CN220043118U - 一种轴向磁通电机、电动设备和交通工具 - Google Patents
一种轴向磁通电机、电动设备和交通工具 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了轴向磁通电机、电动设备和交通工具,该轴向磁通电机包括壳体、定子总成、转子总成以及隔板组件,壳体用于形成一容置空间,定子总成和转子总成沿轴向磁通电机的轴向排布于容置空间内,隔板组件包括隔板主体,隔板主体设置于定子总成与转子总成之间,壳体与隔板主体配合,形成用于容纳冷却剂和定子总成的冷却空间,冷却空间内的冷却剂直接接触定子总成。通过上述实施方式,将隔板主体设置于定子总成和转子总成之间,合理利用壳体的内部空间,可使轴向磁通电机的结构更加紧凑。壳体与隔板主体配合,形成冷却空间,其中的冷却剂直接与定子总成接触,可高效地实现冷却剂与定子总成之间的热交换,提高对定子总成的冷却效率。
Description
技术领域
本申请涉及磁通电机技术领域,特别是涉及一种轴向磁通电机、电动设备和交通工具。
背景技术
电动设备往往采用电机作为动力源,执行相应的动作过程。例如,交通工具,如电动车辆采用诸如感应马达和永磁马达的电动马达来驱动车辆,并且在用作发电机时捕获制动能量。目前,两种常见类型的电机包括径向磁通电机和轴向磁通电机。与径向磁通电机相比,轴向磁通电机相对较轻,产生增加的功率,并且具有紧凑的尺寸。
然而,轴向磁通电机的功率密度大,电机在工作时产热多,现有对轴向磁通电机进行散热的方式效率较低,难以满足轴向磁通电机的散热需求。
实用新型内容
本申请的主要目的是提供一种轴向磁通电机、电动设备和交通工具,旨在解决现有技术中存在的上述技术问题。
为解决上述问题,本申请提供了一种轴向磁通电机,所述轴向磁通电机包括壳体、定子总成、转子总成以及隔板组件,所述壳体用于形成一容置空间,所述定子总成和所述转子总成沿所述轴向磁通电机的轴向排布于所述容置空间内,所述隔板组件包括隔板主体,所述隔板主体设置于所述定子总成与所述转子总成之间,所述壳体与所述隔板主体配合,形成用于容纳冷却剂和所述定子总成的冷却空间,所述冷却空间内的冷却剂直接接触所述定子总成。由此,通过将隔板主体设置于定子总成和转子总成之间,合理利用壳体的内部空间,可使轴向磁通电机的结构更加紧凑。通过壳体与隔板主体配合形成冷却空间,其中的冷却剂直接与定子总成接触,可高效地实现冷却剂与定子总成之间热交换,提高对定子总成的冷却效率。
在一实施例中,所述壳体包括端板部,所述端板部的内端面朝向所述定子总成背离所述转子总成一侧设置,所述端板部的内端面与所述隔板主体沿所述轴向间隔设置,在所述轴向上限定所述冷却空间的两侧边界。由此,通过端板部和隔板主体限定冷却空间的边界,可以提高壳体的容置空间的利用率,使整个轴向磁通电机的结构更加紧凑。
在一实施例中,所述壳体包括沿所述轴向磁通电机的径向嵌套设置的两个筒状部,所述两个筒状部分别与所述隔板主体密封配合,所述冷却空间呈环形设置。由此,可通过相对简单的结构将定子总成密封在冷却空间内,降低冷却剂的泄漏风险。
在一实施例中,所述两个筒状部包括第一筒状部以及环绕所述第一筒状部设置的第二筒状部,所述第一筒状部和所述第二筒状部朝向所述定子总成延伸,所述第一筒状部供所述转子总成的转轴部通过,所述隔板主体包括内环匹配部以及环绕所述内环匹配部设置的外环匹配部,其中所述内环匹配部与所述第一筒状部密封配合,所述外环匹配部与所述第二筒状部密封配合。由此,可通过相对简单的结构将定子总成密封在环形冷却空间内,降低冷却剂的泄漏风险,同时降低对转子总成的干扰。
在一实施例中,所述隔板主体嵌入于所述第二筒状部的内部,所述外环匹配部的外周面与所述第二筒状部的内周面之间形成密封配合,并且/或者所述内环匹配部上设置有第三筒状部,所述第三筒状部与所述第一筒状部接插并在二者之间形成密封配合。由此,隔板主体处于容置空间内,以在形成冷却空间的同时,对隔板主体起到较好的保护作用。此外通过第三筒状部与第一筒状部之间的接插配合实现更好的对位和密封效果。
在一实施例中,所述第三筒状部接插于所述第一筒状部的外围,所述轴向磁通电机还包括设置于所述第一筒状部内的轴承,所述隔板主体包括集油板,所述集油板与所述第一筒状部配合形成储油池。由此,可用于提高轴承的润滑持续性与稳定性。
在一实施例中,所述集油板与所述第三筒状部连接,并沿所述轴向磁通电机的径向朝向所述第三筒状部内部延伸。由此,可简化集油板的装配过程,还能利用集油板增强隔板主体的结构强度。
在一实施例中,所述定子总成包括定子铁芯和绕设于所述定子铁芯上的线圈,所述定子铁芯上设置有多个定子槽,所述线圈嵌入于所述多个定子槽内,所述隔板主体包括分别与所述多个定子槽位置对应的多个嵌入筋,各所述嵌入筋分别嵌入于对应的定子槽内。由此,通过嵌入筋嵌入至定子槽中,可有效固定定子槽内的线圈。
在一实施例中,所述壳体包括第一筒状部以及环绕所述第一筒状部设置的第二筒状部,所述第一筒状部和所述第二筒状部朝向所述定子总成延伸,所述第一筒状部供所述转子总成的转轴部通过,所述隔板主体包括内环匹配部以及环绕所述内环匹配部设置的外环匹配部,所述内环匹配部与所述第一筒状部密封配合,所述外环匹配部与所述第二筒状部密封配合,所述多个定子槽和所述多个嵌入筋分别相对于所述轴向呈放射状展开,所述多个嵌入筋分别与所述内环匹配部和/或所述外环匹配部连接。由此,可简化嵌入筋的装配过程,同时可利用嵌入筋辅助固定内环匹配部和/或外环匹配部,提高结构稳定性。
在一实施例中,所述隔板主体还包括用于封堵所述多个嵌入筋之间间隙的封堵板。由此,通过封堵板可增强冷却空间的封闭性。
在一实施例中,所述内环匹配部和/或所述外环匹配部与所述定子总成密封配合。由此,可增强冷却空间的封闭性。
在一实施例中,所述隔板组件包括加强件,所述加强件呈筒状设置,并支撑于所述隔板主体背离所述定子总成的一侧,所述转子总成设置于所述加强件内。由此,可通过加强件可提高所述隔板主体的结构稳定性。
在一实施例中,所述加强件设置成与所述壳体抵接。由此,可通过加强件可提高所述隔板主体的结构稳定性。
在一实施例中,所述隔板组件沿所述轴向磁通电机的周向设置有多个间隔排布的泄压孔。由此,可通过泄压孔来平衡转子总成在工作时所造成的气压波动。
在一实施例中,所述转子总成与所述隔板主体沿所述轴向间隔设置,并形成气隙,所述泄压孔用于连通所述气隙与所述隔板组件的外部空间。由此,可通过泄压孔来平衡转子总成在工作时所造成的气隙内的气压波动。
在一实施例中,所述隔板组件还设置有回流孔,从所述冷却空间渗透至所述隔板组件内的冷却剂经过所述回流孔排出到所述隔板组件的外部空间。由此,可缓解因冷却空间内的冷却剂泄漏对轴向磁通电机造成的不利影响。
在一实施例中,所述隔板组件包括加强件,所述加强件呈筒状设置,并支撑于所述隔板主体背离所述定子总成的一侧,所述转子总成设置于所述加强件内,所述回流孔设置于所述加强件上。由此,可缓解因冷却空间内的冷却剂泄漏对转子总成造成的不利影响。
在一实施例中,所述加强件还设置有多个泄压孔,所述多个泄压孔沿所述轴向磁通电机的周向间隔排布于所述加强件朝向所述隔板主体的边缘,所述回流孔沿所述轴向相对于所述加强件的两侧边缘居中设置。由此,可提升泄压孔的泄压效果以及回流孔的回流效果。
在一实施例中,所述定子总成包括定子铁芯和绕设于所述定子铁芯上的线圈,所述定子铁芯呈环状设置,所述线圈沿所述轴向磁通电机的径向突出于所述定子铁芯的相对两侧环面,以形成内环线圈部和外环线圈部,所述内环线圈部和/或所述外环线圈部位于所述冷却空间内,所述冷却空间内的冷却剂直接接触所述内环线圈部和/或所述外环线圈部。由此,可提高对定子总成的冷却效率。
在一实施例中,所述壳体包括端板部,所述端板部的内端面朝向所述定子总成背离所述转子总成一侧设置,所述端板部的内端面、所述隔板主体朝向所述端板部的一侧和/或所述定子总成上设置有冷却流道,所述冷却空间内的冷却剂沿所述冷却流道流动。由此,可提高对定子总成的冷却效率。
在一实施例中,所述定子总成包括沿所述轴向间隔设置第一定子组件和第二定子组件,所述转子总成位于所述第一定子组件和第二定子组件之间,所述隔板主体包括第一隔板主体和第二隔板主体,所述第一隔板主体与所述壳体配合形成用于容纳所述冷却剂和所述第一定子组件的第一冷却空间,所述第二隔板主体与所述壳体配合形成用于容纳所述冷却剂和所述第二定子组件的第二冷却空间。由此,通过两个定子组件提高轴向磁通电机的稳定性和输出效率,并使得冷却剂同时接触两个定子组件,提高轴向磁通电机的冷却效率。
在一实施例中,所述隔板组件上设置有连通通道,所述连通通道用于连通所述第一冷却空间和所述第二冷却空间。由此,通过连通通道连接第一冷却空间和第二冷却空间,可使得第一冷却空间和第二冷却空间互通冷却剂,简化冷却剂的循环方式。
在一实施例中,所述连通通道包括第一连通通道和第二连通通道,所述第一连通通道和第二连通通道沿所述径向相对设置。由此,可提高两个冷却空间的冷却效果的一致性。
在一实施例中,所述壳体包括沿所述轴向间隔设置的第一端板部和第二端板部,所述定子总成和所述转子总成沿所述轴向排布于所述第一端板部和所述第二端板部之间,所述第一端板部和所述第二端板部中的一者上设置有入液口和出液口,所述入液口和所述出液口分别沿所述轴向磁通电机的轴向与所述第一连通通道和所述第二连通通道相对设置。由此,可提高两个冷却空间的冷却效果的一致性。
在一实施例中,所述隔板组件还包括连接于所述第一隔板主体和所述第二隔板主体之间的加强件和通道件,所述加强件呈筒状设置,所述转子总成设置于所述加强件内,所述通道件设置于所述加强件的外部,所述连通通道设置于所述通道件上。由此,可提高第一隔板主体和第二隔板主体的结构稳定性,同时缓解连通通道对转子总成造成干涉,同时缓解连通通道内的冷却剂泄漏而对转子总成造成的不利影响。
为解决上述问题,本申请提供了一种电动设备,所述电动设备包括上述任意一项所述的轴向磁通电机。
为解决上述问题,本申请提供了一种交通工具,所述交通工具包括上述任意一项所述的轴向磁通电机。
与现有技术相比,本申请的轴向磁通电机包括壳体、定子总成、转子总成以及隔板组件,壳体用于形成一容置空间,定子总成和转子总成沿轴向磁通电机的轴向排布于容置空间内,隔板组件包括隔板主体,隔板主体设置于定子总成与转子总成之间,壳体与隔板主体配合,形成用于容纳冷却剂和定子总成的冷却空间,冷却空间内的冷却剂直接接触定子总成。通过上述实施方式,将隔板主体设置于定子总成和转子总成之间,合理利用壳体的内部空间,可使轴向磁通电机的结构更加紧凑。壳体与隔板主体配合,形成用于容纳冷却剂和定子总成的冷却空间,其中的冷却剂直接与定子总成接触,可高效地实现冷却剂与定子总成之间的热交换,提高对定子总成的冷却效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请提供的轴向磁通电机第一实施例的拆解示意图;
图2是本申请提供的轴向磁通电机第一实施例的剖切示意图;
图3是本申请提供的壳体的一实施例的结构示意图;
图4是图3所示出的壳体的平面示意图;
图5是本申请提供的隔板组件的第一实施例的剖切示意图;
图6是本申请提供的定子总成的一实施例结构示意图;
图7是本申请提供的隔板组件的第二实施例的结构示意图;
图8是本申请提供的隔板组件的第二实施例的剖切示意图;
图9是本申请提供的轴向磁通电机不包括转子总成的第二实施例的剖切示意图;
图10是本申请提供的轴向磁通电机第二实施例的拆解示意图;
图11是本申请提供的轴向磁通电机第二实施例的剖切示意图;
图12是本申请提供的轴向磁通电机第二实施例的隔板组件的第一实施例的拆解示意图;
图13是本申请提供的轴向磁通电机第二实施例的隔板组件的第二实施例的拆解示意图;
图14是本申请提供的轴向磁通电机第二实施例的隔板组件的第三实施例的拆解示意图。
附图标号:轴向磁通电机1;轴向X;径向Y;周向Z;
壳体10;容置空间11;端板部12;内端面121;第一端板部12a;第二端板部12b;第一内端面121a;第二内端面121b;冷却流道122;周向流道1221;径向流道1222;第一径向流道12221;第二径向流道12222;安装盲孔123;外端面124;柱状部1241;入液口13;出液口14;第一筒状部15;第二筒状部16;环形凸肋17;第一冷却流道122a;第二冷却流道122b;定子总成20;第一定子组件20a;第二定子组件20b;定子铁芯21;外环线圈部211;内环线圈部212;定子槽213;定子法兰22;盘状主体221;转子总成30;隔板组件40;冷却空间41;隔板主体42;内环匹配部421;外环匹配部422;第三筒状部423;集油板424;储油池4241;加强件425;泄压孔4251;回流孔4252;嵌入筋426;封堵板427;第一隔板主体42a;第二隔板主体42b;第一冷却空间41a;第二冷却空间41b;第一连通通道431;第二连通通道432;通道件440。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中,技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
在本申请提供的其中一个实施例中,本申请公开的轴向磁通电机可以用于使用电池作为电源的电动设备或者使用电池作为储能元件的各种储能系统。电动设备可以为但不限于电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以包括移动式的电动玩具,例如,电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。电动设备不仅需要将电能转化动能代替或部分地代替燃油或天然气提供驱动动力,还需要电动马达(即电机)产生扭矩将电能转化为机械能。
在本申请提供的另一个实施例中,本申请提供的轴向磁通电机还可应用于交通工具中,交通工具可以为但不限于电瓶车、燃油汽车、燃气汽车、新能源汽车、电动汽车、轮船、航天器等等,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。以交通工具为电动车辆为例,电动车辆不仅需要将电能转化动能代替或部分地代替燃油或天然气为车辆提供驱动动力,还需要电动马达(即电机)产生扭矩将电能转化为机械能。
以交通工具和电动设备均为电动车辆为例,电动车辆(包括混合动力车辆)采用诸如感应马达和永磁马达的电动马达来驱动车辆,并且在用作发电机时捕获制动能量。通常,电动马达包括在操作期间旋转的转子和静止的定子。目前,两种常见类型的电机包括径向磁通电机和轴向磁通电机。其中,在径向磁通电机中,转子和定子通常位于同心或嵌套构造中,当定子通电时,它产生从定子径向延伸到转子的磁通量。定子中的导电绕组通常垂直于旋转轴线布置,从而产生磁场,该磁场从旋转轴线(沿着转子轴)在径向方向上定向。而在轴向磁通电机中,由定子中的导电线绕组产生平行于旋转轴线的磁场,因此磁通平行于旋转轴线(平行于转子轴)延伸。在某些应用中,轴向磁通电机是理想的,因为与径向磁通电机相比,轴向磁通电机相对较轻,产生增加的功率,并且具有紧凑的尺寸,因而在有尺寸、重量等限制要求的应用场景中,例如,电动汽车驱动电机应用中,在相同转速下轴向磁通电机相较于径向磁通电机具有明显的应用优势。
轴向磁通电机的功率密度大,电机在工作时产热多,目前的散热方式包括在轴向磁通电机的外侧设置水道以间接冷却定子和转子,但外侧水道设计对定子和转子的冷却效率较低,同时仅通过间接冷却的方式来冷却定子,无法对定子内、外线圈进行全面冷却;同时外侧水道设计还需要安装额外的外置盖板及紧固等,集成度较低。
为了解决现有技术的轴向磁通电机存在的技术问题,使冷却剂可直接对定子和/或转子进行冷却,本申请提供了一种轴向磁通电机,参见图1和图2,图1是本申请提供的轴向磁通电机第一实施例的拆解示意图,图2是本申请提供的轴向磁通电机第一实施例的剖切示意图。
轴向磁通电机1包括壳体10、定子总成20和转子总成30。壳体10用于形成一容置空间11,定子总成20和转子总成30沿轴向磁通电机1的轴向X排布于容置空间11内。壳体10可由两个中空结构的外壳装配形成,以在壳体10内形成容置空间11,定子总成20和转子总成30位于容置空间11内,可通过壳体10对定子总成20和转子总成30起到较好的保护作用。
在本申请提供的一些可行实施例中,壳体10可包括端板部12,端板部12的内端面121朝向定子总成20背离转子总成30一侧设置,容置空间11可呈柱状,内端面121即为形成容置空间11的一侧端面。转子总成30在工作时绕预设的中心轴进行转动,该中心轴的延伸方向即可认定为轴向磁通电机1的轴向X。定子总成20和转子总成30沿轴向磁通电机1的轴向X排布于容置空间11内,也即端板部12、定子总成20、转子总成30在轴向X上依次排列,合理利用壳体10的内部空间,可使轴向磁通电机1的结构更加紧凑。进一步地,下文中描述的轴向磁通电机1的径向Y为垂直于轴向X的方向,轴向磁通电机1的周向Z即为环绕轴向X的方向。
端板部12的内端面121上设置有冷却流道122,冷却流道122设置成使得在冷却流道122内流动的冷却剂直接接触定子总成20。冷却剂为流体,冷却剂可在冷却流道122内流动,示例性地,冷却剂可为冷却油或水等。轴向磁通电机1在运行的过程中,定子总成20和转子总成30的温度会逐渐升高,为了让轴向磁通电机1的工作效率不受影响,需要快速地对定子总成20和转子总成30进行降温处理,在本实施例中,在内端面121上设置冷却流道122,并通过冷却流道122中的冷却剂直接与定子总成20接触,可高效地实现冷却剂与定子总成20之间的热交换,提高对定子总成20的冷却效率。
参见图3和图4,图3是本申请提供的壳体的一实施例结构示意图;图4是图3所示出的壳体的平面示意图。
冷却流道122包括至少两个周向流道1221,至少两个周向流道1221沿轴向磁通电机1的径向Y间隔排布。冷却流道122的作用包括引导冷却剂流动,并在冷却流道122内流动的冷却剂直接接触定子总成20的同时迅速带走热量。在本实施例中,将冷却流道122设置成包括至少两个周向流道1221,使得冷却剂与定子总成20的接触范围更大,同时冷却剂沿周向流道1221按照预定方向规律性流动,可进一步提高冷却剂对定子总成20的冷却效率。
进一步地,冷却流道122还包括沿轴向磁通电机1的径向Y设置的径向流道1222,径向流道1222与至少两个周向流道1221彼此连通,以使得冷却剂可同时在径向流道1222和周向流道1221之间流动,径向流道1222沿轴向磁通电机1的径向Y延伸设置,使径向流道1222内的冷却剂可快速地分配至各周向流道1221,或者汇流从各周向流道1221流出的冷却剂,从而提高对定子总成20的冷却效率。
进一步地,径向流道1222包括第一径向流道12221和第二径向流道12222,其中第一径向流道12221用于向各周向流道1221分配冷却剂,第二径向流道12222用于汇流从各周向流道1221流出的冷却剂。第一径向流道12221和第二径向流道12222可沿轴向磁通电机1的周向Z间隔地设置于内端面121上,以便于第一径向流道12221和第二径向流道12222可分别在内端面121的不同位置连通周向流道1221。第一径向流道12221可用于接收冷却剂,并使得冷却剂沿第一径向流道12221的延伸方向流入,在冷却剂流入的过程中,会先后流入不同径向位置的周向流道1221,并沿周向流道1221的延伸方向流动,进而与定子总成20完成热交换。在冷却剂与定子总成20完成热交换后,沿周向流道1221流动的冷却剂会进一步流入第二径向流道12222,并沿第二径向流道12222实现汇流。经汇流第二径向流道12222的冷却剂可以进一步流出壳体10,并在与外部换热元件进行热交换后再循环到第一径向流道12221,从而提高对定子总成20的冷却效率。
为了便于将热交换后的冷却剂引流出壳体10,以及将未进行热交换的冷却剂流入壳体10,可在壳体10上开设入液口13和出液口14。具体地,第一径向流道12221和第二径向流道12222沿径向Y相对设置,壳体10还设置有入液口13和出液口14,入液口13用于连通第一径向流道12221与壳体10的外部,出液口14用于连通第二径向流道12222与壳体10的外部。如图3和图4所示,入液口13可位于第一径向流道12221远离内端面121的中心的端部,出液口14可位于第二径向流道12222远离内端面121的中心的端部。冷却剂从入液口13进入壳体10,并在第一径向流道12221流动时,会先分配到直径最大的周向流道1221,然后依次分配到直径逐渐变小的各个周向流道1221,虽然直径相对较大的周向流道1221的路径相对较长,但冷却剂的压力也相对较大,因此同时上述方式可使得不同周向流道1221内的冷却剂流至第二径向流道12222的时间差尽量缩小,从而高效且全面地对定子总成20进行冷却。同理,出液口14可位于第二径向流道12222远离内端面121的中心的端部可以使得直径相对较大的周向流道1221的两端具有较大压差,进而使得不同周向流道1221内的冷却剂流至第二径向流道12222的时间差尽量缩小。
在一实施例中,内端面121上设置有第一筒状部15以及环绕第一筒状部15的至少两条环形凸肋17,第一筒状部15可用于容纳轴承,环形凸肋17和第一筒状部15可与内端面121一体设置,第一筒状部15和环形凸肋17均凸出于内端面121,以便于在内端面121上形成冷却流道122。具体而言,至少两条环形凸肋17沿径向Y与第一筒状部15间隔设置,且沿径向Y彼此间隔设置,进而在第一筒状部15与相邻的环形凸肋17之间以及相邻的两个环形凸肋17之间形成周向流道1221。环形凸肋17和第一筒状部15可用于引导周向流道1221内的冷却剂流动,最外周的环形凸肋17的宽度可大于其他环形凸肋17的宽度,以加强内端面121的结构强度,以及便于利用最外周的环形凸肋17实现壳体10与其他结构的装配。至少部分环形凸肋17上开设有缺口,进而形成径向流道1222。通过利用第一筒状部15、环形凸肋17以及缺口之间的配合,降低冷却流道的加工难度。
参见图1-图4,内端面121上还设置有安装盲孔123,定子总成20通过插置于安装盲孔123内的固定件固定于端板部12上。此时,安装盲孔123的开口朝向定子总成20,固定件从壳体10的内部插置于安装盲孔123内。通过这种方式,可以有效降低冷却剂的泄漏风险。可选地,安装盲孔123的数目可为多个,多个安装盲孔123沿轴向磁通电机1的周向Z间隔设置,多个安装盲孔123可位于端板部12的边缘,对应地,固定件的数量可与安装盲孔123的数量呈一一对应的关系,以便于提高壳体10与定子总成20安装的稳定性。
进一步地,端板部12还具有与内端面121相背设置的外端面124,外端面124上突出设置有柱状部1241,安装盲孔123延伸至柱状部1241内。外端面124位于容置空间11外,柱状部1241可与安装盲孔123的位置对应,安装盲孔123延伸至柱状部1241内,能够增加安装盲孔123的深度,当固定件插置于安装盲孔123内时,可通过端板部12和柱状部1241同时固定固定件,以进一步提高壳体10与定子总成20安装的稳定性。
可选地,安装盲孔123设置于至少两条环形凸肋17的最外圈环形凸肋17上。此时,安装盲孔123位于端板部12的边缘,在将固定件插置于安装盲孔123实现固定的同时,不会影响冷却流道122内的冷却剂与定子总成20直接接触。
可选地,最外圈环形凸肋17沿径向Y的宽度大于其余环形凸肋17沿径向Y的宽度。通过加大最外圈环形凸肋17的宽度可以加强内端面121的结构强度,以便于在最外圈的环形凸肋17上开设安装盲孔123,以及便于利用最外圈的环形凸肋17实现壳体10与定子总成20之间的装配。
在一实施例中,定子总成20包括定子铁芯21和线圈,线圈绕设于定子铁芯21上,定子铁芯21呈环形设置,线圈沿轴向磁通电机1的径向Y突出于定子铁芯21的相对两侧环面,形成内环线圈部212和外环线圈部211,也即线圈的一部分可突出于定子铁芯21的内环面,形成内环线圈部212,一部分可突出于定子铁芯21的外环面,形成外环线圈部211。在冷却流道122内流动的冷却剂或者流入或流出冷却流道122的冷却剂与内环线圈部212和外环线圈部211中的至少一者直接接触。由于线圈突出于定子铁芯21形成外环线圈部211和内环线圈部212,当冷却剂在冷却流道122中流动时,冷却剂不仅可直接与定子铁芯21接触,还可直接与外环线圈部211和/或内环线圈部212接触,由此,可提高对定子总成20的冷却效率。此外,可以是冷却流道122中的冷却剂与定子铁芯21直接接触,而流入或流出冷却流道122的冷却剂与外环线圈部211和/或内环线圈部212直接接触。
在一实施例中,定子总成20包括定子法兰22,定子铁芯21贴附固定于定子法兰22的盘状主体221的一侧主表面上,定子法兰22可与定子铁芯21固定连接,定子铁芯21可通过定子法兰22与壳体10连接,从而降低定子总成20的装配难度。内环线圈部212和外环线圈部211中的至少一者设置成沿径向Y超出盘状主体221或者沿轴向X与盘状主体221保持预定间隙。可选地,可以是内环线圈部212或外环线圈部211在径向Y上超出盘状主体221,或者内环线圈部212和外环线圈部211在径向Y上均超出盘状主体221;亦或者内环线圈部212和/或外环线圈部211在轴向X上与盘状主体221保持预定间隙。通过上述方式,便于冷却剂可通过预定的间隙与内环线圈部212和/或外环线圈部211直接接触,可增大冷却剂与内环线圈部212和/或外环线圈部211的接触量,提升冷却效果。
在本申请的一些可选实施例中,定子铁芯21贴附固定于定子法兰22的盘状主体221的一侧主表面上,盘状主体221盖设于至少部分冷却流道122上,在冷却流道122内流动的冷却剂直接接触盘状主体221,由此,利用定子法兰22来固定定子铁芯21,并以定子法兰22作为与壳体10配合的基础,从而降低装配难度。其中,定子法兰22可与定子铁芯21固定连接,定子铁芯21可通过定子法兰22与壳体10连接,从而降低定子总成20的加工制造难度,以及与壳体10的装配难度。
在本实施例中,壳体10包括第二筒状部16以及封堵第二筒状部16的两端开口的两个端板部(即,第一端板部和第二第一端板部),以通过两个端板部和第二筒状部16配合形成容置空间11。定子总成20和转子总成30沿轴向X排布于两个端板部之间。内端面也为分别与两个端板部对应的两个(即,第一内端面和第二端面),冷却流道122设置于两个内端面与定子总成20相邻的至少一者上。具体而言,在图1-4所描述的单定子结构中,冷却流道122设置于内端面12上。在下文描述的双定子结构中,可以在两个内端面可同时设置冷却流道122。
上述实施例中,通过在壳体10上开设冷却流道122,使在冷却流道122中流动的冷却剂可以直接与定子总成20接触,以高效地让冷却剂与定子总成20完成热交换,提高轴向磁通电机1的冷却效率。
进一步如图1和图2所示,轴向磁通电机1进一步包括隔板组件40。隔板组件40包括隔板主体42,隔板主体42设置于定子总成20与转子总成30之间,壳体10与隔板主体42配合,形成用于容纳冷却剂和定子总成20的冷却空间41,冷却空间41内的冷却剂直接接触定子总成20。隔板主体42可与壳体10的部分内周面抵接,以将容置空间11划分为至少两个空间,其中一个空间则为用于容纳冷却剂和定子总成20的冷却空间41,另外一个空间用于容纳转子总成30。冷却剂可存储在冷却空间41内,冷却空间41内的冷却剂直接接触定子总成20,由此,将隔板主体42设置于定子总成20和转子总成30之间,合理利用壳体10的内部空间,可使轴向磁通电机1的结构更加紧凑。此外,通过壳体10与隔板主体42配合形成冷却空间41,其中的冷却剂直接与定子总成20接触,可高效地实现冷却剂与定子总成20之间的热交换,提高对定子总成20的冷却效率。
可选地,壳体10包括端板部12,端板部12的内端面121朝向定子总成20背离转子总成30一侧设置,端板部12的内端面121与隔板主体42沿轴向X间隔设置,以在轴向X上限定冷却空间41的两侧边界。由此,通过端板部12和隔板主体42限定冷却空间41的边界,可以提高壳体10的容置空间11的利用率,使整个轴向磁通电机1的结构更加紧凑。
可选地,壳体10包括沿轴向磁通电机1的径向Y嵌套设置的两个筒状部,两个筒状部分别与隔板主体42密封配合,冷却空间41呈环形设置。由此,可通过相对简单的结构将定子总成20密封在冷却空间41内,降低冷却剂的泄漏风险。具体而言,由于为确保转子总成30的转轴通过,定子总成20一般采用环形设置,通过利用环形的冷却空间41来容纳定子总成20,可以在环形的冷却空间41的内部形成一柱状空间,用于放置轴承以及允许转子总成30的转轴插入。由于柱状空间和环形的冷却空间41彼此隔离,因此在对定子总成20进行冷却的过程中,冷却空间41内的冷却剂不会进入柱状空间,而影响转子总成30。
在一具体实施方式中,两个筒状部包括第一筒状部15以及环绕第一筒状部15设置的第二筒状部16,第一筒状部15和第二筒状部16朝向定子总成20延伸,第一筒状部15供转子总成30的转轴部通过,隔板主体42包括内环匹配部421以及环绕内环匹配部421设置的外环匹配部422,其中内环匹配部421与第一筒状部15密封配合,外环匹配部422与第二筒状部16密封配合。第一筒状部15和第二筒状部16可同轴设置,第一筒状部15可与内环匹配部421抵接,以实现内环匹配部421与第一筒状部15密封配合,第二筒状部16可与外环匹配部422抵接,以实现外环匹配部422与第二筒状部16密封配合,从而在第一筒状部15和第二筒状部16之间形成呈环形的冷却空间41。由此,可通过相对简单的结构将定子总成20密封在冷却空间41内,降低冷却剂的泄漏风险。
可选地,内环匹配部421和/或外环匹配部422与定子总成20密封配合,从而将定子总成20密封至冷却空间41内。由此,可增强冷却空间41的封闭性。
可选地,转子总成30的转轴部转动支撑于第一筒状部15内,第一筒状部15与定子总成20沿轴向X至少部分重叠。转子总成30的转轴部沿轴向X延伸至第一筒状部15内,进而转动支撑于第一筒状部15内,且第一筒状部15与定子总成20沿轴向X至少部分重叠,由此,可以减小轴向磁通电机1的轴向X尺寸,使整个轴向磁通电机1的结构更加紧凑。
参见图5所示,图5是本申请提供的隔板组件的第一实施例的剖切示意图。
在一实施例中,隔板主体42嵌入于第二筒状部16的内部,外环匹配部422的外周面与第二筒状部16的内周面之间形成密封配合,由此可让隔板主体42处于容置空间11内,以在形成冷却空间41的同时,对隔板主体42起到较好的保护作用。可选地,内环匹配部421上设置有第三筒状部423,第三筒状部423与第一筒状部15接插并在二者之间形成密封配合,通过第三筒状部423与第一筒状部421之间的接插配合实现更好的对位和密封效果。
第三筒状部423、第二筒状部16以及第一筒状部15可同轴设置,第三筒状部423沿径向Y的尺寸不等于第一筒状部15沿径向Y的尺寸,第三筒状部423与第一筒状部15沿轴向X彼此接插配合,并可将第三筒状部423的外周面设置成与第一筒状部15的内周面贴合或将第三筒状部423的内周面设置成与第一筒状部15的外周面贴合,从而通过第一筒状部15在径向Y上对第三筒状部423进行限位。同时第一筒状部15朝向内环匹配部421的一侧可与内环匹配部421抵接,从而在轴向X上对隔板主体42进行限位,以将隔板主体42固定在壳体10内。
可选地,第三筒状部423接插于第一筒状部15的外围,第三筒状部423沿径向Y的尺寸可大于第一筒状部15沿径向Y的尺寸,第一筒状部15插入第三筒状部423,并可将第三筒状部423的内周面设置成与第一筒状部15的外周面贴合,以在限定隔板主体42在壳体10内的同时,在第一筒状部15内形成安装轴承的空间。轴向磁通电机1还包括设置于第一筒状部15内的轴承,轴承可用于连接转子总成30。此时,壳体10可采用金属材料制成,以提供相对较强的结构强度,而隔板主体42可采用塑胶或硅胶等轻质材料制成,以提供更好的密封效果,同时降低轴向磁通电机1的整体重量。
隔板主体42包括集油板424,集油板424与第一筒状部15配合形成储油池4241,储油池4241内的润滑油对轴承进行润滑。集油板424可位于内环匹配部421上,或者相对于内环匹配部421分体设置,当第一筒状部15内放置轴承后,轴承与集油板424之间沿径向Y彼此重叠,并沿轴向X呈间隙配合,进而形成储油池4241,储油池4241用于存储润滑油,润滑油可用于保障轴承的润滑持续与稳定。
可选地,集油板424与第三筒状部423连接,并沿轴向磁通电机1的径向Y朝向第三筒状部423内部延伸。由此,第三筒状部423相对于第一筒状部15接插就位后,集油板424即可与第一筒状部15配合形成储油池4241,可简化集油板424的装配过程,还能利用集油板424增强隔板主体42的结构强度。
在一实施例中,隔板组件40包括加强件425,加强件425呈筒状设置,并支撑于隔板主体42背离定子总成20的一侧,转子总成30设置于加强件425内。可选地,呈筒状的加强件425可与隔板主体42同轴设置,并与外环匹配部422连接。通过加强件425支撑隔板主体42,可缓解隔板主体42在壳体10的装配过程中产生不必要的形变,提高隔板主体42的结构稳定性。
可选地,加强件425设置成与壳体10抵接。例如,在图2中,加强件425与内端面121相对的另一侧内端面抵接。在其他实施例中,加强件425可以与第二筒状部16抵接。由此,可通过壳体10对加强件425的支撑力进一步提高隔板主体42的结构稳定性。
在本申请实施例中,定子总成20包括定子铁芯21和绕设于定子铁芯21上的线圈,定子铁芯21呈环状设置,线圈沿轴向磁通电机1的径向Y突出于定子铁芯21的相对两侧环面,也即线圈的一部分可突出于定子铁芯21的内环,形成内环线圈部212,一部分可突出于定子铁芯21的外环,形成外环线圈部211。内环线圈部212和/或外环线圈部211位于冷却空间41内,冷却空间41内的冷却剂直接接触内环线圈部212和/或外环线圈部211,由此,可提高对定子总成20的冷却效率。
进一步地,如上文描述的,定子铁芯21通过定子法兰22进行固定时,内环线圈部212和外环线圈部211中的至少一者可以设置成沿径向Y超出盘状主体221或者沿轴向X与盘状主体221保持预定间隙,进而获得更好的冷却效果。
参见图6-图8,图6是本申请提供的定子总成的一实施例结构示意图,图7是本申请提供的隔板组件的第二实施例的结构示意图,图8是本申请提供的隔板组件的第二实施例的剖切示意图。
定子总成20包括定子铁芯21和绕设于定子铁芯21上的线圈,定子铁芯21上设置有多个定子槽213,线圈嵌入于多个定子槽213内,隔板主体42包括分别与多个定子槽213位置对应的多个嵌入筋426,各嵌入筋426分别嵌入于对应的定子槽213内。定子槽213的数量和嵌入筋426的数量可呈一一对应的关系,当嵌入筋426嵌入对应的定子槽213中时,可通过嵌入筋426与线圈直接接触,可有效固定定子槽213内的线圈。当隔板主体42采用高导热材质时,在冷却空间41中存在冷却剂时,冷却剂可与隔板主体42接触来降低隔板主体42的温度,进而通过隔板主体42的嵌入筋426冷却定子槽213中的线圈。在另外一些实施例中,嵌入筋426也可以与定子槽213内的线圈间隔设置,只需确保线圈不从定子槽213脱出即可。
进一步地,多个定子槽213和多个嵌入筋426分别相对于轴向X呈放射状展开,从而在有限的空间内,设置较多的定子槽213和嵌入筋426,且多个嵌入筋426分别与内环匹配部421和/或外环匹配部422连接。由此,可简化嵌入筋426的装配过程,同时可利用嵌入筋426辅助固定内环匹配部421和/或外环匹配部422,提高结构稳定性。在内环匹配部421与第一筒状部15密封配合,或者外环匹配部422与第二筒状部16密封配合时,与内环匹配部421和/或外环匹配部422连接的嵌入筋426能够同步嵌入定子槽213中,装配方式更加便捷。由于定子槽213和嵌入筋426呈放射状展开,能增加两者的数量,让隔板主体42与定子铁芯21和线圈的接触面积更大,从而进一步增加冷却剂对定子总成20的冷却效果。
进一步,由于定子槽213和嵌入筋426呈放射状展开,嵌入筋426可以为所连接的内环匹配部421和/或外环匹配部422提供良好的周向定位和径向定位,并且在嵌入筋426以嵌入配合方式或其他方式固定于定子槽213内时,还可以为所连接的内环匹配部421和/或外环匹配部422提供良好的轴向定位。
可选地,在多个嵌入筋426之间不进行填充,即呈镂空式设置。采用镂空式设置,有利于降低隔板主体42与转子总成30之间的气隙宽度,使整个轴向磁通电机1的结构更加紧凑。
可选地,隔板主体42还包括用于封堵多个嵌入筋426之间间隙的封堵板427,封堵板427位于嵌入筋426背离定子槽213的一侧,且封堵板427可为整板,通过封堵板427可封堵嵌入筋426之间的间隙,由此,通过封堵板427可增强冷却空间41的封闭性,使冷却剂难以从冷却空间41泄漏。
需要说明的是,如上文所描述的,壳体10包括端板部12,端板部12的内端面121朝向定子总成20背离转子总成30一侧设置,端板部12的内端面121设置有冷却流道122,冷却空间41内的冷却剂沿冷却流道122流动。定子总成20盖设于至少部分冷却流道122上,在冷却流道122内流动的冷却剂直接接触定子总成20。定子总成20包括定子法兰22和定子铁芯21,定子法兰22包括盘状主体221,定子铁芯21贴附固定于盘状主体221背离端板部12的一侧主表面上,盘状主体221盖设于至少部分冷却流道122上,在冷却流道122内流动的冷却剂直接接触盘状主体221。
此外,内环线圈部212和外环线圈部211中的至少一者设置成沿轴向磁通电机1的径向Y超出盘状主体221或者沿轴向磁通电机1的轴向X与盘状主体221保持预定间隙,冷却剂与内环线圈部212和外环线圈部211中的至少一者直接接触。
进一步地,冷却流道122包括至少两个周向流道1221以及至少一径向流道1222,至少两个周向流道1221沿轴向磁通电机1的径向Y间隔排布,径向流道1222沿轴向磁通电机1的径向Y设置,并与至少两个周向流道1221连通。
在其他实施例中,可以在隔板主体42朝向端板部12的一侧和/或定子总成20上类似的冷却流道,以供冷却剂流动。
在其他实施例中,也可以取消隔板组件40,利用定子总成20与端板部12的内端面121配合形成密闭的冷却空间。
在上述实施例中,主要基于单定子结构进行的描述,即定子总成仅包括一个定子组件。在本申请的一些其他可行实施例中,在上述隔板组件40还适用于双定子结构,即定子总成包括沿轴向X间隔设置的两个定子组件,转子总成位于该两个定子组件之间,通过两个定子组件来提高轴向磁通电机1的稳定性和输出效率。
参见图9-图11,图9是本申请提供的轴向磁通电机不包括转子总成的第二实施例的剖切示意图,图10是本申请提供的轴向磁通电机第二实施例的拆解示意图,图11是本申请提供的轴向磁通电机第二实施例的剖切示意图。
定子总成20包括沿轴向X间隔设置的第一定子组件20a和第二定子组件20b,转子总成30设置于第一定子组件20a和第二定子组件20b之间。也即在本实施例中,轴向磁通电机1可以为双定子的轴向磁通电机1,并通过两个定子组件来提高轴向磁通电机1的稳定性和输出效率,以及提高轴向磁通电机1的集成度。转子总成30可包括一个或两个转子组件,当转子总成30包括两个转子组件,两个转子组件之间可通过转轴连接,其中一个转子组件与第一定子组件20a对应,另一个转子组件与第二定子组件20b对应,且第一定子组件20a、两个转子组件和第二定子组件20b可依次沿轴向磁通电机1的轴向X排列,从而提高轴向磁通电机1的集成度。
进一步地,轴向磁通电机1包括隔板组件40,隔板组件40包括第一隔板主体42a和第二隔板主体42b,第一隔板主体42a与壳体10配合形成用于容纳冷却剂和第一定子组件20a的第一冷却空间41a,第二隔板主体42b与壳体10配合形成用于容纳冷却剂和第二定子组件20b的第二冷却空间41b,第一冷却空间41a内的冷却剂可直接接触处于第一冷却空间41a内的第一定子组件20a,第二冷却空间41b内的冷却剂可直接接触处于第二冷却空间41b内的第二定子组件20b,从而高效地使得冷却剂与第一定子组件20a和第二定子组件20b之间形成热交换,提高对定子总成20的冷却效率。
具体而言,为了能够快速地冷却第一定子组件20a和第二定子组件20b,壳体10包括第一端板部12a和第二端板部12b,第一端板部12a包括第一内端面121a,第二端板部12b包括第二内端面121b,第一内端面121a朝向第一定子组件20a设置,第二内端面121b朝向第二定子组件20b设置,第一内端面121a上可设置有第一冷却流道122a,第二内端面121b上可设置有第二冷却流道122b,第一冷却流道122a可设置成使得在第一冷却流道122a内流动的冷却剂直接接触第一定子组件20a,第二冷却流道122b可设置成使得在第二冷却流道122b内流动的冷却剂直接接触第二定子组件20b,从而让冷却剂直接与第一定子组件20a和第二定子组件20b接触,可高效地让冷却剂与第一定子组件20a和第二定子组件20b完成热交换,提高对定子总成20的冷却效率。
第一定子组件20a位于第一内端面121a和第一隔板主体42a之间,第一隔板主体42a与第一内端面121a配合形成用于容纳冷却剂和第一定子组件20a的第一冷却空间41a,第二定子组件20b位于第二内端面121b和第二隔板主体42b之间,第二隔板主体42b与第二内端面121b配合形成用于容纳冷却剂和第二定子组件20b的第二冷却空间41b,第一内端面121a上可设置有第一冷却流道122a,第二内端面121b上可设置有第二冷却流道122b,从而高效地让冷却剂与第一定子组件20a和第二定子组件20b完成热交换,提高对定子总成20的冷却效率。
值得注意的,如上文所描述的,第一冷却流道122a和第二冷却流道122b并不是形成第一冷却空间41a和第二冷却空间41b的必要条件,可以根据实际需要取消,或者在其他相应位置设置冷却流道。
进一步地,隔板组件40上设置有连通通道,连通通道用于连通第一冷却空间41a和第二冷却空间41b。
进一步地,连通通道包括第一连通通道431和第二连通通道432,第一连通通道431和第二连通通道432沿径向Y相对设置。由此,可提高两个冷却空间41的冷却效果的一致性。其中,第一连通通道431和第二连通通道432可位于隔板组件40的外周边缘,第一连通通道431和第二连通通道432中的一者可用于允许冷却剂从第一冷却空间41a流入第二冷却空间41b,另一者则允许冷却剂从第二冷却空间41b流入第一冷却空间41a。示例性地,第一连通通道431和第二连通通道432均连通的第一冷却空间41a和第二冷却空间41b,若冷却剂从外部进入第一冷却空间41a之后,可从第一连通通道431进入第二冷却空间41b,冷却剂在第二冷却空间41b中与第二定子组件20b完成热交换之后,可从第二连通通道432流入第一冷却空间41a,然后从第一冷却空间41a将冷却剂输送出壳体10,从而在确保对定子总成20的冷却效率的情况下,还可提高两个冷却空间41的冷却效果的一致性。进一步,还可以简化冷却剂的循环方式。
可选地,定子总成20和转子总成30沿轴向X排布于第一端板部12a和第二端板部12b之间,第一端板部12a和第二端板部12b中的一者上设置有入液口13和出液口14,入液口13和出液口14分别沿轴向磁通电机1的轴向X与第一连通通道431和第二连通通道432相对设置。示例性地,以第一端板部12a同时设置入液口13和出液口14为例,冷却剂从入液口13进入第一冷却空间41a,部分冷却剂在第一冷却空间41a中流动,直接接触第一定子组件20a并与第一定子组件20a完成热交换后从出液口14流出第一冷却空间41a,剩余部分冷却剂从第一连通通道431进入第二冷却空间41b,以直接接触第二定子组件20b并与第二定子组件20b完成热交换后从第二连通通道432流出第二冷却空间41b至第一冷却空间41a,最终从出液口14处流出。由于入液口13和出液口14分别沿轴向磁通电机1的轴向X与第一连通通道431和第二连通通道432相对设置,经第一连通通道431流入第二冷却空间41b的冷却剂不会与第一定子组件20a进行过多的热交换,同时经第二连通通道431流入第一冷却空间41a的冷却剂是与第一冷却空间41a中与第一定子组件20a完成热交换的冷却剂进行合流,从而在确保对定子总成20和转子总成30的冷却效率的情况下,还可提高两个冷却空间41的冷却效果的一致性。
结合图12-图14,图12是本申请提供的轴向磁通电机第二实施例的隔板组件的第一实施例的拆解示意图;图13是本申请提供的轴向磁通电机第二实施例的隔板组件的第二实施例的拆解示意图;图14是本申请提供的轴向磁通电机第二实施例的隔板组件的第三实施例的拆解示意图。
在一实施例中,隔板组件40还包括连接于第一隔板主体42a和第二隔板主体42b之间的加强件425和通道件440,加强件425呈筒状设置,转子总成30设置于加强件425内,通道件440设置于加强件425的外部,连通通道设置于通道件440上。由此,可提高第一隔板主体42a和第二隔板主体42b的结构稳定性,同时避免连通通道对转子总成30造成干涉。此外,通道件440位于加强件425的外侧,还可以扩大冷却剂在第一冷却空间41a和第二冷却空间41b中的流动范围,使轴向磁通电机1的冷却更加全面,还可提高两个冷却空间41的冷却效果的一致性。此外,加强件425和通道件440均设置在隔板组件40上,可以增加轴向磁通电机1的集成度。同时,通道件440设置于加强件外侧还能够缓解连通通道内的冷却剂泄漏而对转子总成30造成的不利影响。
在一实施例中,隔板组件40沿轴向磁通电机1的周向Z设置有多个间隔排布的泄压孔4251。泄压孔4251可为通孔,泄压孔4251用于平衡转子总成30在工作时所造成的气压波动。
可选地,转子总成30与隔板主体42沿轴向X间隔设置,并形成气隙,从而可以避免转子总成30在工作过程中,因沿轴向X的振动而与隔板主体42发生干涉。在转子总成30工作的过程中,气隙中的气压会发生改变,进而影响转子总成30的转动性能。在本实施例中,泄压孔4251用于连通气隙与隔板组件40的外部空间,可通过泄压孔4251来平衡转子总成30在工作时所造成的气隙内的气压波动,以减少因气压波动对转子总成30的转动性能的影响。
在一实施例中,隔板组件40还设置有回流孔4252,回流孔4252设置成使得从冷却空间41渗透至隔板组件40内的冷却剂排出到隔板组件40的外部空间。回流孔4252可为通孔,由此缓解从冷却空间41泄漏的冷却剂对轴向磁通电机1造成的不利影响。
可选地,如上文描述的,转子总成30设置于加强件425内,因此泄压孔4251和回流孔4252可设置于加强件425上。此时,泄压孔4251和回流孔4252将加强件425的内部空间与隔板组件40的外部空间连通。
可选地,多个泄压孔4251沿轴向磁通电机1的周向Z间隔排布于加强件425朝向隔板主体42的边缘,泄压孔4251的数量可根据实际情况设定,多个泄压孔4251之间可沿轴向磁通电机1的周向Z等间距排布,从而可通过多个泄压孔4251同时调节加强件425内的气压。回流孔4252沿轴向X相对于加强件425的两侧边缘居中设置,以提升泄压孔4251的泄压效果以及回流孔4252的回流效果。
在一具体实施方式中,在轴向X沿水平方向设置时,回流孔4252沿重力方向设置于加强件425的下侧,进而允许泄漏到加强件425的冷却剂能够在自身重力下从回流孔4252流出。
值得注意的是,上述的泄压孔4251和回流孔4252同样适用于上文描述的单定子结构。
需要说明的是,图11所示的第一隔板主体42a和第二隔板主体42b完全可以采用与图1-4描述的隔板主体42相同的结构以及与壳体10采用相同的配合方式,在此不再赘述。
参见图12和13,第一隔板主体42a可以与加强件425和通道件440一体成型或预先装配固定成一体式组件结构,第二隔板主体42b则在将转子总成30装配到加强件425后,再与上述一体式组件结构进行装配。
需要注意的是,图12中的嵌入筋426之间的间隙通过封堵板427进行封堵,而图13中的嵌入筋426之间的间隙呈镂空式设置。
参见图14,在本实施例中,第一隔板主体42a和第二隔板主体42b的外环匹配部422与加强件425和通道件440一体成型或预先装配固定成一体式组件结构,第一隔板主体42a的内环匹配部421和嵌入筋426一体成型或预先装配固定成一体式组件结构,第二隔板主体42b的内环匹配部421和嵌入筋426一体成型或预先装配固定成一体式组件结构,通过将三者装配形成隔板组件40,可便于对隔板组件40进行拆卸与维护。
通过上述实施方式,可在定子总成20和转子总成30之间设置隔板组件40和/或在壳体10上开设冷却流道122,以使得冷却剂可直接与定子总成20接触,以高效地让冷却剂与定子总成20完成热交换,提高轴向磁通电机1的冷却效率。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (27)
1.一种轴向磁通电机,其特征在于,所述轴向磁通电机包括壳体、定子总成、转子总成以及隔板组件,所述壳体用于形成一容置空间,所述定子总成和所述转子总成沿所述轴向磁通电机的轴向排布于所述容置空间内,所述隔板组件包括隔板主体,所述隔板主体设置于所述定子总成与所述转子总成之间,所述壳体与所述隔板主体配合,形成用于容纳冷却剂和所述定子总成的冷却空间,所述冷却空间内的冷却剂直接接触所述定子总成。
2.根据权利要求1所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述壳体包括端板部,所述端板部的内端面朝向所述定子总成背离所述转子总成一侧设置,所述端板部的内端面与所述隔板主体沿所述轴向间隔设置,在所述轴向上限定所述冷却空间的两侧边界。
3.根据权利要求1或2所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述壳体包括沿所述轴向磁通电机的径向嵌套设置的两个筒状部,所述两个筒状部分别与所述隔板主体密封配合,所述冷却空间呈环形设置。
4.根据权利要求3所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述两个筒状部包括第一筒状部以及环绕所述第一筒状部设置的第二筒状部,所述第一筒状部和所述第二筒状部朝向所述定子总成延伸,所述第一筒状部供所述转子总成的转轴部通过,所述隔板主体包括内环匹配部以及环绕所述内环匹配部设置的外环匹配部,其中所述内环匹配部与所述第一筒状部密封配合,所述外环匹配部与所述第二筒状部密封配合。
5.根据权利要求4所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述隔板主体嵌入于所述第二筒状部的内部,所述外环匹配部的外周面与所述第二筒状部的内周面之间形成密封配合,并且/或者所述内环匹配部上设置有第三筒状部,所述第三筒状部与所述第一筒状部接插并在二者之间形成密封配合。
6.根据权利要求5所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述第三筒状部接插于所述第一筒状部的外围,所述轴向磁通电机还包括设置于所述第一筒状部内的轴承,所述隔板主体包括集油板,所述集油板与所述第一筒状部配合形成储油池。
7.根据权利要求6所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述集油板与所述第三筒状部连接,并沿所述轴向磁通电机的径向朝向所述第三筒状部内部延伸。
8.根据权利要求1所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述定子总成包括定子铁芯和绕设于所述定子铁芯上的线圈,所述定子铁芯上设置有多个定子槽,所述线圈嵌入于所述多个定子槽内,所述隔板主体包括分别与所述多个定子槽位置对应的多个嵌入筋,各所述嵌入筋分别嵌入于对应的定子槽内。
9.根据权利要求8所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述壳体包括第一筒状部以及环绕所述第一筒状部设置的第二筒状部,所述第一筒状部和所述第二筒状部朝向所述定子总成延伸,所述第一筒状部供所述转子总成的转轴部通过,所述隔板主体包括内环匹配部以及环绕所述内环匹配部设置的外环匹配部,所述内环匹配部与所述第一筒状部密封配合,所述外环匹配部与所述第二筒状部密封配合,所述多个定子槽和所述多个嵌入筋分别相对于所述轴向呈放射状展开,所述多个嵌入筋分别与所述内环匹配部和/或所述外环匹配部连接。
10.根据权利要求8或9所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述隔板主体还包括用于封堵所述多个嵌入筋之间间隙的封堵板。
11.根据权利要求9所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述内环匹配部和/或所述外环匹配部与所述定子总成密封配合。
12.根据权利要求1所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述隔板组件包括加强件,所述加强件呈筒状设置,并支撑于所述隔板主体背离所述定子总成的一侧,所述转子总成设置于所述加强件内。
13.根据权利要求12所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述加强件设置成与所述壳体抵接。
14.根据权利要求1所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述隔板组件沿所述轴向磁通电机的周向设置有多个间隔排布的泄压孔。
15.根据权利要求14所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述转子总成与所述隔板主体沿所述轴向间隔设置,并形成气隙,所述泄压孔用于连通所述气隙与所述隔板组件的外部空间。
16.根据权利要求1所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述隔板组件还设置有回流孔,从所述冷却空间渗透至所述隔板组件内的冷却剂经过所述回流孔排出到所述隔板组件的外部空间。
17.根据权利要求16所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述隔板组件包括加强件,所述加强件呈筒状设置,并支撑于所述隔板主体背离所述定子总成的一侧,所述转子总成设置于所述加强件内,所述回流孔设置于所述加强件上。
18.根据权利要求17所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述加强件还设置有多个泄压孔,所述多个泄压孔沿所述轴向磁通电机的周向间隔排布于所述加强件朝向所述隔板主体的边缘,所述回流孔沿所述轴向相对于所述加强件的两侧边缘居中设置。
19.根据权利要求1所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述定子总成包括定子铁芯和绕设于所述定子铁芯上的线圈,所述定子铁芯呈环状设置,所述线圈沿所述轴向磁通电机的径向突出于所述定子铁芯的相对两侧环面,以形成内环线圈部和外环线圈部,所述内环线圈部和/或所述外环线圈部位于所述冷却空间内,所述冷却空间内的冷却剂直接接触所述内环线圈部和/或所述外环线圈部。
20.根据权利要求1所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述壳体包括端板部,所述端板部的内端面朝向所述定子总成背离所述转子总成一侧设置,所述端板部的内端面、所述隔板主体朝向所述端板部的一侧和/或所述定子总成上设置有冷却流道,所述冷却空间内的冷却剂沿所述冷却流道流动。
21.根据权利要求1所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述定子总成包括沿所述轴向间隔设置第一定子组件和第二定子组件,所述转子总成位于所述第一定子组件和第二定子组件之间,所述隔板主体包括第一隔板主体和第二隔板主体,所述第一隔板主体与所述壳体配合形成用于容纳所述冷却剂和所述第一定子组件的第一冷却空间,所述第二隔板主体与所述壳体配合形成用于容纳所述冷却剂和所述第二定子组件的第二冷却空间。
22.根据权利要求21所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述隔板组件上设置有连通通道,所述连通通道用于连通所述第一冷却空间和所述第二冷却空间。
23.根据权利要求22所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述连通通道包括第一连通通道和第二连通通道,所述第一连通通道和第二连通通道沿所述轴向磁通电机的径向相对设置。
24.根据权利要求23所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述壳体包括沿所述轴向间隔设置的第一端板部和第二端板部,所述定子总成和所述转子总成沿所述轴向排布于所述第一端板部和所述第二端板部之间,所述第一端板部和所述第二端板部中的一者上设置有入液口和出液口,所述入液口和所述出液口分别沿所述轴向磁通电机的轴向与所述第一连通通道和所述第二连通通道相对设置。
25.根据权利要求22-24任意一项所述的轴向磁通电机,其特征在于,所述隔板组件还包括连接于所述第一隔板主体和所述第二隔板主体之间的加强件和通道件,所述加强件呈筒状设置,所述转子总成设置于所述加强件内,所述通道件设置于所述加强件的外部,所述连通通道设置于所述通道件上。
26.一种电动设备,其特征在于,所述电动设备包括如权利要求1-25任意一项所述的轴向磁通电机。
27.一种交通工具,其特征在于,所述交通工具包括如权利要求1-25任意一项所述的轴向磁通电机。
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