CN214850862U - 油冷电机、电机冷却油路及电机内壳 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油冷电机、电机冷却油路及电机内壳，包括外壳、设于电机外壳内的内壳、以及设于电机内壳内的转轴、转子和定子，电机内壳上设有相对的总路入口(A)和总路出口(D)、以及与总路入口(A)相连的转轴油路(B1)和定子油路(C1)，所述转轴的内部中空，且转轴上设有第一转轴孔和第二转轴孔，由总路入口(A)进入的一部分冷却介质经所述定子油路(C1)流向所述定子，由总路入口(A)进入的另一部分冷却介质经转轴油路(B1)进入转轴的内部，然后经第一转轴孔和第二转轴孔流出转轴。本实用新型能提高电机的集成程度，并提升电机的散热效果。

Description

油冷电机、电机冷却油路及电机内壳

技术领域

本实用新型涉及电机冷却技术领域，具体涉及油冷电机、电机冷却油路及电机内壳。

背景技术

目前，油冷电机多采用喷管冷却和包覆冷却的方式冷却电机发热部件，喷管冷却方案是在电机壳靠近绕组端部安装金属喷管，喷管上开通油口以冷却绕组，包覆冷却是使电机定子绕组包覆在一个油腔中，通过往油腔内通油以冷却绕组。这两种方式均需要安装配套的油管、喷管或油腔，喷管冷却方案的缺点是热交换效率低，装配复杂，包覆冷却方案的缺点是使得整个电机体积增大，功率密度降低，且加工制作困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种油冷电机、电机冷却油路及电机内壳，以解决现有技术中油冷电机装配复杂、冷却效率低和电机集成程度低的问题。

本实用新型提供一种油冷电机，包括外壳、设于所述电机外壳内的内壳、以及设于所述电机内壳内的转轴、转子和定子，所述电机内壳上设有相对的总路入口和总路出口、以及与所述总路入口相连的转轴油路和定子油路，所述转轴的内部中空，且所述转轴上设有第一转轴孔和第二转轴孔，由所述总路入口进入的一部分冷却介质经所述定子油路流向所述定子，由所述总路入口进入的另一部分冷却介质经所述转轴油路进入所述转轴的内部，然后经所述第一转轴孔和所述第二转轴孔流出所述转轴。

可选地，所述电机内壳上还设有定子支路，所述定子支路包括通向定子绕组的第一定子支路、以及通向定子芯部的第二定子支路，所述第二定子支路包括形成于电机内壳表面的若干油道以及位于中部油道内的若干定子散热孔，所述第一定子支路包括靠近总路入口的油道以及设于该油道内的通油孔。

可选地，靠近所述总路入口的油道内设有储油槽，所述储油槽内设有一通油孔。

可选地，所述转轴的端部设有轴承和油封，所述轴承和所述油封之间形成轴承油路，所述转轴内的一部分冷却介质经所述第一转轴孔和所述轴承油路流向所述轴承。

可选地，所述转轴的中部外侧设置所述转子，所述转子内设有转子油路，所述转轴内的一部分冷却介质经所述第二转轴孔和所述转子油路流出所述转子。

可选地，所述转子包括转子端板和设于所述转子端板之间的转子芯部，所述转子油路包括设于所述转子端板上的导油槽、以及沿轴向贯穿所述转子芯部且与所述导油槽连通的转子芯孔。

可选地，所述转子端板包括第一端板和第二端板，所述导油槽包括设于所述第一端板上的若干第一导油槽和设于所述第二端板上的若干第二导油槽，所述第一端板上还设有位于相邻第一导油槽之间的第一端板孔，所述第二端板上还设有位于相邻第二导油槽之间的第二端板孔，所述第一导油槽与所述第二端板孔轴向对齐，所述第二导油槽与所述第一端板孔轴向对齐，经所述转轴两端的第二转轴孔流出的冷却介质经所述第一导油槽和所述第二导油槽进入对应的转子芯孔内，然后经所述第二端板孔和所述第一端板孔流出。

可选地，所述第一导油槽和所述第二导油槽沿所述转子的径向延伸，所述转子芯孔沿所述转子的轴向延伸。

本实用新型还提供一种电机冷却油路，用于导入冷却介质的总路入口、用于导出冷却介质的总路出口、以及与所述总路入口相连的转轴油路和定子油路，由所述总路入口进入的一部分冷却介质经所述定子油路后分为两个定子支路流向电机的定子，由所述总路入口进入的另一部分冷却介质经所述转轴油路进入所述转轴的内部，然后经轴承油路流向轴承，或者经转子油路进入转子。

可选地，所述定子支路包括通向定子绕组的第一定子支路、以及通向定子芯部的第二定子支路，所述第二定子支路包括形成于电机内壳表面的若干油道以及位于中部油道内的若干定子散热孔，所述第一定子支路包括靠近总路入口的油道以及设于该油道内的通油孔。

可选地，所述轴承油路形成于轴承和油封之间，所述转子油路包括沿转子端板径向延伸的导油槽、以及沿轴向贯穿转子芯部且与所述导油槽连通的转子芯孔。

本实用新型还提供一种电机内壳，包括用于导入冷却介质的总路入口、用于导出冷却介质的总路出口、以及与所述总路入口相连的转轴油路和定子油路，所述定子油路沿所述电机内壳的轴向延伸，所述转轴油路沿所述电机内壳(2)的端面自所述电机内壳的外端向所述电机内壳的内端延伸。

可选地，所述电机内壳上还设有定子支路，所述定子支路包括通向定子绕组的第一定子支路、以及通向定子芯部的第二定子支路，所述第二定子支路包括形成于电机内壳表面的若干油道以及位于中部油道内的若干定子散热孔，所述第一定子支路包括靠近总路入口的油道以及设于油道内的通油孔(22)。

可选地，靠近所述总路入口的油道内设有储油槽，所述储油槽内设有一通油孔。

综上所述，本实用新型带来的有益效果是：简化电机装配组件，提高冷却效率，提升电机集成程度。通过调整通油孔的数量及其大小，可定量分配电机各部件(定子芯部、定子绕组、转子芯部、轴承)的冷却油量，达到均衡冷却效果。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型提供的油冷电机冷却装置剖视示意图。

图2为油冷电机冷却装置的内壳的示意图。

图3为本实用新型提供的油冷电机冷却装置的内部结构示意图。

图4本实用新型提供的油冷电机冷却装置的内部结构示意图(定子隐藏)。

图5为本实用新型提供的油冷电机冷却装置中转轴与转子端板的示意图。

图6为本实用新型提供的油冷电机冷却装置中转子的部分结构示意图。

图7为本实用新型提供的油冷电机冷却装置中第一端板和第二端板的结构示意图。

图8为本实用新型提供的油冷电机冷却装置中转轴的示意图。

附图标记说明：

1-电机外壳。

2-电机内壳，21-油道，22-通油孔，23-储油槽。

3-定子，31-定子芯部，32-定子绕组。

4-转子，41-转子芯部，411-转子芯孔，42-第一端板，421-第一端板孔，422-第一导油槽，43-第二端板，431-第二端板孔，432-第二导油槽。

5-轴承，6-油封，7-转轴，71-第一转轴孔，72-第二转轴孔。

A-总路入口，B1-转轴油路，B2-轴承油路，B3-转子油路，C1-定子油路，C2-第一定子支路，C3-第二定子支路，D-总路出口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

如图1所示，本实施例提供一种油冷电机、电机冷却油路及电机内壳，其中电机为永磁同步转子电机，包括电机外壳1、电机内壳2、定子3、转子4、轴承5、油封6和转轴7。

具体地，电机外壳1不完全地包覆电机内壳2，电机内壳2内设置有定子3、转子4和转轴7。转轴7为中空转轴，其通过轴承5固定于电机内壳2内，转轴7的一端封闭一端开口，其封闭端凸出于电机内壳2，开口端与电机内壳2之间存在空隙，且该空隙可引导冷却介质流入转轴7中，一对轴承5和一对用于密封轴承5的油封6分设在转轴7的两端，且油封6位于轴承5的远离转轴7中心的一侧，转子4设于转轴7外，定子3围绕转子4，且与转子4之间存在气隙，以使转子4得以转动。

请一并参阅图2，电机内壳2大体呈圆柱形，其外周面开设有呈螺旋状分布的油道21，位于电机内壳2两端的油道21内分别设置有等间距排列的五个通油孔22，通油孔22贯穿电机内壳2，位于电机内壳2中间的油道21上设置有等间距排列的数个定子散热孔24，定子散热孔24同样贯穿电机内壳2。

需要进行说明的是，上述油道21呈螺旋状设计是为了使冷却介质能迅速充斥电机内壳2上的油道21。可选地，油道21还可采用S形形状，同样能达到设计目的。

请继续参阅图1，在电机内壳2的一端设置有总路入口A，用于导入冷却介质(冷却油)。在本实施例中，总路入口A凸出于其所在的电机内壳2平面，为一中空圆柱体，以为冷却介质提供一定长度的进入通道，当此油冷电机安装在整车上时，该中空圆柱体可用于直接接入减速器油路。

总路入口A向电机内壳2内延伸，并分出转轴油路B1和定子油路C1，转轴油路B1沿电机内壳(2)的端面自电机内壳(2)的外端向电机内壳(2)的内端延伸，然后以垂直于转轴7的轴向为延伸方向，沿电机内壳2的径向向下延伸，并连通转轴7与电机内壳2之间形成的空隙，使冷却介质可顺流进入转轴7内部。定子油路C1平行于转轴7的轴向，使冷却介质能进入位于电机内壳2外周面的油道21。具体地，定子油路C1连通位于电机内壳2靠近总路入口A的油道21，且该油道21内设置有一储油槽23，该储油槽23内开设有一通油孔22。储油槽23的设计目的是为了缓冲冷却介质，并使冷却介质被导入油道21后能尽快与定子3接触。

当冷却介质顺着定子油路C1进入对应油道21后，将分出两条支路：第一定子支路C2与第二定子支路C3。第一定子支路C2包括靠近总路入口A的油道21，以及该油道21内的通油孔，当冷却介质沿第一定子支路C2行进时，冷却介质经过通油孔22直接进入电机内壳2内部，对定子3进行冷却。当冷却介质沿第二定子支路C3行进时，冷却介质先填满储油槽23，然后漫入储油槽23外的油道21中，随即充满电机内壳2上的所有油道21，并经过定子散热孔24进入电机内壳2中，对定子3进行冷却。

进一步地，请参见图3，定子3位于上述通油孔22和定子散热孔24下方，并包括定子绕组32和定子芯部31，电机内壳2两端侧油道21中的通油孔22主要用于对定子绕组32进行喷淋直冷，其余油道21中的定子散热孔24则主要对定子芯部31进行喷淋直冷。

此外，除了为通油孔22和定子散热孔24不断提供冷却介质的同时，布满冷却介质的油道21还起到吸收热量，以间接降温的作用。当对定子3进行的喷淋结束后，冷却介质从位于电机内壳2两端的总路出口D排出，总路出口D位于与总路入口A相对的位置，即在电机内壳2的一端，总路入口A与总路出口D位于电机内壳2的同一直径的两端，在电机内壳2的轴向，两个总路出口D位于电机内壳2的同一轴线上。

综上，对定子3进行冷却的油路包括定子油路C1、以及与定子油路C1相连的第一定子支路C2和第二定子支路C3，定子油路C1在靠近电机内壳2端部的油道21处分为第一定子支路C2与第二定子支路C3，在第一定子支路C2上，冷却介质经过通油孔22淋向定子绕组32，在第二定子支路C3上，冷却介质经过定子散热孔24淋向定子芯部31。

请参阅图1，在冷却介质进入定子油路C1去往定子3进行冷却的同时，其还经过转轴油路B1和转轴开口端进入转轴7中。请一并参阅图6，在转轴7的外周面上靠近转轴两端的位置设置有第一转轴孔71，第一转轴孔71设于油封6和轴承5之间，当冷却介质顺转轴油路B1而下进入转轴7的内部后，随着转轴7的转动，一部分冷却介质经过第一转轴孔71流出转轴7，进入轴承5与油封6之间的通道，进入轴承5，以润滑轴承5。以轴承5与油封6之间作为轴承油路B2，除此之外，还有一部分冷却介质则经过转子油路B3进入转子4，下面对转子油路B3的相关内容进行详细介绍。

请参阅图4-图6，转子4设于转轴7的中部外侧，包括转子端板、设于转子端板之间的转子芯部41以及设于转子芯部41上的转子芯孔411。

进入转轴7的冷却介质通过转子端板进入转子芯部41中。在本实施例中，转子端板包括第一端板42和第二端板43，第一端板42与第二端板43与转轴7固定连接，并将转子芯部41夹设于第一端板42和第二端板43之间，在本实施例中，第一端板42和第二端板43的直径与转子芯部41的直径相等。

第一端板42上设有第一端板孔421和第一导油槽422，第二端板43上设有第二端板孔431和第二导油槽432。第一端板42上的第一导油槽422与第二端板43上第一端板孔431轴向对齐，第一端板42上的第一端板孔431与第二端板43上的第二导油槽432轴向对齐。

在第一端板42上，设置有四个沿周向均匀分布的第一端板孔421以及四条沿周向均匀分布且沿转子4径向延伸的第一导油槽422，第一端板孔421贯穿第一端板42，第一导油槽422设置在第一端板42靠近转轴7中心的一侧，且不贯穿第一端板42，每个第一端板孔421设于相邻的第一导油槽422之间，且在圆周方向与第一导油槽422错开45°。第二端板43与第一端板42的结构相似，在此不再赘述。

在每个第一导油槽422或第二导油槽432靠近第一端板42或第二端板43中心并与转轴7相接的位置，在转轴7上设置多个第二转轴孔72，如此，当冷却介质进入转轴7并前往轴承油路B2后，一部分冷却介质能够经过第二转轴孔72流出转轴7，进入第一导油槽422或第二导油槽432中，在第一导油槽422或第二导油槽432中得到缓冲，随即被引导入转子芯部411中。

如图6所示，转子芯部41呈圆柱形，转轴7穿设在转子芯部41内，转子芯部411的两端分别开设有八个转子芯孔411，每个转子芯孔411分别与一个第一导油槽422或一个第二导油槽432或一个第一端板孔421或一个第二端板孔431连通对齐，转子芯孔411沿转子4轴向延伸，贯穿转子芯部41，使转子芯部41内形成数条内部通路，以供冷却介质通过，达到冷却效果。在本实施例中，转子芯部41内的内部通路与转子芯部41的中心轴平行。如此，冷却介质从第一端板42所在侧进入转子芯部411内对转子芯部411进行冷却。

综上所述，冷却介质在转轴7与转子4之间的行进路线即为：从转轴7经过第二转轴孔72和第三转轴孔73，进入对应转子端板上的导油槽，然后经过与导油槽对齐的转子芯孔411，经过转子芯部41的内部通路，接着经过与内部通路对齐的转子芯孔和端板孔，离开转子4。上述转子油路B3即包括设于转子端板上的导油槽、以及沿轴向贯穿转子芯部41且与导油槽连通的转子芯孔411。

可选地，第二转轴孔72与第三转轴孔73在圆周方向上交错布置，以确保冷却介质的可持续性提供。具体地，第二转轴孔72与第三转轴孔73在圆周方向上的交错角度为45°。

需要说明的是，当冷却介质离开转子4后，由于转子4处于自转状态，因此离开转子4的冷却介质将被甩向定子3，对定子3进行二次冷却后，再汇集于总路出口D排出。

综上所述，通过设计内电机外壳，并在电机内壳2上设计油道21、通油孔22和定子散热孔24，使冷却介质能够通过多条油路对定子3进行冷却，同时通过设计电机内壳2中的转轴油路B1、转轴7上的第一转轴孔71、以及转子油路B3，使冷却介质对轴承5和转子4进行润滑和冷却，本实用新型能带来的有益效果是：简化电机装配组件，提高冷却效率，提升电机集成程度。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种油冷电机，其特征在于，包括外壳(1)、设于所述电机外壳(1)内的内壳(2)、以及设于所述电机内壳(2)内的转轴(7)、转子(4)和定子(3)，所述电机内壳(2)上设有相对的总路入口(A)和总路出口(D)、以及与所述总路入口(A)相连的转轴油路(B1)和定子油路(C1)，所述转轴(7)的内部中空，且所述转轴(7)上设有第一转轴孔(71)和第二转轴孔(72)，由所述总路入口(A)进入的一部分冷却介质经所述定子油路(C1)流向所述定子(3)，由所述总路入口(A)进入的另一部分冷却介质经所述转轴油路(B1)进入所述转轴(7)的内部，然后经所述第一转轴孔(71)和所述第二转轴孔(72)流出所述转轴(7)。

2.如权利要求1所述的油冷电机，其特征在于，所述电机内壳(2)上还设有定子支路，所述定子支路包括通向定子绕组(32)的第一定子支路(C2)、以及通向定子芯部(31)的第二定子支路(C3)，所述第二定子支路(C3)包括形成于电机内壳(2)表面的若干油道(21)以及位于中部油道(21)内的若干定子散热孔(24)，所述第一定子支路(C2)包括靠近总路入口(A)的油道(21)以及设于该油道(21)内的通油孔(22)。

3.如权利要求2所述的油冷电机，其特征在于，靠近所述总路入口(A)的油道(21)内设有储油槽(23)，所述储油槽(23)内设有一通油孔(22)。

4.如权利要求1所述的油冷电机，其特征在于，所述转轴(7)的端部设有轴承(5)和油封(6)，所述轴承(5)和所述油封(6)之间形成轴承油路(B2)，所述转轴(7)内的一部分冷却介质经所述第一转轴孔(71)和所述轴承油路(B2)流向所述轴承(5)。

5.如权利要求1所述的油冷电机，其特征在于，所述转轴(7)的中部外侧设置所述转子(4)，所述转子(4)内设有转子油路(B3)，所述转轴(7)内的一部分冷却介质经所述第二转轴孔(72)和所述转子油路(B3)流出所述转子(4)。

6.如权利要求5所述的油冷电机，其特征在于，所述转子(4)包括转子端板和设于所述转子端板之间的转子芯部(41)，所述转子油路(B3)包括设于所述转子端板上的导油槽、以及沿轴向贯穿所述转子芯部(41)且与所述导油槽连通的转子芯孔(411)。

7.如权利要求6所述的油冷电机，其特征在于，所述转子端板包括第一端板(42)和第二端板(43)，所述导油槽包括设于所述第一端板(42)上的若干第一导油槽(422)和设于所述第二端板(43)上的若干第二导油槽(432)，所述第一端板(42)上还设有位于相邻第一导油槽(422)之间的第一端板孔(421)，所述第二端板(43)上还设有位于相邻第二导油槽(432)之间的第二端板孔(431)，所述第一导油槽(422)与所述第二端板孔(431)轴向对齐，所述第二导油槽(432)与所述第一端板孔(421)轴向对齐，经所述转轴(7)两端的第二转轴孔(72)流出的冷却介质经所述第一导油槽(422)和所述第二导油槽(432)进入对应的转子芯孔(411)内，然后经所述第二端板孔(431)和所述第一端板孔(421)流出。

8.如权利要求7所述的油冷电机，其特征在于，所述第一导油槽(422)和所述第二导油槽(432)沿所述转子(4)的径向延伸，所述转子芯孔(411)沿所述转子(4)的轴向延伸。

9.一种电机冷却油路，其特征在于，用于导入冷却介质的总路入口(A)、用于导出冷却介质的总路出口(D)、以及与所述总路入口(A)相连的转轴油路(B1)和定子油路(C1)，由所述总路入口(A)进入的一部分冷却介质经所述定子油路(C1)后分为两个定子支路流向电机的定子(3)，由所述总路入口(A)进入的另一部分冷却介质经所述转轴油路(B1)进入所述转轴(7)的内部，然后经轴承油路(B2)流向轴承，或者经转子油路(B3)进入转子(4)。

10.如权利要求9所述的电机冷却油路，其特征在于，所述定子支路包括通向定子绕组(32)的第一定子支路(C2)、以及通向定子芯部(31)的第二定子支路(C3)，所述第二定子支路(C3)包括形成于电机内壳(2)表面的若干油道(21)以及位于中部油道(21)内的若干定子散热孔(24)，所述第一定子支路(C2)包括靠近总路入口(A)的油道(21)以及设于该油道(21)内的通油孔(22)。

11.如权利要求9所述的电机冷却油路，其特征在于，所述轴承油路(B2)形成于轴承(5)和油封(6)之间，所述转子油路(B3)包括沿转子端板径向延伸的导油槽、以及沿轴向贯穿转子芯部(41)且与所述导油槽连通的转子芯孔(411)。

12.一种电机内壳(2)，其特征在于，包括用于导入冷却介质的总路入口(A)、用于导出冷却介质的总路出口(D)、以及与所述总路入口(A)相连的转轴油路(B1)和定子油路(C1)，所述定子油路(C1)沿所述电机内壳的轴向延伸，所述转轴油路(B1)沿所述电机内壳(2)的端面自所述电机内壳(2)的外端向所述电机内壳(2)的内端延伸。

13.如权利要求12所述的电机内壳，其特征在于，所述电机内壳(2)上还设有定子支路，所述定子支路包括通向定子绕组(32)的第一定子支路(C2)、以及通向定子芯部(31)的第二定子支路(C3)，所述第二定子支路(C3)包括形成于电机内壳(2)表面的若干油道(21)以及位于中部油道(21)内的若干定子散热孔(24)，所述第一定子支路(C2)包括靠近总路入口(A)的油道(21)以及设于油道(21)内的通油孔(22)。

14.如权利要求13所述的电机内壳，其特征在于，靠近所述总路入口(A)的油道(21)内设有储油槽(23)，所述储油槽(23)内设有一通油孔(22)。

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