CN117674464A - 电机及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明属于电机技术领域，特别是涉及一种电机及车辆。电机包括初级铁芯和壳体，壳体内具有一端开口的滑腔，初级铁芯设置在滑腔内，初级铁芯上设置有进液口和多个第一出液口，进液口设置在所述初级铁芯的靠近所述滑腔的底部的一端，所述第一出液口设置在所述初级铁芯的外周面上且开口朝向所述滑腔的侧壁，进液口和多个第一出液口相互连通。本发明中，部分冷却液能够通过进液口和多个第一出液口导流进入电机气隙中，对冷却液进行导流，能够防止次级组件运动过快导致冷却液压力过大引起冷却液飞溅的问题，使得初级组件和次级组件都能够充分接触冷却液，进行散热。

Description

电机及车辆

技术领域

本发明属于电机技术领域，特别是涉及一种电机及车辆。

背景技术

主动悬架系统是近年来发展起来的一种新型悬架系统，永磁直线电机为主动悬架的电磁作动器。

随着工作环境要求的提高，对直线电机的电磁力密度提出了更高要求，直线电机在运行时会产生大量的热能，使得直线电机各部件温度升高而影响了直线电机的安全运行。因此，电磁力密度的提高就要求直线电机在有限的空间内具有更好的散热能力。

现有的直线电机大多采用自然散热，散热效果较差，造成了直线电机的连续输出能力差以及推力密度降低等问题，且容易损坏直线电机。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有的直线电机散热效果较差的问题，提供一种电机及车辆。

为解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供一种电机，包括初级铁芯及壳体，所述壳体内设置有一端开口的滑腔，所述初级铁芯设置于所述滑腔内，所述初级铁芯上设置有进液口和多个第一出液口，所述进液口设置在所述初级铁芯的靠近所述滑腔的底部的一端，所述第一出液口设置在所述初级铁芯的外周面上且开口朝向所述滑腔的侧壁；所述进液口和多个所述第一出液口相互连通。

可选地，所述初级铁芯的内部设置有冷却流道，所述冷却流道包括第一导流通道和多个第二导流通道，所述第一导流通道沿轴向设置在所述初级铁芯的内部并连通所述进液口和所述第二导流通道，所述第二导流通道连通所述第一导流通道和所述第一出液口。

可选地，多个所述第二导流通道沿轴向间隔连接在所述第一导流通道上。

可选地，所述初级铁芯上沿轴向设置有多个铁芯齿，所述第一出液口设置在所述铁芯齿上，所述第二导流通道沿径向贯穿所述铁芯齿。

可选地，位于同一个所述铁芯齿上的多个所述第二导流通道围绕所述第一导流通道呈放射状设置，所述第二导流通道设置在所述第一导流通道和所述第一出液口之间。

可选地，所述第一导流通道与所述第二导流通道的截面呈圆形，所述第一导流通道的直径大于所述第二导流通道的直径。

可选地，所述初级铁芯上设置有连接轴，所述连接轴伸出所述滑腔，所述第一导流通道的远离所述进液口的一端设置在所述连接轴内，所述连接轴上设置有第二出液口，所述冷却流道还包括第三导流通道，所述第三导流通道沿径向贯穿所述连接轴，所述第三导流通道连通所述第一导流通道和所述第二出液口。

可选地，所述第三导流通道设置有多个，多个所述第三导流通道围绕所述第一导流通道呈放射状设置，所述第三导流通道设置在所述第一导流通道和所述第二出液口之间。

可选地，所述第一导流通道与所述第三导流通道的截面呈圆形，所述第一导流通道的直径大于所述第三导流通道的直径。

可选地，所述电机还包括弹性件和用于密封的波纹管，所述波纹管连接在所述滑腔的开口和车架的车架固定部之间，所述弹性件套设在所述波纹管的外部。

另一方面，本发明实施例提供一种车辆，包括如前所述的电机。

本发明实施例提供的电机，电机的次级组件相对于初级组件沿轴向移动时，一部分冷却液直接沿着滑腔的侧壁进入初级组件和次级组件之间的气隙中，另一部分冷却液能够通过进液口和第一出液口导流进入气隙中，能够使得初级组件和次级组件都能够充分接触冷却液，电机产生的热量能够通过冷却液传递到电机壳体上，进行散热，同时，通过进液口和多个第一出液口对冷却液进行分流导流，能够防止次级组件运动过快导致冷却液压力过大引起冷却液飞溅的问题。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的电机的剖面示意图；

图2是本发明一实施例提供的进液口、第一出液口和第二出液口的示意图；

图3是本发明一实施例提供的滑腔内冷却液与初级铁芯的示意图；

图4是本发明一实施例提供的电机的示意图。

说明书中的附图标记如下：

1、第一导流通道；2、第二导流通道；3、第三导流通道；4、弹性件；5、波纹管；6、初级组件；61、初级铁芯；611、铁芯齿；612、齿槽；613、进液口；614、第一出液口；615、第二出液口；616、连接轴；62、绕组线圈；7、次级组件；71、支撑件；72、磁钢；8、滑腔；9、散热翅；10、车架固定部。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图3所示，本发明一实施例提供的一种电机，包括初级铁芯61及壳体，壳体内具有一端开口的滑腔8，初级铁芯61设置在滑腔8内，再将冷却液盛装在滑腔8的剩余空腔中，冷却液与初级组件6和次级组件7都能够充分接触，能够穿到电机运行过程中产生的热量。

初级铁芯61上设置有进液口613和多个第一出液口614，进液口613设置在初级铁芯61的靠近滑腔8的底部的一端，第一出液口614的开口朝向滑腔8的侧壁，进液口613和多个第一出液口614相互连通。在电机的次级组件7相对于初级组件6沿轴向移动时，一部分冷却液直接沿着滑腔8的侧壁进入初级组件6和次级组件7之间的气隙中，另一部分冷却液能够通过进液口613进入，从多个第一出液口614流出并进入气隙中，能够使得初级组件6和次级组件7都能够充分接触冷却液，电机产生的热量能够通过冷却液传递到电机壳体上，进行散热，同时，也能够防止次级组件运动过快导致冷却液压力过大引起冷却液飞溅的问题。

在一实施例中，初级铁芯的内部设置有冷却流道，冷却流道包括第一导流通道1和多个第二导流通道2，第一导流通道1沿轴向设置在初级铁芯61的内部并连通进液口613和第二导流通道2，冷却液从进液口613进入第一导流通道1中，第二导流通道2设置在初级铁芯61的内部并连通第一导流通道1和第一出液口614，冷却液依次流经第一导流通道1和第二导流通道2后从第一出液口614流出。

如图1、图3所示，滑腔8的位于底部的部分为第一部分腔体，滑腔8的位于初级组件6和次级组件7之间的环形腔体为第二部分腔体，第一部分腔体和第二部分腔体相互连通，第二部分腔体实际为电机的气隙，在电机运动时，电机的次级组件7相对于初级组件6沿轴向移动，这就使得，第一部分腔体的体积逐渐增大，第二部分腔体的体积逐渐减小，冷却液向着第一部分腔体汇聚，从而存储在滑腔8的底部，次级组件7回位时，初级铁芯61和冷却液在运动中接触，第一部分腔体的体积逐渐减小，第二部分腔体的体积逐渐增加，一部分冷却液直接进入第二部分腔体中并向初级组件6的顶部流动，另一部分冷却液能够通过第一导流通道1和第二导流通道2进入第二部分腔体中，能够使得初级组件6和次级组件7都能够充分接触冷却液，电机的绕组线圈62产生的热量能够通过冷却液传递到电机机壳上，进行散热，同时，通过第一导流通道1和第二导流通道2对冷却液进行导流，能够防止次级组件7运动过快导致冷却液压力过大引起冷却液飞溅的问题。

在一实施例中，冷却液可以为冷却油或者冷却水，优选地，冷却液为冷却油，能够避免产生水垢等问题。

在一实施例中，根据初级组件6和次级组件7的连接关系，电机分为外动子内定子电机和外定子内动子电机，如图1所示，在外动子内定子电机中，次级组件7套设在初级组件6的外侧，滑腔8设置在次级组件7内部，初级组件6容纳在滑腔8中，冷却液填充在初级组件6和滑腔8的内壁之间，第一导流通道1设置在初级铁芯61的中心轴上，次级组件7运动时，初级铁芯61能够相对于滑腔8的底部靠近或者远离，从而改变第一部分腔体的体积和第二部分腔体的体积，初级铁芯61能够相对于滑腔8的底部靠近时，第一部分腔体内的部分冷却液通过第一导流通道1和第二导流通道2进行导流。

在其他替代的实施例中，电机可以为外定子内动子电机，初级组件6套设在次级组件7的外侧，滑腔8设置在初级组件6的初级铁芯61内，次级组件7容纳在滑腔8中，冷却液填充在次级组件7和初级铁芯61的内周面之间，第一导流通道1沿轴向设置在初级铁芯61的靠近其外周面的位置处，次级组件7能够在滑腔8中运动并相对于滑腔8的底部靠近或者远离。

在一实施例中，如图1、图3所示，多个第二导流通道2沿轴向间隔连接在第一导流通道1上，在次级组件7运动时，通过多个第二导流通道2间隔设置，能够将冷却液导流至滑腔8的轴向上的不同位置处，使得冷却液能够充分接触初级组件6和次级组件7，有利于传递热量，增强了电机的散热能力，有利于提高电机的电磁力密度。

电机不运行时，滑腔8中冷却液的液位不超过轴向上最高位置的第二导流通道2且不低于初级铁芯61轴向长度的一半，其中，最高位置的第二导流通道2是指轴向上距离滑腔8的底部最远位置处的第二导流通道2，在该液位范围内，能够保证电机的散热效果。

在一实施例中，如图1、图3所示，轴向上第二导流通道2最少设置有三处，分别为上部导流通道、中部导流通道和下部导流通道，上部导流通道设置在初级铁芯61的靠近滑腔8的开口的一端，下部导流通道设置在初级铁芯61的靠近滑腔8的底部的一端，中部导流通道设置在初级铁芯61的中间位置处，电机非运行状态时，滑腔8中冷却液的液位位于上部导流通道和中部导流通道之间。

次级组件7运动时，部分冷却液能够从进液口613进入第一导流通道1中，冷却液在第一导流通道1中分流并分别从上部导流通道、中部导流通道和下部导流通道中流出，使得冷却液能够流向多个位置进行热量传递，电机各处的温度更加均匀，温差小。

第二导流通道2的数量需要根据初级铁芯61的尺寸进行确定，需要保证初级铁芯61和冷却液的充分接触。

在一实施例中，如图2所示，初级铁芯61上沿轴向设置有多个铁芯齿611，相邻两个铁芯齿611之间为用于容纳绕组线圈62的齿槽612，铁芯齿611和齿槽612交替设置，第一出液口614设置在铁芯齿611的周向的表面上，第二导流通道2沿径向贯穿铁芯齿611，多个第二导流通道2沿轴向设置在不同的铁芯齿611上，能够更好的将冷却液导流到电机的气隙中。

在一实施例中，如图1、图3所示，位于同一个铁芯齿611上的多个第二导流通道2围绕第一导流通道1呈放射状设置，同一个铁芯齿611上沿周向具有多个第一出液口614，第二导流通道2设置在第一导流通道1和第一出液口614之间，第一导流通道1中的冷却液进入一个铁芯齿611后，能够在该铁芯齿611上呈放射状进行分流，冷却液流向铁芯齿611的周向各处位置，本实施例中，通过在轴向上的多个铁芯齿611上设置第二导流通道2，同一个铁芯齿611的周向分布多个第二导流通道2，使得冷却液充分接触初级组件6和次级组件7。

优选地，同一个铁芯齿611的多个第二导流通道2沿铁芯齿611的周向均匀设置，多个是指数量为两个及以上。

在一实施例中，第一导流通道1和第二导流通道2的径向截面形状为圆形，第一导流通道1的直径大于第二导流通道2的直径，利于滑腔8的底部的冷却液进入第一导流通道1中，且在分流进入多个第二导流通道2后，能够保证从第一出液口614流出的冷却液的流量，保证散热效果。优选地，第一导流通道1的直径大于或者等于第二导流通道2的直径的五倍，第二导流通道2的直径大于或者等于1mm且小于或者等于铁芯齿611的轴向长度，第一出液口614的直径与第二导流通道2的直径相同。

第一导流通道1和第二导流通道2的径向截面形状还可以为椭圆形、三角形或者方形。

在一实施例中，如图1、图2所示，在内定子外动子的电机中，初级铁芯61上设置有连接轴616，连接轴616伸出滑腔8，第一导流通道1为一端开口的通道，第一导流通道1的开口端为进液口613，第一导流通道1的远离进液口613的一端设置在连接轴616内，即，第一导流通道1的封闭端设置在连接轴616内，连接轴616上设置有第二出液口615，冷却流道还包括第三导流通道3，第三导流通道3沿径向贯穿连接轴616，第三导流通道3连通第一导流通道1和第二出液口615，第一导流通道1中的冷却液通过第三导流通道3后从第二出液口615中流出，冷却液流到滑腔8的开口处，能够对滑腔8中初级组件6或者次级组件7的顶部的热量进行传递。

在一实施例中，如图1、图3所示，第三导流通道3设置有多个，多个第三导流通道3围绕第一导流通道1呈放射状设置，连接轴616周向上具有多个第二出液口615，第三导流通道3设置在第一导流通道1和第二出液口615之间，冷却液进入第三导流通道3后能够在周向上进行分流。优选地，多个第三导流通道3沿连接轴616的周向均匀设置，多个是指数量为两个及以上。

在一实施例中，第三导流通道3的径向截面形状为圆形，第一导流通道1的直径大于第三导流通道3的直径，第一导流通道1的直径较大，能够保证分流到多个第三导流通道3中的流量，第三导流通道3的直径和第二导流通道2的直径相同，第一导流通道1的直径大于或者等于第三导流通道3的直径的五倍，第二出液口615的直径与第三导流通道3的直径相同。

在一实施例中，如图1所示，电机还包括弹性件4和用于密封的波纹管5，波纹管5连接在滑腔8的开口和车架的车架固定部10之间，弹性件4套设在波纹管5的外侧。

在外动子内定子电机中，波纹管5的两端分别连接在次级组件7和车架的车架固定部10上，在次级组件7运动过程中，波纹管5能够防止冷却液到处飞溅，起到密封的作用。弹性件4的两端分别连接在次级组件7和车架的车架固定部10上，在次级组件7运动时，弹性件4可以被拉伸或者压缩。优选地，弹性件4为弹簧。

如图4所示，电机包括初级组件6和次级组件7，初级组件6和次级组件7之间形成有气隙，第一出液口614的开口方向朝向气隙，气隙为0.5～2mm，次级组件7设置在初级组件6的内部，或者，次级组件7套设在初级组件6的外侧。

电机的次级组件7相对于初级组件6沿轴向移动，初级铁芯61和冷却液在运动中接触，一部分冷却液直接进入气隙中并向初级组件6的顶部流动，另一部分冷却液能够通过第一导流通道1和第二导流通道2进入气隙中，能够缓解次级组件7在快速运动中油压过大引起油液飞溅的问题，同时也使得初级组件6和次级组件7都能够充分接触冷却液，传递热量。

在一实施例中，如图1、图4所示，次级组件7套设在初级组件6的外侧，次级组件7包括支撑件71和磁钢72，支撑件71套设在磁钢72的外侧，初级铁芯61设置在磁钢72的内部，气隙形成在磁钢72的内周面和初级铁芯61的外周面之间。

初级组件6包括初级铁芯61和绕组线圈62，多个绕组线圈62设置在齿槽612中，连接线串联一相中分布在不同齿槽612内的绕组线圈62，串联后一相的一端与其他相的导线连接，另一端引出连接控制器，齿槽612内绕组线圈62连接成多相，构成电枢绕组。

初级铁芯61为导磁钢72或硅钢片等导磁材料，磁钢72的材料为钕铁硼材料，支撑件71的材质为非导磁热处理强化铝合金材料。

在一实施例中，齿槽612的数量根据电机选取的极槽配合进行确定。齿槽612的轴向长度＝(初级铁芯61总长/槽数)*(0.3～0.7)，其中，初级铁芯61总长/槽数等于初级铁芯61上一个齿槽612和一个铁芯齿611的总长，一个齿槽612需要占据该总长的0.3～0.7。齿槽612的深度＝(初级铁芯61外径-初级铁芯61内径)*(0.65～0.85)，初级铁芯61内部具有第一导流通道1，初级铁芯61内径即为第一导流通道1的直径，初级铁芯61外径与初级铁芯61内径的差值等于初级铁芯61的厚度，齿槽612在径向上需要占据初级铁芯61的厚度的0.65～0.85。

在一实施例中，如图4所示，电机还包括多个散热翅9，用于增加电机机壳与空气的接触面积，起到与空气接触散热作用。散热翅9安装在支撑件71的外周面上，散热翅9为环形，多个散热翅9沿轴向间隔设置在支撑件71上，相邻散热翅9的间距大于10mm，相邻散热翅9在机壳上的投影不重叠，散热翅9沿径向垂直于机壳的外表面，散热翅9的厚度大于5mm。冷却液充分接触初级组件6和次级组件7后，将热量传递至次级组件7上以及散热翅9上，流动的空气流经散热翅9间的间隙，电机通过散热翅9与空气充分接触进行热交换，从而增强了电机的散热能力。

另一方面，本发明实施例提供一种车辆，包括上述实施例的电机。电机为永磁直线电机。

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 (11)

1.一种电机，其特征在于，包括初级铁芯及壳体，所述壳体内具有一端开口的滑腔，所述初级铁芯设置于所述滑腔内，所述初级铁芯上设置有进液口和多个第一出液口，所述进液口设置在所述初级铁芯的靠近所述滑腔的底部的一端，所述第一出液口设置在所述初级铁芯的外周面上且开口朝向所述滑腔的侧壁；所述进液口和多个所述第一出液口相互连通。

2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述初级铁芯的内部设置有冷却流道，所述冷却流道包括第一导流通道和多个第二导流通道，所述第一导流通道沿轴向设置在所述初级铁芯的内部并连通所述进液口和所述第二导流通道，所述第二导流通道连通所述第一导流通道和所述第一出液口。

3.如权利要求2所述的电机，其特征在于，多个所述第二导流通道沿轴向间隔连接在所述第一导流通道上。

4.如权利要求2所述的电机，其特征在于，所述初级铁芯上沿轴向设置有多个铁芯齿，所述第一出液口设置在所述铁芯齿上，所述第二导流通道沿径向贯穿所述铁芯齿。

5.如权利要求4所述的电机，其特征在于，位于同一个所述铁芯齿上的多个所述第二导流通道围绕所述第一导流通道呈放射状设置，所述第二导流通道设置在所述第一导流通道和所述第一出液口之间。

6.如权利要求5所述的电机，其特征在于，所述第一导流通道与所述第二导流通道的截面呈圆形，所述第一导流通道的直径大于所述第二导流通道的直径。

7.如权利要求2所述的电机，其特征在于，所述初级铁芯上设置有连接轴，所述连接轴伸出所述滑腔，所述第一导流通道的远离所述进液口的一端设置在所述连接轴内，所述连接轴上设置有第二出液口，所述冷却流道还包括第三导流通道，所述第三导流通道沿径向贯穿所述连接轴，所述第三导流通道连通所述第一导流通道和所述第二出液口。

8.如权利要求7所述的电机，其特征在于，所述第三导流通道设置有多个，多个所述第三导流通道围绕所述第一导流通道呈放射状设置，所述第三导流通道设置在所述第一导流通道和所述第二出液口之间。

9.如权利要求8所述的电机，其特征在于，所述第一导流通道与所述第三导流通道的截面呈圆形，所述第一导流通道的直径大于所述第三导流通道的直径。

10.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电机还包括弹性件和用于密封的波纹管，所述波纹管连接在所述滑腔的开口和车架之间，所述弹性件套设在所述波纹管的外部。

11.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的电机。