DE102016101495A1 - Drive motor and vehicle equipped therewith - Google Patents
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Abstract
Ein Antriebsmotor und ein Fahrzeug, das einen solchen aufweist, werden bereitgestellt. Der Antriebsmotor umfasst einen Rotorkern (10) und einen den Rotorkern (10) umgebend angeordneten Statorkern (20), wobei der Antriebsmotor ferner Folgendes umfasst: einen durch den Rotorkern (10) und den Statorkern (20) hindurchführenden Gasumlaufkanal; und ein Gasantriebsteil, das innerhalb des Gasumlaufkanals angeordnet und dazu konfiguriert ist, Gas anzutreiben, damit es im Gasumlaufkanal zirkuliert. Der Antriebsmotor in der vorliegenden Anmeldung löst ein Problem eines Motors nach dem verwandten Stand der Technik, nämlich dass dieser ein schlechtes Wärmeableitungsvermögen aufweist.A drive motor and a vehicle including one are provided. The drive motor includes a rotor core and a stator core surrounding the rotor core, the drive motor further comprising: a gas circulation passage passing through the rotor core and the stator core; and a gas driving part disposed within the gas circulation passage and configured to drive gas to circulate in the gas circulation passage. The drive motor in the present application solves a problem of a related art motor, namely, that it has a poor heat dissipation capability.
Description
GEBIET TERRITORY
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich im Allgemeinen auf einen Fahrzeugbereich und genauer auf einen Antriebsmotor und ein Fahrzeug, das einen solchen aufweist. Embodiments of the present invention generally relate to a vehicle area, and more particularly to a drive motor and a vehicle having the same.
HINTERGRUND BACKGROUND
Bei laufenden Entwicklungen und zunehmender Ausgereiftheit eines Elektrofahrzeugs stellt das Elektrofahrzeug immer höhere Anforderungen an einen Antriebsmotor. Derzeit ist ein Dauermagnetmotor aufgrund seiner Vorteile einer hohen Leistungsfähigkeit und einer hohen Energiedichte die erste Wahl für den Antriebsmotor eines Elektrofahrzeugs. Da der Antriebsmotor des Fahrzeugs üblicherweise eine hohe Leistung und eine hohe Drehmomentdichte liefern muss, erzeugt der Antriebsmotor eine große Wärmemenge. With ongoing developments and increasing maturity of an electric vehicle, the electric vehicle is placing ever-higher demands on a drive motor. Currently, a permanent magnet motor is the first choice for the drive motor of an electric vehicle because of its advantages of high performance and high energy density. Since the drive motor of the vehicle usually has to supply high power and high torque density, the drive motor generates a large amount of heat.
Derzeit nutzen die Antriebsmotoren der meisten Elektrofahrzeuge eine Wasserkühlungsstruktur in einem Statorgehäuse, welche den Stator des Motors durch die Wärmeleitung eines Eisenkerns kühlt. Ein Teil der Motoren nutzt auch eine Fremdkühlungsstruktur, die den Motor durch Querlüftung kühlt. Currently, the drive motors of most electric vehicles use a water cooling structure in a stator housing, which cools the stator of the motor by the heat conduction of an iron core. Some of the engines also use a forced cooling structure that cools the engine through cross ventilation.
Der Antriebsmotor des Elektrofahrzeugs erfordert gewöhnlich hohe Leistungsdichte und hohe Drehmomentdichte, was somit eine gravierende Wärmeentwicklung durch den Motor verursacht. Um das Wärmeableitungsvermögen des Motors zu verbessern, werden die folgenden Mittel auf verwandtem Gebiet eingesetzt: The drive motor of the electric vehicle usually requires high power density and high torque density, thus causing severe heat generation by the engine. In order to improve the heat dissipation capacity of the engine, the following resources are used in a related field:
(1) Wasserkühlungsstruktur in einem Gehäuse (1) Water cooling structure in a housing
Bei Verwendung dieser Struktur ist das Gehäuse des Stators in eine innere Schicht und eine äußere Schicht unterteilt und es ist ein Wasserkanal zwischen der inneren Schicht und der äußeren Schicht vorgesehen, wobei üblicherweise zwei Arten von Wasserkanälen vorgesehen sind, d.h., ein Wasserkanal in der Art eines S und ein Wasserkanal des umgebenden Typs. In diesen Kühlmitteln wird ein guter Wärmeableitungseffekt des Stators geschaffen, da der Stator eng am Gehäusestator angebracht ist. Using this structure, the housing of the stator is divided into an inner layer and an outer layer and a water channel is provided between the inner layer and the outer layer, usually two types of water channels are provided, ie, a water channel in the manner of S and a water channel of the surrounding type. In these coolants, a good heat dissipation effect of the stator is provided because the stator is tightly attached to the housing stator.
Da jedoch ein Luftspalt zwischen dem Stator und dem Rotor vorgesehen ist, dient Luft in dem Spalt derzeit als Wärmedämmungsschicht und es kann Wärme im Rotor nur auf eine umliegende Umgebung durch Wärmeabstrahlung übertragen werden, was somit die Wahrscheinlichkeit zur Folge hat, dass sich die Wärme im Rotor staut. Allerdings ist ein Magnetstahl, der als Material für ein Kernteil des Dauermagnetmotors dient, genau am Rotor montiert, und somit nimmt die Leistung des Magnetstahls zugleich mit einem Temperaturanstieg des Rotors ab. Wenn die Temperatur des Rotors einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, verliert der Magnetstahl an Leistungsfähigkeit, und dies führt somit zu einer Beschädigung des gesamten Motors. However, since an air gap is provided between the stator and the rotor, air in the gap currently serves as a heat insulating layer and heat in the rotor can only be transmitted to a surrounding environment by heat radiation, thus resulting in the likelihood that the heat will be dissipated Rotor jams. However, a magnetic steel, which serves as a material for a core part of the permanent magnet motor, mounted on the rotor, and thus the performance of the magnetic steel decreases simultaneously with a temperature increase of the rotor. When the temperature of the rotor exceeds a certain threshold, the magnetic steel loses power, and thus, the entire engine is damaged.
(2) Fremdkühlungsstruktur (2) Foreign cooling structure
Bei Verwendung dieser Struktur muss ein offener Motor eingesetzt werden, das heißt, eine Lüftung zwischen Motorinnenseite und Motoraußenseite sollte vorgesehen sein, welche eine Schutzklasse des Motors stark reduziert, und somit kann der Motor in vielen Situationen die Anforderungen nicht erfüllen. Bei Verwendung der Luftkühlung beruht die Wärmeableitung des Eisenkerns des Motors außerdem völlig auf dem Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft durch Wärmeabstrahlung, wodurch eine begrenzte Wärmeableitungseffizienz geschaffen wird und somit ein Nennbetriebspunkt und ein Höchstbetriebspunkt des Motors begrenzt werden. When using this structure, an open engine must be used, that is, ventilation between the inside of the engine and the outside of the engine should be provided, which greatly reduces a protection class of the engine, and thus the engine can not meet the requirements in many situations. Moreover, when using the air cooling, the heat dissipation of the iron core of the engine relies entirely on the heat exchange with the ambient air by heat radiation, thereby providing a limited heat dissipation efficiency and thus limiting a rated operating point and a maximum operating point of the motor.
KURZFASSUNG SHORT VERSION
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind darauf ausgerichtet, einen Antriebsmotor und ein Fahrzeug, das einen solchen aufweist, bereitzustellen, um ein Problem eines Motors nach dem verwandten Stand der Technik zu lösen, nämlich dass dieser ein schlechtes Wärmeableitungsvermögen aufweist. Embodiments of the present invention are directed to providing a drive motor and a vehicle including the same so as to solve a problem of a related art motor, namely, that it has a poor heat dissipation capability.
Um die obige Zielvorgabe zu erfüllen, stellen Ausführungsformen nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Antriebsmotor, einschließlich eines Rotorkerns und eines den Rotorkern umgebend angeordneten Statorkerns, bereit, wobei der Antriebsmotor ferner Folgendes umfasst: einen durch den Rotorkern und den Statorkern hindurchführenden Gasumlaufkanal; und ein Gasantriebsteil, das innerhalb des Gasumlaufkanals angeordnet und dazu konfiguriert ist, Gas anzutreiben, damit es im Gasumlaufkanal zirkuliert. In order to achieve the above object, embodiments according to a first aspect of the present invention provide a drive motor including a rotor core and a stator core surrounding the rotor core, the drive motor further comprising: a gas circulation passage passing through the rotor core and the stator core; and a gas driving part disposed within the gas circulation passage and configured to drive gas to circulate in the gas circulation passage.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Gasumlaufkanal: eine erste Belüftungsöffnung, die im Rotorkern ausgebildet ist und durch ein erstes Ende und ein zweites Ende des Rotorkerns in einer axialen Richtung des Rotorkerns gebohrt ist; und eine zweite Belüftungsöffnung, die im Statorkern ausgebildet ist und durch ein erstes Ende und ein zweites Ende des Statorkerns in einer axialen Richtung des Statorkerns gebohrt ist. In some embodiments, the gas circulation passage includes: a first vent formed in the rotor core and drilled through a first end and a second end of the rotor core in an axial direction of the rotor core; and a second ventilation hole formed in the stator core and drilled through a first end and a second end of the stator core in an axial direction of the stator core.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Rotorkern einen ersten Rotorabschnitt und einen zweiten Rotorabschnitt, die in der axialen Richtung des Rotorkerns voneinander beabstandet sind, umfasst der Statorkern einen ersten Statorabschnitt und einen zweiten Statorabschnitt, die in der axialen Richtung des Statorkerns voneinander beabstandet sind, umfasst der Gasumlaufkanal ferner eine erste Verbindungslücke zwischen dem ersten Rotorabschnitt und dem zweiten Rotorabschnitt und eine zweite Verbindungslücke zwischen dem ersten Statorabschnitt und dem zweiten Statorabschnitt, wobei die erste Verbindungslücke mit der zweiten Verbindungslücke in Verbindung steht, die erste Verbindungslücke mit der ersten Belüftungsöffnung in Verbindung steht und die zweite Verbindungslücke mit der zweiten Belüftungsöffnung in Verbindung steht. In some embodiments, the rotor core includes a first rotor portion and a second rotor portion that are spaced apart in the axial direction of the rotor core, the stator core includes a first stator portion, and a second stator portion, which are spaced apart in the axial direction of the stator core, the gas circulation channel further comprises a first connection gap between the first rotor portion and the second rotor portion and a second connection gap between the first stator portion and the second stator portion, wherein the first connection gap with the second Connecting gap communicates, the first connection gap communicates with the first ventilation opening and the second connection gap is in communication with the second ventilation opening.
In einigen Ausführungsformen ist das Gasantriebsteil innerhalb der ersten Verbindungslücke und/oder der zweiten Verbindungslücke angeordnet, so dass das Gas in der ersten Belüftungsöffnung in die zweite Belüftungsöffnung tritt, nachdem es die erste Verbindungslücke und die zweite Verbindungslücke durchströmt hat. In some embodiments, the gas drive member is disposed within the first connection gap and / or the second connection gap such that the gas in the first ventilation opening enters the second ventilation opening after passing through the first connection gap and the second connection gap.
In einigen Ausführungsformen ist das Gasantriebsteil innerhalb der ersten Verbindungslücke angeordnet und umfasst eine Mehrzahl von Windleitungsseparatoren, die dazu konfiguriert sind, den ersten Rotorabschnitt mit dem zweiten Rotorabschnitt zu verbinden, und die in einer Umfangsrichtung des Rotorkerns voneinander beabstandet sind, und ist ein Windleitungsspalt zwischen zwei nebeneinanderliegenden Windleitungsseparatoren gebildet. In some embodiments, the gas drive member is disposed within the first connection gap and includes a plurality of wind line separators configured to connect the first rotor portion to the second rotor portion and spaced apart in a circumferential direction of the rotor core, and is a wind line gap between two formed adjacent wind line separators.
In einigen Ausführungsformen erstreckt sich der Windleitungsseparator in einer radialen Richtung des Rotorkerns. In some embodiments, the wind line separator extends in a radial direction of the rotor core.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Antriebsmotor ferner einen Windsperrring, der an einem äußeren Umfangsrand der zweiten Verbindungslücke angeordnet ist. In some embodiments, the drive motor further includes a wind-lock ring disposed at an outer peripheral edge of the second connection gap.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Antriebsmotor ferner ein Gehäuse, in dem der Rotorkern und der Statorkern angeordnet sind, sowie ein vordere Endplatte und eine hintere Endplatte, die das Gehäuse verschließen, und umfasst der Gasumlaufkanal ferner eine durch das Gehäuse, die vordere Endplatte, den Rotorkern und den Statorkern definierte erste Gasaufnahmekammer und eine durch das Gehäuse, die hintere Endplatte, den Rotorkern und den Statorkern definierte zweite Gasaufnahmekammer. In some embodiments, the drive motor further includes a housing in which the rotor core and the stator core are disposed, and a front end plate and a rear end plate that close the housing, and the gas circulation channel further includes a through the housing, the front end plate, the rotor core and the stator core defined first gas accommodating chamber and a second gas accommodating chamber defined by the housing, the rear end plate, the rotor core, and the stator core.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Antriebsmotor ferner ein Gehäuse, das dazu konfiguriert ist, den Rotorkern und den Statorkern aufzunehmen, und ist ein Kühlwasserkanal in einer Wand des Gehäuses gebildet. In some embodiments, the drive motor further includes a housing configured to receive the rotor core and the stator core, and a cooling water passage is formed in a wall of the housing.
Ausführungsformen nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung stellen ein Fahrzeug bereit, das einen Antriebsmotor gemäß den obigen Ausführungsformen einschließt. Embodiments according to a second aspect of the present invention provide a vehicle including a drive motor according to the above embodiments.
Der Antriebsmotor gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst den Rotorkern und den den Rotorkern umgebend angeordneten Statorkern. Da der Antriebsmotor den durch den Rotorkern und den Statorkern hindurchführenden Gasumlaufkanal umfasst und das Gasantriebsteil im Gasumlaufkanal angeordnet ist, kann das Gasantriebsteil das Gas im Gasumlaufkanal antreiben, damit es im Gasumlaufkanal strömt. Das Gas strömt durch den Rotorkern und den Statorkern im Gasumlaufkanal, um den Rotorkern und den Statorkern unter der Funktion eines Luftstroms weitgehend zu kühlen und somit das Wärmeableitungsvermögen des Antriebsmotors zu verbessern. The drive motor according to embodiments of the present invention includes the rotor core and the stator core surrounding the rotor core. Since the drive motor includes the gas circulation passage passing through the rotor core and the stator core, and the gas driving part is disposed in the gas circulation passage, the gas driving part can drive the gas in the gas circulation passage to flow in the gas circulation passage. The gas flows through the rotor core and the stator core in the gas circulation passage to largely cool the rotor core and the stator core under the function of airflow, thus improving the heat dissipation capability of the drive motor.
Der Antriebsmotor gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hat eine einfache Struktur und einen angenehmen Betrieb, verbessert eine Kühlwirkung des Rotorkerns und des Statorkerns, löst das Problem des Motors nach dem verwandten Stand der Technik, nämlich dass dieser ein schlechtes Wärmeableitungsvermögen aufweist, und reduziert stark den Temperaturanstieg des Antriebsmotors, wodurch der Nennbetriebspunkt des Motors verbessert, eine stabile Betriebsleistung des Antriebsmotors gesteigert und ein zuverlässiger Betrieb des Antriebsmotors gewährleistet wird. The drive motor according to embodiments of the present invention has a simple structure and a pleasant operation, improves a cooling effect of the rotor core and the stator core, solves the problem of the related art motor having poor heat dissipation capability, and greatly reduces the temperature rise of the drive motor, whereby the rated operating point of the motor improves, increases a stable operating performance of the drive motor and a reliable operation of the drive motor is ensured.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Zeichnungen, die Teil der vorliegenden Anmeldung sind, sorgen für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung, und veranschaulichende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie deren Beschreibungen sind als Erläuterung der vorliegenden Erfindung, jedoch nicht als unangemessene Einschränkung der vorliegenden Erfindung zu deuten, wobei: Drawings which are part of the present application provide a better understanding of the present invention, and illustrative embodiments of the present invention and the descriptions thereof are to be taken as an illustration of the present invention, but not as an undue limitation of the present invention, wherein:
Bezugsziffern: References:
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10 : Rotorkern;11 : erste Belüftungsöffnung;12 : erster Rotorabschnitt;13 : zweiter Rotorabschnitt;14 : erste Verbindungslücke;15 : erste Rotorendplatte;16 : zweite Rotorendplatte;20 : Statorkern;21 : zweite Belüftungsöffnung;22 : erster Statorabschnitt;23 : zweiter Statorabschnitt;24 : zweite Verbindungslücke;25 : erste Statorendplatte;26 : zweite Statorendplatte;30 : Windleitungsseparator;31 : Windleitungsspalt;40 : Windsperrring;50 : Gehäuse;51 : Kühlwasserkanal;60 : vordere Endplatte;70 : hintere Endplatte;81 : erste Gasaufnahmekammer;82 : zweite Gasaufnahmekammer;90 : rotierende Welle.10 : Rotor core;11 : first ventilation opening;12 : first rotor section;13 : second rotor section;14 : first connection gap;15 : first rotor end plate;16 : second rotor end plate;20 : Stator core;21 : second ventilation opening;22 : first stator section;23 : second stator section;24 : second connection gap;25 : first stator end plate;26 : second stator end plate;30 : Wind line separator;31 : Wind line gap;40 : Wind lock ring;50 : Casing;51 : Cooling water channel;60 : front end plate;70 : rear end plate;81 : first gas receiving chamber;82 : second gas receiving chamber;90 : rotating shaft.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DETAILED DESCRIPTION
Es ist anzumerken, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und Merkmale darin miteinander kombiniert werden können, ohne Kollisionen zu bewirken. Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und in Verbindung mit den Ausführungsformen beschrieben. It should be noted that embodiments of the present invention and features may be combined therewith without causing collisions. The present invention will be described below with reference to the drawings and in connection with the embodiments.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt einen Antriebsmotor bereit, wie in den
In der Ausführungsform umfasst der Antriebsmotor den Rotorkern
Der Antriebsmotor hat in der Ausführungsform eine einfache Struktur und einen angenehmen Betrieb, verbessert eine Kühlwirkung des Rotorkerns
In der in den
Da die Belüftungsöffnung jeweils im Rotorkern
Da die erste Belüftungsöffnung
Vorzugsweise erstreckt sich die erste Belüftungsöffnung
In der Ausführungsform umfasst der Rotorkern
In einigen Ausführungsformen ist das Gasantriebsteil innerhalb der ersten Verbindungslücke
In der in den
In der Ausführungsform ist der Rotorkern
In der Ausführungsform erstreckt sich der Windleitungsseparator
In der Ausführungsform umfasst der Rotorkern
Wenn der Antriebsmotor mit hoher Drehzahl rotiert, wird eine starke Fliehkraft auf den Windleitungsseparator
In der Ausführungsform befinden sich eine Endfläche des Endes des ersten Rotorabschnitts
In der Ausführungsform umfasst der Antriebsmotor ferner einen Windsperrring
In der Ausführungsform umfasst der Statorkern
In der Ausführungsform umfasst der Antriebsmotor ferner ein Gehäuse
Ein Betriebsprinzip des Antriebsmotors in der Ausführungsform ist folgendermaßen dargestellt: der Windleitungsseparator
In der Ausführungsform wird ein Luftkühlungsumlaufmodus unter Verwendung des Gasumlaufkanals geschaffen und kühlt der Luftkühlungsumlauf hauptsächlich einen Rotor und Wicklungen an den Enden eines Stators des Antriebsmotors. Nachdem der Antriebsmotor begonnen hat zu laufen, beginnt der Rotor sich zu drehen, und ein Rotorseparator (d.h., der Windleitungsseparator
Demgemäß erzeugt die Drehung der Rotorseparatoren einen hohen Unterdruck in der ersten Verbindungslücke
Wenn die zirkulierende Luft an einer Innenwandfläche jeder Belüftungsöffnung, einer Innenwandfläche des Gehäuses
In der Ausführungsform sind die Innenwandfläche der vorderen Endplatte
In der Ausführungsform ist die Wärmeaufnahmerippe zur Verbesserung des Wärmeaustauschs zwischen der Innenluft und den Endplatten jeweils an der Innenwandfläche der vorderen Endplatte
In der Ausführungsform umfasst der Antriebsmotor ferner ein Gehäuse
Ein Wasserkühlkreislauf kühlt hauptsächlich den Statorkern
Nachdem der Kühlwasserkanal
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ferner ein Fahrzeug bereit. Das Fahrzeug umfasst den Antriebsmotor gemäß den obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Embodiments of the present invention further provide a vehicle. The vehicle includes the drive motor according to the above embodiments of the present invention.
Der Antriebsmotor ist bei der vorliegenden Erfindung als Antriebsmotor für ein Elektrofahrzeug konfiguriert, welches eine Luftkühlungsstruktur und eine Wasserkühlungsstruktur nutzt, ein ausgereiftes Konstruktionsprinzip und einen einfachen Herstellungsprozess aufweist und die Wärmeableitung im Antriebsmotor stark verbessert. The drive motor in the present invention is configured as a drive motor for an electric vehicle that utilizes an air cooling structure and a water cooling structure, has a mature design principle and a simple manufacturing process, and greatly improves heat dissipation in the drive motor.
Anders als ein Statorstanzblech und ein Rotorstanzblech des Antriebsmotors für ein gewöhnliches Elektrofahrzeug ist der Antriebsmotor in der vorliegenden Ausführungsform als Dauermagnetmotor mit Luftkühlungsstruktur und Wasserkühlungsstruktur konfiguriert, dessen Rotorjochteil und Statorjochteil jeweils mit der Belüftungsöffnung versehen sind, um die im Antriebsmotor strömende Luft eine Schleife bilden zu lassen. Zwei Kühlkreisläufe sind bei der vorliegenden Erfindung im gesamten Antriebsmotor vorgesehen, d.h., der Wasserkühlkreislauf und der Luftkühlkreislauf. Unlike a stator punching sheet and a rotor punching sheet of the drive motor for an ordinary electric vehicle, in the present embodiment, the drive motor is configured as a permanent magnet motor with air cooling structure and water cooling structure whose rotor yoke member and stator yoke member are respectively provided with the vent opening to loop the air flowing in the drive motor , Two cooling circuits are provided in the present invention in the entire drive motor, that is, the water cooling circuit and the air cooling circuit.
Die vorliegende Anmeldung stellt durch Änderung der Kühlstruktur im Antriebsmotor zwei Kühlschleifen bereit, um den Statorkern
Wie anhand der obigen Beschreibungen ersichtlich, haben Ausführungsformen der Erfindung die folgenden technischen Wirkungen. As apparent from the above descriptions, embodiments of the invention have the following technical effects.
Der Antriebsmotor gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hat eine einfache Struktur und einen angenehmen Betrieb, verbessert die Kühlwirkung des Rotorkerns
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2016
- 2016-01-28 DE DE102016101495.8A patent/DE102016101495A1/en not_active Withdrawn
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