CN220325353U - 一种电机定子的冷却结构、电机定子、轴向磁通电机及车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电机定子的冷却结构、电机定子、轴向磁通电机及车辆,电机定子的冷却结构包括:环状的壳体,壳体包括沿径向相对设置的内侧和外侧,壳体内靠近内侧环绕设有多个呈辐射状分布的冷却通道,壳体内靠近外侧设有沿周向分布的环形通道,多个冷却通道分别与环形通道连通;壳体在相邻两个冷却通道之间设有安装槽,定子绕组嵌设于安装槽内。在本申请的冷却结构中,通过在每个定子绕组的两侧均设置冷却通道,可以增加冷却通道与定子绕组之间的换热面积,进而有助于提高对每个定子绕组的散热效率,降低电机中定子绕组的温升,从而降低定子绕组的损耗,提升电机的工作效率。
Description
技术领域
本申请属于电机技术领域,具体涉及一种电机定子的冷却结构、电机定子、轴向磁通电机及车辆。
背景技术
轴向磁通电机以其结构扁平紧凑、功率(转矩)密度高等优点受到人们的广泛的关注,作为一种很有潜力的高功率(转矩)密度电机,轴向磁通电机在航空航天、舰船推进、电动汽车等受重量和空间受限的使用领域具有很好的应用前景。通常,轴向磁通电机包括定子和转子,其中,定子由线圈缠绕定子铁心制成,在电机工作过程中,线圈通电会产生热量,由于轴向磁通电机整体结构比较紧凑,使得定子的散热比较困难。
相关技术中,通过在定子的内周或外周环绕设置冷却管,以对定定子中的线圈绕组进行散热。然而,采用这种环绕设置冷却管的散热方式,其散热效果有限,不能满足对定子的冷却需求。
发明内容
本申请旨在提供一种电机定子的冷却结构、电机定子、轴向磁通电机及车辆,至少解决相关技术中的电机定子采用环绕设置冷却管散热,其散热效果有限,不能满足对电机定子的冷却需求的问题之一。
为了解决上述技术问题,本申请是这样实现的:
第一方面,本申请实施例提出了一种电机定子的冷却结构,用于冷却电机定子中的定子绕组,包括:环状的壳体,所述壳体具有沿径向相对设置的内侧和外侧;
所述壳体内靠近所述内侧环绕设有多个呈辐射状分布的冷却通道,所述壳体内靠近所述外侧设有沿周向分布环形通道,所述多个冷却通道分别与所述环形通道连通;所述壳体在相邻两个所述冷却通道之间设有安装槽,所述定子绕组嵌设于所述安装槽内。
可选地,所述壳体包括:环形本体以及多个冷却翅;
所述环形本体包括沿径向相对设置的内侧壁和外侧壁,所述多个冷却翅呈辐射状环绕连接于所述内侧壁,所述冷却通道设于所述冷却翅内,相邻两个所述冷却翅与所述环形本体限定出所述安装槽;所述环形通道设于所述环形本体内,所述外侧壁上设有与所述环形通道连通的进液口和出液口。
可选地,所述环形本体包括:环状的第一壳体,以及环设于所述第一壳体外侧的第二壳体;
所述第一壳体上沿周向设有第一凹槽,所述第二壳体上沿周向设有第二凹槽,所述第一凹槽与所述第二凹槽配合以形成所述环形通道;
所述多个冷却翅连接于所述第一壳体背离所述第二壳体的一侧,所述冷却通道与所述第一凹槽连通;所述进液口和所述出液口设于所述第二壳体背离所述第一壳体的一侧,所述进液口和所述出液口分别与所述第二凹槽连通。
可选地,所述电机定子结构还包括:密封件;
所述第一凹槽具有槽底和槽壁,沿所述第一壳体的轴线方向,所述槽壁分设于所述槽底的两侧,所述槽壁朝向所述第二壳体的一侧设有密封槽,所述密封件设于所述密封槽内,且所述密封件与所述第二壳体贴合。
可选地,所述槽底沿周向设有分隔筋,所述分隔筋将所述环形通道分隔为至少两个子通道,所述至少两个子通道分别与所述进液口、所述出液口以及所述多个冷却通道连通。
可选地,所述多个冷却翅与所述第二壳体为一体成型结构。
可选地,由所述冷却翅靠近所述环形本体的一端到所述冷却翅远离所述环形本体的一端,所述冷却翅的截面面积递减。
第二方面,本申请实施例提出了一种电机定子,包括:多个定子绕组,以及上述任一项所述的电机定子的冷却结构;多个所述定子绕组分别嵌设于所述安装槽内。
可选地,所述定子绕组包括:绝缘骨架、定子铁心和定子线圈;
所述绝缘骨架设于所述安装槽内,所述定子线圈缠绕于所述绝缘骨架的外侧;沿第一方向,所述绝缘骨架内设有贯穿的安装孔,所述定子铁心至少部分穿设于所述安装孔内,所述第一方向平行于所述壳体的轴线方向。
可选地,所述定子铁心包括:限位部和连接部;
沿所述第一方向,所述限位部分设于所述连接部的两端,所述连接部穿设于所述安装孔内,所述限位部与所述绝缘骨架沿所述第一方向的两端抵接。
可选地,所述连接部在垂直于所述第一方向的平面上的投影面积为S1,所述限位部在垂直于所述第一方向的平面上的投影面积为S2,满足:S2>S1。
第三方面,本申请实施例提出了一种轴向磁通电机,包括上述任一项所述的电机定子。
第四方面,本申请实施例提出了一种车辆,包括上述轴向磁通电机。
在本申请的实施例中,电机定子的冷却结构包括环状的壳体,在环形壳体内设有相互连通的环形通道以及多个沿径向呈辐射状分布的冷却通道,将换热介质通入环形通道内,换热介质流经各个冷却通道,通过热交换可以带走嵌设于相邻两个冷却通道之间的定子绕组所产生的热量,从而实现对定子绕组的散热作用。在本申请的冷却结构中,通过在每个定子绕组的两侧均设置冷却通道,可以增加冷却通道与定子绕组之间的换热面积,有助于提高对每个定子绕组的散热效率,降低电机中定子绕组的温升,从而降低定子绕组的损耗,提升电机的工作效率。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本申请实施例的电机定子的冷却结构的示意图;
图2是根据本申请实施例的电机定子的冷却结构与电子绕组的组装示意图;
图3是根据本申请实施例的第一壳体的示意图;
图4是根据本申请实施例的第二壳体的示意图;
图5是根据本申请实施例的密封件的示意图;
图6是根据本申请实施例的电机定子的示意图;
图7是根据本申请实施例的电机定子的俯视图;
图8是根据本申请实施例的多个定子绕组的组装示意图;
图9是根据本申请实施例的定子绕组的示意图;
图10是根据本申请实施例的定子线圈缠绕绝缘骨架的示意图;
图11是根据本申请实施例的绝缘骨架的示意图;
图12是根据本申请实施例的定子铁心的示意图;
图13是根据本申请实施例的轴向磁通电机的示意图;
图14是根据本申请实施例的电机转子的示意图。
附图标记:
10:电机定子的冷却结构;100:壳体;100a:环形本体;A:内侧壁;B:外侧壁;101:环形通道;102:进液口;103:出液口;110:第一壳体;110a:第一凹槽;111:槽底;112:槽壁;113:密封槽;114:分隔筋;120:第二壳体;120a:第二凹槽;30:电机定子;200:定子绕组;210:绝缘骨架;211:安装孔;220:定子铁心;221:限位部;222:连接部;230:定子线圈;300:冷却翅;310:冷却通道;320:安装槽;400:密封件;X:第一方向;20:电机转子;21:转子铁心;22:永磁体。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的描述中,需要理解的是,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的限制。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合附图,通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的电机定子结构、轴向磁通电机及车辆进行详细地说明。
如图1至图3所示,根据本申请一些实施例的电机定子的冷却结构10,包括:环状的壳体100,壳体100具有沿径向相对设置的内侧和外侧,壳体100内靠近内侧环绕设有多个呈辐射状分布的冷却通道310,壳体100内靠近外侧设有沿周向分布的环形通道101,多个冷却通道310分别与环形通道101连通;壳体100在相邻两个冷却通道310之间设有安装槽320,定子绕组200嵌设于安装槽320内。
在本申请实施例中,电机定子的冷却结构10包括环状的壳体100,在环形壳体100内设有相互连通的环形通道101以及多个沿径向呈辐射状分布的冷却通道310,将换热介质通入环形通道101内,换热介质流经各个冷却通道310,通过热交换可以带走嵌设于相邻两个冷却通道310之间的定子绕组200所产生的热量,从而实现对定子绕组200的散热作用。在本申请的电机定子的冷却结构10中,通过在每个定子绕组200的两侧设置冷却通道310,可以增加冷却通道310与定子绕组200之间的换热面积,有助于提高对每个定子绕组200的散热效率,降低电机中定子绕组200的温升,从而降低定子绕组200的损耗,提升电机的工作效率。
如图13所示,本申请中的电机定子的冷却结构10可以应用于轴向磁通电机的电机定子30中,用于对电机定子30中的定子绕组200进行冷却。其中,轴向磁通电机可以包括电机转子20和电机定子30,电机转子20与电机定子30之间可相对转动,通过向电机定子30的定子绕组200中通入电流,在磁场作用下,可以驱动电机转子20转动。
在一些实施例中,壳体100可以采用一体式结构,例如,可以采用3D打印等加工工艺直接制备得到包括环形通道310和多个冷却通道310的壳体100,这样,可以减小壳体100上所需要设置的密封点,提升壳体100整体的密封性能。
当然,壳体100也可以采用分体式结构,将壳体100设置为至少两个部件组成,通过对各个部件分别加工后,经过组装得到壳体100。壳体100采用分体式结构,便于对壳体100的加工制造,以及方便使用过程中对壳体100内部的清洗维护。
在另一些实施例中,可以在壳体100中设置进液口102和出液口103,使进液口102和出液口103分别与环形通道101或者冷却通道310连通,以便从进液口102处将热介质注入壳体100内,以及将壳体100的热介质从出液口103处排出。
在具体地应用中,本申请中的壳体100可以与外部的冷却系统连接,通过将壳体100上的进液口102和出液口103分别与冷却系统连通,通过冷却系统可以经由进液口102向环形通道101内注入换热介质,以及将环形通道101内的换热介质经由出液口103回流至冷却系统中,进而利用冷却系统向电机定子的冷却结构10中提供循环流动的换热介质,以实现对电机定子的冷却结构10的散热。
在一些实施例中,所通入的换热介质可以包括水、油、熔盐等能够实现热交换的介质,本领域技术人员可以根据实际使用需要选用合适的换热介质,本申请在此不做限制。
可选地,如图1和图2所示,壳体100包括环形本体100a以及多个冷却翅300;环形本体100a包括沿径向相对设置的内侧壁A和外侧壁B,多个冷却翅300呈辐射状环绕连接于内侧壁A,冷却通道310设于冷却翅300内,相邻两个冷却翅300与环形本体100a限定出安装槽320;环形通道310设于环形本体100a内,外侧壁B上设有与环形通道310连通的进液口102和出液口103。
具体地,壳体100包括环形本体100a,在环形本体100a内形成有沿周向分布的环形通道101,环形本体100a沿其径向具有内侧壁A和外侧壁B,在环形本体100a的内侧壁A上环绕设有多个冷却翅300,多个冷却翅300间隔排布。每个冷却翅300的一端与环形本体100a的内侧壁A连接,冷却翅300的另一端沿环形本体100a的径向朝向环形本体100a的中心方向延伸,相邻两个冷却翅300与环形本体100a限定出安装槽320。
其中,如图3所示,每个冷却翅300内设有冷却通道310,各个冷却翅300的冷却通道310均与环形本体100a内的环形通道101连通。如图1所示,在环形本体100a的外侧壁B上间隔设有进液口102和出液口103,进液口102用于将换热介质通入环形通道101内,出液口103用于将环形通道101内的换热介质排出,以实现环形通道101内的换热介质循环。
可以理解的是,通常定子绕组200中包括定子线圈230,定子线圈230在通电工作过程中,容易发热产生热量,如果不能及时散热,会导致定子绕组200的温度升高,定子绕组200的电阻会随着温度的升高而升高,导致定子绕组200的损耗增加,影响了电机的工作效率,严重时甚至导致电机烧坏。
而在本申请的电机定子的冷却结构10中,通过设置环形本体100a和多个冷却翅300,将定子绕组200嵌设于相邻两个冷却翅300之间的安装槽320内,利用换热介质在环形通道101以及冷却通道310中的循环流动,带走定子绕组200工作过程中所产生的热量,实现对定子绕组200的散热作用。并且,通过将定子绕组200设置在两个冷却翅300之间,可以增加冷却翅300与定子绕组200的换热面积,有助于提升对定子绕组200的散热效率,降低定子绕组200的温升,从而降低定子绕组200的损耗,提升电机的工作效率。
需要说明的是,环形本体100a的内侧壁A上所设置的冷却翅300的数量以及相邻两个冷却翅300之间的安装槽320的大小,可以根据电机定子的冷却结构10中的定子绕组200的结构和数量来确定,本申请实施例在此不做限制。
可选地,如图3和图4所示,环形本体100a包括:环状的第一壳体110,以及环设于第一壳体110外侧的第二壳体120;第一壳体110上沿周向设有第一凹槽110a,第二壳体120上沿周向设有第二凹槽120a,第一凹槽110a与第二凹槽120a配合以形成环形通道101;多个冷却翅300连接于第一壳体110背离第二壳体120的一侧,冷却通道310与第一凹槽110a连通;进液口102和出液口103设于第二壳体120背离第一壳体110的一侧,进液口102和出液口103分别与第二凹槽120a连通。
在本申请实施例中,第一壳体110上设有第一凹槽110a,第二壳体120上设有第二凹槽120a,由第一壳体110和第二壳体120对接可以形成内部具有环形通道101的壳体100。在实际加工过程中,可以先加工得到第一壳体110和第二壳体120,再经过组装得到壳体100,这样,方便实际对壳体100的加工制造。此外,将壳体设置为分体式结构,通过拆卸第一壳体110和第二壳体120,方便对壳体100内的环形通道101进行清洗维护,有助于提升电机定子的冷却结构10的性能稳定性。
具体地,环形本体100a包括环状的第一壳体110和环状的第二壳体120,第二壳体120设置于第一壳体110的径向外侧,第一壳体110朝向第二壳体120的一侧沿周向设有第一凹槽110a,第二壳体120朝向第一壳体110的一侧沿周向设有第二凹槽120a,第一凹槽110a的结构与第二凹槽120a的结构相适配,通过第一凹槽110a与第二凹槽120a配合可以形成环形通道101。
其中,第一壳体110沿径向的内侧即为内侧壁A,在第一壳体110沿径向的内侧环绕设置多个冷却翅300,每个冷却翅300的冷却通道310均与第一凹槽110a连通。第二壳体120沿径向的外侧即为外侧壁B,在第二壳体120沿径向的外侧设置进液口102和出液口103,进液口102和出液口103分别与第二凹槽120a连通。
在一些实施例中,第一壳体110和第二壳体120可以采用不导电的刚性材料制成,以确保第一壳体110和第二壳体120具有一定的机械强度,例如,第一壳体110和第二壳体120可以采用铝合金制成。
当然,第一壳体110和第二壳体120还可以选用其它的不导电刚性材料制成,本领域技术人员可以根据实际需要进行选用,本申请对此不做限制。
在一些实施例中,如图3所示,多个冷却翅300与第二壳体120之间可以采用分体式结构。通过分别对冷却翅300和第二壳体120分别单独加工,进而再将多个冷却翅300呈辐射状连接在第二壳体120的内侧。这样,通过设置分体式结构,方便实际对第二壳体120以及冷却翅300的加工制造。
可选地,如图3所示,多个冷却翅300与第二壳体120为一体成型结构。
在本申请实施例中,通过将多个冷却翅300与第二壳体120设为一体成型结构,通过一体加工的方式加工得到带有多个冷却翅300的第二壳体120。这样,可以减少在每个冷却翅300与第二壳体120连接处所需设置的密封点,从而能够提升壳体100内部的密封性能。
可选地,如图3至图5所示,电机定子的冷却结构10还包括:密封件400;第一凹槽110a具有槽底111和槽壁112,沿第一壳体110的轴线方向,槽壁112分设于槽底111的两侧,槽壁112朝向第二壳体120的一侧设有密封槽113,密封件400设于密封槽113内,且密封件400与第二壳体120贴合。
在本申请实施例中,通过在第一壳体110和第二壳体120之间设置密封件400,利用密封件400可以起到对第一壳体110和第二壳体120在连接处的密封作用,从而有助于提升壳体100内部的密封性,避免换热介质在环形通道101内流动时出现泄露,从而提升电机定子的冷却结构10的安全性。
具体地,密封件400可以设为环形密封圈或环形密封垫,密封件400分别与第一壳体110和第二壳体120贴合,通过第一壳体110和第二壳体120对密封件400形成挤压,以使密封件400产生弹性变形,在密封件400的弹性回弹作用下,可以实现第一壳体110与第二壳体120之间的密封。
在一些实施例中,密封件400可以选用弹性密封材料制成,例如,可以选用乙丙橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、聚氨酯弹性体等弹性密封材料,也可以选用其它类型的密封材料制成,本申请在此不做限制。
可选地,如图3所示,第一凹槽110a的槽底111沿周向设有分隔筋114,分隔筋114将环形通道101分隔为至少两个子通道,至少两个子通道分别与进液口102、出液口103以及多个冷却翅300的冷却通道310连通。
在本申请实施例中,通过在第一凹槽110a的槽底111设置沿周向延伸的分隔筋114,利用分隔筋114可以将环形本体100a内部的环形通道101分隔成至少两个子通道。这样,在换热介质由进液口102通入后,可以被分流成多个支流,多个支流分别沿不同的子通道流动,从而提升环形通道101内的换热介质的流动均匀性,有助于提高多个冷却翅300之间的换热均匀性,提升电机定子的冷却结构10的散热效果。
可以理解的是,基于流体力学原理,换热介质从进液口102进入环形通道101后,随着流动距离的增加,换热介质的流量和流速会减小,与环形通道101连通的多个冷却翅300中,不同位置的冷却翅300之间可能会存在换热介质分布不匀。
本申请中通过设置分隔筋114,将环形通道101分隔为多个子通道,在换热介质由进液口102进入环形通道101内后,可以沿不同的路径流动,以便使换热介质更容易进入不同的冷却翅300内,从而能够提升不同冷却翅300内的换热介质的均匀性。
可选地,如图1所示,由冷却翅300靠近壳体100的一端到所述冷却翅300远离壳体100的一端,冷却翅300的截面面积递减。示例性地,可以将冷却翅300设置为楔形结构。
在本申请实施例中,通过设置冷却翅300靠近壳体100的一端到远离环形本体100a的一端呈横截面逐渐减小,使多个冷却翅300与多个定子绕组200相适配,进而可以形成环状的电机定子的冷却结构10,以满足电机定子的冷却结构10的实际装配需求。同时,通过设置冷却翅300成截面面积递减的结构,便于将冷却翅300插入相邻两个定子绕组200之间,以增大冷却翅300与定子绕组200的接触面积,从而提升对定子绕组200的散热效果。
其中,冷却翅300的截面面积是指冷却翅300在沿垂直于壳体100的径向方向的横截面的面积。
可选地,如图6所示,本申请实施例还提供一种电机定子30,包括:多个定子绕组200,以及上述任意实施例中的电机定子的冷却结构10;多个定子绕组200分别嵌设于安装槽320内。
在本申请实施例中,电机定子30包括电机定子的冷却结构10,在环形壳体100内设有相互连通的环形通道101以及多个沿径向呈辐射状分布的冷却通道310,将换热介质通入环形通道101内,换热介质流经各个冷却通道310,通过热交换可以带走嵌设于相邻两个冷却通道310之间的定子绕组200所产生的热量,从而实现对定子绕组200的散热作用。在本申请的电机定子的冷却结构10中,通过在每个定子绕组200的两侧设置冷却通道310,可以增加冷却通道310与定子绕组200之间的换热面积,有助于提高对每个定子绕组200的散热效率,降低电机中定子绕组的温升,从而降低定子绕组的损耗,提升电机的工作效率。
具体地,在壳体100中每两个冷却通道310之间均设有安装槽320,将每个定子绕组200对应安装在一个安装槽320内,进而利用安装槽320两侧的冷却通道310可以同时对定子绕组200进行冷却。
可选地,如图9至图12所示,定子绕组200包括:绝缘骨架210、定子铁心220和定子线圈230;绝缘骨架210设于安装槽320内,定子线圈230缠绕于绝缘骨架210的外侧;沿第一方向X,绝缘骨架210内设有贯穿的安装孔211,定子铁心220至少部分穿设于安装孔211内,第一方向X平行于壳体100的轴线方向。
在本申请实施例中,通过将定子绕组200中的绝缘骨架210装入安装槽320内,定子线圈230缠绕于绝缘骨架210的外侧,可以增加定子线圈230与冷却通道310的换热面积,有助于提高冷却通道310与定子线圈230之间的换热效率,从而提升了定子绕组200的散热效果。
具体地,如图6和图8所示,电机定子30中包括多个定子绕组200,多个定子绕组200绕壳体100的轴线方向环形排布。其中,每个定子绕组200包括绝缘骨架210、定子铁心220和定子线圈230,绝缘骨架210装在安装槽320内,定子线圈230缠绕于绝缘骨架210的外侧,定子线圈230至少部分与冷却通道310相对设置,以便利用冷却通道310对定子线圈230进行散热。
进一步地,在绝缘骨架210内设有安装孔211,定子铁心220穿设于安装孔211的内,利用绝缘骨架210可以起到定子铁心220与定子线圈230之间的绝缘隔离作用,同时,绝缘骨架210具有一定机械强度,可以起到对定子线圈230的支撑作用。在实际应用中,通过向定子线圈230通电,可使定子铁心220中产生电磁场。
在一些实施例中,绝缘骨架210可以选用绝缘材料制成,例如,选用聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、陶瓷等绝缘材料制成,绝缘骨架210还可以采用其它的绝缘材料制成,本申请在此不做限制。
可选地,如图12所示,定子铁心220包括:限位部221和连接部222;沿第一方向X,限位部221分设于连接部222的两端,连接部222穿设于安装孔211内,限位部221与绝缘骨架210沿第一方向X的两端抵接。
在本申请实施例中,通过设置定子铁心220包括限位部221和连接部222,限位部221分设于连接部222的两端,利用限位部221与绝缘骨架210的两端抵接,可以实现定子铁心220与绝缘骨架210之间的限位固定,避免定子铁心220在绝缘骨架210的安装孔211内发生较大移动,提高定子铁心220与绝缘骨架210的连接稳定性。
具体地,如图12所示,沿壳体100的轴线方向为第一方向X,沿第一方向X,可以设置定子铁心220包括第一铁心和第二铁心,第一铁心和第二铁心均包括连接部222和限位部221。组装时,将第一铁心的连接部222从安装孔211的上方插入,将第二铁心的连接部222从安装孔211的下方插入,通过粘接等方式将第一铁心和第二铁心的连接部222相互连接固定,以实现将定子铁心220装入安装孔211内,方便实际的安装操作。
可选地,如图12所示,连接部222在垂直于第一方向X的平面上的投影面积为S1,限位部221在垂直于第一方向X的平面上的投影面积为S2,满足:S2>S1。
在本申请实施例中,通过设置限位部221在垂直于第一方向X的平面上的投影面积S2大于连接部222在垂直于第一方向X的平面上的投影面积为S1,以便使限位部221至少部分与绝缘骨架210的端部抵接,起到定子铁心220与绝缘骨架210之间的限位作用,提升定子铁心220与绝缘骨架210的连接稳定性。
可选地,如图13所示,本申请实施例还提供一种轴向磁通电机,包括上述实施例中的电机定子30。
在本申请实施例中,电机定子30包括电机定子的冷却结构10,在环形壳体100内设有相互连通的环形通道101以及多个沿径向呈辐射状分布的冷却通道310,将换热介质通入环形通道101内,换热介质流经各个却通道310,通过热交换可以带走嵌设于相邻两个冷却通道310之间的定子绕组200所产生的热量,从而实现对定子绕组200的散热作用。通过在每个定子绕组200的两侧设置冷却通道310,可以增加冷却通道310与定子绕组200之间的换热面积,有助于提高对每个定子绕组200的散热效率,降低电机中定子绕组200的温升,从而降低定子绕组200的损耗,提升电机工作效率。
在一些实施例中,轴向磁通电机还包括:电机转子20和旋转轴,旋转轴依次穿设于电机转子20和电机定子30,沿旋转轴的轴线方向,电机转子20和电机定子30并排设置。其中,电机转子20与旋转轴固定连接,电机定子30与旋转轴活动连接。
在具体地应用中,通过向电机定子30中的多个定子绕组200通电,以使多个定子绕组200产生电磁场,在磁力作用下,可以驱动电机转子20带动旋转轴转动,以实现驱动作用。
其中,如图14所示,电机转子20可以包括转子铁心21和多个永磁体22,转子铁心21呈环状结构,多个永磁体22呈环形排布于转子铁心21的一侧。在电机转子20与电机定子30配合时,转子铁心21设有永磁体22的一侧朝向电机定子30设置。
在一些实施例中,轴向磁通电机中的电机转子20和电机定子30的数量均可以设置为多个,通过将电机转子20和电机定子30沿旋转轴的轴线方向并排设置,可以组装得到不同结构的轴向磁通电机,以满足不同的使用性能。
需要说明的是,本申请中的轴向磁通电机可以包括上述任意实施例中的电机定子30,电机定子30的具体结构可以参见前述内容,本申请实施例在此不再赘述。
可选地,本申请实施例还提供一种车辆,包括上述实施例中的轴向磁通电机。
具体地,车辆中安装有轴向磁通电机,以利用轴向磁通电机为车辆提供驱动力,其中,轴向磁通电机中设有电机定子的冷却结构10。
在本申请实施例中,电机定子的冷却结构10包括环状的壳体100,在环形壳体100内设有相互连通的环形通道101以及多个沿径向呈辐射状分布的冷却通道310,将换热介质通入环形通道101内,换热介质流经各个冷却通道310,通过热交换可以带走嵌设于相邻两个冷却通道310之间的定子绕组200所产生的热量,从而实现对定子绕组200的散热作用。在本申请的电机定子的冷却结构10中,通过在每个定子绕组200的两侧设置冷却通道310,可以增加冷却通道310与定子绕组200之间的换热面积,有助于提高对每个定子绕组200的散热效率,降低电机中定子绕组200的温升,从而降低定子绕组200的损耗,提升电机的工作效率。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (13)
1.一种电机定子的冷却结构,用于冷却电机定子中的定子绕组,其特征在于,包括:环状的壳体,所述壳体具有沿径向相对设置的内侧和外侧;
所述壳体内靠近所述内侧环绕设有多个呈辐射状分布的冷却通道,所述壳体内靠近所述外侧设有沿周向分布的环形通道,所述多个冷却通道分别与所述环形通道连通;所述壳体在相邻两个所述冷却通道之间设有安装槽,所述定子绕组嵌设于所述安装槽内。
2.根据权利要求1所述的电机定子的冷却结构,其特征在于,所述壳体包括:环形本体以及多个冷却翅;
所述环形本体包括沿径向相对设置的内侧壁和外侧壁,所述多个冷却翅呈辐射状环绕连接于所述内侧壁,所述冷却通道设于所述冷却翅内,相邻两个所述冷却翅与所述环形本体限定出所述安装槽;所述环形通道设于所述环形本体内,所述外侧壁上设有与所述环形通道连通的进液口和出液口。
3.根据权利要求2所述的电机定子的冷却结构,其特征在于,所述环形本体包括:环状的第一壳体,以及环设于所述第一壳体外侧的第二壳体;
所述第一壳体上沿周向设有第一凹槽,所述第二壳体上沿周向设有第二凹槽,所述第一凹槽与所述第二凹槽配合以形成所述环形通道;
所述多个冷却翅连接于所述第一壳体背离所述第二壳体的一侧,所述冷却通道与所述第一凹槽连通;所述进液口和所述出液口设于所述第二壳体背离所述第一壳体的一侧,所述进液口和所述出液口分别与所述第二凹槽连通。
4.根据权利要求3所述的电机定子的冷却结构,其特征在于,所述冷却结构还包括:密封件;
所述第一凹槽具有槽底和槽壁,沿所述第一壳体的轴线方向,所述槽壁分设于所述槽底的两侧,所述槽壁朝向所述第二壳体的一侧设有密封槽,所述密封件设于所述密封槽内,且所述密封件与所述第二壳体贴合。
5.根据权利要求4所述的电机定子的冷却结构,其特征在于,所述槽底沿周向设有分隔筋,所述分隔筋将所述环形通道分隔为至少两个子通道,所述至少两个子通道分别与所述进液口、所述出液口以及所述多个冷却通道连通。
6.根据权利要求3所述的电机定子的冷却结构,其特征在于,所述多个冷却翅与所述第二壳体为一体成型结构。
7.根据权利要求2所述的电机定子的冷却结构,其特征在于,由所述冷却翅靠近所述环形本体的一端到所述冷却翅远离所述环形本体的一端,所述冷却翅的截面面积递减。
8.一种电机定子,其特征在于,包括:多个定子绕组,以及如权利要求1~7任一项所述的电机定子的冷却结构;多个所述定子绕组分别嵌设于所述安装槽内。
9.根据权利要求8所述的电机定子,其特征在于,所述定子绕组包括:绝缘骨架、定子铁心和定子线圈;
所述绝缘骨架设于所述安装槽内,所述定子线圈缠绕于所述绝缘骨架的外侧;沿第一方向,所述绝缘骨架内设有贯穿的安装孔,所述定子铁心至少部分穿设于所述安装孔内,所述第一方向平行于所述壳体的轴线方向。
10.根据权利要求9所述的电机定子,其特征在于,所述定子铁心包括:限位部和连接部;
沿所述第一方向,所述限位部分设于所述连接部的两端,所述连接部穿设于所述安装孔内,所述限位部与所述绝缘骨架沿所述第一方向的两端抵接。
11.根据权利要求10所述的电机定子,其特征在于,所述连接部在垂直于所述第一方向的平面上的投影面积为S1,所述限位部在垂直于所述第一方向的平面上的投影面积为S2,满足:S2>S1。
12.一种轴向磁通电机,其特征在于,包括如权利要求8~11任一项所述的电机定子。
13.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求12所述的轴向磁通电机。
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