CN110798022A - 一种冷却装置 - Google Patents

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井睿康
邹煜林
胡勇峰
贾广隆
胡华
叶文宏
石鸿佼
史文波
李蓉
孟繁东
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    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
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    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
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Abstract

本发明提供一种冷却装置，包括用于冷却电机端部绕组的油冷装置。能够降低电机端部绕组的温度。

Description

一种冷却装置
技术领域
本发明属于新能源汽车用电机技术领域，具体涉及一种冷却装置。
背景技术
随着技术的发展和进步，电机的轻量化已成为一种技术发展方向。在很多条件下，一方面用户希望电机的质量越来越轻，体积越来越小，另一方面又确保电机的输出功率和输出转矩保持不变，甚至要求电机具有更高的输出能力。这种情况使得最终设计出来的电机的平均工作温度越来越高。电机工作条件变得严苛，使得电机的绝缘材料老化加速和轴承润滑脂的寿命缩短，电机高温工作最终影响其寿命和可靠性。因此，电机的轻量化设计的关键在于改善电机的冷却条件，提升电机的散热能力，降低电机的最高工作温度和平均温升，提升电机运行的可靠性，延长电机的使用寿命。
目前，在新能源汽车行业，驱动电机通常采用机壳通入冷却液的方式对电机实施冷却。这种冷却方式的工作原理是经过外部散热器冷却降温的冷却液由入水口进入电机冷却腔道，吸收电机内部传递到电机壳体的热量后，由电机的出水口流出，最后进入外部散热器散热，如此循环工作。上述冷却方式是目前新能源汽车行业普遍采用的冷却手段，这种冷却方法的优点是冷却效果好，能满足市场上绝大多数应用需求，缺点是只能对电机机壳铁心部分实施间接冷却，冷却部位分布不均匀，电机铁心部位的温度相对较低，而电机绕组端部由于悬空在电机内部，温度传递效果差，导致端部绕组的温度是整个电机温度最高的部位。这种电机内部温度分布不均的冷却方式一定程度上限制了电机功率密度的进一步提高，目前，在这种冷却方式下，电动汽车驱动电机的功率密度已经到了瓶颈，驱动电机的轻量化设计难度倍增。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够降低电机端部绕组的温度的冷却装置。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种冷却装置，包括用于冷却电机端部绕组的油冷装置。
根据本发明的冷却装置，通过油冷装置直接对电机绕组端部和绕组实施直接冷却，从而降低端部绕组的温度以达到降低电机温度的目的，进一步提升电机的功率密度和轻量化水平。
对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。
根据本发明的冷却装置，在一个优选的实施方式中，油冷装置包括以可拆卸的方式布置在电机端盖上靠近电机绕组端部的喷油盒和与喷油盒连通的喷油嘴，喷油嘴伸入电机腔体内部靠近电机绕组端部。喷油盒上设有进油口。电机底部设有拆卸式的储油盒，储油盒底部设有出油口。
油冷装置布置在电机腔体外部，通过可拆卸的方式与电机本体结合，并不影响电机原壳体部位的冷却结构，二者相互独立工作。经散热器散热后的冷却油通过进油口进入喷油盒之后，通过喷油嘴把冷却油直接喷洒在电机两端的绕组上，对端部绕组实施直接冷却，冷却后的冷却油在电机腔体底部汇集流入储油盒，最后通过出油口流入电机外部的散热器循环工作。
具体地，在一个优选的实施方式中，喷油盒构造为中空的圆环形结构。这种结构能够非常方便地与电机端盖进行配合安装，在增加喷油盒的容积的同时并且能够尽可能简化结构。
进一步地，在一个优选的实施方式中，喷油嘴沿喷油盒周向布置若干组。喷油盒上设置多个喷油嘴，可以对绕组端部起到更好的散热作用，从而能够更好地降低电机温度。
具体地，在一个优选的实施方式中，喷油盒上设有安装孔。通过安装孔能够非常方便地将喷油盒固定在电机的端盖上。
具体地，在一个优选的实施方式中，储油盒构造为中空的长条状壳体结构。结构简单，储存容量大，能够极其方便地与电机底部的壳体配合安装。
进一步地，在一个优选的实施方式中，喷油盒和储油盒均采用焊接方式制成。焊接工艺简单快捷，生产制造成本低。
进一步地，在一个优选的实施方式中，喷油盒和储油盒均采用铸造的方式制成。铸造工艺简单快捷，生产制造成本低。
具体地，在一个优选的实施方式中，储油盒与电机壳体通过螺栓连接。螺栓连接的可拆卸固定方式，简单快捷，并且方便油冷装置的的维护。
与现有技术相比，本发明的优点在于：能够降低电机端部绕组的温度。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1示意性显示了本发明实施例的冷却装置的工作原理；
图2示意性显示了本发明实施例的冷却装置的整体结构；
图3示意性显示了本发明实施例的A向局部结构。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。
图1示意性显示了本发明实施例的冷却装置10的工作原理。图2示意性显示了本发明实施例的冷却装置10的整体结构。图3示意性显示了本发明实施例的A向局部结构。
如图1和所示，根据本发明实施例的冷却装置100，包括用于冷却电机端部绕组4的油冷装置10。根据本发明实施例的冷却装置，通过油冷装置直接对电机绕组端部和绕组实施直接冷却，从而降低端部绕组的温度以达到降低电机温度的目的，进一步提升电机的功率密度和轻量化水平。
根据本发明的冷却装置10，如图2所示，在一个优选的实施方式中，油冷装置10包括以可拆卸的方式布置在电机端盖5上靠近电机端部绕组4的喷油盒1和与喷油盒1连通的喷油嘴2，喷油嘴2伸入电机腔体6内部靠近电机端部绕组4。喷油盒1上设有进油口11。电机底部设有拆卸式的储油盒3，储油盒3底部设有出油口31。油冷装置布置在电机腔体外部，通过可拆卸的方式与电机本体结合，并不影响电机原壳体部位的冷却结构，二者相互独立工作。经散热器散热后的冷却油通过进油口进入喷油盒之后，通过喷油嘴把冷却油直接喷洒在电机两端的绕组上，对端部绕组实施直接冷却，冷却后的冷却油在电机腔体底部汇集流入储油盒，最后通过出油口流入电机外部的散热器循环工作。
如图3所示，具体地，在一个优选的实施方式中，喷油盒1构造为中空的圆环形结构。这种结构能够非常方便地与电机端盖进行配合安装，在增加喷油盒的容积的同时并且能够尽可能简化结构。进一步地，在一个优选的实施方式中，喷油嘴2沿喷油盒1周向布置若干组。喷油盒上设置多个喷油嘴，可以对绕组端部起到更好的散热作用，从而能够更好地降低电机温度。具体地，在一个优选的实施方式中，喷油盒上设有安装孔。通过安装孔能够非常方便地将喷油盒固定在电机的端盖上。
如图2所示，具体地，在一个优选的实施方式中，储油盒3构造为中空的长条状壳体结构。结构简单，储存容量大，能够极其方便地与电机底部的壳体配合安装。
进一步地，在一个优选的实施方式中，喷油盒1和储油盒3均采用焊接方式制成。焊接工艺简单快捷，生产制造成本低。进一步地，在另一个优选的实施方式中，喷油盒1和储油盒3均采用铸造的方式制成。铸造工艺简单快捷，生产制造成本低。
具体地，在一个优选的实施方式中，储油盒3与电机壳体通过螺栓连接。螺栓连接的可拆卸固定方式，简单快捷，并且方便油冷装置的的维护。
如图1和图2所示，本发明实施例的冷却装置100的工作原理如下：
首先，本发明实施例的冷却装置100的冷却***分为两路，一路为原来的机壳冷却***，另外一路为绕组端部油冷装置。机壳冷却***工作原理与原先一致，保持不变，即经过散热器散热后的冷却液由电机机壳的入口D进入机壳水道，冷却液在机壳水道循环，吸收电机传递到机壳水道部分的热量，冷却液温度升高，由电机机壳出口E流出，最后流入外部的散热器散热，如此循环工作。本发明实施例的冷却装置100的油冷装置10，工作原理是经过散热器散热后的冷却油，通过电机两端外置的喷油盒1的进油口11进入到喷油盒1中，然后冷却油通过分布在喷油盒1上的喷油嘴2喷出，喷出的冷却油洒落在电机两端部绕组上，直接吸收绕组端部上的热量，冷却油吸收热量后，滴落到电机腔体底部，由腔体底部的漏油口排出到电机底部的储油盒3中，汇集到储油盒3中的冷却油通过出油口31流入到散热器中进行散热冷却，如此循环工作。确定电机机壳冷却液吸收电机的热量为A，绕组端部油冷装置吸收电机的热量为B，则冷却装置100工作时，从电机带走的整个热量C为A与B之和。流经机壳部分吸收热量为A的冷却液流量为Q1，流经绕组端部吸收热量为B的冷却液流量为Q2，对电机进行散热整个冷却***的流量为Q。其中流量比K为Q1：Q2。
根据上述实施例，可见，本发明涉及的冷却装置，能够降低电机端部绕组的温度。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。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。本发明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范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种冷却装置，其特征在于，包括用于冷却电机端部绕组的油冷装置。
2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述油冷装置包括以可拆卸的方式布置在电机端盖上靠近电机绕组端部的喷油盒和与所述喷油盒连通的喷油嘴，所述喷油嘴伸入电机腔体内部靠近电机绕组端部；
所述喷油盒上设有进油口；电机底部设有拆卸式的储油盒，所述储油盒底部设有出油口。
3.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，所述喷油盒构造为中空的圆环形结构。
4.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，所述喷油嘴沿所述喷油盒周向布置若干组。
5.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，所述喷油盒上设有安装孔。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的冷却装置，其特征在于，储油盒构造为中空的长条状壳体结构。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的冷却装置，其特征在于，所述喷油盒和所述储油盒均采用焊接方式制成。
8.根据权利要求2至6中任一项所述的冷却装置，其特征在于，所述喷油盒和所述储油盒均采用铸造的方式制成。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的冷却装置，其特征在于，所述储油盒与电机壳体通过螺栓连接。
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