CN207069817U - 油冷电机及其外壳 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种油冷电机，以解决现有技术中的电机的冷却油进入到容纳腔内对定子、转子降温时冷却油中的金属杂质损坏定子和转子的绝缘性的问题，还提供了油冷电机的外壳。油冷电机包括具有用于容纳转子和定子的容纳腔的壳体，壳体包括中部壳体和位于两端的端部壳体，两端部壳体上分别设有用于装填转子轴承的与所述容纳腔隔开的轴承室，壳体上设有与轴承室连通且与所述容纳腔隔开的油路，所述油路上连通有设置在所述壳体上的进油口和出油口。油路与轴承室连通且使用同一油路，同时实现润滑和冷却；所述油路、轴承室均与容纳腔隔开，油路中的金属杂质不会进入到容纳腔对转子和定子造成伤害，降低电机绝缘失效的风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种油冷电机及其外壳。
背景技术
目前，电动车行业处于高速发展阶段，电机是电动车的核心零部件，电机包括壳体和用于容纳转子、定子的容纳腔，所述定子与壳体接触固定，电机的转子通过转子轴转动设置在电机的壳体上，转子轴通过轴承与壳体转动配合，电机的壳体上设有用于容纳轴承的轴承室。轴承的常见的润滑方式包括脂润滑和油润滑，由于脂润滑轴承的密封装置简单、方便，目前电动车电机一般采用脂润滑轴承。但目前电机的发展方向是高转速电机，而高转速电机对轴承的润滑和散热提出了更高的要求，油润滑轴承可以满足较高的转速，同时具有优良的散热性能，是高转速电机的最佳选择。但是油润滑轴承需要独立的供油装置，且轴承的密封装置比较复杂，增加了电机的成本和体积，同时降低了可靠性。
同时，国家对电机的功率密度的要求越来越高。功率密度的提升使电机体积不断减小，同时对电机的散热能力要求也越来越高。现有的电机冷却方式通常为液冷式，采用液冷式电机通常在电机壳体上设置折叠式或螺旋式冷却回路对定子部分进行冷却。但随着电机功率密度的提升，电机体积的小型化，使得电机的定子越来越小，与定子接触的壳体冷却面积也越来越小，使得提高电机的冷却能力更加困难。目前的液冷方式包括油冷和水冷，如申请公布号为CN104362800A、申请日为2014年10月24日的中国专利文件公开了一种采用油冷的电机，该方案中的电机与变速箱集成在一起，变速箱油对电机进行冷却，油路在进入变速箱之前，其中一个支路的变速箱油流到电机的壳体，通过壳体上的油孔对定子进行冷却；另一支路的变速箱油从变速箱轴出来后，经过转子支撑上的油路，通过转子的转动带动油向定子喷洒，从而使油完全喷洒到定子上，达到冷却电机的目的。
但是，上述方案中的油冷系统需要一套独立的供油装置，如果轴承采用油润滑，则需要两套供油装置，增加了电机的体积和成本。而授权公告号为CN204425118U、申请日为2015年01月14日的中国专利文件公开了一种用于电动汽车的电机油冷结构，该结构中的电机包括机座和分别封盖在机座的轴向两端的前端盖、后端盖。机座和前、后端盖围成用于容纳定子、转子的容纳腔，所述机座和前、后端盖形成电机的壳体，机座形成中部壳体，前、后端盖形成端部壳体。所述机座、前端盖和后端盖上分别设有连通的供冷却油流动的油路，所述基座上设有机座油路，前、后端盖上设有与机座油路连通的端盖油路，所述机座油路与所述容纳腔连通且连通口位于所述定子与机座内壁围的间隙位置，所述前、后端盖上均设有用于容纳轴承的轴承室，所述端盖油路与相应端盖上的轴承室连通。
但是，上述方案中的油路与容纳腔连通，一方面对冷却油的清洁度要求较高，如果内部有金属杂质容易对定子和转子的绝缘造成损伤；另一方面，电机的定子和转子长期浸泡在油中，对电机绝缘耐油性要求较高，增加电机绝缘失效的风险。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种油冷电机，以解决现有技术中的电机的冷却油进入到容纳腔内对定子、转子降温时冷却油中的金属杂质损坏定子和转子的绝缘性的问题，还提供了一种油冷电机的外壳。
为解决上述问题，本实用新型中的油冷电机采取如下技术方案：油冷电机包括壳体，壳体具有用于容纳转子和定子的容纳腔，壳体包括中部壳体和位于两端的端部壳体，两端部壳体上分别设有用于装填转子轴承的与所述容纳腔隔开的轴承室，壳体上设有与轴承室连通且与所述容纳腔隔开的油路，所述油路上连通有设置在所述壳体上的进油口和出油口。
所述壳体包括用于固定定子的机座和分别分体盖设在机座的轴向两端的前端盖、后端盖，所述轴承室分别设置在前、后端盖上，所述油路包括设置在前、后端盖上的端盖油路和设置在机座上的与所述端盖油路连通的机座油路，所述端盖油路与机座油路的连接处设有密封圈。所述机座油路对设置在机座内的定子进行冷却，端盖油路和机座油路之间设有密封圈防止冷却油从端盖和机座之间泄漏。
所述前、后端盖的至少一个上设有以轴承室为中心的沿端盖的径向辐射的两条以上的端盖油路支路。沿径向延伸的端盖油路支路加工简单，设置两条以上端盖油路支路可以增强冷却效果。
所述前、后端盖的至少一个上设有以轴承室为中心的螺旋向外辐射的端盖油路。螺旋分布的端盖油路支路使端盖上的油路分布更加均匀，散热更加均匀。
所述定子的朝向前、后端盖的端面与壳体之间设有用于将定子的热量分别传递到机座和前、后端盖上的灌封胶。灌封胶相比空气导热效果更好，定子产生的热量通过灌封胶以更高的效率传递到壳体上。
所述机座上设有两条以上的相互贯通的机座油路支路。设置两条以上的机座油路支路增强对定子的冷却效果。
本实用新型中的油冷电机的外壳采取如下技术方案：油冷电机的外壳包括壳体，壳体具有用于容纳转子和定子的容纳腔，壳体包括中部壳体和位于两端的端部壳体，两端部壳体上分别设有用于装填转子轴承的轴承室，所述壳体上设有油路，所述油路包括设在中部壳体上的中部油路和设置在端部壳体上的端部油路，所述油路上设有供冷却油流入和流出的进油口和出油口。
所述壳体包括用于固定定子的机座和分别分体盖设在机座的轴向两端的前端盖、后端盖，所述轴承室分别设置在前、后端盖上，所述机座形成所述中部壳体，所述前、后端盖形成所述端部壳体，所述油路包括设置在前、后端盖上的端盖油路和设置在机座上的与所述端盖油路连通的机座油路，所述机座油路形成所述中部油路，所述端盖油路形成所述端部油路，所述端盖油路与机座油路的连接处设有密封圈。所述机座油路对设置在机座内的定子进行冷却，端盖油路和机座油路之间设有密封圈防止冷却油从端盖和机座之间泄漏。
所述前、后端盖的至少一个上设有以轴承室为中心的沿端盖的径向辐射的两条以上的端盖油路支路。沿径向延伸的端盖油路支路加工简单，设置两条以上端盖油路支路可以增强冷却效果。
所述前、后端盖的至少一个上设有以轴承室为中心的螺旋向外辐射的端盖油路。螺旋分布的端盖油路支路使端盖上的油路分布更加均匀，散热更加均匀。
所述机座上设有两条以上的相互贯通的机座油路支路。设置两条以上的机座油路支路增强对定子的冷却效果。
本实用新型的有益效果是：油冷电机包括壳体，壳体具有用于容纳转子和定子的容纳腔，壳体包括中部壳体和位于两端的端部壳体，两端部壳体上分别设有用于装填转子轴承的与所述容纳腔隔开的轴承室，壳体上设有与轴承室连通且与所述容纳腔隔开的油路，所述油路上连通有设置在所述壳体上的进油口和出油口。冷却油在油路中流动带走电机产生的热量，同时冷却油流经轴承室对轴承润滑，轴承油润滑和电机冷却使用同一油路，节省空间和成本，同时油路与容纳腔隔开，轴承转动时产生的金属杂质不会进入到容纳腔对转子和定子造成伤害，定子和转子也不会浸泡在油中，对电机的绝缘耐油性要求较低，电机绝缘失效的风险较低。
附图说明
图1为本实用新型中的油冷电机的实施例一的剖视示意图；
图2为图1中的油冷电机的油路的展开示意图；
图3为本实用新型中的油冷电机的实施例二的局部剖视示意图；
图4为本实用新型中的油冷电机的实施例三的油路的展开示意图。
附图中，1-壳体，11-容纳腔，2-机座，21-机座油路，211-机座油路支路，3-进油口，4-出油口，5-后端盖，6-端盖油路，61-端盖油路支路，7-轴承，8-轴承室，9-油封，10-前端盖，12-转子轴，13-转子，14-定子，15-密封圈，16-灌封胶。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。
本实用新型中的油冷电机的实施例一，如图1-2所示，油冷电机包括壳体1，壳体1具有用于容纳转子13和定子14的容纳腔11，壳体1包括中部壳体1和位于两端的端部壳体，两端部壳体上分别设有用于装填转子轴12承7的与所述容纳腔11隔开的轴承室8，壳体1上设有与轴承室8连通且与所述容纳腔11隔开的油路，所述油路上连通有设置在所述壳体1上的进油口3和出油口4。
本实施例中，所述壳体1包括机座2，机座2的内腔的表面为圆柱面，机座2的内壁上固定有定子14，所述机座2的轴向两端分别密封盖设有前端盖10和后端盖5，机座2和前、后端盖5围成所述容纳腔11。转子13套设在转子轴12上，转子轴12的两端通过轴承7与前、后端盖5转动配合，轴承7的外圈固定在端盖上、内圈套设在转子轴12的两端，所述轴承7的轴向的两侧设有油封9，轴承7的朝向容纳腔11的一侧的油封9与转子轴12转动密封配合，另一侧的油封9用于防止冷却油泄漏至油冷电机的外部，所述端盖与油封9围成用于装填转子轴12承7的轴承室8。在其他实施例中，所述前、后端盖5中的其中一个端盖与机座2为一体式。
本实施例中，所述油路包括分别设置在前、后端盖5上的端盖油路6和设置在机座2上的机座油路21，所述端盖油路6分别与前、后端盖5上的轴承室8连通且均与机座油路21连通，所述机座油路21、端盖油路6和轴承室8均与容纳腔11隔开。所述前、后端盖5与机座2对接连接，三者对接连接后，机座油路21与端盖油路6相互连通，且在机座油路21与端盖油路6的对接处设有密封圈15，所述密封圈15增强了密封效果，防止冷却油从机座油路21与端盖油路6的对接处泄漏。所述机座2上设有两条以上的相互贯通的机座油路支路211，机座2上设有与机座油路支路211连通的分别供冷却油流入和流出的进油口3和出油口4，所述机座油路支路211沿机座2的轴向延伸。本实施例中，油冷电机只通过一个进油口3和一个出油口4即可实现冷却电机和润滑轴承7的目的，所述进油口3和出油口4位于机座2的同一侧。在其他实施例中，所述机座油路支路211沿机座2的非轴线方向延伸；所述机座油路21也可以是单条油路，如机座油路21是绕机座2的圆周面螺旋设置；所述进油口3和出油口4在机座2上的位置可以根据实际需求进行调整。
本实施例中，所述前、后端盖5的至少一个上设有与所述机座油路支路211一一对应并连通的端盖油路支路61，所有的端盖油路支路61均连通到轴承室8且以轴承室8为中心沿端盖的径向辐射。在其他实施例中，所述机座油路支路211和端盖油路支路61均汇集到一个接口并连通。
本实施例中，所述机座油路21分为位于进、出油口4一侧的机座2上油路和位于远离进、出油口4一侧的机座2下油路。
使用时，冷的冷却油从进油口3进入经机座2上油流向后端盖5上的端盖油路6，然后进入后端盖5上的轴承室8，穿过轴承室8之后经端盖油路6进入机座2下油路内，接着经前端盖10的端盖油路6进入前端盖10上的轴承室8，从轴承室8流入后经端盖油路6进入到机座2上油路从出油口4流出。冷却油流动过程中，定子14产生的热量传递给机座2，然后被机座2上、下油路中的冷却油带走，容纳腔11中的热量传递给机座2和前、后端盖5，热量被机座油路21和端盖油路6中的冷却油带走，冷却油流经轴承室8时对轴承7进行润滑。冷却油从出油口4流出后与外部油泵、滤网和油冷器连接，轴承7转动时产生的金属杂质只会在油路内循环且最终被滤网过滤，不会进入到容纳腔11损害定子14和转子13的绝缘能力。
本实用新型中的油冷电机的实施例二，如图3所示，本实施例与实施例一的主要区别在于，所述定子14的朝向前、后端盖5的端面上设有用于将定子14的热量分别传递到机座2和前、后端盖5上的导热绝缘材料，如灌封胶16或导热硅胶。
本实用新型中的油冷电机的实施例三，如图4所示，本实施例与实施例一的主要区别在于，所述前、后端盖5的至少一个上设有以轴承室8为中心的螺旋向外辐射的端盖油路6，所述机座2与端盖之间只有一个用于连通端盖油路6和机座油路21的接口。
本实用新型中的油冷电机的外壳的具体实施例，所述油冷电机的外壳与上述油冷电机的外壳相同，这里不再赘述。
Claims (11)
1.一种油冷电机，包括壳体，壳体具有用于容纳转子和定子的容纳腔，壳体包括中部壳体和位于两端的端部壳体，其特征在于：两端部壳体上分别设有用于装填转子轴承的与所述容纳腔隔开的轴承室，壳体上设有与轴承室连通且与所述容纳腔隔开的油路，所述油路上连通有设置在所述壳体上的进油口和出油口。
2.根据权利要求1所述的油冷电机，其特征在于：所述壳体包括用于固定定子的机座和分别分体盖设在机座的轴向两端的前端盖、后端盖，所述轴承室分别设置在前、后端盖上，所述油路包括设置在前、后端盖上的端盖油路和设置在机座上的与所述端盖油路连通的机座油路，所述端盖油路与机座油路的连接处设有密封圈。
3.根据权利要求2所述的油冷电机，其特征在于：所述前、后端盖的至少一个上设有以轴承室为中心的沿端盖的径向辐射的两条以上的端盖油路支路。
4.根据权利要求2所述的油冷电机，其特征在于：所述前、后端盖的至少一个上设有以轴承室为中心的螺旋向外辐射的端盖油路。
5.根据权利要求2-4任一项所述的油冷电机，其特征在于：所述定子的朝向前、后端盖的端面与壳体之间设有用于将定子的热量分别传递到机座和前、后端盖上的灌封胶。
6.根据权利要求2-4任一项所述的油冷电机，其特征在于：所述机座上设有两条以上的相互贯通的机座油路支路。
7.油冷电机的外壳，包括壳体，壳体具有用于容纳转子和定子的容纳腔，壳体包括中部壳体和位于两端的端部壳体，两端部壳体上分别设有用于装填转子轴承的轴承室，所述壳体上设有油路，其特征在于，所述油路包括设在中部壳体上的中部油路和设置在端部壳体上的端部油路，所述油路上设有供冷却油流入和流出的进油口和出油口。
8.根据权利要求7所述的油冷电机的外壳，其特征在于：所述壳体包括用于固定定子的机座和分别分体盖设在机座的轴向两端的前端盖、后端盖，所述轴承室分别设置在前、后端盖上，所述机座形成所述中部壳体，所述前、后端盖形成所述端部壳体，所述油路包括设置在前、后端盖上的端盖油路和设置在机座上的与所述端盖油路连通的机座油路，所述机座油路形成所述中部油路，所述端盖油路形成所述端部油路，所述端盖油路与机座油路的连接处设有密封圈。
9.根据权利要求8所述的油冷电机的外壳，其特征在于：所述前、后端盖的至少一个上设有以轴承室为中心的沿端盖的径向辐射的两条以上的端盖油路支路。
10.根据权利要求8所述的油冷电机的外壳，其特征在于：所述前、后端盖的至少一个上设有以轴承室为中心的螺旋向外辐射的端盖油路。
11.根据权利要求8-10任一项所述的油冷电机的外壳，其特征在于：所述机座上设有两条以上的相互贯通的机座油路支路。
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