CN117394599A - 一种冷却电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷却电机，包括电机壳体组件、转轴、定子、转子、直接油冷组件、油泵；所述电机壳体组件包含冷却水流道、冷却油流道、冷却水进出口、冷却油出口和机壳壳体；直接油冷组件包括油环和进油口；机壳壳体内壁固定有定子，转轴上固定有转子，直接油冷组件对定子绕组端部进行直接冷却，所述壳体的下部开槽，贮藏一部分冷却油；直接冷却绕组端部的油被加热后，进入壳体中的冷却油流道，与冷却水流道形成换热，进行冷却，达到降温目的；在机壳组件冷却油出油口安装油泵进行抽油，抽出的油为经过机壳中冷却油流道中被冷却的油，通过油泵出油口打入直接油冷组件进油口，完成循环。本发明的冷却系统具备原有冷却电机功能，增加直接冷却功能。

Description

一种冷却电机

技术领域

本发明属于油冷电机技术领域，具体涉及一种冷却电机。

背景技术

目前随着新能源汽车电机的发展，对电机的功率密度提出越来越高的要求，即对电机的转速和电流提出了更高的要求；为了提高新能源汽车电机的功率密度，需要新能源汽车电机的转速越高越好，质量越轻越好，电流越大越好；然而转速越高铁耗越大，电流越大铜耗越高，电机的温升会越高；随着功率密度越来越高，电机存在温升过高导致磁钢退磁的风险；因此，随着新能源汽车电机的功率密度向着越来越高的目标发展，对于电机的热管理设计提出了更高的要求。

水冷技术是目前主流的散热方式，但其无法直接冷却热源，绕组处的热量需经过槽内绝缘层、电机定子才能传递至外壳被水带走，传递路径长，散热效率低，且各部件之间的配合公差更是影响了传递路径的热阻大小；因此，散热效率更高的油冷技术成为研究热点；油冷相比水冷的优势在于，绝缘性能良好，油的沸点和凝点比水要高，使冷却液在低温下不易结冰，高温下不易沸腾；油冷分为直接油冷、间接油冷方式两种，直接油冷换热效率更高而直接油冷又包括浸油式和喷油式两类。

现有电动汽车用电机一般采用水冷，与整个系统共用水冷系统，油冷电机在散热上虽然有优势，但是考虑整个系统额外增加的用于冷却油的装置增加了系统的复杂性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种冷却电机，保持原有电机的水冷系统，通过设计使水冷结构保留冷却电机的作用，同时冷却被绕组端部加热的油，不增加额外的油冷系统，在水冷电机自有系统内将冷却系统进行统一。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种冷却电机，包括电机壳体组件、转轴、定子、转子、直接油冷组件、油泵；

所述电机壳体组件包含冷却水流道、冷却油流道、冷却水进出口、冷却油出口和机壳壳体；

所述直接油冷组件包含油环、冷却油进口；

所述机壳壳体的内壁上固定有定子，转轴上固定有转子，直接油冷组件对定子绕组端部进行直接冷却，喷出或滴出对定子绕组端部进行冷却后落入所述机壳壳体的下部开槽处；开槽处与所述机壳壳体的冷却油冷水道进行连接；

与绕组端部发生直接冷却换热的油，进入电机壳体组件中的冷却油流道，与冷却水流道形成换热，对油进行冷却；在冷却油出口端安装油泵进行抽油，抽出的油经过油泵出油口打入直接油冷组件的冷却油进口，完成循环。

有益效果：

(1)传统设计中，油冷电机需要单独具备一套油冷却系统，这样使得电机系统复杂。本发明中油的冷却利用原有电动汽车的水冷系统来冷却被加热的油，没有额外增加冷却系统部件。同时，冷却系统还具备原有冷却电机功能，达到电机高集成度、高功率密度。

(2)传统设计中，油冷电机一般是喷油或者浸油，冷却方式为直接冷却。本发明中油冷电机设计，包含直接冷却和间接冷却方式两种。

(3)本发明中机壳内设置的油路和水路布置灵活可以根据工程要求进行多变，适应性强。

(4)本发明冷却油路布置灵活，可以进行喷雾冷却、滴液冷却、半浸润式冷却、全浸润式冷却。

附图说明

图1为本发明的冷却电机示意图；

图2为本发明的冷却电机的各部位示意图；

图3为直接油冷组件示意图；

图4a，图4b为本发明的冷却电机冷却水、冷却油布置方式示意图；其中，图4a为剖面图，图4b为主视图。

图5为转子定子关系图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1，图2所示，本发明的冷却电机包括电机壳体组件1、转轴2、定子3、转子4、直接油冷组件5、油泵6。定子3安装在转子4外侧，两者安装在电机壳体组件1中，转轴2安装在转子4中心，并伸出电机壳体组件1。所述电机壳体组件1包含冷却水流道101、冷却油流道102、冷却水进出口103、冷却油出口104和机壳壳体105。

如图3所示，所述直接油冷组件5包含油环501、冷却油进口502。油环501围绕转轴2设置，并与冷却油进口502连通。

所述机壳壳体105的内壁上固定有定子3，转轴2上固定有转子4，直接油冷组件5对定子绕组端部进行直接冷却，对定子绕组端部进行冷却喷出或滴出的油落入所述机壳壳体105的下部开槽处；开槽处与所述电机壳体组件1的冷却油流道102进行连接。直接冷却定子绕组端部的油落入机壳底部后与机壳内冷却油流道102的连接方式包括但不限于：机壳壳体105底部开口安装油嘴与冷却油流道102开口安装油嘴，两者可通过软管连接或其他连接；机壳壳体105底部开口安装油嘴与油泵6连接，油泵6出油口与冷却油流道102开口安装油嘴连接，油进行循环与冷却水流道101发生对流换热，从冷却油出口104与另外一台油泵6抽油口进行连接。

直接冷却绕组的油被加热后，进入冷却油流道102，与冷却水流道101进行对流换热，使油温降低。安装油泵6进行抽油，油泵6的进油口与冷却油出口104进行连接，抽出的油经过油泵6的出油口打入直接油冷组件5的冷却油进口502，完成循环。

电机壳体组件1中的冷却油流道与冷却水流道可以选择多种方式，包含但不限于：形式1、水平并联形式，如并排双螺旋、并排“C”形组合、“之”字形组合等；形式2、上下接触形式，如冷却油流道的油路在下部，冷却水流道的水路在上部，或冷却水流道的水路在下部，冷却油流道的油路在上部，或冷却油流道的油路在下部直接与定子铁芯接触形成流道，冷却水流道的水路在上部，如图4a，图4b所示。

直接油冷组件5可以选择多种冷却方式，包含但不限于连接圆环进行喷油，在圆环上开小孔或安装喷嘴进行喷油；机壳壳体105内壁面开孔、或者窄缝，冷却油流经此处后油滴从孔或缝滴落，油滴落入绕组端部对绕组端部进行滴油冷却等。

定子3和转子4之间可以选择安装隔离套筒或者不安装均可，如图5所示。

本发明采用原有电机的水冷系统，通过设计让水冷结构既保留原有水冷电机冷却定子的作用，同时将流经冷却油流道102中的油进行了冷却。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种冷却电机，其特征在于，包括电机壳体组件、转轴、定子、转子、直接油冷组件、油泵；

所述电机壳体组件包含冷却水流道、冷却油流道、冷却水进出口、冷却油出口和机壳壳体；

所述直接油冷组件包含油环、冷却油进口；

所述机壳壳体的内壁上固定有定子，转轴上固定有转子，直接油冷组件对定子绕组端部进行直接冷却，对定子绕组端部进行冷却的油，喷出或滴落至所述机壳壳体的下部开槽处；开槽处与所述机壳壳体的冷却油流道进行连接；

直接冷却绕组的油被加热后，进入电机壳体组件中的冷却油冷水道，与冷却水流道形成换热，进行冷却；在冷却油出口端安装油泵进行抽油，抽出的油经过油泵出油口打入直接油冷组件的冷却油进口，完成循环。

2.根据权利要求1所述的一种冷却电机，其特征在于，所述电机壳体组件中的冷却油流道与冷却水流道为水平并联形式或上下接触形式，所述水平并联形式包括并排双螺旋、并排“C”形组合、“之”字形组合，所述上下接触形式包括冷却油流道的油路在下部，冷却水流道的水路在上部，或冷却水流道的水路在下部，冷却油流道的油路在上部。

3.根据权利要求1所述的一种冷却电机，其特征在于，所述直接油冷组件包括多种冷却方式，所述多种冷却方式包括连接圆环，在圆环上开小孔或安装喷嘴进行喷油；机壳壳体内壁面开孔或开缝，冷却油从小孔或小缝中滴落进行滴油冷却。

4.根据权利要求1所述的一种冷却电机，其特征在于，所述定子和转子之间根据需要选择安装隔离套筒。

5.根据权利要求1所述的一种冷却电机，其特征在于，直接冷却定子绕组端部的油落入机壳壳体底部后与机壳壳体内的冷却油冷水道的连接方式包括：机壳壳体底部开口安装油嘴，且冷却油流道开口安装油嘴，两者通过软管连接；机壳壳体的底部开口安装油嘴，与油泵连接，油泵的出油口与冷却油冷水道开口安装的油嘴连接，油进行循环与冷却水流道内冷却水发生对流换热，从冷却油流道出口与另外一台油泵的抽油口进行连接。