CN111697743A - 双冷却总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双冷却总成，包括电机机壳、滤清器、电机转轴、减速器、油泵以及水冷通道，还包括：第一油冷通道，油泵将减速器中的冷却油输送给第一油冷通道；第二油冷通道；回油通道。油泵为机械油泵，机械油泵设于减速器内并与电机转轴传动连接；电机机壳的一端设有端盖，端盖包括连通第一油冷通道和第二油冷通道的连接通道；第一油冷通道包括喷油结构，喷油结构为喷油孔或喷油管，第二油冷通道包括喷油孔；电机机壳表面还设有翅片。与现有技术比较，本发明中大大提升了驱动总成的散热性能；并且该总成的成本较低，体积较小。

Description

双冷却总成

技术领域

本发明涉及动力总成散热领域，特别是涉及一种双冷却总成。

背景技术

随着技术进步，市场对电驱动力总成的性能和集成度要求越来越高，其中冷却一直是制约总成相关性能和体积指标的一大难点。在现有的电驱总成中，驱动电机作为将电能与机械能相互转化的关键部件，其转化效率和工作可靠稳定性是行业内技术攻克的关键点，而当电机工作时随着温度的升高，电阻随之增大，电机的损耗增加且效率降低，同时过高的温度对绝缘材料、绕组耐温等级、轴承的要求都会提高，整体的成本就会更高，不利于产品推广；而当减速机的温度升高到一定程度，会使润滑油的性能降低，接触磨损增加，引起轴刚性度降低，使轴的同心度也降低；更严重的会导致烧轴承烧齿轮，因此而驱动电机要想做到在各种恶劣工况下能稳定的工作，散热成了重中之重的问题。

目前电动汽车或者混合动力汽车上用的大功率电机常见的冷却方式有水冷和油冷，电机的减速机一般采用风冷，但是随着电机输入转速和扭矩上升，对水冷的需求也逐渐增多，电机的水冷常用方式通常为在机壳上设置水道以及与冷却水道连通的进出水口，水流经过机壳内部的冷却水道带走热量，但这种电机冷却方式散热效果不佳，线圈绕组和磁钢产生的热量由于距离和绝缘介质问题，不容易传递到机壳，因此导致散热性能不佳；油冷常用方式是将冷却油通过散热通道注入电机内部腔体，有通过管道喷淋在定子端部或轴承处的，通过转子高速旋转甩向定子端部或轴承位置，现有的油冷方案中一般还要配一定功率的热交换器，并且冷却油需要额外的动力驱动，无法借用整车的水泵，导致增加成本和***复杂度。因此，如何保证驱动总成在不增加体积和低成本的前提下，设计出一种高散热效率的驱动总成很有必要。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种双冷却总成。

本发明提出的技术方案为：一种双冷却总成，包括电机机壳、电机转轴、减速器、油泵以及设于所述电机机壳上的水冷通道，还包括：设于所述电机机壳上的朝向电机机壳内部喷油的第一油冷通道，所述油泵连接所述减速器和所述第一油冷通道以将减速器中的冷却油输送给第一油冷通道；与所述第一油冷通道连通的设于所述电机转轴的朝向电机机壳内部喷油的第二油冷通道；连通所述电机机壳内部和减速器的回油通道。

进一步地，所述油泵为机械油泵，所述机械油泵设于所述减速器内并与所述电机转轴传动连接。

进一步地，所述第一油冷通道的一端通过第一管路与所述油泵连通，另一端连通所述第二油冷通道。

进一步地，所述第二油冷通道所述电机转轴同轴设置，所述电机机壳的一端设有端盖，所述端盖包括连通所述第一油冷通道另一端和第二油冷通道的连接通道。

进一步地，所述双冷却总成还包括设于所述电机机壳内部的绕组，所述第一油冷通道包括分别设于所述绕组两端的至少两组喷油结构。

进一步地，所述喷油结构为喷油孔或喷油管。

进一步地，所述冷却总成还包括设于所述电机机壳内部的转子，所述电机转轴上还套设有轴承，所述第二油冷通道包括朝向所述转子和/或轴承设置的至少一组喷油孔。

进一步地，所述回油通道设于所述电机机壳的底部，所述电机机壳的底部还设有与所述回油通道连通的至少一个回油口。

进一步地，所述冷却总成还包括设于所述减速器内的滤清器，所述滤清器设于所述减速器与回油通道的连通处。

进一步地，所述电机机壳表面还设有翅片。

与现有技术比较，本发明中的油泵将减速器中的冷却油输送至第一油冷通道与水冷通道在电机机壳内换热得以降温，第二油冷通道与第一油冷通道连通，第一油冷通道中的冷却油从电机机壳朝内喷出，第二油冷通道中的冷却油从电机转轴朝外喷出，从而使电机内的各个零部件均能够与冷却油接触，然后冷却油从回油通道流走并带走电机内部的热量，从而大大提升了驱动总成的散热性能；并且该总成的成本较低，体积较小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例中的双冷却总成的立体结构示意图；

图2为本发明一个实施例中的双冷却总成的油泵和电机的结构示意简图；

图3为本发明一个实施例中的双冷却总成的部分剖面结构示意简图；

图4为本发明一个实施例中的双冷却总成的电机机壳的剖面结构示意图；

图5为本发明一个实施例中的双冷却总成的喷油管的结构示意简图；

图6为本发明一个实施例中的双冷却总成的电机转轴的剖面结构示意图；

图7为本发明中双冷却总成的第一个实施例的冷却流路示意图；

图8为本发明中双冷却总成的第二个实施例的冷却流路示意图；

图9为本发明中双冷却总成的第三个实施例的冷却流路示意图；

图10为本发明中双冷却总成的第四个实施例的冷却流路示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。

本发明提出了一种双冷却总成，如图1所示，总成主要包括电机1和与电机1的输出轴传动连接的减速器2。

具体地，如图2、3所述，电机1包括从外层到内层依次设置的圆筒状的电机机壳11、安装在电机机壳11内的绕组12、间隙套装在绕组12内的转子13以及安装在转子13中的电机转轴14，且电机转轴14与电机机壳11之间通过轴承进行装配；其中本发明还在该总成上设置了两种冷却流路，即双冷却，通过两种冷却流路对电机进行降温，大大增强了总成的散热性能。

进一步地，两种冷却流路其中的包括水冷通道3和油冷通道4。

如图4所示，水冷通道3设于电机机壳11的外壁内，具体为在壁内设置的中空流道，并且在外壁上还设置了两个与冷却水管连通的开口，其中一个为水冷通道3的进水口，另一个为水冷通道的出水口，水冷通道3流经电机机壳11将电机1中的热量带走；同时，该水冷通道3也可以设置在减速器2的壳体表面以为减速器2进行散热。

其中，水冷通道3通过冷却水管与冷却水循环***连接，冷水在冷却水循环***中进行降温然后流入到电机机壳11中换热升温，依次循环带走电机的热量；其中冷却水循环***包括换热器，冷却水在换热器中进行降温，也可以将换热器集成设置在电机控制器A（详见图7至10）内，不但能对冷却水进行降温，还能精细化整个总成***，减小体积

如图3所示，油冷通道4主要包括第一油冷通道41和第二油冷通道42。

第一油冷通道41也设置在电机机壳11的外壁内，且电机机壳11的左端开设有连通第一油冷通道41的开口，左端开口通过第一管路411连通到油泵5，油泵5将减速器2中的润滑油通过该左端开口送入到第一油冷通道41中，在电机机壳11的内侧还设有至少一组的喷油结构，喷油结构与第一油冷通道41连通，喷油结构在油泵的作用下朝向绕组12喷射冷却油从而对主要包括绕组12在内的电机各结构进行冷却。

优选地，如图5所示，喷油结构可以为喷油孔412或喷油管413，当喷油结构设置有多组的时候，也可以同时混用喷油孔412和喷油管413；其中喷油管413为弧形的管路，在喷油管413的中部与第一油冷通道41接通，喷油管413的两端具有开口，使得冷却油能够在喷油管413的引流作用下喷散到绕组的等部位进行散热。

如图6所示，第二油冷通道42设置在电机转轴14的中部，第二油冷通道42贯穿电机转轴14的两端且与电机转轴14同轴设置，在电机转轴14的圆周面上设置了至少一组喷油孔412，每组喷油孔412均包含了沿电机转轴14圆周分布的至少一个喷油孔412，如此便使得当电机转轴14在旋转的时候，能够依靠其自身的离心作用将冷却油从喷油孔412甩出，冷却油溅射到转子13、轴承等部位从而对包括转子13、轴承在内的电机结构进行冷却。

并且，本实施例中的第一油冷通道41和第二油冷通道42之间是相互连通在一起的，其具体的连通结构为：在电机机壳11的右端也开设有一连通第一油冷通道41的开口，右端开口电机1还包括了设置在电机机壳11两端的端盖16，在电机机壳11右端的端盖16的内部具有一与该右端开口连通的连接通道161，且端盖16的中部包括伸入到电机转轴14的延伸部162，延伸部162的尺寸大小与第二油冷通道42相适配从而堵住第二油冷通道42的右端出口，且连接通道161还包括设置在延伸部162伸入到第二油冷通道42的端部开口，这样便使得第一油冷通道41和第二油冷通道42相连通在一起。

进一步地，在电机机壳11的内部还设有一回油通道17，回油通道17与第一油冷通道41和水冷通道一样设置在电机机壳11的内部，回油通道17具体设置在电机机壳11的底部位置，且在电机机壳11内侧的底部还设有至少一个连通该回油通道17的回油口171，这样便使得从第一油冷通道41和第二油冷通道42中喷出的冷却油能够在重力的作用下流回到回油通道17，并且回油通道17的左端通过第二管路172连通到减速器2的内部（冷却油回到减速器2内同时具有润滑油的功能）。

如此，便使整个总成的冷却油形成一个循环回路，冷却油经过油泵5从减速器流入到第一油冷通道41，第一油冷通道41和水冷通道3在电机机壳11中进行换热，使得冷却油的温度降低，降温后的冷却油流入到第二油冷通道42中，随后冷却油从第一油冷通道41喷出到绕组12上，从第二油冷通道42喷出到轴承和/或转子上，从而能够使冷却油及时地覆盖到电机内部的各个零部件中，并且尽可能的使各部件在冷却油温度最低的时候与冷却油进行换热，与仅仅从一个位置喷油的设置相比，本申请的散热性能极为显著，能够充分保证总成的工作性能；同时水冷通道3对电机机壳11进行降温，配合油冷通道，以同时对电机的各部位进行散热，快速的对总成进行降温。

优选地，本申请中的第一油冷通道41具有两组喷油结构，其分别位于绕组的左、右两端，从而使绕组12与冷却油的接触范围更大，同时对整个绕组12的覆盖更快，能够达到对绕组快速降温的效果。

优选地，本申请中的第二油冷通道42也具有两组，其分别对应于轴承和转子13设置，使得冷却油能够同时对两者进行冷却降温，降温效果显著，提升了散热性能。

进一步地，在其他实施例中，也可以在电机机壳11的外侧增设翅片状的加强筋，增加电机机壳11的强度，便可以将电机机壳11的外壁做的更薄，同时增大了电机机壳11与环境的接触面积，从而进一步地增加了总成的换热性能。

优选地，本发明中的油泵5为机械油泵，机械油泵集成设置在减速器2内部；机械油泵主要包括壳体和传动机构，壳体采用金属材质形成腔体，传动机构设置在腔体内部，传动机构主要包括啮合齿轮，减速器2内部具有多个传动轴和啮合齿轮，本申请中的机械油泵中的传动机构与通过减速器2中的传动轴或啮合齿轮与电机转轴14传动连接，由电机转轴14转动的同时为机械油泵提供动力，从而使整个总成的结构更加精简，节约了成本和空间。

进一步地，为保证冷却油回到减速器2中的纯净度，在减速器2内部还设置了一个滤清器21，具体设置在减速器2内部的与第二管路172的连通处。

如图7所示，在第一个实施例中，减速器2包括壳体B1、与电机转轴14通过联轴器同轴连接的输入轴B2、平行与输入轴B2的中间轴B3、平行与中间轴B3的输出轴B4，输入轴B2、中间轴B3以及输出轴B4之间均通过齿轮啮合进行传动；在该实施例中，油泵5的传动机构与中间轴B3上的齿轮啮合从而获得动力。

如图8所示，在第二个实施例中，油泵5内的齿轮也可以直接安装在中间轴B3上以获得动力。

如图9所示，在第三个实施例中，油泵5的传动机构也可以与输出轴B4上的齿轮啮合而获得动力。

如图10所示，在第四个实施例中，油泵5内的齿轮也可以直接安装在输出轴B4上以获得动力。

需要说明的是，以上所列举的实施例仅为无数种可能实施方式中的部分，本领域的技术人员可以在此基础上根据减速器2的内部结构设计出多种具体实施结构，但无论油泵5的传动机构与减速器的哪个轴传动连接，或是其壳体如何根据传动机构的连接方式进行的相应设置等，其均涵盖于本申请中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双冷却总成，包括电机机壳、电机转轴、减速器、油泵以及设于所述电机机壳上的水冷通道，其特征在于，还包括：

设于所述电机机壳上的朝向电机机壳内部喷油的第一油冷通道，所述油泵连接所述减速器和所述第一油冷通道以将减速器中的冷却油输送给第一油冷通道；

与所述第一油冷通道连通的设于所述电机转轴的朝向电机机壳内部喷油的第二油冷通道；

连通所述电机机壳内部和减速器的回油通道。

2.根据权利要求1所述的双冷却总成，其特征在于，所述油泵为机械油泵，所述机械油泵设于所述减速器内并与所述电机转轴传动连接。

3.根据权利要求1或2所述的双冷却总成，其特征在于，所述第一油冷通道的一端通过第一管路与所述油泵连通，另一端连通所述第二油冷通道。

4.根据权利要求3所述的双冷却总成，其特征在于，所述第二油冷通道所述电机转轴同轴设置，所述电机机壳的一端设有端盖，所述端盖包括连通所述第一油冷通道另一端和第二油冷通道的连接通道。

5.根据权利要求1所述的双冷却总成，其特征在于，所述双冷却总成还包括设于所述电机机壳内部的绕组，所述第一油冷通道包括分别设于所述绕组两端的至少两组喷油结构。

6.根据权利要求5所述的双冷却总成，其特征在于，所述喷油结构为喷油孔或喷油管。

7.根据权利要求1所述的双冷却总成，其特征在于，所述冷却总成还包括设于所述电机机壳内部的转子，所述电机转轴上还套设有轴承，所述第二油冷通道包括朝向所述转子和/或轴承设置的至少一组喷油孔。

8.根据权利要求1所述的双冷却总成，其特征在于，所述回油通道设于所述电机机壳的底部，所述电机机壳的底部还设有与所述回油通道连通的至少一个回油口。

9.根据权利要求1所述的双冷却总成，其特征在于，所述冷却总成还包括设于所述减速器内的滤清器，所述滤清器设于所述减速器与回油通道的连通处。

10.根据权利要求1所述的双冷却总成，其特征在于，所述电机机壳表面还设有翅片。

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