CN219161638U - 一种油冷电机定子冷却喷油试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种油冷电机定子冷却喷油试验装置，包括固定部件、冷却喷油管路、摄像机、外部供油系统，所述固定部件的内部固定有待测定子绕组，所述冷却喷油管路固定在固定部件上，所述冷却喷油管路与外部供油系统连通，所述冷却喷油管路设有喷油孔，使得所述外部供油系统的机油能够通过冷却喷油管路喷淋至待测定子绕组上，所述摄像机拍摄能够对待测定子绕组的表面进行拍照或者录像。本实用新型实现了对定子冷却喷油过程的可视化监测，对冷却油喷淋过程所覆盖的面积实现了一定程度的量化评估。

Description

一种油冷电机定子冷却喷油试验装置

技术领域

本实用新型涉及汽车工程技术领域，具体涉及油冷电机的冷却。

背景技术

在能源安全与环境问题的双重压力下，我国大力推广新能源汽车，电机作为新能源汽车驱动系统的关键部件，其性能直接影响整车的安全性与可靠性，随着新能源汽车技术的发展，驱动电机需要更高的功率密度或更大的启动转矩等，但这些性能提高的同时会带来电机损耗增加、温升过高等问题。对于电机的冷却方式，行业内经多年研究发展，有风冷、水冷、油冷等多种方式。由于机油的介电常数高，绝缘性能较优，散热效率良好等优势，被广泛的应用到新能源汽车产品的油冷电机领域。

在油冷电机的设计开发过程中，定子、定子绕组和转子的油冷系统的开发验证非常关键。因油冷系统的开发处于电机开发的前期，通常通过CAE仿真分析获得初步的虚拟验证结果，但基于仿真分析结果，我们还必须进行实物验证，才能精细、准确的指导油冷系统的设计优化。同时，随着市场产品之间的竞争加剧，电机功率向上提升，发热量的变大，在现有的一些设计中存在电机绕组冷却不良、冷却喷油流量不足等问题。为了更好的保证和提升动力系统油冷电机的正常运行和可靠性，我们必须对油冷电机定子及绕组的冷却喷油方案进行充分的验证和评估。

目前，行业内没有标准化的试验装置或设备，对油冷电机定子喷油冷却的情况进行快速的实时测试和结果分析。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种油冷电机定子冷却喷油试验装置，以解决行业内没有标准化的试验装置或设备，导致无法对油冷电机定子及绕组的冷却喷油方案进行充分的验证和评估的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种油冷电机定子冷却喷油试验装置，包括固定部件、冷却喷油管路、摄像机、外部供油系统，所述固定部件的内部固定有待测定子绕组，所述冷却喷油管路固定在固定部件上，所述冷却喷油管路与外部供油系统连通，所述冷却喷油管路设有喷油孔，使得所述外部供油系统的机油能够通过冷却喷油管路喷淋至待测定子绕组上，所述摄像机拍摄能够对待测定子绕组的表面进行拍照或者录像。

进一步，所述固定部件包括圆环体、前面板和后面板，所述圆环体固定在所述前面板和后面板之间，所述圆环体的内部用于固定待测定子绕组。

进一步，所述冷却喷油管路穿过所述前面板，并与所述后面板插接。

进一步，所述前面板和后面板固定在透明箱体内部，所述前面板和后面板之间还固定有进油接头，所述进油接头的两端分别与冷却喷油管路和外部供油系统连通。

进一步，所述外部供油系统连接有外部控制系统，用于调节泵入所述冷却喷油管路的机油的温度和压力。

进一步，所述圆环体通过螺纹连接的方式固定在所述前面板和后面板之间。

进一步，所述圆环体的底部设有回油孔，所述回油孔与外部供油系统相连通。

进一步，所述冷却喷油管路与圆环体螺纹连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型实现了对定子冷却喷油过程的可视化监测，对冷却油喷淋过程所覆盖的面积实现了一定程度的量化评估；

本实用新型具有一定范围内的通用性：通过调整圆环体的尺寸大小，可以适应不同电机定子结构的试验验证；针对各种不同的喷油管路设计，不同的喷油口角度设计，均可以进行实时的测试和优化分析。

附图说明

图1为油冷电机的冷却系统工作原理图；

图2为油冷电机定子冷却喷油试验室示意图；

图3为冷却喷油试验装置结构示意图。

其中，1-外部供油系统；2-外部控制系统；3-摄像机；4-进油管路；5-回油管路；6-定子绕组；7-定子冷却喷油管；8-前面板；9-后面板；10-固定螺栓；11-面板安装孔；12-螺栓；13-进油接口；14-圆环体；15-透明箱体。

具体实施方式

以下将参照附图和优选实施例来说明本实用新型技术方案的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实施例提出了一种油冷电机定子冷却喷油试验装置，该装置的工作原理如图1所示：电机静置阶段，机油储存在电机箱体中；电机运转后，电子油泵从箱体底部吸入机油，然后将机油泵出到液压模块中，根据油管直径比进行流量分配；机油到达定子喷油管中，随后喷出并流经定子、转子以及电机绕组，最后自由回落至电机箱体中；机油在循环过程中对电机定子、转子以及绕组起到冷却作用。

基于上述原理，油冷电机定子冷却喷油试验室布局如图2所示，试验室配置了进风系统和抽风系统，以及安全报警系统等。

待测定子绕组6固定在透明箱体15的中间圆环体内部，外部供油系统1与透明箱体15之间通过油路连接，分别为进油管路4和回油管路5，外部供油系统1在此代替电子油泵给电机提供流量和温度可调的冷却油。通过外部控制系统2，可以对冷却油的压力、流量和温度进行调节，以模拟油冷电机实际运行过程中的运行情况。摄像机3负责在整个冷却喷油的试验过程中，对油冷电机的冷却喷油情况进行全方位的拍摄和记录。

具体结构如图3所示，包括前面板8、后面板9和圆环体14组成的，圆环体14是空心的，待测的定子绕组6固定在圆环体14的中间。

圆环体14固定在前面板8和后面板9之间，具体待测的定子绕组6通过螺栓12固定在圆环体14上，螺栓12的数量为多个。圆环体14通过螺纹连接的方式固定在前面板8和后面板9之间。前面板8和后面板9会通过四个角上的面板安装孔11，使用长螺栓和螺帽进行固定。

定子冷却喷油管7会穿过前面板8上加工出的通孔，通过油管支撑块，限定在设计状态要求的位置，然后通过固定螺栓10进行固定，在定子冷却喷油管7上开设有多个喷油孔，使得用于冷却的机油进入定子冷却喷油管7后，通过喷油孔喷淋到待测的定子绕组6上。通过定子冷却油管7通过螺纹连接的方式固定在圆环体14上。

在前面板8和后面板9之间设有进油接口13，进油接口13的两端分别与定子冷却喷油管7和外部供油系统1连通，在圆环体14的底部设有回油孔，与外部供油系统1连通相连，实现油路的内部循环。进而使得图3的定子冷却喷油管7形成了图2的进油管路4，回油孔形成了图2的回油管路5。

本实施例中，外部供油系统1在此代替电子油泵给电机提供流量和温度可调的冷却油。

在试验前，使用秒表和量杯，对各喷油口冷却油流量的大小进行测试，作为对后续不同的优化方案进行反复验证的数据输入。

在对待测的定子绕组6进行喷淋的过程中，使用高清摄像头对被喷淋的定子绕组的表面进行拍照或者录像。冷却油通过油孔喷淋到需要冷却的定子表面，我们通过对定子表面被喷淋的面积进行统计和分析，以评估喷淋管路的结构和喷口角度的设计是否满足设计要求。

基于定子及绕组的传热性较好，我们推荐当冷却油喷淋和浸润面积达到总面积的80%以上的时候，可视为满足设计要求。

试验测试过程中，根据设计目标和CAE分析的边界条件要求，对外部供油系统的机油流量、温度进行设定。基于机油粘度随温度的变化和实际运行过程中的机油温度范围，一般设定三组不同的机油温度，分别进行测试，建议为30℃、60℃、80℃。对于冷却喷油流量的大小，依据设计要求和CAE分析输入进行设定。

在喷油过程中，使用摄像机对油冷电机的定子及绕组表面进行全方位的拍摄和记录，对各喷油口喷出的角度和机油在定子及绕组上的浸润情况也进行详细的拍照和记录。对拍摄的试验结果，结合试验边界条件，进行对比分析。

一般情况下，当定子及绕组被机油喷淋和浸润的面积达到80%以上，即可认为喷油口角度的设计满足要求。对于喷油流量大小是否合适的判定，需要在后续的热模型试验过程中，结合实际温度表现的情况，进行电子油泵流量的设定；同时，还需要关注后续可靠性试验的验证情况，是否存在过热失效的故障模式，这样才能充分保证产品开发质量。

以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种油冷电机定子冷却喷油试验装置，其特征在于：包括固定部件、冷却喷油管路、摄像机、外部供油系统，所述固定部件的内部固定有待测定子绕组，所述冷却喷油管路固定在固定部件上，所述冷却喷油管路与外部供油系统连通，所述冷却喷油管路设有喷油孔，使得所述外部供油系统的机油能够通过冷却喷油管路喷淋至待测定子绕组上，所述摄像机拍摄能够对待测定子绕组的表面进行拍照或者录像。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述固定部件包括圆环体、前面板和后面板，所述圆环体固定在所述前面板和后面板之间，所述圆环体的内部用于固定待测定子绕组。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述冷却喷油管路穿过所述前面板，并与所述后面板插接。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述前面板和后面板固定在透明箱体内部，所述前面板和后面板之间还固定有进油接头，所述进油接头的两端分别与冷却喷油管路和外部供油系统连通。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述外部供油系统连接有外部控制系统，用于调节泵入所述冷却喷油管路的机油的温度和压力。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述圆环体通过螺纹连接的方式固定在所述前面板和后面板之间。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述圆环体的底部设有回油孔，所述回油孔与外部供油系统相连通。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述冷却喷油管路与圆环体螺纹连接。

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