CN112886772B - 冷却通道结构及定子组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冷却通道结构，包括冷却进口、冷却出口及连通于所述冷却进口和所述冷却出口之间的通道，所述通道内设置有多个分路件，多个所述分路件沿着通道内冷却介质的流通方向间隔排列，相邻的两个所述分路件之间设置有一阻流件，用于减小所述阻流件和所述分路件之间的水力直径来提升换热效率，利用所述分路件对冷却介质进行分流，利用呈Y形的所述阻流件并与所述分路件配合，减少了水力直径，增加了流体的湍流程度，进而提升换热效率。

Description

冷却通道结构及定子组件

技术领域

本发明涉及换热领域，尤其涉及一种冷却通道结构及定子组件。

背景技术

随着新能源汽车等行业的发展，对电机的性能要求越来越高，尤其要求电机的功率密度和转矩密度大幅提升。制约电机功率密度和转矩密度提升的关键就在于电机的散热能力，一旦散热不足，电机内部温升会较高，导致绝缘层破损，永磁体退磁等问题，从而影响电机的工作性能。

其中电机的主要发热部件为定子铁芯等，现有的冷却方式是在外壳上布置水道来对发热部件进行换热，以达到冷却效果。但是现有水道的水力直径较大，湍流程度相对较低，使得换热效果较低，存在散热不足的风险。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种有效提升换热效率的冷却通道结构及定子组件。

一种冷却通道结构，包括冷却进口、冷却出口及连通于所述冷却进口和所述冷却出口之间的通道，所述通道内设置有多个分路件，多个所述分路件沿着通道内冷却介质的流通方向间隔排列，相邻的两个所述分路件之间设置有一阻流件，用于减小所述阻流件和所述分路件之间的水力直径来提升换热效率。

可选择地，所述阻流件包括两个翼部，两个翼部之间形成涡流部。

可选择地，相邻的两个所述阻流件间隔连接在所述冷却通道内外侧壁上。

可选择地，相邻的两个所述阻流件的所述涡流部形相对设置。

可选择地，所述分路件分别与所述冷却通道内外侧壁之间存在间隙。

可选择地，所述分路件连接于所述冷却通道外侧壁。

可选择地，所述通道内还设置有分流件和合流件，所述分流件和所述冷却进口相对，所述合流件与所述冷却出口相对。

一种定子组件，包括壳体和铁芯，所述壳体上设置有上述实施例的冷却通道结构，所述铁芯固定于所述冷却通道结构上。

可选择地，还包括阻隔件，所述阻隔件安装在所述冷却通道结构和所述铁芯之间。

可选择地，所述分路件远离所述外侧壁的一端开设有固定所述铁芯的安装孔。

与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：

利用所述分路件对冷却介质进行分流，利用呈Y形的所述阻流件并与所述分路件配合，减少了水力直径，增加了流体的湍流程度，进而提升换热效率。

以下结合附图及实施例进一步说明本发明。

附图说明

图1示出了本发明所述冷却通道结构的结构示意图；

图2示出了本发明所述阻流件的结构示意图；

图3示出了本发明所述定子组件的分解图；

图4示出了本发明所述定子组件的结构示意图；

图5示出了本发明所述定子组件的局部剖视图；

图6示出了本发明所述阻隔件的结构示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图1所示，所述冷却通道结构100，包括冷却进口111、冷却出口112及连通于所述冷却进口111和所述冷却出口112之间的通道110，所述通道110内设置有多个分路件120a、120b，其中多个所述分路件120a、120b沿着通道110内冷却介质的流通方向间隔排列，相邻的两个所述分路件120a、120b之间设置有一阻流件130a、130b，用于减少所述阻流件130a、130b和所述分路件120a、120b之间的水力直径来提升换热效率。

所述冷却介质可为油液或冷却水等，冷却介质能够从冷却进口111进入到通道110内，受所述分路件120a、120b影响发生分流，同时受所述阻流件130a影响减少水力直径，增加流体的湍流程度，进而提升换热效率。待冷却件可与所述冷却通道结构100连接，利用所述冷却通道结构100以对所述待冷却件进行冷却作业，所述待冷却件可为定子，但不限于此。

如图2所示，所述阻流件130a、130b包括两个翼部131，两个翼部131之间形成涡流部131，以使所述冷却介质通过所述翼部131并在所述涡流部131处形成涡流，有利于提高冷却介质对流，进而提升换热能力。

具体地，两个所述翼部131相连接，并呈V形排列，以使所述冷却介质沿着所述翼部131的轮廓流经所述涡流部131，并受两个所述翼部131的阻流形成涡流，两个所述翼部131之间的夹角可为15～120°，优选为30°、45°或90°等。

另外两个所述翼部131呈V形，因此所述翼部131与其相邻的所述分路件120a、120b的间隙发生变化，尤其是所述翼部131的自由端与所述分路件120a、120b的间隙变小，减少了水力直径，增大了流体的湍流程度，有利于提高流体的对流换热能力。所述翼部131的自由端指的是所述翼部131连接另一所述翼部131的相反端。

继续参考图2，所述翼部131呈弧形，并且所述翼部131的自由端呈圆形，进而使所述冷却介质沿着所述翼部131的轮廓流动并能形成涡流。另外两个所述翼部131的连接处可圆弧过渡。当然所述翼部131可呈一字形，其自由端呈圆形即可。

如图1所示，相邻的两个所述阻流件130a、130b相对设置。具体地，所述阻流件130a和所述阻流件130b相邻，其中所述阻流件130a的涡流部131朝内设置，所述阻流件130b的涡流部131朝外设置，进而使所述冷却介质呈S形通过所述阻流件130a和所述阻流件130b，并在其所述涡流部131形成涡流，不仅增加了通道110的面积来冷却效率，还使相邻的涡流部13错开以避免相互影响而失效。

如图1所示，所述通道110包括内侧壁1101和外侧壁1102，所述内侧壁1101从所述冷却进口111延伸至所述冷却出口112，所述外侧壁1102从所述冷却进口111延伸至所述冷却出口112。其中相邻的两个所述阻流件130a、130b可间隔设置在所述内侧壁1101和外侧壁1102上。

具体地，所述阻流件130a可连接在所述内侧壁1101上，所述阻流件130b可连接在所述外侧壁1102上，以使两者的所述涡流部131形相对。

更具体地，参考图2，所述阻流件130a、130b还包括一连接部133，所述连接部133连接两个所述翼部131，用于连接所述内侧壁1101和所述外侧壁1102。其中所述连接部133和所述翼部131的连接处可圆弧过渡，以及所述连接部133分别与所述内侧壁1101和所述外侧壁1102的连接处均为圆弧过渡。

以所述阻流件130a为例，其连接部133连接于所述内侧壁1101上，以阻隔所述冷却介质从所述阻流件130a和所述内侧壁1101之间通过，进而引导所述冷却介质至所述涡流部131处，以形成涡流。需要说明的是，所述翼部131和所述外侧壁1102之间存在间隙，以使所述冷却介质通过，并受位于阻流件130a和130b之间的分路件120a、120b影响发生分流，随后流至所述阻流件130b处再次形成涡流，进一步提升换热效率。

所述连接部133可呈一字形，并连接于两个所述翼部131的连接处，以使所述阻流件130a、130b呈Y形。其中所述阻流件130a、130b为对称结构。

如图1所示，所述分路件120a、120b与所述阻流件130a、130b间隔设置，所述分路件120a、120b的作用是对所述冷却介质进行分流。

如图1和图2所示，所述分路件120b分别与所述内侧壁1101和外侧壁1102之间存在间隙，且可呈一字型。其可与所述连接部133相平行，并位于两个所述相邻的所述连接部133的中间位置。由于两个所述翼部131呈V形，因此所述翼部131自由端与所述分路件120b之间的间隙，其小于所述连接部133与所述连接部133之间的间隙，进而改变冷却介质流量，实现对流换热能力提升的目的。

指的注意的是，所述分路件120b的两个端部均呈圆形，并且超出至所述翼部131外部，及所述分路件120b的端部分别至所述内侧壁1101和外侧壁1102的间隙可一致，均小于所述翼部131自由端至相对的所述内侧壁1101或外侧壁1102的间隙。以所述阻流件130a为例，所述分路件120b朝向所述外侧壁1102的端部，其位于所述外侧壁1102和所述翼部131自由端之间，以防止所述分路件120b长度过短，而影响所述分流和涡流的形成。

所述分路件120a可连接于所述外侧壁1102，以阻隔所述冷却介质从所述分路件120a好所述外侧壁1102之间通过，进而使所述冷却机制从所述内侧壁1101和所述分路件120a之间通过。

具体地，所述分路件120a远离所述外侧壁1102的自由端可呈圆形，其直径大于所述分路件120连接所述外侧壁1102一端的宽度，其中所述分路件120a连接所述外侧壁1102一端可呈一字形，并与所述外侧壁1102之间圆弧过渡。

更具体地，由于两个所述翼部131呈V形，以及所述分路件120a自由端，因此使通过所述翼部131和所述分路件120之间的冷却介质水力直径减少，增大了流体的湍流程度，提高了流体的对流换热能力。

继续参考图1，所述分路件120a的自由端上开设有安装孔121，可固定待冷却件，例如利用螺栓穿过所述安装孔121与所述待冷却件连接，以使所述待冷却件固定于所述冷却通道结构100上，合理利用安装结构，使得结构更加紧凑新颖。

如图1所示，相邻的两个所述分路件120a之间具有两个所述分路件120b，两个所述阻流件130a和一个所述阻流件130b，其中所述阻流件130b位于两个所述分路件120a的中间位置，两个所述分路件120b位于所述阻流件130b的两侧，且每个所述分路件120b位于所述阻流件130b和所述阻流件130a之间，以及每个所述阻流件130a位于所述分路件120b和所述分路件120a之间。

可见，本发明利用了所述分路件120a和120b两种结构进行分流，当然也可采用其中一种结构进行分流，在此不受限制。

如图1所示，所述通道110呈C形，其相邻且相对的两个端部通过分隔件140隔开，进而使所述冷却介质从所述冷却进口111进入且沿着流通方向经过所述通道，并从所述冷却出口112排出。所述通道110还可呈其它形状，例如S形、W形、一字形等。

所述冷却进口111和所述冷却出口112均邻近所述分隔件140，可位于所述外侧壁1102和/或内侧壁1101上，优选地，所述冷却进口111和所述冷却出口112均开设在所述外侧壁1102上。

如图1所示，所述通道110内还设置有一分流件150和一合流件160，其中所述分流件150和所述冷却进口111相对，以使所述冷却进口111引入的冷却介质分流，所述合流件160与所述冷却出口112相对，以使分流的所述冷却介质汇合并从所述冷却出口112排出。所述分流件150分别与所述外侧壁1102和内侧壁1101之间均存在间隙，所述合流件160分别与所述外侧壁1102和内侧壁1101之间均存在间隙。

具体地，所述分流件150位于所述分隔件140与其相邻的所述分路件120a之间，所述合流件160位于所述分隔件140与其相邻的所述分路件120a之间。

更具体地，所述分流件150和合流件160分别与所述阻流件130a、130b的形状相同，均呈Y形。其V形端均朝向所述内侧壁1101，一字形端均朝向设置在外侧壁1102上的冷却进口111或冷却出口112。

所述通道110呈C形，其中所述分路件120b、所述阻流件130a、130b的连接部133、所述分路件120a的一字形端以及所述分隔件140的均沿着其径向方向延伸，而所述分流件150和合流件160的一字形端，其可与所述分隔件140相平行，当然也可倾斜，参考图1。

所述分路件120a、120b，所述阻流件130a、130b，所述分隔件140，所述分流件150和合流件160的厚度与所述通道110的深度一致，以使安装在所述通道110上的待冷却件能够与所述分路件120a、120b，所述阻流件130a、130b，所述分隔件140，所述分流件150和合流件160接触。

综上，利用所述分路件120a、120b对冷却介质进行分流，利用呈Y形的所述阻流件130a并与所述分路件120a、120b配合，减少了水力直径，增加了流体的湍流程度，进而提升换热效率。

如图3至图5所示，本发明还提供了一种定子组件，包括壳体200和铁芯300，所述壳体200上设置有上述实施例的冷却通道结构100，所述铁芯300套设于所述壳体200上，并固定于所述冷却通道结构100上，以通过所述冷却通道结构100对铁芯300进行冷却。由于所述定子组件采用了上述实施例的冷却通道结构100，所述定子组件由所述冷却通道结构100带来的有益效果参考上述实施例。

所述铁芯300可通过螺栓400固定于所述冷却通道结构100上，具体地，参考图1、图3和图5，所述铁芯300上开设有螺纹孔310，所述螺栓400通过所述安装孔121与所述螺纹孔310螺接，以固定所述铁芯300。

如图6所示，所述定子组件还包括阻隔件500，所述阻隔件500安装在所述冷却通道结构100和所述铁芯300之间，用于阻隔冷却介质和所述铁芯300。所述阻隔件500可采用热传递好的材质制成。

所述阻隔件500可为管道，其形状与所述冷却通道结构100相适配，并卡设于所述冷却通道结构100内，其包括进管510和出管520，所述进管510与所述冷却进口111相对设置，所述出管520与所述冷却出口112对应设置，并且所述阻隔件500开设有分别与所述分路件120a、120b，所述阻流件130a、130b，所述分流件150和合流件160穿过的通孔530。当然所述阻隔件500可为板，固定于所述冷却通道结构100上。

除此以外，本领域技术人员也可以根据实际情况对所述分路件120a、120b，所述阻流件130a、130b，所述分流件150和合流件160的形状、结构以及材质进行改变，只要在本发明上述揭露的基础上，采用了与本发明相同或近似的技术方案，解决了与本发明相同或近似的技术问题，并且达到了与本发明相同或近似的技术效果，都属于本发明的保护范围之内，本发明的具体实施方式并不以此为限。

也就是说，只要在本发明上述揭露的基础上，采用了与本发明相同或近似的技术方案，解决了与本发明相同或近似的技术问题，并且达到了与本发明相同或近似的技术效果，都属于本发明的保护范围之内，本发明的具体实施方式并不以此为限。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (6)

1.一种冷却通道结构，其特征在于，包括冷却进口、冷却出口及连通于所述冷却进口和所述冷却出口之间的通道，所述通道内设置有多个分路件，多个所述分路件沿着通道内冷却介质的流通方向间隔排列；

所述分路件分为第一分路件和第二分路件，所述第一分路件连接于所述冷却通道外侧壁，以在所述第一分路件和所述冷却通道内侧壁之间存在间隙，所述第二分路件分别与所述冷却通道的内外侧壁之间存在间隙，并且相邻的两个所述第一分路件之间设置有两个第二分路件；

阻流件包括两个翼部，两个翼部之间形成涡流部，所述第一分路件和其相邻的第二分路件之间，以及相邻的两个第二分路件之间分别设置有阻流件，用于减少所述阻流件和所述分路件之间的水力直径来提升换热效率，并且相邻的两个所述阻流件间隔连接在所述冷却通道内外侧壁上，相邻的两个所述阻流件的所述涡流部形相对设置。

2.如权利要求1所述的冷却通道结构，其特征在于，所述阻流件呈Y型。

3.如权利要求1所述的冷却通道结构，其特征在于，所述通道内还设置有分流件和合流件，所述分流件和所述冷却进口相对，所述合流件与所述冷却出口相对。

4.一种定子组件，包括壳体和铁芯，所述壳体上设置有如权利要求1至3任一项所述的冷却通道结构，所述铁芯固定于所述冷却通道结构上。

5.如权利要求4所述的定子组件，其特征在于，还包括阻隔件，所述阻隔件安装在所述冷却通道结构和所述铁芯之间。

6.如权利要求4所述的定子组件，其特征在于，所述分路件远离所述外侧壁的一端开设有固定所述铁芯的安装孔。

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