CN215344123U - 具有低水阻冷却结构的轮毂电机定子支撑件及轮毂电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有低水阻冷却结构的轮毂电机定子支撑件及轮毂电机，该定子支撑件包括相互垂直且固定设置的管壁与端面，在所述管壁内对称设有上半周流道以及下半周流道，在所述端面上对称设置有进水口与出水口，所述上半周流道的进水端与所述下半周流道的进水端均通过第一轴向流道与所述进水口连通，所述上半周流道的出水端与所述下半周流道的出水端均通过第二轴向流道与所述出水口连通；所述上半周流道和所述下半周流道均包括多个平行设置的U形流道，每个所述U形流道沿所述定子支撑件的轴向设置，多个所述U形流道在定子支撑件的管壁呈圆周均匀排布，相邻所述U形流道的首尾连通。本实用新型的轮毂电机定子支撑件水冷结构水阻小，散热效果好。

Description

具有低水阻冷却结构的轮毂电机定子支撑件及轮毂电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及具有低水阻冷却结构的轮毂电机定子支撑件及轮毂电机。

背景技术

轮毂电机将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，因此将电动车辆的机械部分大大简化，这种驱动方式可以缩短动力的传动路径，取消了全部的动力传送系统，从而提高了车辆的传动效率。

低速外转子式轮毂电机中，电机安装空间十分有限，内定子总成由电枢总成和定子支撑件组成，电枢总成包括定子铁芯、绝缘骨架、定子线圈和槽楔，定子支撑件一方面用于支撑定子铁芯，另一方面包含水道冷却结构，用于冷却电机。

由于定子空间有限，定子支撑件的水道结构空间受到影响，且电机进出水口位于同一端面，水道形式的选择对于电机的冷却至关重要。常用水冷电机壳体水道有螺旋水道、C型水道和单向U型水道，螺旋形水道实用性较广，但对于电机进出口水嘴的位置要求较为局限；C型水道适用于较短电机，电机较长的情况下流动性不佳，冷却效果欠佳；单向U型水道水阻较大。其次，在轮毂电机出线端端面，需要布置高压出线、旋变等低压出线，与水道进出水口之间的位置也需要妥善考虑。

为满足水阻、散热性能及制造工艺性俱佳的要求，需要开发一种有限空间下低水阻冷却结构的定子支撑件，同时满足端面复杂的安装情况。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供具有低水阻冷却结构的轮毂电机定子支撑件及轮毂电机，解决了现有技术中轮毂电机定子支撑件单向U形水道结构水阻大的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

第一方面，本实用新型提供一种具有低水阻冷却结构的轮毂电机定子支撑件，包括相互垂直且固定设置的管壁与端面，在所述管壁内对称设有上半周流道以及下半周流道，在所述端面上对称设置有进水口与出水口，所述上半周流道的进水端与所述下半周流道的进水端均通过第一轴向流道与所述进水口连通，所述上半周流道的出水端与所述下半周流道的出水端均通过第二轴向流道与所述出水口连通；所述上半周流道和所述下半周流道均包括多个平行设置的U形流道，每个所述U形流道沿所述轮毂电机定子支撑件的轴向设置，多个所述U形流道在轮毂电机定子支撑件的管壁呈圆周均匀排布，两个相邻的U形流道的首尾连通。

本实用新型的有益效果是：轮毂电机的冷却液依次经进水口、第一轴向流道流入轮毂电机定子支撑件管壁，然后分成两路分别流入在轮毂电机定子支撑件的管壁内对称设置的上半周流道与下半周流道，最后在第二轴向流道汇聚后流出出水口。由于管壁内的流道分成对称的上半周流道与下半周流道，二者并联，相当于单边流道内的冷却液只需流过轮毂电机定子支撑件管壁的半个圆周，减短了水道的长度，两边流道相互配合，即可实现对轮毂电机定子支撑件整个圆周的冷却，减短了冷却液的路程，减小了冷却液流动的阻力。而上半周流道和下半周流道均由多个U形流道串联且在轮毂电机定子支撑件的管壁均匀排布，增强了热交换的效率。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

优选的，两个相邻的U形流道的首部和尾部通过弧形槽连通。

采用上述优选方案的有益效果是：通过弧形槽对相邻的U形流道进行连通，使冷却液从一个U形流道流向下一个U形流道时顺畅过渡、阻力更小。

优选的，所述轮毂电机定子支撑件的端面上设有相互分隔开的高压出线端子与低压出线端子，所述高压出线端子用于将轮毂电机的高压线引出，所述低压出线端子用于将轮毂电机的低压线引出。

采用上述优选方案的有益效果是：高压线与低压线分开引线，降低了高低压之间干扰的风险。

优选的，所述轮毂电机定子支撑件的端面上设有高压线固定座，所述高压线固定座相邻所述高压出线端子设置，所述高压线固定座用于对轮毂电机的高压线进行压接固定。

采用上述优选方案的有益效果是：轮毂电机中引出的高压线先经高压线固定座进行固定，再经高压出线端子引出与其他设备电性连接，防止电机运转过程中由于振动使高压线与低压线意外接触，造成干扰，增加了电机运行的可靠性。

优选的，所述轮毂电机定子支撑件的端面上设有透气阀。

采用上述优选方案的有益效果是：电机运转中定子会发热，电机内外温度及压差不平衡，可能导致产生凝露等情况，透气阀防止结露、结雾，平衡电机内外压差。

另一方面，本实用新型还提供一种轮毂电机，包括上述的轮毂电机定子支撑件，还包括转子总成、轮毂轴承总成和定子电枢总成，所述转子总成、定子电枢总成、轮毂电机定子支撑件和轮毂轴承总成由外而内嵌套设置，所述轮毂轴承总成的外圈与所述轮毂电机定子支撑件固定连接、并通过连接件连接到车身，所述轮毂轴承总成的内圈一端沿自身的径向延伸、其延伸端与转子总成固定连接。

所述转子总成与所述轮毂轴承总成的内圈固定连接，所述轮毂电机定子支撑件的端面与所述轮毂轴承总成的外圈固定连接，所述定子电枢总成通过过盈配合安装在与所述轮毂电机定子支撑件的外圆配合面上；所述定子电枢总成的高压线通过所述轮毂电机定子支撑件端面的高压出线端子引出，所述定子电枢总成的低压线通过所述轮毂电机定子支撑件端面的低压出线端子引出。

采用上述方案的有益效果是：该轮毂电机的水冷结构具有低水阻，水冷效果好的优点。

附图说明

图1为本实用新型轮毂电机的爆炸图；

图2为本实用新型轮毂轴承总成安装在轮毂电机定子支撑件内的结构示意图；

图3为本实用新型轮毂电机定子支撑件结构示意图；

图4为本实用新型轮毂电机定子支撑件管壁内部进液时流向示意图；

图5为本实用新型轮毂电机定子支撑件管壁内部出液时流向示意图；

图6为本实用新型冷却液流向示意图；

图7为本实用新型冷却液流道展开为平面结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、转子总成，2、轮毂轴承总成，3、定子电枢总成，4、轮毂电机定子支撑件，401、进水口，402、出水口，403、第一轴向流道，404、第二轴向流道，405、上半周流道，406、下半周流道，407、高压出线端子，408、低压出线端子，409、高压线固定座，410、防护罩，411、透气阀，a、U形流道，b、弧形槽。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例一：

如图2～5所示，本实施例提供一种具有低水阻冷却结构的轮毂电机定子支撑件，包括相互垂直且固定设置的管壁与端面，在所述管壁内对称设有上半周流道405以及下半周流道406，在所述端面上对称设置有进水口401与出水口402，所述上半周流道405的进水端与所述下半周流道406的进水端均通过第一轴向流道403与所述进水口401连通，所述上半周流道405的出水端与所述下半周流道406的出水端均通过第二轴向流道404与所述出水口 402连通。进水口401与出水口402过轮毂电机定子支撑件4轴心的夹角呈 180°，使得进水口401与出水口402分别分布在轮毂电机定子支撑件4端面的两端。所述上半周流道405和所述下半周流道406均包括多个平行设置的U形流道a，每个所述U形流道a沿所述轮毂电机定子支撑件4的轴向设置，多个所述U形流道a在轮毂电机定子支撑件4的管壁呈圆周均匀排布，两个相邻的U形流道a的首尾连通。

如图4～7所示，轮毂电机的冷却液依次经进水口401、第一轴向流道403 流入轮毂电机定子支撑件4管壁，然后分成两路分别流入在轮毂电机定子支撑件4的管壁内对称设置的上半周流道405与下半周流道406，最后在第二轴向流道404汇聚后流出出水口402。如图6～7所示，由于管壁内的流道分成对称的上半周流道405与下半周流道406，二者并联，相当于单边流道内的冷却液只需流过轮毂电机定子支撑件4管壁的半个圆周，减短了单个水道的长度，两边流道相互配合，即可实现对轮毂电机定子支撑件4整个圆周的冷却，减短了冷却液的路程，减小了冷却液流动的阻力。而上半周流道405 和下半周流道406均由多个U形流道a串联且在轮毂电机定子支撑件4的管壁均匀排布，增强了热交换的效率。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

本实施例中，如图7所示为将冷却液流道展开为平面结构示意图，任意两个相邻的U形流道a的首部与尾部各通过一个弧形槽b连通，使多个U形流道a首尾相连形成连续的S形流道。

通过弧形槽b对相邻的U形流道a进行连通，使冷却液从一个U形流道 a流向下一个U形流道a时顺畅过渡、阻力更小。

本实施例中，如图2～3所示，所述轮毂电机定子支撑件4的端面上设有相互分隔开的高压出线端子407与低压出线端子408，所述高压出线端子407 用于将轮毂电机的高压线引出，所述低压出线端子408用于将轮毂电机的低压线引出。

轮毂电机此处引出的高压线与电机的UVW三相绕组连接，通过高压出线端子407将该高压线与外部的三相电源连接。而引出的低压线一般与定子电枢总成3内的温度传感器和电机的旋转变压器连接。若是该高压线和低压线接触，可能会造成相互干扰，影响轮毂电机的运转。本实施例中将高压线与低压线分开引线，降低了高低压之间干扰的风险。

如图3所示，所述轮毂电机定子支撑件4的端面上设有高压线固定座409，所述高压线固定座409相邻所述高压出线端子407设置，所述高压线固定座 409用于对轮毂电机的高压线进行压接固定。

轮毂电机中引出的高压线先经高压线固定座409进行固定，再经高压出线端子407引出与其他设备电性连接，防止电机运转过程中由于振动使高压线与低压线意外接触，造成干扰，增加了电机运行的可靠性。

本实施例中，如图2～3所示，所述轮毂电机定子支撑件4的端面上还安装有防护罩410，防护罩410套设在高压出线端子407以及高压线固定座409 外，高压出线端子407的接线柱贯穿该防护罩410用于与外部的电线连接。防护罩410将高压线保护在内，一是防止高压线与低压线之间相接触造成干扰，二是防止导电液体渗入高压出线端子407影响电机的电气性能(例如影响高压接线端子的三条高压线的爬电距离和耐压性能)。

如图2～3所示，所述轮毂电机定子支撑件4的端面上设有透气阀411。

电机运转中定子电枢总成3会发热，电机内外温度及压差不平衡，可能导致产生凝露等情况，透气阀411防止结露、结雾，平衡电机内外压差。

实施例二：

如图1所示，本实施例基于实施例一的轮毂电机定子支撑件4，还提供一种轮毂电机，包括实施例一所述的轮毂电机定子支撑件4，还包括转子总成1、轮毂轴承总成2和定子电枢总成3，所述转子总成1、定子电枢总成3、轮毂电机定子支撑件4和轮毂轴承总成2由外而内嵌套设置，所述轮毂轴承总成2的外圈与所述轮毂电机定子支撑件4固定连接、并通过连接件连接到车身，所述轮毂轴承总成2的内圈一端沿自身的径向延伸、其延伸端与转子总成1通过车轮连接。

所述转子总成1与所述轮毂轴承总成2的内圈通过五个螺柱进行固定连接，所述轮毂电机定子支撑件4的端面与所述轮毂轴承总成2的外圈通过四个螺柱固定连接，所述定子电枢总成3通过过盈配合安装在与所述轮毂电机定子支撑件4的外圆配合面上。所述定子电枢总成3的高压线通过所述轮毂电机定子支撑件4端面的高压出线端子407引出，所述定子电枢总成3的低压线通过所述轮毂电机定子支撑件4端面的低压出线端子408引出。

工作原理：

轮毂电机的定子电枢总成3得电，电机运转，转子总成1带动车轮旋转，实现对车辆的驱动。在这个过程中，轮毂轴承总成2的内圈与外圈之间进行相对旋转，为转子总成1与定子部分之间提供刚性支撑。轮毂电机定子支撑件4为电子电枢总成提供结构支撑，并为电子电枢总成散热降温。

轮毂电机的冷却液依次经进水口401、第一轴向流道403流入轮毂电机定子支撑件4的管壁，然后分成两路分别流入在轮毂电机定子支撑件4的管壁内对称设置的上半周流道405与下半周流道406，最后在第二轴向流道404 汇聚后流出出水口402。由于管壁内的流道分成对称的上半周流道405与下半周流道406，二者并联，相当于单边流道内的冷却液只需流过轮毂电机定子支撑件4管壁的半个圆周，两边流道相互配合，即可实现对轮毂电机定子支撑件4整个圆周的冷却，减短了冷却液的路程，减小了冷却液流动的阻力。而上半周流道405和下半周流道406均由多个U形流道a串联且在轮毂电机定子支撑件4的管壁均匀排布，增强了热交换的效率。定子电枢总成3的高压线与低压线分开出线，避免了二者接触造成的干扰。透气阀411平衡电机内外压差，防止电机内结露、结雾的情况发生。该轮毂电机的水冷结构具有低水阻，抗干扰性强的优点。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.具有低水阻冷却结构的轮毂电机定子支撑件，其特征在于，包括相互垂直且固定设置的管壁与端面，在所述管壁内对称设有上半周流道(405)以及下半周流道(406)，在所述端面上对称设置有进水口(401)与出水口(402)，所述上半周流道(405)的进水端与所述下半周流道(406)的进水端均通过第一轴向流道(403)与所述进水口(401)连通，所述上半周流道(405)的出水端与所述下半周流道(406)的出水端均通过第二轴向流道(404)与所述出水口(402)连通；所述上半周流道(405)和所述下半周流道(406)均包括多个平行设置的U形流道(a)，每个所述U形流道(a)沿所述轮毂电机定子支撑件(4)的轴向方向设置，多个所述U形流道(a)在轮毂电机定子支撑件(4)的管壁呈圆周均匀排布，两个相邻的U形流道(a)的首尾连通。

2.根据权利要求1所述具有低水阻冷却结构的轮毂电机定子支撑件，其特征在于，两个相邻的U形流道(a)的首部和尾部通过弧形槽(b)连通。

3.根据权利要求1所述具有低水阻冷却结构的轮毂电机定子支撑件，其特征在于，所述轮毂电机定子支撑件(4)的端面上设有相互分隔开的高压出线端子(407)与低压出线端子(408)，所述高压出线端子(407)用于将轮毂电机的高压线引出，所述低压出线端子(408)用于将轮毂电机的低压线引出。

4.根据权利要求3所述具有低水阻冷却结构的轮毂电机定子支撑件，其特征在于，所述轮毂电机定子支撑件(4)的端面上设有高压线固定座(409)，所述高压线固定座(409)相邻所述高压出线端子(407)设置，所述高压线固定座(409)用于对轮毂电机的高压线进行压接固定。

5.根据权利要求1所述具有低水阻冷却结构的轮毂电机定子支撑件，其特征在于，所述轮毂电机定子支撑件(4)的端面上设有透气阀(411)。

6.一种轮毂电机，其特征在于，包括权利要求1～5任一项所述的具有低水阻冷却结构的轮毂电机定子支撑件，还包括转子总成(1)、轮毂轴承总成(2)和定子电枢总成(3)，所述转子总成(1)、定子电枢总成(3)、轮毂电机定子支撑件(4)和轮毂轴承总成(2)由外而内嵌套设置，所述轮毂轴承总成(2)的外圈与所述轮毂电机定子支撑件(4)的端面固定连接，所述轮毂轴承总成(2)的内圈一端沿自身的径向延伸、其延伸端与转子总成(1)固定连接；所述定子电枢总成(3)通过过盈配合安装在与所述轮毂电机定子支撑件(4)的外圆配合面上。

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