CN219740048U - 定子铁芯、定子总成、液冷电机和电驱系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及定子铁芯(1)，其特征在于，所述定子铁芯(1)包括沿所述定子铁芯(1)的轴向依次贴靠布置的第一部段(11)和第二部段(12)，所述第一部段(11)包括贯穿所述第一部段的轴向延伸的轴向凹槽(13)，所述轴向凹槽(13)在所述第一部段(11)的外周面上开口，所述第二部段(12)包括贯穿所述第二部段的轴向延伸的轴向孔(14)，所述轴向孔(14)靠近所述第二部段(12)的外周面布置，所述轴向凹槽(13)与相应的所述轴向孔(14)流体连通。本实用新型还涉及包括上述定子铁芯(1)的定子总成、包括该定子总成的液冷电机以及包括该液冷电机的电驱系统。根据本实用新型，提供了一种电机冷却结构。

Description

定子铁芯、定子总成、液冷电机和电驱系统

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其是涉及定子铁芯、包括该定子铁芯的定子总成、包括该定子总成的液冷电机以及包括该液冷电机的电驱系统。

背景技术

电机在运行过程中会产生热，过热会影响运行效率，甚至烧坏电机，因此需要对电机进行散热。尤其是，随着电动汽车的兴起，需要大功率电机，这对电机的散热提出了更高的要求。

现有技术的散热结构大多局限于对定子绕组的散热，而定子铁芯无法得到良好散热，这对电机功率和电机寿命产生不利影响。

为此，存在对电机的冷却结构进行改进的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷中的至少一个方面。

为此，本实用新型涉及一种定子铁芯，其特征在于，所述定子铁芯包括沿所述定子铁芯的轴向依次贴靠布置的第一部段和第二部段，所述第一部段包括贯穿所述第一部段的轴向延伸的轴向凹槽，所述轴向凹槽在所述第一部段的外周面上开口，所述第二部段包括贯穿所述第二部段的轴向延伸的轴向孔，所述轴向孔靠近所述第二部段的外周面布置，所述轴向凹槽与相应的所述轴向孔流体连通。这提供了一种能够对定子铁芯本身进行冷却的结构。

由于设置有轴向凹槽，可以避免在定子铁芯的外周面上设置周向凹槽来将冷却液引入到定子铁芯的内部。由此，相对于在定子铁芯上设置有周向凹槽的情形，本实用新型的定子铁芯的定子叠片的焊缝可以设置得更靠近定子叠片的外周并且是连贯的，因此定子叠片具有更好的焊接工艺性，焊接效果更好，这也使得定子铁芯整体强度更高，承载扭矩能力和抗冲击性更好。此外，相对于用于冷却液的孔全部设置在定子铁芯内的技术方案，由于轴向凹槽的横截面尺寸通常较大，降低了冷却液流道被冷却液中的颗粒堵塞的可能性。

在一个优选实施例中，所述轴向凹槽的数量为多个，这些轴向凹槽沿所述第一部段的周向均匀分布，所述轴向孔的数量为多个，这些轴向孔沿所述第二部段的周向均匀分布，每个轴向凹槽与相应的轴向孔沿周向错开一定角度，使得每个轴向凹槽均与两个轴向孔的各一部分流体连通。

由于轴向凹槽与相应的轴向孔沿周向错开，冷却液在沿轴向流动过程中产生分流，这提高了定子铁芯的散热效率。

在一个优选实施例中，每个轴向凹槽与相应的轴向孔沿周向错开相同的角度。这允许获得均匀一致的散热效果。

在一个优选实施例中，每个所述轴向凹槽沿所述第一部段的周向呈扇环的形式，相邻的两个轴向凹槽沿所述第一部段的周向通过第一分隔部分隔开，所述轴向凹槽与所述第一分隔部沿周向占据相同的角度，每个所述轴向孔沿所述第二部段的周向呈扇环的形式，相邻的两个轴向孔沿所述第二部段的周向通过第二分隔部分隔开，所述轴向孔与所述第二分隔部沿周向占据的角度的比值为3:1。

在一个优选实施例中，所述第一部段与所述第二部段具有相同或不同的轴向长度。

在一个优选实施例中，所述定子铁芯包括多个第一部段和多个第二部段，所述多个第一部段和所述多个第二部段沿所述定子铁芯的轴向依次交替布置，所述多个第一部段具有彼此相同或不同的轴向长度，所述多个第二部段具有彼此相同或不同的轴向长度。

在一个优选实施例中，所述轴向凹槽具有在所述定子铁芯的径向上靠近所述定子铁芯的中心轴线的称为第一底面的表面，所述轴向孔具有在所述定子铁芯的径向上靠近所述定子铁芯的中心轴线的称为第二底面的表面，所述第一底面和所述第二底面沿所述定子铁芯的轴向对齐或者形成圆滑过渡。

本实用新型还涉及一种定子总成，其特征在于，该定子总成包括电机壳体和紧配合在该电机壳体内的上述定子铁芯，该电机壳体包括冷却液入口以及周向凹槽，所述周向凹槽设置在所述电机壳体的内表面上，所述周向凹槽与所述冷却液入口以及所述轴向凹槽流体连通。

本实用新型还涉及液冷电机，其特征在于，该液冷电机包括上述定子总成。

本实用新型还涉及电驱系统，其特征在于，该电驱系统包括逆变器和减速器中的至少一者，所述电驱系统还包括上述液冷电机。

附图说明

下面参照附图经由非限制性实施例对本实用新型进行详细描述，其中：

图1是根据本实用新型的定子铁芯的立体图；

图2是图1所示的定子铁芯的侧面图；

图3是图2中圆圈圈出部分的放大图；

图4是图1所示的定子铁芯的第一部段的侧面图；

图5是图1所示的定子铁芯的第二部段的侧面图；

图6是根据本实用新型的定子总成的剖视立体图，其中，未示出定子绕组；

图7是图6中圆圈圈出部分的放大图；

图8是冷却液在定子铁芯内的流动路径的局部示意图。

这些图仅是示意性的，且并不一定按比例绘制，仅示出为了阐明本实用新型所必需的那些部分，而其它部分可能被省略或仅简单提及。即，除了图中所示的部件外，本实用新型还可以包括其它部件。

具体实施方式

在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本实用新型。但是，对于所属技术领域内的技术人员来说明显的是，本实用新型的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本实用新型并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本实用新型，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。

如图1所示，本实用新型的定子铁芯1由多个第一部段11和多个第二部段12沿定子铁芯1的轴向依次交替布置而形成。在图1中示出了六个第一部段11和五个第二部段12，多个第一部段11具有彼此相同的轴向长度，多个第二部段12具有彼此相同的轴向长度，第一部段11与第二部段12具有彼此相同的轴向长度。但是，应该理解，定子铁芯1可以包括更多个或更少个第一部段11和第二部段12，第一部段11与第二部段12可以具有彼此不同的轴向长度，多个第一部段11可以具有彼此不同的轴向长度，多个第二部段12可以具有彼此不同的轴向长度。

结合图1至图5可知，第一部段11包括沿该第一部段11的周向均匀分布的多个轴向凹槽13，轴向凹槽13贯穿第一部段11的轴向延伸并且在第一部段11的外周面上开口。第二部段12包括沿该第二部段12的周向均匀分布的多个轴向孔14，轴向孔14贯穿第二部段12的轴向延伸并且靠近第二部段12的外周面布置。第一部段11与第二部段12贴靠布置，每个轴向凹槽13与相应的轴向孔14流体连通，以便形成允许冷却液通过的冷却液流道。这允许对定子铁芯1本身进行冷却。

具体地，如图4和图5所示，相邻的两个轴向凹槽13沿第一部段11的周向通过第一分隔部15分隔开，相邻的两个轴向孔14沿第二部段12的周向通过第二分隔部16分隔开。

有利地，如图2和图3所示，每个轴向凹槽13与相应的轴向孔14沿周向错开一定角度，使得每个轴向凹槽13均与两个轴向孔14的各一部分流体连通。由此，如图8所示，冷却液在沿轴向流动过程中在第一分隔部15和第二分隔部16处产生分流，从而形成湍流，这提高了定子铁芯的散热效率。

优选地，每个轴向凹槽13与相应的轴向孔14沿周向错开相同的角度，从而允许获得均匀一致的散热效果。

优选地，轴向凹槽13沿第一部段11的周向呈扇环的形式，即，轴向凹槽13的横截面为扇环的形式，轴向凹槽13与第一分隔部15沿第一部段11的周向占据相同的角度，即，具有相同的周向尺寸。优选地，轴向孔14沿第二部段12的周向呈扇环的形式，即，轴向孔14的横截面为扇环的形式，轴向孔14与第二分隔部16沿周向占据的角度的比值为3:1，即，周向尺寸的比值为3:1。这种结构可以获得定子铁芯的强度与散热效率的良好折中。如果分隔部的周向尺寸过大，则冷却液的通过量较小，从而散热效率较低。如果分隔部的周向尺寸过小，则定子铁芯的强度太低。

轴向凹槽13的横截面也可以呈任何合适的形状，例如正方形、长方形、梯形、圆形等。类似地，轴向孔14的横截面也可以呈任何合适的形状，例如正方形、长方形、梯形、圆形等。并且，它们的横截面形状也可以沿着定子铁芯的轴向变化。

轴向凹槽13具有在定子铁芯1的径向上靠近定子铁芯1的中心轴线的称为第一底面的表面，即，第一底面与轴向凹槽13的开口相对。相应地，轴向孔14具有在定子铁芯1的径向上靠近定子铁芯1的中心轴线的称为第二底面的表面。有利地，第一底面与第二底面沿定子铁芯1的轴向对齐或形成光滑过渡，这使得冷却液中的颗粒不易驻留在轴向凹槽13或轴向孔14中而导致冷却液流道堵塞。

在一个具体实施例中，定子铁芯1由多个定子叠片焊接而成。第一组定子叠片形成第一部段11，第二组定子叠片形成第二部段12。第一组定子叠片在其外周面上具有形成轴向凹槽13的冲孔。第二组定子叠片靠近其外周面具有形成轴向孔14的冲孔。优选地，在定子叠片的外周面上还设置有定位结构。在图中所示的实施例中，该定位结构为焊缝17。在定子铁芯1的制造过程中，首先将至少一组第一组定子叠片和至少一组第二组定子叠片沿轴向贴靠布置，并且借助于焊缝17沿周向实现正确定位，然后沿着焊缝17进行焊接，从而形成定子铁芯1。

显然，在由定子叠片形成定子铁芯的情况下，第一部段11和第二部段12的轴向长度可以通过增减定子叠片的数量容易地改变，并且轴向凹槽13和轴向孔14的横截面形状也可以通过改变在定子叠片上冲孔的位置而沿着定子铁芯的轴向容易地改变。

应该理解，第一部段11和/或第二部段12各自也可以是一体式的。

本实用新型还涉及一种定子总成。如图6所示，该定子总成包括电机壳体2和紧配合在电机壳体2内的定子铁芯1。如图7所示，电机壳体2包括冷却液入口21和周向凹槽22。冷却液入口21与冷却液源相连。周向凹槽22设置在电机壳体2的内表面上，该周向凹槽22与冷却液入口21以及轴向凹槽13流体连通。此外，该定子总成还可以包括插在该定子铁芯1的齿槽18内的定子绕组(未示出)。

如图7和8所示，冷却液能够经由冷却液入口21进入周向凹槽22，然后进入轴向凹槽13，然后流经轴向孔14，然后根据第一部段11和第二部段12的数量依次流经一组或多组轴向凹槽13和轴向孔14，最终从定子铁芯1的两端流出，然后可以对定子绕组以及可能地对转子轴承进行冷却。

由于设置有在定子铁芯1的外周面上开口的轴向凹槽13，可以避免在定子铁芯1的外周面上设置周向凹槽来将冷却液引入到定子铁芯1的内部。在定子铁芯的外周面上设置周向凹槽的情况下，为了获得足够的定子叠片焊接强度，需要在所有定子叠片的外周上设置较深的焊缝，或者使焊缝在周向凹槽处深度较深，这都会导致焊接工艺变差并且定子铁芯的强度降低。与之不同的，如上所述，在本实用新型中，由于设置有轴向凹槽13而避免了在定子铁芯1的外周面上设置周向凹槽，这允许获得连贯的并且靠近定子铁芯1的外周布置的焊缝17(如图1所示)，由此定子叠片具有更好的焊接工艺性，焊接效果更好，这也使得定子铁芯整体强度更高，承载扭矩能力和抗冲击性更好。此外，相对于用于冷却液的孔全部设置在定子铁芯内的技术方案相比，由于轴向凹槽13的横截面尺寸较大，降低了冷却液流道被冷却液中的颗粒堵塞的可能性。

本实用新型还涉及一种液冷电机，该液冷电机包括上述定子总成。

本实用新型还涉及电驱系统，该电驱系统包括逆变器和减速器中的至少一者，所述电驱系统还包括上述液冷电机。

虽然本实用新型以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的各种变动与修改，均应纳入本实用新型的保护范围内，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求书所限定的范围为准。

附图标记列表

1 定子铁芯

11 第一部段

12 第二部段

13 轴向凹槽

14 轴向孔

15 第一分隔部

16 第二分隔部

17 焊缝

18 齿槽

2 电机壳体

21 冷却液入口

22 周向凹槽

Claims (10)

1.一种定子铁芯(1)，其特征在于，所述定子铁芯(1)包括沿所述定子铁芯(1)的轴向依次贴靠布置的第一部段(11)和第二部段(12)，所述第一部段(11)包括贯穿所述第一部段(11)的轴向延伸的轴向凹槽(13)，所述轴向凹槽(13)在所述第一部段(11)的外周面上开口，所述第二部段(12)包括贯穿所述第二部段(12)的轴向延伸的轴向孔(14)，所述轴向孔(14)靠近所述第二部段(12)的外周面布置，所述轴向凹槽(13)与相应的所述轴向孔(14)流体连通。

2.根据权利要求1所述的定子铁芯(1)，其特征在于，所述轴向凹槽(13)的数量为多个，这些轴向凹槽(13)沿所述第一部段(11)的周向均匀分布，所述轴向孔(14)的数量为多个，这些轴向孔(14)沿所述第二部段(12)的周向均匀分布，每个轴向凹槽(13)与相应的轴向孔(14)沿周向错开一定角度，使得每个轴向凹槽(13)均与两个轴向孔(14)的各一部分流体连通。

3.根据权利要求2所述的定子铁芯(1)，其特征在于，每个轴向凹槽(13)与相应的轴向孔(14)沿周向错开相同的角度。

4.根据权利要求3所述的定子铁芯(1)，其特征在于，每个所述轴向凹槽(13)沿所述第一部段(11)的周向呈扇环的形式，相邻的两个轴向凹槽(13)沿所述第一部段(11)的周向通过第一分隔部(15)分隔开，所述轴向凹槽(13)与所述第一分隔部(15)沿周向占据相同的角度，每个所述轴向孔(14)沿所述第二部段(12)的周向呈扇环的形式，相邻的两个轴向孔(14)沿所述第二部段(12)的周向通过第二分隔部(16)分隔开，所述轴向孔(14)与所述第二分隔部(16)沿周向占据的角度的比值为3:1。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的定子铁芯(1)，其特征在于，所述第一部段(11)与所述第二部段(12)具有相同或不同的轴向长度。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的定子铁芯(1)，其特征在于，所述定子铁芯(1)包括多个第一部段(11)和多个第二部段(12)，所述多个第一部段(11)和所述多个第二部段(12)沿所述定子铁芯(1)的轴向依次交替布置，所述多个第一部段(11)具有彼此相同或不同的轴向长度，所述多个第二部段(12)具有彼此相同或不同的轴向长度。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的定子铁芯(1)，其特征在于，所述轴向凹槽(13)具有在所述定子铁芯(1)的径向上靠近所述定子铁芯(1)的中心轴线的称为第一底面的表面，所述轴向孔(14)具有在所述定子铁芯(1)的径向上靠近所述定子铁芯(1)的中心轴线的称为第二底面的表面，所述第一底面和所述第二底面沿所述定子铁芯(1)的轴向对齐或者形成圆滑过渡。

8.一种定子总成，其特征在于，该定子总成包括电机壳体(2)和紧配合在该电机壳体(2)内的根据权利要求1至7中任一项所述的定子铁芯(1)，该电机壳体(2)包括冷却液入口(21)以及周向凹槽(22)，所述周向凹槽(22)设置在所述电机壳体(2)的内表面上，所述周向凹槽(22)与所述冷却液入口(21)以及所述轴向凹槽(13)流体连通。

9.一种液冷电机，其特征在于，该液冷电机包括根据权利要求8所述的定子总成。

10.一种电驱系统，其特征在于，该电驱系统包括逆变器和减速器中的至少一者，所述电驱系统还包括根据权利要求9所述的液冷电机。