端中心。
4.根据权利要求3所述的电机冷却油路结构，其特征在于：所述第一喷油孔和所述第一回油孔均位于所述侧壁的内表面，所述第一喷油孔均正对所述电机的定子端部绕组，所述第一回油孔位于所述侧壁的两个端部；任意一个所述第一喷油孔位于任意一个所述第一回油孔的上方。
5.根据权利要求1所述的电机冷却油路结构，其特征在于：两个所述第一冷却油路均为与所述转轴同轴的盲孔，所述第二进油口和所述第二出油口均为盲孔的孔口。
6.根据权利要求1所述的电机冷却油路结构，其特征在于：设置有所述第二进油口的所述第一冷却油路通过若干个第二喷油孔与所述第二冷却油路连通，设置有所述第二出油口的所述第一冷却油路通过若干个第二喷油孔与所述第二冷却油路连通。
7.根据权利要求6所述的电机冷却油路结构，其特征在于：若干个所述第二喷油孔和若干个所述第二喷油孔分别沿所述转轴的周向均匀分布。
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