CN111884428A - 电机、电机冷却***及电动车 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电机、电机冷却***及电动车。所述电机包括转子,所述转子包括转子铁芯、第一端盖和第二端盖,所述第一端盖和所述第二端盖分别连接于所述转子铁芯的两端;所述第一端盖设有进液流道,所述转子铁芯设有通液流道,所述第一端盖或所述第二端盖设有出液流道,所述进液流道连通所述通液流道和所述转子外的空间,所述出液流道连通所述通液流道和所述转子外的空间,且所述出液流道的出口朝向定子绕组,所述进液流道、所述通液流道和所述出液流道形成用于供冷却液流过的转子流道。本申请的技术方案能够在保证电机的转子的散热可靠性的基础上降低加工成本。
Description
技术领域
本申请涉及电动车辆技术领域,尤其涉及一种电机、电机冷却***及电动车。
背景技术
随着电动车辆的发展,电动车总成朝着高速化、高功率密度的方向发展,电机的热耗密度也越来越高,散热成为电机设计的一个重要挑战,电机能否进行良好的散热直接影响电机的工作可靠性及整车性能。电机包括转子,通常需要针对转子做相应的散热设计,然而传统电机的转子的散热设计成本高昂且可靠性低。
发明内容
本申请的实施例提供一种电机、电机冷却***及电动车,能够在保证电机的转子的散热可靠性的基础上降低加工成本。
第一方面,本申请提供一种电机,所述电机包括转子,所述转子包括转子铁芯、第一端盖和第二端盖,所述第一端盖和所述第二端盖分别连接于所述转子铁芯的两端;
所述第一端盖设有进液流道,所述转子铁芯设有通液流道,所述第一端盖或所述第二端盖设有出液流道,所述进液流道连通所述通液流道和所述转子外的空间,所述出液流道连通所述通液流道和所述转子外的空间,且所述出液流道的出口朝向定子绕组,
所述进液流道、所述通液流道和所述出液流道形成用于供冷却液流过的转子流道。
由此,通过在第一端盖设置进液流道,使得冷却液可经由第一端盖直接进入设置在转子铁芯中的通液流道。一方面使冷却液能够最大程度的接近转子铁芯的发热点,确保转子铁芯中应当进行散热的区域得到良好的散热,从而可以对转子铁芯进行充分的冷却,以保证转子铁芯的磁性稳定,可靠性高,有利于电机的高速化发展趋势。另一方面相对于传统设计中需在转轴内通入冷却液,使得冷却液通过转轴的导热而对转子铁芯进行冷却,本申请的设计使得冷却液能通过第一端盖的进液流道的引流而直接进入转子铁芯的通液流道中,冷却液的传热路径较短,转子整体的加工成本和物料管理成本较低,从而能够在保证电机的转子的散热可靠性的基础上降低加工成本。
另外,在第一端盖或第二端盖中设置出液流道,并使出液流道的出口朝向定子绕组,从而使得经通液流道流入出液流道的冷却液,能在通过出液流道之后,喷向定子绕组,以为定子绕组进行冷却。也即为,本申请的实施例中的转子流道的设计,能够兼顾转子和定子的冷却,使得冷却液能一起带走转子和定子的热量。一方面有效避免转子和定子因长期处于高温环境中而导致失效的问题发生,冷却性能优异,有利于提高电机的工作性能和使用寿命。另一方面,能够有效减少单独设置冷却定子的流道所带来的电机的加工成本,提高电机的生产效率,有效简化电机整体的冷却路径。
一些实施例中,所述第一端盖包括端盖本体和挡墙,所述进液流道位于所述端盖本体,所述挡墙环绕凸设于所述端盖本体远离所述转子铁芯的表面,且与所述端盖本体配合形成集液槽,所述集液槽与所述进液流道连通,所述集液槽用于引导所述冷却液流入所述进液流道。
可以理解的是,设置集液槽并使集液槽与进液流道连通,能够提供一个容纳冷却液的空间,相比于不设置集液槽而使冷却液直接进入进液流道的情况,能够将高速旋转时冷却液喷洒至转子外部而造成冷却液流失的可能性降低到最小,保证转子在高速旋转的过程中,冷却液始终能被收拢于集液槽中,进而经由集液槽进入进液流道而正常对转子进行冷却降温,有利于提高电机的工作性能和使用寿命。
一些实施例中,所述转轴还包括转轴,所述转子铁芯、所述第一端盖和所述第二端盖均套设于所述转轴,所述挡墙的远离所述端盖本体的端部朝向所述转轴延伸。
可以理解的是,在电机的旋转过程中,冷却液流入集液槽后会随之在集液槽内进行旋转运动,受旋转的影响,冷却液会产生朝向集液槽外的离心力,进而使得冷却液可能会存在甩出集液槽的倾向。而将挡墙的远离端盖本体的端部设置为朝向转轴延伸,使得挡墙的远离端盖本体的端部呈现朝向端盖本体的中心轴线收拢的结构,从而能够将冷却液止挡于集液槽中,避免因无法拘住冷却液而使冷却液喷洒出集液槽而造成的冷却液流失,转子的冷却性能下降而使电机无法正常工作的问题发生。
本申请的实施例中,所述电机还包括套设在所述转子外周的定子,所述定子包括定子铁芯和绕设于所述定子铁芯的定子绕组,所述定子铁芯套设在所述转子铁芯的外周,所述定子绕组伸出所述定子铁芯的两个端部分别为第一端部绕组和第二端部绕组,所述第一端部绕组位于所述第一端盖侧,所述第二端部绕组位于所述第二端盖侧。换言之,所述定子绕组位于所述第一端盖侧的端部为第一端部绕组,所述定子绕组位于所述第二端盖侧的端部为第二端部绕组。
一些实施例中,所述转子流道还包括喷液流道,所述喷液流道位于所述第一端盖且连通所述进液流道和所述转子外的空间,所述喷液流道的出口朝向所述第一端部绕组,所述出液流道位于所述第二端盖,所述出液流道的出口朝向所述第二端部绕组。
由此,转子流道兼顾了第一端部绕组和第二端部绕组的散热需求,使得转子流道能对第一端部绕组和第二端部绕组一起进行散热冷却。又因转子流道还能对转子铁芯和转子铁芯中的发热点进行散热,使得转子流道能够兼顾转子和定子的散热需求,有利于多元化转子的使用性能,保证电机的高速运转,实用性强,应用范围广泛。
一些实施例中,所述转子流道还包括喷液流道,所述喷液流道位于所述第一端盖,且所述喷液流道的出口朝向所述第一端部绕组,所述出液流道位于所述第二端盖,所述出液流道的出口朝向所述第二端部绕组。所述通液流道包括第一通液流道和第二通液流道,所述第一通液流道连通所述进液流道和所述出液流道,所述第二通液流道连通所述出液流道和所述喷液流道。
由此,转子流道兼顾了第一端部绕组和第二端部绕组的散热需求,使得转子流道能对第一端部绕组和第二端部绕组一起进行散热冷却。又因转子流道还能对转子铁芯和转子铁芯中的发热点进行散热,使得转子流道能够兼顾转子和定子的散热需求,有利于多元化转子的使用性能,保证电机的高速运转,实用性强,应用范围广泛。
一些实施例中,所述出液流道位于所述第一端盖,所述出液流道的出口朝向所述第一端部绕组,所述转子流道还包括连接流道,所述连接流道设于所述第二端盖,
所述通液流道包括第一通液流道和第二通液流道,所述第一通液流道连通所述进液流道和所述连接流道,所述第二通液流道连通所述连接流道和所述出液流道。
由此,转子铁芯内部可设置两层通液流道,有利于进一步提高转子铁芯的冷却性能,保证转子铁芯的散热可靠性。
本申请的实施例中,所述转子还包括转轴,所述转子铁芯、所述第一端盖和所述第二端盖均套设于所述转轴,所述转轴包括位于所述第一端盖侧的第一端和位于所述第二端盖侧的第二端。
一些实施例中,所述第一端设有用于供冷却液流入的盲孔和与所述盲孔连通的第一喷液口,所述第一喷液口位于所述集液槽内,所述第一喷液口用于将流入所述盲孔的冷却液喷出至所述集液槽。
可以理解的是,冷却液能够从转轴的第一端进入转轴,且在转子的转动过程中,转轴的盲孔内的冷却液因受到离心力的作用,会从第一喷液口喷出而流入集液槽。而在转轴内设置盲孔,也即为将转轴设置为半堵塞结构,能够在无需对转轴进行特殊加工的基础上保证盲孔内的冷却液能够经由第一喷液口喷出至集液槽,此设置使得转轴的加工工艺简单,能够有效降低转轴的加工成本,有利于提高电机的生产效率。
一些实施例中,所述第一端设有延伸至所述第二端的用于供冷却液流入的盲孔和与所述盲孔连通的第一喷液口,所述第一喷液口位于所述集液槽内,所述第一喷液口用于将流入所述盲孔的冷却液喷出至所述集液槽,所述第二端设有与所述盲孔连通的第二喷液口,所述第二喷液口用于将流入所述盲孔的冷却液喷出至所述第二端部绕组。
可以理解的是,冷却液能够从转轴的第一端进入转轴,且在转子的转动过程中,转轴的盲孔内的冷却液因受到离心力的作用,会从第一喷液口喷出而流入集液槽,并从第二喷液口喷出至第二端部绕组。而在转轴内设置盲孔,也即为将转轴设置为半堵塞结构,能够在无需对转轴进行特殊加工的基础上保证盲孔内的冷却液能够经由第一喷液口喷出至集液槽,此设置使得转轴的加工工艺简单,能够有效降低转轴的加工成本,有利于提高电机的生产效率。
一些实施例中,所述第二端设有延伸至所述第一端的用于供冷却液流入的盲孔,所述第一端设有与所述盲孔连通的第一喷液口,所述第一喷液口位于所述集液槽内,所述第一喷液口用于将流入所述盲孔的冷却液喷出至所述集液槽。
可以理解的是,冷却液能够从转轴的第二端进入转轴,且在转子的转动过程中,盲孔内的冷却液因受到离心力的作用,会从第一喷液口喷出而流入集液槽。而在转轴内设置盲孔,也即为将转轴设置为半堵塞结构,能够在无需对转轴进行特殊加工的基础上保证盲孔内的冷却液能够经由第一喷液口喷出至集液槽,此设置使得转轴的加工工艺简单,能够有效降低转轴的加工成本,有利于提高电机的生产效率。
一些实施例中,所述第二端设有延伸至所述第一端的用于供冷却液流入的盲孔和与所述盲孔连通的第一喷液口,所述第二端还设有与所述盲孔连通的第二喷液口,所述第二喷液口用于将流入所述盲孔的冷却液喷出至所述第二端部绕组。
可以理解的是,冷却液能够从转轴的第二端进入转轴,且在转子的转动过程中,盲孔内的冷却液因受到离心力的作用,会从第一喷液口喷出而流入集液槽,并从第二喷液口喷出至第二端部绕组。而在转轴内设置盲孔,也即为将转轴设置为半堵塞结构,能够在无需对转轴进行特殊加工的基础上保证盲孔内的冷却液能够经由第一喷液口喷出至集液槽,此设置使得转轴的加工工艺简单,能够有效降低转轴的加工成本,有利于提高电机的生产效率。
一些实施例中,所述第一端设有用于供冷却液流入的盲孔及与所述盲孔连通的第一喷液口和第二喷液口,所述第一喷液口位于所述集液槽内,所述第一喷液口用于将流入所述盲孔的冷却液喷出至所述集液槽,所述第二喷液口位于所述第一端盖外,所述第二喷液口用于将流入所述盲孔的冷却液喷出至所述第一端部绕组,所述出液流道位于所述第二端盖,所述出液流道的出口朝向所述第二端部绕组。
可以理解的是,冷却液能够从转轴的第一端进入转轴,且在转子的转动过程中,盲孔内的冷却液因受到离心力的作用,一部分会从第一喷液口喷出而流入集液槽并以此流经进液流道、通液流道和出液流道后,从出液流道的出口喷出至第二端部绕组,另一部分会从第二喷液口喷出至第一端部绕组。由此,转子流道兼顾了第一端部绕组和第二端部绕组的散热需求,使得转子流道能对第一端部绕组和第二端部绕组一起进行散热冷却。又因转子流道还能对转子铁芯和转子铁芯中的发热点进行散热,使得转子流道能够兼顾转子和定子的散热需求,有利于多元化转子的使用性能,保证电机的高速运转,实用性强,应用范围广泛。而在转轴内设置盲孔,也即为将转轴设置为半堵塞结构,能够在无需对转轴进行特殊加工的基础上保证盲孔内的冷却液能够经由第一喷液口喷出至集液槽,此设置使得转轴的加工工艺简单,能够有效降低转轴的加工成本,有利于提高电机的生产效率。
一些实施例中,所述电机还包括伸入所述集液槽的引液管,且所述引液管伸入所述集液槽的端部朝向所述挡墙延伸,所述引液管用于引导冷却液流入所述集液槽。
可以理解的是,引液管内的冷却液受重力和初速度的影响,从引液管内流出而喷出至集液槽。又由于转子的旋转作用,流入集液槽的冷却液会被影响而均匀分布在集液槽内的周向空间。而在集液槽内设置引液管,也即为将转轴设置为全堵塞结构,能够在无需对转轴进行加工的基础上保证冷却液能够经由引液管喷出至集液槽。此设置避免了冷却液需先进入转轴内再从转轴进入集液槽的通液路径,使得转子铁芯和转子铁芯内的发热点的冷却无需通过转轴的导热实现,即无需克服转轴的接触热阻和转轴的导热热阻,从而缩短了冷却液的传热路径,有效避免转子产生较大的温差,大幅度减少转轴的加工成本和物料管理成本,有利于提高电机的生产效率。
一些实施例中,所述进液流道包括相连通的第一进液流道和第二进液流道,所述第一进液流道的数量为多个,多个所述第一进液流道沿所述第一端盖的周向间隔分布,所述第二进液流道为环形且连通所述通液流道和每一所述第一进液流道。
可以理解的是,多个第一进液流道沿端盖本体的周向等间距间隔分布,从而呈现多个第一进液流道均匀分布在端盖本体的流道结构。而多个第一进液流道均匀分布的设置能够在充分适应转子高速旋转的场景下,减小转子转动时会产生的不平衡量,从而将因不平衡量的产生而造成的转子振动,使转子受到不必要的动载荷,从而难以保证转子正常运转的可能性降低到最小,有效的保证转子的动平衡。而第二进液流道为环形,从而使得冷却液经由第一进液流道流入第二进液流道时,冷却液能够在端盖本体的周向上均匀分布。换言之,第二进液流道具有均流作用,能够将经第一进液流道流入的冷却液均匀的分配至端盖本体的周向,有利于冷却液后续与转子铁芯的充分的接触。
一些实施例中,所述通液流道的数量为多个,多个所述通液流道沿所述转子铁芯的周向间隔分布。
可以理解的是,通液流道的数量为多个,多个通液流道沿转轴的周向间隔分布,从而呈现多个通液流道沿转子铁芯的周向间隔分布的布局,其中,每一通液流道均沿转子铁芯的轴向贯通转子铁芯。而多个通液流道均匀分布的设置一方面能够使得转子铁芯整体的温度较为均匀,另一方面能够在充分适应转子高速旋转的场景下,减小转子转动时会产生的不平衡量,从而将因不平衡量的产生而造成的转子振动,使转子受到不必要的动载荷,从而难以保证转子正常运转的可能性降低到最小,有效的保证转子的动平衡。
第二方面,本申请还提供一种电机冷却***,所述电机冷却***包括换热器、输送装置和如上所述的电机,所述换热器用于接收并冷却从所述出液流道流出的冷却液;所述输送装置与所述换热器及所述进液流道连通,用于将冷却后的冷却液输送至所述进液流道,并驱动冷却液在所述转子流道内流动。
第三方面,本申请还提供一种电动车,所述电动车包括电机控制器、减速器和如上所述的电机冷却***,所述电机控制器与所述电机连接以控制所述电机工作,所述减速器与所述电机的转子的转轴相连。
本申请的技术方案通过在第一端盖设置进液流道,使得冷却液可经由第一端盖直接进入设置在转子铁芯中的通液流道。一方面使冷却液能够最大程度的接近转子铁芯的发热点,确保转子铁芯中应当进行散热的区域得到良好的散热,从而可以对转子铁芯进行充分的冷却,以保证转子铁芯的磁性稳定,可靠性高,有利于电机的高速化发展趋势。另一方面相对于传统设计中需在转轴内通入冷却液,使得冷却液通过转轴的导热而对转子铁芯进行冷却,本申请的设计使得冷却液能通过第一端盖的进液流道的引流而直接进入转子铁芯的通液流道中,冷却液的传热路径较短,转子整体的加工成本和物料管理成本较低,从而能够在保证电机的转子的散热可靠性的基础上降低加工成本。另外,在第一端盖或第二端盖中设置出液流道,并使出液流道的出口朝向定子绕组,从而使得经通液流道流入出液流道的冷却液,能在通过出液流道之后,喷向定子绕组,以为定子绕组进行冷却。也即为,本申请的实施例中的转子流道的设计,能够兼顾转子和定子的冷却,使得冷却液能一起带走转子和定子的热量。一方面有效避免转子和定子因长期处于高温环境中而导致失效的问题发生,冷却性能优异,有利于提高电机的工作性能和使用寿命。另一方面,能够有效减少单独设置冷却定子的流道所带来的电机的加工成本,提高电机的生产效率,有效简化电机整体的冷却路径。
附图说明
图1是本申请提供的电机冷却***的输送装置、电机、换热器的连接关系的示意图;
图2是本申请提供的电机的转子的一种结构示意图;
图3是本申请第一实施例提供的电机的结构示意图;
图4是图2所示的区域I的放大示意图;
图5是图3所示的电机的第一端盖的一角度的结构示意图;
图6是图3所示的电机的第一端盖的另一角度的结构示意图;
图7是图3所示的电机的第一端盖的一种剖面示意图;
图8是图3所示的电机的第一端盖的另一种剖面示意图;
图9是图3所示的电机的第一端盖的又一种剖面示意图;
图10是图3所示电机的一种部分结构示意图;
图11是图3所示电机的另一种部分结构示意图;
图12是图3所示电机的第二端盖的结构示意图;
图13是本申请第二实施例提供的电机的结构示意图;
图14是本申请第三实施例提供的电机的一种结构示意图;
图15是本申请第三实施例提供的电机的另一种结构示意图;
图16是本申请第四实施例提供的电机的结构示意图;
图17是本申请第五实施例提供的电机的结构示意图;
图18是本申请第六实施例提供的电机的结构示意图;
图19是本申请第七实施例提供的电机的结构示意图;
图20是本申请提供的电机的第一端盖的一种结构示意图;
图21是本申请第八实施例提供的电机的结构示意图;
图22是本申请第九实施例提供的电机的结构示意图;
图23是本申请第十实施例提供的电机的结构示意图;
图24是本申请第十一实施例提供的电机的结构示意图;
图25是本申请第十二实施例提供的电机的结构示意图;
图26是本申请提供的电动车的结构示意图;
图27所示的电动车的电机冷却***、减速器和电机控制器的连接关系的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请的具体实施方式进行清楚地描述。
请参阅图1,本申请的实施例提供一种包括电机100的电机冷却***200,电机冷却***200可以应用在机械设备中,用于对电机100进行散热和冷却。举例而言,机械设备可以是电动车、加工设备、工程机械等任意机械装置。
具体而言,可通过在电机冷却***200中设置流道,并采用冷却液作为换热介质,使冷却液在流道内流动而带走电机100产生的热量,以实现电机100的散热和冷却。举例而言,电机100可以为但不仅限于为永磁同步电机、异步感应电机、发电机。冷却液可以是润滑油。当然,冷却液也可以为其他具有绝缘性质的冷却工质,对此不做限制。
请继续参阅图1,一种可能的实施方式中,电机冷却***200还可以包括输送装置210和换热器220。输送装置210可以用于为冷却液提供动力,以驱使冷却液在流道中流动以带走电机100热量。换热器220可以利用换热器220内流动的冷流体,通过过热交换将高温冷却液的热量吸收,以实现对冷却液的换热降温,使冷却液可以再次使用。即,换热器220可用于对携带有电机100热量的冷却液进行换热使其冷却,进而使冷却液可重复进行使用。举例而言,输送装置210可以是电子液泵。换热器220可以是液水换热器220,即利用水作为冷流体,对冷却液进行换热降温。
由此,本申请的实施例的电机冷却***200,不仅能够有效地对电机100进行散热,并且能实现冷却液的循环利用。
需说明的是,图1的目的仅在于示意性的描述电机100、输送装置210和换热器220的连接关系,并非是对各个设备的连接位置、具体构造及数量做具体限定。而本申请实施例示意的结构并不构成对电机冷却***200的具体限定。在本申请另一些实施例中,电机冷却***200可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。
请一并参阅图2和图3,电机100包括电机壳体10、设于电机壳体10内的定子20和转子30。电机壳体10的设置可以避免异物进入电机100内部,同时避免机械碰撞损伤电机100的内部结构,以起到良好的保护作用。定子20可以为电机100静止不动的固定部分,其能够在通入电流后产生旋转磁场。转子30可以为电机100的旋转部分。举例而言,电机100为永磁同步电机,而转子30应用在永磁同步电机中时,转子30可以产生一个恒定的磁场,并可基于磁极的同性相斥异性相吸原理,在定子20产生的旋转磁场的作用下而转动。而电机100为异步感应电机,转子30应用在异步感应电机中时,转子30可以基于电磁感应(Electromagnetic induction)现象,在定子20产生的旋转磁场的作用下,获得一个电磁转矩而转动。
定子20包括定子铁芯21和定子绕组22。定子铁芯21可以为圆柱状,其是电机100磁路的一部分,也是定子绕组22的安装和固定部件。而定子绕组22为固定在定子铁芯21上的绕组,是电机100的电路部分,其可通过通入三相交流电,以产生旋转磁场。
本申请的实施例中,可定义定子铁芯21的轴向与周向,其中,定子铁芯21的轴向可以为定子铁芯21的中心轴线所在的方向,定子铁芯21的周向可以为环绕定子铁芯21的中心轴线的圆周方向,定子铁芯21的轴向与周向彼此垂直。
可以理解的是,电机壳体10套设于定子铁芯21的***,并沿定子铁芯21的周向包围定子铁芯21。在定子铁芯21的轴向上,电机壳体10的长度大于定子铁芯21的长度,即定子铁芯21的两端内缩于电机壳体10内。而定子绕组22绕设于定子铁芯21,且在定子铁芯21的轴向上,定子绕组22的两端分别伸出定子铁芯21对应的两端,但定子绕组22的两端均内缩于电机壳体10内部。
请继续参阅图2和图3,转子30包括转轴34、转子铁芯31、第一端盖32和第二端盖33。本申请的实施例中,可定义转子铁芯31的轴向与周向,其中,转子铁芯31的轴向可以为转子铁芯31的中心轴线所在的方向,转子铁芯31的周向可以为环绕转子铁芯31的中心轴线的圆周方向,转子铁芯31的轴向与周向彼此垂直。
定子铁芯21套设在转子铁芯31的外周,并沿转子铁芯31的周向包围转子铁芯31。在转子铁芯31的周向方向上,转子铁芯31与定子铁芯21之间具有气隙。又由于转子铁芯31是电机100磁路的一部分,从而转子铁芯31、定子铁芯21及气隙可以共同构成电机100的完整的磁路。
本申请的实施例中,第一端盖32连接于转子铁芯31的一端,第二端盖33连接于转子铁芯31的另一端,从而通过设置第一端盖32和第二端盖33,并使第一端盖32和第二端盖33分别连接于转子铁芯31的两端,能够将转子铁芯31牢固的固定住,提高转子30整体结构的强度和稳定性。
而转轴34为电机100的电机轴,其具有一定的机械强度和刚度,能够起到传递转矩、支撑转子30旋转的作用。而转子铁芯31、第一端盖32和第二端盖33均套设于转轴34,从而可以在转轴34的旋转作用下被带动而一起旋转。具体而言,转轴34包括相对设置的第一端341和第二端342,第一端341伸出第一端盖32并通过第一轴承40安装于电机壳体10的一端,第二端342伸出第二端盖33并通过第二轴承50安装于电机壳体10的另一端。换言之,第一端341为转轴34的位于第一端盖32侧的一端,第二端342为转轴34的位于第二端盖33侧的另一端。
可以理解的是,电机100的转子30对工作温度比较敏感,一旦超过其许用规格温度,会造成转子30失效,进而导致电机100报废。而在高转速的情况下,转子30若冷却不足,会对电机100的高速化存在明显制约,基于此,通常需要针对转子30做相应的散热设计,以保证转子30在正常工作过程中的高可靠性和稳定性,然而目前转子30的散热设计成本高昂且可靠性低。
由此,本申请的实施例所提供的转子30结构,能够在保证电机100的转子30的散热可靠性的基础上降低加工成本,具体将在下文进一步描述。
请结合参阅图2和图3,第一端盖32设有进液流道321,转子铁芯31设有通液流道311,第一端盖32或第二端盖33设有出液流道35。进液流道321连通通液流道311和转子30外的空间,出液流道35连通通液流道311和转子30外的空间,且出液流道35的出口朝向定子绕组22。进液流道321、通液流道311和出液流道35形成用于供冷却液流过的转子30流道。
可以理解的是,通过在第一端盖32设置进液流道321,使得冷却液可经由第一端盖32直接进入设置在转子铁芯31中的通液流道311。一方面使冷却液能够最大程度的接近转子铁芯31的发热点,确保转子铁芯31中应当进行散热的区域得到良好的散热,从而可以对转子铁芯31进行充分的冷却,以保证转子铁芯31的磁性稳定,可靠性高,有利于电机100的高速化发展趋势。另一方面相对于传统设计中需在转轴34内通入冷却液,使得冷却液通过转轴34的导热而对转子铁芯31进行冷却,本申请的设计使得冷却液能通过第一端盖32的进液流道321的引流而直接进入转子铁芯31的通液流道311中,冷却液的传热路径较短,转子30整体的加工成本和物料管理成本较低,从而能够在保证电机100的转子30的散热可靠性的基础上降低加工成本。
另外,在第一端盖32或第二端盖33中设置出液流道35,并使出液流道35的出口朝向定子绕组22,从而使得经通液流道311流入出液流道35的冷却液,能在通过出液流道35之后,喷向定子绕组22,以为定子绕组22进行冷却。也即为,本申请的实施例中的转子30流道的设计,能够兼顾转子30和定子20的冷却,使得冷却液能一起带走转子30和定子20的热量。一方面有效避免转子30和定子20因长期处于高温环境中而导致失效的问题发生,冷却性能优异,有利于提高电机100的工作性能和使用寿命。另一方面,能够有效减少单独设置冷却定子20的流道所带来的电机100的加工成本,提高电机100的生产效率,有效简化电机100整体的冷却路径。
一种可能的实施方式中,电机壳体10设有壳体流道(图未示),壳体流道可以将电机冷却***200中其他部件所输送的冷却液提供给电机的内部部件。举例而言,壳体流道可以将冷却液提供给进液流道321,以使冷却液进入进液流道321中为转子30进行散热。具体而言,可以通过在电机壳体10内开设与壳体流道连通且靠近定子绕组22的一端的流道出口,并使该流道出口朝向定子绕组22的一端,而出液流道35的出口又朝向定子绕组的22的另一端。由此,可以使冷却液在壳体流道内流动时,一部分能从该流道出口喷出而对定子绕组22的一端进行散热。另一部分能够进入进液流道321并依次流经通液流道311和出液流道35后,从出液流道35的出口喷出而对定子绕组22的另一端进行散热。基于此,电机100内的冷却液流道的设计可以兼顾定子绕组22两端的冷却,有利于保证定子绕组22的散热稳定性和可靠性。
另一种可能的实施方式中,可在转子30中增设其他冷却液的出口,并使增设的冷却液的出口与进液流道321、通液流道311和出液流道35共同形成转子30的转子30流道,以使转子30流道能够兼顾定子绕组22两端的冷却。具体而言,可使增设的冷却液的出口朝向定子绕组22的一端,而出液流道35的出口又朝向定子绕组的22的另一端。由此,可以使冷却液在转子30流道内流动时,一部分能从增设的冷却液的出口喷出而对定子绕组22的一端进行散热,另一部分能够进入进液流道321并依次流经通液流道311和出液流道35后,从出液流道35的出口喷出而对定子绕组22的另一端进行散热。基于此,电机100内的冷却液流道的设计可以兼顾定子绕组22两端的冷却,有利于保证定子绕组22的散热稳定性和可靠性。换言之,本实施方式中,转子30流道的设计能够兼顾定子绕组22两端的冷却。
可以理解的是,后文将以转子30流道能够兼顾定子绕组22两端的冷却为例进行说明,具体将在下面进一步介绍。
请一并参阅图2、图4、图5和图6,第一端盖32包括端盖本体322和挡墙323,进液流道321位于端盖本体322,挡墙323环绕凸设于端盖本体322远离转子铁芯31的表面,且与端盖本体322配合形成集液槽324。而集液槽324又与进液流道321连通,从而能够引导冷却液流入进液流道321,以供后续对转子30和定子20进行散热冷却。可以理解的是,设置集液槽324并使集液槽324与进液流道321连通,能够提供一个容纳冷却液的空间,相比于不设置集液槽324而使冷却液直接进入进液流道321的情况,能够将在转子30高速旋转时冷却液喷洒至转子30外部而造成流失的可能性降低到最小。保证转子30在高速旋转的过程中,冷却液始终能被收拢于集液槽324中,进而经由集液槽324进入进液流道321而正常对转子30进行冷却降温,有利于提高电机100的工作性能和使用寿命。
具体而言,端盖本体322包括相背设置的第一表面325和第二表面326,其中,第一表面325为端盖本体322远离转子铁芯31的表面,第二表面326为端盖本体322与转子铁芯31相接触的表面。挡墙323环绕凸设于第一表面325,并朝着远离第一表面325的方向延伸,从而与端盖本体322配合形成集液槽324,其中,集液槽324的槽侧壁为挡墙323的内表面,集液槽324的槽底壁为端盖本体322的第一表面325。一种可能的实施方式中,挡墙323与端盖本体322一体成型,一体成型所形成的第一端盖32组装工序少,有利于节省生产时间和成本。
本申请的实施例中,挡墙323的远离端盖本体322的端部朝向转轴34延伸。可以理解的是,在转子30的旋转过程中,冷却液流入集液槽324后会随之在集液槽324内进行旋转运动,受旋转的影响,冷却液会产生朝向集液槽324外的离心力,进而使得冷却液可能会存在甩出集液槽324的倾向。而将挡墙323的远离端盖本体322的端部设置为朝向转轴34延伸,使得挡墙323的远离端盖本体322的端部呈现朝向端盖本体322的中心轴线收拢的结构,从而能够将冷却液止挡于集液槽324中,避免因无法拘住冷却液而使冷却液喷洒出集液槽324所造成的冷却液流失,转子30的冷却性能下降而使电机100无法正常工作的问题发生。
请参阅图7,一种可能的实施方式中,挡墙323的截面形状近似倒扣且去除底部的碗,其中,截面为第一端盖32沿其中心轴线所在的方向截断而形成的平面。
请参阅图8,另一种可能的实施方式中,挡墙323的截面形状近似去除顶部的三角形,其中,截面为第一端盖32沿其中心轴线所在的方向截断而形成的平面。
请参阅图9,又一种可能的实施方式中,挡墙323的截面形状近似被去除部分的矩形,其中,截面为第一端盖32沿其中心轴线所在的方向截断而形成的平面。
需说明的是,挡墙323的截面形状不局限于上述描述的形状,其还可以呈现被去除部分的梯形、多边形等,只需满足挡墙323远离端盖本体322的端部朝向转轴34延伸即可,对此不做限制。
由此,集液槽324一方面能够起到引导冷却液的流向,使得冷却液能够被导向至进液流道321的作用。另一方面还能够起到将冷却液限制于集液槽324内,避免冷却液溅洒至集液槽324外而导致散热效率降低的作用。也即为,集液槽324具有引流和拘液的双重作用,性能多元且实用性强,有利于改善电机100的散热性能。
请再次参阅图2、图4、图5和图6,本申请的实施例中,进液流道321包括相连通的第一进液流道327和第二进液流道328(图4中虚线右侧为第一进液流道327,虚线左侧为第二进液流道328),第一进液流道327的数量为多个,多个第一进液流道327沿第一端盖32的周向间隔分布,而第二进液流道328为环形且连通第一进液流道327和通液流道311。
如图5所示,每一第一进液流道327均可为自端盖本体322的第一表面325向端盖本体322内凹陷而形成,且每一第一进液流道327的入口均位于集液槽324的槽底壁,以连通集液槽324,使进入集液槽324内的冷却液能够顺利进入第一进液流道327内而对转子30进行散热。如图6所示,多个第一进液流道327沿端盖本体322的周向等间距间隔分布,从而呈现多个第一进液流道327均匀分布在端盖本体322的流道结构。而多个第一进液流道327均匀分布的设置能够在充分适应转子30高速旋转的场景下,减小转子30转动时会产生的不平衡量,从而将因不平衡量的产生而造成的转子30振动,使转子30受到不必要的动载荷,从而难以保证转子30正常运转的可能性降低到最小,有效的保证转子30的动平衡。
本申请的实施例中,第一进液流道327以六个为例进行说明,六个第一进液流道327均匀分布在端盖本体322的周向。但在其他实施例中,第一进液流道327也可以是两个、四个、八个等,对此不做限制。而在保证第一端盖32的结构刚度和充分考虑第一端盖32的加工成本的基础上,第一进液流道327的的数量越多,冷却液经由集液槽324进入进液流道321,以及后续进入通液流道311时就会越均匀,从而有利于电机100的高速运转。
请再次参阅图5,一种可能的实施方式中,每一第一进液流道327的入口均自集液槽324的槽侧壁与集液槽324的槽底壁的交线向第一端盖32的中心轴线延伸,从而使得第一进液流道327的入口呈现贴着集液槽324的槽侧壁的布局。可以理解的是,当冷却液流入集液槽324后,冷却液因受到旋转的影响而会贴着集液槽324的槽侧壁。由此,将第一进液流道327的入口设置的贴着集液槽324的槽侧壁,使得冷却液能够在旋转的过程中自然地从集液槽324的槽侧壁流入第一进液流道327的入口,有利于缩短冷却液的通流路径,使得冷却液能够充分且均匀的流入各第一进液流道327的入口。
另一种可能的实施方式中,每一第一进液流道327的入口均与集液槽324的槽侧壁与集液槽324的槽底壁的交线具有一定的间隔距离,从而使得第一进液流道327的入口呈现靠近集液槽324的槽侧壁的布局。可以理解的是,当冷却液流入集液槽324后,冷却液因受到旋转的影响而会朝着集液槽324的槽侧壁的方向移动。由此,将第一进液流道327的入口设置的靠近集液槽324的槽侧壁,使得冷却液能够在旋转的过程中流入第一进液流道327,从而能够在电机100高速转动的基础上保证冷却液能够顺利流入转子30而对转子30进行散热,提高冷却液的有效利用率。
请再次参阅图6,第二进液流道328可为自端盖本体322的第二表面326向端盖本体322内凹陷而形成,且第二进液流道328与每一第一进液流道327均连通。可以理解的是,第二进液流道328为环形,从而使得冷却液经由第一进液流道327流入第二进液流道328时,冷却液能够在端盖本体322的周向上均匀分布。换言之,第二进液流道328具有均流作用,能够将经第一进液流道327流入的冷却液均匀的分配至端盖本体322的周向,有利于冷却液后续与转子铁芯31的充分的接触。
请一并参阅图10和图11,一种可能的实施方式中,电机100为永磁同步电机,转子30还包括多个永磁体312,多个永磁体312沿转轴34的周向间隔分布于转子铁芯31中,多个永磁体312可以为转子30提供恒定的磁场。例如,永磁体312可以为磁钢。
具体而言,转子铁芯31沿转轴34的周向等间距间隔设置有多个插槽313,从而呈现多个插槽313均匀分布在转子铁芯31的结构。而每一插槽313均沿转子铁芯31的轴向贯穿转子铁芯31,以用于供一个永磁体312***,而多个插槽313均匀分布的设置能够在充分适应转子30高速旋转的场景下,减小转子30转动时会产生的不平衡量,从而将因不平衡量的产生而造成的转子30振动,使转子30受到不必要的动载荷,从而难以保证转子30正常运转的可能性降低到最小,有效的保证转子30的动平衡。
举例而言,如图11所示,每一插槽313沿转子铁芯31周向的截面形状均可近似V形回旋镖状,每一永磁体312均包括第一永磁体3121和第二永磁体3122,而第一永磁体3121和第二永磁体3122均设置于插槽313内,换言之,每一插槽313均可用于供一个第一永磁体3121和一个第二永磁体3122***。
可以理解的是,转子铁芯31内部的永磁体312对工作温度比较敏感,一旦转子30的温升过高,超过永磁体312的许用规格温度,会造成永磁体312产生不可逆的退磁,导致电机100失效。而高温可能会来自转子铁芯31和永磁体312本身的涡流发热,因此,在考虑永磁同步电机的结构设计时,需在转子铁芯31内部设置冷却流道,要求能够直接冷却永磁体312和转子铁芯31,以降低永磁体312和转子铁芯31的温度,提高电机100的工作效率。
换言之,在永磁同步电机中,永磁体312可为转子30的发热点。而在转子铁芯31内部设置的冷却流道,需具备满足冷却发热点和冷却转子铁芯31的双重性能。
另一种可能的实施方式中,电机100为鼠笼式异步感应电机,转子30还包括多个导条(图未示)。多个导条沿转轴34的周向间隔分布于转子铁芯31中。例如,导条可以为铜条。
具体而言,转子铁芯31沿转轴34的周向等间距间隔设置有多个导槽(图未示),从而呈现多个导槽均匀分布在转子铁芯31的结构。每一导槽均沿转子铁芯31的轴向贯穿转子铁芯31,以用于供一个导条***,而在转子铁芯31的两端各有一个端环(图未示),以把所有导条伸出对应的导槽的部分连接起来。而多个导槽均匀分布的设置能够在充分适应转子30高速旋转的场景下,减小转子30转动时会产生的不平衡量,从而将因不平衡量的产生而造成的转子30振动,使转子30受到不必要的动载荷,从而难以保证转子30正常运转的可能性降低到最小,有效的保证转子30的动平衡。
可以理解的是,在异步感应电机起动时,导条易受起动电流的影响而产生电热损耗,从而引起导条发热,发热易导致导条两端的温度不均,从而使导条产生弯曲变形而发生断裂,进而导致电机100失效。因此,在考虑异步感应电机的结构设计时,需在转子铁芯31内部设置冷却流道,要求能够直接冷却导条和转子铁芯31,以降低导条和转子铁芯31的温度,提高电机100的工作效率。
换言之,在异步感应电机中,导条可为转子30的发热点。而在转子铁芯31内部设置的冷却流道,需具备满足冷却发热点和冷却转子铁芯31的双重性能。
由此,如图10和图11所示,本申请的实施例中,在转子铁芯31的内部设置通液流道311,通液流道311即为上文所述的转子铁芯31内部设置的冷却流道,能够适应并满足多类型的电机100的散热需求,从而使得冷却液流入通液流道311后,不仅能对转子铁芯31进行散热,还能更接近转子30的发热点,并对发热点进行散热,有利于减小散热热阻,提升冷却效果。
而通液流道311的数量为多个,多个通液流道311沿转轴34的周向间隔分布,从而呈现多个通液流道311沿转子铁芯31的周向间隔分布的布局,其中,每一通液流道311均沿转子铁芯31的轴向贯通转子铁芯31。可以理解的是,多个通液流道311均匀分布的设置一方面能够使得转子铁芯31整体的温度较为均匀,另一方面能够在充分适应转子30高速旋转的场景下,减小转子30转动时会产生的不平衡量,从而将因不平衡量的产生而造成的转子30振动,使转子30受到不必要的动载荷,从而难以保证转子30正常运转的可能性降低到最小,有效的保证转子30的动平衡。
一种可能的实施方式中,通液流道311的数量与转子30发热点的数量一一对应。举例而言,在永磁同步电机中,每一永磁体312均为转子30的一个发热点,每一发热点均对应一个通液流道311。也即为,如图11所示,每一永磁体312均匹配一个通液流道311,从而使通液流道311达到对转子铁芯31进行散热和对转子30发热点进行散热的双重作用,有利于保证电机100的高速运转。
请结合参阅图3和图10,因第二进液流道328还与转子铁芯31中的通液流道311相连通,从而使得冷却液经由第二进液流道328进入多个通液流道311时,流入每一通液流道311里的冷却液都会比较均匀,从而使转子铁芯31的温度分布均匀,均温性良好。一种可能的实施方式中,如图3所示,第二进液流道328在垂直于转子30的中心轴线的方向的尺寸小于通液流道311在垂直于转子30的中心轴线的方向的尺寸,从而使得冷却液能顺利进入通液流道311并保证通液流道311内一定存在冷却液。
可以理解的是,冷却液经由通液流道311流出后,会流入出液流道35,并经由设置在第一端盖32或第二端盖33的出液流道35的出口流出转子30。又由于出液流道35的出口朝向定子绕组22,而定子绕组22伸出定子铁芯21的两个端部分别为第一端部绕组221和第二端部绕组222,其中,第一端部绕组221位于第一端盖32的同侧,第二端部绕组222位于第二端盖33的同侧。换言之,定子绕组22的位于第一端盖32侧的端部为第一端部绕组221,定子绕组22的位于第二端盖侧的端部为第二端部绕组。
由此,使得出液流道35设于第一端盖32时,可对第一端部绕组221进行散热冷却;出液流道35设于第二端盖33时,可对第二端部绕组222进行散热冷却。而为了避免因对定子绕组22两端散热不均而造成定子绕组22局部温度过高,引起电机100失效的问题发生,可在转子30中增设其他冷却液的出口,并使增设的冷却液的出口与进液流道321、通液流道311和出液流道35共同形成转子30的转子30流道,从而使得本申请的实施例所提供的转子30流道的设计能够兼顾第一端部绕组221和第二端部绕组222的散热需求,使得转子30流道能对第一端部绕组221和第二端部绕组222一起进行散热冷却。
以下将通过若干具体的实施例,对本申请的技术方案进行充分和详尽的描述。
请一并参阅图3和图6,在本申请的第一实施例中,电机壳体10设有壳体流道(图未示),壳体流道可以将电机冷却***200中其他部件所输送的冷却液提供给电机的内部部件,举例而言,壳体流道可以将冷却液提供给进液流道321,以使冷却液进入进液流道321中为转子30进行散热。
转轴34的第二端342设有延伸至第一端341的用于供冷却液流入的盲孔343,盲孔343可通过导流管(图未示)与壳体流道连通,从而使经壳体流道进入电机100的冷却液能够经由导流管的导向作用而流入设于第二端342的盲孔343中,实现转轴34的轴内通流。也即为,本实施例中,冷却液能够从转轴34的第二端342进入,而转轴34的第一端341设有与盲孔343连通的第一喷液口344,第一喷液口344位于集液槽324内,第一喷液口344用于将流入盲孔343的冷却液喷出至集液槽324。
可以理解的是,在转子30的转动过程中,盲孔343内的冷却液因受到离心力的作用,会从第一喷液口344喷出而流入集液槽324。而在转轴34内设置盲孔343,也即为将转轴34设置为半堵塞结构,能够在无需对转轴34进行特殊加工的基础上保证盲孔343内的冷却液能够经由第一喷液口344喷出至集液槽324,此设置使得转轴34的加工工艺简单,能够有效降低转轴34的加工成本,有利于提高电机100的生产效率。
需说明的是,图3中第一喷液口344的结构仅为方便示意而作,并不代表其实际的结构形态,其可以为贯穿转轴34的轴壁且与盲孔343连通的孔类结构。而第一喷液口344的口径大小可根据实际需求进行设置,只需满足第一喷液口344喷出的冷却液能够喷出至集液槽324内而不至于溅洒至集液槽324外即可,对此不做限制。而第一喷液口344的数量也可根据实际需求进行设置,只需能在保证喷出至集液槽324的基础上尽可能使转子30的动平衡更好即可。举例而言,第一喷液口344的数量可以为两个,两个第一喷液口344对称设置在转轴34的第一端341。
本实施例中,冷却液进入集液槽324后,受离心力的作用,会进入与集液槽324连通的进液流道321中。
请继续参阅图3和图5,转子30流道还包括喷液流道36,喷液流道36位于第一端盖32且连通进液流道321和转子30外的空间,且喷液流道36的入口位于进液流道321,喷液流道36的出口朝向第一端部绕组221。出液流道35位于第二端盖33,出液流道35的出口朝向第二端部绕组222。由此,使得冷却液一部分能够经进液流道321流入喷液流道36,并从喷液流道36的出口喷出,以对第一端部绕组221进行散热。冷却液的另一部分能够经进液流道321依次流入通液流道311、出液流道35后,从出液流道35的出口喷出,以对第二端部绕组222进行散热,从而使得第一端部绕组221和第二端部绕组222均能被冷却液冷却散热,有利于保证电机100的高速运转。可以理解的是,本实施例中,喷液流道36的出口即为前文所述的增设的冷却液的出口。
具体而言,冷却液进入集液槽324后,会进入与集液槽324直接连通的第一进液流道327,并经由第一进液流道327流入第二进液流道328。而第二进液流道328与喷液流道36连通,从而使得冷却液进入第二进液流道328之后,一部分会进入喷液流道36。
本实施例中,喷液流道36以两个为例进行说明,两个喷液流道36对称设置在端盖本体322中,对称的设置有利于保证转子30的动平衡。当然,其他实施例中,喷液流道36也可以是四个、六个等其他数量,本申请对此不做限制。
一种可能的实施方式中,喷液流道36具有统一的孔径,可以通过控制喷液流道36整体的孔径大小以调节冷却液进入喷液流道36的流量大小。具体而言,喷液流道36的孔径越大,冷却液进入喷液流道36的液体流量就越大,喷液流道36的孔径越小,冷却液进入喷液流道36的液体流量就越小,可根据实际设计需求对喷液流道36的孔径大小进行调节,对此不做限制。
本实施例中,每一喷液流道36的延伸方向均与第一端部绕组221的延伸方向相交,从而使每一喷液流道36的延伸方向均与第一端部绕组221的延伸方向呈现一定夹角,例如,夹角可以为40°、45°、50°,对此不做限制。此设置使得在转子30的旋转作用下,冷却液从喷液流道36的出口喷出时,能够尽可能的喷洒至第一端部绕组221而远离定子铁芯21,以避免冷却液喷洒至定子铁芯21而对定子20产生不良影响。一种可能的实施方式中,每一喷液流道36的截面形状可以呈现如图3所示的折线状,或者,每一喷液流道36的截面形状可以呈现圆弧状,其中,截面为第一端盖32沿其中心轴线所在的方向截断而形成的平面。
而第二进液流道328还与通液流道311连通,从而使得冷却液进入第二进液流道328之后,冷却液的另一部分会经过通液流道311而进入出液流道35。
请一并参阅图3和图12,出液流道35包括相连通的第一出液流道351和第二出液流道352,第一出液流道351为环形且与通液流道311连通,第二出液流道352连通第一出液流道351和转子30外的空间,且第二出液流道352的出口朝向第二端部绕组222。可以理解的是,第二出液流道352的出口即为前文所述的出液流道35的出口。
第一出液流道351可以为第二端盖33靠近转子铁芯31的表面向内凹陷形成,而第一出液流道351为环形,从而使得冷却液经由多个通液流道311流入第一出液流道351时,冷却液能够在第二端盖33的周向上均匀分布。换言之,第一出液流道351具有均流作用,能够将经多个通液流道311流入的冷却液均匀的分配至第二端盖33的周向,有利于冷却液后续喷出第二端盖33。
本实施例中,第二出液流道352以两个为例进行说明,两个第二出液流道352对称设置在第二端盖33中,对称的设置有利于保证转子30的动平衡。当然,其他实施例中,第二出液流道352也可以是四个、六个等其他数量,对此不做限制。
每一第二出液流道352的延伸方向均与第二端部绕组222的延伸方向相交,从而使每一喷液流道36的延伸方向均与第一端部绕组221的延伸方向呈现一定夹角,例如,夹角可以为40°、45°、50°,对此不做限制。此设置使得在转子30的旋转作用下,冷却液从第二出液流道352喷出时,能够尽可能的喷洒至第二端部绕组222而远离定子铁芯21,以避免冷却液喷洒至定子铁芯21而对定子20产生不良影响。一种可能的实施方式中,每一第二出液流道352的截面形状可以呈现如图3所示的折线状,或者,每一第二出液流道352的截面形状可以呈现圆弧状,其中,截面为第二端盖33沿其中心轴线所在的方向截断而形成的平面。
如图3所示,本实施例中,盲孔343、第一喷液口344、集液槽324、第一进液流道327、第二进液流道328、通液流道311、喷液流道36、第一出液流道351、第二出液流道352共同形成冷却液的转子30流道,其中,图3中箭头方向为冷却液的流动方向。
可以理解的是,此实施例中转子30流道的设计可以使冷却液通过设置在转轴34第二端342的盲孔343流入转轴34,并从设置在转轴34的第一端341的第一喷液口344喷入至集液槽324,在进入集液槽324后经由第一进液流道327流入第二进液流道328。进入第二进液流道328的冷却液,一部分进入喷液流道36并从喷液流道36的出口喷向第一端部绕组221,另一部分依次进入通液流道311、第一出液流道351后进入第二出液流道352,并从第二出液流道352的出口喷向第二端部绕组222。
由此,转子30流道兼顾了第一端部绕组221和第二端部绕组222的散热需求,使得转子30流道能对第一端部绕组221和第二端部绕组222一起进行散热冷却。又因转子30流道还能对转子铁芯31和转子铁芯31中的发热点进行散热,使得转子30流道能够兼顾转子30和定子20的散热需求,有利于多元化转子30的使用性能,保证电机100的高速运转,实用性强,应用范围广泛。
请参阅图13、在本申请的第二实施例中,与上述第一实施例不同的是,转轴34的第二端342还设有与盲孔343连通的第二喷液口345,第二喷液口345位于第二端盖33外,第二喷液口345用于将流入盲孔343的冷却液喷出至第二端部绕组222。具体而言,在转子30的转动过程中,盲孔343内的冷却液因受到离心力的作用,会从第二喷液口345喷出并喷出至第二端部绕组222,以对第二端部绕组222进行散热冷却。
需说明的是,图13中第二喷液口345的结构仅为方便示意而作,并不代表其实际的结构形态,其可以为贯穿转轴34的轴壁且与盲孔343连通的孔类结构。第二喷液口345的口径大小可根据实际需求进行设置,只需满足第二喷液口345喷出的冷却液能够喷出至第二端部绕组222即可,对此不做限制。另外,第二喷液口345的数量也可根据实际需求进行设置,只需能在保证喷出至第二端部绕组222的基础上尽可能使转子30的动平衡更好即可。举例而言,第二喷液口345的数量可以为两个,两个第二喷液口345对称设置在转轴34的第二端342。
如图13所示,本实施例中,盲孔343、第二喷液口345、第一喷液口344、集液槽324、第一进液流道327、第二进液流道328、通液流道311、喷液流道36、第一出液流道351、第二出液流道352共同形成冷却液的转子30流道,其中,图13中箭头方向为冷却液的流动方向。
可以理解的是,此实施例中转子30流道的设计可以使冷却液通过设置在转轴34第二端342的盲孔343流入转轴34。而流入转轴34的冷却液,一部分会从设置在第二端342的第二喷液口345喷出至第二端部绕组222,另一部分会从设置在转轴34的第一端341的第一喷液口344喷入至集液槽324,在进入集液槽324后经由第一进液流道327流入第二进液流道328。进入第二进液流道328的冷却液,一部分进入喷液流道36并从喷液流道36的出口喷向第一端部绕组221,另一部分依次进入通液流道311、第一出液流道351后进入第二出液流道352,并从第二出液流道352的出口喷向第二端部绕组222。
由此,第二喷液口345的设置,还能够配合第二出液流道352以共同为第二端部绕组222进行冷却散热,有利于进一步提高第二端部绕组222的散热效果。而转子30流道兼顾了第一端部绕组221和第二端部绕组222的散热需求,使得转子30流道能对第一端部绕组221和第二端部绕组222一起进行散热冷却。又因转子30流道还能对转子铁芯31和转子铁芯31中的发热点进行散热,使得转子30流道能够兼顾转子30和定子20的散热需求,有利于多元化转子30的使用性能,保证电机100的高速运转,实用性强,应用范围广泛。
请一并参阅图14和图15,在本申请的第三实施例中,与上述第一实施例不同的是,冷却液并未从转轴34中进入集液槽324,即转轴34中无需为通流冷却液而进行特殊的结构加工,可设置为全堵塞结构,从而提升转轴34的强度,大幅度减小加工转轴34所需的加工成本。
具体而言,电机壳体10设有壳体流道(图未示),壳体流道可以将电机冷却***200中其他部件所输送的冷却液提供给电机的内部部件,举例而言,壳体流道可以将冷却液提供给进液流道321,以使冷却液进入进液流道321中为转子30进行散热。
电机100还包括伸入集液槽324的引液管38,引液管38可通过导流管(图未示)与壳体流道连通,从而使经壳体流道进入电机100的冷却液能够经由导流管的导向作用而流入引液管38中,以为集液槽324供液。
可以理解的是,引液管38内的冷却液受重力和初速度的影响,从引液管38内流出而喷出至集液槽324。又由于转子30的旋转作用,流入集液槽324的冷却液会被影响而均匀分布在集液槽324内的周向空间。而在集液槽324内设置引液管38,也即为将转轴34设置为全堵塞结构,能够在无需对转轴34进行加工的基础上保证冷却液能够经由引液管38喷出至集液槽324。此设置避免了冷却液需先进入转轴34内再从转轴34进入集液槽324的通液路径,使得转子铁芯31和转子铁芯31内的发热点的冷却无需通过转轴34的导热实现,即无需克服转轴34的接触热阻和转轴34的导热热阻,从而缩短了冷却液的传热路径,有效避免转子30产生较大的温差,大幅度减少转轴34的加工成本和物料管理成本,有利于提高电机100的生产效率。
请继续参阅图14和图15,引液管38伸入集液槽324的端部朝向挡墙323延伸,引液管38用于引导冷却液流入集液槽324。举例而言,引液管38伸入集液槽324的端部的截面形状可以呈现如图14和图15所示的折线状,其中,截面为第一端盖32沿其中心轴线所在的方向截断而形成的平面。此设置使得冷却液能在流出引液管38后,受重力和旋转作用的影响,能够顺着集液槽324的槽侧壁流动,减小冷却液被甩出集液槽324的可能性,同时,也能够在冷却液的液体流量大的时候,尽可能减小溅射到转轴34上的可能性,避免对转轴34产生不良影响。当然,其他实施例中,引液管38伸入集液槽324的端部的延伸方向也可与第一端盖32的中心轴线平行。
本实施例中,引液管38以一个为例进行说明,其既可以位于如图14所示的转轴34的下方,也可以位于如图15所示的转轴34的上方,可根据实际需求进行选取,对此不做限制。
由此,集液槽324、第一进液流道327、第二进液流道328、通液流道311、喷液流道36、第一出液流道351、第二出液流道352共同形成冷却液的转子30流道,其中,图14和图15中箭头方向为冷却液的流动方向。
可以理解的是,此实施例中转子30流道的设计可以使冷却液通过设置在集液槽324内的引液管38流入集液槽324,并在进入集液槽324后经由第一进液流道327流入第二进液流道328。进入第二进液流道328的冷却液,一部分进入喷液流道36并从喷液流道36的出口喷向第一端部绕组221,另一部分依次进入通液流道311、第一出液流道351后进入第二出液流道352,并从第二出液流道352的出口喷向第二端部绕组222。
由此,转子30流道兼顾了第一端部绕组221和第二端部绕组222的散热需求,使得转子30流道能对第一端部绕组221和第二端部绕组222一起进行散热冷却。又因转子30流道还能对转子铁芯31和转子铁芯31中的发热点进行散热,使得转子30流道能够兼顾转子30和定子20的散热需求,有利于多元化转子30的使用性能,保证电机100的高速运转,实用性强,应用范围广泛。
请参阅图16,在本申请的第四实施例中,与上述第一实施例不同的是,转轴34的第一端341设有用于供冷却液流入的盲孔343和与盲孔343连通的第一喷液口344,盲孔343可通过导流管(图未示)与电机壳体10的壳体流道(图未示)连通,从而使经壳体流道进入电机100的冷却液能够经由导流管的导向作用而流入盲孔343中,实现转轴34的轴内通流。也即为,冷却液能够从转轴34的第一端341进入,而第一喷液口344位于集液槽324内,第一喷液口344用于将流入盲孔343的冷却液喷出至集液槽324。
可以理解的是,在转子30的转动过程中,盲孔343内的冷却液因受到离心力的作用,会从第一喷液口344喷出而流入集液槽324。而在转轴34内设置盲孔343,也即为将转轴34设置为半堵塞结构,能够在无需对转轴34进行特殊加工的基础上保证盲孔343内的冷却液能够经由第一喷液口344喷出至集液槽324,此设置使得转轴34的加工工艺简单,能够有效降低转轴34的加工成本,有利于提高电机100的生产效率。
本实施例中,盲孔343、第一喷液口344、集液槽324、第一进液流道327、第二进液流道328、通液流道311、喷液流道36、第一出液流道351、第二出液流道352共同形成冷却液的转子30流道,其中,图16中箭头方向为冷却液的流动方向。
可以理解的是,此实施例中转子30流道的设计可以使冷却液通过设置在转轴34第一端341的盲孔343流入转轴34,并从设置在转轴34的第一端341的第一喷液口344喷入至集液槽324,在进入集液槽324后经由第一进液流道327流入第二进液流道328。进入第二进液流道328的冷却液,一部分进入喷液流道36并从喷液流道36的出口喷向第一端部绕组221,另一部分依次进入通液流道311、第一出液流道351后进入第二出液流道352,并从第二出液流道352的出口喷向第二端部绕组222。
由此,转子30流道兼顾了第一端部绕组221和第二端部绕组222的散热需求,使得转子30流道能对第一端部绕组221和第二端部绕组222一起进行散热冷却。又因转子30流道还能对转子铁芯31和转子铁芯31中的发热点进行散热,使得转子30流道能够兼顾转子30和定子20的散热需求,有利于多元化转子30的使用性能,保证电机100的高速运转,实用性强,应用范围广泛。
请参阅图17,在本申请的第五实施例中,与上述第四实施例不同的是,转子30流道不包括喷液流道,而转轴34的第一端341不仅设有与盲孔343连通的第一喷液口344,还设有与盲孔343连通的第二喷液口345,第二喷液口345位于第一端盖32外,第二喷液口345用于将流入盲孔343的冷却液喷出至第一端部绕组221。可以理解的是,本实施例中,第二喷液口345即为前文所述的增设的冷却液的出口。
具体而言,在转子30的转动过程中,盲孔343内的冷却液因受到离心力的作用,会从第二喷液口345喷出并喷出至第一端部绕组221,以对第一端部绕组221进行散热冷却。
需说明的是,图17中第二喷液口345的结构仅为方便示意而作,并不代表其实际的结构形态,其可以为贯穿转轴34的轴壁且与盲孔343连通的孔类结构。而第二喷液口345的口径大小可根据实际需求进行设置,只需满足第二喷液口345喷出的冷却液能够喷出至第一端部绕组221即可,对此不做限制。另外,第二喷液口345的数量也可根据实际需求进行设置,只需能在保证喷出至第一端部绕组221的基础上尽可能使转子30的动平衡更好即可。举例而言,第二喷液口345的数量可以为两个,两个第二喷液口345对称设置在转轴34的第一端341。
本实施例中,盲孔343、第二喷液口345、第一喷液口344、集液槽324、第一进液流道327、第二进液流道328、通液流道311、喷液流道36、第一出液流道351、第二出液流道352共同形成冷却液的转子30流道,其中,图17中箭头方向为冷却液的流动方向。
可以理解的是,此实施例中转子30流道的设计可以使冷却液通过设置在转轴34第一端341的盲孔343流入转轴34。而流入转轴34的冷却液,一部分会从设置在转轴34的第一端341的第二喷液口345喷出至第二端部绕组222,另一部分会从设置在转轴34的第一端341的第一喷液口344喷入至集液槽324。在进入集液槽324后依次流经第一进液流道327、第二进液流道328、通液流道311、第一出液流道351、第二出液流道352,并从第二出液流道352的出口喷向第二端部绕组222。
由此,转子30流道兼顾了第一端部绕组221和第二端部绕组222的散热需求,使得转子30流道能对第一端部绕组221和第二端部绕组222一起进行散热冷却。又因转子30流道还能对转子铁芯31和转子铁芯31中的发热点进行散热,使得转子30流道能够兼顾转子30和定子20的散热需求,有利于多元化转子30的使用性能,保证电机100的高速运转,实用性强,应用范围广泛。
请参阅图18,在本申请的第六实施例中,与上述第一实施例不同的是,转轴34的第一端341设有延伸至第二端342的用于供冷却液流入的盲孔343,也即为,冷却液能够从转轴34的第一端341进入。而第一端341设有与盲孔343连通的第一喷液口344,第一喷液口344位于集液槽324内,第一喷液口344用于将流入盲孔343的冷却液喷出至集液槽324。第二端342设有与盲孔343连通的第二喷液口345,第二喷液口345位于第二端盖33外,第二喷液口345用于将流入盲孔343的冷却液喷出至第二端部绕组222。
可以理解的是,在转子30的转动过程中,盲孔343内的冷却液因受到离心力的作用,会从第一喷液口344喷出而流入集液槽324,并从第二喷液口345喷出至第二端部绕组222。而在转轴34内设置盲孔343,也即为将转轴34设置为半堵塞结构,能够在无需对转轴34进行特殊加工的基础上保证盲孔343内的冷却液能够经由第一喷液口344喷出至集液槽324,此设置使得转轴34的加工工艺简单,能够有效降低转轴34的加工成本,有利于提高电机100的生产效率。
本实施例中,盲孔343、第一喷液口344、第二喷液口345、集液槽324、第一进液流道327、第二进液流道328、通液流道311、喷液流道36、第一出液流道351、第二出液流道352共同形成冷却液的转子30流道,其中,图18中箭头方向为冷却液的流动方向。
可以理解的是,此实施例中转子30流道的设计可以使冷却液通过设置在转轴34第一端341的盲孔343流入转轴34。而流入转轴34的冷却液,一部分会从设置在转轴34的第一端341的第一喷液口344喷入至集液槽324,另一部分会从设置在转轴34的第二端342的第二喷液口345喷出至第二端部绕组222。而进入集液槽324的冷却液会在进入集液槽324后经由第一进液流道327流入第二进液流道328。进入第二进液流道328的冷却液,一部分进入喷液流道36并从喷液流道36的出口喷向第一端部绕组221,另一部分依次进入通液流道311、第一出液流道351后进入第二出液流道352,并从第二出液流道352的出口喷向第二端部绕组222。
由此,第二喷液口345的设置,还能够配合第二出液流道352以共同为第二端部绕组222进行冷却散热,有利于进一步提高第二端部绕组222的散热效果。转子30流道兼顾了第一端部绕组221和第二端部绕组222的散热需求,使得转子30流道能对第一端部绕组221和第二端部绕组222一起进行散热冷却。又因转子30流道还能对转子铁芯31和转子铁芯31中的发热点进行散热,使得转子30流道能够兼顾转子30和定子20的散热需求,有利于多元化转子30的使用性能,保证电机100的高速运转,实用性强,应用范围广泛。
请一并参阅图19和图20,在本申请的第七实施例中,与上述的第三实施例不同的是,每一通液流道311均包括第一通液流道314和第二通液流道315,第一通液流道314连通进液流道321和出液流道35,第二通液流道315连通出液流道35和喷液流道36。具体而言,第一通液流道314连通第二进液流道328和第一出液流道351,第二通液流道315连通第一出液流道351和喷液流道36。也即为,喷液流道36的入口与第二通液流道315连通而并非与第二进液流道328连通。由此,转子铁芯31内部每一通液流道均可设置两层通液流道(第一通液流道314和第二通液流道315),有利于进一步提高转子铁芯的冷却性能,保证转子铁芯的散热可靠性。
本实施例中,喷液流道36包括相连通的第一喷液流道361和第二喷液流道362,第一喷液流道361为环形且与第二通液流道315连通,第二喷液流道362连通第一喷液流道361和转子30外的空间,且第二喷液流道362的出口朝向第二端部绕组222。可以理解的是,第二喷液流道362的出口即为前文所述的喷液流道36的出口。
可以理解的是,第一喷液流道361可以为第一端盖32的第二表面326向内凹陷形成,而第一喷液流道361为环形,从而使得冷却液经由多个第一通液流道314流入第一喷液流道361时,冷却液能够在第一端盖32的周向上均匀分布。换言之,第一喷液流道361具有均流作用,能够将经多个第二通液流道315流入的冷却液均匀的分配至第一端盖32的周向,有利于冷却液后续喷出第一端盖32。
本实施例中,第二喷液流道362以两个为例进行说明,两个第二喷液流道362对称设置在第一端盖32中,对称的设置有利于保证转子30的动平衡。当然,其他实施例中,第二出液流道352也可以是四个、六个等其他数量,对此不做限制。
每一第二喷液流道362的延伸方向均与第一端部绕组221的延伸方向相交,从而使每一第二喷液流道362的延伸方向均与第一端部绕组221的延伸方向呈现一定夹角,例如,夹角可以为40°、45°、50°,对此不做限制。此设置使得在转子30的旋转作用下,冷却液从第二喷液流道362喷出时,能够尽可能的喷洒至第一端部绕组221而远离定子铁芯21,以避免冷却液喷洒至定子铁芯21而对定子20产生不良影响。一种可能的实施方式中,每一第二喷液流道362的截面形状可以呈现如图19所示的直线状,或者,每一第二喷液流道362的截面形状可以呈现圆弧状,其中,截面为第一端盖32沿其中心轴线所在的方向截断而形成的平面。
本实施例中,集液槽324、第一进液流道327、第二进液流道328、第一通液流道314、第一出液流道351、第二出液流道352、第二通液流道315、第一喷液流道361、第二喷液流道362共同形成冷却液的转子30流道,其中,图19中箭头方向为冷却液的流动方向。
可以理解的是,此实施例中转子30流道的设计可以使冷却液通过设置在集液槽324内的引液管38流入集液槽324,并在进入集液槽324后依次经过第一进液流道327、第二进液流道328、第一通液流道314后进入第一出液流道351。进入第一出液流道351的冷却液,一部分进入第二通液流道315并依次经由第二通液流道315、第一喷液流道361后进入第二喷液流道362,并从第二喷液流道362的出口喷向第一端部绕组221,另一部分直接进入第二出液流道352,并从第二出液流道352的出口喷向第二端部绕组222。
由此,转子30流道兼顾了第一端部绕组221和第二端部绕组222的散热需求,使得转子30流道能对第一端部绕组221和第二端部绕组222一起进行散热冷却。又因转子30流道还能对转子铁芯31和转子铁芯31中的发热点进行散热,使得转子30流道能够兼顾转子30和定子20的散热需求,有利于多元化转子30的使用性能,保证电机100的高速运转,实用性强,应用范围广泛。
请参阅图21,在本申请的第八实施例中,与上述第七实施例不同的是,冷却液并未从引液管38中进入集液槽324,而是从转轴34内通入冷却液以使冷却液经过转轴34而进入集液槽324。换言之,转轴34中可设置为半堵塞结构以适应轴内通液的结构。
具体而言,转轴34的第二端342设有延伸至第一端341的用于供冷却液流入的盲孔343,盲孔343可通过导流管(图未示)与壳体流道连通,从而使经壳体流道进入电机100的冷却液能够经由导流管的导向作用而流入盲孔343中,实现转轴34的轴内通流。也即为,冷却液能够从转轴34的第二端342进入,而转轴34的第一端341设有与盲孔343连通的第一喷液口344,第一喷液口344位于集液槽324内,第一喷液口344用于将流入盲孔343的冷却液喷出至集液槽324。
可以理解的是,在转子30的转动过程中,盲孔343内的冷却液因受到离心力的作用,会从第一喷液口344喷出而流入集液槽324。而在转轴34内设置盲孔343,也即为将转轴34设置为半堵塞结构,能够在无需对转轴34进行特殊加工的基础上保证盲孔343内的冷却液能够经由第一喷液口344喷出至集液槽324,此设置使得转轴34的加工工艺简单,能够有效降低转轴34的加工成本,有利于提高电机100的生产效率。
需说明的是,图21中第一喷液口344的结构仅为方便示意而作,并不代表其实际的结构形态,其可以为贯穿转轴34的轴壁且与盲孔343连通的孔类结构。第一喷液口344的口径大小可根据实际需求进行设置,只需满足第一喷液口344喷出的冷却液能够喷出至集液槽324内而不至于溅洒至集液槽324外即可,对此不做限制。另外,第一喷液口344的数量也可根据实际需求进行设置,只需能在保证喷出至集液槽324的基础上尽可能使转子30的动平衡更好即可。举例而言,第一喷液口344的数量可以为两个,两个第一喷液口344对称设置在转轴34的第一端341。
本实施例中,盲孔343、第一喷液口344、集液槽324、第一进液流道327、第二进液流道328、第一通液流道314、第一出液流道351、第二出液流道352、第二通液流道315、第一喷液流道361、第二喷液流道362共同形成冷却液的转子30流道,其中,图21中箭头方向为冷却液的流动方向。
可以理解的是,此实施例中转子30流道的设计可以使冷却液通过设置在转轴34第二端342的盲孔343流入转轴34,并从设置在转轴34的第一端341的第一喷液口344喷入至集液槽324。在进入集液槽324后依次经过第一进液流道327、第二进液流道328、第一通液流道314后进入第一出液流道351。进入第一出液流道351的冷却液,一部分进入第二通液流道315并依次经由第二通液流道315、第一喷液流道361而流入第二喷液流道362,进入第二喷液流道362后从第二喷液流道362的出口喷向第一端部绕组221,另一部分进入第二出液流道352,并从第二出液流道352的出口喷向第二端部绕组222。
由此,转子30流道兼顾了第一端部绕组221和第二端部绕组222的散热需求,使得转子30流道能对第一端部绕组221和第二端部绕组222一起进行散热冷却。又因转子30流道还能对转子铁芯31和转子铁芯31中的发热点进行散热,使得转子30流道能够兼顾转子30和定子20的散热需求,有利于多元化转子30的使用性能,保证电机100的高速运转,实用性强,应用范围广泛。
请参阅图22,在本申请的第九实施例中,与上述的第八实施例不同的是,转轴34的第二端342还设有与盲孔343连通的第二喷液口345,第二喷液口345位于第二端盖33外,第二喷液口345用于将流入盲孔343的冷却液喷出至第二端部绕组222。具体而言,在转子30的转动过程中,盲孔343内的冷却液因受到离心力的作用,会从第二喷液口345喷出并喷出至第二端部绕组222,以对第二端部绕组222进行散热冷却。
需说明的是,图22中第二喷液口345的结构仅为方便示意而作,并不代表其实际的结构形态,其可以为贯穿转轴34的轴壁且与盲孔343连通的孔类结构。而第二喷液口345的口径大小可根据实际需求进行设置,只需满足第二喷液口345喷出的冷却液能够喷出至第二端部绕组222即可,对此不做限制。另外,第二喷液口345的数量也可根据实际需求进行设置,只需能在保证喷出至第二端部绕组222的基础上尽可能使转子30的动平衡更好即可。举例而言,第二喷液口345的数量可以为两个,两个第二喷液口345对称设置在转轴34的第二端342。
本实施例中,盲孔343、第二喷液口345、第一喷液口344、集液槽324、第一进液流道327、第二进液流道328、第一通液流道314、第一出液流道351、第二出液流道352、第二通液流道315、第一喷液流道361、第二喷液流道362共同形成冷却液的转子30流道,其中,图22中箭头方向为冷却液的流动方向。
可以理解的是,此实施例中转子30流道的设计可以使冷却液通过设置在转轴34第二端342的盲孔343流入转轴34。而流入转轴34的冷却液,一部分会从设置在第二端342的第二喷液口345喷出至第二端部绕组222,另一部分会从设置在转轴34的第一端341的第一喷液口344喷入至集液槽324,在进入集液槽324后依次经过第一进液流道327、第二进液流道328、第一通液流道314后进入第一出液流道351。进入第一出液流道351的冷却液,一部分进入第二通液流道315并依次经由第二通液流道315、第一喷液流道361而流入第二喷液流道362,进入第二喷液流道362后从第二喷液流道362的出口喷向第一端部绕组221,另一部分进入第二出液流道352,并从第二出液流道352的出口喷向第二端部绕组222。
由此,第二喷液口345的设置,还能够配合第二出液流道352以共同为第二端部绕组222进行冷却散热,有利于进一步提高第二端部绕组222的散热效果。而转子30流道兼顾了第一端部绕组221和第二端部绕组222的散热需求,使得转子30流道能对第一端部绕组221和第二端部绕组222一起进行散热冷却。又因转子30流道还能对转子铁芯31和转子铁芯31中的发热点进行散热,使得转子30流道能够兼顾转子30和定子20的散热需求,有利于多元化转子30的使用性能,保证电机100的高速运转,实用性强,应用范围广泛。
请参阅图23,在本申请的第十实施例中,与上述第八实施例不同的是,转轴34的第一端341设有用于供冷却液流入的盲孔343和与盲孔343连通的第一喷液口344,盲孔343可通过导流管(图未示)与电机壳体10的壳体流道(图未示)连通,从而使经壳体流道进入电机100的冷却液能够经由导流管的导向作用而流入盲孔343中,实现转轴34的轴内通流。也即为,冷却液能够从转轴34的第一端341进入,而第一喷液口344位于集液槽324内,第一喷液口344用于将流入盲孔343的冷却液喷出至集液槽324。
可以理解的是,在转子30的转动过程中,盲孔343内的冷却液因受到离心力的作用,会从第一喷液口344喷出而流入集液槽324。而在转轴34内设置盲孔343,也即为将转轴34设置为半堵塞结构,能够在无需对转轴34进行特殊加工的基础上保证盲孔343内的冷却液能够经由第一喷液口344喷出至集液槽324,此设置使得转轴34的加工工艺简单,能够有效降低转轴34的加工成本,有利于提高电机100的生产效率。
本实施例中,盲孔343、第一喷液口344、集液槽324、第一进液流道327、第二进液流道328、第一通液流道314、第一出液流道351、第二出液流道352、第二通液流道315、第一喷液流道361、第二喷液流道362共同形成冷却液的转子30流道,其中,图23中箭头方向为冷却液的流动方向。
可以理解的是,此实施例中转子30流道的设计可以使冷却液通过设置在转轴34第一端341的盲孔343流入转轴34,并从设置在转轴34的第一端341的第一喷液口344喷入至集液槽324。在进入集液槽324后依次经过第一进液流道327、第二进液流道328、第一通液流道314后进入第一出液流道351。进入第一出液流道351的冷却液,一部分进入第二通液流道315并依次经由第二通液流道315、第一喷液流道361而流入第二喷液流道362,进入第二喷液流道362后从第二喷液流道362的出口喷向第一端部绕组221,另一部分进入第二出液流道352,并从第二出液流道352的出口喷向第二端部绕组222。
由此,转子30流道兼顾了第一端部绕组221和第二端部绕组222的散热需求,使得转子30流道能对第一端部绕组221和第二端部绕组222一起进行散热冷却。又因转子30流道还能对转子铁芯31和转子铁芯31中的发热点进行散热,使得转子30流道能够兼顾转子30和定子20的散热需求,有利于多元化转子30的使用性能,保证电机100的高速运转,实用性强,应用范围广泛。
请一并参阅图20和图24,在本申请的第十一实施例中,与上述的第九实施例不同的是,转子30流道未设置喷液流道36,而出液流道35位于第一端盖32,出液流道35的出口朝向第一端部绕组221。可以理解的是,本实施例中,用于将流入盲孔343的冷却液喷出至第二端部绕组222的第二喷液口345即为前文所述的增设的冷却液的出口。
如图24所示,转子30流道还包括连接流道37,连接流道37设于第二端盖33,而第一通液流道314连通进液流道321和连接流道37,第二通液流道315连通连接流道37和出液流道35。具体而言,第一通液流道314连通第二进液流道328和连接流道37,第二通液流道315连通连接流道37和出液流道35。也即为,出液流道35的入口与第二通液流道315连通而并非与第一通液流道314连通。
连接流道37可以为第二端盖33靠近转子铁芯31的表面向内凹陷形成,而连接流道37为环形,从而使得冷却液经由多个第一通液流道314流入连接流道37时,冷却液能够在第二端盖33的周向上均匀分布。换言之,连接流道37具有均流作用,能够将经多个第一通液流道314流入的冷却液均匀的分配至第二端盖33的周向,有利于冷却液后续流入多个第二通液流道315。
而冷却液经由连接流道37流入第二通液流道315后,会流入与第二通液流道315连通的出液流道35,并从出液流道35的出口喷出至第一端部绕组221。
具体而言,出液流道35包括相连通的第一出液流道351和第二出液流道352,第一出液流道351为环形且与通液流道311连通,第二出液流道352连通第一出液流道351和转子30外的空间,且第二出液流道352的出口朝向第二端部绕组222。可以理解的是,第二出液流道352的出口即为前文所述的出液流道35的出口。
第一出液流道351可以为第一端盖32的第二表面326向内凹陷形成,而第一出液流道351为环形,从而使得冷却液经由多个第二通液流道315流入第一出液流道351时,冷却液能够在第一端盖32的周向上均匀分布。换言之,第一出液流道351具有均流作用,能够将经多个第一通液流道314流入的冷却液均匀的分配至第一端盖32的周向,有利于冷却液后续喷出第一端盖32。
本实施例中,第二出液流道352以两个为例进行说明,两个第二出液流道352对称设置在第二端盖33中,对称的设置有利于保证转子30的动平衡。当然,其他实施例中,第二出液流道352也可以是四个、六个等其他数量,本申请对此不做限制。
每一第二出液流道352的延伸方向均与第二端部绕组222的延伸方向相交,从而使每一第二出液流道352的延伸方向均与第一端部绕组221的延伸方向呈现一定夹角,例如,夹角可以为40°、45°、50°,对此不做限制。此设置使得在转子30的旋转作用下,冷却液从第二出液流道352喷出时,能够尽可能的喷洒至第一端部绕组221而远离定子铁芯21,以避免冷却液喷洒至定子铁芯21而对定子20产生不良影响。一种可能的实施方式中,每一第二出液流道352的截面形状可以呈现如图24所示的直线状,或者,每一第二出液流道352的截面形状可以呈现圆弧状,其中,截面为第一端盖32沿其中心轴线所在的方向截断而形成的平面。
本实施例中,盲孔343、第二喷液口345、第一喷液口344、集液槽324、第一进液流道327、第二进液流道328、第一通液流道314、连接流道37、第二通液流道315、第一出液流道351和第二出液流道352共同形成冷却液的转子30流道,其中,图24中箭头方向为冷却液的流动方向。
可以理解的是,此实施例中转子30流道的设计可以使冷却液通过设置在转轴34第二端342的盲孔343流入转轴34。而流入转轴34的冷却液,一部分会从设置在第二端342的第二喷液口345喷出至第二端部绕组222,另一部分会从设置在转轴34的第一端341的第一喷液口344喷入至集液槽324,在进入集液槽324后依次经过第一进液流道327、第二进液流道328、第一通液流道314、连接流道37、第二通液流道315、第一出液流道351后进入第二出液流道352,进入第二出液流道352的冷却液会通过第二出液流道352的出口喷向第一端部绕组221。
由此,转子30流道兼顾了第一端部绕组221和第二端部绕组222的散热需求,使得转子30流道能对第一端部绕组221和第二端部绕组222一起进行散热冷却。又因转子30流道还能对转子铁芯31和转子铁芯31中的发热点进行散热,使得转子30流道能够兼顾转子30和定子20的散热需求,有利于多元化转子30的使用性能,保证电机100的高速运转,实用性强,应用范围广泛。
请参阅图25,在本申请的第十二实施例中,与上述的第十一实施例不同的是,转轴34的第一端341设有延伸至第二端342的用于供冷却液流入的盲孔343,也即为,冷却液能够从转轴34的第一端341进入。而第一端341设有与盲孔343连通的第一喷液口344,第一喷液口344位于集液槽324内,第一喷液口344用于将流入盲孔343的冷却液喷出至集液槽324。第二端342设有与盲孔343连通的第二喷液口345,第二喷液口345位于第二端盖33外,第二喷液口345用于将流入盲孔343的冷却液喷出至第二端部绕组222。
可以理解的是,在转子30的转动过程中,盲孔343内的冷却液因受到离心力的作用,会从第一喷液口344喷出而流入集液槽324,并从第二喷液口345喷出至第二端部绕组222。而在转轴34内设置盲孔343,也即为将转轴34设置为半堵塞结构,能够在无需对转轴34进行特殊加工的基础上保证盲孔343内的冷却液能够经由第一喷液口344喷出至集液槽324,此设置使得转轴34的加工工艺简单,能够有效降低转轴34的加工成本,有利于提高电机100的生产效率。
本实施例中,盲孔343、第一喷液口344、第二喷液口345、集液槽324、第一进液流道327、第二进液流道328、第一通液流道314、连接流道37、第二通液流道315、第一喷液流道361和第二喷液流道362共同形成冷却液的转子30流道。图25中箭头方向为冷却液的流动方向。
可以理解的是,此实施例中转子30流道的设计可以使冷却液通过设置在转轴34第一端341的盲孔343流入转轴34。而流入转轴34的冷却液,一部分会从设置在转轴34的第一端341的第一喷液口344喷入至集液槽324,另一部分会从设置在转轴34的第二端342的第二喷液口345喷出至第二端部绕组222。而进入集液槽324的冷却液会在进入集液槽324后依次经过第一进液流道327、第二进液流道328、第一通液流道314、连接流道37、第二通液流道315、第一出液流道351后进入第二出液流道352。进入第二出液流道352的冷却液会通过第二出液流道352的出口喷向第一端部绕组221。
由此,转子30流道兼顾了第一端部绕组221和第二端部绕组222的散热需求,使得转子30流道能对第一端部绕组221和第二端部绕组222一起进行散热冷却。又因转子30流道还能对转子铁芯31和转子铁芯31中的发热点进行散热,使得转子30流道能够兼顾转子30和定子20的散热需求,有利于多元化转子30的使用性能,保证电机100的高速运转,实用性强,应用范围广泛。
基于上述的实施例,应当理解,由于在第一端盖32和第二端盖33中相应的设置了不同功能用途的流道,从而使得第一端盖32和第二端盖33不仅能够起到固定转子铁芯31作用,同时,第一端盖32和第二端盖33还能起到进液、喷液和导流中一者或多者的作用,从而多元化了第一端盖32和第二端盖33的使用性能,实用性强,应用范围广泛。
而在转子30中的各个结构中相应的设置了不同功能用途的流道,能够充分的利用转子30的空间,使得冷却液能够大体在第一端盖32、转子铁芯31和第二端盖33中进行流动,布局合理,有利于冷却液的流动。
当冷却液从出液流道35流出时,换热器220可用于接收并冷却从出液流道35流出的冷却液,又由于输送装置210与换热器220和进液流道321连通,从而使得输送装置210可接收冷却后的冷却液,并将其输送至进液流道321,以驱动冷却液在转子30流道内进行流动。
请一并参阅图26和图27,本申请的实施例还提供一种电动车300,电动车300可以为但不仅限于为电动小汽车、电动巴士、电动摩托。举例而言,电动车300可以为电动SUV(Sport utility vehicle,运动型实用汽车)。
电动车300可以包括电机控制器310、减速器320和如上所述的电机冷却***200。电机控制器310与电机100连接,用以控制电机100工作。减速器320与电机100的电机100轴相连,用于将电机100输出的转矩传递至其他机械装置。可以理解的是,电机100轴即为电机100的转子30的转轴34。本申请的实施例的电动车300中,电机100的转子铁芯31和定子绕组22能得到有效、持续的散热,工作可靠性高,因此整车性能得到保障。
以上对本申请实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (16)
1.一种电机,其特征在于,所述电机包括转子,所述转子包括转子铁芯、第一端盖和第二端盖,所述第一端盖和所述第二端盖分别连接于所述转子铁芯的两端;
所述第一端盖设有进液流道,所述转子铁芯设有通液流道,所述第一端盖或所述第二端盖设有出液流道,所述进液流道连通所述通液流道和所述转子外的空间,所述出液流道连通所述通液流道和所述转子外的空间,且所述出液流道的出口朝向定子绕组,
所述进液流道、所述通液流道和所述出液流道形成用于供冷却液流过的转子流道。
2.如权利要求1所述的电机,其特征在于,所述第一端盖包括端盖本体和挡墙,所述进液流道位于所述端盖本体,所述挡墙环绕凸设于所述端盖本体远离所述转子铁芯的表面,且与所述端盖本体配合形成集液槽,所述集液槽与所述进液流道连通,所述集液槽用于引导所述冷却液流入所述进液流道。
3.如权利要求2所述的电机,其特征在于,所述转子还包括转轴,所述转子铁芯、所述第一端盖和所述第二端盖均套设于所述转轴,所述挡墙的远离所述端盖本体的端部朝向所述转轴延伸。
4.如权利要求2所述的电机,其特征在于,所述电机还包括套设在所述转子外周的定子,所述定子包括定子绕组,所述定子绕组位于所述第一端盖侧的端部为第一端部绕组,所述定子绕组位于所述第二端盖侧的端部为第二端部绕组;
所述转子流道还包括喷液流道,所述喷液流道位于所述第一端盖且连通所述进液流道和所述转子外的空间,所述喷液流道的出口朝向所述第一端部绕组;
所述出液流道位于所述第二端盖,所述出液流道的出口朝向所述第二端部绕组。
5.如权利要求2所述的电机,其特征在于,所述电机还包括套设在所述转子外周的定子,所述定子包括定子绕组,所述定子绕组位于所述第一端盖侧的端部为第一端部绕组,所述定子绕组位于所述第二端盖侧的端部为第二端部绕组;
所述转子流道还包括喷液流道,所述喷液流道位于所述第一端盖,且所述喷液流道的出口朝向所述第一端部绕组;
所述出液流道位于所述第二端盖,所述出液流道的出口朝向所述第二端部绕组;
所述通液流道包括第一通液流道和第二通液流道,所述第一通液流道连通所述进液流道和所述出液流道,所述第二通液流道连通所述出液流道和所述喷液流道。
6.如权利要求2所述的电机,其特征在于,所述电机还包括套设在所述转子外周的定子,所述定子包括定子绕组,所述定子绕组位于所述第一端盖侧的端部为第一端部绕组,所述定子绕组位于所述第二端盖侧的端部为第二端部绕组;
所述出液流道位于所述第一端盖,所述出液流道的出口朝向所述第一端部绕组;
所述转子流道还包括连接流道,所述连接流道设于所述第二端盖,所述通液流道包括第一通液流道和第二通液流道,所述第一通液流道连通所述进液流道和所述连接流道,所述第二通液流道连通所述连接流道和所述出液流道。
7.如权利要求4或5任一项所述的电机,其特征在于,所述转子还包括转轴,所述转子铁芯、所述第一端盖和所述第二端盖均套设于所述转轴,所述转轴包括位于所述第一端盖侧的第一端;
所述第一端设有用于供冷却液流入的盲孔和与所述盲孔连通的第一喷液口,所述第一喷液口位于所述集液槽内,所述第一喷液口用于将流入所述盲孔的冷却液喷出至所述集液槽。
8.如权利要求4或6任一项所述的电机,其特征在于,所述转子还包括转轴,所述转子铁芯、所述第一端盖和所述第二端盖均套设于所述转轴,所述转轴包括位于所述第一端盖侧的第一端和位于所述第二端盖侧的第二端;
所述第一端设有延伸至所述第二端的用于供冷却液流入的盲孔和与所述盲孔连通的第一喷液口,所述第一喷液口位于所述集液槽内,所述第一喷液口用于将流入所述盲孔的冷却液喷出至所述集液槽,
所述第二端设有与所述盲孔连通的第二喷液口,所述第二喷液口用于将流入所述盲孔的冷却液喷出至所述第二端部绕组。
9.如权利要求4-6任一项所述的电机,其特征在于,所述转子还包括转轴,所述转子铁芯、所述第一端盖和所述第二端盖均套设于所述转轴,所述转轴包括位于所述第一端盖侧的第一端和位于所述第二端盖侧的第二端;
所述第二端设有延伸至所述第一端的用于供冷却液流入的盲孔,所述第一端设有与所述盲孔连通的第一喷液口,所述第一喷液口位于所述集液槽内,所述第一喷液口用于将流入所述盲孔的冷却液喷出至所述集液槽。
10.如权利要求9所述的电机,其特征在于,所述第二端还设有与所述盲孔连通的第二喷液口,所述第二喷液口用于将流入所述盲孔的冷却液喷出至所述第二端部绕组。
11.如权利要求2所述的电机,其特征在于,所述电机还包括套设在所述转子外周的定子,所述定子包括定子绕组,所述定子绕组位于所述第一端盖侧的端部为第一端部绕组,所述定子绕组位于所述第二端盖侧的端部为第二端部绕组;
所述转子还包括转轴,所述转子铁芯、所述第一端盖和所述第二端盖均套设于所述转轴,所述转轴包括位于所述第一端盖侧的第一端;
所述第一端设有用于供冷却液流入的盲孔及与所述盲孔连通的第一喷液口和第二喷液口,所述第一喷液口位于所述集液槽内,所述第一喷液口用于将流入所述盲孔的冷却液喷出至所述集液槽,所述第二喷液口用于将流入所述盲孔的冷却液喷出至所述第一端部绕组,所述出液流道位于所述第二端盖,所述出液流道的出口朝向所述第二端部绕组。
12.如权利要求4或5任一项所述的电机,其特征在于,所述电机还包括伸入所述集液槽的引液管,且所述引液管伸入所述集液槽的端部朝向所述挡墙延伸,所述引液管用于引导冷却液流入所述集液槽。
13.如权利要求1所述的电机,其特征在于,所述进液流道包括相连通的第一进液流道和第二进液流道,所述第一进液流道的数量为多个,多个所述第一进液流道沿所述第一端盖的周向间隔分布,所述第二进液流道为环形且连通所述通液流道和每一所述第一进液流道。
14.如权利要求1所述的电机,其特征在于,所述通液流道的数量为多个,多个所述通液流道沿所述转子铁芯的周向间隔分布。
15.一种电机冷却***,其特征在于,所述电机冷却***包括换热器、输送装置和如权利要求1-14任一项所述的电机,所述换热器用于接收并冷却从所述出液流道流出的冷却液;所述输送装置与所述换热器及所述进液流道连通,用于将冷却后的冷却液输送至所述进液流道,并驱动冷却液在所述转子流道内流动。
16.一种电动车,其特征在于,所述电动车包括电机控制器、减速器和权利要求15所述的电机冷却***,所述电机控制器与所述电机连接以控制所述电机工作,所述减速器与所述电机的转子的转轴相连。
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