CN204408058U - 一种双转子电机油路冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双转子电机油路冷却装置，包括双转子电机及装有冷却介质的油箱；外定子壳体侧面的内部开设有空腔，端盖上开设有第二通孔，外定子壳体上开设有第三通孔，空腔的入油口通过第二通孔与油箱的出油口相连通，第三通孔与空腔的出油口、油箱的入油口及各第一通孔相连通。本实用新型采用两路冷却介质并联连接方式，分别对双转子电机的内转子及外定子进行冷却，有效克服了冷却介质与热源之间温度梯度大的缺点，冷却速度快，提高了双转子电机的散热冷却效果。
Description
技术领域
本实用新型属于电机领域，涉及一种冷却装置，具体涉及一种双转子电机油路冷却装置。
背景技术
目前，以双转子电机为核心的电控无级变速传动装置，可以使混合动力车辆在不同路况下保持内燃机工作在高效和最佳燃油经济状态，并省去了行星齿轮等机构，使结构更加简单、紧凑，因此逐渐成为混合动力汽车的研究热点。这种电控无级变速传动装置实际上是由两台电机集合而成的能量转换器，集成之后的电机含有三个部件：一个定子和两个转子，每个转子各有一个独立的输出轴，分别连接发动机和驱动轴，通过调节发动机和驱动轴之间的转速差和转矩差，从而实现发动机可以同时工作在最佳速度和最佳转矩点，即高效率和低排放的状态。
近期提出了一种新型定子永磁式双转子电机，这种双转子电机结合了常规型磁通切换永磁电机的结构特点，将永磁体和绕组都嵌放于外定子和内转子中，中间转子上既无永磁体也无绕组，使其散热要求降低且机械强度加强。但是为了提高电机的功率密度，定子永磁式双转子电机在设计过程中，需要将电机磁负荷和线负荷设计的相对较高，引起电机损耗的增加，而且电机工作在密闭空间内，散热条件较差。一台电机在这种情况下运行，其温升要比在正常工作条件下高，电机在正常工作条件下可达到额定输出功率，但随着电动汽车内部工作温度的提高，使得电机各部分的损耗增加，引起输出功率的降低，达不到工作要求。过高的温度还会影响绕组的寿命，而且可能引起永磁体不可逆转的退磁。
双转子一般都是采用定转子串联冷却结构，冷却介质从定子流入，从转子流出，这种结构冷却介质的流程长，冷却介质入口温度和出口温度相差很大，造成冷却介质与热源之间的温度梯度大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种双转子电机油路冷却装置，该装置采用两路冷却介质并联连接方式，分别对双转子电机的内转子及外定子进行冷却，有效克服了冷却介质与热源之间温度梯度大的缺点，冷却速度快，提高了双转子电机的散热冷却效果。
为达到上述目的，本实用新型所述的双转子电机油路冷却装置包括双转子电机及装有冷却介质的油箱；
所述双转子电机包括外定子、中间转子、内转子、输入轴、输出轴、外定子壳体、端盖以及缠绕于外定子及内转子上的绕组，外定子固定套接于外定子壳体的内侧，输入轴的一端穿过外定子壳体一端的端面伸出到外定子壳体外，端盖固定于外定子壳体另一端的端面上，内转子固定于输入轴上，中间转子的一端套接于输入轴上，中间转子的另一端固定于输出轴的一端，输出轴的另一端依次穿过外定子壳体另一端的端面及端盖伸出到端盖外；
所述中间转子上开设有若干第一通孔，端盖上开设有第二通孔，外定子壳体上开设有第三通孔，外定子壳体侧面的内部开设有空腔，输入轴为中空结构，油箱的出油口分为两路，其中一路与输入轴一端的入油口相连通，另一路与第二通孔相连通，输入轴另一端的出油口与各第一通孔相连通；第二通孔与空腔的入油口相连通，第三通孔的入油口与空腔的出油口及各第一通孔相连通，第三通孔的出油口与油箱的入油口相连通。
所述外定子壳体包括外定子内壳体及外定子外壳体，外定子外壳体的一端开口，外定子外壳体空套于外定子内壳体上，输入轴依次穿过外定子内壳体一端的端面及外定子外壳体另一端的端面伸出到外定子外壳体外，端盖固定于外定子内壳体另一端的端面及外定子外壳体开口的一端的端面上，外定子内壳体、外定子外壳体及端盖围成了一个空腔。
所述输入轴与输出轴之间存在间隙，输入轴的出油口通过所述间隙与各第一通孔相连通。
所述空腔为圆环形结构。
还包括若干双螺旋肋片，空腔通过所述双螺旋肋片分割成为一个双螺旋结构的腔体，双螺旋结构的腔体上的两个开口作为入油口及出油口分别与第二通孔及第三通孔相连通。
还包括散热片及油泵，油箱的出油口经散热片与油泵的入油口相连通，油泵的出油口分为两路，其中一路与输入轴的入油口相连通，另一路与第二通孔相连通。
所述油箱内的冷却介质为耐高温油。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型所述的双转子电机油路冷却装置在工作时，油箱内的冷却介质分为两路，其中一路经第二通孔进入到外定子壳体中的空腔内，另一路经中空结构的输入轴后从第一通孔排出到外定子壳体的内腔内，由于内转子固定在所述输入轴上，从而使内转子上的热量传递到输入轴上，冷却介质经过输入轴时再对输入轴进行降温，从而实现对内转子的冷却，外定子固定于外定子壳体的内侧面上，外定子上的热量传递到外定子壳体上，冷却介质进入到外定子壳体内部的空腔内时，将热量带走，从而实现对外定子的冷却，同时空腔内的冷却介质与外定子壳体内腔内的冷却介质并联汇流后进入到第三通孔中，然后再进入到油箱内，从而采用两路冷却介质并联连接的方式实现对外定子及内转子的同时冷却，克服冷却介质与热源之间的温度梯度大的缺点，加快冷却的速度，提高电机的散热冷却效果，进而在相同功率下，采用本实用新型的双转子电机的体积可以设计的更小，功率密度更高。
进一步，空腔通过双螺旋肋片分割成一个双螺旋结构的腔体，油箱内的冷却介质流经所述双螺旋结构的腔体，冷却介质与热源之间的温度梯度小，加快外定子壳体及外定子的冷却速度，进而提高双转子电机的散热冷却效果。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中，1为外定子、2为中间转子、3为内转子、4为绕组、5为输入轴、6为输出轴、7为外定子外壳体、8为外定子内壳体、9为端盖、10为双螺旋结构的腔体、11为第二通孔、12为双螺旋肋片、13为第一通孔、14为第三通孔、15为油箱。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
参考图1，本实用新型所述的双转子电机油路冷却装置包括双转子电机及装有冷却介质的油箱15，所述双转子电机包括外定子1、中间转子2、内转子3、输入轴5、输出轴6、外定子壳体、端盖9以及缠绕于外定子1及内转子3上的绕组4，外定子1固定套接于外定子壳体的内侧，输入轴5的一端穿过外定子壳体一端的端面伸出到外定子壳体外，端盖9固定于外定子壳体另一端的端面上，内转子3固定于输入轴5上，中间转子2的一端套接于输入轴5上，中间转子2的另一端固定于输出轴6的一端，输出轴6的另一端依次穿过外定子壳体另一端的端面及端盖9伸出到端盖9外；中间转子2上开设有若干第一通孔13，端盖9上开设有第二通孔11，外定子壳体上开设有第三通孔14，外定子壳体侧面的内部开设有空腔，输入轴5为中空结构，油箱15的出油口分为两路，其中一路与输入轴5一端的入油口相连通，另一路与第二通孔11相连通，输入轴5另一端的出油口与各第一通孔13相连通；第二通孔11与空腔的入油口相连通，第三通孔14的入油口与空腔的出油口及各第一通孔13相连通，第三通孔14的出油口与油箱15的入油口相连通；第三通孔14的入油口与各第一通孔13之间通过外定子壳体的内腔相连通。
需要说明的是，所述外定子壳体包括外定子内壳体8及外定子外壳体7，外定子外壳体7的一端开口，外定子外壳体7空套于外定子内壳体8上，输入轴5依次穿过外定子内壳体8一端的端面及外定子外壳体7另一端的端面伸出到外定子外壳体7外，端盖9固定于外定子内壳体8另一端的端面及外定子外壳体8开口的一端的端面上，外定子内壳体8、外定子外壳体7及端盖9围成了一个空腔；输入轴5与输出轴6之间存在间隙，输入轴5的出油口通过所述间隙与各第一通孔13相连通；空腔为圆环形结构。
另外，本实用新型还包括散热片、油泵及若干双螺旋肋片12，空腔通过所述双螺旋肋片12分割成为一个双螺旋结构的腔体10，双螺旋结构的腔体10上的两个开口作为入油口及出油口分别与第二通孔11及第三通孔14相连通；油箱15的出油口经散热片与油泵的入油口相连通，油泵的出油口分为两路，其中一路与输入轴5的入油口相连通，另一路与第二通孔11相连通；油箱15内的冷却介质为耐高温油。
本实用新型的具体工作过程为：
油箱15内的冷却介质经散热片散热后通过油泵分为两路，其中一路与第二通孔11相连通，另一路与输入轴5的入油口相连通，输入轴5内的冷却介质经输入轴5与输出轴6之间的间隙和第一通孔13后喷洒出来，由于重力的作用汇聚到外定子内壳体8的内腔内，双转子电机在工作时，内转子3产生的热量热传递到输入轴5上，输入轴5上的热量再经冷却介质带走，从而实现对内转子3的冷却，第二通孔11内的油进入到双螺旋结构的腔体10内，实现对外定子内壳体8的冷却，双转子电机工作时，外定子1产生的热量传递到外定子内壳体8上，并通过外定子内壳体8冷却，从而实现对外定子1的冷却，同时双螺旋结构的腔体10内的冷却介质及外定子内壳体8内腔内的冷却介质并联汇流到第三通孔14后输送到油箱15内，冷却介质入口温度和出口温度相差很大，采用并联结构可以减小热源与冷却介质之间的温度梯度，从而改善冷却效果，冷却介质再经冷却后循环再利用，从而实现对内转子3及外定子1的冷却。
需要说明的是，双螺旋肋片12的存在有利于增加散热面积，提高散热速度，为了充分散热，双螺旋结构的腔体10内表面光滑，以减小冷却介质受到双螺旋结构的腔体10的摩擦阻力，使冷却介质能有效带走高温条件下双转子电机的热量。
另外，冷却介质采用耐高温油，冷却介质采用油可以避免水易结垢和漏电等缺点。
Claims (7)
1.一种双转子电机油路冷却装置，其特征在于，包括双转子电机及装有冷却介质的油箱(15)；
所述双转子电机包括外定子(1)、中间转子(2)、内转子(3)、输入轴(5)、输出轴(6)、外定子壳体、端盖(9)以及缠绕于外定子(1)及内转子(3)上的绕组(4)，外定子(1)固定套接于外定子壳体的内侧，输入轴(5)的一端穿过外定子壳体一端的端面伸出到外定子壳体外，端盖(9)固定于外定子壳体另一端的端面上，内转子(3)固定于输入轴(5)上，中间转子(2)的一端套接于输入轴(5)上，中间转子(2)的另一端固定于输出轴(6)的一端，输出轴(6)的另一端依次穿过外定子壳体另一端的端面及端盖(9)伸出到端盖(9)外；
所述中间转子(2)上开设有若干第一通孔(13)，端盖(9)上开设有第二通孔(11)，外定子壳体上开设有第三通孔(14)，外定子壳体侧面的内部开设有空腔，输入轴(5)为中空结构，油箱(15)的出油口分为两路，其中一路与输入轴(5)一端的入油口相连通，另一路与第二通孔(11)相连通，输入轴(5)另一端的出油口与各第一通孔(13)相连通；第二通孔(11)与空腔的入油口相连通，第三通孔(14)的入油口与空腔的出油口及各第一通孔(13)相连通，第三通孔(14)的出油口与油箱(15)的入油口相连通。
2.根据权利要求1所述的双转子电机油路冷却装置，其特征在于，所述外定子壳体包括外定子内壳体(8)及外定子外壳体(7)，外定子外壳体(7)的一端开口，外定子外壳体(7)空套于外定子内壳体(8)上，输入轴(5)依次穿过外定子内壳体(8)一端的端面及外定子外壳体(7)另一端的端面伸出到外定子外壳体(7)外，端盖(9)固定于外定子内壳体(8)另一端的端面及外定子外壳体(8)开口的一端的端面上，外定子内壳体(8)、外定子外壳体(7)及端盖(9)围成了一个空腔。
3.根据权利要求1所述的双转子电机油路冷却装置，其特征在于，所述输入轴(5)与输出轴(6)之间存在间隙，输入轴(5)的出油口通过所述间隙与各第一通孔(13)相连通。
4.根据权利要求1所述的双转子电机油路冷却装置，其特征在于，所述空腔为圆环形结构。
5.根据权利要求1所述的双转子电机油路冷却装置，其特征在于，还包括若干双螺旋肋片(12)，空腔通过所述双螺旋肋片(12)分割成为一个双螺旋结构的腔体(10)，双螺旋结构的腔体(10)上的两个开口作为入油口及出油口分别与第二通孔(11)及第三通孔(14)相连通。
6.根据权利要求1所述的双转子电机油路冷却装置，其特征在于，还包括散热片及油泵，油箱(15)的出油口经散热片与油泵的入油口相连通，油泵的出油口分为两路，其中一路与输入轴(5)的入油口相连通，另一路与第二通孔(11)相连通。
7.根据权利要求1所述的双转子电机油路冷却装置，其特征在于，所述油箱(15)内的冷却介质为耐高温油。
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