CN209692486U - 一种水冷电机外壳 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水冷电机外壳，包括壳体，所述壳体外壁与所述壳体内壁之间还设置有与所述壳体一体成型的螺旋水道芯，所述壳体上开设有与所述螺旋水道芯冷却液体入口端连通的冷却液体入口，所述壳体上还开设有与所述螺旋水道芯冷却液体出口端连通的冷却液体出口。本实用新型通过将螺旋水道芯内嵌于水冷电机壳体内壁与外壁之间，且螺旋水道芯两个端口分别与水冷电机壳体的冷却液体出口以及冷却液体出口相通，冷却时，冷却液体流经所述螺旋水道芯，由于螺旋水道芯内嵌于水冷电机壳体内，因此可带走水冷电机壳体大部分热量且冷却效果均匀。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电机结构，特别是一种水冷电机外壳。
背景技术
随着新能源的推广以及其广阔的市场前景，适用于新能源汽车的水冷电机也得到了较快的发展，但传统的水冷电机外壳类产品的工艺为翻砂铸造，水冷电机水道的产生全靠机械加工或简单的砂铸，导致后续生产出来的成品外观不稳定，产品质量不可靠，成本过高且生产效率低，因此，急需一种既能大批量、稳定、环保、可回收的生产，还可增强水冷电机的冷却效果的水冷电机外壳。
实用新型内容
为了填补现有技术的空白，本实用新型提供一种水冷电机外壳。
一种水冷电机外壳，包括壳体，所述壳体外壁与所述壳体内壁之间还设置有与所述壳体一体成型的螺旋水道芯，所述壳体上开设有与所述螺旋水道芯冷却液体入口端连通的冷却液体入口，所述壳体上还开设有与所述螺旋水道芯冷却液体出口端连通的冷却液体出口。
作为上述方案的改进，所述冷却液体入口与所述冷却液体出口开设于所述壳体同一侧。
作为上述方案的改进，所述壳体底部设置有与所述壳体一体成型的基座。
作为上述方案的改进，所述螺旋水道芯为螺旋形的管道，所述螺旋水道芯两端分别为冷却液体入口端以及冷却液体出口端。
作为上述方案的改进，所述冷却液体入口端与所述冷却液体出口端互相平行且开口朝向同一方向。
作为上述方案的改进，所述螺旋水道芯为熔点不低于铝液的金属导热材料。
作为上述方案的改进，所述螺旋水道芯为铜管或铝管。
进一步，所述螺旋水道芯内部还成型有沿其螺旋延伸方向延伸的凸起带，所述凸起带横截面具有62-67度顶角。
进一步，所述壳体一侧还一体成型有控制盒壳体，所述控制盒壳体内部设置有连接所述壳体内部的接线孔。
进一步，所述螺旋水道芯对应设置在所述壳体中转子位置的外圈，其为不均匀的螺旋结构，其两端的螺旋导程小于中间段的螺旋导程。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在水冷电机壳体压铸模具内设置螺旋水道芯固定孔，将由铜管或铝管制成的螺旋水道芯固定于模具内型腔中后，通过型芯固定装置将型芯推至穿过螺旋水道芯后固定，压铸时将螺旋水道芯与水冷电机壳体一起压铸成型，使螺旋水道芯与水冷电机壳体成为一体成型，螺旋水道芯内嵌于水冷电机壳体内壁与外壁之间，且螺旋水道芯两个端口分别与水冷电机壳体的冷却液体入口以及冷却液体出口相通，冷却时，冷却液体流经所述螺旋水道芯，由于螺旋水道芯内嵌于水冷电机壳体内，因此可带走水冷电机壳体大部分热量且冷却效果均匀。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型水冷电机外壳结构示意图；
图2是本实用新型水冷电机外壳剖面图；
图3是本实用新型螺旋水道芯结构示意图。
图4是本实用新型所用模具结构示意图；
图5是本实用新型所用模具内部结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本实用新型。
本实用新型涉及一种水冷电机外壳，下面对本实用新型的优选实施例作进一步详细说明。
如图1至图3所示，一种水冷电机外壳，包括壳体10，所述壳体10外壁与所述壳体10内壁之间还设置有与所述壳体10一体成型的螺旋水道芯11，所述壳体10上开设有与所述螺旋水道芯11冷却液体入口端111连通的冷却液体入口12，所述壳体 10上还开设有与所述螺旋水道芯11冷却液体出口端112连通的冷却液体出口13，由于所述螺旋水道芯11设置于所述壳体10外壁与内壁之间且与壳体10为一体成型结构，因此其对于壳体10的冷却效果可达到全方位的冷却，导热能力强，可迅速将壳体 10温度通过冷却液体导出，且由于螺旋水道芯11为螺旋状，冷却效果均匀，十分适用于水冷电机壳的散热。
作为优选，所述冷却液体入口12与所述冷却液体出口13开设于所述壳体10同一侧，为接冷却液体进出口的便利以及螺旋水道芯11与壳体10一体成型铸造时的定位，所述冷却液体入口12以及所述冷却液体出口13均设置于所述壳体10同一侧端面上。
作为优选，所述螺旋水道芯11为熔点不低于铝液的金属导热材料，且优选为铜管或铝管，因铜管与铝管无论从导热、成本以及获取途径都优于其他金属导热材料，因此本实用新型采用铜管或铝管作为螺旋水道芯11。
图4是本实用新型所用模具20结构示意图，图5是本实用新型所用模具20内部结构示意图，为对本实用新型的结构进行进一步描述，提供本实用新型的制备方法：
一种水冷电机外壳的制备方法，包括如下步骤；
S1、制备型芯，按照水冷电机壳体10内部结构制备型芯；
S2、固定螺旋水道芯11，将螺旋水道芯11固定于模具20内部型腔中；
S3、型芯的推入与固定，通过型芯固定装置21将型芯推入至型腔内并由螺旋水道芯11中部穿过，将型芯固定于型腔内；
S4、一体成型，铝液通过压铸机压入模具20内型腔中，使螺旋水道芯11完全融入铝液中，冷却后螺旋水道芯11与水冷电机壳体10一体成型；
S5、热处理，对冷却后的水冷电机壳体10进行热处理；
S6、成品制作，对热处理后的水冷电机壳体10进行清砂处理后得到水冷电机壳体10半成品，再通过精密机械加工和检验获得水冷电机壳体10的成品。
作为优选，所述步骤S3中，所述螺旋水道芯11的冷却液体入口端111与冷却液体出口端112，分别与模具20上设置的两个螺旋水道芯固定孔连接固定，将所述螺旋水道芯11固定于所述模具20内部型腔中，且两个所述螺旋水道芯固定孔分别与所述冷却液体入口12以及冷却液体出口13相通，通过先将所述螺旋水道芯11与所述螺旋水道芯固定孔连接固定，将所述螺旋水道芯11固定于所述模具20内型腔中，从而便于后续型芯穿过其中部时定位，由于螺旋水道芯11是与水冷电机壳体10一体成型，且为了保证其冷却效果的均匀，需要将其设置于水冷电机壳体10内壁与外壁之间，因此先将螺旋水道芯11固定，再通过型芯固定装置21将型芯从所述模具20侧面设置的型芯入口推入至穿过所述螺旋水道芯11中部后固定，以保证型芯外壁各处与所述螺旋水道芯11内周向各处距离相等，以保证所述螺旋水道芯11通入冷却液体后对所述水冷电机壳体10的冷却效果的均匀。
作为优选，在所述步骤S3中，在所述步骤S3中，所述模具20上还设置有型芯固定装置21，所述型芯固定装置21固定端伸入模具20内部将所述型芯推至穿过所述螺旋水道芯11后固定，防止后续一体成型时型芯位置的变动导致螺旋水道芯11凸出所述水冷电机壳体10的内壁或外壁导致报废。
作为优选，在所述步骤S4中，铝液通过模具20上设置的浇筑系统22的浇筑孔 221进入，所述浇筑系统22还分设有两组浇筑分支222，两组所述浇筑分支222出口均朝向所述型腔，为保证浇筑时的快速成型以及螺旋水道芯11顺利且快速的与水冷电机壳体10一体成型，因此设置两组浇筑分支222，其出口端分别位于型芯两侧面，从而保证对型腔内螺旋水道芯11上部以及螺旋水道芯11下部同时注入铝液，保证其一体成型的速度以及同时性，成型效果更好。
作为优选，在所述步骤S4中，铝液温度控制在730摄氏度到740摄氏度之间，且铝液充型时的充型压力控制在0.34MPa到0.36MPa之间，保压时的增压压力控制在 0.43MPa到0.45MPa之间，且保压时间控制在270秒到290秒之间，经试验得出283 秒到285秒为最佳。
作为优选，在所述步骤S5中，先将冷却后的水冷电机壳体10放入T4炉内，升温至520摄氏度到550摄氏度，然后保温1.2h到1.5h后放入冷却池中冷却，即完成了第一次热处理，冷却完毕后，再将水冷电机壳体10放入T6炉内，升温至160摄氏度到180摄氏度，然后保温4.5h至5h，即完成了第二次热处理，两次热处理完成后的电机壳硬度可达HB80到HB85，足以保证水冷电机壳体10的刚度达到所需性能要求。
作为优选，在所述步骤S6中，所述模具20上还开设有供型芯排出的预留工艺孔，所述预留工艺孔下方还设置有型芯回收装置以回收掉落的型芯，由于经过热处理后型芯变得干燥易碎，因此只需将水冷电机壳体10放入震砂机中进行震砂处理，型芯则会从所述预留工艺孔排出至型芯回收装置，因本实用新型中残留砂芯只有型芯残留的砂芯，而型芯又通过型芯固定装置21固定于模具20内部，因此型芯基本可完全回收至型芯回收装置，型芯回收装置回收的型芯经过一系列处理后还可回收利用，大大降低了生产成本。
作为优选，在所述步骤S6中，通过往所述冷却液体入口12处注入冷却液体，观测所述冷却液体出口13处是否有冷却液体溢出来检测所述螺旋水道芯11是否导通，且可观测冷却液体的进出量是否相同，以保证螺旋水道芯11内部没有被堵塞。
作为优选，为了提高冷却液体的散热能力，降低冷却液体在螺旋水道芯11内部的流动速度，并且提高换热接触面，所述螺旋水道芯11内部还成型有沿其螺旋延伸方向延伸的凸起带，所述凸起带横截面具有62-67度顶角，优选为65度顶角，采用该角度的顶角，当电机在工作状态下，工作温度普遍在55度以上，此时冷却液的运动粘度小于2.55mm2/s，采用该角度的顶角，使得冷却液在螺旋水道中具有更好的换热性，并且避免了在螺旋水道中形成流动的间隙空腔，在加大散热面积，提高散热效果的同时保证冷却液的正常流动，取得一个最优的平衡，经过试验，相对内部管道平滑的螺旋水道芯换热量提高了5-7％。更进一步，所述凸起带为一体冲压的结构，即在螺旋水道芯的外表面形成凹槽，在其内部形成凸起，由于对螺旋水道芯11的延展性要求较高，所述螺旋水道芯11的材质可以选用铜芯。
作为优选，所述壳体10一侧还一体成型有控制盒壳体，所述控制盒壳体内部设置有连接所述壳体10内部的接线孔，从而方便固定控制芯片以及接线。
作为优选，所述螺旋水道芯11对应设置在所述壳体10中转子位置的外圈，其为不均匀的螺旋结构，其两端的螺旋导程小于中间段的螺旋导程，从而使得螺旋水道芯两端更密，冷却液体能够在热量分布更密集的两端，并且对热量更敏感的电刷及线圈扭转处进行更好的散热。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，但本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种水冷电机外壳，包括壳体(10)，其特征在于：所述壳体(10)外壁与所述壳体(10)内壁之间还设置有与所述壳体(10)一体成型的螺旋水道芯(11)，所述壳体(10)上开设有与所述螺旋水道芯(11)冷却液体入口端(111)连通的冷却液体入口(12)，所述壳体(10)上还开设有与所述螺旋水道芯(11)冷却液体出口端(112)连通的冷却液体出口(13)。
2.根据权利要求1所述的一种水冷电机外壳，其特征在于：所述冷却液体入口(12)与所述冷却液体出口(13)开设于所述壳体(10)同一侧。
3.根据权利要求1所述的一种水冷电机外壳，其特征在于：所述壳体(10)底部设置有与所述壳体一体成型的基座(14)。
4.根据权利要求1所述的一种水冷电机外壳，其特征在于：所述螺旋水道芯(11)为螺旋形的管道，所述螺旋水道芯(11)两端分别为冷却液体入口端(111)以及冷却液体出口端(112)。
5.根据权利要求4所述的一种水冷电机外壳，其特征在于：所述冷却液体入口端(111)与所述冷却液体出口端(112)互相平行且开口朝向同一方向。
6.根据权利要求1所述的一种水冷电机外壳，其特征在于：所述螺旋水道芯(11)为熔点不低于铝液的金属导热材料。
7.根据权利要求3所述的一种水冷电机外壳，其特征在于：所述螺旋水道芯(11)为铜管或铝管。
8.根据权利要求1所述的一种水冷电机外壳，其特征在于：所述螺旋水道芯(11)内部还成型有沿其螺旋延伸方向延伸的凸起带，所述凸起带横截面具有62-67度顶角。
9.根据权利要求1所述的一种水冷电机外壳，其特征在于：所述壳体(10)一侧还一体成型有控制盒壳体，所述控制盒壳体内部设置有连接所述壳体(10)内部的接线孔。
10.根据权利要求1所述的一种水冷电机外壳，其特征在于：所述螺旋水道芯(11)对应设置在所述壳体(10)中转子位置的外圈，其为不均匀的螺旋结构，其两端的螺旋导程小于中间段的螺旋导程。
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