CN111697730A - 包括冷却管道的转子、转子成型方法以及电机冷却*** - Google Patents

Abstract

本申请一个或多个实施例提供一种包括冷却管道的电机转子。转子可包括第一转子段，其中第一转子段具有多个第一轴向通孔，每个第一轴向通孔包括周向分布的第一组湍流块，第一组湍流块的多个第一湍流块由第一间隙间隔开；和第二转子段，第二转子段具有多个第二轴向通孔，每个第二轴向通孔包括周向分布的第二组湍流块，第二组湍流块的多个第二湍流块由第二间隙间隔开；其中，在轴向冷却通道内，第一湍流块与第二间隙至少部分对齐，及第二湍流块与第一间隙至少部分对齐。

Description

包括冷却管道的转子、转子成型方法以及电机冷却***

【技术领域】

本申请涉及一种用于包括冷却管道的转子、其成型方法，以及电机的冷却***。

【背景技术】

电机在车辆以及其他领域都有着广泛的应用。通常，电机包含位于中心的转子和大体呈圆筒形状的定子，转子可转动地支撑在转子轴上，可分别通过转子铁芯的通道提供对于转子的冷却，以及通过定子铁芯而对定子绕组提供冷却。为了提供更好的冷却效果，现有技术中提供了多种方案。

中国专利公开CN107623390A披露了一种具有冷却管道的电机，该电机是全封闭强迫风冷牵引电机。电机包括：电机进口，电机出口以及定子，定子沿着内圆周方向设置多个定子冷却管道，所述冷却管道分别与电机进口和电机出口连通，并且定子冷却管道的内壁上设置有多个湍流块。其还公开了转子内的冷却管道，并且转子内冷却管道也与电机进口和电机出口连通，转子冷却管道内也布置有湍流块。

本申请的发明人意识到，现有技术中提供的电机冷却***仍然存在结构复杂，成型工艺以及冷却效果有待改进，因而希望提供一种改善的冷却***以期解决一个或多个现有技术中存在的问题。

【申请内容】

根据本申请的一个方面，提供一种包括冷却管道的电机转子。转子可包括第一转子段，其中第一转子段具有多个第一轴向通孔，每个第一轴向通孔包括周向分布的第一组湍流块，第一组湍流块的多个第一湍流块由第一间隙间隔开；和第二转子段，第二转子段具有多个第二轴向通孔，每个第二轴向通孔包括周向分布的第二组湍流块，第二组湍流块的多个第二湍流块由第二间隙间隔开；其中，在轴向冷却通道内，第一湍流块与第二间隙至少部分对齐，及第二湍流块与第一间隙至少部分对齐。

在一个实施例中，其中第一转子段和第二转子段结构相同，第一转子段和第二转子段在轴向叠加形成转子时，第一轴向通孔和第二轴向通孔对齐形成轴向冷却通道，并且第一转子段和第二转子段绕中心轴转动使得第一湍流块与第二间隙至少部分对齐，及第二湍流块与第一间隙至少部分对齐。

在另一个实施例中，其中第一转子段和第二转子段分别由多片结构相同的电磁钢片叠加而形成。

在又一个实施例中，其中转子由多个第一转子段和第二转子段叠加形成，多个湍流块为在轴向冷却通道内的凸起，沿着轴向方向，相邻的两组多个湍流块相互错开。

在又一个实施例中，其中相邻两组的多个湍流块具有不同的高度。

在又一个实施例中，其中转子包括嵌入的多对第一磁体和第二磁体，轴向冷却通道具有邻近第一磁体的第一冷却内壁和邻近第二磁体的第二冷却内壁，在第一冷却内壁和第二冷却内壁形成多个湍流块。

在又一个实施例中，第一磁体和第二磁体在转子的横截面具有V型，轴向冷却通道的第一冷却内壁与第一磁体基本平行，第二冷却内壁与第二磁体基本平行，轴向冷却通道还包括连接第一冷却内壁和第二冷却内壁的第三冷却内壁。

在又一个实施例中，其中组成第一轴向通孔一部分的第一转子段的第一冷却内壁包括N个湍流块，第二冷却内壁包括(N-1)个湍流块，其中组成第一轴向通孔一部分的第二转子段的第一冷却内壁包括N个湍流块，第二冷却内壁包括(N-1)个湍流块，在安装过程中，先使第一转子段的湍流块与第二转子段的湍流块对齐，然后转动第一转子段180°使第一转子段的湍流块与第二转子段的湍流块错开。

在又一个实施例中，其中，第一转子段的第一轴向通孔中包括位于一个直径两边并相对直径对称的第一组第一轴向通孔和第二组第一轴向通孔，其中第一组第一轴向通孔的第一、第二冷却内壁包括N个湍流块，第二组第一轴向通孔的第一、第二冷却内壁包括(N-i)个湍流块，其中第二转子段的第二轴向通孔包括位于一个直径两边并相对直径对称第三组第二轴向通孔和第四组第二轴向通孔，其中第三组第二轴向通孔的第一、第二冷却内壁包括N个湍流块，第四组第二轴向通孔的第一、第二冷却内壁包括(N-i)个湍流块，在安装过程中，同轴转动第一转子段使得第一转子段的第一组第一轴向通孔与第四组第二轴向通孔对齐形成轴向冷却通道，从而使得轴向冷却通道内在轴向方向上N个湍流块与(N-i)个湍流块相邻并且相互错开。

根据本申请另一个方面，提供一种电机冷却***。电机冷却***包括：位于电机第一端的第一端盖，第一端盖形成有第一冷却液管路；位于电机第一端与第一冷却液管路连通的冷却液入口；位于电机第二端的第二端盖，第二端盖形成有第二冷却液管路；多个轴向冷却通道，轴向冷却通道位于电机的转子主体中,且位于第一端盖和第二端盖之间并与第一冷却液管路以及第二冷却液管路流体连通道。其中，转子主体部由第一转子段和第二转子段叠加形成，轴向冷却通道由第一转子段上的第一轴向通孔和第二转子段的第一轴向通孔形成，其中轴向冷却通道的内壁包括多个突出的湍流块，其中多个湍流块包括周向分布形成第一排的第一组湍流块，周向分布形成第二排的第二组湍流块，第一排和第二排在轴向相邻，并且第一组湍流块和第二组湍流块在轴向上错开分布。

在一个实施例中，其中转子主体包括由多个叠片叠置形成的至少第一转子段和第二转子段，第一转子段包括多个第一轴向通孔，第二转子段包括多个第二轴向通孔，多个第一轴向通孔、第二轴向通孔对齐形成多个轴向冷却通道；其中第一轴向通孔内形成具有第一间隙的第一组湍流块，第二轴向通孔内形成具有第二间隙的第二组湍流块，在形成转子时，使第一转子段相对第二转子段同轴转动使得第一轴向通孔内的湍流块与第二轴向通孔内的第二间隙对齐，以及使得第二轴向通孔上的湍流块与第一轴向通孔上的第一间隙对齐。

在另一个实施例中，多个湍流块沿着转子的轴向的整个长度分布，并且在轴向方向上，相邻两组湍流块相互交错排列而不对齐。

在又一个实施例中，其中，第一冷却液管路包括第一组径向通道，和第二组径向通道，其中第一组径向通道的出口朝向电机的定子以对定子输送冷却液，第二组径向通道与多个轴向冷却通道连通以输送冷却液，且第二冷却液管路包括第三组径向通道，第三组径向通道的出口朝向电机的定子以对定子输送冷却液。

在又一个实施例中，其中电机冷却***进一步包括容纳电机的壳体以及位于壳体上的冷却液出口，其中冷却液经由位于转子轴上的冷却液入口流入，经过第一冷却液管路分别流向定子和多个轴向冷却通道，并进一步通过多个轴向冷却通道进入第二冷却液管路而流向定子和冷却液出口，经由所述第一冷却液管路流向定子的冷却液以及经由第二冷却液管路流向定子的冷却流体经由冷却液出口流动至电机的外部并进一步循环至冷却液入口。

在另一个实施例中，其中第一冷却液管路包括环形分配通道，环形分配通道与轴向冷却通道以及第一组径向通道连通，使得来自冷却液入口的流体的一部分流动通过轴向冷却通道，另一部分通过第一组径向通道而流向定子。

在又一个实施例中，其中环形分配通道包括靠近冷却液入口的内环形通道和远离冷却液入口的外环形通道，第一组径向通道包括连通冷却液入口和内环形通道的第一组分配管道，连通内环形通道和外环形通道的第二组分配管道，其中外环形通道进一步与轴向流体通道以及第一组径向通道相连通。

在又一个实施例中，其中环形分配通道构造为形成在第一端盖上的环形凹槽，第一组径向分配管道、第二组径向分配管道构造为形成在第一端盖上的径向凹槽，第一组径向分配管道构造为形成在第一端盖上的径向延伸的连通外环形通道和第一端盖的外周的通孔。

根据本申请又一个方面，提供一种在电机转子中成型冷却管道的方法。方法包括：提供具有相同结构的第一转子段和第二转子段，其中第一转子段包括多个第一轴向通孔以及在第一轴向通孔中的间隔第一间隙的多个第一湍流块，第二转子段包括多个第二轴向通孔以及在第二轴向通孔中间隔第二间隙的多个第二湍流块；同轴旋转第一转子段至一个预定角度使得第一轴向通孔和第二轴向通孔对齐以形成轴向冷却通道，并且使第一轴向通孔上的第一湍流块和第二轴向通孔上的第二湍流块错开。

在一个实施例中，其中方法进一步包括在同轴旋转第一转子段至一个预定角度之前，首先同轴旋转第一转子段使得第一轴向通孔和第二轴向通孔对齐以形成轴向冷却通道并使第一轴向通孔上的第一湍流块和第二轴向通孔上的第二湍流块对齐。

在另一个实施例中，其中转子包括用于容纳至少一对磁体磁体在横截面上大体呈V型的至少一对第一开槽和第二开槽，方法包括轴向冷却通道具有与第一开槽基本平行的第一冷却内壁，以及与第二开槽基本平行的第二冷却内壁，以及连接第一冷却内壁和第二冷却内壁的第三冷却内壁。

在又一个实施例中，其中方法包括提供多个结构相同具有多个轴向开口的叠片，以及叠置多个叠片形成第一转子段和第二转子段，叠片的轴向开口包括多个突起，叠置后的轴向开口形成第一转子段的第一轴向通孔和第二转子段的第二轴向通孔，突起叠置形成第一湍流块和第二湍流块。

单独或结合附图阅读下面的具体实施方式，本申请的上述优点和其它优点以及特征将变得显而易见。

【附图说明】

为了更加完整地理解本申请的实施例，应参考在附图中更为详细地说明以及下文中通过示例描述的实施例，其中：

图1是本申请一个实施例中电机的剖面示意图；

图2是本申请一个实施例中转子的***图；

图3是图2的实施例中将实体部分隐去而现实的虚拟冷却***视图；

图4A是本申请一个实施例中形成转子主体的叠片的顶面示意图，图4B示出转子形成过程中的第一转子段和第二转子段的立体图，图4C示出成型转子后的第一转子段和第二转子段的体图；

图5显示了又一实施例中的用于形成转子的叠片；

图6显示了又一施例中的用于形成转子的叠片；

图7显示了一个实施例中轴向冷却通道内的湍流块示意图；

图8显示了又一实施例中轴向冷却通道内的湍流块示意图；

图9显示了本申请一个实施例中形成转子的方法流程。

【具体实施方式】

对于附图中的标号，相同或类似的标号用于指示相同或类似的部件。在下文的描述中，在多个实施例中描述了多个操作参数和部件。这些具体的参数和部件仅作为示例包括在本文中而并不意味着限定。

根据需要，本说明书中公开了本申请具体的实施例；但是，应理解公开的实施例仅为本申请的示例并且可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。所以，此处所公开的具体结构和功能细节不应解释为限定，而仅为教导本领域技术人员以多种形式实施本申请的代表性基础。

如背景技术所提及的，在现有的永磁电机中，为了提升电机性能，可以提供分别针对于转子和针对于定子的冷却***。例如，在现有的方案中，可以从转子轴引入冷却液并通过转子铁芯中的冷却管道来完成对于转子的冷却，并通过另外的***来对定子铁芯提供冷却液。然而本申请的发明人意识到现有技术中存在的一个或多个问题。例如，在一些情况下，转子铁芯的冷却效果受限制，而定子绕组难以得到充分的冷却，冷却***的效率不够高。在冷却通道中设置湍流块存在成本较高的问题。本申请的发明人意识到这样的问题，提供了一种具有层叠式湍流块以及端盖的冷却***。交错排列的湍流块在冷却通道的内表面制造湍流以提高热传递效率，并降低磁铁工作温度。端盖可用于为转子以及定子绕组提供冷却流体。转子轴、端盖以及定子铁芯形成整体的流体冷却***。冷却流体从转子轴的一端进入，随后进入端盖冷却管路，流体分散到转子铁芯的每一个冷却孔内，同时一部分冷却液会从端盖的边缘喷出以冷却定子绕组。端盖的冷却管路以及湍流块提供了更好的冷却效果。端盖设计为为不同的冷却液管路/通道提供合适量的冷却液，以及为定子提供合适量的冷却液，转子的冷却通道内的湍流块为转子提供了更高的冷却效率，而端盖朝向定子绕组喷射冷却液可以更好地提供对定子绕组的冷却。

图1显示了本发明的一个实施例中电机***1的剖面示意图。如图所示，在一个或多个实施例中，电机***1包括电机10和壳体22。电机10可包括大体呈空心圆筒形的定子部分12以及支撑在转子轴14上的相对定子12转动的转子部分16。其中定子部分12还包括图示的定子主体部122以及定子绕组124。此外，在此实施例中还提供了位于转子16的第一端162的第一端盖18和位于转子第二端164的第二端盖20。在此实施例中，电机10整体上置于电机壳体22内，并且壳体22中还容纳了其他多个部件，本领域内技术人员可以理解，在其他实施例中，壳体22可以仅容纳电机10本身。继续参考图1，电机***1或电机的冷却***可以包括冷却流体入口222，轴向冷却通道170，冷却流体出口224，以及由流体出口224到泵228的循环管路226。在上述的冷却流体的循环中，可以包括一个或多个泵228，以便于完成流体的泵送、辅助泵送的工作。例如图1所示泵228的位于壳体22外与循环管路226连接的泵228。冷却流体可以经由壳体22的入口222流经转子16和定子12而进一步经过壳体22上的冷却流体出口224流出。流出泵228的冷却流体可以在壳体外部进行热交换，随后冷却流体可进一步经过流体入口222回到电机。冷却流体在电机10外的循环以及冷却可以任何合适的方式进行，出于简化目的，在此将不再赘述。以下将结合附图进一步解释流体在电机内的循环过程。

参考图2和图3，图2显示了第一实施例中转子16结构示意图，图3显示了图2的实施例隐去转子主体部160以及第一端盖18、第二端盖20的实体部分后的虚拟的冷却***300，以便于更清楚描述其内部结构。在如图所示的实施例中，转子16包括由多层电磁钢片叠片100形成的主体部160，以及支撑主体部160旋转的转子轴14。结合图1，转子16的第一端162装配有第一端盖18，第二端164装配有第二端盖20。其中，第一端盖18和转子轴14相对固定，并与转子16主体部160同步旋转。其中第二端盖20和转子16主体部160也相对固定并同步旋转。其中转子轴14的一端142(例如图中靠近转子第一端162)包括冷却液入口222，并且在转子轴14靠近冷却液入口222的一端142的周向设置有多个开孔146。第一端盖18形成有第一冷却液管路180，其中多个开孔146与第一冷却液管路180流体连通使得流入转子轴14的冷却流体可以经由该多个开孔146流入第一冷却液管路180内。

在所描述的实施例中，第一冷却液管路180包括在第一端盖18内形成的开槽以及朝向定子的位于第一端盖18外周的多个开孔182，开孔182朝向定子或定子绕组以便于输送流体至周围的定子和定子绕组(图1中显示了定子12，定子主体部122以及定子绕组124)。当第一端盖18安装至转子主体部160后，第一端盖18内的开槽可以与转子主体部160的端面构成第一冷却液管路180，一方面，第一冷却液管路180可以将来自流体入口222的冷却流体在转子转动离心力的作用下将一部分冷却流体经由开口182分配到第一端盖18的外周，通过第一端盖18的外周开孔182输送冷却液给定子12用于冷却定子12；另一方面，第一冷却液管路180还进一步输送冷却流体至转子主体部160的多个轴向冷却通道170。第二端盖20包括第二冷却液管路200，第二冷却液管路200可以具有与第一冷却液管路180类似的结构，并包括朝向定子12的开口202。

继续参考图2，其中转子主体部160上形成有供转子轴14穿过的通孔166，还有多个轴向冷却通道170。轴向冷却通道170位于电机10的转子主体160中沿着轴向X延伸,并总体处于第一端盖18和第二端盖20之间。轴向冷却通道170与第一冷却液管路180以及第二冷却液管路200流体连通。如上所述的，第一冷却液管路180输送冷却流体至转子主体部160的轴向冷却通道170内，而流入轴向冷却通道170的流体会进一步流入第二端盖20的第二冷却液管路200内。其中第二冷却液管路200所包括的位于第二端盖20外周的朝向定子的开口202可进一步用于输送冷却液至定子12。随着转子16的转动，在离心力作用下，流体流经转子主体部160后进入第二端盖20中的第二冷却液管路200并进一步喷射到定子12，特别是定子绕组上用于冷却定子绕组。进一步参考图1，在一些实施例中，从第一冷却管路180的开口182所流向定子的流体，以及从第二冷却液管路200的开口202流向定子12的冷却流体将会收集到壳体22内，例如沉积到位于壳体22底部的油底壳230内并经由外部的循环冷却管路(例如图1中的管路226)再度返回到电机10的冷却流体入口222中。

继续参考图2，可看到，其中转子主体160包括用于嵌入多对第一磁体430和第二磁体432的第一开槽152和第二开槽154，在垂直于转子16的中心轴X的横截面内，其中第一开槽152和第二开槽154大体构成V型，在装配完成后，磁铁也大体构成V型，本领域内技术人员可通常称为V型布置。当然磁体也可以有其他的排列方式比如Δ型，其依然可以利用本申请的方案而不超出本申请的精神实质。在所描述的实施例中，多个轴向冷却通道170可具有大体三角形的横截面形状，以一个轴向通道170为例进行说明，其中轴向冷却通道170可包括邻近第一磁体430/或者说第一开槽152的第一冷却内壁172和邻近第二磁体432/第二开槽154的第二冷却内壁174，以及连接第一冷却内壁172和第二冷却内壁174的第三冷却内壁176。在一个实施例中，轴向冷却通道170的第一冷却内壁172与第一磁体430或第一开槽152基本平行，第二冷却内壁174与第二磁体432或第二开槽154基本平行以提供优化的、均衡的冷却效果。

参考图3并结合图2，在一个或多个实施例中，冷却***300包括上述形成在转子轴14上的冷却液入口222，与冷却液入口222连通的第一冷却液管路180，多个轴向冷却通道170以及第二冷却液管路200，冷却流体的流向如箭头所显示的，首先如箭头302所显示的，经由图2所显示的转子轴14上的开口146从转子轴14流入第一冷却液管路180，此时，流入转子轴14的流体直接流入第一冷却液管路180而可不再继续往转子轴中或者转子轴另一端流动。接着如箭头304所示，一部分的冷却流体经由第一冷却液管路180分配到朝向定子方向的出口182并如箭头306所显示的流向定子12，另一部分来自第一冷却液管路180的流体如箭头308所显示的，将从第一冷却液管路180流入多个轴向冷却通道170，此后进入多个轴向通道170内的冷却流体进一步流入第二冷却液管路200中，并最终经过第二冷却液管路200周向的朝向定子方向的开口202流出，如箭头310所示。如上所述，通过一套冷却***300即可完成对转子16和定子12的冷却，提升了冷却流体的使用效率以及冷却效果。

进一步结合图2和图3，其中轴向冷却通道170的内壁包括多个突出的湍流块190，下面以一个轴向冷却通道170为例进行解释。在一个轴向冷却通道170中，可至少包括上述的第一冷却内壁172和第二冷却内壁174，其中第一和第二冷却内壁172、174上都可形成多排湍流块190，相邻的两排湍流块190相互之间交错开，也就是说相邻的两排湍流块190在轴向相互不对齐。例如在第一冷却内壁周向分布形成了第一排的第一组湍流块192，第一组湍流块192之间可具有第一间隙194，周向分布形成有第二排的第二组湍流块196，第二组湍流块196具有第二间隙198，第一排湍流块192和第二排湍流块196在轴向相邻，并且所述第一组湍流块192和所述第二组湍流块196在轴向X上错开分布，换句话说，第一排的第一组湍流块192在轴向上对应与第二排湍流块196之间所形成的第二间隙198。而相应地，第一排湍流块192的多个第一间隙194对应于第二排的多个湍流块196。在所描述的实施例中，多个湍流块192、196沿着转子16的轴向X的整个长度均匀分布，并且在轴向方向上，任意相邻两组所述湍流块相互交错排列而不对齐。

继续参考3并结合图1和图2，在一个或多个实施例中，其中第一冷却液管路180包括径向发散的第一组径向通道184、和第二组径向通道186，其中所述第一组径向通道184的出口为上述的出口182，其朝向电机10的定子12以对所述定子12输送冷却液。第一组径向通道184和第二组径向通道186与多个轴向冷却通道170连通以输送冷却液.继续参考图3，其中第二冷却液管路200包括第三组径向通道204，第三组径向通道204的出口202朝向电机10的定子12以便于对所述定子12输送冷却液。其中进一步可以看到，第一冷却液管路180还包括环形分配通道188，所述环形分配通道188与所述轴向冷却通道170以及所述第一组径向通道184连通，使得来自所述冷却液入口222的流体的一部分流动通过所述轴向冷却通道170，另一部分通过所述第一组径向通道184而流向所述定子12。在一个或多个实施例中，第一组径向通道184以及开口182尺寸设置为使得流体经过第一组径向通道184喷射至电机定子的绕组，开口182尺寸可设置为使得合适量的流体以一定流速喷洒到定子，其余部分进入轴向冷却通道170。喷溅到定子的流体使得冷却效率提升，集成的***便不需要单独的位于定子内的冷却***。在进一步的实施例中，环形分配通道188包括靠近所述冷却液入口222的内环形通道188b和远离所述冷却液入口222的外环形通道188a，所述第二组径向通道186包括连通所述冷却液入口222和所述内环形通道188b的第一组分配管道186a，连通所述内环形通道188b和所述外环形通道188a的第二组分配管道186b，流体在径向上经过第一组分配管道186a进入内环形通道188b，并进一步通过第二组分配管道186b进入外环形通道188a，进入外环形通道188a的流体则通过上述的第一组径向通道184进一步向所述定子10提供冷却流体。本领域内技术人员可以理解，第一冷却液管路180可以包括更少或者更多的径向分配管道和环形分配管道。

进一步参考图3并结合图1和图2，在一个或多个实施例中，上述的环形通道188(例如上述的188a和188b)构造为形成在所述第一端盖18上内表面的环形凹槽，其上述的第一组分配管道186a，第二组分配管道186b构造为形成在所述第一端盖18的内表面(也就是在装配时靠近转子主体部160)上的径向延伸的多个发射状的凹槽。第一组径向通道184则构造为形成在所述第一端盖18上的径向延伸的连通所述外环形通道188a和所述第一端盖的外周开口182的通孔184。通孔184以及开口182的尺寸设置为允许合适量的部分的流体通过。其中在一个实施例中，开口182以及第一组径向通道184的数量少于轴向通道170的数量，其中每一个开口182以及第一组径向通道184的截面尺寸小于每一个轴向通道170的尺寸。在一个实施例中，其中开口182以及第一组径向通道184的数量为4组，均匀分布在第一端盖18内，而第一组分配管道186a的数量为均匀分配的4组，其中第二组分配管道186b的数量为8组并与第一组分配管道186a在径向上错开以便于实现更均衡的流体分配。

在一个或多个实施例中，内外环形通道188a和188b也可以形成为一体，或者也可以有多于两个环形通道的设计，本领域内技术人员可以根据需要做出变形。总体而言，第一冷却液管路180可包括形成在第一端盖18内的凹槽或通孔，而类似的第二冷却液管路200可包括形成在第二端盖20内的凹槽或通孔，且多个轴向冷却通道170形成为在转子主体部内的轴向延伸的通孔。在第一端盖18和第二端盖20内形成的凹槽或通孔在转子装配完成时，与转子主体部160的端面即可构成相对封闭的第一冷却液管路180和第二冷却液管路200。其中在一个实施例中，第二冷却液管路200可以具有相对于第一冷却液管路180更为简洁的结构，只要第二冷却液管路200具有将轴向冷却通道170内的冷却液引导至第二端盖20外周的第三组径向通道204即可，在所描述的实施例中，第二冷却液管路200还包括与轴向冷却通道170流体联通的第三环形通道206，其中第三环形通道206进一步与第三组径向通道204相联通。来自轴向冷却通道170的流体可进入第三环形通道206并进一步随着转子的旋转和离心力作用而将流体经由第三组径向通道204喷洒到定子12的另一端，流向定子12的冷却液最终在壳体22内聚集并经过相应的循环管路进行循环。

下面参考图4A至图4C来说明本申请一个实施例中转子的成型方法。其中图4A显示了本申请一个实施例中可以用于生产转子的一个叠片400的截面示意图，图4B是叠片叠加形成第一转子段410和第二转子段420过程的示意图，图4C是将图4B中所显示的转子段相对旋转而形成最终转子段的示意图。在本申请的实施例中，转子10的主体部160可以通过多个叠片400叠加形成。其中每个叠片400可以包括用于转子轴14穿过的通孔466，用于形成多个冷却通道170的开口408j，以及用于容纳第一磁体430和第二磁体430的第一开槽452、和第二开槽454，第一开槽452和第二开槽454可在叠加后形成上述示例中的第一开槽152、和第二开槽154。在图示的实施例中，多个用于形成冷却通道170的开口408j大体上呈三角形。其中用于形成轴向冷却通道170的开口408j可包括邻近第一磁体430/或者说第一开槽452/152的第一冷却内壁472和邻近第二磁体432/第二开槽452/154的第二冷却内壁474，以及连接第一冷却内壁472和第二冷却内壁474的第三冷却内壁476。在一个实施例中，开口408的第一冷却内壁472与第一磁体430或第一开槽452基本平行，第二冷却内壁474与第二磁体432或第二开槽454基本平行以提供优化的、均衡的冷却效果。在第一冷却内壁472和第二冷却内壁474上可形成凸起402，多个凸起402可叠加形成第一转子段上的一个或者多个湍流块192和第二转子段上的一个或者多个湍流块196。其中如图4A所示，在所描述的实施例中，以分界406为准，多个叠片400的开口408j在轴向上对齐从而形成第一组轴向通孔408A和第二组轴向通孔408B。第一组轴向通孔408A的内壁(该轴向通道408A的内壁可以由第一冷却内壁472、第二冷却内壁474在轴向对齐叠加形成)均包括了3个凸起402，而第二组轴向通道408B(线406以右侧)的内壁(该轴向通道的内壁可以由第一冷却内壁472、第二冷却内壁474在轴向对齐叠加形成)均包括了2个凸起402。应理解，轴向通孔的横截面可为其它形状，例如圆形或多边形。

继续参考图4B，多个图4A所显示的叠片400叠加可分别形成至少图4B中所显示的第一转子段410、第二转子段420。第一转子段410和第二转子段420可以具有合适的厚度，也就是轴向方向上的尺寸，每一个转子段可以需要形成的一个湍流块402的轴向尺寸为准，比如需要形成0.5厘米轴向长度的湍流块，则可以将转子段长度设置为0.5厘米。本领域技术人员可以根据冷却效果的需要进行选择。此时，图4B中所显示的，其中由于叠片400的结构相同，叠加所形成的第一转子段410、第二转子段420相互对齐，为了说明的方便，将第一转子段410中通过开口408j形成的轴向通孔命名为第一转子段410的第一轴向通孔412，而将第二转子段410中通过开口408j形成的轴向通孔命名为第二转子段420的第二轴向通孔422，其中第一轴向通孔412与第二转子段422的第二轴向通孔422对齐以便于形成上述的轴向冷却通道170。其中第一转子段410和第二转子段420内的多个凸起402形成突出的多个湍流块192、196，具体的，结合图3，轴向冷却通道170的内壁包括多个突出的湍流块，此时两种分布方式的湍流块192、196相互对齐。继续参考图4C，通过相对地旋转第一转子段410和第二转子段420，可以使得第一轴向通孔412内的湍流块与第二轴向通孔422内的湍流块在轴向上相互错开，也就是说使得相邻的两排湍流块192、196相互错开，例如第一排凸起的湍流块192与第二排湍流块196之间的间隙相互对应，而第二排凸起的湍流块196则与第一排湍流块192之间的间隙相互对应，本实施例中可以相对旋转180°实现交错排列的湍流块。

继续参考图4A至图4C,在一个实施例中，第一转子段410的第一轴向通孔412中包括位于一个直径406两边并相对直径对称的第一组第一轴向通孔408A和第二组第一轴向通孔408B，其中所述第一组第一轴向通孔408A的所述第一、第二冷却内壁(第一、第二冷却内壁可以由多个叠片400的第一冷却内壁472、第二冷却内壁474在轴向对齐叠加形成)包括N个湍流块。所述第二组第一轴向通孔408B的所述第一、第二冷却内壁(第一、第二冷却内壁可以由多个叠片400的第一冷却内壁472、第二冷却内壁474在轴向对齐叠加形成)包括(N-i)个湍流块。第一组第一轴向通孔408A和第二组第一轴向通孔408B的数量相同。在图示的实施例中，第一组第一轴向通孔408A有四个第一轴向通孔408A，第二组第一轴向通孔408B有四个第二轴向通孔408B。在图示的实施例中，N为3，i为1。所述第二转子段420的所述第二轴向通孔422包括位于一个直径406两边并相对所述直径对称第三组第二轴向通孔408A和第四组第二轴向通孔408B，其中所述第三组第二轴向通孔408A的第一、第二冷却内壁包括N个湍流块，第四组第二轴向通孔408B的第一、第二冷却内壁包括(N-i)个湍流块，在安装过程中，同轴转动所述第一转子段410使得所述第一转子段410的所述第一组第一轴向通孔408A与所述第四组第二轴向通孔408B对齐形成所述轴向冷却通道，从而使得所述轴向冷却通道内在轴向方向上N个湍流块与(N-i)个湍流块相邻并且相互错开。

以上的实施例中，轴向上相邻的两排湍流块的数量不同，从而使得排列时可以相互错开。本领域内技术人员可以理解，湍流块192、196的分布方式可以根据需要做出其他变形，在叠片形状一致的情况下，也可以有多种形成相互错开的湍流块的方法。比如，在一些实施例中，相邻两排湍流块可以具有相同的数量，但是两排湍流块的排列方式或者说间隙不同，使得形成转子时仍可以获得轴向上不对齐的湍流块的效果。本领域内技术人员完全可以预想到其他变形。

继续参考图5，显示了在另一个实施例中的用于形成转子的叠片500。叠片500形成转子的方法与图4A至图4C所显示的相类似，在此仅就其不同之处做出说明。参考图5，其中多个轴向通道510可以分为两组510A，510B，第一组轴向通道510A的第一冷却内壁512、第二冷却内壁514包括了(N-i)个凸起，而第二组轴向通道510B的的第一冷却内壁512、第二冷却内壁514包括了N个凸起。在图示的实施例中，N为3，i为1。即，第一组轴向通道510A的第一冷却内壁512、第二冷却内壁514包括了2个凸起，而第二组轴向通道510B的的第一冷却内壁512、第二冷却内壁514包括了3个凸起，其中第一组轴向通道510A和510B间隔排列，从而在如图4C那样旋转时，只需要旋转较小的角度，例如在此示例中可以通过旋转180°/8(22.5°)来实现湍流块的交错排列。第一组轴向通道510A和第二组轴向通道510B怎样排布可以有多种变化，其中所包含的凸起的数量也可以依据需要增加或减少。

继续参考图6，显示了在另一个实施例中的用于形成转子的叠片600。其中叠片600所包括的多个轴向通道610具有相同的结构，不同之处在于，其中每个通道610的第一冷却内壁612、第二冷却内壁614包括了不同数量的不同方式排列的凸起602，比如，第一冷却内壁612可以包括2个凸起、第二冷却内壁614可以包括3个凸起，当多个叠片600相互叠加时，可以形成多个相同的第一转子段和第二转子段，将第二转子段沿着图示的方向R反转后，再叠加对齐，可以使得每一个轴向通道610内的第一冷却内壁612和第二冷却内壁614中的凸起相互交错，从而形成在轴向方向上相互错开的湍流块。同样，本领域内技术人员可以理解其中所包含的凸起的数量也可以依据需要增加或减少。

图7显示了一个转子的轴向冷却通道700的实施例。参考图7，可以看到在轴向方向X上，多个湍流块702排列成多排，在此以相邻的第一排湍流块710和第二排湍流块720为例，第一排湍流块710包括三个湍流块702，其三个湍流块702之间形成第一间隙712，轴向上相邻的第二排湍流块720包括两个湍流块702而其间形成第二间隙722，其中轴向上第一排湍流块710的湍流块702对应/对齐于第二排120的间隙722，而第一排湍流块710之间的第一间隙712对应/对齐于第二排湍流块720的湍流块702本身。如此，第一排、第二排按照依次交替排列的方式设置使在一个或多个冷却内壁上流过的冷却液产生湍流以获得更好的冷却效果。在垂直于轴向X的截面内，湍流块具有弧形或者半圆形的横截面。湍流块702的高度h为湍流块702背离冷却表面730延伸的长度。在图示的实施例中，每一排湍流块702具有相同的高度。在一些实施例中，第一和第二排湍流块702可以具有不同的高度。

可以理解湍流块可具有其他的形状，图8显示了另一个转子的轴向冷却通道800的实施例。图8中的湍流块与图7的湍流块具有类似的排列方式，而不同之处在于在垂直于轴向X的截面内，湍流块802具有矩形的横截面。本领域内技术人员可预想到其他变形，例如湍流块可以具有三角形、椭圆形、菱形、方形、梯形等形状的横截面。在另一些实施例中，湍流块还可以具有不同的高度。湍流块802的高度h为湍流块802背离冷却表面830延伸的长度。在图示的实施例中，每一排湍流块802具有相同的高度。在一些实施例中，第一和第二排湍流块802可以具有不同的高度。

继续参考图9，其中显示了可以用于生产本申请的转子的方法流程图。如图所示，在步骤902处，方法600包括提供多个具有相同构造叠片，每个叠片包括多个具有多个凸起的开口。例如，一个或多个叠片可以是图4A-4C所示的叠片400，或者图5所示的叠片500，也可以是图6所示的叠片600。每个叠片具有形成轴向通孔的开口，例如408j，510，610。开口408j，510，610包括多个凸起。

在步骤904处，方法600包括叠加多个叠片并使多个开口和多个凸起对齐形成具有第一轴向通孔的第一转子段，多个叠片的凸起在第一轴向通孔内形成具有第一间隙的第一组湍流块。

在步骤906处，方法600包括叠加多个叠片并使多个开口和多个凸起对齐形成具有第二轴向通孔的第二转子段，多个叠片的凸起在第二轴向通孔内形成具有第二间隙的第二组湍流块。通过叠加一个或多个叠片可形成具有一定的厚度(也就是在轴向上具有一定长度)的转子段。

在步骤908处，方法600包括使第一转子段的第一轴向通孔和第二转子段的第二轴向通孔对齐并连接第一转子段和第二转子段形成轴向冷却通道。

在步骤910处，方法600包括相对旋转第一转子段和第二转子段使第一转子段的第一轴向通孔内的的湍流块与第二转子段的第二轴向通孔内的湍流块对齐。

在步骤912处，方法600包括相对旋转第一转子段和第二转子段至一定角度使得其中第一转子段中的第一轴向通孔内的第一间隙与第二转子段的第二轴向通孔中的湍流块轴向对齐，并使得其中第一转子段中的第一轴向通孔内的湍流块可以与第二转子段的多个第二轴向通孔中的第二间隙轴向对齐。

可以叠置第一转子段和第二转子段，如同图4B所显示的那样，当然可以理解，上述的一个或多个步骤可以同步实现或者分步实施，根据需要也可以省略一个或多个步骤，也可以实现本申请的目的。旋转角度与转子段内的湍流块的结构相关。例如，可以在如图4A-4C所示的实施例中，可相对旋转第一转子段和第二转子段180°。在如图5所显示的实施例中，相对旋转一个小的角度。还可以如图6所显示的，通过翻转第二转子段再与第一转子段叠加。通过位置变化，使得其中第一转子段中的第一轴向通孔内的第一间隙可以与第二转子段的多个第二轴向通孔中的湍流块轴向对齐；并使得其中第一转子段中的第一轴向通孔内的湍流块可以与第二转子段的多个第二轴向通孔中的第二间隙轴向对齐，从而实现更好的冷却效果。

之后，在步骤914处，方法600包括连接第一转子段和第二转子段。可通过连接以及后续操作完成转子的制作。可以理解的是，一个或多个步骤可以被增加或省略而依然不超出本申请的范围。比如，在步骤912之前，可以直接形成多个转子段并以合适的方式摆放，并通过选择合适角度的转子段来直接形成湍流块错开的转子，本领域内技术人员可以合理安排生产步骤以实现本申请的目的。在又一些实施例中，每个转子段本身的结构可以不同，通过直接堆叠即可完成不同的湍流块的排列方式。

上述的一个或多个实施例提供了一种用于转子的冷却通道的设置，以及可用于转子和定子两者的一整套冷却***，通过流道中的交错的湍流块，可实现更好的冷却效果，此外通过整体式的冷却***同时对转子和定子提供冷却使得冷却液更有利用效率，以及对定子的冷却效果也得到改善。因为多个叠片的结构相同，只需要一个模具用来制造叠片，从而降低生产成本。本领域中的技术人员可以对这些具体实施例进行多种改变、修改和变化而不脱离本申请权利要求限定的实质和范围。

权利要求中特别指出了被认为是新颖和非显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可涉及“一个”元件或“第一”元件或者类似特征。这样的权利要求应该被理解为包括一个或多个这种元件，既不要求也不排除两个或多个这种元件。描述的特征、功能、元件和/或特性的其它组合和子组合可以通过对当前权利要求的修改或者通过在本申请或相关申请中提出而主张权利。这样的权利要求，与原权利要求相比不论其更宽、更窄、等同或者不同，都应该被认为包括在本申请的主题中。

Claims (20)

1.一种包括冷却管道的电机转子，包括

第一转子段，所述第一转子段具有多个第一轴向通孔，每个第一轴向通孔包括周向分布的第一组湍流块，所述第一组湍流块的多个第一湍流块由第一间隙间隔开；和

第二转子段，所述第二转子段具有多个第二轴向通孔，每个第二轴向通孔包括周向分布的第二组湍流块，所述第二组湍流块的多个第二湍流块由第二间隙间隔开；

其中，在所述轴向冷却通道内，所述第一湍流块与所述第二间隙至少部分对齐，及所述第二湍流块与所述第一间隙至少部分对齐。

2.如权利要求1所述的转子，其中所述第一转子段和所述第二转子段结构相同，所述第一转子段和所述第二转子段在轴向叠加形成转子时，所述第一轴向通孔和所述第二轴向通孔对齐形成轴向冷却通道，并且所述第一转子段和所述第二转子段绕中心轴转动使得所述第一湍流块与所述第二间隙至少部分对齐，及所述第二湍流块与所述第一间隙至少部分对齐。

3.如权利要求2所述的转子，其中所述第一转子段和第二转子段分别由多片结构相同的电磁钢片叠加而形成，其中所述转子由多个所述第一转子段和所述第二转子段叠加形成，多个湍流块为在所述轴向冷却通道内的凸起，沿着轴向方向，相邻的两组所述多个湍流块相互错开。

4.如权利要求3所述的转子，相邻两组的所述多个湍流块具有不同的高度。

5.如权利要求1所述的转子，其中所述转子包括嵌入的多对第一磁体和第二磁体，所述轴向冷却通道具有邻近所述第一磁体的第一冷却内壁和邻近所述第二磁体的第二冷却内壁，在所述第一冷却内壁和所述第二冷却内壁形成所述多个湍流块。

6.如权利要求5所述的转子，其中，所述第一磁体和所述第二磁体在所述转子的横截面具有V型，所述轴向冷却通道的所述第一冷却内壁与所述第一磁体基本平行，所述第二冷却内壁与所述第二磁体基本平行，所述轴向冷却通道还包括连接所述第一冷却内壁和所述第二冷却内壁的第三冷却内壁。

7.如权利要求6所述的转子，其中，组成所述第一轴向通孔一部分的所述第一转子段的所述第一冷却内壁包括N个湍流块，所述第二冷却内壁包括(N-1)个湍流块，其中组成所述第一轴向通孔一部分的第二转子段的第一冷却内壁包括N个湍流块，第二冷却内壁包括(N-1)个湍流块，在安装过程中，先使所述第一转子段的湍流块与所述第二转子段的湍流块对齐，然后转动所述第一转子段180°使第一转子段的湍流块与第二转子段的湍流块错开。

8.如权利要求6所述的转子，其中，所述第一转子段的所述第一轴向通孔中包括位于一个直径两边并相对所述直径对称的第一组第一轴向通孔和第二组第一轴向通孔，其中所述第一组第一轴向通孔的所述第一、第二冷却内壁包括N个湍流块，所述第二组第一轴向通孔的所述第一、第二冷却内壁包括(N-i)个湍流块，其中所述第二转子段的所述第二轴向通孔包括位于一个直径两边并相对所述直径对称第三组第二轴向通孔和第四组第二轴向通孔，其中所述第三组第二轴向通孔的第一、第二冷却内壁包括N个湍流块，第四组第二轴向通孔的第一、第二冷却内壁包括(N-i)个湍流块，在安装过程中，同轴转动所述第一转子段使得所述第一转子段的所述第一组第一轴向通孔与所述第四组第二轴向通孔对齐形成所述轴向冷却通道，从而使得所述轴向冷却通道内在轴向方向上N个湍流块与(N-i)个湍流块相邻并且相互错开。

9.一种电机冷却***，包括：

位于电机第一端的第一端盖，所述第一端盖形成有第一冷却液管路；

位于所述电机第一端与所述第一冷却液管路连通的冷却液入口；

位于所述电机第二端的第二端盖，所述第二端盖形成有第二冷却液管路；多个轴向冷却通道，所述轴向冷却通道位于电机的转子主体中,且位于所述第一端盖和所述第二端盖之间并与所述第一冷却液管路以及所述第二冷却液管路流体连通，其中，所述转子主体由第一转子段和第二转子段叠加形成，所述轴向冷却通道由第一转子段上的第一轴向通孔和第二转子段的第一轴向通孔形成，其中所述轴向冷却通道的内壁包括多个突出的湍流块，其中所述多个湍流块包括周向分布形成第一排的第一组湍流块，周向分布形成第二排的第二组湍流块，所述第一排和第二排在轴向相邻，并且所述第一组湍流块和所述第二组湍流块在轴向上错开分布。

10.如权利要求9所述的电机冷却***，其中所述转子主体包括由多个叠片叠置形成的至少第一转子段和第二转子段，所述第一转子段包括多个第一轴向通孔，所述第二转子段包括多个第二轴向通孔，所述多个第一轴向通孔、第二轴向通孔对齐形成所述多个轴向冷却通道；其中所述第一轴向通孔内形成具有第一间隙的所述第一组湍流块，所述第二轴向通孔内形成具有第二间隙的所述第二组湍流块，在形成所述转子时，使所述第一段相对所述第二段同轴转动使得所述第一轴向通孔内的湍流块与所述第二轴向通孔内的第二间隙对齐，以及使得所述第二轴向通孔上的湍流块与第一轴向通孔上的第一间隙对齐。

11.如权利要求10所述的电机冷却***，所述多个湍流块沿着所述转子的轴向的整个长度分布，并且在轴向方向上，相邻两组所述湍流块相互交错排列而不对齐。

12.如权利要求9所述的电机冷却***，其中，所述第一冷却液管路包括第一组径向通道，和第二组径向通道，其中所述第一组径向通道的出口朝向所述电机的定子以对所述定子输送冷却液，所述第二组径向通道与所述多个轴向冷却通道连通以输送冷却液，且所述第二冷却液管路包括第三组径向通道，所述第三组径向通道的出口朝向所述电机的定子对所述定子输送冷却液。

13.如权利要求12所述的电机冷却***，所述电机冷却***进一步包括容纳所述电机的壳体以及位于所述壳体上的冷却液出口，其中所述冷却液经由位于转子轴上的所述冷却液入口流入，经过所述第一冷却液管路分别流向所述定子和所述多个轴向冷却通道，并进一步通过所述多个轴向冷却通道进入所述第二冷却液管路而流向所述定子和所述冷却液出口，经由所述第一冷却液管路流向所述定子的冷却液和经由所述第二冷却液管路流向所述定子的冷却液经由所述冷却液出口流动至所述电机的外部并进一步循环至所述冷却液入口。

14.如权利要求9所述的电机冷却***，其中所述第一冷却液管路包括环形分配通道，所述环形分配通道与所述轴向冷却通道以及所述第一组径向通道连通，使得来自所述冷却液入口的流体的一部分流动通过所述轴向冷却通道，另一部分通过所述第一组径向通道而流向所述定子。

15.如权利要求14所述的电机冷却***，所述环形分配通道包括靠近所述冷却液入口的内环形通道和远离所述冷却液入口的外环形通道，所述第一组径向通道包括连通所述冷却液入口和所述内环形通道的第一组分配管道，连通所述内环形通道和所述外环形通道的第二组分配管道，其中所述外环形通道与所述轴向流体通道以及所述第一组径向通道相连通。

16.如权利要求14所述的电机冷却***，所述环形分配通道构造为形成在所述第一端盖上的环形凹槽，所述第二组径向分配管道构造为形成在所述第一端盖上的径向凹槽，所述第一组径向分配管道构造为形成在所述第一端盖上的径向延伸的连通所述外环形通道和所述第一端盖的外周的通孔。

17.一种在电机转子中成型冷却管道的方法，包括：

提供具有相同结构的第一转子段和第二转子段，其中所述第一转子段包括多个第一轴向通孔以及在所述第一轴向通孔中的间隔第一间隙的多个第一湍流块，所述第二转子段包括多个第二轴向通孔以及在所述第二轴向通孔中间隔第二间隙的多个第二湍流块；

同轴旋转所述第一转子段至一个预定角度使得所述第一轴向通孔和所述第二轴向通孔对齐以形成轴向冷却通道，并且使所述第一轴向通孔上的第一湍流块和所述第二轴向通孔上的第二湍流块错开。

18.如权利要求17所述的方法，其中方法进一步包括在同轴旋转所述第一转子段至一个预定角度之前，首先同轴旋转所述第一转子段使得所述第一轴向通孔和所述第二轴向通孔对齐以形成轴向冷却通道并使所述第一轴向通孔上的第一湍流块和所述第二轴向通孔上的第二湍流块对齐。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述转子包括用于容纳至少一对磁体磁体在横截面上大体呈V型的至少一对第一开槽和第二开槽，所述轴向冷却通道具有与所述第一开槽基本平行的第一冷却内壁，以及与所述第二开槽基本平行的第二冷却内壁，以及连接所述第一冷却内壁和所述第二冷却内壁的第三冷却内壁。

20.如权利要求19所述的方法，其中方法包括提供多个结构相同具有多个轴向开口的叠片，以及叠置多个叠片形成所述第一转子段和所述第二转子段，所述叠片的轴向开口包括多个突起，叠置后的所述轴向开口形成所述第一转子段的第一轴向通孔和所述第二转子段的第二轴向通孔，所述突起叠置形成所述第一湍流块和所述第二湍流块。

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