CN120528176B - 电机冷却结构、电机及电机冷却控制方法 - Google Patents

Abstract

一种电机冷却结构、电机及电机冷却控制方法，用于电机的冷却，冷却结构包括：设于所述转子总成、定子总成上的冷却通道，设于机壳内部且位于转子总成、定子总成前端的导风环，设于机壳上且位于转子总成、定子总成后端的空气增压结构，设于机壳上的涡流系统。本方案实现了电机的自冷却，无需额外增加外置散热系统，大大简化了结构设计，降低了制造成本和安装难度，冷气直接作用于电机，有效提高了散热效率，提高了电机的整体性能，延长了电机的使用寿命，降低了故障率。

Description

电机冷却结构、电机及电机冷却控制方法

技术领域

本发明涉及电机结构技术领域，特别涉及一种电机冷却结构、电机及电机冷却控制方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本申请相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着新能源汽车和轨道交通的快速发展，对电机的性能要求不断提高。特别是在高功率密度和高转速条件下，电机散热问题成为制约其发展的关键因素之一。传统的电机冷却方式主要包括水冷和油冷，这些方式虽然能够在一定程度上满足电机的散热需求，但通常需要额外增加外置散热系统，导致结构复杂，增加了制造成本和占掉很大安装空间。

现有的冷却技术中，水冷方式虽然具有较大的热容量，但存在散热效率低、体积庞大等问题，尤其对于转子散热效果不佳，容易导致磁钢退磁，影响电机的安全性和性能。而油冷方案则存在热交换效率低、装配复杂等缺点，不利于电机的小型化和轻量化发展，而且油冷方案中油冷液位面的高度有限，覆盖部分发热部位，造成电机中发热部位的温度不均匀问题，从而对电机的整体性能和运行可靠性带来不稳定影响因素。

综上，申请人在实现本发明的过程中，发现对于现有电机冷却方式至少存在以下几个问题：

1. 传统的电机冷却方式主要采用水冷和油冷，需要额外增加外置散热系统，导致结构复杂，增加了制造成本和占掉很大安装空间；

2. 现有的水冷方式虽然具有较大的热容量，但散热效率低、体积庞大，尤其对于转子散热效果不佳，容易导致磁钢退磁，影响电机的安全性和性能；

3. 油冷方案存在热交换效率低、装配复杂等问题，不利于电机的小型化和轻量化发展；

4. 现有技术中存在温度分布不均匀的问题，影响电机的整体性能和运行可靠性。

有鉴于此，如何解决现有电机冷却结构存在的以上问题，便成为本发明所要研究解决的课题。

发明内容

本发明提供一种电机冷却结构、电机及电机冷却控制方法，其目的是要现有技术中存在电机冷却方式结构复杂、散热效率低、体积庞大且成本高等问题。

为达到上述目的，本发明第一方面采用的一种技术方案是：提供一种电机冷却结构，用于电机的冷却，电机包括机壳、转轴、转子总成、定子总成，所述冷却结构包括冷却通道、导风环、空气增压结构、涡流系统。

设于所述转子总成、定子总成上的冷却通道，所述定子总成包括定子主体、定子槽、通风孔，所述定子主体与转子总成的转子主体之间具有围绕一周且贯穿于定子主体与转子主体两端的气隙，冷却通道由通风孔、气隙构成，机壳上在通风孔、气隙的后端设置有散热出气口。

设于机壳内部且位于转子总成、定子总成前端的导风环，导风环采用绝热材料制得，导风环具有对应通风孔设置的第一流道、对应气隙设置的第二流道，所述导风环上设置有与第一流道、第二流道联通的导风进气口。

设于机壳上且位于转子总成、定子总成后端的空气增压结构，所述空气增压结构包含空气增压室、增压叶轮，空气增压室具有增压进气口和增压出气口，所述增压进气口通过气管与电机内腔相连通并且跟外部大气相连。

设于机壳上的涡流系统，所述涡流系统包含涡流室、涡流管，涡流室内设置有涡流管，涡流室有设置与增压出气口连接的涡流进气口、与导风进气口连接的冷气出口以及与外部大气相连的热气出口。

所述电机冷却结构被配置成：电机运转时转轴带动增压叶轮转动，在增压叶轮与增压室内壁之间形成高压空气通道，高压空气进入涡流室在涡流管内发生旋转，产生的一路冷气经由冷气出口、导风环导向冷却通道，冷气经冷却通道换热后经由散热出气口排至外部大气和/或增压进气口中。

本发明第二方面采用的一种技术方案是：提出了一种电机，所述电机包括机壳、转轴，机壳内具有腔室，所述电机上包含如本发明第一方面所述的电机冷却结构。

本发明第三方面采用的一种技术方案是：提出了一种电机冷却控制方法，所述电机冷却控制方法基于如本发明第一方面所述的电机冷却结构进行冷却控制，所述电机冷却控制方法包含以下：

在电机中装配好电机冷却结构，电机冷却结构的涡流系统中配备温度调节阀；

运行电机，电机在不同转速下空气增压机构产生不同的正压环境，转子总成和定子总成在不同转速下产生不同的热量；

电机在第一转速范围下，温度调节阀根据电机转速设置第一控制温度；

电机在第二转速范围下，温度调节阀根据电机转速设置第二控制温度；

电机在第三转速范围下，温度调节阀根据电机转速设置第三控制温度；

或者电动温控阀根据电机的转速线性匹配控制温度。

本发明的设计原理和技术构思是：

在本发明中，通过对现有电机冷却结构存在的一些问题进行研究，比如需要额外增加外置散热系统，导致结构复杂，其中水冷方式虽然具有较大的热容量，但散热效率低、体积庞大，油冷方案存在热交换效率低、装配复杂等问题，以及存在温度分布不均匀的问题，影响电机的整体性能和运行可靠性，针对现有新能源汽车和轨道交通对电机的性能要求不断提高、对电机小型化和轻量化发展的迫切需求，设计出了本发明的电机冷却结构、采用了该电机冷却结构的电机，以及基于该电机冷却结构进行冷却控制的电机冷却控制方法。

为了能满足上述特殊情况及特殊要求，本发明将电机冷却结构的主要部分设计成包括冷却通道、导风环、空气增压结构、涡流系统；其中，冷却通道由定子主体上的通风孔、定子主体和转子主体之间的气隙构成，在电机运行时，定子主体和转子主体作为主要发热源，直接将冷却通道设置在围绕发热源来设置，在后续进行冷却时，确保换热效果好，冷却均匀，让电机的性能保持稳定；同时，冷却通道配合导风环的设计，导风环中具有对应通风孔设置的第一流道、对应气隙设置的第二流道，让冷气直接经由采用绝热材料制得的导风环均匀进入各通风孔和气隙中，使得经由导风环的冷气温度不会下降，实现了冷气的均匀分布，有效解决了现有技术中温度分布不均匀的问题；在电机的一端设置空气增压结构，并采用涡流系统来配合，有效的将电机自身转动带来的增压空气输送给涡流系统的涡流管进行空气的冷、热分流，将冷气直接经由导风环作用于电机的直接发热源，将热气排掉，实现了电机的自冷却，无需额外增加外置散热系统，大大简化了结构设计，降低了制造成本和安装难度，冷气直接作用于电机，有效提高了散热效率，解决了传统水冷散热效率低的问题，而且所采用的空气增压结构、涡流系统的组合设计，体积小巧，安装在电机内或电机外，占用很小空间，克服了传统水冷和油冷方案体积庞大、占用空间大的缺点，能够有效冷却电机定子和转子，提高了电机的整体性能，延长了电机的使用寿命，降低了故障率。

本发明的有关内容解释如下：

1．在本申请的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“内”、“外”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

2．在本申请的描述中，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；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申请中的具体含义。

3．在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。在本申请的描述中，“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。

4.在本发明的上述技术方案中，所述增压室与所述增压叶轮采用偏心设计，所述增压叶轮外径与增压室内径在周向距离不等，且在增压出气口处两者的周向距离最小，以此设计，来让增压叶轮的增压效率提升，在电机运转过程中，随着电机转速的增大，能够提供更加稳定、高压的增压气体，从而让涡流管产生的冷气更多、温度更低。

5. 在本发明的上述技术方案中，所述增压叶轮采用直叶片结构，在所述电机运转过程中转轴的正转和反转都将外部空气泵入增压室形成高压空气，以此来确保涡流管在电机运转过程中始终能够被泵入高压气体，然后经由涡流管将分离出冷气对定子、转子进行持续冷却。

6. 在本发明的上述技术方案中，所述增压室与机壳一体设置或分体设置；所述增压室与机壳一体设置时，所述增压室与机壳内的腔室之间设置有隔板，一体设置可以使结构更紧凑，进一步降低体积；所述增压室与机壳分体设置时，所述增压室设置在所述机壳的后端，所述转轴伸出机壳的后端位置设置所述增压叶轮，分体设置则在维护维修方面提供便利性。

7. 在本发明的上述技术方案中，所述定子主体内圈的内壁沿圆周方向设置所述定子槽，在所述定子槽外围对称设置一圈通风孔，其中每个定子槽对应设置一个通风孔，所述导风环上的所述第一流道对准所述通风孔设置，所述导风环上的所述第一流道的截面形状与所述通风孔的形状相适配。以此设置，来让冷却通道的布置更均匀排布在发热源上，同时设计成第一流道对准通风孔、第一流道的截面形状与所述通风孔的形状相适配，让从冷气直接从第一流道导入通风空中，对电机运转时温度升高的定子主体进行直接冷却热交换。

8. 在本发明的上述技术方案中，所述定子主体、转子主体之间的气隙位于所述通风孔的内圈，所述导风环上的所述第二流道对准所述气隙设置，所述导风环上的所述第二流道的截面形状为多段弧形段。以此设置，来让冷却通道的布置更均匀排布在发热源上，同时设计成导风环上的所述第二流道的截面形状为多段弧形段，来与气隙的形状相匹配，让从冷气直接从第二流道导入通风空中，对电机运转时温度升高的定子主体、转子主体进行直接冷却热交换。

9. 在本发明的上述技术方案中，所述导风环具有一导风腔室，所述导风腔室朝向后端形成有多个环绕布置的中空柱体，中空柱体至少部分伸入定子主体的通风孔中，中空柱体的内部中空结构形成联通导风腔室和通风孔的第一流道；所述导风腔室朝向后端在所述中空柱体的内圈设置有多个环绕间隔布置的弧形槽，该弧形槽构成联通导风腔室和气隙的第二流道。以此设置，进一步提升了导风环与冷却通道之间的冷却效果，采用涡流管冷却技术，结合定子和转子特殊的冷却通道设计，实现了电机的高效冷却，有效降低了电机的工作温度。

10. 在本发明的上述技术方案中，所述涡流系统的热气出口通过热气管与外部大气联通，所述热气管上设置有温度调节阀，所述温度调节阀采用自力式温控阀或电动温控阀，由温度调节阀来根据热气管上的温度来自动反馈调节压缩空气的压力，以更好地维持设定温度，或根据电机的转速线性匹配控制温度。

11. 在本发明的上述技术方案中，在电机冷却控制方法中，对于第一转速范围、第二转速范围、第三转速范围，可以从小到大依次设置；对于温度调节阀所设置的第一控制温度、第二控制温度、第三控制温度，可以从高到低依次设置。

由于上述方案的运用，本发明与现有技术相比具有以下优点和效果：

1.本发明的上述方案，针对现有新能源汽车和轨道交通对电机的性能要求不断提高、对电机小型化和轻量化发展的迫切需求，设计出了本发明的电机冷却结构、采用了该电机冷却结构的电机，以及基于该电机冷却结构进行冷却控制的电机冷却控制方法。

2. 本发明的上述方案中，本发明将电机冷却结构的主要部分设计成包括冷却通道、导风环、空气增压结构、涡流系统；其中，冷却通道由定子主体上的通风孔、定子主体和转子主体之间的气隙构成，在电机运行时，定子主体和转子主体作为主要发热源，直接将冷却通道设置在围绕发热源来设置，在后续进行冷却时，确保换热效果好，冷却均匀，让电机的性能保持稳定；同时，冷却通道配合导风环的设计，导风环中具有对应通风孔设置的第一流道、对应气隙设置的第二流道，让冷气直接经由采用绝热材料制得的导风环均匀进入各通风孔和气隙中，使得经由导风环的冷气温度不会下降，实现了冷气的均匀分布，有效解决了现有技术中温度分布不均匀的问题；在电机的一端设置空气增压结构，并采用涡流系统来配合，有效的将电机自身转动带来的增压空气输送给涡流系统的涡流管进行空气的冷、热分流，将冷气直接经由导风环作用于电机的直接发热源，将热气排掉，实现了电机的自冷却，无需额外增加外置散热系统，大大简化了结构设计，降低了制造成本和安装难度。

3. 本发明的上述方案中，将经由涡流管转换的冷气直接作用于电机，有效提高了散热效率，解决了传统水冷散热效率低的问题，而且所采用的空气增压结构、涡流系统的组合设计，体积小巧，安装在电机内或电机外，占用很小空间，克服了传统水冷和油冷方案体积庞大、占用空间大的缺点，能够有效冷却电机定子和转子，提高了电机的整体性能，延长了电机的使用寿命，降低了故障率。

附图说明

附图1为本发明实施例电机的整体结构立体示意图（视角一）；

附图2为本发明实施例电机的整体结构立体示意图（视角二）；

附图3为本发明实施例电机的截面示意图（视角一）；

附图4为本发明实施例电机的截面示意图（视角二）；

附图5为本发明实施例电机的截面示意图（视角三）；

附图6为本发明实施例电机的截面示意图（视角四）；

附图7为本发明实施例电机的截面示意图（视角五）；

附图8为本发明实施例电机的截面示意图（视角六）；

附图9为本发明实施例中导风环的立体示意图；

附图10为本发明实施例中导风环的立体截面示意图；

附图11为本发明实施例中导风环的截面示意图。

以上附图各部位表示如下：

1、机壳；11、散热出气口；

2、转轴；

3、定子总成；31、定子主体；32、定子槽；33、通风孔；

4、转子总成；41、转子主体；42、气隙；

5、导风环；50、导风腔室；51、第一流道；52、第二流道；53、导风进气口；

6、空气增压结构；61、空气增压室；62、增压叶轮；63、增压进气口；64、增压出气口；

7、涡流系统；71、涡流室；72、涡流管；73、涡流进气口；74、冷气出口；75、热气出口。

具体实施方式

以下将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。

本发明旨在解决现有电机冷却结构需要额外增加外置散热系统，导致结构复杂，其中水冷方式虽然具有较大的热容量，但散热效率低、体积庞大，油冷方案存在热交换效率低、装配复杂等问题，以及存在温度分布不均匀等问题，设计出了本发明的电机冷却结构、采用了该电机冷却结构的电机，以及基于该电机冷却结构进行冷却控制的电机冷却控制方法。

实施例一，如附图1至附图11所示，本发明实施例一公开的一种电机冷却结构，用于电机的冷却，电机包括机壳1、转轴2、转子总成4、定子总成3，所述冷却结构包括冷却通道、导风环5、空气增压结构6、涡流系统7。

设于所述转子总成4、定子总成3上的冷却通道，所述定子总成3包括定子主体31、定子槽32、通风孔33，所述定子主体31与转子总成4的转子主体41之间具有围绕一周且贯穿于定子主体31与转子主体41两端的气隙42，冷却通道由通风孔33、气隙42构成，机壳1上在通风孔33、气隙42的后端设置有散热出气口11。

设于机壳1内部且位于转子总成4、定子总成3前端的导风环5，导风环5采用绝热材料制得，导风环5具有对应通风孔33设置的第一流道51、对应气隙42设置的第二流道52，所述导风环5上设置有与第一流道51、第二流道52联通的导风进气口53。

设于机壳1上且位于转子总成4、定子总成3后端的空气增压结构6，所述空气增压结构6包含空气增压室61、增压叶轮62，空气增压室61具有增压进气口63和增压出气口64，所述增压进气口63通过气管与电机内腔相连通并且跟外部大气相连。

设于机壳1上的涡流系统7，所述涡流系统7包含涡流室71、涡流管72，涡流室71内设置有涡流管72，涡流室71有设置与增压出气口64连接的涡流进气口73、与导风进气口53连接的冷气出口74以及与外部大气相连的热气出口75。

所述电机冷却结构被配置成：电机运转时转轴2带动增压叶轮62转动，在增压叶轮62与增压室内壁之间形成高压空气通道，高压空气进入涡流室71在涡流管72内发生旋转，产生的一路冷气经由冷气出口74、导风环5导向冷却通道，冷气经冷却通道换热后经由散热出气口11排至外部大气和/或增压进气口63中。

本发明实施例一的工作过程可参考如下：

当电机运行时，电机转轴2带动增压叶轮62高速旋转，在增压叶轮62与空气增压室61内壁之间形成高压空气通道，将空气从增压进气口63吸入空气增压室61，并通过增压出气口64排出至涡流管72。空气在涡流管72内发生旋转，温度降低至零度以下，形成冷气流。冷气流通过冷气出口74、导风进气口53经由导风环5均匀分布至转子总成4、定子总成3上的冷却通道，对定子和转子进行冷却。

冷却介质在冷却过程中，会吸收大量热量，使温度升高的冷却介质从定子和转子表面流过后，经由位于后端散热出气口11排出至大气中。通过涡流管72的设计，使冷气和热气实现了有效分离，避免了传统水冷和油冷方案中存在的混合冷却介质问题，提高了散热效率。

通过本发明上述实施例一的实施，将电机冷却结构的主要部分设计成包括冷却通道、导风环5、空气增压结构6、涡流系统7；其中，冷却通道由定子主体31上的通风孔33、定子主体31和转子主体41之间的气隙42构成，在电机运行时，定子主体31和转子主体41作为主要发热源，直接将冷却通道设置在围绕发热源来设置，在后续进行冷却时，确保换热效果好，冷却均匀，让电机的性能保持稳定；同时，冷却通道配合导风环5的设计，导风环5中具有对应通风孔33设置的第一流道51、对应气隙42设置的第二流道52，让冷气直接经由采用绝热材料制得的导风环5均匀进入各通风孔33和气隙42中，使得经由导风环5的冷气温度不会下降，实现了冷气的均匀分布，有效解决了现有技术中温度分布不均匀的问题；在电机的一端设置空气增压结构6，并采用涡流系统7来配合，有效的将电机自身转动带来的增压空气输送给涡流系统7的涡流管72进行空气的冷、热分流，将冷气直接经由导风环5作用于电机的直接发热源，将热气排掉，实现了电机的自冷却，无需额外增加外置散热系统，大大简化了结构设计，降低了制造成本和安装难度，冷气直接作用于电机，有效提高了散热效率，解决了传统水冷散热效率低的问题，而且所采用的空气增压结构6、涡流系统7的组合设计，体积小巧，安装在电机内或电机外，占用很小空间，克服了传统水冷和油冷方案体积庞大、占用空间大的缺点，能够有效冷却电机定子和转子，提高了电机的整体性能，延长了电机的使用寿命，降低了故障率。

实施例二，本发明实施例二提出了一种电机冷却结构，用于电机的冷却，电机包括机壳1、转轴2、转子总成4、定子总成3，所述冷却结构包括冷却通道、导风环5、空气增压结构6、涡流系统7，其中空气增压结构6中的增压室与机壳1一体设置，所述增压室与机壳1内的腔室之间设置有隔板。

在本发明实施例二中，冷却通道由定子主体31上的通风孔33、定子主体31和转子主体41之间的气隙42构成，导风环5采用绝热材料制得，导风环5具有对应通风孔33设置的第一流道51、对应气隙42设置的第二流道52，所述导风环5上设置有与第一流道51、第二流道52联通的导风进气口53；所述定子主体31内圈的内壁沿圆周方向设置所述定子槽32，在所述定子槽32外围对称设置一圈通风孔33，其中每个定子槽32对应设置一个通风孔33，所述导风环5上的所述第一流道51对准所述通风孔33设置，所述导风环5上的所述第一流道51的截面形状与所述通风孔33的形状相适配。以此设置，来让冷却通道的布置更均匀排布在发热源上，同时设计成第一流道51对准通风孔33、第一流道51的截面形状与所述通风孔33的形状相适配，让从冷气直接从第一流道51导入通风空中，对电机运转时温度升高的定子主体31进行直接冷却热交换。

具体的，所述定子主体31、转子主体41之间的气隙42位于所述通风孔33的内圈，所述导风环5上的所述第二流道52对准所述气隙42设置，所述导风环5上的所述第二流道52的截面形状为多段弧形段。以此设置，来让冷却通道的布置更均匀排布在发热源上，同时设计成导风环5上的所述第二流道52的截面形状为多段弧形段，来与气隙42的形状相匹配，让从冷气直接从第二流道52导入通风空中，对电机运转时温度升高的定子主体31、转子主体41进行直接冷却热交换。

进一步的，所述导风环5具有一导风腔室50，所述导风腔室50朝向后端形成有多个环绕布置的中空柱体，中空柱体至少部分伸入定子主体31的通风孔33中，中空柱体的内部中空结构形成联通导风腔室50和通风孔33的第一流道51；所述导风腔室50朝向后端在所述中空柱体的内圈设置有多个环绕间隔布置的弧形槽，该弧形槽构成联通导风腔室50和气隙42的第二流道52。以此设置，进一步提升了导风环5与冷却通道之间的冷却效果，采用涡流管72冷却技术，结合定子和转子特殊的冷却通道设计，实现了电机的高效冷却，有效降低了电机的工作温度。

在本发明实施例二中，空气增压结构6设于机壳1上且位于转子总成4、定子总成3后端，所述空气增压结构6包含空气增压室61、增压叶轮62，空气增压室61具有增压进气口63和增压出气口64，所述增压进气口63通过气管与电机内腔相连通并且跟外部大气相连。

具体的，所述增压室与所述增压叶轮62采用偏心设计，所述增压叶轮62外径与增压室内径在周向距离不等，且在增压出气口64处两者的周向距离最小，以此设计，来让增压叶轮62的增压效率提升，在电机运转过程中，随着电机转速的增大，能够提供更加稳定、高压的增压气体，从而让涡流管72产生的冷气更多、温度更低。

更进一步的，所述增压叶轮62采用直叶片结构，在所述电机运转过程中转轴2的正转和反转都将外部空气泵入增压室形成高压空气，以此来确保涡流管72在电机运转过程中始终能够被泵入高压气体，然后经由涡流管72将分离出冷气对定子、转子进行持续冷却。

在本发明实施例二中，设于机壳1上的涡流系统7，所述涡流系统7包含涡流室71、涡流管72，涡流室71内设置有涡流管72，涡流室71有设置与增压出气口64连接的涡流进气口73、与导风进气口53连接的冷气出口74以及与外部大气相连的热气出口75。

具体的，所述涡流系统7的热气出口75通过热气管与外部大气联通，所述热气管上设置有温度调节阀，所述温度调节阀采用自力式温控阀或电动温控阀，由温度调节阀来根据热气管上的温度来自动反馈调节压缩空气的压力，以更好地维持设定温度，或根据电机的转速线性匹配控制温度。

实施例三，本发明实施例三提出了一种电机，所述电机包括机壳1、转轴2，机壳1内具有腔室，所述电机上包含如本发明实施例一或实施例二所述的电机冷却结构，该电机的整体性能和运行可靠性高，具备小型化和轻量化的构造设计，可适用于新能源汽车和轨道交通的电机驱动。

实施例四，本发明实施例三提出了一种电机冷却控制方法，所述电机冷却控制方法基于如本发明实施例一或实施例二所述的电机冷却结构进行冷却控制，所述电机冷却控制方法包含以下：

在电机中装配好电机冷却结构，电机冷却结构的涡流系统7中配备温度调节阀；

运行电机，电机在不同转速下空气增压机构产生不同的正压环境，转子总成4和定子总成3在不同转速下产生不同的热量；

电机在第一转速范围下，温度调节阀根据电机转速设置第一控制温度；

电机在第二转速范围下，温度调节阀根据电机转速设置第二控制温度；

电机在第三转速范围下，温度调节阀根据电机转速设置第三控制温度；

或者电动温控阀根据电机的转速线性匹配控制温度。

在本发明实施例三中，对于第一转速范围、第二转速范围、第三转速范围，可以从小到大依次设置；对于温度调节阀所设置的第一控制温度、第二控制温度、第三控制温度，可以从高到低依次设置。

通过以上各实施例的实施，通过空气增压结构6与涡流系统7的组合，涡流系统7与导风环5、冷却通道的组合，将经由涡流管72转换的冷气直接作用于电机，有效提高了散热效率，解决了传统水冷散热效率低的问题，整体组合设计体积小巧，安装在电机内或电机外，占用很小空间，克服了传统水冷和油冷方案体积庞大、占用空间大的缺点，能够有效冷却电机定子和转子，提高了电机的整体性能，延长了电机的使用寿命，降低了故障率，从而达到了本发明的目的。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.电机冷却结构，用于电机的冷却，电机包括机壳、转轴、转子总成、定子总成，其特征在于，所述冷却结构包括：

设于所述转子总成、定子总成上的冷却通道，所述定子总成包括定子主体、定子槽、通风孔，所述定子主体与转子总成的转子主体之间具有围绕一周且贯穿于定子主体与转子主体两端的气隙，冷却通道由通风孔、气隙构成，机壳上在通风孔、气隙的后端设置有散热出气口；

设于机壳内部且位于转子总成、定子总成前端的导风环，导风环采用绝热材料制得，导风环具有对应通风孔设置的第一流道、对应气隙设置的第二流道，所述导风环上设置有与第一流道、第二流道联通的导风进气口；

设于机壳上且位于转子总成、定子总成后端的空气增压结构，所述空气增压结构包含空气增压室、增压叶轮，空气增压室具有增压进气口和增压出气口，所述增压进气口通过气管与电机内腔相连通并且跟外部大气相连；

设于机壳上的涡流系统，所述涡流系统包含涡流室、涡流管，涡流室内设置有涡流管，涡流室有设置与增压出气口连接的涡流进气口、与导风进气口连接的冷气出口以及与外部大气相连的热气出口；

所述电机冷却结构被配置成：电机运转时转轴带动增压叶轮转动，在增压叶轮与增压室内壁之间形成高压空气通道，高压空气进入涡流室在涡流管内发生旋转，产生的一路冷气经由冷气出口、导风环导向冷却通道，冷气经冷却通道换热后经由散热出气口排至外部大气和/或增压进气口中。

2.根据权利要求1所述的一种电机冷却结构，其特征在于：所述增压室与所述增压叶轮采用偏心设计，所述增压叶轮外径与增压室内径在周向距离不等，且在增压出气口处两者的周向距离最小。

3.根据权利要求1所述的一种电机冷却结构，其特征在于：所述增压叶轮采用直叶片结构，在所述电机运转过程中转轴的正转和反转都将外部空气泵入增压室形成高压空气。

4.根据权利要求1所述的一种电机冷却结构，其特征在于：

所述增压室与机壳一体设置或分体设置；

所述增压室与机壳一体设置时，所述增压室与机壳内的腔室之间设置有隔板；

所述增压室与机壳分体设置时，所述增压室设置在所述机壳的后端，所述转轴伸出机壳的后端位置设置所述增压叶轮。

5.根据权利要求1所述的一种电机冷却结构，其特征在于：所述定子主体内圈的内壁沿圆周方向设置所述定子槽，在所述定子槽外围对称设置一圈通风孔，其中每个定子槽对应设置一个通风孔，所述导风环上的所述第一流道对准所述通风孔设置，所述导风环上的所述第一流道的截面形状与所述通风孔的形状相适配。

6.根据权利要求5所述的一种电机冷却结构，其特征在于：所述定子主体、转子主体之间的气隙位于所述通风孔的内圈，所述导风环上的所述第二流道对准所述气隙设置，所述导风环上的所述第二流道的截面形状为多段弧形段。

7.根据权利要求5所述的一种电机冷却结构，其特征在于：所述导风环具有一导风腔室，所述导风腔室朝向后端形成有多个环绕布置的中空柱体，中空柱体至少部分伸入定子主体的通风孔中，中空柱体的内部中空结构形成联通导风腔室和通风孔的第一流道；所述导风腔室朝向后端在所述中空柱体的内圈设置有多个环绕间隔布置的弧形槽，该弧形槽构成联通导风腔室和气隙的第二流道。

8.根据权利要求1所述的一种电机冷却结构，其特征在于：所述涡流系统的热气出口通过热气管与外部大气联通，所述热气管上设置有温度调节阀，所述温度调节阀采用自力式温控阀或电动温控阀。

9.一种电机，其特征在于：所述电机包括机壳、转轴，机壳内具有腔室，所述电机上包含如权利要求1至8任一项所述的电机冷却结构。

10.一种电机冷却控制方法，其特征在于，所述电机冷却控制方法基于如权利要求1至8任一项所述的电机冷却结构进行冷却控制，所述电机冷却控制方法包含以下：

在电机中装配好电机冷却结构，电机冷却结构的涡流系统中配备温度调节阀；

运行电机，电机在不同转速下空气增压机构产生不同的正压环境，转子总成和定子总成在不同转速下产生不同的热量；

电机在第一转速范围下，温度调节阀根据电机转速设置第一控制温度；

电机在第二转速范围下，温度调节阀根据电机转速设置第二控制温度；

电机在第三转速范围下，温度调节阀根据电机转速设置第三控制温度；

或者电动温控阀根据电机的转速线性匹配控制温度。