CN117335587A - 轴向磁通电机及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种轴向磁通电机及车辆,轴向磁通电机包括:壳体组件,壳体组件具有冷却进口和冷却出口;定子铁芯组件,定子铁芯组件设置于壳体组件内,定子铁芯组件包括多个定子铁芯和多个定子绕组,各定子绕组沿一个定子铁芯的周向设置,至少一个定子铁芯的至少一个端面上设置有至少一个第一导流槽,多个定子绕组的端部与壳体组件之间形成冷却通道,冷却通道位于各定子铁芯的端部的一侧,且第一导流槽与冷却通道连通,冷却通道的第一端与冷却进口连通,冷却通道的第二端与冷却出口连通。应用本发明的技术方案,在冷却定子绕组的同时,加强对定子齿的冷却效果,有效避免电机所有部件出现局部过热的问题,提升电机输出性能。
Description
技术领域
本发明涉及轴向磁通电机技术领域,具体而言,涉及一种轴向磁通电机及车辆。
背景技术
随着新能源汽车技术的快速发展,人们对驱动电机的性能要求越来越高,驱动电机的功率和体积的矛盾日益突出。相较于传统径向磁场电机,轴向磁通电机具有轴向尺寸短、功率密度高、重量轻、效率高等优点,随着电动车车速的不断提高,轴向磁通电机的转速和功率也在不断增加,随之也带来了电机高负荷、高发热等问题,因此解决轴向磁通电机散热问题,成为提高轴向磁通电机性能的重要技术手段。
广义上讲,轴向磁通永磁电机具有围绕轴线布置的盘形或环形转子和定子结构。典型地,定子包括一组线圈,每个线圈平行于轴线,并且转子支撑一组永磁体且安装在轴承上,以在来自于定子线圈的场的驱动下能够关于轴线旋转,转子和定子之间存在空气间隙,并且在轴向磁通电机中穿过空气间隙的磁通的方向基本是轴向的。
轴向磁通电机在高速运行时会产生大量热量,除了绕组以外,定子齿也会发热,现有技术传统冷却结构多用于绕组冷却,很少考虑定子齿的冷却,当电机转速达到几千甚至几万时,定子齿的损耗将会呈指数倍增,此时定子齿会将热量传递给绝缘纸或者绝缘层,导致绝缘纸或者绝缘层因高温而失效。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种轴向磁通电机及车辆,以解决现有技术中轴向磁通电机的定子齿散热效果不佳导致电机局部过热绝缘失效的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种轴向磁通电机,包括:壳体组件,壳体组件具有冷却进口和冷却出口;定子铁芯组件,定子铁芯组件设置于壳体组件内,定子铁芯组件包括多个定子铁芯和多个定子绕组,各定子绕组沿一个定子铁芯的周向设置,至少一个定子铁芯的至少一个端面上设置有至少一个第一导流槽,多个定子绕组的端部与壳体组件之间形成冷却通道,冷却通道位于各定子铁芯的端部的一侧,且第一导流槽与冷却通道连通,冷却通道的第一端与冷却进口连通,冷却通道的第二端与冷却出口连通。
进一步地,相邻两个定子铁芯中一个定子铁芯的第一端设置有第一导流槽,另一个定子铁芯的第二端设置有第一导流槽,其中,相邻两个定子铁芯的第一端位于壳体组件的同一侧,相邻两个定子铁芯的第二端位于壳体组件的同一侧。
进一步地,冷却通道包括多个组成段,多个组成段沿壳体组件的周向依次连通设置,其中,第一导流槽的槽壁与壳体组件之间形成多个组成段中的至少一个组成段。
进一步地,冷却通道包括相连通的第一通道和第二通道,第一通道形成于壳体组件的第一端,第二通道形成于壳体组件的第二端,第一通道和第二通道均包括多个组成段,第一通道和第二通道中相邻的组成段之间通过相邻的定子绕组之间的间隙连通。
进一步地,轴向磁通电机包括:导流件,导流件为多个,多个导流件设置于相邻的定子绕组之间缝隙处,且导流件位于定子绕组的远离壳体组件的几何中心一侧设置,导流件的端部高于定子绕组的端部设置;多个挡板,挡板与定子绕组连接。
进一步地,壳体组件包括:定子外壳,定子铁芯组件设置于定子外壳内,定子外壳上设置有冷却进口和冷却出口;端盖,端盖为两个,两个端盖分别设置于定子外壳的两端,端盖与定子外壳、定子铁芯组件和导流件、挡板之间形成第一通道和第二通道。
进一步地,壳体组件包括:第一分隔板,第一分隔板设置于定子外壳内,第一分隔板位于定子铁芯组件与端盖的内壁之间,且第一分隔板位于冷却进口和冷却出口之间,以将冷却进口和冷却出口分隔;第二分隔板,第二分隔板设置于定子外壳内,第二分隔板位于定子铁芯组件与定子外壳的内壁之间,第一分隔板与第二分隔板之间形成用于连通第一通道和冷却进口的导通段,且定子铁芯组件的外周侧与端盖的内壁之间形成第二通道,第二通道的第一端与导通段连通,第二通道的第二端与冷却出口连通,第二分隔板设置有多个导流孔和多个导线孔。
进一步地,壳体组件包括:第一定子支架,第一定子支架与定子铁芯的一端连接;第二定子支架,第二定子支架与定子铁芯的另一端连接;第一定子护板,第一定子护板与第一定子支架连接;第二定子护板,第二定子护板与第二定子支架连接,并与第一定子护板相对应地设置;定子内壳,定子内壳通过所述挡板与所述定子绕组连接,定子内壳与定子外壳间形成容纳腔,用于容纳定子绕组,定子绕组沿定子内壳的外周设置;其中,定子外壳、端盖、第一定子支架、第一定子护板、第二定子护板、第二定子支架、导流件与定子绕组间形成第一通道。
进一步地,第一定子支架和第二定子支架中至少一个沿圆周方向均匀设置有多个与定子铁芯相对应的定位孔,部分定位孔的两侧设置有第二导流槽,第二导流槽与第一导流槽相配合地设置,第一导流槽的槽壁与第二导流槽的槽壁、端盖、第一定子支架、定子内壳、第二定子支架、定子绕组、导流件、挡板之间形成第二通道。
进一步地,第一定子支架和第二定子支架中至少一个沿圆周方向均匀设置有多个安装孔,多个安装孔用于安装导流件。
进一步地,多个定子铁芯的至少一端设有一个定子齿靴,且定子齿靴设置在定子铁芯的一侧,多个定子齿靴通过第一定子支架或第二定子支架与多个定子铁芯连接。
根据本发明的另一个方面,提供了一种车辆,包括轴向磁通电机,轴向磁通电机为上述的轴向磁通电机。
应用本发明的技术方案,轴向磁通电机包括壳体组件和定子铁芯组件,壳体组件具有冷却进口和冷却出口,定子铁芯组件设置于壳体组件内,定子铁芯组件包括多个定子铁芯和多个定子绕组,各定子绕组沿一个定子铁芯的周向设置,至少一个定子铁芯的至少一个端面上设置有至少一个第一导流槽,多个定子绕组的端部与壳体组件之间形成冷却通道,冷却通道位于各定子铁芯的端部的一侧,且第一导流槽与冷却通道连通,冷却通道的第一端与冷却进口连通,冷却通道的第二端与冷却出口连通。在定子铁芯的至少一个端面上设置有至少一个第一导流槽,且第一导流槽与冷却通道连通,可以保证冷却油均匀分配到定子铁芯组件的各个位置,在冷却定子绕组的同时,加强对定子齿的冷却效果,有效避免电机所有部件出现局部过热的问题,提升电机输出性能。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本发明的轴向磁通电机的第一实施例的结构示意图;
图2示出了根据本发明的轴向磁通电机的第二实施例的结构示意图;
图3示出了根据本发明的轴向磁通电机的第三实施例的结构示意图;
图4示出了根据本发明的轴向磁通电机的第四实施例的结构示意图;
图5示出了根据本发明的轴向磁通电机的第五实施例的结构示意图;
图6示出了根据本发明的轴向磁通电机的第六实施例的结构示意图;
图7示出了根据本发明的轴向磁通电机的第七实施例的结构示意图;
图8示出了图7的B处的放大结构示意图;
图9示出了根据本发明的轴向磁通电机的第八实施例的结构示意图;
图10示出了根据本发明的轴向磁通电机的第九实施例的结构示意图;
图11示出了图10的A处的放大结构示意图;
图12示出了根据本发明的轴向磁通电机的第十实施例的结构示意图;
图13示出了根据本发明的轴向磁通电机的第十一实施例的结构示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
10、壳体组件;100、冷却通道;101、导通段;102、第一通道;103、第二通道;
11、第一定子支架;111、定位孔;112、第二导流槽;113、安装孔;
12、第二定子支架;
13、第一定子护板;
14、第二定子护板;
15、定子内壳;
16、定子外壳;161、冷却进口;162、冷却出口;
17、定子齿靴;
20、定子铁芯组件;
21、定子铁芯;211、第一导流槽;
22、定子绕组;23、绝缘层;
31、第一分隔板;
32、第二分隔板;321、导流孔;322、导线孔;
33、挡板;
34、导流件。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
现在,将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而,这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施,并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是,提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整,并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员,在附图中,为了清楚起见,有可能扩大了层和区域的厚度,并且使用相同的附图标记表示相同的器件,因而将省略对它们的描述。
结合图1至图13,在本发明的具体实施例中,提供了一种轴向磁通电机。
具体地,轴向磁通电机包括壳体组件10,壳体组件10具有冷却进口161和冷却出口162;定子铁芯组件20,定子铁芯组件20设置于壳体组件10内,定子铁芯组件20包括多个定子铁芯21和多个定子绕组22,各定子绕组22沿一个定子铁芯21的周向设置,至少一个定子铁芯21的至少一个端面上设置有至少一个第一导流槽211,多个定子绕组22的端部与壳体组件10之间形成冷却通道100,冷却通道100位于各定子铁芯21的端部的一侧,且第一导流槽211与冷却通道100连通,冷却通道100的第一端与冷却进口161连通,冷却通道100的第二端与冷却出口162连通。
结合图1至图2所示,在本实施例中,轴向磁通电机包括壳体组件10和定子铁芯组件20,壳体组件10具有冷却进口161和冷却出口162,定子铁芯组件20设置于壳体组件10内,定子铁芯组件20包括多个定子铁芯21和多个定子绕组22,各定子绕组22沿一个定子铁芯21的周向设置,至少一个定子铁芯21的至少一个端面上设置有至少一个第一导流槽211,多个定子绕组22的端部与壳体组件10之间形成冷却通道100,冷却通道100位于各定子铁芯21的端部的一侧,且第一导流槽211与冷却通道100连通,冷却通道100的第一端与冷却进口161连通,冷却通道100的第二端与冷却出口162连通。在定子铁芯21的至少一个端面上设置有至少一个第一导流槽211,且第一导流槽211与冷却通道100连通,冷却油从冷却进口161进入冷却通道100,并流经定子铁芯21上的第一导流槽211,最后经冷却出口162流出,可以保证冷却油均匀分配到定子铁芯组件20的各个位置,在冷却定子绕组的同时,加强对定子铁芯及定子齿的冷却效果,有效避免电机部件出现局部过热的问题,提升电机输出性能,增加轴向磁通电机的可靠性。
进一步地,相邻两个定子铁芯21中一个定子铁芯21的第一端设置有第一导流槽211,另一个定子铁芯21的第二端设置有第一导流槽211,其中,相邻两个定子铁芯21的第一端位于壳体组件10的同一侧,相邻两个定子铁芯21的第二端位于壳体组件10的同一侧。
结合图3所示,在上述实施例中,相邻两个定子铁芯21中一个定子铁芯21的第一端设置有第一导流槽211,另一个定子铁芯21的第二端设置有第一导流槽211,其中,相邻两个定子铁芯21的第一端位于壳体组件10的同一侧,相邻两个定子铁芯21的第二端位于壳体组件10的同一侧,当冷却油从冷却进口161进入冷却通道100后,流经相邻两个定子铁芯21中一个定子铁芯21的第一端设置的第一导流槽211,进而流入冷却通道100,再流经相邻两个定子铁芯21中另一个定子铁芯21的第二端设置的第一导流槽211,再次流入冷却通道100,最后经冷却出口162流出,保证冷却油均匀与定子铁芯21均匀接触,增强该轴向磁通电机的冷却效果,提高该轴向磁通电机的稳定性。
进一步地,冷却通道100包括多个组成段,多个组成段沿壳体组件10的周向依次连通设置,其中,第一导流槽211的槽壁与壳体组件10之间形成多个组成段中的至少一个组成段。结合图1至图3所示,在本实施例中,多个组成段的设置以及第一导流槽211的槽壁与壳体组件10之间形成多个组成段中的至少一个组成段可以确保将冷却油均匀的分配给每一个定子铁芯21,避免现有技术中冷却油仅在壳体组件10与定子铁芯组件20间流动时分布不均匀,对定子齿冷却效果不佳的问题。
进一步地,冷却通道100包括相连通的第一通道102和第二通道103,第一通道102形成于壳体组件10的第一端,第二通道103形成于壳体组件10的第二端,第一通道102和第二通道103均包括多个组成段,第一通道102和第二通道103中相邻的组成段之间通过相邻的定子绕组22之间的间隙连通。
结合图1至图2所示,在上述实施例中,第一通道102和第二通道103分别形成于壳体组件10的第一端和第二端,可以确保定子铁芯组件20的两端都能得到有效冷却,防止出现局部过热导致的绝缘失效问题,提高该轴向磁通电机的安全性。
进一步地,轴向磁通电机包括导流件34和多个挡板33,导流件34为多个,多个导流件34设置于相邻的定子绕组22之间缝隙处,且导流件34位于定子绕组22的远离壳体组件10的几何中心一侧设置,导流件34的端部高于定子绕组22的端部设置,定子内壳15通过挡板33与定子绕组22连接。
结合图4至图8所示,在上述实施例中,导流件34将第一通道102和第二通道103分隔开,挡板33将第二通道103分为多个组成段,确保当冷却油从冷却进口161进入冷却通道100后,分别流入第一通道102和第二通道103,部分冷却油从第二通道103流入单个组成段后流经相邻两个定子铁芯21中一个定子铁芯21的第一端设置的第一导流槽211,进而流入相邻的组成段,再流经相邻两个定子铁芯21中另一个定子铁芯21的第二端设置的第一导流槽211,再次流入下一个相邻的组成段,最后经冷却出口162流出,保证冷却油与定子铁芯21的两端及导流槽面接触,将冷却油均匀分配到冷却油路的各个位置,增强该轴向磁通电机的冷却效果,提高该轴向磁通电机的稳定性。
进一步地,壳体组件10包括定子外壳16和端盖,定子铁芯组件20设置于定子外壳16内,定子外壳16上设置有冷却进口161和冷却出口162,端盖为两个,两个端盖分别设置于定子外壳16的两端,端盖与定子外壳16、定子铁芯组件20和导流件34、挡板33之间形成第一通道102和第二通道103。结合图4至图8所示,在本实施例中,采用简单结构就能实现冷却油的均匀分配,在保证冷却效果的同时降低了该轴向磁通电机的生产成本及维修成本,提高该轴向磁通电机的实用性。
进一步地,壳体组件10包括第一分隔板31和第二分隔板32,第一分隔板31设置于定子外壳16内,第一分隔板31位于定子铁芯组件20与定子外壳16的内壁之间,且第一分隔板31位于冷却进口161和冷却出口162之间,以将冷却进口161和冷却出口162分隔,第二分隔板32设置于定子外壳16内,第二分隔板32位于定子铁芯组件20与端盖的内壁之间,第一分隔板31与第二分隔板32之间形成用于连通第一通道102和冷却进口161的导通段101,且定子铁芯组件20的外周侧与端盖的内壁之间形成第二通道103,第二通道103的第一端与导通段101连通,第二通道103的第二端与冷却出口162连通,第二分隔板32设置有多个导流孔321和多个导线孔322。
结合图1、图2、图7至图8所示,在上述实施例中,冷却油从冷却进口161流入冷却通道100,部分冷却油通过第二分隔板32上的多个导流孔321流入第一通道102中,部分冷却油通过导通段101流入第二通道103中,最后冷却油从冷却出口162流出,完成冷却通路,这样设置提升了冷却油对定子铁芯组件20及相邻定子绕组22的间隙的冷却效果。第二分隔板32设置的多个导线孔322用于让定子绕组22的导线通过,在本发明的一个实施例中,第一分隔板31和第二分隔板32均由环氧树脂材料制成,可提高第一分隔板31和第二分隔板32的耐腐蚀性、耐磨性、耐温性和密封性。
结合图9所示,在本发明的另一个实施例中,通过设计第二分隔板32上不同的导流孔321的直径及数量,可以实现对第一通道102和第二通道103中冷却油油量的合理分配,以达到最佳冷却效果。
进一步地,壳体组件10包括第一定子支架11、第二定子支架12、第一定子护板13、第二定子护板14和定子内壳15,第一定子支架11与定子铁芯21的一端连接,第二定子支架12与定子铁芯21的另一端连接;第一定子护板13与第一定子支架11连接,第二定子护板14与第二定子支架12连接,并与第一定子护板13相对应地设置,定子内壳15通过所述挡板33与定子绕组22连接,定子内壳15与定子外壳16间形成容纳腔,用于容纳定子绕组22,定子绕组22沿定子内壳15的外周设置;其中,定子外壳16、端盖、第一定子支架11、第一定子护板13、第二定子护板14、第二定子支架12、导流件34与定子绕组22间形成第一通道102。
结合图1、图2和图10所示,在上述实施例中,定子外壳16、端盖、第一定子支架11、第一定子护板13、第二定子护板14、第二定子支架12、导流件34与定子绕组22间形成第一通道102,冷却油从冷却进口161流入冷却通道100,部分冷却油通过第二分隔板32上的多个导流孔321流入第一通道102中,最后冷却油从冷却出口162流出,完成冷却通路,这样设置提升了冷却油对定子铁芯组件20的散热效果。
进一步地,第一定子支架11和第二定子支架12中至少一个沿圆周方向均匀设置有多个与定子铁芯21相对应的定位孔111,部分定位孔111的两侧设置有第二导流槽112,第二导流槽112与第一导流槽211相配合地设置,第一导流槽211的槽壁与第二导流槽112的槽壁、端盖、第一定子支架11、定子内壳15、第二定子支架12、定子绕组22、导流件34、挡板33之间形成第二通道103。
结合图1、图2、图10至图13所示,在上述实施例中,定位孔111用于定子铁芯组件20的安装定位,第二导流槽112与第一导流槽211相配合地设置,用于导通第二通道103中的多个组成段,第一导流槽211的槽壁与第二导流槽112的槽壁、端盖、第一定子支架11、定子内壳15、第二定子支架12、定子绕组22、导流件34、挡板33之间形成第二通道103,冷却油从冷却进口161流入冷却通道100,部分冷却油通过导通段101流入第二通道103中,最后冷却油从冷却出口162流出,这样设置提升了冷却油对定子铁芯组件20的冷却效果。
在本发明的另一个实施例中,设有第二导流槽112和未设有第二导流槽112的定位孔111依次交替排列,第一定子支架11和第二定子支架12上设有第二导流槽112的定位孔111的位置相互错开,这样设置可以更好地保证冷却油在第二通道103中的流动效果。
在本发明的另一个实施例中,挡板33可与定子内壳15设置为一体式结构,这样设置可以更好地将第二通道103分隔成多个组成段,进一步提升冷却效果。
进一步地,第一定子支架11和第二定子支架12中至少一个沿圆周方向均匀设置有多个安装孔113,多个安装孔113用于安装导流件34。结合图12所示,在本实施例中,导流件34安装与于第一定子支架11和第二定子支架12的安装孔113内,这样设置可以提升导流件34的安装稳定性。
进一步地,多个定子铁芯21的至少一端设有一个定子齿靴17,且定子齿靴17设置在定子铁芯21的一侧,多个定子齿靴17通过第一定子支架11或第二定子支架12与多个定子铁芯21连接。结合图11至图12所示,在本实施例中,定子齿靴17与定子铁芯21一起对应的安装在第一定子支架11或第二定子支架12的定位孔111中,其中,定子齿靴17单独设置,用于减少漏磁现象。
在本发明的另一个实施例里,定子齿靴17的顶面单独开设导流槽,这样设置可以进一步提升对定子齿的冷却效果,实现对定子铁芯组件20的高效冷却。
在本发明的另一个实施例中,还提供了一种车辆,包括上述实施例中的轴向磁通电机。
具体地,轴向磁通电机包括壳体组件10,壳体组件10具有冷却进口161和冷却出口162;定子铁芯组件20,定子铁芯组件20设置于壳体组件10内,定子铁芯组件20包括多个定子铁芯21和多个定子绕组22,各定子绕组22沿一个定子铁芯21的周向设置,至少一个定子铁芯21的至少一个端面上设置有至少一个第一导流槽211,多个定子绕组22的端部与壳体组件10之间形成冷却通道100,冷却通道100位于各定子铁芯21的端部的一侧,且第一导流槽211与冷却通道100连通,冷却通道100的第一端与冷却进口161连通,冷却通道100的第二端与冷却出口162连通。
结合图1至图2所示,在本实施例中,轴向磁通电机包括壳体组件10和定子铁芯组件20,壳体组件10具有冷却进口161和冷却出口162,定子铁芯组件20设置于壳体组件10内,定子铁芯组件20包括多个定子铁芯21和多个定子绕组22,各定子绕组22沿一个定子铁芯21的周向设置,至少一个定子铁芯21的至少一个端面上设置有至少一个第一导流槽211,多个定子绕组22的端部与壳体组件10之间形成冷却通道100,冷却通道100位于各定子铁芯21的端部的一侧,且第一导流槽211与冷却通道100连通,冷却通道100的第一端与冷却进口161连通,冷却通道100的第二端与冷却出口162连通。在定子铁芯21的至少一个端面上设置有至少一个第一导流槽211,且第一导流槽211与冷却通道100连通,冷却油从冷却进口161进入冷却通道100,并流经定子铁芯21上的第一导流槽211,最后经冷却出口162流出,可以保证冷却油均匀分配到定子铁芯组件20的各个位置,在冷却定子绕组的同时,加强对定子铁芯及定子齿的冷却效果,有效避免电机部件出现局部过热的问题,提升电机输出性能,增加轴向磁通电机的可靠性。
导流件34将第一通道102和第二通道103分隔开,挡板33将第二通道103分为多个组成段,确保当冷却油从冷却进口161进入冷却通道100后,分别流入第一通道102和第二通道103,部分冷却油从第二通道103流入单个组成段后流经相邻两个定子铁芯21中一个定子铁芯21的第一端设置的第一导流槽211,进而流入相邻的组成段,再流经相邻两个定子铁芯21中另一个定子铁芯21的第二端设置的第一导流槽211,再次流入下一个相邻的组成段,最后经冷却出口162流出,保证冷却油与定子铁芯21的两端及导流槽面接触,将冷却油均匀分配到冷却油路的各个位置,增强该轴向磁通电机的冷却效果,提高该轴向磁通电机的稳定性。
冷却油从冷却进口161流入冷却通道100,部分冷却油通过第二分隔板32上的多个导流孔321流入第一通道102中,部分冷却油通过导通段101流入第二通道103中,最后冷却油从冷却出口162流出,完成冷却通路,这样设置提升了冷却油对定子铁芯组件20及相邻定子绕组22的间隙的冷却效果。第二分隔板32设置的多个导线孔322用于让定子绕组22的导线通过,在本发明的一个实施例中,第一分隔板31和第二分隔板32均由环氧树脂材料制成,可提高第一分隔板31和第二分隔板32的耐腐蚀性、耐磨性、耐温性和密封性。
结合图9所示,在本发明的另一个实施例中,通过设计第二分隔板32上不同的导流孔321的直径及数量,可以实现对第一通道102和第二通道103中冷却油油量的合理分配,以达到最佳冷却效果。
多个定子铁芯21的至少一端设有一个定子齿靴17,且定子齿靴17设置在定子铁芯21的一侧,多个定子齿靴17通过第一定子支架11或第二定子支架12与多个定子铁芯21连接。结合图11至图12所示,在本实施例中,定子齿靴17与定子铁芯21一起对应的安装在第一定子支架11或第二定子支架12的定位孔111中,其中,定子齿靴17单独设置,用于减少漏磁现象。
在本发明的另一个实施例里,定子齿靴17的顶面单独开设导流槽,这样设置可以进一步提升对定子齿的冷却效果,实现对定子铁芯组件20的高效冷却。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
轴向磁通电机包括壳体组件10和定子铁芯组件20,壳体组件10具有冷却进口161和冷却出口162,定子铁芯组件20设置于壳体组件10内,定子铁芯组件20包括多个定子铁芯21和多个定子绕组22,各定子绕组22沿一个定子铁芯21的周向设置,至少一个定子铁芯21的至少一个端面上设置有至少一个第一导流槽211,多个定子绕组22的端部与壳体组件10之间形成冷却通道100,冷却通道100位于各定子铁芯21的端部的一侧,且第一导流槽211与冷却通道100连通,冷却通道100的第一端与冷却进口161连通,冷却通道100的第二端与冷却出口162连通。在定子铁芯21的至少一个端面上设置有至少一个第一导流槽211,且第一导流槽211与冷却通道100连通,冷却油从冷却进口161进入冷却通道100,并流经定子铁芯21上的第一导流槽211,最后经冷却出口162流出,可以保证冷却油均匀分配到定子铁芯组件20的各个位置,在冷却定子绕组的同时,加强对定子铁芯及定子齿的冷却效果,有效避免电机部件出现局部过热的问题,提升电机输出性能,增加轴向磁通电机的可靠性。
第一通道102和第二通道103分别形成于壳体组件10的第一端和第二端,可以确保定子铁芯组件20的两端都能得到有效冷却,防止出现局部过热导致的绝缘失效问题,提高该轴向磁通电机的安全性。
导流件34将第一通道102和第二通道103分隔开,挡板33将第二通道103分为多个组成段,确保当冷却油从冷却进口161进入冷却通道100后,分别流入第一通道102和第二通道103,部分冷却油从第二通道103流入单个组成段后流经相邻两个定子铁芯21中一个定子铁芯21的第一端设置的第一导流槽211,进而流入相邻的组成段,再流经相邻两个定子铁芯21中另一个定子铁芯21的第二端设置的第一导流槽211,再次流入下一个相邻的组成段,最后经冷却出口162流出,保证冷却油与定子铁芯21的两端及导流槽面接触,将冷却油均匀分配到冷却油路的各个位置,增强该轴向磁通电机的冷却效果,提高该轴向磁通电机的稳定性。
冷却油从冷却进口161流入冷却通道100,部分冷却油通过第二分隔板32上的多个导流孔321流入第一通道102中,部分冷却油通过导通段101流入第二通道103中,最后冷却油从冷却出口162流出,完成冷却通路,这样设置提升了冷却油对定子铁芯组件20及相邻定子绕组22的间隙的冷却效果。第二分隔板32设置的多个导线孔322用于让定子绕组22的导线通过,第一分隔板31和第二分隔板32可选择由环氧树脂材料制成,可提高第一分隔板31和第二分隔板32的耐腐蚀性、耐磨性、耐温性和密封性。
通过设计第二分隔板32上不同的导流孔321的直径及数量,可以实现对第一通道102和第二通道103中冷却油油量的合理分配,以达到最佳冷却效果。
定子齿靴17与定子铁芯21一起对应的安装在第一定子支架11或第二定子支架12的定位孔111中,其中,定子齿靴17单独设置,用于减少漏磁现象。定子齿靴17的顶面可单独开设导流槽,这样设置可以进一步提升对定子齿的冷却效果,实现对定子铁芯组件20的高效冷却。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
除上述以外,还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等,指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说,结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时,所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述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 (12)
1.一种轴向磁通电机,其特征在于,包括:
壳体组件(10),所述壳体组件(10)具有冷却进口(161)和冷却出口(162);
定子铁芯组件(20),所述定子铁芯组件(20)设置于所述壳体组件(10)内,所述定子铁芯组件(20)包括多个定子铁芯(21)和多个定子绕组(22),各所述定子绕组(22)沿一个所述定子铁芯(21)的周向设置,至少一个所述定子铁芯(21)的至少一个端面上设置有至少一个第一导流槽(211),多个所述定子绕组(22)的端部与所述壳体组件(10)之间形成冷却通道(100),所述冷却通道(100)位于各所述定子铁芯(21)的端部的一侧,且所述第一导流槽(211)与所述冷却通道(100)连通,所述冷却通道(100)的第一端与所述冷却进口(161)连通,所述冷却通道(100)的第二端与所述冷却出口(162)连通。
2.根据权利要求1所述的轴向磁通电机,其特征在于,相邻两个所述定子铁芯(21)中一个所述定子铁芯(21)的第一端设置有所述第一导流槽(211),另一个所述定子铁芯(21)的第二端设置有所述第一导流槽(211),其中,相邻两个所述定子铁芯(21)的第一端位于所述壳体组件(10)的同一侧,相邻两个所述定子铁芯(21)的第二端位于所述壳体组件(10)的同一侧。
3.根据权利要求1或2所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述冷却通道(100)包括多个组成段,多个所述组成段沿所述壳体组件(10)的周向依次连通设置,其中,所述第一导流槽(211)的槽壁与所述壳体组件(10)之间形成多个所述组成段中的至少一个组成段。
4.根据权利要求3所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述冷却通道(100)包括相连通的第一通道(102)和第二通道(103),所述第一通道(102)形成于所述壳体组件(10)的第一端,所述第二通道(103)形成于所述壳体组件(10)的第二端,所述第一通道(102)和所述第二通道(103)均包括多个所述组成段,所述第一通道(102)和所述第二通道(103)中相邻的所述组成段之间通过相邻的所述定子绕组(22)之间的间隙连通。
5.根据权利要求4所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述轴向磁通电机包括:
导流件(34),所述导流件(34)为多个,多个所述导流件(34)设置于相邻的所述定子绕组(22)之间缝隙处,且所述导流件(34)位于所述定子绕组(22)的远离所述壳体组件(10)的几何中心一侧设置,所述导流件(34)的端部高于所述定子绕组(22)的端部设置;
多个挡板(33),所述挡板(33)与所述定子绕组(22)连接。
6.根据权利要求5所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述壳体组件(10)包括:
定子外壳(16),所述定子铁芯组件(20)设置于所述定子外壳(16)内,所述定子外壳(16)上设置有所述冷却进口(161)和所述冷却出口(162);
端盖,所述端盖为两个,两个所述端盖分别设置于所述定子外壳(16)的两端,所述端盖与所述定子外壳(16)、所述定子铁芯组件(20)和所述导流件(34)、所述挡板(33)之间形成所述第一通道(102)和所述第二通道(103)。
7.根据权利要求6所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述壳体组件(10)包括:
第一分隔板(31),所述第一分隔板(31)设置于所述定子外壳(16)内,所述第一分隔板(31)位于所述定子铁芯组件(20)与所述定子外壳(16)的内壁之间,且所述第一分隔板(31)位于所述冷却进口(161)和所述冷却出口(162)之间,以将所述冷却进口(161)和所述冷却出口(162)分隔;
第二分隔板(32),所述第二分隔板(32)设置于所述定子外壳(16)内,所述第二分隔板(32)位于所述定子铁芯组件(20)与所述端盖的内壁之间,所述第一分隔板(31)与所述第二分隔板(32)之间形成用于连通所述第一通道(102)和所述冷却进口(161)的导通段(101),且所述定子铁芯组件(20)的外周侧与所述端盖的内壁之间形成所述第二通道(103),所述第二通道(103)的第一端与所述导通段(101)连通,所述第二通道(103)的第二端与所述冷却出口(162)连通,所述第二分隔板(32)设置有多个导流孔(321)和多个导线孔(322)。
8.根据权利要求6所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述壳体组件(10)包括:
第一定子支架(11),所述第一定子支架(11)与所述定子铁芯(21)的一端连接;
第二定子支架(12),所述第二定子支架(12)与所述定子铁芯(21)的另一端连接;
第一定子护板(13),所述第一定子护板(13)与所述第一定子支架(11)连接;
第二定子护板(14),所述第二定子护板(14)与所述第二定子支架(12)连接,并与所述第一定子护板(13)相对应地设置;
定子内壳(15),所述定子内壳(15)通过所述挡板(33)与所述定子绕组(22)连接,所述定子内壳(15)与所述定子外壳(16)间形成容纳腔,用于容纳所述定子绕组(22),所述定子绕组(22)沿所述定子内壳(15)的外周设置;
其中,所述定子外壳(16)、所述端盖、所述第一定子支架(11)、所述第一定子护板(13)、所述第二定子护板(14)、所述第二定子支架(12)、所述导流件(34)与所述定子绕组(22)间形成所述第一通道(102)。
9.根据权利要求8所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述第一定子支架(11)和所述第二定子支架(12)中至少一个沿圆周方向均匀设置有多个与所述定子铁芯(21)相对应的定位孔(111),部分所述定位孔(111)的两侧设置有第二导流槽(112),所述第二导流槽(112)与所述第一导流槽(211)相配合地设置,所述第一导流槽(211)的槽壁与所述第二导流槽(112)的槽壁、所述端盖、所述第一定子支架(11)、所述定子内壳(15)、所述第二定子支架(12)、所述定子绕组(22)、所述导流件(34)、所述挡板(33)之间形成所述第二通道(103)。
10.根据权利要求9所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述第一定子支架(11)和所述第二定子支架(12)中至少一个沿圆周方向均匀设置有多个安装孔(113),多个所述安装孔(113)用于安装所述导流件(34)。
11.根据权利要求8所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述多个所述定子铁芯(21)的至少一端设有一个定子齿靴(17),且所述定子齿靴(17)设置在所述定子铁芯(21)的一侧,多个所述定子齿靴(17)通过所述第一定子支架(11)或所述第二定子支架(12)与多个所述定子铁芯(21)连接。
12.一种车辆,包括轴向磁通电机,其特征在于,所述轴向磁通电机为权利要求1至11中任一项所述的轴向磁通电机。
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