一种电机心部喷油冷却结构

摘要

本实用新型涉及一种电机心部喷油冷却结构，包括机壳、定子和转子，转子的两端与机壳转动连接，定子包括定子铁芯和线包，定子铁芯上设有多个轴向油道以及至少一个径向油道，定子铁芯外壁上还设有圆周环槽，圆周环槽的两侧与多个轴向油道连通，圆周环槽的槽底与径向油道连通，定子铁芯的两端分别设有左喷油环和右喷油环，多个轴向油道分别与左喷油环和右喷油环连通，且左喷油环和右喷油环上均设有定子线包喷油道，机壳外壁上还设有进油嘴，进油嘴与定子铁芯上的圆周环槽连通，机壳的下部还设有出油嘴。本实用新型方案提高了电机的散热能力，降低了电机温升，同时解决了转子中间段磁钢温较高的问题，提高了电机的功率密度。

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，更具体地说，是涉及一种电机心部喷油冷却结构。

背景技术

新能源汽车驱动电机转速高、转矩大、体积小，导致电机的发热量大，如不及时将热量带走，电机会由于温度太高而损坏。传统上，大多数新能源汽车的电机冷却方式采用的是机壳水冷的方式，近年来，逐步有部分厂家开始采用油冷的方式，直接让冷却油接触铁芯和线包，达到较好的散热效果，当前主流的电机油冷方案有：定子端部喷油、转子甩油、或者定子端部喷油加上转子甩油的组合。

在目前已有的油冷技术方案，存在许多问题：1、由于冷却油距离磁钢太远，中间段磁钢降温效果不明显；2、转子甩油会引起动平衡问题，NVH问题等。在有限的空间尺寸和成本限制下，如何优化电机油冷系统的散热效率，让整个系统均匀降温成为重要的研究课题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种电机心部喷油冷却结构，该冷却结构能对转子中间段进行冷却。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电机心部喷油冷却结构，包括机壳、定子和转子，所述转子的两端与机壳转动连接，所述定子包括定子铁芯和线包，所述定子铁芯上设有多个轴向油道以及至少一个径向油道，所述定子铁芯外壁上还设有圆周环槽，所述圆周环槽的两侧与多个轴向油道连通，所述圆周环槽的槽底与径向油道连通，所述定子铁芯的两端分别设有左喷油环和右喷油环，多个轴向油道分别与左喷油环和右喷油环连通，且左喷油环和右喷油环上均设有定子线包喷油道，所述机壳外壁的上还设有进油嘴，所述进油嘴与定子铁芯上的圆周环槽连通，所述机壳的下部还设有出油嘴。

作为优选方案：所述定子铁芯由多个定子冲片堆叠形成，所述定子冲片为两种，分别为两边冲片和中间冲片，且中间冲片的外径小于两边冲片的外径，从而形成圆周环槽。

作为优选方案：所述定子线包喷油道为多个，沿圆周等距间隔设置，且定子线包喷油道对准线包。

作为优选方案：所述机壳上还设有流量控制器，所述定子铁芯上的径向油道中还设有喷油阀，通过流量控制器和喷油阀的配合，使得冷却油进入径向油道，且喷到到转子铁芯外壁，转子转动形成转子油道。

作为优选方案：所述转子包括轴以及固定在轴上转子铁芯，所述转子铁芯的两端分别通过前挡板和后挡板压紧，且轴上在前挡板或者后挡板的外侧还设有轴肩。

作为优选方案：所述机壳的两端为通过螺栓固定的前端盖和后端盖，所述轴通过前轴承和后轴承支撑在前端盖和后端盖上，且轴的一端与前端盖之间设有油封。

作为优选方案：所述轴的另一端还设有旋变，所述后端盖上还固定有旋变盖板。

作为优选方案：所述机壳上设有进油口，所述进油嘴与定子铁芯外壁上的圆周环槽通过进油口连通。

相比传统水冷方案和现有的油冷方案，本实用新型方案提高了电机的散热能力，降低了电机温升，同时解决了转子中间段磁钢温较高的问题，提高了电机的功率密度。使得相同磁钢能够输出更大的功率和扭矩；相反在相同功率和扭矩的需求下，可以降低磁钢牌号，节约成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的两边冲片的结构示意图；

图3是本实用新型的中间冲片的结构示意图；

图4是本实用新型的转子铁芯的轴测图；

图5是本实用新型的油路的剖视图；

图6是本实用新型定子铁芯和转子油路示意图；

图7是图6的剖视图。

附图标记为：1、左喷油环；2、转子铁芯；3、定子铁芯；4、喷油阀；5、流量控制器；6、进油嘴；7、机壳；8、右喷油环；9、线包；10、前挡板；11、油封；12、前轴承；13、前端盖；14、出油嘴；15、旋变；16、轴；17、旋变盖板；18、后轴承；19、后挡板；20、后端盖；21、两边冲片；22、轴向油道；23、中间冲片；24、径向油道；25、定子线包喷油道；27、进油口；28、转子油道。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、部件和/或它们的组合。

此外，在本实用新型的描述中，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”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1至图7所示的一种电机心部喷油冷却结构，包括机壳7、定子和转子，所述转子的两端与机壳7转动连接，所述定子包括定子铁芯3和线包9，所述定子铁芯3上设有多个轴向油道22以及至少一个径向油道24，所述定子铁芯3外壁中部还设有圆周环槽，所述圆周环槽的两侧与多个轴向油道22连通，所述圆周环槽的槽底与径向油道24连通，所述定子铁芯3的两端分别设有左喷油环1和右喷油环8，多个轴向油道22分别与左喷油环1和右喷油环8连通，且左喷油环1和右喷油环8上均设有定子线包喷油道25，所述机壳7外壁的上还设有进油嘴6，所述机壳7上还设有进油口27，所述进油嘴6与定子铁芯3外壁上的圆周环槽通过进油口27连通，所述机壳7的下部还设有出油嘴14。

所述定子铁芯3由多个定子冲片堆叠形成，所述定子冲片为两种，分别为两边冲片21和中间冲片23，且中间冲片23的外径小于两边冲片21的外径，从而形成圆周环槽。

所述左喷油环1和右喷油环8与机壳7和定子铁芯3接触，形成封闭腔，让冷却油最后从喷油环的喷油口喷出，形成定子线包喷油道25，直接喷到线包9上。所述定子线包喷油道25为多个，沿圆周等距间隔设置，且定子线包喷油道25对准线包9。

所述机壳7上还设有流量控制器5，所述定子铁芯3上的径向油道24中还设有喷油阀4，通过流量控制器5和喷油阀4的配合，使得冷却油进入径向油道24，且喷到转子铁芯2外壁，转子转动形成转子油道28。

所述转子包括轴16以及固定在轴16上的转子铁芯2，所述转子铁芯2的两端分别通过前挡板10和后挡板19压紧，且轴16上在前挡板10或者后挡板19的外侧还设有轴肩。

所述机壳7的两端为通过螺栓固定的前端盖13和后端盖20，所述轴16通过前轴承12和后轴承18支撑在前端盖13和后端盖20上，且轴16的一端与前端盖13之间设有油封11，油封11实现电机内部腔体和外界的动密封。

所述轴16的另一端还设有旋变15，所述后端盖20上还固定有旋变盖板17。旋变15可以反馈电机的转速信号，系统可根据转速信号和电流信号，来给流量控制器5的输入信号，让流量根据不同工况需求变化而变化，实现精确控制。

当然，也可以将本方案简化，不用流量控制器5和喷油阀4，作为开环系统，也能实现定子油路和转子油路的并联油路运作，可以达到对定子铁芯3、线包9、以及转子铁芯2同时冷却。

本实用新型提供的一种电机心部喷油冷却结构，冷却油通过进油嘴6，由机壳7进入定子铁芯3的中部，冷却油进入定子铁芯3中部，分为2大支路：

第1条油路定子油路，是沿着定子铁芯的两边冲片21的轴向油道22，往左右两端流动，分别进入左喷油环1和右喷油环8，然后冷却油从喷油环的喷油口喷出，形成定子线包喷油道25，直接喷到线包9上，实现了对定子铁芯和线包的直接冷却；

第2条油路是转子油路，是通过流量控制器5和喷油阀4对冷却油流量的控制，让冷却油进入径向油道24，直接喷到转子铁芯2中部的外径上，直接对转子进行冷却，当转子旋转时，就会带着转子外圆上的冷却油在圆周和轴向上形成转子的转子油道28。

定子油路和转子油路的冷却油，最终会在重力作用下，流到机壳7的底部，机壳底部开有2个出油孔，最终汇聚到出油嘴14流出。

所述定子油路和转子油路的并联油路运作，可以达到对定子铁芯3、线包9、以及转子铁芯2同时冷却。

本实用新型提供的一种全新的油冷方案，通过巧妙的油路设计，使得电机定子铁芯及线包，能够直接和冷却油接触的同时，还能将冷却油直接流到转子中心部位，使得转子中心区域得到极大的冷却，降低了中间区域的磁钢温度，提高电机的散热效率，降低了磁钢温度，减少退磁风险。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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实用新型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。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。