CN114189105A - 一种车用永磁同步电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用永磁同步电机，包括电机外壳和电机输出轴，所述电机外壳的内壁设置有定子，所述电机外壳的外表面固定有散热鳍，还包括散热管，所述散热管位于内腔的内部，并且所述散热管的两端均固定在密封板上，同时散热管关于密封板的中心等角度分布，所述散热管的开口处和第一扇叶所处的散热腔相互连通。该车用永磁同步电机，在保证定子和转子所处的内部空间密封性能的基础上，有效的增加了风扇所处的内部空间和定子转子所处内部空间的接触面积，有效的提高了风扇的散热效率，同时，利用安装了电动机的电动车移动时会产生惯性的原理，利用该惯性力进行蓄能，使电机或电动车在停机后的一端时间内依然能够被很好的散热。

Description

一种车用永磁同步电机

技术领域

本发明涉及永磁同步电机技术领域，具体为一种车用永磁同步电机。

背景技术

永磁同步电机核心由电磁铁构成的定子和永磁铁构成的转子组成，定子环绕分布在电机外壳的内壁中，通过通电产生磁力并与转子上磁力方向相配合的方式、驱动安装在转子中心处的电机输出轴产生转动，其本质是将电能转化为动能的设备，但是现有的永磁同步电机在实际使用时依旧存在以下问题：

例如申请号为CN202010145420.4的授权专利（一种新能源汽车用永磁同步电机温控系统），包括永磁同步电机和冷气供给机构，永磁同步电机包括机壳、定子、电机输出轴和转子，转子两端与机壳形成空腔A和空腔B；冷气进气通道包括设置在电机输出轴上的冷气通道A和设置在所述转子上的多个冷气通道D，冷气通道A通过旋转接头和胶管A与冷气供给机构连通，冷气通道A通过多个径向冷气通道分别与每个冷气通道D中部连通；冷气排气通道包括设置在机壳上的排气通道A和排气通道B，排气通道A与空腔A连通，排气通道B与空腔B连通，排气通道A和排气通道B上分别设有气体单向阀A。能够使电机内的散热条件得到明显改善，降温效率高，降温效果显著，且能够对电机温升进行长期有效控制，而该类技术方案的散热结构，也仅仅是在电机外壳的内部/表面设置相应冷却通道，依旧无法和定子转子所处的内部空间直接接触，且冷却成本极高；

而且现有的同类电机多使用安装在电机输出轴上的扇叶进行自动散热，由于扇叶所处的内部空间和定子转子所处的内部空间完全隔绝，就导致散热效果较差，仍需要结合其他散热设备同步使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车用永磁同步电机，以解决上述背景技术中提出现有的同类电机多使用安装在电机输出轴上的扇叶进行自动散热，由于扇叶所处的内部空间和定子转子所处的内部空间完全隔绝，就导致散热效果较差，仍需要结合其他散热设备同步使用的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种车用永磁同步电机，包括电机外壳和电机输出轴，所述电机外壳的内壁设置有定子，所述定子包含有隔板和绕组，所述电机输出轴上固定有转子，且转子和定子均位于内腔的内部，所述内腔的右端密封固定有密封板，且密封板的右侧设置有散热腔，所述散热腔有固定在电机输出轴右端的第一扇叶，所述电机外壳的外表面固定有散热鳍，还包括散热管，所述散热管位于内腔的内部，并且所述散热管的两端均固定在密封板上，同时散热管关于密封板的中心等角度分布，所述散热管的开口处和第一扇叶所处的散热腔相互连通。

作为优选的，所述转子中开设有定位槽，所述定位槽用于收纳定位板，所述定位板固定在所述电机输出轴的表面，所述定位板和定位槽用于转子和电机输出轴之间的对接。

作为优选的，所述定位板中开设有第一气腔，所述第一气腔和第二气腔相互连通，所述第二气腔开设在电机输出轴的内部，并且第二气腔的右端和转动安装在电机输出轴右端的冷却气管相连通，所述冷却气管位于散热腔的内部，且冷却气管的右端固定在竖板上，所述竖板垂直固定在电机外壳的内部，并且冷却气管的右端和供气机构相连通，所述供气机构通过冷却气管使第一气腔和第二气腔内部的空气流通。

作为优选的，所述供气机构包含有气室、第二扇叶和驱动横轴，三者者均位于竖板右侧的电机外壳内部空间中，所述驱动横轴和驱动机构相连，驱动机构用于带动驱动横轴和第二扇叶转动产生气流并进入冷却气管的内部。

作为优选的，所述驱动机构包含有配重块和飞轮，配重块的顶端安装在驱动横轴上，且飞轮的中心固定安装配重块左侧的驱动横轴上，所述驱动横轴转动安装在电机外壳的右侧壁上。

作为优选的，所述驱动横轴的周围设置有安装在电机外壳表面的第一油管和第二油管，上下相邻的2个油管为一组，一组所述第一油管和第二油管的左端分别与一个油腔的输入端和输出端相连通，所述油腔蜿蜒开设在隔板的内部，所述第一油管和第二油管的右端分别与输油机构的输出端和输入端相连通。

作为优选的，所述输油机构包含有冷却油盒和叶轮，所述冷却油盒固定安装在电机外壳右侧的外表面，且冷却油盒的水平中心线和驱动横轴的轴线重叠。

作为优选的，所述叶轮垂直分布在冷却油盒的内部中心处，所述驱动横轴的右端贯穿电机外壳与冷却油盒的侧壁与叶轮相连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该车用永磁同步电机，在保证定子和转子所处的内部空间密封性能的基础上，有效的增加了风扇所处的内部空间和定子转子所处内部空间的接触面积，有效的提高了风扇的散热效率，同时，利用安装了电动机的电动车移动时会产生惯性的原理，利用该惯性力进行蓄能，使电机或电动车在停机后的一端时间内依然能够被很好的散热；

1.散热管结构的设计，使第一扇叶在跟随电机输出轴转动产生风力时，气流能够进入到位于内腔中的散热管内部，因此通过散热管的使用，有效的增加散热气流与定子转子所处内部空间的接触面积，提高散热效果；

2.转子中定位槽与电机输出轴上定位板的结构设计，能够利用板和槽之间的吻合，使电机输出轴和转子之间的连接更加方便稳固方便后续固定；

进一步的，第一气腔以及第二气腔的结构设计，能够利用供气机构产生的风力，使气流在冷却气管的传导下进入到定位板的内部流通，从而对使用中的转子进行更加高效散热的目的；

更进一步的，配重块的使用，能够在安装了该电机的电动车行驶过程中、因变速和颠簸产生惯性作用力、使配重块带动驱动横轴同步转动，从而为第二扇叶的转动提供动力，从而利用电动车自身的移动来产生风力进入到各个气腔中，而飞轮结构的使用，能够对行驶过程中驱动横轴的转动蓄能，使电动车在停机后的一段时间内保持转动，保证散热效能的同时，无需使用额外的电机等驱动设备，更加节能环保；

3.油管以及油腔的结构设计，能够在电机整体使用时，通过输油机构在油腔中循环输送的冷却油，对定子内部温度进行快速导出，在不影响电磁转换的基础上，提高冷却效率；

进一步的，冷却油盒以及叶轮的结构设计，同时利用叶轮和驱动横轴相互连接的结构设置，使电动车行驶过程中以及停机的一端时间内，驱动横轴的转动会驱动叶轮同步转动从而实现冷却油的循环流动，无需使用油泵或其他电机等通用机械设备。

附图说明

图1为本发明正视结构示意图；

图2为本发明散热管左侧视结构示意图；

图3为本发明电机外壳局部正剖面结构示意图；

图4为本发明定位板侧视结构示意图；

图5为本发明隔板正剖面结构示意图；

图6为本发明冷却油盒右视剖面结构示意图；

图7为本发明冷却油盒正剖面结构示意图；

图8为本发明油管侧视结构示意图。

图中：1、电机外壳；2、电机输出轴；3、内腔；4、绕组；5、隔板；6、转子；7、密封板；8、第一扇叶；9、散热腔；10、散热鳍；11、散热管；12、定位槽；13、定位板；14、第一气腔；15、第二气腔；16、冷却气管；17、竖板；18、气室；19、第二扇叶；20、驱动横轴；21、配重块；22、飞轮；23、油腔；24、第一油管；25、第二油管；26、冷却油盒；27、叶轮。

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做出创造性劳动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。

请参阅图1-8，本发明提供如下技术方案：

如图1-2所示，车用永磁同步电机，包括电机外壳1和电机输出轴2，电机外壳1的内壁设置有定子，定子包含有隔板5和绕组4，电机输出轴2上固定有转子6，且转子6和定子均位于内腔3的内部，内腔3的右端密封固定有密封板7，且密封板7的右侧设置有散热腔9，散热腔9有固定在电机输出轴2右端的第一扇叶8，电机外壳1的外表面固定有散热鳍10，还包括散热管11，散热管11位于内腔3的内部，并且散热管11的两端均固定在密封板7上，同时散热管11关于密封板7的中心等角度分布，散热管11的开口处和第一扇叶8所处的散热腔9相互连通，绕组4通电后产生磁性，并在与转子6的相互作用下产生驱动力，带动电机输出轴2同步的在电机外壳1中转动，此时图1中的第一扇叶8处于同步转动状态并且产生高速流动的气流，传统技术中气流会在和密封板7接触后直接排出，而本技术方案中，在密封板7的左侧壁定子和转子6所处的内部空间额外设置了散热管11，散热管11整体为密封状态、只有端头处通过安装在密封板7上的方式与散热腔9相连通，因此第一扇叶8在转动时产生的风力还会进入到散热管11中，经由散热管11的管壁、气流能够与内腔3更大面积的接触，从而通过提升冷气流接触面积的方式提高散热效率。

如图4所示，转子6中开设有定位槽12，定位槽12用于收纳定位板13，定位板13固定在电机输出轴2的表面，定位板13和定位槽12用于转子6和电机输出轴2之间的对接，其中转子6在安装至电机输出轴2上时，可通过定位板13和定位槽12之间的吻合，对转子6和电机输出轴2进行初步拼接，提升后续固定的便捷性。

如图3-4所示，定位板13中开设有第一气腔14，第一气腔14和第二气腔15相互连通，第二气腔15开设在电机输出轴2的内部，并且第二气腔15的右端和转动安装在电机输出轴2右端的冷却气管16相连通，冷却气管16位于散热腔9的内部，且冷却气管16的右端固定在竖板17上，竖板17垂直固定在电机外壳1的内部，并且冷却气管16的右端和供气机构相连通，供气机构通过冷却气管16使第一气腔14和第二气腔15内部的空气流通，供气机构运行时会产生相应的气流，由于其与冷却气管16连通，因此气流在冷却气管16的连通作用下会进入到图3所示的第二气腔15的内部，随后经由第二气腔15进入到第一气腔14中，从而对高速转动的转子6进行高效的散热，因此在此技术方案中定位板13除了能够用于转子6和电机输出轴2之间的拼接，还能够作为散热结构对转子6进行气流式散热。

如图3所示，供气机构包含有气室18、第二扇叶19和驱动横轴20，三者者均位于竖板17右侧的电机外壳1内部空间中，驱动横轴20和驱动机构相连，驱动机构用于带动驱动横轴20和第二扇叶19转动产生气流并进入冷却气管16的内部，驱动机构包含有配重块21和飞轮22，配重块21的顶端安装在驱动横轴20上，且飞轮22的中心固定安装配重块21左侧的驱动横轴20上，驱动横轴20转动安装在电机外壳1的右侧壁上，在安装了该电机的电动车行驶过程中，因为路况的原因，电动车会难免的变速，因此产生的惯性作用力会直接作用在图3中的配重块21中，配重块21在摆动的过程中带动驱动横轴20转动，确保不使用其他电机或驱动设备的情况下也能够使驱动横轴20以及第二扇叶19转动，从而起到节能环保的作用，而飞轮22的使用，则能够为驱动横轴20的转动蓄能，并且电动车在停止工作的一段时间内、使驱动横轴20持续转动提供散热所需动力，相应的为了确保驱动横轴20只会朝着一个方向持续转动，也可将配重块21的顶端与驱动横轴20通过单向轴承来单向转动连接。

如图3和图5-7所示，驱动横轴20的周围设置有安装在电机外壳1表面的第一油管24和第二油管25，上下相邻的2个油管为一组，一组第一油管24和第二油管25的左端分别与一个油腔23的输入端和输出端相连通，油腔23蜿蜒开设在隔板5的内部，第一油管24和第二油管25的右端分别与输油机构的输出端和输入端相连通，输油机构包含有冷却油盒26和叶轮27，冷却油盒26固定安装在电机外壳1右侧的外表面，且冷却油盒26的水平中心线和驱动横轴20的轴线重叠，叶轮27垂直分布在冷却油盒26的内部中心处，驱动横轴20的右端贯穿电机外壳1与冷却油盒26的侧壁与叶轮27相连接，当驱动横轴20处于转动状态时，叶轮27会同步转动，因此位于冷却油盒26以及各个油管中的冷却油会处于循环流动状态，冷却油在图5所示的油腔23内部流动，从而通过对隔板5直接散热的方式，对临近的绕组4以及定子整体进行油冷散热。

使用方式：绕组4通电后产生磁性，并在与转子6的相互作用下产生驱动力，带动电机输出轴2同步的在电机外壳1中转动，此时图1中的第一扇叶8处于同步转动状态并且产生高速流动的气流，因此第一扇叶8在转动时产生的风力还会进入到散热管11中，经由散热管11的管壁、气流能够与内腔3更大面积的接触，从而通过提升冷气流接触面积的方式提高散热效率。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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“相连”、“连接”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相连。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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种车用永磁同步电机，包括电机外壳（1）和电机输出轴（2），所述电机外壳（1）的内壁设置有定子，所述定子包含有隔板（5）和绕组（4），所述电机输出轴（2）上固定有转子（6），且转子（6）和定子均位于内腔（3）的内部，所述内腔（3）的右端密封固定有密封板（7），且密封板（7）的右侧设置有散热腔（9），所述散热腔（9）有固定在电机输出轴（2）右端的第一扇叶（8），所述电机外壳（1）的外表面固定有散热鳍（10），其特征在于：还包括散热管（11），所述散热管（11）位于内腔（3）的内部，并且所述散热管（11）的两端均固定在密封板（7）上，同时散热管（11）关于密封板（7）的中心等角度分布，所述散热管（11）的开口处和第一扇叶（8）所处的散热腔（9）相互连通。

2.根据权利要求1所述的一种车用永磁同步电机，其特征在于：所述转子（6）中开设有定位槽（12），所述定位槽（12）用于收纳定位板（13），所述定位板（13）固定在所述电机输出轴（2）的表面，所述定位板（13）和定位槽（12）用于转子（6）和电机输出轴（2）之间的对接。

3.根据权利要求2所述的一种车用永磁同步电机，其特征在于：所述定位板（13）中开设有第一气腔（14），所述第一气腔（14）和第二气腔（15）相互连通，所述第二气腔（15）开设在电机输出轴（2）的内部，并且第二气腔（15）的右端和转动安装在电机输出轴（2）右端的冷却气管（16）相连通，所述冷却气管（16）位于散热腔（9）的内部，且冷却气管（16）的右端固定在竖板（17）上，所述竖板（17）垂直固定在电机外壳（1）的内部，并且冷却气管（16）的右端和供气机构相连通，所述供气机构通过冷却气管（16）使第一气腔（14）和第二气腔（15）内部的空气流通。

4.根据权利要求3所述的一种车用永磁同步电机，其特征在于：所述供气机构包含有气室（18）、第二扇叶（19）和驱动横轴（20），三者者均位于竖板（17）右侧的电机外壳（1）内部空间中，所述驱动横轴（20）和驱动机构相连，驱动机构用于带动驱动横轴（20）和第二扇叶（19）转动产生气流并进入冷却气管（16）的内部。

5.根据权利要求4所述的一种车用永磁同步电机，其特征在于：所述驱动机构包含有配重块（21）和飞轮（22），配重块（21）的顶端安装在驱动横轴（20）上，且飞轮（22）的中心固定安装配重块（21）左侧的驱动横轴（20）上，所述驱动横轴（20）转动安装在电机外壳（1）的右侧壁上。

6.根据权利要求5所述的一种车用永磁同步电机，其特征在于：所述驱动横轴（20）的周围设置有安装在电机外壳（1）表面的第一油管（24）和第二油管（25），上下相邻的2个油管为一组，一组所述第一油管（24）和第二油管（25）的左端分别与一个油腔（23）的输入端和输出端相连通，所述油腔（23）蜿蜒开设在隔板（5）的内部，所述第一油管（24）和第二油管（25）的右端分别与输油机构的输出端和输入端相连通。

7.根据权利要求6所述的一种车用永磁同步电机，其特征在于：所述输油机构包含有冷却油盒（26）和叶轮（27），所述冷却油盒（26）固定安装在电机外壳（1）右侧的外表面，且冷却油盒（26）的水平中心线和驱动横轴（20）的轴线重叠。

8.根据权利要求7所述的一种车用永磁同步电机，其特征在于：所述叶轮（27）垂直分布在冷却油盒（26）的内部中心处，所述驱动横轴（20）的右端贯穿电机外壳（1）与冷却油盒（26）的侧壁与叶轮（27）相连接。

Images