CN206650552U - 一种电动车的交流永磁同步电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动车的交流永磁同步电动机，其结构包括电机转轴、旋转密封油封、驱动端轴承、驱动端轴承内盖、驱动端端盖、水套机座、电机定子铁芯、电机转子铁芯、进出水口、冷却水管、热固性导热胶、电机定子绕组、非驱动端端盖、动力引线电缆、非驱动端轴承、波形弹簧垫圈、旋转变压器、旋转变压器轴端挡板、旋变保护盖，综上，采用高功率密度内部水管冷却结构的交流永磁同步电动机，对电机本体而言可在保证性能的情况下，减小电机体积，提高冷却效果，增大功率密度，对车辆而言，可降低车辆自身重量，减小体积，提升车辆经济性。

Description

一种电动车的交流永磁同步电动机

技术领域

本实用新型是一种电动车的交流永磁同步电动机，属于交流永磁同步电机领域。

背景技术

传统燃油汽车作为现代人类文明的产物，在方便人们出行的同时，其排放的尾气也对环境造成了巨大的污染。近年来，在各国政府的积极推动下，节能、零排放的纯电动汽车越来越多的进入人们的生活，并逐渐被大众接受。

驱动电动汽车行驶离不开驱动电机，其作为驱动系统的核心部件，直接影响车辆的性能。在车用驱动电机领域，交流永磁同步电机与其它类电机相比虽然具有转子结构复杂，总成本高等劣势，但也具有其他机型无法比拟的高效率，高功率因数等可贵特性，现已成为该领域应用量最多的一种类型。

商用车或乘用车，为了增加承载空间和承载质量，在保证性能和安全性的前提下，只能尽可能的减小自身体积和整备质量。对于车用驱动电机，在相同转矩情况下，影响驱动电机尺寸的主要因素即为温升。如何通过调整电机损耗，控制发热，并改进冷却形式提高换热效果，最终缩小电机尺寸，是该电机结构设计的核心要点。

现有技术公开了申请号为：201320204572.2的一种机床主轴交流永磁同步电动机，其定子由均等匝数的铜线和标准要求的叠加硅钢冲片组成，并在定子与机壳接触面中间部位由四个等分的内六角锥端紧固螺钉固定；所述的转子由四对N、S级磁钢组成，每片磁钢与磁钢间有均等间隙；磁钢粘接在钢套上，钢套安装于主轴外壁上；钢套的两端分别用轴用弹性挡圈和轴用弹性挡圈通过A型平键与主轴连接。该实用新型结构简单，易于适配多种型号同类机床主轴电机上安装使用；通过弱磁的方式，提高了机床主轴交流永磁同步电动机的性能，可节省材料，降低成本，节约能源，现有技术不能够减小电机体积，提高冷却效果，增大功率密度，不可降低车辆自身重量，不能减小体积，不能提升车辆经济性。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种电动车的交流永磁同步电动机，以解决不能够减小电机体积，提高冷却效果，增大功率密度，不可降低车辆自身重量，不能减小体积，不能提升车辆经济性的问题。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种电动车的交流永磁同步电动机，其结构包括电机转轴、旋转密封油封、驱动端轴承、驱动端轴承内盖、驱动端端盖、水套机座、电机定子铁芯、电机转子铁芯、进出水口、冷却水管、热固性导热胶、电机定子绕组、非驱动端端盖、动力引线电缆、非驱动端轴承、波形弹簧垫圈、旋转变压器、旋转变压器轴端挡板、旋变保护盖，所述的驱动端轴承和电机转轴活动连接，所述的驱动端轴承内盖设于驱动端轴承右端，所述的驱动端端盖和驱动端轴承内盖相连接；

所述的水套机座设于驱动端端盖右端，所述的电机定子铁芯和水套机座相连接，所述的电机转子铁芯设于电机定子铁芯底部，所述的进出水口设于水套机座顶部，所述的冷却水管和电机定子铁芯相连接，所述的热固性导热胶和电机定子铁芯相连接，所述的电机定子绕组和热固性导热胶相连接，所述的非驱动端端盖和水套机座相连接，所述的动力引线电缆和电机定子绕组相连接，所述的非驱动端轴承和波形弹簧垫圈相连接，所述的旋转变压器设于波形弹簧垫圈右端，所述的旋转变压器和旋转变压器轴端挡板相连接，所述旋变保护盖和旋转变压器轴端挡板相连接。

进一步地，所述的电机转子铁芯安装于电机转轴上。

进一步地，所述的旋转密封油封设于电机转轴顶部。

进一步地，所述的电机定子铁芯两侧设有热固性导热胶。

进一步地，所述的热固性导热胶设有电机定子绕组。

进一步地，所述的热固性导热胶的导热系数为，且具有优良的绝缘特性。

进一步地，所述的冷却水管的材料为紫铜，紫铜具备优良的导热性和延展性。

进一步地，所述的内部为水管冷却式的交流永磁同步电动机，其主要部件包括：水套机座、电机定子铁芯、电机转子铁芯、冷却水管、驱动端端盖、驱动端轴承、非驱动端轴承、电机转轴、旋转变压器，该机型专为电动汽车用驱动系统配套使用。

本实用新型的有益效果：采用高功率密度内部水管冷却结构的交流永磁同步电动机，对电机本体而言可在保证性能的情况下，减小电机体积，提高冷却效果，增大功率密度，对车辆而言，可降低车辆自身重量，减小体积，提升车辆经济性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型一种电动车的交流永磁同步电动机的结构示意图；

图2为本实用新型一种电动车的交流永磁同步电动机的定子绕组分布图；

图3为本实用新型一种电动车的交流永磁同步电动机的定子铁芯截面图；

图4为本实用新型一种电动车的交流永磁同步电动机的冷却水流向图。

图中：电机转轴-1、旋转密封油封-2、驱动端轴承-3、驱动端轴承内盖-4、驱动端端盖-5、水套机座-6、电机定子铁芯-7、电机转子铁芯-8、进出水口-9、冷却水管-10、热固性导热胶-11、电机定子绕组-12、非驱动端端盖-13、动力引线电缆-14、非驱动端轴承-15、波形弹簧垫圈-16、旋转变压器-17、旋转变压器轴端挡板-18、旋变保护盖-19。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

请参阅图1、图2、图3与图4本实用新型提供一种电动车的交流永磁同步电动机：其结构包括电机转轴1、旋转密封油封2、驱动端轴承3、驱动端轴承内盖4、驱动端端盖5、水套机座6、电机定子铁芯7、电机转子铁芯8、进出水口9、冷却水管10、热固性导热胶11、电机定子绕组12、非驱动端端盖13、动力引线电缆14、非驱动端轴承15、波形弹簧垫圈16、旋转变压器17、旋转变压器轴端挡板18、旋变保护盖19，所述的驱动端轴承3和电机转轴1活动连接，所述的驱动端轴承内盖4设于驱动端轴承3右端，所述的驱动端端盖5和驱动端轴承内盖4相连接；所述的水套机座6设于驱动端端盖5右端，所述的电机定子铁芯7和水套机座6相连接，所述的电机转子铁芯8设于电机定子铁芯7底部，所述的进出水口9设于水套机座6顶部，所述的冷却水管10和电机定子铁芯7相连接，所述的热固性导热胶11和电机定子铁芯7相连接，所述的电机定子绕组12和热固性导热胶11相连接，所述的非驱动端端盖13和水套机座6相连接，所述的动力引线电缆14和电机定子绕组12相连接，所述的非驱动端轴承15和波形弹簧垫圈16相连接，所述的旋转变压器17设于波形弹簧垫圈16右端，所述的旋转变压器17和旋转变压器轴端挡板18相连接，所述旋变保护盖19和旋转变压器轴端挡板18相连接，所述的电机转子铁芯8安装于电机转轴1上，所述的旋转密封油封2设于电机转轴1顶部，所述的电机定子铁芯7两侧设有热固性导热胶11，所述的热固性导热胶11设有电机定子绕组12，所述的热固性导热胶11的导热系数为7，且具有优良的绝缘特性，所述的冷却水管10的材料为紫铜，紫铜具备优良的导热性和延展性，内部为水管冷却式的交流永磁同步电动机，其主要部件包括：水套机座6、电机定子铁芯7、电机转子铁芯8、冷却水管10、驱动端端盖5、驱动端轴承3、非驱动端轴承15、电机转轴1、旋转变压器17等，该机型专为电动汽车用驱动系统配套使用。

本实用新型所述的铁芯8内部安置管路，增强绕组直线部分和端部的换热能力。端部整体浇筑热固性导热胶11，即可增强绕组端部的抗冲击能力，也提高端部绕组的热量传导能力。

传统的低压变频电机定子槽形采用梨形槽，定子绕组为漆包圆铜线。该结构槽形为平行齿，齿部磁密均匀。定子线圈为双层叠绕式，制作简易、嵌线方便，但绕组槽满率最高为85％左右，槽利用率低。槽内导线散热效果差，导线易错位，造成匝间电压差不定，易出现匝间短路现象。而采用如附图2所示的双层波绕组结构后，槽满率可达到92％甚至更高，这样可大大降低绕组铜耗。波绕组线圈槽内部排列整齐，端部间隙恒定，所以匝间电压恒定，且散热均匀，更适合应用于高功率密度的电机产品。

为使电机额定运行点在效率最高点，该点的设计铜耗与铁耗应近似相等，定子硅钢片选用高频低损耗硅钢片。通过优化电机内部电磁结构，并进行磁路和热负荷计算，提高电机额定运行区段的平均效率。

散热也是大功率密度电机不可回避的一个问题，针对这个问题，本新型所述的电机采用全新的电机定子铁芯7内部布置冷却水管10的结构设计方案，如附图1所示，冷却水管10轴向贯穿整个电机定子铁芯7并与电机定子铁芯7紧密配合，两侧从铁芯8引出后转90度弯穿过项水套机座6进入两侧冷却水道，冷却水管10由紫铜制成，具备优良的导热性和延展性，其穿越位置位于定子冲片中齿与轭的交汇处，既要靠近电机定子绕组12，又不能影响定子齿部和轭部的磁密分布，如附图3所示，水套机座6中的冷却水道也经过特殊设计，如附图4所示，冷却水从进水口9进入水套机座6后均匀分布至36处冷却水管进水口处，冷却水经过冷却水管10升温后，从冷却水管10出水口进入另一侧的冷却水道，最后从水套机座6出水口流出，完成冷却，采用这种结构可使绕组的换热热阻大幅降低，提高换热效率。

常规电机的绕组端部散热形式主要依靠热辐射和对流，而本实用新型所述电机的绕组端部采用整体浇筑热固性导热胶11。导热胶的导热系数为7，且具有优良的绝缘特性。填充于附图1所示的电机定子铁芯7两侧绕组端部，使端部绕组的热量通过传导的方式传送给冷却水管10和水套机座6内壁，改善端板绕组的换热效率。

附图1为本实用新型所述的电机的结构图，为电机转轴1，电机转子铁芯8安装于电机转轴1上，电机转轴1通过两侧的驱动端轴承3和非驱动端轴承15及驱动端端盖5和非驱动端端盖13两端盖支撑在水套机座6上，水套机座6与电机定子铁芯7紧固配合，水套机座6外部的两处进出水口9分别用于冷却水的引入和输出，电机的动力源来自从项非驱动端端盖13引入的动力引线电缆14三相接线电缆，电机正常运行时通过安装于电机转轴1上的旋转变压器17测量转速和位置，该旋转变压器17的定转子分别通过旋变保护盖19和旋转变压器挡板18固定和保护，该电机运行时不允许驱动端轴承3伸窜动，为此驱动端轴承3增加了驱动端轴承内盖4轴承锁死，非驱动端增加了项波形弹簧16增加轴承预紧力，为防止电机运行时驱动端的减速器润滑油进入电机，对电机造成损害，在驱动端端盖5与转轴接触处增加了旋转密封油封2，该类永磁驱动电机，发热来源主要是定子铜耗和铁耗，针对这样的特点采用：电机定子绕组12，波绕式，在槽面积不变的情况下增加槽满率，提升有效导电面积，减小铜耗，电机定子铁芯7选用高频低损耗硅钢片，减小铁耗，该机型专为电动汽车用驱动系统配套使用。

本实用新型的电机转轴1、旋转密封油封2、驱动端轴承3、驱动端轴承内盖4、驱动端端盖5、水套机座6、电机定子铁芯7、电机转子铁芯8、进出水口9、冷却水管10、热固性导热胶11、电机定子绕组12、非驱动端端盖13、动力引线电缆14、非驱动端轴承15、波形弹簧垫圈16、旋转变压器17、旋转变压器轴端挡板18、旋变保护盖19部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，本实用新型解决的问题是现有技术不能够减小电机体积，提高冷却效果，增大功率密度，不可降低车辆自身重量，不能减小体积，不能提升车辆经济性，本实用新型通过上述部件的互相组合，综上，采用高功率密度内部水管冷却结构的交流永磁同步电动机，对电机本体而言可在保证性能的情况下，减小电机体积，提高冷却效果，增大功率密度，对车辆而言，可降低车辆自身重量，减小体积，提升车辆经济性，具体如下所述：

所述的水套机座6设于驱动端端盖5右端，所述的电机定子铁芯7和水套机座6相连接，所述的电机转子铁芯8设于电机定子铁芯7底部，所述的进出水口9设于水套机座6顶部，所述的冷却水管10和电机定子铁芯7相连接，所述的热固性导热胶11和电机定子铁芯7相连接，所述的电机定子绕组12和热固性导热胶11相连接，所述的非驱动端端盖13和水套机座6相连接，所述的动力引线电缆14和电机定子绕组12相连接，所述的非驱动端轴承15和波形弹簧垫圈16相连接，所述的旋转变压器17设于波形弹簧垫圈16右端，所述的旋转变压器17和旋转变压器轴端挡板18相连接，所述旋变保护盖19和旋转变压器轴端挡板18相连接。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种电动车的交流永磁同步电动机，其结构包括电机转轴(1)、旋转密封油封(2)、驱动端轴承(3)、驱动端轴承内盖(4)、驱动端端盖(5)、水套机座(6)、电机定子铁芯(7)、电机转子铁芯(8)、进出水口(9)、冷却水管(10)、热固性导热胶(11)、电机定子绕组(12)、非驱动端端盖(13)、动力引线电缆(14)、非驱动端轴承(15)、波形弹簧垫圈(16)、旋转变压器(17)、旋转变压器轴端挡板(18)、旋变保护盖(19)，所述的驱动端轴承(3)和电机转轴(1)活动连接，所述的驱动端轴承内盖(4)设于驱动端轴承(3)右端，所述的驱动端端盖(5)和驱动端轴承内盖(4)相连接，其特征在于：

所述的水套机座(6)设于驱动端端盖(5)右端，所述的电机定子铁芯(7)和水套机座(6)相连接，所述的电机转子铁芯(8)设于电机定子铁芯(7)底部，所述的进出水口(9)设于水套机座(6)顶部，所述的冷却水管(10)和电机定子铁芯(7)相连接，所述的热固性导热胶(11)和电机定子铁芯(7)相连接，所述的电机定子绕组(12)和热固性导热胶(11)相连接，所述的非驱动端端盖(13)和水套机座(6)相连接，所述的动力引线电缆(14)和电机定子绕组(12)相连接，所述的非驱动端轴承(15)和波形弹簧垫圈(16)相连接，所述的旋转变压器(17)设于波形弹簧垫圈(16)右端，所述的旋转变压器(17)和旋转变压器轴端挡板(18)相连接，所述旋变保护盖(19)和旋转变压器轴端挡板(18)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种电动车的交流永磁同步电动机，其特征在于：所述的电机转子铁芯(8)安装于电机转轴(1)上。

3.根据权利要求1所述的一种电动车的交流永磁同步电动机，其特征在于：所述的旋转密封油封(2)设于电机转轴(1)顶部。

4.根据权利要求1所述的一种电动车的交流永磁同步电动机，其特征在于：所述的电机定子铁芯(7)两侧设有热固性导热胶(11)。

5.根据权利要求1所述的一种电动车的交流永磁同步电动机，其特征在于：所述的热固性导热胶(11)设有电机定子绕组(12)。