CN107492969B - 电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动机，所述电动机包括限定所述电动机的内部空间的壳体，所述壳体具有冷却气流入射到上面的气流入射侧和冷却气流由其离开的气流离开侧；其特征在于，所述电动机还包括设置在所述壳体的所述气流离开侧的至少一个导流板组件，用于引导冷却气流靠近所述气流离开侧的壳体表面流动。根据本发明，能够显著地提高电动机的散热效果。

Description

电动机
技术领域
本发明涉及电动机，尤其是涉及电动机的冷却。
背景技术
随着诸如电动摩托车、电动自行车和电动汽车等的电动车辆中使用的电动机的功率增大，对于电动机进行有效冷却变得越来越重要。对于紧邻电动车辆轮子安装的电动机，由于在车辆行驶过程中电动机周围的气流会相对于电动机流动，因此，对于这类电动机通常采用被动气流冷却。为此，通常在作为电动机的传热表面的电动机壳体上设置有从壳体延伸的环形散热翅片，这种环形散热翅片对于车辆行驶过程中气流从电动机壳体上流过时所进行的强制对流冷却、以及车辆处于停驶过程中气流相对于电动机壳体静止时所进行的自然对流冷却都具有良好的改进效果。
然而，在气流相对于电动机壳体流动时所进行的强制对流冷却过程中，电动机壳体对于气流的流动起到阻碍作用，使得气流在电动机壳体表面附近产生边界层。当雷诺数过高例如高于5时，边界层气流会产生涡流并因而相对于电动机壳体表面分离。边界层气流相对于电动机壳体表面的分离会导致在电动机壳体表面的局部部位传热效率降低，从而不利地影响整个电动机的冷却。
因此，需要对现有的用于电动车辆的电动机进行改进。
发明内容
本发明的目的就是要克服上述现有技术中的至少一种缺陷，提出一种改进的用于电动车辆的电动机，这种用于电动车辆的电动机能够避免边界层气流相对于电动机壳体表面分离或者使得边界层气流在离电动机壳体更远的位置相对于电动机壳体表面分离，以便使冷却气流与电动机壳体实现充分地热交换，从而提高冷却效率。
为此，根据本发明的一方面，提供一种电动机，所述电动机包括：
限定所述电动机的内部空间的壳体，所述壳体具有冷却气流入射到上面的气流入射侧和冷却气流由其离开的气流离开侧；
其特征在于，所述电动机还包括设置在所述壳体的所述气流离开侧的至少一个导流板组件，用于引导冷却气流靠近所述气流离开侧的壳体表面流动。
根据本发明，通过设置在所述壳体的所述气流离开侧的至少一个导流板组件，冷却气流从电动机壳体的气流入射侧吹到壳体上经过壳体上的最高点和最低点附近可能发生气流相对于壳体表面分离的区域之后，冷却气流在导流板的引导下继续靠近气流离开侧的壳体部分的表面流动，使得气流离开侧的壳体部分能够与冷却气流充分地进行热交换，提高气流离开侧的壳体部分的散热效率，进而显著地改进整个电动机的散热效果。
附图说明
图1是根据本发明优选实施例的电动机的立体图；
图2是根据本发明优选实施例的导流板组件的示意图；以及
图3是根据本发明优选实施例的电动机的侧视图，示意地显示了气流的流动路径。
具体实施方式
下面结合示例详细描述本发明的优选实施例。本领域技术人员应理解的是，这些示例性实施例并不意味着对本发明形成任何限制。
图1是根据本发明优选实施例的电动机的立体图。如图1所示，根据本发明优选实施例的电动机1包括限定电动机内部空间的壳体3、固定地设置在电动机内部空间的定子(在图中不可见)、可转动地设置在定子中心并且包括转子铁芯和转轴5的转子、以及位于壳体3的两端的端盖7(图中只有一个端盖是可见的)。对于在诸如电动摩托车、电动自行车和电动汽车等的电动车辆中使用的电动机，通常在作为电动机的传热表面的壳体3的外表面上设置有沿着壳体周向延伸的多个环形散热翅片9，这种环形散热翅片9不仅增大了电动机的散热面积，而且还通过限定在相邻环形散热翅片9之间的气流通道11有助于引导气流从壳体3的外表面流过。
当车辆行驶时气流与安装在车辆上的电动机之间的相对运动使得气流从电动机壳体的一侧(即，电动机壳体朝向行驶方向或者迎风面的一侧)入射到电动机上，而从电动机的另一侧(即，电动机壳体背离行驶方向或者背风面的一侧)离开电动机，因此，电动机壳体3上存在着气流入射侧3a和与气流入射侧3a相反的气流离开侧3b。根据本发明，在壳体3的气流离开侧3b上设置有至少一个导流板组件13，用于引导冷却气流靠近气流离开侧3b的壳体表面流动。图2是根据本发明优选实施例的导流板的示意图。如图1和2所示，导流板组件13包括沿着壳体3的纵向方向延伸的细长导流板15以及用于将导流板15安装到壳体3上的支架17。导流板15与电动机的壳体3相对的表面15a呈流线形，优选地是弧形，以便当导流板组件13安装到壳体3上之后在电动机的壳体3与导流板15之间限定气流引导通道19。支架17在一端例如通过焊接或螺纹连接等公知连接方式被连接在壳体3或环形散热翅片9上，支架17另一端与导流板15例如通过一个销轴21可调节地相互连接。这样，在使用时使用者可以通过手动地扳动导流板15以相对于壳体3改变导流板15的方位，从而调节气流引导通道19的形状，进而改变气流相对于壳体3的走向。
尽管只在壳体3的气流离开侧3b的上半部或下半部设置导流板组件13是可行的，但优选地是在壳体3的气流离开侧3b上半部和下半部对称地设置导流板组件13。此外，在图中的优选实施例中，在壳体3的气流离开侧3b上半部和下半部上沿着壳体的周向各设置了两个导流板组件13，但是根据电动机的壳体3以及导流板15的尺寸可以根据需要在壳体3的气流离开侧3b的上半部和下半部上各设置一个或多于两个的导流板组件13。
图3是根据本发明优选实施例的电动机的侧视图，示意地显示了气流的流动路径。在图3中以箭头线示意地显示了在壳体3上半部的气流相对于电动机的壳体3的走向，其中，虚线箭头线A表示没有安装根据本发明的导流板组件13时气流相对于电动机的壳体3的走向，实线箭头线B表示安装根据本发明的导流板组件13之后气流相对于电动机的壳体3的走向。如图3所示，在没有安装根据本发明的导流板组件13的情况下，当车辆行驶导致气流相对于电动机运动时气流从电动机壳体的气流入射侧3a吹到壳体3上，在经过壳体3上的最高点和最低点附近之后，气流立即远离气流离开侧3b的壳体部分，使得气流离开侧3b的壳体部分不能与冷却气流充分地进行热交换，导致气流离开侧3b的壳体部分的散热效果变差。与前述不同的是，在安装了根据本发明的导流板组件13的情况下，当车辆行驶导致气流相对于电动机运动时气流从电动机壳体的气流入射侧3a吹到壳体3上，在经过壳体3上的最高点和最低点附近之后，气流在导流板15的引导下继续靠近气流离开侧3b的壳体部分的表面流动，使得气流离开侧3b的壳体部分能够与冷却气流充分地进行热交换，提高气流离开侧3b的壳体部分的散热效率，显著地改进整个电动机的散热效果。
以上结合具体实施例对本发明进行了详细描述。显然，以上描述以及在附图中示出的实施例均应被理解为是示例性的，而不构成对本发明的限制。而且，尽管以上优选实施例是结合安装到电动车辆上的电动机进行描述的，但应理解的是本发明的原理对于其壳体采用强制对流冷却的所有电动机都是适用的，例如电动机本身没有运动，但是采用风扇对电动机输送强制冷却气流的情况。此外，本发明也适用于电动机壳体的外表面没有设置环形散热翅片的情形。对于本领域技术人员而言，可以在不脱离本发明的精神的情况下对其进行各种变型或修改，这些变型或修改均不脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种用于电动车辆的电动机，所述电动机(1)包括：
限定所述电动机(1)的内部空间的壳体(3)，当所述电动车辆行驶时气流与所述电动机(1)之间的相对运动使得所述壳体(3)具有冷却气流入射到上面的气流入射侧(3a)和冷却气流由其离开并且与所述气流入射侧(3a)相反的气流离开侧(3b)；
其特征在于，所述电动机(1)还包括设置在所述壳体(3)的所述气流离开侧(3b)的至少一个导流板组件(13)，用于引导冷却气流靠近所述气流离开侧(3b)的壳体表面流动。
2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，在所述壳体(3)的所述气流离开侧(3b)的上半部和下半部对称地设置至少一个导流板组件(13)。
3.根据权利要求2所述的电动机，其特征在于，在所述壳体(3)的所述气流离开侧(3b)的上半部和下半部沿着所述壳体的周向分别对称地设置两个导流板组件(13)。
4.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述导流板组件(13)包括沿着所述壳体(3)的纵向方向延伸的细长导流板(15)以及用于将所述导流板(15)安装到所述壳体(3)上的支架(17)。
5.根据权利要求4所述的电动机，其特征在于，所述导流板(15)与所述壳体(3)相对的表面(15a)呈流线形，以便在所述壳体(3)与所述导流板(15)之间限定气流引导通道(19)。
6.根据权利要求4所述的电动机，其特征在于，所述支架(17)在一端被连接在所述壳体(3)上，所述支架(17)在另一端被连接在所述导流板(15)上。
7.根据权利要求6所述的电动机，其特征在于，所述导流板(15)与所述支架(17)可调节地相互连接。
8.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述电动机(1)还包括设置在所述壳体(3)的外表面上并且沿着所述壳体(3)的周向延伸的多个环形散热翅片(9)，在相邻环形散热翅片(9)之间限定有气流通道(11)。
9.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述电动机还包括固定地设置在所述内部空间的定子、可转动地设置在定子中心并且包括转子铁芯和转轴(5)的转子、以及位于所述壳体(3)的两端的端盖(7)。
10.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述电动车辆电动摩托车、电动自行车或电动汽车。
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