CN209881515U - 一种汽车电机冷却结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车电机冷却结构，由具有多个槽的电机定子、绕组、水套和填充部组成，电机定子的每个槽中都有多个绕组，绕组由端部和直线部两部分组成，绕组直线部是绕组在定子的槽中部分，端部是指绕组从一个槽到邻近槽的突出定子的槽的部分，绕组的端部包含有中性点，中性点即所有绕组尾端连接在一起的共同接点，绕组端部包含有导热线，所述导热线的首端连接中性点，导热线的尾端连接在水套或其他的壳体上，填充部为填充在绕组与定子、绕组与水套之间的高导热树脂材料。将导热路径有效地缩短，散热效率大幅度增加；又进一步缩短散热路径，将绕组中产生的热的传导路径缩短为最小，将电机进行更高效的冷却。

Description

一种汽车电机冷却结构

技术领域

本实用新型涉及汽车电机领域，具体涉及一种汽车电机冷却结构，尤其是应用三相圆铜线角接液冷电机。

背景技术

在目前的汽车行业，尤其在乘用车领域，越来越紧凑的布置环境导致对驱动电机的小型化、高功率的性能需求越来越紧迫。由于小型化带来的散热面积减小，导致传统液冷效率不足，过高的温度直接影响了电机的持续功率等主要性能的输出。

传统的液冷电机是在定子外径和外壳的内径之间设有环形的水套，冷却液流经水套的内腔并带走从绕组上产生的热量，其热的传递路径为：绕组→绝缘层→定子→水套→冷却液。可以明显地看出这个散热结构有着两个明显的缺陷：第一，其热传导路径中充斥大量的低导热材料，造成这这个问题的原因一方面是由于绝缘层自身导热系数太低，另一方面是由于传统的结构无法做到绕组与绝缘层、绝缘层与定子之间紧密接触，会有大量空气包裹在其中，导致阻碍热的传导；第二，该结构的热交换面积有限，直接受限于定子的长度。而实际上的主发热源是绕组，由于绕组端部的存在，绕组长度远大于定子长度，这部分端部长度被浪费了。

专利CN101043169中提及了一种在绕组端部上覆盖冷却管的结构，该结构虽然能够利用与绕组端部接触来增加散热效率，但是问题在于这套冷却管结构过于复杂，结构精度要求极高才能保证绕组端部与冷却套的紧密贴合。另外，该技术也没有解决冷却管与外部冷却的连接过于复杂问题。因此，该技术工程实现难度非常大。

专利CN106655633中提及一种新型结构，该水套呈L型，希望能够在传统冷却定子的同时，对一侧端部的侧面同时进行冷却。但是该方案只做到了增大一部分散热面积，没有彻底解决绝缘层低导热率和绕组之间包裹空气阻碍热传导的问题，并且L型的水套铸造难度高，工艺复杂。

实用新型内容

为上述技术问题，本实用新型提供了一种汽车电机冷却结构，将导热路径有效地缩短为绕组→导热结构→水套，散热效率大幅度增加；在此基础上又进一步缩短散热路径，将绕组中产生的热的传导路径缩短为最小，即绕组→水套，将电机进行更高效的冷却。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

一种汽车电机冷却结构，由具有多个槽的电机定子2、绕组4、水套1和填充部组成，所述的电机定子2的每个槽中都有多个绕组4，所述的绕组4由端部41和直线部42两部分组成，所述的绕组直线部42是绕组在定子2的槽中部分，所述的端部41是指绕组从一个槽到邻近槽的突出定子2的槽的部分，绕组4的端部41包含有中性点8，所述的中性点8即所有绕组4尾端连接在一起的共同接点，绕组端部41包含有导热线7，所述导热线7的首端71连接中性点8，导热线7的尾端72连接在水套1或其他的壳体上，所述的填充部为填充在绕组4与定子2、绕组4与水套1之间的高导热树脂材料。

作为本实用新型更优的技术方案：导热线7的首端71与中性点8之间之间通过焊接固定；尾端72与水套1之间通过螺栓连接。

作为本实用新型更优的技术方案：所述高导热树脂材料的导热系数大于0.8W/(m·K)。

有益效果如下：

本实用新型的填充部为填充在定子端部和水套之间进行完整填充的高导热树脂材料，其可以有效增加冷却面积，并且还能够排出绕组中包裹的空气，使得导热路径有效地缩短为绕组→导热结构→水套，使得散热效率大幅度增加。另外导热线结构的加入，会进一步缩短散热路径，将绕组中产生的热的传导路径，缩短为最小：绕组→水套，这使得电机可以得到最高效的冷却。

附图说明

图1所示为本实用新型中所述的冷却结构一个实施例的剖面示意图；

图2所示为图1的A-A剖视图；

图3所示为使用本实用新型中所述导热管连接中性点与壳体的原理示意图；

图4所示为传统冷却结构热传导路径的一个实施例的剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明，但并不是对本实用新型保护范围的限制。

如图1至图3所示，本实用新型提供一种汽车电机冷却结构，一种汽车电机冷却结构，由具有多个槽的电机定子、绕组、水套和填充部组成，所述的电机定子的每个槽中都有多个绕组，所述的绕组由端部和直线部两部分组成，所述的绕组直线部是绕组在定子槽中部分，所述的端部是指绕组从一个槽到邻近槽的，突出定子槽的部分，绕组端部包含有中性点，所述的中性点即所有绕组尾端连接在一起的共同接点，绕组端部包含有导热线，所述导热线首端连接中性点，尾端连接在水套上，所述的导热线，尾端还可以连接在电机的其他壳体上，所述的填充部为填充在绕组与定子、绕组与水套之间的高导热树脂材料，所述高导热树脂材料的导热系数大于0.8W/(m·K)。所述高导热树脂材料6可用于将绕组4产生的热量快速导至冷却水套1。所述绕组直线部42是绕组4在定子2槽中的部分，所述端部41是指绕组2从一个槽到邻近槽的，突出定子2槽的部分。所述高导热树脂材料6的导热系数大于0.8W/(m·K)，比传统绝缘材料至少高4～5倍的导热能力，保证了整个冷却结构的高效散热。绕组端部41包含有中性点8，所述中性点8即所有绕组4尾端连接在一起的共同接点。绕组端部41包含有铜制的导热线7，所述导热线7首端71连接中性点8，尾端72连接在水套1或者其他冷却条件更好的壳体上。导热线7的首端71与中性点8之间、首端71与尾端72之间通过焊接固定。尾端72与水套1之间通过螺栓连接。利用该散热结构，不仅增加了导热路径和散热面积，还减少了导热路径上的热阻。

本实用新型提供的一种汽车电机冷却结构，相对于传统冷却结构的单一导热路径：绕组4的端部41的热量先传导至直线部42，然后汇集直线部42产生的热，经过绕组之间的绕组空气间隙32，低导热率绝缘层3和绝缘层与定子之间的空气间隙31，传导至定子2，并通过定子2外圆与水套内壁12的接触，将热传递至水套1上，最后由流经水套内腔11的冷却液带走。本实用新型增加为三条导热路径。第一条路径是直线部42热量导热路径：直线部42的热量→高导热树脂材料6→定子2→水套1；第二条路径是端部41导热路径：端部41的热量→高导热树脂材料6→水套1；第三条路径也是端部41的导热路径：端部41的热量→高导热树脂材料6→水套1或者其他壳体。第一条路径，有效减少了导热路径的热阻，取消了绕组空气间隙32，低导热率绝缘层3和绝缘层与定子之间的空气间隙31，提高导热率；第二条路径，可以使得散热面积增加，端部41的热量可以直接导入水套1中；第三条路径，使得散热可以不局限于水套11内部的冷却液，也可以与其他壳体连接导热，增加了其他外部结构连接的拓展冷却能力和可能性。

Claims (3)

1.一种汽车电机冷却结构，由具有多个槽的电机定子(2)、绕组(4)、水套(1)和填充部组成，其特征在于：所述的电机定子(2)的每个槽中都有多个绕组(4)，所述的绕组(4)由端部(41)和直线部(42)两部分组成，所述的绕组直线部(42)是绕组在定子(2)的槽中部分，所述的端部(41)是指绕组从一个槽到邻近槽的突出定子(2)的槽的部分，绕组(4)的端部(41)包含有中性点(8)，所述的中性点(8)即所有绕组(4)尾端连接在一起的共同接点，绕组端部(41)包含有导热线(7)，所述导热线(7)的首端(71)连接中性点(8)，导热线(7)的尾端(72)连接在水套(1)或其他的壳体上，所述的填充部为填充在绕组(4)与定子(2)、绕组(4)与水套(1)之间的高导热树脂材料。

2.如权利要求1所述的一种汽车电机冷却结构，其特征在于：导热线(7)的首端(71)与中性点(8)之间通过焊接固定；尾端(72)与水套(1)之间通过螺栓连接。

3.如权利要求1所述的一种汽车电机冷却结构，其特征在于：所述高导热树脂材料的导热系数大于0.8W/(m·K)。