CN117318356A - 电机和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机和车辆，所述电机包括：机壳、定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯设于所述机壳内，所述定子铁芯的内壁设有多个沿其周向间隔布置的线圈槽，部分所述定子绕组设于所述线圈槽内，所述定子铁芯内设有沿其径向间隔布置的多个冷却油道，多个所述冷却油道相互连通且与所述定子铁芯的外壁和所述线圈槽间隔开。本发明的电机可以对定子铁芯内部进行充分冷却，有利于提升电机整体的散热性能。

Description

电机和车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种电机和车辆。

背景技术

随着新能源汽车的不断发展和市场对新能源汽车的驱动能力需求的逐步提升，新能源汽车驱动电机需要在体积逐渐被压缩的前提下，不断提高转速、转矩密度和功率密度。电机的转速、转矩密度和功率密度越高，其产生的热量也越高，因此，电机的散热和冷却结构对于电机的可靠稳定高效运行必不可少。电机的冷却可分为风冷、水冷和油冷。由于油冷方案凭借天然的电气绝缘、结构设计自由度高等优点成为高性能电机冷却方案的首选。

在相关技术中，厂商在电机绕组的端部附近布置油环，油管或油环上设置喷油孔，冷却油液从喷油孔喷射到定子铁芯表面和绕组的端部上。但是上述冷却结构不能对定子铁芯内部进行冷却，导致电机的散热效果不佳。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种电机，该电机可以对定子铁芯内部进行充分冷却，有利于提升电机整体的散热性能。

本发明的实施例还提出一种车辆。

本发明的实施例的电机包括：机壳、定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯设于所述机壳内，所述定子铁芯的内壁设有多个沿其周向间隔布置的线圈槽，部分所述定子绕组设于所述线圈槽内，所述定子铁芯内设有沿其径向间隔布置的多个冷却油道，多个所述冷却油道相互连通且与所述定子铁芯的外壁和所述线圈槽间隔开。

根据本发明的实施例的电机，由于定子铁芯内设有沿其径向间隔布置的多个冷却油道，从而冷却油液可以沿定子铁芯的径向由外到内的对定子铁芯的内部进行冷却，并且由于多个冷却油道与定子铁芯的外壁和线圈槽间隔开，从而可以保证冷却油液流动时的压力，以使定子铁芯的内部可以得到充分的冷却，有利于提升电机整体的散热性能。

在一些实施例中，所述冷却油道包括第一油道和第二油道，所述第一油道和所述第二油道均沿所述定子铁芯的轴向延伸，且所述第一油道沿所述定子铁芯的径向布置在所述第二油道的外侧，所述机壳上设有进油孔，所述第一油道的进油端与所述进油孔连通，所述第一油道的出油端与所述第二油道连通。

在一些实施例中，所述定子绕组的一端具有包络部，所述包络部沿所述定子铁芯的轴向凸出于所述定子铁芯外，所述第二油道的进油端与所述第一油道的出油端连通，所述第二油道的出油端沿朝向所述包络部的方向开口。

在一些实施例中，在平行且经过所述定子铁芯轴线的投影面内，所述包络部的外壁与所述定子铁芯的轴线的间距不小于所述第二油道的出油端与所述定子铁芯的轴线的间距。

在一些实施例中，所述定子绕组的另一端具有封装部，所述封装部沿所述定子铁芯的轴向凸出于所述定子铁芯外，所述封装部、所述机壳和所述定子铁芯三者共同限定出冷却腔，所述第一油道的出油端和所述第二油道的进油端均与所述冷却腔连通，所述第二油道的出油端朝向所述定子绕组的另一端开口。

在一些实施例中，所述电机还包括密封件，所述密封件设于所述机壳和所述封装部之间。

在一些实施例中，所述封装部具有导向面，所述导向面设于所述冷却腔内，所述导向面邻近所述机壳的一侧至所述导向面背离所述机壳的一侧沿逐渐靠近所述定子铁芯的方向倾斜延伸。

在一些实施例中，所述封装部具有封装根段，所述封装根段与所述定子铁芯的端部相抵，在平行且经过所述定子铁芯轴线的投影面内，所述第二油道的进油端与所述定子铁芯的轴线的间距为H2，所述封装根段的外壁与所述定子铁芯的轴线的间距为H3，所述线圈槽的槽底与所述定子铁芯的轴线的间距为H4，H2≥H3≥H4。

在一些实施例中，所述第一油道和所述第二油道均为多个，多个所述第一油道和多个所述第二油道均沿所述定子铁芯的周向间隔布置，多个所述第一油道与多个所述第二油道一一对应。

在一些实施例中，所述定子铁芯的外壁设有环槽，所述环槽环绕所述定子铁芯的周向布置且多个所述第一油道的进油端连通，所述环槽与所述机壳的内壁限定出环形腔，所述进油孔与所述环形腔连通。

本发明的另一实施例的车辆，包括上述实施例中任一项所述的电机。

根据本发明的实施例的车辆，由于定子铁芯内设有沿其径向间隔布置的多个冷却油道，从而冷却油液可以沿定子铁芯的径向由外到内的对定子铁芯的内部进行冷却，并且由于多个冷却油道与定子铁芯的外壁和线圈槽间隔开，从而可以保证冷却油液流动时的压力，以使定子铁芯的内部可以得到充分的冷却，有利于提升电机整体的散热性能。

附图说明

图1是本发明实施例的电机沿平行且经过所述定子铁芯的轴线的截面图。

图2是本发明实施例的电机沿平行且经过所述定子铁芯的轴线的局部截面图。

图3是图1中A的放大图。

图4是图1中B的放大图。

图5是本发明实施例的电机沿正交于所述定子铁芯的轴线的局部截面图。

附图标记：

1、机壳；11、进油孔；12、冷却腔；

2、定子铁芯；21、冷却油道；211、第一油道；212、第二油道；22、线圈槽；23、环槽；

3、定子绕组；31、包络部；32、封装部；321、导向面；322、封装根段；

4、密封件。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图1至图5描述根据本发明实施例的电机和车辆。

如图1至图5所示，根据本发明实施例的电机包括：机壳1、定子铁芯2和定子绕组3，定子铁芯2设于机壳1内，定子铁芯2的内壁设有多个沿其周向间隔布置的线圈槽22，部分定子绕组3设于线圈槽22内，定子铁芯2内设有沿其径向间隔布置的多个冷却油道21，多个冷却油道21相互连通且与定子铁芯2的外壁和线圈槽22间隔开。

根据本发明的实施例的电机，由于定子铁芯2内设有沿其径向间隔布置的多个冷却油道21，从而冷却油液可以沿定子铁芯2的径向由外到内的对定子铁芯2的内部进行冷却，并且由于多个冷却油道21与定子铁芯2的外壁和线圈槽22间隔开，从而可以保证冷却油液流动时的压力，以使定子铁芯2的内部可以得到充分的冷却，有利于提升电机整体的散热性能。

可以理解的是，定子铁芯2的径向即定子铁芯2的内外方向。冷却油道21沿定子铁芯2的内外方向间隔布置有多个，由此可以使得定子铁芯2沿由外到内的方向逐层冷却。

对于相关技术中的定子铁芯冷却结构而言，机壳与定子铁芯的外壁形成冷却油道，导致冷却油液仅能对定子铁芯的外壁附近的结构进行冷却，且容易导致冷却油液从机壳与定子铁芯之间的缝隙处漏出，不能保证冷却油液在油道内流动的压力，降低了定子铁芯的冷却效率。又或者，定子铁芯内的油道与线圈槽连通，致使部分冷却油液会分流至定子绕组上，导致定子铁芯的冷却能力下降。

而本申请的实施例的电机通过将冷却油道21与定子铁芯2的外壁和线圈槽22间隔开，可以集中冷却油液对定子铁芯2由外到内进行冷却，冷却效率较高，有利于提高定子铁芯2散热能力。

冷却油道21的数量和流通孔径可以根据定子铁芯2实际的散热需求进行设计。

可选地，如图1、图2和图5所示，冷却油道21包括第一油道211和第二油道212，第一油道211沿定子铁芯2的径向布置在第二油道212的外侧，机壳1上设有进油孔11，第一油道211的进油端与进油孔11连通，第一油道211的出油端与第二油道212连通。本发明的实施例的冷却油道21通过将冷却油道21布置为上述结构，可以在保证定子铁芯2散热能力的情况下，降低定子铁芯2的制造难度。

可以理解的是，冷却油道21沿定子铁芯2的内外方向布置有两层。第一油道211邻近定子铁芯2的外壁布置，第二油道212远离定子铁芯2的外壁布置，且第一油道211和第二油道212均与定子铁芯2的外壁和线圈槽22间隔开。冷却油液的流动路径为：进油孔11→第一油道211的进油端→第一油道211的出油端→第二油道212的进油端→第二油道212的出油端。

如图1和图2所示，第一油道211和第二油道212均沿定子铁芯2的轴向延伸。例如，第一油道211和第二油道212的长度方向与定子铁芯2的轴向平行布置，从而便于对定子铁芯2进行加工制造，且结构简单，成本较低。

又例如，第一油道211和第二油道212螺旋环绕在定子铁芯2上，可以理解的是，第一油道211和第二油道212均与定子铁芯2的轴向之间具有一定的夹角。又或者，冷却油道21的形状也可以为波浪形或蛇形等曲状结构，从而可以延长冷却油道21在定子铁芯2内的路径，使得定子铁芯2的冷却效果更好。

在一些实施例中，如图1和图3所示，定子绕组3的一端（如图1中定子绕组3的右端）具有包络部31，包络部31沿定子铁芯2的轴向凸出于定子铁芯2外，第二油道212的进油端与第一油道211的出油端连通，第二油道212的出油端沿朝向包络部31的方向开口。可以理解的是，第二油道212的出油端朝向定子铁芯2的右端壁开口，因此从第二油道212的出油端排出的冷却油液可以对定子绕组3的包络部31进行冷却，以降低定子绕组3的温度。

在相关技术中，定子铁芯2的端部通常设置油环或油管，以对定子绕组3的包络部31进行冷却，而本发明的实施例的电机可以不必设置油环或油管即可对定子绕组3的包络部31进行冷却，因此可以降低电机的制造成本，简化电机的内部结构。

如图2所示，为使第二油道212的出油端排出的冷却油液可以全部喷洒在定子绕组3的包络部31上，需要对包络部31的径向尺寸和第二油道212的出油端的开口尺寸进行约束。即在平行且经过定子铁芯2轴线的投影面内，包络部31的外壁与定子铁芯2的轴线的间距不小于第二油道212的出油端与定子铁芯2的轴线的间距。换言之，包络部31的外壁与定子铁芯2的轴线的间距为H1，第二油道212的出油端与定子铁芯2的轴线的间距为H2，H1≥H2。可以理解的是，包络部31外壁的高度不能低于第二油道212的出油端的开口高度，由此包络部31可以对第二油道212的出油端排出的冷却油液进行阻挡，以使冷却油液可以全部喷洒在包络部31上，从而对包络部31进行充分的冷却。

可选地，如图1和图4所示，定子绕组3的另一端（如图1中定子绕组3的左端）具有封装部32，封装部32沿定子铁芯2的轴向凸出于定子铁芯2外，封装部32、机壳1和定子铁芯2三者共同限定出冷却腔12，第一油道211的出油端和第二油道212的进油端均与冷却腔12连通，第二油道212的出油端朝向定子绕组3的另一端开口。可以理解的是，第一油道211的出油端通过冷却腔12与第二油道212的进油端连通。冷却油液的流动路径为：进油孔11→第一油道211的进油端→第一油道211的出油端→冷却腔12→第二油道212的进油端→第二油道212的出油端。本发明的实施例的电机通过设置冷却腔12可以对定子绕组3的封装段进行冷却，由此可以在降低定子铁芯2的温度的同时降低定子绕组3的温度，提高电机整体的散热能力。

为了保证冷却腔12的密封效果，需要对机壳1和封装部32之间的安装间隙进行密封。在一示例中，如图4所示，电机还包括密封件4，密封件4设于机壳1和封装部32之间。密封件4可以为弹性的密封圈。机壳1或封装部32中的一者上设有槽口，部分密封圈嵌入至槽口，以对密封件4进行轴向固定。

可选地，如图4所示，封装部32具有导向面321，导向面321设于冷却腔12内，导向面321邻近机壳1的一侧至导向面321背离机壳1的一侧沿逐渐靠近定子铁芯2的方向倾斜延伸。例如，导向面321为光滑的倾斜平面。可以理解的是，定子铁芯2的左端面正交于定子铁芯2的轴向，在平行且经过定子铁芯2轴线的投影面内，冷却腔12沿靠近定子绕组3的方向的开口逐渐缩口布置。由此可以将第一油道211的出油端排出的冷却油液在导向面321的导向作用下导入至第二油道212的进油端，以提高冷却油液的流动速率。

例如，封装部32可以为灌封或者注塑成型，由此可以降低定子绕组3的左端部的温度。

可选地，如图4所示，封装部32具有封装根段322，封装根段322与定子铁芯2的端部相抵，在平行且经过定子铁芯2轴线的投影面内，第二油道212的进油端与定子铁芯2的轴线的间距为H2。可以理解的是，第二油道212的延伸方向可以与定子铁芯2的轴线平行，此时第二油道212的进油端与定子铁芯2的轴线的间距和第二油道212的出油端与定子铁芯2的轴线的间距均为H2。

封装根段322的外壁与定子铁芯2的轴线的间距为H3，线圈槽22的槽底与定子铁芯2的轴线的间距为H4，H2≥H3≥H4。可以理解的是，封装根段322的外壁的高度在第二油道212的进油端和线圈槽22的槽底之间，从而不会对第二油道212的进油端造成干涉，保证第二油道212进油的流畅性，又可以避免冷却油液由线圈槽22位置泄漏的问题，进一步地提高了定子铁芯2的冷却散热效果。

在一示例中，如图5所示，第一油道211和第二油道212均为多个，多个第一油道211和多个第二油道212均沿定子铁芯2的周向间隔布置，多个第一油道211与多个第二油道212一一对应，由此可以提高定子铁芯2冷却时的均匀性。

可选地，如图3所示，定子铁芯2的外壁设有环槽23，环槽23环绕定子铁芯2的周向布置且多个第一油道211的进油端连通，环槽23与机壳1的内壁限定出环形腔，进油孔11与环形腔连通。可以理解的是，环槽23将多个第一油道211的进油端串联，因此从进油孔11进入至环槽23的冷却油液可以均匀地分布至各个第一油道211内，进而使得定子铁芯2可以得到充分且均匀的冷却。

如图1所示，进油孔11在满足制造可行性的前提下尽可能靠近定子铁芯2的右侧端部，即第一油道211的进油端和第二油道212的出油端位于定子铁芯2的同一侧，由此可以更好地对定子铁芯2进行冷却。

需要说明的是，电机还包括转子组件（未示出），转子组件穿设于定子铁芯2且相对定子铁芯2可转动，转子组件可以为现有技术中的转子组件，本申请不再赘述。

本发明的另一实施例的车辆包括本发明的电机。

根据本发明的实施例的车辆，由于定子铁芯2内设有沿其径向间隔布置的多个冷却油道21，从而冷却油液可以沿定子铁芯2的径向由外到内的对定子铁芯2的内部进行冷却，并且由于多个冷却油道21与定子铁芯2的外壁和线圈槽22间隔开，从而可以保证冷却油液流动时的压力，以使定子铁芯2的内部可以得到充分的冷却，有利于提升电机整体的散热性能。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 “上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种电机，其特征在于，包括：

机壳；

定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯设于所述机壳内，所述定子铁芯的内壁设有多个沿其周向间隔布置的线圈槽，部分所述定子绕组设于所述线圈槽内，所述定子铁芯内设有沿其径向间隔布置的多个冷却油道，多个所述冷却油道相互连通且与所述定子铁芯的外壁和所述线圈槽间隔开。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述冷却油道包括第一油道和第二油道，所述第一油道和所述第二油道均沿所述定子铁芯的轴向延伸，且所述第一油道沿所述定子铁芯的径向布置在所述第二油道的外侧，所述机壳上设有进油孔，所述第一油道的进油端与所述进油孔连通，所述第一油道的出油端与所述第二油道连通。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述定子绕组的一端具有包络部，所述包络部沿所述定子铁芯的轴向凸出于所述定子铁芯外，所述第二油道的进油端与所述第一油道的出油端连通，所述第二油道的出油端沿朝向所述包络部的方向开口。

4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，在平行且经过所述定子铁芯轴线的投影面内，所述包络部的外壁与所述定子铁芯的轴线的间距不小于所述第二油道的出油端与所述定子铁芯的轴线的间距。

5.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述定子绕组的另一端具有封装部，所述封装部沿所述定子铁芯的轴向凸出于所述定子铁芯外，所述封装部、所述机壳和所述定子铁芯三者共同限定出冷却腔，所述第一油道的出油端和所述第二油道的进油端均与所述冷却腔连通，所述第二油道的出油端朝向所述定子绕组的另一端开口。

6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述电机还包括密封件，所述密封件设于所述机壳和所述封装部之间。

7.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述封装部具有导向面，所述导向面设于所述冷却腔内，所述导向面邻近所述机壳的一侧至所述导向面背离所述机壳的一侧沿逐渐靠近所述定子铁芯的方向倾斜延伸。

8.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述封装部具有封装根段，所述封装根段与所述定子铁芯的端部相抵，在平行且经过所述定子铁芯轴线的投影面内，所述第二油道的进油端与所述定子铁芯的轴线的间距为H2，所述封装根段的外壁与所述定子铁芯的轴线的间距为H3，所述线圈槽的槽底与所述定子铁芯的轴线的间距为H4，H2≥H3≥H4。

9.根据权利要求2-8中任一项所述的电机，其特征在于，所述第一油道和所述第二油道均为多个，多个所述第一油道和多个所述第二油道均沿所述定子铁芯的周向间隔布置，多个所述第一油道与多个所述第二油道一一对应。

10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，所述定子铁芯的外壁设有环槽，所述环槽环绕所述定子铁芯的周向布置且多个所述第一油道的进油端连通，所述环槽与所述机壳的内壁限定出环形腔，所述进油孔与所述环形腔连通。

11.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-10中任一项所述的电机。