CN212637140U - 一种电驱动总成的电机转子冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电驱动总成的电机转子冷却系统，包括泵、油底壳、电机转子和减速器空心输入轴，泵的吸油口置于油底壳的冷却液中，泵的出油口与减速器空心输入轴的一端密封连接，减速器空心输入轴的另一端伸入到电机空心转轴的内孔中且减速器空心输入轴伸入到电机空心转轴的内孔中的部位与电机空心转轴之间具有间隙，减速器空心输入轴与电机空心转轴通过花键结构连接，减速器空心输入轴与电机空心转轴之间的间隙通过花键结构与油底壳连通。本实用新型的电机转子冷却系统取消外置油道及安装结构，通过内置冷却液回路，增加了冷却液与电机转子的换热面积，提高了冷却效率，高效实现冷却液循环。

Description

一种电驱动总成的电机转子冷却系统

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车电驱动总成冷却系统，具体涉及一种电驱动总成的电机转子冷却系统。

背景技术

在节能环保的发展主题之下，国家出台了诸多新能源汽车扶持政策，新能源汽车技术持续迭代更新，特别是纯电驱动汽车动力总成的集成化程度越来越高，要求电驱动总成更高效提供动力，而对动力总成的冷却性能带来更高的挑战。目前电驱动总成的电机冷却系统主要针对电机定子，而对电机转子的热管理将成为电机冷却的一个重要课题。在汽车坡道保持及起步、急加速等极限工况下电机将产生大量热，若温度控制不合理将直接影响电机的输出功率、绝缘性能以及使用寿命，因此设计高效的电驱动总成的电机转子冷却系统实现良好的温度控制是电驱动总成设计所要解决的一个重要问题。

现有技术的电驱动总成的电机转子冷却系统采用外置冷却液回路形式。

如图1所示，现有电机转子冷却方案采用外置冷却液回路形式，油底壳13内的冷却液从泵3出油口进入减速器空心输入轴5，经过电机空心转轴6，通过外置油道12回流至油底壳13内，形成冷却循环。该方案采用外置冷却液回路形式需要进行安装固定，占用较大空间，不利于电驱动总成的集成化设计；同时该方案仅通过电机空心转轴部分的冷却液产生热交换实现冷却，冷却液热交换面积较小，冷却效果不足。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种电驱动总成的电机转子冷却系统，本电驱动总成的电机转子冷却系统取消外置油道及安装结构，通过内置冷却液回路，增加了冷却液与电机转子的换热面积，提高了冷却效率，高效实现冷却液循环。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种电驱动总成的电机转子冷却系统，包括泵、油底壳、电机转子和减速器空心输入轴，所述电机转子包括电机转子铁芯和固定连接在电机转子铁芯内部的电机空心转轴，所述泵的吸油口置于油底壳的冷却液中，所述泵的出油口与减速器空心输入轴的一端密封连接，所述减速器空心输入轴的另一端伸入到电机空心转轴的内孔中且减速器空心输入轴伸入到电机空心转轴的内孔中的部位与电机空心转轴之间具有间隙，所述减速器空心输入轴与电机空心转轴通过花键结构连接，所述减速器空心输入轴与电机空心转轴之间的间隙通过花键结构与油底壳连通；

油底壳内的冷却液依次流经泵、减速器空心输入轴、减速器空心输入轴与电机空心转轴之间的间隙和花键结构，最后回流到油底壳内从而形成循环路径。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述花键结构包括设置在减速器空心输入轴外壁上的花键一和设置在电机空心转轴的内孔壁上的花键二，所述减速器空心输入轴与电机空心转轴通过花键一和花键二啮合固定连接，所述花键一和花键二上的啮合部位去除部分啮合齿从而形成用于冷却液流经的贯穿孔。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述油底壳位于电驱动总成中的减速器外壳底部,且油底壳与减速器外壳为一体结构。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述泵采用齿轮泵。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述齿轮泵固定连接在电驱动总成中的减速器外壳上。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的冷却系统与电驱动总成结构的一体化设计，结构高度集成化，取消外置油道及安装结构，使得电驱动总成的外尺寸更优化设计。本实用新型的内置油道设计在减速器空心输入轴与电机空心转轴之间间隙，结构及安装工艺简单，成本低；同时，内置油道增加了冷却液与电机转子的换热面积，提高了冷却效率，高效实现冷却液循环。提高了电机的冷却效率，降低动力总成的电机温度，提高电机效率。解决了在新能源电驱动整车坡道保持及起步、急加速等极限恶劣工况下出现电机过热而导致电机效率降低的技术问题。

针对电机转轴、减速器输入轴均采用空心设计，同时保证花键连接强度前提下，对部分啮合齿进行优化剔除形成冷却油液通流路径，很大程度减小结构质量，对动力总成减重及提高电机功率密度有一定的促进效果。

附图说明

图1为与本实用新型相似的现有技术原理示意图。

图2为本实用新型原理示意图。

图3为本实用新型冷却液循环回路示意图。

图4为本实用新型电机空心转轴示意图。

图5为本实用新型减速器空心输入轴示意图。

图6为本实用新型花键结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：

如图2所示，本实施例提供一种电驱动总成的电机转子冷却系统，包括泵3(采用齿轮泵)、油底壳、电机转子和减速器空心输入轴5。所述电机转子包括电机转子铁芯8和固定连接在电机转子铁芯8内部的电机空心转轴6，所述泵3的吸油口置于油底壳的冷却液中，所述泵3的出油口与减速器空心输入轴5的一端密封连接，所述减速器空心输入轴5的另一端伸入到电机空心转轴6的内孔中且减速器空心输入轴5伸入到电机空心转轴6的内孔中的部位与电机空心转轴6之间具有间隙，所述减速器空心输入轴5与电机空心转轴6通过花键结构4连接，所述减速器空心输入轴5与电机空心转轴6之间的间隙通过花键结构4与油底壳连通。

所述花键结构4包括设置在减速器空心输入轴5外壁上的花键一和设置在电机空心转轴6的内孔壁上的花键二，所述减速器空心输入轴5与电机空心转轴6通过花键一和花键二啮合固定连接，所述花键一和花键二上的啮合部位去除部分啮合齿从而形成用于冷却液流经的贯穿孔，去除啮合齿的部位11如图6所示。

本实施例的泵3集成于减速器外壳上，可以根据减速器空心输入轴5转速实现泵3的输出功率自适应。

所述油底壳位于电驱动总成中的减速器外壳10底部,且油底壳与减速器外壳10为一体结构。

本实施例的减速器空心输入轴5与减速器壳体10之间采用前端、后端的轴承定位装配；减速器空心输入轴5与电机空心转轴6通过花键结构4连接；电机空心转轴6与电机转子铁芯8过盈配合关系。

本实施例整个电驱动总成系统包括减速器1、电机2、泵3、减速器空心输入轴5、电机空心转轴6、花键结构4、电机转子铁芯8(采用电机转子叠片铁芯)、电机定子铁芯7(采用电机定子叠片铁芯)、电机外壳9、减速器壳体10，其中电机定子位于电机外壳9内侧，电机转子位于电机定子内侧，电机转子的电机空心转轴6通过轴承支撑在电机外壳9上。减速器空心输入轴5通过轴承支撑在减速器壳体10上，减速器空心输入轴5上集成的齿轮啮合有齿轮且该齿轮与减速器中间轴总成花键连接，减速器中间轴总成上集成的齿轮啮合有另一齿轮且该齿轮与减速器差速器总成花键连接，本实施例电驱动总成的工作过程为：电机定子中的绕组通电后，通过电子定转子的电磁场将电能转换为机械能驱动电机转子旋转。电机转子的电机空心转轴6将动力传递给减速器空心输入轴5，减速器空心输入轴5通过齿轮将动力传递给减速器中间轴总成，减速器中间轴总成通过齿轮将动力传递给减速器差速器总成。

如图3所示，冷却油液从减速器壳体10底部的油底壳经过泵3，从泵3出油口进入减速器空心输入轴5(可以在减速器壳体10内部开设流道，齿轮泵出油口通过该流道与减速器空心输入轴5密封连接)，连接区域采用密封结构防止出现漏油；冷却油液通过减速器空心输入轴5流入电机空心转轴6，减速器空心输入轴5与电机空心转轴6采用特殊花键结构4连接，减速器空心输入轴5伸出部分与电机空心转轴6之间保留一定间隙，冷却油液从减速器空心输入轴5喷出后通过间隙及特殊花键结构4回流到减速器壳体10底部形成循环闭路。

根据附图4等电机空心转轴6结构示意图，与一般电机转轴区别在与本实施例转轴整体为大面积空心，便于冷却油液热交换，并实现减重目标。

根据附图5的减速器空心输入轴5示意图，采用贯穿空心设计，用于冷却油液的通流路径，实现冷却回路。

根据附图6的减速器空心输入轴5与电机空心转轴6的花键配合结构示意图，通过去除部分啮合齿，去除部位为11，实现冷却油液回流。

当电机高速运转，巨大的离心力将使得冷却油液在电机空心转轴6与减速器空心输入轴5之间间隙充分接触，同时泵3的出口压力使得油液快速从电机空心转轴6与减速器空心输入轴5之间间隙中向花键快速流出，带走大量热量保证电机转子充分冷却，提高电机输出效率。

本实施例既可以实现驱动电机转子的高效冷却提高电驱动总成性能，又可以减小安装尺寸保证电驱动总成的集成化设计。

本实施例的冷却系统与电驱动总成结构的一体化设计，结构高度集成化，取消外置油道及安装结构，使得电驱动总成的外尺寸更优化设计。本实施例的内置油道设计在减速器空心输入轴5与电机空心转轴6之间间隙，结构及安装工艺简单，成本低。

针对电机转轴、减速器输入轴均采用空心设计，同时保证花键连接强度前提下，对部分啮合齿进行优化剔除形成冷却油液通流路径，很大程度减小结构质量，对动力总成减重及提高电机功率密度有一定的促进效果。

本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种电驱动总成的电机转子冷却系统，其特征在于，包括泵、油底壳、电机转子和减速器空心输入轴，所述电机转子包括电机转子铁芯和固定连接在电机转子铁芯内部的电机空心转轴，所述泵的吸油口置于油底壳的冷却液中，所述泵的出油口与减速器空心输入轴的一端密封连接，所述减速器空心输入轴的另一端伸入到电机空心转轴的内孔中且减速器空心输入轴伸入到电机空心转轴的内孔中的部位与电机空心转轴之间具有间隙，所述减速器空心输入轴与电机空心转轴通过花键结构连接，所述减速器空心输入轴与电机空心转轴之间的间隙通过花键结构与油底壳连通；

油底壳内的冷却液依次流经泵、减速器空心输入轴、减速器空心输入轴与电机空心转轴之间的间隙和花键结构，最后回流到油底壳内从而形成循环路径。

2.根据权利要求1所述的电驱动总成的电机转子冷却系统，其特征在于，所述花键结构包括设置在减速器空心输入轴外壁上的花键一和设置在电机空心转轴的内孔壁上的花键二，所述减速器空心输入轴与电机空心转轴通过花键一和花键二啮合固定连接，所述花键一和花键二上的啮合部位去除部分啮合齿从而形成用于冷却液流经的贯穿孔。

3.根据权利要求2所述的电驱动总成的电机转子冷却系统，其特征在于，所述油底壳位于电驱动总成中的减速器外壳底部,且油底壳与减速器外壳为一体结构。

4.根据权利要求3所述的电驱动总成的电机转子冷却系统，其特征在于，所述泵采用齿轮泵。

5.根据权利要求4所述的电驱动总成的电机转子冷却系统，其特征在于，所述齿轮泵固定连接在电驱动总成中的减速器外壳上。

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