CN113691053A - 一种电机模块化液冷机壳及其制造方法 - Google Patents

一种电机模块化液冷机壳及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电机模块化液冷机壳及其制造方法，包括机壳中部模块化框架，机壳中部模块化框架的前端安装有机壳前端盖，机壳中部模块化框架的后端安装有机壳后端盖，且机壳中部模块化框架内部安装有定子组件，所述机壳中部模块化框架设置有多组，多组机壳中部模块化框架采用卡扣固定安装；其中机壳中部模块化框架包括外层模块化框架和内层模块化框架，并且内层模块化框架的外侧弧面上开设有模块化冷却槽；采用上述结构后，方便机壳中部模块化框架的安装和拆卸，同时减小了冷却液压力损失，并且使得机壳中部模块化框架上的温度更加均匀，避免机壳中部模块化框架发生不均匀变形。

Description

一种电机模块化液冷机壳及其制造方法
技术领域
本发明涉及电机冷却技术领域，具体涉及一种电机模块化液冷机壳及其制造方法。
背景技术
虽然永磁同步电机具有体积小、功率密度大的优势，且已经在电动汽车、工业制造、航空航天等领域得到了广泛应用，但是随着电机体积逐渐小型化和功率密度逐渐提升，电机内部损耗导致的热量难以及时散出，不可避免的会出现绕组绝缘受损、永磁体退磁的风险。目前永磁同步电机的冷却方式主要有强迫风冷和液冷，由于液冷方式在效果上，以及噪声方面远好于强迫风冷，因此在高功率密电机中，液冷得到了广泛应用。
现有技术中一般将完整的液冷机壳热套安装在定子组件外部。但是常规的液冷机壳具有以下问题：1)一旦安装就难以拆卸、维修和重复使用，往往需要进行破坏性拆解，造成资源的浪费；2)完整的液冷机壳加工费时费力，加工成本过高；3)过长的冷却液通道导致冷却液流阻过大，浪费了流体的能量且冷却液压力损失大。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种电机模块化液冷机壳及其制造方法，通过设置多组机壳中部模块化框架，使得整个电机模块化液冷机壳方便安装和拆卸，避免资源浪费，并且多组机壳中部模块化框架加工更加简单，适用于任意尺寸的电机，减少了不同尺寸电机外壳制造设备的费用，降低了成本，其中多组机壳中部模块化框架还缩短了模块化冷却通道长度，减小了冷却液压力损失，并且使得机壳中部模块化框架上的温度更加均匀，避免机壳中部模块化框架发生不均匀变形，冷却效果好，有利于电机的散热和功率密度的提升。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种电机模块化液冷机壳，包括机壳中部模块化框架，机壳中部模块化框架的前端安装有机壳前端盖，机壳中部模块化框架的后端安装有机壳后端盖，且机壳中部模块化框架内部安装有定子组件，所述机壳中部模块化框架设置有多组，多组机壳中部模块化框架采用卡扣固定安装；
其中机壳中部模块化框架包括外层模块化框架和内层模块化框架，并且内层模块化框架的外侧弧面上开设有模块化冷却槽。
作为本发明进一步的方案：机壳中部模块化框架设置有两组。
作为本发明进一步的方案：机壳中部模块化框架设置有三组。
作为本发明进一步的方案：机壳中部模块化框架设置有N组。
作为本发明进一步的方案：模块化冷却槽呈周向螺旋型或轴向S型。
作为本发明进一步的方案：模块化冷却槽与外层模块化框架的内侧面配合形成模块化冷却通道。
作为本发明进一步的方案：外层模块化框架外表面一侧设置有进水口，另一侧设置有出水口，且进水口贯穿外层模块化框架形成进水通道，出水口贯穿外层模块化框架形成出水通道。
作为本发明进一步的方案：进水通道和出水通道均与模块化冷却通道相连通。
作为本发明进一步的方案：内层模块化框架一端设置有装配凸台，另一端设置有装配卡槽，其中装配凸台与装配卡槽相适配。
一种电机模块化液冷机壳的制造方法，包括以下步骤：
步骤一、型材铣削加工出机壳前端盖和机壳后端盖，之后使用挤压成型工艺制造出多组外层模块化框架和内层模块化框架的毛坯；
步骤二、将内层模块化框架的毛坯加工出模块化冷却槽，之后将外层模块化框架的毛坯加工出进水口和出水口；
步骤三、在模块化冷却槽外围加工出密封圈槽，并放置密封垫，之后将多组外层模块化框架和内层模块化框架的毛坯对应焊接为整体，形成多组机壳中部模块化框架的毛坯；
步骤四、将多组机壳中部模块化框架的毛坯进行精加工，得到多组机壳中部模块化框架成品；
步骤五、将多组机壳中部模块化框架沿圆周方向依次放置在定子组件外侧，形成电机机壳中部模块化框架整体；
步骤六、将机壳前端盖和机壳后端盖固定在电机机壳中部模块化框架整体两端，形成完整的电机模块化液冷机壳。
本发明的有益效果：
1、本发明通过设置多组机壳中部模块化框架，使得整个电机模块化液冷机壳方便安装和拆卸，避免资源浪费，同时便于电机的维护和升级改造。
2、本发明的多组机壳中部模块化框架加工更加简单，适用于任意尺寸的电机，减少了不同尺寸电机外壳制造设备的费用，降低了成本、
3、本发明的多组机壳中部模块化框架还缩短了模块化冷却通道长度，减小了冷却液压力损失，并且使得机壳中部模块化框架上的温度更加均匀，避免机壳中部模块化框架发生不均匀变形，冷却效果好，有利于电机的散热和功率密度的提升。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明整体结构爆炸示意图；
图2是图1中A区域放大结构示意图；
图3是本发明中实施例1的整体结构侧视示意图；
图4是本发明中内层模块化框架开设轴向S型模块化冷却槽结构示意图；
图5是本发明中实施例2的整体结构侧视示意图；
图6是本发明中实施例2的机壳中部模块化框架结构示意图；
图7是本发明中实施例2的机壳中部模块化框架结构爆炸示意图。
图中：1、机壳前端盖；2、机壳中部模块化框架；21、外层模块化框架；22、内层模块化框架；23、模块化冷却槽；24、进水口；25、出水口；3、模块化冷却通道；4、进水通道；5、出水通道；6、定子组件；7、机壳后端盖；221、装配凸台；222、装配卡槽。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-4所示，一种电机模块化液冷机壳，包括两组机壳中部模块化框架2，两组机壳中部模块化框架2采用卡扣固定，且两组机壳中部模块化框架2的前端配合安装有机壳前端盖1，两组机壳中部模块化框架2的后端配合安装有机壳后端盖7，其中两组机壳中部模块化框架2内部配合安装有定子组件6，定子组件6产生的热量通过机壳中部模块化框架2传递至外界，使电机的内部温度下降，同时两组机壳中部模块化框架2也方便安装和拆卸，并且机壳中部模块化框架2加工工艺简单，适用于任意尺寸的电机，减少了不同尺寸电机外壳制造设备的费用，降低了成本。
所述机壳中部模块化框架2包括外层模块化框架21和内层模块化框架22，外层模块化框架21和内层模块化框架22采用防水胶粘接或者采用焊接方式进行组合安装，并且内层模块化框架22的外侧弧面上开设有模块化冷却槽23，所述模块化冷却槽23为周向螺旋型或者轴向S型，且内层模块化框架22的模块化冷却槽23与外层模块化框架21的内侧面配合形成模块化冷却通道3，通过模块化冷却通道3流通冷却液，进而带走电机内部的定子组件6散发的热量，且所述外层模块化框架21外表面一侧设置有进水口24，另一侧设置有出水口25，且进水口24贯穿外层模块化框架21形成进水通道4，出水口25贯穿外层模块化框架21形成出水通道5，其中进水通道4和出水通道5均与模块化冷却通道3相连通，通过进水口24将冷却液注入模块化冷却通道3中，使冷却液流通，之后从出水口25排出，流通的冷却液会带走传递至机壳中部模块化框架2上的热量，加强散热效果；并且通过设置两组机壳中部模块化框架2，缩短模块化冷却通道3长度，减小了冷却液压力损失，并且使得机壳中部模块化框架2上的温度更加均匀，避免机壳中部模块化框架2发生不均匀变形，冷却效果好，有利于电机的散热和功率密度的提升。
所述内层模块化框架22一端设置有装配凸台221，另一端设置有装配卡槽222，其中装配凸台221与装配卡槽222相适配，两个内层模块化框架22通过对应位置的装配凸台221与装配卡槽222安装在一起，通过装配凸台221与装配卡槽222适配安装保证内层模块化框架22安装位置精确，不产生偏移，同时也保证两个机壳中部模块化框架2采用卡扣安装时位置准确。
所述定子组件6包括定子铁心、绕组和灌封体。且所述内层模块化框架22沿模块化冷却槽23外围开设有密封圈槽，且密封圈槽中固定连接有密封垫，防止冷却液渗漏。所述机壳后端盖7开设有接线盒安装孔进和引出线孔，两个所述机壳中部模块化框架2与机壳前端盖1和机壳后端盖7均通过紧固螺栓连接，且紧固螺栓将两个机壳中部模块化框架2紧固为一个整圆。
实施例2
如图5-7所示，本发明设置三组机壳中部模块化框架2，三组机壳中部模块化框架2也采用卡扣固定安装在一起，通过设置三组机壳中部模块化框架2，进一步的提升电机的散热效果，避免机壳中部模块化框架2发生不均匀变形，更有利于功率密度的提升。其他结构与实施例1相同。
实施例3
本发明设置N组机壳中部模块化框架2，N组机壳中部模块化框架2均采用卡扣固定安装在一起，通过设置N组机壳中部模块化框架2，使电机的散热效果达到最佳，避免机壳中部模块化框架2发生不均匀变形，功率密度的提升最高，其中N为整数，并且N大于三。其他结构与实施例1相同。
如图1-7所示，一种电机模块化液冷机壳的制造方法，包括以下步骤：
步骤一、通过挤压、铸造或者型材铣削加工出机壳前端盖1和机壳后端盖7，之后通过挤压成型工艺制造出多组外层模块化框架21和内层模块化框架22的毛坯；所述挤压成型工艺为常规挤压成型工艺；
步骤二、将步骤一中内层模块化框架22的毛坯通过铣削加工出周向螺旋型或者轴向S型模块化冷却槽23，之后将步骤一中外层模块化框架21的毛坯在对应内层模块化框架22上的模块化冷却槽23起始位置和终止位置加工出进水口24和出水口25；
步骤三、将步骤二中模块化冷却槽23外围铣削出一圈密封圈槽，并放置密封垫，之后将步骤二中的多组外层模块化框架21和内层模块化框架22的毛坯焊接或者胶粘为整体，形成多组机壳中部模块化框架2的毛坯；
步骤四、将步骤三中的多组机壳中部模块化框架2的毛坯进行精加工，控制接触面精度并加工出止口形成多组机壳中部模块化框架2成品；
步骤五、将步骤四中的多组机壳中部模块化框架2沿圆周方向依次放置在定子组件6外侧，形成电机机壳中部模块化框架2整体；
步骤六、将步骤一中的机壳前端盖1和机壳后端盖7采用紧固螺栓固定在步骤五中的电机机壳中部模块化框架2整体两端，形成完整的电机模块化液冷机壳。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示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、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种电机模块化液冷机壳，包括机壳中部模块化框架(2)，机壳中部模块化框架(2)的前端安装有机壳前端盖(1)，机壳中部模块化框架(2)的后端安装有机壳后端盖(7)，且机壳中部模块化框架(2)内部安装有定子组件(6)，其特征在于，所述机壳中部模块化框架(2)设置有多组，多组机壳中部模块化框架(2)采用卡扣固定安装；
其中机壳中部模块化框架(2)包括外层模块化框架(21)和内层模块化框架(22)，并且内层模块化框架(22)的外侧弧面上开设有模块化冷却槽(23)。
2.根据权利要求1所述的一种电机模块化液冷机壳，其特征在于，机壳中部模块化框架(2)设置有两组。
3.根据权利要求1所述的一种电机模块化液冷机壳，其特征在于，机壳中部模块化框架(2)设置有三组。
4.根据权利要求1所述的一种电机模块化液冷机壳，其特征在于，机壳中部模块化框架(2)设置有N组，其中N为整数，并且N大于三。
5.根据权利要求1所述的一种电机模块化液冷机壳，其特征在于，模块化冷却槽(23)呈周向螺旋型或轴向S型。
6.根据权利要求5所述的一种电机模块化液冷机壳，其特征在于，模块化冷却槽(23)与外层模块化框架(21)的内侧面配合形成模块化冷却通道(3)。
7.根据权利要求1所述的一种电机模块化液冷机壳，其特征在于，外层模块化框架(21)外表面一侧设置有进水口(24)，另一侧设置有出水口(25)，且进水口(24)贯穿外层模块化框架(21)形成进水通道(4)，出水口(25)贯穿外层模块化框架(21)形成出水通道(5)。
8.根据权利要求7所述的一种电机模块化液冷机壳，其特征在于，进水通道(4)和出水通道(5)均与模块化冷却通道(3)相连通。
9.根据权利要求1所述的一种电机模块化液冷机壳，其特征在于，内层模块化框架(22)一端设置有装配凸台(221)，另一端设置有装配卡槽(222)，其中装配凸台(221)与装配卡槽(222)相适配。
10.一种电机模块化液冷机壳的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、型材铣削加工出机壳前端盖(1)和机壳后端盖(7)，之后使用挤压成型工艺制造出多组外层模块化框架(21)和内层模块化框架(22)的毛坯；
步骤二、将内层模块化框架(22)的毛坯加工出模块化冷却槽(23)，之后将外层模块化框架(21)的毛坯加工出进水口(24)和出水口(25)；
步骤三、在模块化冷却槽(23)外围加工出密封圈槽，并放置密封垫，之后将多组外层模块化框架(21)和内层模块化框架(22)的毛坯对应焊接为整体，形成多组机壳中部模块化框架(2)的毛坯；
步骤四、将多组机壳中部模块化框架(2)的毛坯进行精加工，得到多组机壳中部模块化框架(2)成品；
步骤五、将多组机壳中部模块化框架(2)沿圆周方向依次放置在定子组件(6)外侧，形成电机机壳中部模块化框架(2)整体；
步骤六、将机壳前端盖(1)和机壳后端盖(7)固定在电机机壳中部模块化框架(2)整体两端，形成完整的电机模块化液冷机壳。
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