CN114899979B - 一种提高电机绕组散热性能的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新能源汽车的技术领域，具体为一种提高电机绕组散热性能的装置。该装置包括机壳、端盖以及与电机定子绕组连接的铜排，端盖与机壳固定，机壳内设若干水道，还包括由导热片、水冷板和压块组成的散热组件，所述铜排通过压块固定于水冷板上，铜排与水冷板之间铺有导热片，所述的水冷板与端盖固定连接，且与机壳内设水道联通。本产品将传统电机星点绑扎在绕组端部的方式进行创新，将星点脱离出绕组端部，并且利用高导热绝缘材料，对星点进行导热和水冷，从而将绕组端部进行散热，从而降低绕组端部温度。

Description

一种提高电机绕组散热性能的装置
技术领域
本发明涉及新能源汽车的技术领域，具体为一种提高电机绕组散热性能的装置。
背景技术
现阶段新能源汽车发展快，产量和销量节节攀升，随着整车轻量化提升,对电驱动系统的集成化要求越来越高，造成结构，冷却系统的压缩，相应对电机的散热要求越来越高，而传统电机的水冷散热的传导路径为：定子绕组(发热源)→绝缘漆→绝缘纸→铁芯→机壳→热交换介质；而电机绕组端部由于和铁芯并没有接触，只能辐射散热，热量传导较差，导致热量聚集，温度升高，造成绕组端部温度高于其他部位。电机的三相引出线需要和外电路连接，与外电路连接，其电密大，长度长因此，三相引出线的温度也较高。
星点是三相电流汇聚的地方，而由于焊接的方式，其电阻是高于其他部位的，所以电机的星点的温度最高；又因为绕组制作生产的工艺性要求，通常将星点绑扎在端部，因此也导致端部温度较高。电机的三相引出线需要和外电路连接，在新能源汽车电机里，通常采用电磁线直接压铆铜鼻子接头，而不使用引接线，电磁线的电密较高，发热也比较严重；与外电路连接，导致其长度也较长，因此并不能通过长度将温度传导出去，因此，三相引出线的温度也较高。以上的高温都极大的影响电机的使用安全及寿命。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种提高电机绕组散热性能的装置，给出降低绕组端部温度和三相引出线温度的解决方案。
(二)技术方案
一种提高电机绕组散热性能的装置，包括机壳、端盖以及与电机定子绕组连接的铜排，端盖与机壳固定，机壳内设若干水道，还包括由导热片、水冷板和压块组成的散热组件，所述铜排通过压块固定于水冷板上，铜排与水冷板之间铺有导热片，所述的水冷板与端盖固定连接，且与机壳内设水道联通。
作为优选，所述的散热组件以及水道分别对应于各个铜排设置。
作为优选，所述的端盖内设相互联通的进水口、出水口和冷却腔，机壳内水道分别对应于进水口、出水口设置，水冷板对应于冷却腔设置。
作为优选，所述的铜排为电机星点铜排或电机三相铜排。
作为优选，所述的端盖与机壳固定连接处设有密封圈。
作为优选，所述的压块内侧设有与铜排相匹配的铜排槽。
作为优选，所述的压块开有螺栓通孔。
作为优选，所述的水冷板对应冷却腔一侧设有散热片。
作为优选，所述的导热片为ALN陶瓷片，水冷板为铝制。
作为优选，所述的铜排和导热片均为扁平化设计。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种提高电机绕组散热性能的装置，将传统电机星点绑扎在绕组端部的方式进行创新，将星点脱离出绕组端部，并且利用高导热绝缘材料，对星点进行导热和水冷，从而将绕组端部进行散热，从而降低绕组端部温度。由于电机三相端子处经常发生高温，烧蚀接线板的普遍情况，本产品对于电机三相引出线也实行了相同的方案。
还具备以下优点：
1、利用ALN陶瓷片材料(导热系数320W/m.K，介电常数8.7)，因此具有绝缘可靠，散热效果好的效果；同时片状形态，利于生产制造。
2、水冷板采用铝材料与冷却液进行热交换，铝材(导热系数217W/m.K)热交换效率高，且通过模具可一次压铸成型。散热片可以设计不同的尺寸与形态，便于复杂空间利用。
附图说明
图1为本发明整体结构立体示意图；
图2为本发明的局部剖面示意图；
图3为本发明机壳及端盖内冷却流路立体示意图；
图4为图3展开剖面示意图；
图5为本发明端盖冷却结构立体示意图；
图6为本发明机壳冷却水道立体示意图；
图7为本发明水冷板结构立体示意图；
图8为本发明电机星点铜排结构立体示意图；
图9为本发明电机三相引出线铜排结构立体示意图；
图10为本发明压块结构立体示意图。
标号说明：1端盖；1a进水口；1b出水口；1c冷却腔；1d密封圈；2冷却液；3导热片；4水冷板；4a散热片；5机壳；5a水道；6压块；6a铜排槽；6b螺栓通孔；7铜排；7a电机星点铜排；7a1焊接点一；7b电机三相铜排；7b1焊接点二。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明，其中相同的零部件用相同的附图标记表示，需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”、“底面”和“顶面”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
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。
实施例：
如图1-10所示，本产品是一种提高电机绕组散热性能的装置，包括机壳5、端盖1以及与电机定子绕组连接在一起的铜排7，铜排7为电机星点铜排7a或电机三相铜排7b两种形态，其中电机星点铜排7a用于电机星点，电机三相铜排7b用于电机三相引出线，焊接时使用工装保证其可以平铺在端盖1上；端盖1与机壳5固定，端盖1与机壳5固定连接处设有密封圈1d，机壳5内设若干水道5a。进一步，还包括由导热片3、水冷板4和压块6组成的散热组件，散热组件以及水道5a分别对应于各个铜排7设置，分别设有四组；铜排7通过压块6固定于水冷板4上，铜排7与水冷板4之间铺有导热片3，水冷板4与端盖1固定连接，且与机壳5内设水道5a联通。
本实施例的端盖1内设相互联通的进水口1a、出水口1b和冷却腔1c，机壳5内水道5a分别对应于进水口1a、出水口1b设置，水冷板4对应于冷却腔1c设置，水冷板4对应冷却腔1c一侧设有散热片4a，散热片4a的形状和数量可根据实际需要设计，冷却腔1c而可以根据电机绕组线圈排列，在圆周上均匀分布。
本实施例的压块6内侧设有与铜排7相匹配的铜排槽6a，压块6开有螺栓通孔6b，通过螺栓将压块6和水冷板4固定在一起。
本实施例为了提高导热性能铜排7和导热片3均为扁平化设计，而导热片3为ALN陶瓷片或其它绝缘高导热材料，水冷板4为铝制。
更为具体地，
本实施例的水冷板4与端盖1接缝采取搅拌摩擦焊的方式焊接在一起，需达到密封效果，且水冷板4与端盖1焊接后进行精加工，保证平面度；
本实施例中的水道5a、进水口1a、出水口1b数量可以根据需求要求调整，并相互对应；而且还需保证密封，密封方式可以多种。若采取密封圈1d方式密封，需在进水口1a、出水口1b的内侧面外围开设密封槽。
工作过程：
本实施例的电机星点铜排7a、电机三相铜排7b分别利用焊接点一7a1、焊接点二7b1与定子绕组焊接在一起，当电机运行时电流使铜排7产生热量，热量通过导热片3传导给水冷板4，水冷板4再分散传导至散热片4a；后冷却液2从水道5a流入端盖1的冷却腔1c，经过与散热片4a进行热交换后，再通过机壳5流出，并在圆周上形成数个循环，最终达到散热目的。
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 (5)

1.一种提高电机绕组散热性能的装置，包括机壳、端盖以及与电机定子绕组连接的铜排，端盖与机壳固定，机壳内设若干水道，其特征在于，还包括由导热片、水冷板和压块组成的散热组件，所述铜排通过压块固定于水冷板上，铜排与水冷板之间铺有导热片，所述的水冷板与端盖固定连接，且与机壳内设水道联通；
所述的散热组件以及水道分别对应于各个铜排设置；所述的端盖内设相互联通的进水口、出水口和冷却腔，机壳内水道分别对应于进水口、出水口设置，水冷板对应于冷却腔设置；
所述的压块内侧设有与铜排相匹配的铜排槽；所述的水冷板对应冷却腔一侧设有散热片，冷却液从水道流入端盖的冷却腔，经过与散热片进行热交换后，再通过机壳流出；所述的导热片为ALN陶瓷片，水冷板为铝制。
2.根据权利要求1所述的一种提高电机绕组散热性能的装置，其特征在于：所述的铜排为电机星点铜排或电机三相铜排。
3.根据权利要求1所述的一种提高电机绕组散热性能的装置，其特征在于：所述的端盖与机壳固定连接处设有密封圈。
4.根据权利要求1所述的一种提高电机绕组散热性能的装置，其特征在于：所述的压块开有螺栓通孔。
5.根据权利要求1所述的一种提高电机绕组散热性能的装置，其特征在于：所述的铜排和导热片均为扁平化设计。
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