CN113824224A - 定子铁芯及电机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种定子铁芯及电机。该定子铁芯包括：沿所述定子铁芯的轴向依次相接的至少两组流道结构，每组所述流道结构包括沿所述定子铁芯的周向间隔设置的多个子流道，所述子流道用于流通冷却液；所述子流道沿所述定子铁芯的轴向延伸，相邻的所述流道结构的各所述子流道在所述定子铁芯的轴向上相互错位并相连通，以增加所述流道结构中的冷却液与所述定子铁芯的接触面积。本申请提供的方案，各子流道在定子铁芯的轴向上相互错位，能够增加冷却液在各子流道内与定子铁芯的接触面积，并且能够使冷却液形成湍流，增加冷却液与定子铁芯的热交换能力，提升了定子铁芯的散热能力。

Description

定子铁芯及电机

技术领域

本申请涉及电机技术领域，尤其涉及定子铁芯及电机。

背景技术

随着电机的功率密度越来越高，对电机的散热性能也具有更高的要求。

相关技术中，油冷电机的主要冷却位置为电机的绕组端部，而电机的定子铁芯难以得到均匀散热。电机在极限工况条件下定子铁芯的温度较高，由于散热效果不佳，易导致定子铁芯局部温度过高，影响电机的功率和使用寿命。

发明内容

为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种定子铁芯及电机，该定子铁芯能够具有更好的散热能力。

本申请第一方面提供一种定子铁芯，包括：沿所述定子铁芯的轴向依次相接的至少两组流道结构，每组所述流道结构包括沿所述定子铁芯的周向间隔设置的多个子流道，所述子流道用于流通冷却液；

所述子流道沿所述定子铁芯的轴向延伸，相邻的所述流道结构的各所述子流道在所述定子铁芯的轴向上相互错位并相连通，以增加所述流道结构中的冷却液与所述定子铁芯的接触面积。

在其中一个实施方式中，所述流道结构还包括形成于相邻的所述子流道之间的分流部；

相邻的所述流道结构的所述分流部与所述子流道在所述定子铁芯的轴向上相对位，以分流流入或流出各所述子流道的冷却液。

在其中一个实施方式中，所述分流部用于引导冷却液朝预设方向流动；

所述预设方向至少包括垂直于所述子流道的延伸方向，以使冷却液朝垂直于所述子流道的延伸方向流动。

在其中一个实施方式中，所述流道结构的多个所述子流道沿所述定子铁芯的周向均匀间隔设置；

相邻的所述流道结构的多个所述子流道在所述定子铁芯的轴向上的错位量相同。

在其中一个实施方式中，所述流道结构的多个所述子流道以所述定子铁芯的中心轴为对称轴呈旋转对称结构。

在其中一个实施方式中，还包括沿所述定子铁芯的周向开设于所述定子铁芯上的环槽，至少两组所述流道结构的多个所述子流道在所述定子铁芯的轴向上形成相互连通的多个流道，所述环槽与多个所述流道相连通。

在其中一个实施方式中，还包括：至少两组铁芯冲片组；

各所述流道结构一一对应设于各所述铁芯冲片组上，各所述铁芯冲片组沿所述定子铁芯的轴向共轴连接，以使相邻的所述流道结构的所述子流道在所述定子铁芯的轴向上相互连通。

在其中一个实施方式中，相邻的所述铁芯冲片组在所述定子铁芯的轴向上相互错位，以使相邻的所述流道结构的所述子流道在所述定子铁芯的轴向上相互错位。

在其中一个实施方式中，所述子流道为一体式结构，所述定子铁芯成型有多个通孔，所述通孔形成所述子流道；或

所述子流道为分体式结构，所述定子铁芯的边沿成型有多个凹槽，电机壳体套设于所述定子铁芯后，所述电机壳体与所述凹槽共同限定出所述子流道。

本申请第二方面提供一种电机，包括如上所述的定子铁芯。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请实施例提供的定子铁芯，包括沿所述定子铁芯的轴向依次相接的至少两组流道结构，每组所述流道结构包括沿所述定子铁芯的周向间隔设置的多个子流道，所述子流道用于流通冷却液；所述子流道沿所述定子铁芯的轴向延伸，相邻的所述流道结构的各所述子流道在所述定子铁芯的轴向上相互错位并相连通，以增加所述流道结构中的冷却液与所述定子铁芯的接触面积。这样设置后，各子流道在定子铁芯的轴向上相互错位，能够增加冷却液在各子流道内与定子铁芯的接触面积，并且能够使冷却液形成湍流，增加冷却液与定子铁芯的热交换能力，提升了定子铁芯的散热能力。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细地描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是本申请实施例示出的定子铁芯的结构示意图；

图2是图1中M处的放大结构示意图；

图3是图1的另一视角的结构示意图；

图4是图1中A-A处的剖面结构示意图；

图5是本申请实施例示出的定子铁芯的另一结构示意图；

图6是图5中N处的放大结构示意图；

图7是图5的另一视角的结构示意图；

图8是本申请实施例示出的定子铁芯的又一结构示意图。

附图标记：

流道结构100；子流道110；分流部120；环槽101；焊接缝102；第一流道结构210；第一子流道211；第一分流部212；第二流道结构220；第二子流道221；第二分流部222。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的实施方式。虽然附图中显示了本申请的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，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更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

相关技术中，油冷电机的主要冷却位置为电机的绕组端部，而电机的定子铁芯难以得到均匀散热。电机在极限工况条件下定子铁芯的温度较高，由于散热效果不佳，定子铁芯局部存在热岛效应，影响电机的功率和使用寿命。

针对上述问题，本申请实施例提供一种定子铁芯及电机，该定子铁芯能够具有更好的散热能力。

以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。

图1是本申请实施例示出的定子铁芯的结构示意图；图2是图1中M处的放大结构示意图；图3是图1的另一视角的结构示意图；图4是图1中A-A处的剖面结构示意图；图5是本申请实施例示出的定子铁芯的另一结构示意图；图6是图5中N处的放大结构示意图；图7是图5的另一视角的结构示意图。

请一并参见图1-图4或者图5-图7，本申请第一方面提供一种定子铁芯，包括：沿定子铁芯的轴向依次相接的至少两组流道结构100，每组流道结构100包括沿定子铁芯的周向间隔设置的多个子流道110，子流道110用于流通冷却液；子流道110沿定子铁芯的轴向延伸，相邻的流道结构100的各子流道110在定子铁芯的轴向上相互错位并相连通，以增加流道结构100中的冷却液与定子铁芯的接触面积。

从该实施例可以看出，各子流道110在定子铁芯的轴向上相互错位，冷却液能够在各子流道110内交叉流动，从而增加冷却液在各子流道110内与定子铁芯的接触面积，并且能够使冷却液形成湍流，增加冷却液与定子铁芯的热交换能力，提升了定子铁芯的散热能力。

湍流是冷却液的一种流动状态。通过使各子流道110在定子铁芯的轴向上相互错位，冷却液在沿定子铁芯的轴向流动的过程中，与子流道110的流道壁相碰撞，从而使冷却液在流动的过程中产生不同方向的分速度，进而形成湍流，有效提升冷却液与定子铁芯的换热效率。

值得说明的是，子流道110的延伸方向为子流道110的连通方向。子流道110的延伸方向为沿定子铁芯的轴向的分量方向，子流道110的延伸方向可以与定子铁芯的轴向形成一定的偏角，例如0～80度，优选为0度，还可以是10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度等角度。

一些实施例中，流道结构100还包括形成于相邻的子流道110之间的分流部120；相邻的流道结构100的分流部120与子流道110在定子铁芯的轴向上相对位，以分流流入或流出各子流道110的冷却液。这样设置后，由于相邻的流道结构100的各子流道110在定子铁芯的轴向上相互错位，使得相邻的流道结构100的各分流部120在定子铁芯的轴向上相互错位，进而使得相邻的流道结构100的分流部120与子流道110在定子铁芯的轴向上相对位。如此，冷却液从一流道结构100的子流道110流动到与之相邻的另一流道结构100的子流道110的过程中，冷却液被分流部120分流。冷却液被分流部120分流时，冷却液的流动方向发生偏移，同一子流道110内的冷却液以不同流速从不同角度冲撞分流部120会产生不同方向的偏移，从而使冷却液能够做不规则运动，以形成湍流，从而提升冷却液与定子铁芯的换热效率。

图8是本申请实施例示出的定子铁芯的又一结构示意图。

请参见图8，本实施例中，为了便于描述，相邻的流道结构100包括第一流道结构210与第二流道结构220，第一流道结构210包括多个第一子流道211及设于相邻的第一子流道211之间的第一分流部212，第二流道结构220包括多个第二子流道221及设于相邻的第二子流道221之间的第二分流部222，第一子流道211与第二子流道221在定子铁芯的轴向上相互错位并相连通，第一分流部212与第二分流部222在定子铁芯的轴向上相互错位，第一子流道211与第二分流部222、第二子流道221与第一分流部212在定子铁芯的轴向上相对位。冷却液从第一流道结构210的第一子流道211流入第二流道结构220的第二子流道221的过程中，从每个第一子流道211流出的冷却液被第二分流部222分流，以流入至少两个第二子流道221内，而从多个第一子流道211流出的冷却液被多个第二分流部222分流后，又在多个第二子流道221内合流混合，如此，冷却液在多组流道结构100的子流道110的流动过程中，不断分流与合流，有效提升了定子铁芯的散热效率。

本实施例中，分流部120用于引导冷却液朝预设方向流动；预设方向至少包括垂直于子流道110的延伸方向，以使冷却液朝垂直于子流道110的延伸方向流动。如此，能够使冷却液具有在垂直于子流道110的延伸方向上的分速度，以便冷却液形成湍流状态，进而提升冷却液与定子铁芯的换热效率。

一些实施例中，分流部120包括用于引导冷却液朝预设方向流动的引导面，引导面与子流道110的延伸方向呈预设角度，冷却液冲刷到引导面后，引导面引导冷却液朝预设方向流动，从而使冷却液被分流部120分流后，能够从预设方向上流入下一子流道110内，并与下一子流道110的流道壁进行碰撞，以形成不规则运动，进而增加冷却液与定子铁芯的热交换能力，有效提升冷却液对定子铁芯的冷却效果，经流体仿真显示对定子铁芯的冷却效果优异。

一些实施例中，流道结构100的多个子流道110沿定子铁芯的周向均匀间隔设置，有利于多个子流道110均匀地布置在定子铁芯上，以便使定子铁芯在周向上的均匀散热。相邻的流道结构100的多个子流道110在定子铁芯的轴向上的错位量相同，这样的设置，一方面，能够使进入多个子流道110的进出液口径大小统一，使冷却液在多个子流道110的流量与流速大致均衡，进一步有利于定子铁芯在轴向上的均匀散热；另一方面，能够使不同的流道结构100共用相同的模具，进而节约了模具数量和开发成本，同时也提升了定子铁芯的生产效率。

本实施例中，流道结构100的多个子流道110以定子铁芯的中心轴为对称轴呈旋转对称结构，这样设置后，多个子流道110能够均匀地布置在定子铁芯上，同时，还能够使进入多个子流道110的进出液口径大小统一，如此，定子铁芯能够在轴向以及周向上均匀散热，充分提升定子铁芯的散热能力。

一些实施例中，定子铁芯还包括沿定子铁芯的周向开设于定子铁芯上的环槽101，至少两组流道结构100的多个子流道110在定子铁芯的轴向上形成相互连通的多个流道，环槽101与多个流道相连通。环槽101设于定子铁芯的外周边沿，电机壳体套设于定子铁芯上后，环槽101与电机壳体共同限定出注液流道，冷却液从注液通道分流到各流道中，以对定子铁芯进行冷却散热。本实施例中，环槽101可以开设于定子铁芯沿定子铁芯轴向的两端，也可以开设于定子铁芯沿定子铁芯轴向的中间位置。

一些实施例中，定子铁芯还包括至少两组铁芯冲片组；各流道结构100一一对应设于各铁芯冲片组上，各铁芯冲片组沿定子铁芯的轴向共轴连接，以使相邻的流道结构100的子流道110在定子铁芯的轴向上相互连通。铁芯冲片组由多个铁芯冲片叠压形成，铁芯冲片上成型有通孔或凹槽，多个铁芯冲片重叠使多个通孔相连通或者多个凹槽相连接，以形成子流道110，通过至少两组铁芯冲片组沿定子铁芯的轴向共轴连接，以使相邻两组铁芯冲片组上的子流道110相连通。

本实施例中，相邻的铁芯冲片组在定子铁芯的轴向上相互错位，以使相邻的流道结构100的子流道110在定子铁芯的轴向上相互错位。不同组的铁芯冲片组的铁芯冲片可以是相同结构，也可以是不同结构；当设为相同结构时，通过将相邻两组铁芯冲片组相互旋转，使相邻两组铁芯冲片组相互错位。相邻的流道结构100的子流道110在定子铁芯的轴向上相互错位，以形成相互交叉的流道，从而增加冷却液与定子铁芯的散热面积。

一些实施例中，沿定子铁芯的轴向设有对位结构，多组流道结构100通过对位结构相对位，以使相邻两组流道结构100的子流道110相互错位。对位结构可以是设于沿定子铁芯的轴向设于定子铁芯的对位凹槽，多组流道结构100通过对位凹槽相对位，以使相邻两组流道结构100的子流道110相互错位。对位凹槽可以是设于铁芯冲片组上的焊接缝102，通过将不同组铁芯冲片组的焊接缝102对齐重合，使相邻两组流道结构100的子流道110相互错位。

请参见图3，在其中一个具体的实施例中，子流道110为一体式结构，定子铁芯成型有多个通孔，通孔形成子流道110，如此，冷却液能够从定子铁芯的内部对定子铁芯进行散热，有效提升了定子铁芯的冷却效果。本实施例中，子流道110可以有多种形状，包括但不限于方形、梯形以及圆形。

请参见图7，在其中另一个具体的实施例中，子流道110为分体式结构，定子铁芯的边沿成型有多个凹槽，电机壳体套设于定子铁芯后，电机壳体与凹槽共同限定出子流道110，如此，冷却液能够对定子铁芯靠近壳体的区域进行有效散热。

可以理解地，为了进一步提升定子铁芯的散热能力，不仅在定子铁芯的内部成型通孔，而且在定子铁芯的边沿成型凹槽，如此，以便在定子铁芯的内部与边沿都形成子流道110，进而使冷却液能够从定子铁芯的内部以及边沿同时对定子铁芯进行冷却散热，充分提升定子铁芯的散热能力。

一些实施例中，各流道结构100的子流道110的结构形状相同，例如，子流道110的横截面可以是方形、梯形以及圆形等其他形状。

一些实施例中，各流道结构100的子流道110的结构形状不同，例如，其中一部分流道结构100的子流道110的横截面是圆形，另一部分流道结构100的子流道110的横截面是方形。

一些实施例中，相邻两组流道结构100的子流道110的结构形状、数量都相同，如此，在相邻两组流道结构100的子流道110相互错位后，冷却液能够从其中一流道结构100的一个子流道110流入另一流道结构100的两个子流道110中，每一子流道110的冷却液被一个分流部120分流，增加了冷却液与定子铁芯的热交换面积的同时，能够使冷却液形成湍流，有效提升冷却液与定子铁芯的热交换效率。

一些实施例中，相邻两组流道结构100的子流道110的结构形状相同、数量不同，例如，相邻两组流道结构100的子流道110均为圆形的通孔结构，但是二者的子流道110的孔径大小不同，从而使相邻两组流道结构100能够在定子铁芯的周向上排列数量不同的子流道110，如此，在相邻两组流道结构100的子流道110相互错位后，冷却液能够从其中一流道结构100的一个子流道110流入另一流道结构100的至少两个子流道110中，每一子流道110的冷却液能够被至少一个分流部120分流，进一步提升了冷却液与定子铁芯的热交换效率。

另一些实施例中，相邻两组流道结构100的子流道110的结构、数量均不同，例如，其中一部分流道结构100的子流道110是圆形的通孔结构，另一部分流道结构100的子流道110是方形的通孔结构，在两者的子流道110相互错位后，同样可以使冷却液在两者的子流道110的流动过程中形成湍流，以提升冷却液与定子铁芯的热交换效率。

可以理解地，冷却液能够被分流的份数多少取决于相邻两组流道结构100的子流道110的横截面大小、以及各自的子流道110的间距大小。

以上实施例介绍了本申请实施例提供的定子铁芯，相应地，本申请还提供一种电机，本实施例提供的电机包括如上述任意实施例所描述的定子铁芯。

本实施例提供的定子铁芯，包括沿定子铁芯的轴向依次相接的至少两组流道结构100，每组流道结构100包括沿定子铁芯的周向间隔设置的多个子流道110，子流道110用于流通冷却液；子流道110沿定子铁芯的轴向延伸，相邻的流道结构100的各子流道110在定子铁芯的轴向上相互错位并相连通，以增加流道结构100中的冷却液与定子铁芯的接触面积。这样设置后，各子流道110在定子铁芯的轴向上相互错位，能够增加冷却液在各子流道110内与定子铁芯的接触面积，并且能够使冷却液形成湍流，增加冷却液与定子铁芯的热交换能力，提升了定子铁芯的散热能力。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种定子铁芯，其特征在于，包括：

沿所述定子铁芯的轴向依次相接的至少两组流道结构，每组所述流道结构包括沿所述定子铁芯的周向间隔设置的多个子流道，所述子流道用于流通冷却液；

所述子流道沿所述定子铁芯的轴向延伸，相邻的所述流道结构的各所述子流道在所述定子铁芯的轴向上相互错位并相连通，以增加所述流道结构中的冷却液与所述定子铁芯的接触面积。

2.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于：

所述流道结构还包括形成于相邻的所述子流道之间的分流部；

相邻的所述流道结构的所述分流部与所述子流道在所述定子铁芯的轴向上相对位，以分流流入或流出各所述子流道的冷却液。

3.根据权利要求2所述的定子铁芯，其特征在于：

所述分流部用于引导冷却液朝预设方向流动；

所述预设方向至少包括垂直于所述子流道的延伸方向，以使冷却液朝垂直于所述子流道的延伸方向流动。

4.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于：

所述流道结构的多个所述子流道沿所述定子铁芯的周向均匀间隔设置；

相邻的所述流道结构的多个所述子流道在所述定子铁芯的轴向上的错位量相同。

5.根据权利要求4所述的定子铁芯，其特征在于：

所述流道结构的多个所述子流道以所述定子铁芯的中心轴为对称轴呈旋转对称结构。

6.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于：

还包括沿所述定子铁芯的周向开设于所述定子铁芯上的环槽，至少两组所述流道结构的多个所述子流道在所述定子铁芯的轴向上形成相互连通的多个流道，所述环槽与多个所述流道相连通。

7.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于，

还包括：至少两组铁芯冲片组；

各所述流道结构一一对应设于各所述铁芯冲片组上，各所述铁芯冲片组沿所述定子铁芯的轴向共轴连接，以使相邻的所述流道结构的所述子流道在所述定子铁芯的轴向上相互连通。

8.根据权利要求7所述的定子铁芯，其特征在于：

相邻的所述铁芯冲片组在所述定子铁芯的轴向上相互错位，以使相邻的所述流道结构的所述子流道在所述定子铁芯的轴向上相互错位。

9.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于：

所述子流道为一体式结构，所述定子铁芯成型有多个通孔，所述通孔形成所述子流道；或

所述子流道为分体式结构，所述定子铁芯的边沿成型有多个凹槽，电机壳体套设于所述定子铁芯后，所述电机壳体与所述凹槽共同限定出所述子流道。

10.一种电机，其特征在于，所述电机包括如权利要求1-9任一项所述的定子铁芯。

Images