CN116073567A - 电机和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种电机和车辆，电机包括：机壳，机壳包括进液通道；定子组件，设置于机壳内，定子组件与机壳的内壁之间具有腔室，进液通道连通于腔室，定子组件包括：定子铁芯；绝缘骨架，设置于定子铁芯的轴向端部；定子绕组，设置于绝缘骨架上；冷却口，设置于绝缘骨架上，腔室通过冷却口连通定子绕组端部所在的位置，冷却口用于将腔室内的冷却介质驱动至定子绕组端部。本发明直接在绝缘骨架上开设有冷却口，使得冷却介质可直接经由冷却口喷射，简化了电机的整体结构，满足电机在大功率下的散热性。

Description

电机和车辆

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种电机和车辆。

背景技术

电机的小型化及轻量化设计对降低产品成本及功耗有着重要作用。特别是汽车行业，为减轻整车重量，通常采用体积及重量更小的定子铁芯分块结构集中绕组电机。电机工作时由于定子组件的铁损、铜损产生大量的热量，若不将损耗热排出的话，会造成电机损坏。

相关技术中，在电机内部增加喷油环以保证冷却介质的流通，但增加喷油环又会到电机的尺寸增大，不利于降低产品的尺寸和功耗。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明第一方面提供了一种电机。

本发明第二方面提供了一种车辆。

本发明第一方面提供了一种电机，包括：机壳，机壳包括进液通道；定子组件，设置于机壳内，定子组件与机壳的内壁之间具有腔室，进液通道连通于腔室，定子组件包括：定子铁芯；绝缘骨架，设置于定子铁芯的轴向端部；定子绕组，设置于绝缘骨架上；冷却口，设置于绝缘骨架上，腔室通过冷却口连通定子绕组端部所在的位置，冷却口用于将腔室内的冷却介质驱动至定子绕组端部。

本发明提出的电机包括机壳和定子组件。其中，机壳包括有进液通道，进液通道应用供冷却介质进入；定子组件设置在机壳内，并且定子组件与机壳之间设置有与进液通道相连通的腔室，进液通道内的冷却介质可进入到腔室内。

进一步地，定子组件包括定子铁芯、绝缘骨架、定子绕组和冷却口。其中，绝缘骨架设置在定子铁芯轴向的两端部，定子绕组设置在绝缘骨架上，冷却口开设在绝缘骨架上。特别地，腔室通过冷却口连通定子绕组端部所在的位置，这样在电机使用过程中，腔室内的冷却介质即可通过冷却口流到定子绕组端部所在的位置，进而有效冷却定子绕组。具体地，冷却口用于将腔室内的冷却介质驱动至定子绕组端部所在的位置。

特别地，本发明所提出的电机直接在绝缘骨架上开设冷却口，以使得定子组件与机壳的内壁之间的腔室通过该冷却口连通于定子绕组端部所在的位置。这样，在电机使用过程中，外部的冷却介质通过机壳上的进液通道进入到定子组件与机壳的内壁之间的腔室，再经由冷却口喷射到定子绕组所在的位置，特别是可以喷射至定子绕组的端部，这样即可实现对定子组件以及定子绕组的高效散热，满足电机在大功率下的散热性。

并且，由于本发明直接在绝缘骨架上开设有冷却口，使得冷却介质可直接经由冷却口喷射，使得本发明提出的电机并不需要使用相关技术所采用的喷油环，简化了电机的整体结构，特别是降低了电机的轴向尺寸。并且，整个冷却介质的流动路径均在全部位于定子铁芯及机壳中，工艺简单、加工容易，且无需管路引流，不会产生额外的电磁损耗。

在需要说明的是，定子绕组的端部指的是；定子绕组在定子铁芯轴向上的端部位置；更具体地，定子绕组的端部位于绝缘骨架的绕线槽内。本领域技术人员对于定子绕组的端部这一概念是可以理解的。

在一些可能的设计中，腔室位于定子铁芯的轴向端面、机壳的内侧壁和绝缘骨架的外侧壁之间。

在该设计中，绝缘骨架具有相对的内侧壁和外侧壁(绝缘骨架的外侧壁即为与机壳相对的一侧壁)，定子绕组的至少一部分(即端部)位于内侧壁与外侧壁之间。此外，绝缘骨架位于定子铁芯的轴向端部，这样即可通过定子铁芯的轴向端面、机壳的内侧壁和绝缘骨架的外侧壁之间的空间形成上述腔室。在电机使用过程中，将腔室作为喷油空间使用，进液通道内的冷却介质可进入到该腔室内；腔室内的冷却介质经由冷却口进入到定子绕组端部所在的位置(即内侧壁和外侧壁之间的空间)，实现对电机铁芯以及定子绕组的冷却降温。

在一些可能的设计中，腔室的数量为两个，两个腔室分布于定子铁芯的轴向两端部。

在该设计中，定子铁芯的轴向两端部均设置有绝缘骨架，并且定子绕组同时存在于定子铁芯两端的绝缘骨架上。因此，本发明提出的电机中腔室的数量为两个，并且两个腔室分布于定子铁芯的轴向两端部；两个腔室同时与进液通道相连通，并且两个腔室分别与定子铁芯两端部的定子绕组端部所在的位置相连通。

在电机使用过程中，进液通道内的冷却介质可同时进入到两个腔室内，并通过两端的冷却口流向两端的定子绕组端部所在的位置。这样，可保证位于定子铁芯两端的定子绕组的有效冷却，并保证了整个定子组件在轴向的全面冷却。

在一些可能的设计中，腔室为环形腔室。

在该设计中，腔室为环形腔室，并且腔室环绕于绝缘骨架设置。这样，保证了环形腔室与定子铁芯的形状相匹配，使得进液通道内的冷却介质进入到环形通道后，经由冷却口进入到定子绕组端部所在的位置，并保证了从定子绕组的四周喷射，保证了冷却介质与定子绕组的接触面积，进而提升了对定子绕组的冷却均匀性和高效性。

在一些可能的设计中，电机还包括：第一凹槽，设置于定子铁芯的外侧壁，第一凹槽沿定子铁芯的轴向延伸，并连通于进液通道和腔室。

在该设计中，电机还包括第一凹槽。其中，第一凹槽设置在定子铁芯的外侧壁(即定子铁芯与机壳内壁相对的一侧壁)，并且第一凹槽沿定子铁芯的轴向延伸，以使得进液通道和腔室之间通过第一凹槽相连通。这样，在电机使用过程中，进入到进液通道内部的冷却介质会通过第一凹槽流向腔室内部，再经由冷却口流向定子绕组端部所在的位置。

特别地，本发明直接在定子铁芯上开设有第一凹槽，使得进液通道内的冷却介质通过第一凹槽流入到腔室，通过设置第一凹槽增大冷却介质与定子铁芯的接触面积，使冷却介质能充分接触定子铁芯和设在定子铁芯上的绕组，从而降低冷却介质与定子铁芯的接触热阻，提高了电机在大功率下的散热效率，能够在满足工艺加工的同时，明显增加冷却介质与定子铁芯的接触面积。并且，本发明直接在定子铁芯上开设第一凹槽，并使得冷却介质通过第一凹槽流动，无需额外增加流道结构，进一步简化了电机的整体结构。

在一些可能的设计中，第一凹槽的数量为多个，多个第一凹槽沿定子铁芯的周向分布。

在该设计中，第一凹槽的数量为多个。其中，多个第一凹槽沿定子铁芯的周向分布，以使得进液通道通过多个第一凹槽同时连通到腔室不同的位置。这样，在电机使用过程中，进液通道内的冷却介质会同时进入到多个第一凹槽内，并经过第一凹槽同时进到腔室周向不同的位置，以保证冷却介质的进入量，提升电机的冷却效果。此外，多个第一凹槽沿定子铁芯的周向分布，也保证了冷却介质与定子铁芯周向不同的位置相接触，极大程度上提升了冷却介质与定子铁芯的接触面积，进步提升冷却介质对定子铁芯的冷却效果。

在一些可能的设计中，电机还包括：第二凹槽，设置于机壳的内侧壁，第二凹槽沿定子铁芯的周向延伸，并连通于进液通道和多个第一凹槽。

在该设计中，电机还包括第二凹槽。其中，第二凹槽为环形凹槽，并且第二凹槽沿定子铁芯的周向延伸。这样，第二凹槽设置在机壳的内部，并且第二凹槽不同的位置分别与多个第一凹槽相连通。也即，在电机使用过程中，进液通道内的冷却介质首先会进入到机壳内部的第二凹槽内，而后第二凹槽内的冷却介质会进入到多个第一凹槽内，并沿多个第一凹槽流动进入到腔室内；进入到腔室内的冷却介质会经过冷却口进入到定子绕组端部所在的位置，以实现对定子组件以及电机的整体冷却。

在一些可能的设计中，定子铁芯包括多个分块铁芯，任一分块铁芯的轴向两端部分别设置有绝缘骨架，定子绕组缠绕于单个分块铁芯。

在该设计中，定子铁芯包括多个分块铁芯。其中，多个分块铁芯相连接，形成环形结构。此外，对于每一个分块铁芯来说，在这个分块铁芯轴向端部设置有上述绝缘骨架，并且单个分块铁芯上缠绕有上述定子绕组。

在一些可能的设计中，绝缘骨架包括：连接结构，连接结构与定子铁芯相连接；绕线结构，设置于连接结构上，冷却口设置于绕线结构上；绕线槽，设置于绕线结构上，冷却口连通于绕线槽，定子绕组的至少一部分缠绕于绕线槽。

在该设计中，绝缘骨架包括相连接的连接结构和绕线结构。其中，连接结构用于与定子铁芯相连接，以保证绝缘骨架与定子铁芯的稳定连接；绕线结构设置在连接结构上，并且绕线结构上设置有绕线槽，定子绕组的至少一部分缠绕于绕线槽内。具体地，定子绕组的端部缠绕于绕线槽内。

特别地，冷却口设置于绕线结构上(具体设置在绕线槽的外侧壁上)，并且冷却口使得腔室与绕线槽的内部空间相连通。这样，在电机使用过程中，进入到腔室内的冷却介质会经由冷却口进入到绕线槽内，进而保证了冷却介质对定子绕组以及整个电机的有效冷却。

在一些可能的设计中，沿定子铁芯的轴向，连接结构的尺寸大于或等于定子铁芯的尺寸的1/2。

在该设计中，定子铁芯的两端部分别设置有上述绝缘骨架，并且绝缘骨架的连接结构与定子铁芯相连接。因此，沿定子铁芯的轴向，连接结构的尺寸大于或等于定子铁芯的尺寸的1/2。这样，可保证位于定子铁芯两端部的绝缘骨架的连接结构完全覆盖定子铁芯的轴向长度，保证定子绕组的绝缘性能。

特别地，沿定子铁芯的轴向，连接结构的尺寸等于定子铁芯的尺寸的1/2。这样，位于定子铁芯两端部的绝缘骨架恰好在安装后相接触，最大程度上保证连接结构与定子铁芯的连接长度和连接面积。此外，在连接结构的尺寸大于定子铁芯的尺寸的1/2，两个连接结构的端部可以层叠设置。

在一些可能的设计中，沿定子铁芯的轴向，绕线结构的尺寸，等于绕线槽内定子绕组端部的尺寸与绕线槽的底壁壁厚之和与第一比例系数的乘积。

在该设计中，沿定子铁芯的轴向，绕线结构的尺寸，等于绕线槽内定子绕组端部的尺寸与绕线槽的底壁壁厚之和与第一比例系数的乘积。这样，可保证在定子绕组安装完成后，绕线结构对绕线槽内定子绕组的有效限位，进而保证了定子绕组的相对位置稳定，不会出现定子绕组脱落的情况发生。

具体地，第一比例系数大于或等于1并小于或等于1.5，以保证在定子绕组安装完成后，绕线结构沿定子铁芯的轴向仍有一定的尺寸余量。

在一些可能的设计中，沿定子铁芯的轴向，冷却口与连接结构的最小距离，等于冷却口所在侧壁的壁厚与第二比例系数的乘积。

在该设计中，沿定子铁芯的轴向，冷却口与连接结构的最小距离，等于冷却口所在侧壁的壁厚与第二比例系数的乘积。具体地，冷却口与连接结构的最小距离为：冷却口的下端到连接结构和绕线结构交界处的距离。这样，可保证冷却口到绕线槽的底壁之间具有一定的高度，并且保证了定子绕组安装完成后，冷却口处于定子绕组的顶部。这样，在电机使用过程中，腔室内的冷却介质会通过冷却口进入到定子绕组端部的空间内，进而在与定子绕组接触换热后流出，保证了冷却介质的流通。

在一些可能的设计中，绝缘骨架为导热件。

在该设计中，绝缘骨架为导热件。具体地，绝缘骨架可采用导热系数高的且绝缘性能好材料制备，这样，电机内部所产生的热量会传导至绝缘骨架，冷却介质在经过绝缘骨架时会将该部分热量带走，进而进一步提升对电机的降温冷却效果。

在一些可能的设计中，任一绝缘骨架上设置有一个或多个冷却口。

在该设计中，任一绝缘骨架上设置有一个或多个冷却口。这样，在电机使用过程中，腔室内的冷却介质可同时通过一个或多个冷却口进入到腔室所在的位置，以保证冷却介质的流量，并保证电机在高速运转下的有效散热。此外，冷却口的形状可根据实际情况进行设计，可以是圆形、椭圆形、矩形，也可以是设置在绝缘骨架上的缺口。

在一些可能的设计中，机壳上还包括出液通道，出液通道与定子绕组端部所在的位置相连通，并用于排出定子绕组端部所在位置的冷却介质。

在该设计中，机壳上还包括出液通道。其中，出液通道与定子绕组所在的位置相连通，与定子绕组换热后的冷却介质可通过出液通道排出。这样，保证了冷却介质的流入和流出，进而保证外部温度较低的冷却介质源源不断进入到电机内部，并在与电机接触换热后流出电机。如此循环，以保证对电机的持续高效换热。

在一些可能的设计中，电机还包括转子组件，转子组件设置于机壳内，并能够在定子组件的作用下转动。

在该设计中，电机还包括转子组件。其中，转子组件设置在机壳内，并且穿设于定子组件的内部。这样，定子组件与转子组件相互配合，以使得电机工作时转子组件不断转动并输出力矩。

在一些可能的设计中，冷却口到绝缘骨架的端部边缘具有间距。

在该设计中，冷却口可以开设在绝缘骨架的中部，此时冷却口到绝缘骨架的端部边缘具有间距。这样，冷却口为一个完整的开口，并可保证绝缘骨架的端部完整，进而提升了绝缘骨架端部位置的强度。

在一些可能的设计中，冷却口贯穿于绝缘骨架的端部。

在该设计中，冷却口可以贯穿于绝缘骨架的端部，此时冷却口直接开设到绝缘骨架的端部边缘。这样，冷却口为敞口设置，使得冷却口具有足够的开口面积，保证了冷却介质的流通量。

在一些可能的设计中，上述定子绕组为集中式绕组。

本发明第二方面提供了一种车辆，包括：本发明第一方面的电机。

本发明提出的车辆，包括如上述设计的电机。因此，该车辆具有上述电机的全部有益效果，在此不再详细论述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的电机的剖视图；

图2是本发明一个实施例的电机中机壳的结构示意图；

图3是本发明一个实施例的电机中定子组件的结构示意图；

图4是图3所示定子组件中分块铁芯的结构示意图；

图5是图4所示分块铁芯中绝缘骨架的结构示意图之一；

图6是图4所示分块铁芯中绝缘骨架的结构示意图之二；

图7是图4所示分块铁芯中绝缘骨架的结构示意图之三；

图8是图4所示分块铁芯中绝缘骨架的结构示意图之四；

图9是本发明又一个实施例的电机中绝缘骨架的结构示意图；

图10是图9所示绝缘骨架另一视角的结构示意图；

图11是本发明又一个实施例的电机中绝缘骨架的结构示意图；

图12是图11所示绝缘骨架另一视角的结构示意图；

图13是本发明一个实施例的电机中第一比例系数与电机的径向尺寸的关系示意图；

图14是本发明一个实施例的电机中第二比例系数与绝缘固件最大应力增加值以及定子绕组端部的最大温升值的关系示意图；

图15是本发明一个实施例的车辆的结构简图。

其中，图1至图12、以及图15中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100电机，102机壳，104进液通道，106定子组件，108腔室，110定子铁芯，112绝缘骨架，114定子绕组，116冷却口，118第一凹槽，120第二凹槽，122分块铁芯，124连接结构，126绕线结构，128绕线槽，130进口，132出口，134第一端盖，136第二端盖，138内侧壁，140外侧壁，200车辆。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图15来描述根据本发明一些实施例提供的电机100和车辆。图1中粗线箭头表示冷却介质的流动方向，图1中点画线表示定子铁芯110的轴向。

本发明第一个实施例提出了一种电机100，包括机壳102和定子组件106。

其中，如图1所示，机壳102包括有进液通道104，进液通道104应用供冷却介质进入；定子组件106设置在机壳102内，并且定子组件106与机壳102之间设置有与进液通道104相连通的腔室108，进液通道104内的冷却介质可进入到腔室108内。

进一步地，如图1所示，定子组件106包括定子铁芯110、定子绕组114、绝缘骨架112和冷却口116。其中，如图1和图3所示，绝缘骨架112设置在定子铁芯110轴向的两端部，定子绕组114设置在绝缘骨架112上，冷却口116开设在绝缘骨架112上。特别地，如图1所示，腔室108通过冷却口116连通定子绕组114所在的位置，这样在电机100使用过程中，腔室108内的冷却介质即可通过冷却口116流到定子绕组114端部所在的位置，进而有效冷却定子绕组114。具体地，如图4所示，定子绕组114端部指的是位于绕线槽128内的部分定子绕组114(即图4中M所指的位置)，本领域技术人员是可以理解上述“端部”这一概念的。

特别地，如图1、图5和图6所示，本实施例所提出的电机100直接在绝缘骨架112上开设冷却口116，以使得定子组件106与机壳102的内壁之间的腔室108通过该冷却口116连通于定子绕组114端部所在的位置。这样，在电机100使用过程中，外部的冷却介质通过机壳102上的进液通道104进入到定子组件106与机壳102的内壁之间的腔室108，再经由冷却口116喷射到定子绕组114端部所在的位置，特别是可以喷射至定子绕组114的端部，这样即可实现对定子组件106以及定子绕组114的高效散热，满足电机100在大功率下的散热性。

并且，本实施例直接在绝缘骨架112上开设有冷却口116，使得冷却介质可直接经由冷却口116喷射，使得本发明提出的电机100并不需要使用相关技术所采用的喷油环，简化了电机100的整体结构，特别是降低了电机100的轴向尺寸。并且，整个冷却介质的流动路径均在全部位于定子铁芯110及机壳102中，工艺简单、加工容易，且无需管路引流，不会产生额外的电磁损耗。

因此，本实施例提出的电机100直接在绝缘骨架112上开设有冷却口116，在保证电机100高效降温的基础上，避免相关技术所采用的喷油环，可有效降低电机100的整体结构。并且，整个电机100的结构简单，无需管路引流，不会产生额外的电磁损耗，保证了电机100的高效性能。

本发明第二个实施例提出了一种电机100，在第一个实施例的基础上，进一步地：

如图4和图8所示，绝缘骨架112具有相对的内侧壁138和外侧壁140；定子绕组114的至少一部分位于内侧壁138与外侧壁140之间。具体地，绝缘骨架112的外侧壁140是与机壳102相对的一侧壁，绝缘骨架112的内侧壁138是与转子组件相对的一侧壁。具体地，定子绕组114的端部位于内侧壁138与外侧壁140之间。

此外，如图1所示，绝缘骨架112位于定子铁芯110的轴向端部，这样即可通过定子铁芯110的轴向端面、机壳102的内侧壁和绝缘骨架112的外侧壁140之间的空间形成上述腔室108。并且，腔室108位于定子铁芯110的轴向端部。

这样，如图1所示，在电机100使用过程中，将腔室108作为喷油空间使用，进液通道104内的冷却介质可进入到该腔室108内；腔室108内的冷却介质经由冷却口116进入到定子绕组114端部所在的位置(即内侧壁138和外侧壁140之间的空间，也即绝缘骨架112的绕线槽128内)，实现对电机100铁芯以及定子绕组114的冷却降温。

在该实施例中，进一步地，如图1和图4所示，定子铁芯110的轴向两端部均设置有绝缘骨架112，并且定子绕组114同时存在于定子铁芯110两端的绝缘骨架112上。因此，如图1和图4所示，本实施例提出的电机100中腔室108的数量为两个，并且两个腔室108分布于定子铁芯110的轴向两端部；两个腔室108同时与进液通道104相连通，并且两个腔室108分别与定子铁芯110两端部的定子绕组114端部所在的位置相连通。

在电机100使用过程中，如图1所示，进液通道104内的冷却介质可同时进入到两个腔室108内，并通过两端的冷却口116流向两端的定子绕组114端部所在的位置。这样，可保证位于定子铁芯110两端的定子绕组114的有效冷却，并保证了整个定子组件106在轴向的全面冷却。

在该实施例中，进一步地，如图1所示，腔室108为环形腔室108，并且腔室108环绕于绝缘骨架112设置。这样，保证了环形腔室108与定子铁芯110的形状相匹配，使得进液通道104内的冷却介质进入到环形通道后，经由冷却口116进入到定子绕组114端部所在的位置，并保证了从定子绕组114的四周喷射，保证了冷却介质与定子绕组114的接触面积，进而提升了对定子绕组114的冷却均匀性和高效性。

本发明第三个实施例提出了一种电机100，在第一个实施例和第二个实施例的基础上，进一步地：

如图3和图4所示，电机100还包括第一凹槽118。其中，第一凹槽118设置在定子铁芯110的外侧壁(即定子铁芯110与机壳102内壁相对的一侧壁)，并且第一凹槽118沿定子铁芯110的轴向延伸，以使得进液通道104和腔室108之间通过第一凹槽118相连通。这样，在电机100使用过程中，进入到进液通道104内部的冷却介质会通过第一凹槽118流向腔室108内部，再经由冷却口116流向定子绕组114端部所在的位置。

特别地，如图3和图4所示，本发明直接在定子铁芯110上开设有第一凹槽118，使得进液通道104内的冷却介质通过第一凹槽118流入到腔室108，通过设置第一凹槽118增大冷却介质与定子铁芯110的接触面积，使冷却介质能充分接触定子铁芯110和设在定子铁芯110上的绕组，从而降低冷却介质与定子铁芯110的接触热阻，提高了电机100在大功率下的散热效率，能够在满足工艺加工的同时，明显增加冷却介质与定子铁芯110的接触面积。

并且，本实施例直接在定子铁芯110上开设第一凹槽118，并使得冷却介质通过第一凹槽118流动，无需额外增加流道结构，进一步简化了电机100的整体结构。

在该实施例中，进一步地，如图3和图4所示，第一凹槽118的数量为多个。其中，多个第一凹槽118沿定子铁芯110的周向分布，以使得进液通道104通过多个第一凹槽118同时连通到腔室108不同的位置。

这样，如图1所示，在电机100使用过程中，进液通道104内的冷却介质会同时进入到多个第一凹槽118内，并经过第一凹槽118同时进到腔室108周向不同的位置，以保证冷却介质的进入量，提升电机100的冷却效果。此外，多个第一凹槽118沿定子铁芯110的周向分布，也保证了冷却介质与定子铁芯110周向不同的位置相接触，极大程度上提升了冷却介质与定子铁芯110的接触面积，进步提升冷却介质对定子铁芯110的冷却效果。

本发明第四个实施例提出了一种电机100，在第三个实施例的基础上，进一步地：

如图2所示，电机100还包括第二凹槽120。其中，第二凹槽120为环形凹槽，并且第二凹槽120沿定子铁芯110的周向延伸。这样，第二凹槽120设置在机壳102的内部，并且第二凹槽120不同的位置分别与多个第一凹槽118相连通。

因此，如图1所示，在电机100使用过程中，进液通道104内的冷却介质首先会进入到机壳102内部的第二凹槽120内，而后第二凹槽120内的冷却介质会进入到多个第一凹槽118内，并沿多个第一凹槽118流动进入到腔室108内；进入到腔室108内的冷却介质会经过冷却口116进入到定子绕组114端部所在的位置，以实现对定子组件106以及电机100的整体冷却。

本发明第五个实施例提出了一种电机100，在第一个实施例、第二个实施例、第三个实施例和第四个实施例的基础上，进一步地：

如图5、图6、图7和图8所示，绝缘骨架112包括相连接的连接结构124和绕线结构126。其中，连接结构124用于与定子铁芯110相连接，以保证绝缘骨架112与定子铁芯110的稳定连接；绕线结构126设置在连接结构124上，并且绕线结构126上设置有绕线槽128，定子绕组114的至少一部分缠绕于绕线槽128内。具体地，定子绕组114的端部缠绕于绕线槽128内。

特别地，如图5、图6、图7和图8所示，冷却口116设置于绕线结构126上(具体设置在绕线槽128的外侧壁140上)，并且冷却口116使得腔室108与绕线槽128的内部空间相连通。这样，在电机100使用过程中，进入到腔室108内的冷却介质会经由冷却口116进入到绕线槽128内，进而保证了冷却介质对定子绕组114以及整个电机100的有效冷却。

本发明第六个实施例提出了一种电机100，在第五个实施例的基础上，进一步地：

如图4所示，定子铁芯110的两端部分别设置有上述绝缘骨架112，并且绝缘骨架112的连接结构124与定子铁芯110相连接。因此，沿定子铁芯110的轴向，连接结构124的尺寸h2大于或等于分块铁芯122的尺寸c的1/2。这样，可保证位于定子铁芯110两端部的绝缘骨架112的连接结构124完全覆盖定子铁芯110的轴向长度，保证定子绕组114的绝缘性能。也即，h2≥c/2。

特别地，沿定子铁芯110的轴向，连接结构124的尺寸h2等于分块铁芯122的尺寸c的1/2。这样，位于定子铁芯110两端部的绝缘骨架112恰好在安装后相接触，最大程度上保证连接结构124与定子铁芯110的连接长度和连接面积。此外，在连接结构124的尺寸h2大于定子铁芯110的尺寸c的1/2，两个连接结构124的端部可以层叠设置。

本发明第七个实施例提出了一种电机100，在第五个实施例的基础上，进一步地：

沿定子铁芯110的轴向，绕线结构126的尺寸h1，等于绕线槽128内定子绕组114端部的尺寸a与绕线槽128的底壁壁厚b之和与第一比例系数k1的乘积。这样，可保证在定子绕组114安装完成后，绕线结构126对绕线槽128内定子绕组114的有效限位，进而保证了定子绕组114的相对位置稳定，不会出现定子绕组114脱落的情况发生。

也即，在该实施例中，h1＝k1×(a+b)。其中，如图13所示，k1可根据电机100的径向尺寸进行选取。如图13所示，当k1的取值在0-1之间时，电机100的径向尺寸保持不变，但是当k1的取值较小时，定子绕组114与定子铁芯110之间的绝缘效果差产生漏电，由此影响电机100性能。考虑到电机100成本与绝缘性能，k1取值范围为1到1.5(图13中横坐标表示k1的取值，纵坐标表示电机100的径向尺寸)。

具体地，第一比例系数k1大于或等于1并小于或等于1.5，以保证在定子绕组114安装完成后，绕线结构126沿定子铁芯110的轴向仍有一定的尺寸余量。

本发明第八个实施例提出了一种电机100，在第五个实施例的基础上，进一步地：

沿定子铁芯110的轴向，冷却口116与连接结构124的最小距离L1，等于冷却口116所在侧壁的壁厚d与第二比例系数k2的乘积。具体地，冷却口116与连接结构124的最小距离L1为：冷却口116的下端到连接结构124和绕线结构126交界处的距离。

也即，在该实施例中，L1＝k2×d。其中，如图14所示，k2的取值会影响到绝缘骨架112最大应力增加值以及定子绕组114端部的最大温升值。如图14所示，当k2取值增加时，绝缘骨架112的最大应力增加值减小，绝缘骨架112结构强度性能较好；然后，随着k2的增大，定子绕组114端部最高温度逐渐变大，电机100热性能变差，进而影响电机100材料寿命以及电磁性能(图14中横坐标表示k2的取值，左侧的纵坐标以及虚线曲线表示绝缘骨架112最大应力增加值，右侧的纵坐标以及实线曲线表示定子绕组114端部的最大温升值)。综合考虑，k2的取值范围为3到8。

这样，可保证冷却口116到绕线槽128的底壁之间具有一定的高度，并且保证了定子绕组114安装完成后，冷却口116处于定子绕组114的顶部。这样，在电机100使用过程中，腔室108内的冷却介质会通过冷却口116进入到定子绕组114端部的空间内，进而在与定子绕组114接触换热后流出，保证了冷却介质的流通。

在该实施例中，进一步地，冷却口116与绕线结构126的上端面之间的距离L2可以为0mm。

在上述任一个实施例的基础上，进一步地，如图3和图4所示，定子铁芯110包括多个分块铁芯122。其中，多个分块铁芯122相连接，形成环形结构。此外，对于每一个分块铁芯122来说，在这个分块铁芯122轴向端部设置有上述绝缘骨架112，并且单个分块铁芯122上缠绕有上述定子绕组114。

在上述任一个实施例的基础上，进一步地，绝缘骨架112为导热件。具体地，绝缘骨架112可采用导热系数高且绝缘性能好的材料制备，这样，电机100内部所产生的热量会传导至绝缘骨架112，冷却介质在经过绝缘骨架112时会将该部分热量带走，进而进一步提升对电机100的降温冷却效果。

在上述任一个实施例的基础上，进一步地，如图4、图6、图9、图10、图11和图12所示，任一绝缘骨架112上设置有一个或多个冷却口116。这样，在电机100使用过程中，腔室108内的冷却介质可同时通过一个或多个冷却口116进入到腔室108所在的位置，以保证冷却介质的流量，并保证电机100在高速运转下的有效散热。此外，冷却口116的形状可根据实际情况进行设计，可以是圆形(即图5和图6所示的形状)、椭圆形、矩形(即图9和图10所示的形状)，也可以是设置在绝缘骨架112上的缺口(即图11和图12所示的形状)。

在上述任一个实施例的基础上，进一步地，机壳102上还包括出液通道(图中未示出)。其中，出液通道与定子绕组114端部所在的位置相连通，与定子绕组114换热后的冷却介质可通过出液通道排出。这样，保证了冷却介质的流入和流出，进而保证外部温度较低的冷却介质源源不断进入到电机100内部，并在与电机100接触换热后流出电机100。如此循环，以保证对电机100的持续高效换热。

在上述任一个实施例的基础上，进一步地，电机100还包括转子组件(图中未示出)。其中，转子组件设置在机壳102内，并且穿设于定子组件106的内部。这样，定子组件106与转子组件相互配合，以使得电机100工作时转子组件不断转动并输出力矩。

在上述任一个实施例的基础上，进一步地，如图4所示，上述定子绕组114为集中式绕组。

在上述任一个实施例的基础上，进一步地，进液通道104设置在机壳102的内部；机壳102的外壁设置有进液通道104的进口130，以保证外部冷却介质进入到进液通道104内部；机壳102的内壁设置有进液通道104的出口132，以保证进液通道104内的冷却介质流向腔室108内部。并且，沿定子铁芯110的轴向，进液通道104的出口132设置在机壳102的中部，使得冷却介质从定子铁芯110的中部位置流向两端部位置。

在上述任一个实施例的基础上，进一步地，电机100还包括第一端盖134和第二端盖136。其中，第一端盖134和第二端盖136分别设置在定子组件106的两端部，并且第一端盖134和第二端盖136与定子铁芯110之间均具有一定的空间，冷却介质可通过冷却口116进入到上述空间内。

在上述任一个实施例的基础上，冷却口116可以开设在绝缘骨架112的中部，此时冷却口116到绝缘骨架112的端部边缘具有间距。这样，冷却口116为一个完整的开口，并可保证绝缘骨架112的端部完整，进而提升了绝缘骨架112端部位置的强度。

在上述任一个实施例的基础上，冷却口116可以贯穿于绝缘骨架112的端部，此时冷却口116直接开设到绝缘骨架112的端部边缘。这样，冷却口116为敞口设置，使得冷却口116具有足够的开口面积，保证了冷却介质的流通量。

本发明第九个实施例提出了一种电机100，该电机100包括机壳102和安装在机壳102内部的定子组件106。其中，定子组件106包括定子铁芯110、集中式的定子绕组114和绝缘骨架112；定子铁芯110设置在两个绝缘骨架112，在绝缘骨架112上绕制线圈，加工形成集中式的定子绕组114；机壳102设有进液通道104，定子铁芯110的外壁开设有若干轴向分布的第一凹槽118，绝缘骨架112的外侧壁140、机壳102的内侧壁以及定子铁芯110的轴向端面之间形成与进液通道104连通的腔室108；绝缘骨架112外侧开有多个第一凹槽118，多个第一凹槽118与腔室108连通，用于从定子组件106的外周朝向定子绕组114的两端喷射冷却介质。其中，机壳102的进液通道104和第二凹槽120、定子铁芯110的第一凹槽118、绝缘骨架112的冷却口116相连通，以形成冷却介质的流道。

本发明可增加冷却介质的流道的体积，改善冷却介质流动状态，减少流动能量损失，在提高电机100冷却效率的同时，不另外增加相关技术所采用的喷油环等结构，能减少电机100的零部件数量，降低成本。另外直接在绝缘骨架112的外侧壁140开设油槽，极大地降低了定子铁芯110的轴向长度，从而有利于减小电机100体积，减轻电机100重量。

具体地，绝缘骨架112为导热材料，单个绝缘骨架112分为内侧和外侧，绝缘骨架112外侧的外侧壁140与机壳102的内侧壁之间形成腔室108。

具体地，绝缘骨架112包括连接结构124和绕线结构126，在定子铁芯110的轴向方向上，绕线结构126的尺寸h1＝k1×(a+b)，其中，k1为第一比例系数，k1的取值为1到1.5，a为绕线槽128内定子绕组114端部的尺寸，b为绕线槽128底壁的壁厚b，b>0.3mm。

具体地，本发明在绝缘骨架112的外侧壁140开设有冷却口116，冷却口116的数量为一个或多个，冷却口116的形状可根据实际需要进行设计。

具体地，冷却口116开设在绝缘骨架112的绕线结构126上，并且位于绝缘骨架112的外侧壁140。沿定子铁芯110的轴向，冷却口116与连接结构124的最小距离L1＝k2×d；其中，k2为第二比例系数，k2的取值范围可选择为3到8，d为绝缘骨架112的外侧壁140的壁厚d，d>1mm。冷却口116与绕线结构126的上端面之间的距离为L2，L2可以为0mm。

具体地，机壳102的外壁设置有进液通道104的进口130，机壳102的内壁设置有进液通道104的出口132；机壳102的内壁设置有第二凹槽120，第二凹槽120沿机壳102的周向延伸，进口130和出口132分别与第二凹槽120连通。

具体地，定子铁芯110的表面设置有第二凹槽120，第二凹槽120沿定子铁芯110的轴向延伸，并与机壳102的第一凹槽118相垂直。第二凹槽120可以为矩形、弧形或不规则曲线围成的封闭结构。

本发明实施例的电机100通过设置多个第二凹槽120增大冷却介质与定子铁芯110的接触面积，使冷却介质能充分接触定子铁芯110和设在定子铁芯110上的定子绕组114，从而降低冷却介质与定子铁芯110的接触热阻，提高了电机100在大功率下的散热效率，能够在满足工艺加工的同时，明显增加冷却介质与定子铁芯110的接触面积。

具体地，本发明实施例的电机100在保证结构强度以及不影响电磁性能的条件下，将绝缘骨架112的外侧壁140的上端开设冷却口116，冷却介质可在外部压力及重力作用下通过冷却口116对定子绕组114的端部进行直接冷却。使得该电机100不额外增加喷油环，能有效降低电机100成本且减少零部件数量。

进一步地，本发明实施例的电机100中，直接在绝缘骨架112上开设冷却口116，极大地降低了定子铁芯110的轴向尺寸，从而有利于减小电机100体积，减轻电机100重量。

进一步地，本发明实施例的电机100中，任意相邻的两个分块铁芯122围合形成绕线槽128，电磁线可分布在绕线槽128内，并绕制在带有绝缘骨架112上形成定子绕组114。

进一步地，本发明实施例的电机100中，通过在机壳102的内壁上开设第一凹槽118以及在定子铁芯110上开设第二凹槽120来冷却定子铁芯110和定子绕组114。如此不会因为冷却电机100额外增加机壳102的体积，确保了电机100满足其小体积的特性。该电机100中冷却介质与定子铁芯110的外壁和定子铁芯110端部的定子绕组114的外侧直接接触，确保充分冷却，更直接有效地带走热量，满足电机100在大功率下的散热性。本发明中冷却流路全部位于定子铁芯110及机壳102的基本结构中，工艺简单、加工容易，且无需管路引流，不会产生额外的电磁损耗。

具体地，如图4、图5、图6、图7和图8所示，位于定子铁芯110两侧的绝缘骨架112的形状是一样的，仅仅是摆放位置的不同(底部的绝缘骨架112倒置)。其中，对单个绝缘骨架112而言，其绕线结构126的尺寸h1＝14.5mm，绕线槽128内定子绕组114端部的尺寸a＝10mm，绕线槽128的底壁壁厚b＝1.5mm，第一比例系数k1＝1.26，绝缘骨架112的连接结构124的尺寸h2＝40mm，分块铁芯122的尺寸c＝80mm。

具体地，如图4、图5、图6、图7和图8所示，定子铁芯110上设置有三个圆形的冷却口116，冷却口116与连接结构124的最小距离L1＝9mm，冷却口116所在侧壁的壁厚d＝2.6mm，第二比例系数k2＝3.46，单个冷却口116的直径为3mm，冷却口116与绕线结构126的上端面之间的距离L2＝2.5mm。

具体地，如图9和图10所示，定子铁芯110上设置有一个矩形的冷却口116，冷却口116与连接结构124的最小距离L1＝6.5mm，冷却口116所在侧壁的壁厚d＝2.6mm，第二比例系数k2＝2.5，冷却口116与绕线结构126的上端面之间的距离L2＝4mm。

具体地，如图11和图12所示，定子铁芯110的顶部设置有一个缺口以形成冷却口116，冷却口116与连接结构124的最小距离L1＝4.5mm，冷却口116所在侧壁的壁厚d＝2.6mm，第二比例系数k2＝1.73，冷却口116与绕线结构126的上端面之间的距离L2＝0mm。

综上，本发明实施例采用油冷方式，直接对电机100内部定子绕组114端部内侧进行喷射冷却，最终通过机壳102底部的出液通道回收电机100内部冷却介质。此方案可有效提高电机100的冷却效率，同时可以对转子磁钢进行有效冷却，降低磁钢温升，提升电机100在高速工况下的输出性能。

如图15所示，本发明第十个实施例提出了一种车辆200，包括如上述任一个实施例的电机100。因此，该车辆200具有上述电机100的全部有益效果，在此不再详细论述。另外，对于电机100在车辆200上的设置位置，本领域技术人员是可以理解的，在此并不展开论述。

需要说明的是，本发明提出的车辆200可以为传统的燃油车，也可以为新能源汽车。其中，新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等。

在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”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；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种电机，其特征在于，包括：

机壳，所述机壳包括进液通道；

定子组件，设置于所述机壳内，所述定子组件与所述机壳的内壁之间具有腔室，所述进液通道连通于所述腔室，所述定子组件包括：

定子铁芯；

绝缘骨架，设置于所述定子铁芯的轴向端部；

定子绕组，设置于所述绝缘骨架上；

冷却口，设置于所述绝缘骨架上，所述腔室通过所述冷却口连通所述定子绕组端部所在的位置，所述冷却口用于将所述腔室内的冷却介质驱动至所述定子绕组端部。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，

所述腔室位于所述定子铁芯的轴向端面、所述机壳的内侧壁和所述绝缘骨架的外侧壁之间。

3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，

所述腔室的数量为两个，两个所述腔室分布于所述定子铁芯的轴向两端部；和/或所述腔室为环形腔室。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电机，其特征在于，还包括：

第一凹槽，设置于所述定子铁芯的外侧壁，所述第一凹槽沿所述定子铁芯的轴向延伸，并连通于所述进液通道和所述腔室。

5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，

所述第一凹槽的数量为多个，多个所述第一凹槽沿所述定子铁芯的周向分布。

6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，还包括：

第二凹槽，设置于所述机壳的内侧壁，所述第二凹槽沿所述定子铁芯的周向延伸，并连通于所述进液通道和多个所述第一凹槽。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的电机，其特征在于，

所述定子铁芯包括多个分块铁芯，任一所述分块铁芯的轴向两端部分别设置有所述绝缘骨架，所述定子绕组缠绕于单个所述分块铁芯。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的电机，其特征在于，所述绝缘骨架包括：

连接结构，所述连接结构与所述定子铁芯相连接；

绕线结构，设置于所述连接结构上，所述冷却口设置于所述绕线结构上；

绕线槽，设置于所述绕线结构上，所述冷却口连通于所述绕线槽，所述定子绕组的端部缠绕于所述绕线槽。

9.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，

沿所述定子铁芯的轴向，所述连接结构的尺寸大于或等于所述定子铁芯的尺寸的1/2。

10.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，

沿所述定子铁芯的轴向，所述绕线结构的尺寸，等于绕线槽内所述定子绕组端部的尺寸与所述绕线槽的底壁壁厚之和与第一比例系数的乘积。

11.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，

沿所述定子铁芯的轴向，所述冷却口与所述连接结构的最小距离，等于所述冷却口所在侧壁的壁厚与第二比例系数的乘积。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的电机，其特征在于，

所述绝缘骨架为导热件；和/或

任一所述绝缘骨架上设置有一个或多个所述冷却口。

13.根据权利要求1至3中任一项所述的电机，其特征在于，

所述机壳上还包括出液通道，所述出液通道与所述定子绕组端部所在的位置相连通，并用于排出所述定子绕组端部所在位置的所述冷却介质；和/或

所述电机还包括转子组件，所述转子组件设置于所述机壳内，并能够在所述定子组件的作用下转动。

14.根据权利要求1至3中任一项所述的电机，其特征在于，

所述冷却口到所述绝缘骨架的端部边缘具有间距；或

所述冷却口贯穿于所述绝缘骨架的端部。

15.一种车辆，其特征在于，包括：

权利要求1至14中任一项所述的电机。

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