CN210536437U - 电机及其冷却结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电机及其冷却结构。该电机包括壳体、固定在壳体内的定子铁心、盘绕在定子铁心上的定子绕组、可转动地设置在定子铁心内的转子和用于支承转子转动的轴承，其特征在于，壳体上设置有用于冷却定子绕组的第一冷却通道，以及电机还包括与壳体固定连接的端盖，端盖上设置有用于冷却轴承的第二冷却通道。基于本申请的配置，能够显著提高高速旋转下定子和轴承的冷却效果。

Description

电机及其冷却结构

技术领域

本申请涉及一种电机，具体地涉及一种高速电机及其冷却结构。

背景技术

新能源汽车整车安装空间和重量的限制，使得新能源汽车电驱动系统极力追求高功率密度、轻量化、小型化。从驱动电机的本体设计来讲，提高转速相当于减小电机的体积和重量，提高功率密度，因此提高驱动电机的转速为当前各大厂商的首选。

当前汽车驱动电机多采用内置式永磁电机，最高转速达到17000rpm，以Prius为代表；国内大部分的电机设计的最高转速在15000rpm以内。

由于高速电机的体积远小于同功率的速度低的电机，在实现高功率密度的同时，损耗密度也大，散热困难，因此，高速电机的冷却散热问题就非常突出。另外，由于电机转速越高，会使得电机的温升过高，从而缩短电机绕组或永磁材料的寿命。因此，设计一款具有良好冷却效果的冷却系统，是实现高速电机稳定运行的关键。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，本申请提供了一种电机，其包括壳体、固定在壳体内的定子铁心、盘绕在定子铁心上的定子绕组、可转动地设置在定子铁心内的转子和用于支承转子转动的轴承，其特征在于，壳体上设置有用于冷却定子绕组的第一冷却通道，以及电机还包括与壳体固定连接的端盖，端盖上设置有用于冷却轴承的第二冷却通道。

在上述电机的一个实施方式中，壳体的与设有第一冷却通道相对的部分还设置有出液孔，第一冷却通道、第二冷却通道与出液孔流体联通。

在上述电机的一个实施方式中，在壳体上靠近各个定子绕组端部的位置分别设有至少一个第一冷却通道。

在上述电机的一个实施方式中，第二冷却通道包括彼此成角度设置的第一通道段和第二通道段，第二通道段的一端通向轴承，另一端设置有堵头。

在上述电机的一个实施方式中，在转子的两端设有挡板。

在上述电机的一个实施方式中，电机包括两个端盖，每个端盖上设有至少一个第二冷却通道。

在上述电机的一个实施方式中，电机外部设置有油泵，用于向第一冷却通道和第二冷却通道供给冷却油。

在上述电机的一个实施方式中，壳体上还设置有用于冷却定子铁心的第三冷却通道。

本申请还提供了一种电机冷却结构，该电机冷却结构包括壳体和端盖，壳体上设置有用于冷却电机的定子绕组的至少一个油冷通道以及出液孔，端盖上设置有用于冷却电机的轴承的至少一个油冷通道，油冷通道和出液孔流体联通，壳体上还设置有用于冷却电机的定子铁心的螺旋形水冷通道，水冷通道与油冷通道彼此独立。

根据本申请设计的电机及其冷却结构，通过在壳体和端盖上设置用于冷却定子绕组和轴承的油冷通道及出液孔，显著改善了高速旋转下定子绕组和轴承的冷却；而且还通过设置在壳体上的水冷通道，有效地冷却了定子铁心。基于上述优选布置，能够提供一种实现高达30000rpm转速的电机。

附图说明

图1是根据本申请实施方式的电机的剖视图。

附图标记：

1-1、1-2—端盖；

2-1、2-2—第一冷却通道；

3-1、3-2—第二冷却通道；

4-1、4-2—转子挡板；

5-1、5-2—轴承；

6-1、6-2—堵头；

7—转轴；

8—转子；

9—定子铁心；

10—第三冷却通道；

11-2、11-2—出液孔；

12—壳体；

13—定子绕组。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1所示，本申请的电机主要包括端盖1-1、1-2、壳体12、定子铁心9、定子绕组13、转子8、转轴7以及轴承5-1、5-2。其中，端盖1-1、1-2分别可拆卸地固定在壳体12的两端，定子铁心9固定在壳体12内，定子绕组13盘绕固定至定子铁心9上并从定子铁心9的两端伸出，转子8可转动地设置在定子铁心9内，转轴7设置在转子8内并与转子8同轴固定连接。轴承5-1、5-2设置在转子8的两端用于支承转子转动。

继续参照图1，在壳体12的上部设置有用于冷却定子绕组13的第一冷却通道2-1、2-2，第一冷却通道2-1、2-2分别设置在壳体的靠近定子绕组的位置，即定子铁心两端的位置。根据本申请的一个实施方式，第一冷却通道2-1、2-2可以是用于冷却油通过的油冷通道。

在端盖1-1、1-2的上部设置有用于冷却轴承5-1、5-2的第二冷却通道3-1、3-2。如图所示，第二冷却通道3-1、3-2包括第一通道段和第二通道段，第一通道段与第二通道段之间成一定角度。其中，第二通道段的一端通向轴承5-1、5-2，另一端设置有堵头6-1、6-2。本领域技术人员可以理解，为了使端盖加工方便，降低成本，第二冷却通道3-1、3-2可以设计为一个或多个通道段，并且布置为任意形状。根据本申请的一个实施方式，第二冷却通道3-1、3-2也可以是用于冷却油通过的油冷通道。

在壳体12的下部设置有出液孔11-1、11-2，第一冷却通道2-1、2-2、第二冷却通道3-1、3-2与出液孔11-1、11-2流体联通。来自第一冷却通道2-1、2-2、第二冷却通道3-1、3-2分别冷却定子绕组13和轴承5-1、5-2后，通过出液孔11-1、11-2流出电机。本领域技术人员也可以根据需要，将第一冷却通道2-1、2-2和出液孔11-1、11-2设置在壳体12上任意可行的位置。

继续参照图1，在壳体12上还设置有用于冷却定子铁心9的第三冷却通道10。第三冷却通道10可以是围绕壳体设置的单螺旋通道或双螺旋通道。在一个实施方式中，第三冷却通道10可以是用于冷却水通过的水冷通道。

此外，在电机的外部还设置有油泵(图中为示出)，油泵用于向第一冷却通道2-1、2-2和第二冷却通道3-1、3-2提供冷却油。本领域技术人员可以理解，第一冷却通道、第二冷却通道和出液孔的数量并不限于2个，而是可以根据需要设定为任意个。

此外，如图1所示，在转子8的两端还分别设置有挡板4-1、4-2，以保持转子的动平衡。

电机工作时，转轴7支承驱动转子8共同转动。冷却油从第一冷却通道2-1、2-2滴落到定子绕组13的两端，并且从第二冷却通道3-1、3-2流至轴承5-1、5-2。在冷却定子绕组和轴承之后，冷却油在重力和/或离心力的作用下，流至电机下部，从出液孔11-1、11-2流出。同时，冷却水从壳体12中的第三冷却通道10流过，以对定子铁心进行冷却。

综上所述，根据本申请的电机通过在电机两端盖上分别开设专用于冷却轴承的冷却油通道，采用冷却油对轴承进行润滑和冷却，还在壳体上与定子绕组对应的位置处开设冷却油道，从而对定子绕组端部也采用喷油进行冷却，并且在定子铁心外侧的机壳采用水冷方式，进一步加强冷却效果，从而能够提供一种最高转速达到30000rpm的电机，其可采用最高转速达到30000rpm转速的轴承。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (9)

1.一种电机，包括壳体、固定在所述壳体内的定子铁心、盘绕在所述定子铁心上的定子绕组、可转动地设置在所述定子铁心内的转子和用于支承转子转动的轴承，其特征在于，

所述壳体上设置有用于冷却定子绕组的第一冷却通道，以及

所述电机还包括与所述壳体固定连接的端盖，所述端盖上设置有用于冷却所述轴承的第二冷却通道。

2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述壳体的与设有所述第一冷却通道相对的部分还设置有出液孔，所述第一冷却通道、所述第二冷却通道与所述出液孔流体联通。

3.如权利要求1所述的电机，其特征在于，在所述壳体上靠近各个定子绕组端部的位置分别设有至少一个第一冷却通道。

4.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述第二冷却通道包括彼此成角度设置的第一通道段和第二通道段，所述第二通道段的一端通向所述轴承，另一端设置有堵头。

5.如权利要求1所述的电机，其特征在于，在所述转子的两端设有挡板。

6.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电机包括两个端盖，每个端盖上设有至少一个第二冷却通道。

7.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电机外部设置有油泵，用于向所述第一冷却通道和所述第二冷却通道供给冷却油。

8.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述壳体上还设置有用于冷却所述定子铁心的第三冷却通道。

9.一种电机冷却结构，其特征在于，所述电机冷却结构包括壳体和端盖，所述壳体上设置有用于冷却所述电机的定子绕组的至少一个油冷通道以及出液孔，所述端盖上设置有用于冷却所述电机的轴承的至少一个油冷通道，所述油冷通道与出液孔流体联通，

所述壳体上还设置有用于冷却所述电机的定子铁心的螺旋形水冷通道，所述水冷通道与所述油冷通道彼此独立。

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