CN218124431U - 电机转子、电机和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电机转子(100)，其包括转子轴(10)、芯部(20)和端板(30)。转子轴(10)绕旋转轴线(X)旋转，芯部(20)旋转固定至该转子轴(10)，并且端板(30)设置在所述芯部(20)的轴向两端。所述电机转子(100)还包括油冷系统，该油冷系统包括设置在所述转子轴(10)上的入口(1)、设置在所述端板(30)上的出口(2)和设置在所述入口(1)和出口(2)之间的封闭通道(3)。本实用新型还涉及一种包括所述电机转子(100)的电机和包括所述电机的车辆。

Description

电机转子、电机和车辆

技术领域

本实用新型涉及一种电机转子。本实用新型还涉及包括这种电机转子的电机和车辆。

背景技术

用于驱动电动车辆的电机具有较大的功率，在持续运行时会产生大量的热。如果散热不足，则所产生的热会累积在电机内部，造成电机温度上升，影响电机的可靠性和性能。因此，需要在电机上设置专门的冷却机构，以增强电机的散热。常见的电机冷却机构可采用风冷、水冷和油冷等。由于体积的限制，风冷所能产生的冷量是有限的。水冷则不能使冷却介质与电机内部部件直接接触，冷却效果也大打折扣。因此，将冷却介质(冷却油)与电机的内部部件直接接触的油冷电机在电动车辆领域得到了越来越广泛的应用。油冷电机通常在位于电机的轴心处的转子轴处通入冷却油，并通过电机转动时产生的离心力使冷却油朝向在径向外部的定子流动。在现有的油冷电机的结构中，大量冷却油在离心力的驱动下直接流到电机的定子，而不与转子接触，转子无法得到有效的冷却。

因此，需要一种电机转子，其能够使得冷却油与电机转子充分接触的冷却结构，以对电机转子提供有效冷却。

实用新型内容

针对上文提到的问题和需求，本实用新型提出了一种新型的电机转子、电机和车辆，其由于采取了如下技术特征而解决了上述问题，并带来其他技术效果。

根据本实用新型的电机转子包括：转子轴，其绕旋转轴线旋转；芯部，旋转固定至所述转子轴；端板，设置在所述芯部的轴向两端；以及油冷系统。该油冷系统包括设置在所述转子轴上的入口，设置在所述端板上的出口，和设置在所述入口和出口之间的封闭通道。

本实用新型的目的之一在于提供一种电机转子，其中冷却油可与电机转子充分接触以提供有效的冷却。根据本实用新型的电机转子的油冷系统包括在转子轴上的入口与在端板上的出口之间的封闭通道。由此，从该入口由于离心作用直接径向流动到电机定子的冷却油流动路径被禁止。冷却油只能沿该封闭通道流到出口，从而可以充分地冷却电机转子。

根据本实用新型的电机转子还可以单独或组合地具有以下特征中的一个或多个。

根据本实用新型的一个实施例，所述封闭通道包括冷却油依次流动通过的位于转子轴上的第一通道、位于其中一个端板上的中间通道，位于芯部内的第二通道和位于另一端板上的出口通道。

根据以上特征，冷却油从转子轴流动到一个端板，从芯部内流动到相对的另一端板，然后从出口流出。因此，冷却油在电机转子的各部分流动，从而可将电机转子产生的热量带走，充分冷却转子。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一通道包括设置在所述转子轴的中心处并与所述入口连通的中心孔、设置在所述转子轴的外表面上的轴向槽以及连通所述中心孔和轴向槽的径向孔。

根据以上特征，从入口进入的冷却油先在转子轴的中心孔内流动，然后经径向孔流动到转子轴的外表面处的轴向槽。也就是说，冷却油经过第一通道从转子轴的中心流动到转子轴的外表面。

根据本实用新型的一个实施例，所述中间通道包括设置在相应端板内侧的第一凹槽，该第一凹槽包括第一主体部和与所述轴向槽连通的第一连通部。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二通道包括贯穿所述芯部并且与所述第一主体部连通的轴向通孔，该轴向通孔靠近所述电机转子的磁体设置。

根据以上特征，来自转子轴的轴向槽的冷却油进入第一凹槽的第一连通部，然后通过第一凹槽的第一主体部进入贯穿芯部的轴向通孔。由此，冷却油从转子轴经端板流动到电机转子的芯部内的轴向通孔。由于轴向通孔的位置靠近电机转子的磁体，所述磁体可被在轴向通孔内流动的冷却油充分冷却，避免电机工作期间积累的热量造成的磁体性能劣化。

根据本实用新型的一个实施例，所述出口通道包括设置在相应端板内侧的第二凹槽，该第二凹槽包括与所述轴向通孔连通的第二主体部和与所述出口连通的第二连通部。

根据以上特征，来自芯部的轴向通孔的冷却油先后经过第二凹槽的第二主体部和第二连通部而从出口流出。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一凹槽和第二凹槽在同一端板上围绕所述旋转轴线交替布置。也就是说，第一凹槽和第二凹槽在同一端板上布置在不同的角度位置。

根据本实用新型的一个实施例，所述电机转子还包括密封盖，其布置在所述转子轴的与所述入口相对的一端，用于密封所述封闭通道。电机转子的端板不能完全密封转子轴上的轴向槽的端部。密封盖可实现对轴向槽的完全密封，防止冷却油从轴向槽的端部逸出所述封闭通道。

本实用新型还涉及一种电机，其包括如上所述的电机转子。

本实用新型还涉及一种车辆，其包括如上所述的电机。

附图说明

本实用新型的上述和其他特征以及优点将通过下面的结合附图的示例性实施例的详细描述变得更加明显，并且该描述和附图仅用于示例性目的而不是以任何方式来限制本实用新型的范围。以下附图并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1示出了根据本实用新型的电机转子的分解视图。

图2示出了根据本实用新型的电机转子的剖视图。

图3示出了根据本实用新型的电机转子的透视图，其中省略了电机转子的芯部。

图4示出了电机转子的端板的正视图。

图5示出了电机转子的端板和芯部的透明视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图对本实用新型的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

除非另作定义，本文使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内普通技术人员所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同物。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。术语“轴向”、“轴向方向”指的电机转子的旋转轴线X的方向。

为了便于描述，本实用新型附图相应地简化或省略了本领域常用的部件，例如外部连接线等其他与本实用新型描述无关的部件。这些省略或简化的部件不影响本领域技术人员理解本实用新型的内容。

图1示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的电机转子100。

在该实施例中，电机转子100包括位于轴心处的绕旋转轴线X旋转的转子轴10。芯部20旋转固定至该转子轴10，即芯部20与该转子轴10一起旋转，二者之间没有相对转动。电机转子100的磁体布置在该芯部20内。端板30设置在芯部20的轴向两端。电机转子100还包括设置在芯部20的一端处的密封盖40。

电机转子100还包括油冷系统，以通过冷却油对电机转子100的各部分进行冷却，特别是对布置在芯部20内的磁体进行冷却。该油冷系统包括设置在转子轴10上的入口1、设置在端板30上的出口2和布置在入口1与出口2之间的封闭通道3。由于封闭通道3的密封性，在从入口1进入后，冷却油只能沿封闭通道3流动到出口2流出，然后才可用于冷却电机的其他部分，例如定子等。换句话说，在流动到出口2之前，冷却油不会从电机转子的油冷系统中脱离，而只能沿该封闭通道3限定的路径流动，从而可以充分地冷却电机转子。

封闭通道3所限定的路径分布在电机转子100的各主要部件上，使得冷却油依次流动经过电机转子100的各主要部件。具体地，封闭通道3包括冷却油依次流动通过的位于转子轴10上的第一通道4、位于其中一个端板30上的中间通道5，位于芯部20内的第二通道6和位于另一端板30上的出口通道7。中间通道5和出口通道7位于不同的端板上，第二通道6贯穿芯部20以连通中间通道5和出口通道7。

参见图1-3，第一通道4包括设置在所述转子轴10的中心处并与所述入口1连通的中心孔11，设置在所述转子轴10的外表面上的轴向槽13以及连通所述中心孔11和轴向槽13的径向孔12。冷却油从入口1进入转子轴10的中心孔11，然后经径向孔12流动到轴向槽13，并在轴向槽13的引导下沿轴向流动到相应端板30。转子轴10上可设置多个轴向槽13，并且每个轴向槽13可经由多个径向孔12连通至中心孔11。多个轴向槽13可关于旋转轴线X轴对称，并且冷却油在相邻的两个轴向槽13中的流动方向可以是相反的，以分别流动到在芯部20两侧的端板30。例如，参考图3，冷却油在相邻的两个轴向槽13中分别沿箭头示出的向上向和向上方向流动到在芯部20两侧的端板30。

在通过第一通道4的轴向槽13之后，冷却油流动到位于一个端板30上的中间通道5。参考图2-图4，中间通道5包括设置在相应端板30内侧(即朝向芯部20的一侧)的第一凹槽31。该第一凹槽31包括第一主体部31a和第一连通部31b。第一连通部31b与轴向槽13连通，并沿至少具有径向向外的分量的方向延伸至第一主体部31a。相比于转子轴10的外表面上的轴向槽13，第一主体部31a在径向方向上更加靠外，更加接近磁体在该芯部20内的径向位置。

在通过中间通道5的第一主体部31a之后，冷却油流动到位于芯部20内第二通道6。参考图1、图2和图5，第二通道6包括贯穿芯部20的轴向通孔21，该轴向通孔21与第一主体部31a连通，并且设置为靠近电机转子的磁体。因此，在轴向通孔21内流动的冷却油可以对所述磁体进行充分冷却。冷却油在轴向通孔21内的流动方向与其在轴向槽13内的流动方向是相反的，因而分别流向了在芯部20两侧的端板30。芯部20内可设置关于旋转轴线X轴对称的多个轴向通孔21，分别用于冷却电机转子的多个磁体。在图5所示的实施例中，每个第一主体部31a对应于两个轴向通孔21。可以设想的是，也可以构造为每个第一主体部31a对应于一个或其他数量的轴向通孔21。

在通过第二通道6的轴向通孔21之后，冷却油流动到位于另一端板30上的出口通道7。参考图2-图4，出口通道7包括设置在相应端板30内侧(即朝向芯部20的一侧)的第二凹槽32。该第二凹槽32包括第二主体部32a和第二连通部32b。第二主体部32a与轴向通孔21连通，第二连通部32b从该第二主体部32a延伸至出口2。冷却油从第二主体部32a经第二连通部32b流动到出口2，并从该出口2流出电机转子100。在图5所示的实施例中，每个第二主体部32a对应于两个轴向通孔21。可以设想的是，也可以构造为每个第二主体部32a对应于一个或其他数量的轴向通孔21。

参考图3和图4，端板30既设置有第一凹槽31，又设置有第二凹槽32。第一凹槽31和第二凹槽32在同一端板30上围绕所述旋转轴线X交替布置。如图5所示，在芯部20两端的两个端板30布置为绕旋转轴线X旋转一定的角度，使得一个端板30的第一凹槽31与另一端板30的第二凹槽32处于相同的角度位置上，从而彼此对应，并通过轴向通孔21连通。

参考图2，转子轴10在靠近入口1的一端处设置有凸缘14。该凸缘14抵靠在端板30上，以约束转子轴10的轴向位置。轴向槽13在该凸缘14处终止。凸缘14和端板30因而可以密封轴向槽13。在与入口1相对的端部处，出于加工方便上的考虑，轴向槽13是贯通的，端板30无法密封轴向槽13。为此，电机转子100还在与入口1相对的一端处设置了密封盖40，用于密封轴向槽13，进而密封封闭通道3。

总结来说，冷却油在电机转子100内的流动路径如下：入口1→中心孔11→径向孔12→轴向槽13→第一连通部31b→第一主体部31a→轴向通孔21→第二主体部32a→第二连通部32b→出口2。由于转子轴10具有多个轴向槽13、端板30具有多个第一凹槽31和第二凹槽32、且芯部20具有多个轴向通孔21，电机转子100的油冷系统可以限定多条流动路径。在图5所示的实施例中，该油冷系统限定了4条流动路径，对应于在每个端板30上各设置两个的4个出口2。这4条流动路径绕旋转轴线X对称，并且冷却油在相邻的2条流动路径中的轴向流动方向是相反的。即，如果一条流动路径的出口2位于左侧的端板30上，则与其相邻的流动路径的出口2位于右侧的端板30上。由此，冷却油可从电机转子100的相对的端板30流出。在后续冷却电机的其他部件(诸如定子)时，这种布置有利于冷却油到达电机的不同轴向部分。

另一方面，本实用新型还提出一种电机，包括如前所述的电机转子100。

又一方面，本实用新型还提出一种车辆，包括如前所述的电机。所述车辆例如为纯电动车(BEV，Battery Electric Vehicle)、混合动力车(HEV，Hybrid Electric Vehicle)、插电式混合动力车(PHEV，Plug-in Hybrid Electric Vehicle)、增程式电动车(Rangeextended EV)、燃料电池车(FCEV，Fuel Cell Electric Vehicle)等。

上面是对本实用新型的说明，而不应被认为是对其的限制。尽管描述了本实用新型的若干示例性实施例，但本领域技术人员将容易地理解，在不背离本实用新型的新颖教学和优点的前提下可以对示例性实施例进行许多修改。因此，所有这些修改都意图包含在权利要求书所限定的本实用新型范围内。应当理解，上面是对本实用新型的说明，而本实用新型不应被认为是限于所公开的特定实施例，并且对所公开的实施例以及其他实施例的修改意图包含在本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种电机转子(100)，包括

转子轴(10)，绕旋转轴线(X)旋转，

芯部(20)，旋转固定至所述转子轴(10)，

端板(30)，设置在所述芯部(20)的轴向两端，

其特征在于，所述电机转子(100)还包括油冷系统，该油冷系统包括设置在所述转子轴(10)上的入口(1)，

设置在所述端板(30)上的出口(2)，和

设置在所述入口(1)和出口(2)之间的封闭通道(3)。

2.根据权利要求1所述的电机转子(100)，其特征在于，

所述封闭通道(3)包括冷却油依次流动通过的位于转子轴(10)上的第一通道(4)、位于其中一个端板(30)上的中间通道(5)，位于芯部(20)内的第二通道(6)和位于另一端板(30)上的出口通道(7)。

3.根据权利要求2所述的电机转子(100)，其特征在于，

所述第一通道(4)包括设置在所述转子轴(10)的中心处并与所述入口(1)连通的中心孔(11)、设置在所述转子轴(10)的外表面上的轴向槽(13)以及连通所述中心孔和轴向槽的径向孔(12)。

4.根据权利要求3所述的电机转子(100)，其特征在于，

所述中间通道(5)包括设置在相应端板(30)内侧的第一凹槽(31)，该第一凹槽(31)包括第一主体部(31a)和与所述轴向槽(13)连通的第一连通部(31b)。

5.根据权利要求4所述的电机转子(100)，其特征在于，

所述第二通道(6)包括贯穿所述芯部(20)并且与所述第一主体部(31a)连通的轴向通孔(21)，该轴向通孔(21)靠近所述电机转子(100)的磁体设置。

6.根据权利要求5所述的电机转子(100)，其特征在于，

所述出口通道(7)包括设置在相应端板(30)内侧的第二凹槽(32)，该第二凹槽(32)包括与所述轴向通孔(21)连通的第二主体部(32a)和与所述出口(2)连通的第二连通部(32b)。

7.根据权利要求6所述的电机转子(100)，其特征在于，

所述第一凹槽(31)和第二凹槽(32)在同一端板(30)上围绕所述旋转轴线(X)交替布置。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电机转子(100)，其特征在于，

所述电机转子(100)还包括密封盖(40)，其布置在所述转子轴(10)的与所述入口(1)相对的一端，用于密封所述封闭通道(3)。

9.一种电机，其特征在于，所述电机包括根据权利要求1至8中任一项所述的电机转子(100)。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求9所述的电机。

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