CN112421858A - 一种新能源汽车及其驱动电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种新能源汽车及其驱动电机，该驱动电机包括冷却***、壳体以及设于壳体内腔内的定子铁芯和端部绕组；该冷却***包括：冷却油道，形成于壳体并环绕在定子铁芯的外周；环形冷却油管，环绕在端部绕组的外周并与冷却油道连通，且管壁朝向端部绕组的一侧开设有第一喷油孔；进油孔，形成于壳体并与冷却油道连通；出油孔，形成于壳体并与内腔连通。该冷却***对定子铁芯采用对流冷却、对端部绕组采用喷淋冷却，使两者均能够快速均匀地冷却下来。此外，环形冷却油管还可以在管壁朝向轴承的一侧设置第二喷油孔，以喷淋冷却轴承，从而可以实现对定子铁芯、端部绕组和轴承的全面冷却。

Description

一种新能源汽车及其驱动电机

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种新能源汽车及其驱动电机。

背景技术

驱动电机一般包括壳体，壳体围合成内腔。内腔内设置有定子铁芯和缠绕于定子铁芯的定子绕组，一部分定子绕组位于定子铁芯的齿槽内，称之为槽内绕组，另一部分定子绕组延伸至定子铁芯的齿槽外并位于定子铁芯的两端，称之为端部绕组。

为了保证驱动电机的正常运转，驱动电机还需要设置冷却***。一种典型的驱动电机的冷却***的结构，是在端部绕组的外周设置环形喷油管，在定子铁芯的上方设置水平喷油管，分别利用两者向端部绕组和定子铁芯喷淋冷却油。

该冷却***仅仅依靠喷淋冷却油的方式进行冷却，如此设置，一方面由于喷淋的冷却油量有限，限制了其冷却效果，尤其不满足高速大扭矩高功率电机的散热需求；另一方面，喷淋冷却的方式还存在喷淋不均匀的问题，尤其对于定子铁芯来说，其表面积较大，不均匀问题尤其凸显，造成定子铁芯和槽内绕组的热量蓄积严重。

有鉴于此，改进驱动电机的冷却***，使驱动电机的定子铁芯、槽内绕组、端部绕组均能够得到良好的冷却，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种新能源汽车的驱动电机，所述驱动电机包括壳体，所述壳体围合成内腔，所述内腔内设置有定子铁芯和端部绕组，所述驱动电机还包括冷却***，所述冷却***包括：

冷却油道，形成于所述壳体并环绕在所述定子铁芯的外周；

环形冷却油管，环绕在所述端部绕组的外周并与所述冷却油道连通，且管壁朝向所述端部绕组的一侧开设有第一喷油孔；

进油孔，形成于所述壳体并与所述冷却油道连通；

出油孔，形成于所述壳体并与所述内腔连通。

应用中，冷却油自进油孔通入冷却油道，通过对流冷却槽内绕组和定子铁芯。之后，冷却油经连通孔和接头进入两根环形冷却油管，通过喷淋冷却端部绕组。之后，冷却油在重力作用下积聚到内腔的底部并自出油孔排至外部换热部件，经外部换热部件冷却后重新通入进油孔，如此往复循环。

可见，该驱动电机的冷却***对尺寸较大的定子铁芯和槽内绕组采用了对流冷却，相比喷淋冷却，冷却油流量更大、流经区域更均匀广泛，因而冷却效果更好。而且，由于环形冷却油管与冷却油道连通，因此可以充分利用自冷却油道排出的冷却油的冷量，并且，可以使环形冷却油管和冷却油道共用一个外部油泵和流量控制单元，利于驱动电机整体结构的简化。

如上所述的驱动电机，所述壳体包括端盖，所述端盖包括盖部和座部，所述座部形成有轴承座孔，所述轴承座孔内设置有轴承，所述轴承的内圈孔内设有转子轴，所述转子轴的两端套设油封；所述环形冷却油管的管壁朝向所述轴承的一侧开设有第二喷油孔。

如上所述的驱动电机，所述冷却***还包括第一导油槽和第二导油槽；所述第一导油槽形成于所述盖部，所述第二导油槽形成于所述座部；所述第一导油槽朝向所述环形冷却油管的一侧与所述内腔连通、下侧与所述第二导油槽的上侧连通；所述第二导油槽的下侧与所述轴承座孔连通；沿所述定子铁芯的轴向，所述第二喷油孔设置在与所述第一导油槽相对的位置。

如上所述的驱动电机，所述第一导油槽的前侧槽壁和/或后侧槽壁的下部向槽内倾斜，使所述第一导油槽的槽宽上大下小。

如上所述的驱动电机，所述壳体包括外壳和内壳，所述冷却油道形成于所述内壳的外壁面，所述进油孔和所述出油孔均形成于所述外壳。

如上所述的驱动电机，所述内壳端面设置有连通孔，所述连通孔与所述冷却油道连通；所述环形冷却油管的管壁设置有接头，所述接头插装于所述连通孔，使所述连通孔与所述环形冷却油管的管腔连通。

如上所述的驱动电机，所述接头的外周面与所述连通孔的孔壁之间设置环形槽，用于安装密封圈。

如上所述的驱动电机，所述内壳的端面设置有螺纹孔，所述环形冷却油管的管壁设置有凸耳，所述凸耳设置有与所述螺纹孔对齐的通孔，所述环形冷却油管通过与所述通孔和所述螺纹孔适配的螺纹紧固件固连在所述内壳的端面，且所述凸耳与所述内壳的端面相抵触，以限定所述环形冷却油管的轴向位置。

如上所述的驱动电机，所述冷却油道为环绕所述定子铁芯的螺旋油道；

或者，所述冷却油道包括若干个沿所述定子铁芯的周向排布的L形油道；各所述L形油道的长边沿所述定子铁芯的轴向延伸，且相邻的两所述L形油道，一者的短边末端与另一者的长边首端连通。

或者，所述冷却油道包括若干个环绕所述定子铁芯的环形油道和若干个沿所述定子铁芯的周向排布的直油道；各所述直油道沿所述定子铁芯的轴向延伸，且每个所述直油道与各个所述环形油道连通。

本发明还提供一种新能源汽车，所述新能源汽车的驱动部件包括驱动电机，所述驱动电机为上述任一项所述的驱动电机。

附图说明

图1为本发明提供的驱动电机一种具体实施例的部分结构的示意图；

图2为冷却油道第一具体实施方式的示意图；

图3为冷却油道第二具体实施方式的示意图；

图4为冷却油道第三具体实施方式的示意图。

图5为环形冷却油管的示意图；

图6为环形冷却油管和内壳连接状态下的示意图；

图7为图1中A部分的放大示意图；

图8为导油槽的示意图；

图1至图8中的附图标记说明如下：

11外壳，12端盖，121盖部，122座部，13内壳，131凸台；

2定子铁芯，3端部绕组，4转子轴，5轴承，6O型圈；

71/71a/71b/71c冷却油道，72环形冷却油管，721第一喷油孔，722第二喷油孔，723接头，73进油孔，74出油孔，75连通孔，76密封圈，77第一导油槽，78第二导油槽，79凸耳；

8油封。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明提供的驱动电机一种具体实施例的部分结构的示意图。

该驱动电机包括壳体、定子铁芯2、定子绕组、转子轴4、轴承5、冷却***等。

具体的，壳体包括外壳11和设置在外壳11左右两端的端盖12，外壳11和端盖12一起围合成内腔，外壳11本身围合成第一安装孔。在图示具体实施例中，壳体还包括内壳13，内壳13安装在第一安装孔内，内壳13本身围合成第二安装孔。具体的，第一安装孔的孔壁设置有台阶面，内壳13的一端设置凸台131，该凸台131与台阶面相抵触以轴向定位内壳13，并且，第一安装孔的孔壁与内壳13的外壁面之间安装有O型圈6，以实现两者之间的密封连接。在其他实施例中，也可以不设置内壳13。

具体的，端盖12包括盖部121和座部122，座部122设置有轴承座孔，轴承5安装在对应侧轴承座孔内，转子轴4的两端分别伸入对应侧的轴承5的内圈孔，且两端分别套设油封8。

具体的，定子铁芯2外套于转子轴4并安装在第二安装孔内。若没有设置内壳13，可以使定子铁芯2安装在第一安装孔内。定子绕组缠绕于定子铁芯2，且一部分定子绕组位于定子铁芯2的齿槽内，称之为槽内绕组，另一部分定子绕组延伸至定子铁芯2的齿槽外并位于定子铁芯2的左右两端，称之为端部绕组3。

具体的，冷却***包括冷却油道71、环形冷却油管72、进油孔73和出油孔74等部件。该冷却***可以同时实现对流冷却和喷淋冷却，并且可以同时对定子铁芯2、端部绕组3、槽内绕组、轴承5进行全面冷却。下面具体介绍该冷却***的各个部件：

冷却油道71

冷却油道71形成在内壳13的外壁面，并且冷却油道71环绕在定子铁芯2的外周。若没有设置内壳13，可以使冷却油道71开设在外壳11的内部。

具体的，冷却油道71的设置方式可以有很多种，请参考图2-图4，图2为冷却油道第一具体实施方式的示意图；图3为冷却油道第二具体实施方式的示意图；图4为冷却油道第三具体实施方式的示意图。

如图2所示，冷却油道71a可以为环绕定子铁芯2的螺旋油道。

如图3所示，冷却油道71b可以包括若干个沿定子铁芯2的周向排布的L形油道。各L形油道的长边沿定子铁芯2的轴向延伸。并且，每相邻的两个L形油道，一者的短边末端与另一者的长边首端连通，当然，也允许有两个相邻的L形油道之间不连通。

如图4所示，冷却油道71c可以包括若干个环绕定子铁芯2的环形油道以及若干个沿定子铁芯2的周向排布的直油道。各直油道沿定子铁芯2的轴向延伸，且每个直油道与各个环形油道连通。

上述三种形式的冷却油道71，便于加工成型，且利于增强对流换热效果。

优选的，冷却油道71之间的筋体宽度a和冷却油道71的宽度b的比值范围为：0.25≤a/b≤1，如此设置，既可以保证壳体的强度，又可以保证足够的冷却油流量。

环形冷却油管72

请参考图5，图5为环形冷却油管的示意图。

环形冷却油管72环绕在端部绕组3的外周，且管壁朝向端部绕组3的一侧开设有第一喷油孔721，用于向端部绕组3喷淋冷却油。优选的，设置多个第一喷油孔721，且各第一喷油孔721沿周向均匀分布，以便均匀冷却端部绕组3。具体实施中，可以设置两根环形冷却油管72，分别环绕在对应端的端部绕组3的外周，也可以设置更多数量的环形冷却油管72，以满足冷却需求。具体实施中，第一喷油孔721的数量、大小、角度均可以根据实际需求灵活配置，在此不作限定。

并且，环形冷却油管72与冷却油道71连通，如此设置，可以充分利用自冷却油道71排出的冷却油的冷量，并且，可以使环形冷却油管72和冷却油道71共用一个外部油泵和流量控制单元，利于驱动电机整体结构的简化。

具体的，环形冷却油管72可以通过连通孔75和接头723与冷却油道71连通，而且，环形冷却油管72可以通过凸耳79、螺纹孔等固连在内壳13的端面。请参考图6-图7，图6为环形冷却油管和内壳连接状态下的示意图；图7为图1中A部分的放大示意图。

如图所示，连通孔75形成于内壳13，且一端延伸至内壳13的端面，另一端与冷却油道71连通。接头723一端固连于环形冷却油管72的管壁并与环形冷却油管72的管腔连通，另一端插装于连通孔75。

并且，接头723的外周面与连通孔75的孔壁之间可以设置环形槽，用于安装密封圈76，以便保证连接处的密封性。该环形槽可以仅形成于接头723的外周面，也可以仅形成于连通孔75的孔壁，还可以部分形成于接头723的外周面、部分形成于通孔75的孔壁。

如图所示，凸耳79设置于环形冷却油管72的管壁，并且凸耳79上设置有通孔，在具体实施例中，每个环形冷却油管72的管壁设置了三个凸耳79，三个凸耳79沿周向均匀间隔排布。螺纹孔形成于内壳13，且开口端延伸至内壳13端面，并且，螺纹孔与凸耳79的通孔一一对齐。螺纹紧固件贯穿过通孔拧固于对应的螺纹孔，以此使环形冷却油管72固定在内壳13的端面，并且，且凸耳79与内壳13的端面相抵触，以限定环形冷却油管72的轴向位置，从而限定第一喷油孔721的喷油区域。如此设置，利于节约驱动电机的径向空间和轴向空间，使驱动电机集成度高、结构紧凑。

进一步地，如图5所示，环形冷却油管72的管壁朝向轴承5的一侧还可以开设第二喷油孔722，用于向轴承5喷淋冷却油。如此设置，可以一并喷淋轴承5，实现轴承5的冷却。具体实施中，第二喷油孔722的数量、大小、角度均也可以根据实际需求灵活配置，在此不作限定。

而且，还可以设置与第二喷油孔722配合的导油槽，请参考图8，图8为导油槽的示意图。

如图所示，设置了第一导油槽77和第二导油槽78。第一导油槽77形成于端盖12的盖部121，第二导油槽78形成于端盖12的座部122。第一导油槽77朝向环形冷却油管72的一侧与内腔连通、下侧与第二导油槽78的上侧连通。第二导油槽78的下侧与轴承座孔连通。而且，沿定子铁芯2的轴向，第二喷油孔722设置在与第一导油槽77相对的位置。

应用中，冷却油自第二喷油孔722喷淋到第一导油槽77，在重力作用下，冷却油顺着第一导油槽77的槽壁向下流入到第二导油槽78，之后在重力作用下，冷却油顺着第二导油槽78的槽壁向下流入到轴承座孔内，以此实现轴承5的冷却。

在具体实施例中，第一导油槽77的前侧槽壁和后侧槽壁的下端均向槽内倾斜，当然也可以仅前侧侧壁或者仅后侧侧壁的下端向槽内倾斜，使所述第一导油槽77的槽宽上大下小。如此设置，可以利用倾斜的槽壁将冷却油导流到第二导油槽78内。

进油孔73和出油孔74

进油孔73形成于外壳11且与冷却油道71连通。优选的，进油孔73设置在冷却油道71的轴向中部，以便使流经两个环形冷却管的流量基本一致。

出油孔74形成于外壳11且与内腔的底部连通。具体实施中，出油孔74也可以形成于端盖12。在具体实施例中，设置了两个出油孔74，以图1为视角，一个出油孔74与内腔的左侧连通，另一个出油孔74与内腔的右侧连通。

应用中，冷却油自进油孔73通入冷却油道71，通过对流冷却槽内绕组和定子铁芯2。之后，冷却油经连通孔75和接头723进入两根环形冷却油管72，通过喷淋冷却端部绕组3和轴承5。之后，冷却油在重力作用下积聚到内腔的底部并自出油孔74排至外部换热部件，经外部换热部件冷却后重新通入进油孔73，如此往复循环。

从上述分析可知，该驱动电机的冷却***可以同时冷却定子铁芯2、槽内绕组、端部绕组3和轴承5，实现了全面冷却。而且，该驱动电机的冷却***对尺寸较大的定子铁芯2和槽内绕组采用了对流冷却，相比喷淋冷却，冷却油流量更大、流经区域更均匀广泛，因而冷却效果更好。

此外，本发明还提供一种新能源汽车，该新能源汽车的驱动部件包括上述驱动电机。当然，该新能源汽车可以是纯用该驱动电机驱动的电车，也可以是同时设置有油、气发动机的油电混合车、气电混合车。

以上对本发明所提供的一种新能源汽车及其驱动电机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明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发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新能源汽车的驱动电机，所述驱动电机包括壳体，所述壳体围合成内腔，所述内腔内设置有定子铁芯(2)和端部绕组(3)，其特征在于，所述驱动电机还包括冷却***，所述冷却***包括：

冷却油道(71)，形成于所述壳体并环绕在所述定子铁芯(2)的外周；

环形冷却油管(72)，环绕在所述端部绕组(3)的外周并与所述冷却油道(71)连通，且管壁朝向所述端部绕组(3)的一侧开设有第一喷油孔(721)；

进油孔(73)，形成于所述壳体并与所述冷却油道(71)连通；

出油孔(74)，形成于所述壳体并与所述内腔连通。

2.根据权利要求1所述的驱动电机，其特征在于，所述壳体包括端盖(12)，所述端盖(12)包括盖部(121)和座部(122)，所述座部(122)形成有轴承座孔，所述轴承座孔内设置有轴承(5)，所述轴承(5)的内圈孔内设置有转子轴(4)，所述转子轴(4)的两端套设油封(8)；所述环形冷却油管(72)的管壁朝向所述轴承(5)的一侧开设有第二喷油孔(722)。

3.根据权利要求2所述的驱动电机，其特征在于，所述冷却***还包括第一导油槽(77)和第二导油槽(78)；所述第一导油槽(77)形成于所述盖部(121)，所述第二导油槽(78)形成于所述座部(122)；所述第一导油槽(77)朝向所述环形冷却油管(72)的一侧与所述内腔连通、下侧与所述第二导油槽(78)的上侧连通；所述第二导油槽(78)的下侧与所述轴承座孔连通；沿所述定子铁芯(2)的轴向，所述第二喷油孔(722)设置在与所述第一导油槽(77)相对的位置。

4.根据权利要求3所述的驱动电机，其特征在于，所述第一导油槽(77)的前侧槽壁和/或后侧槽壁的下部向槽内倾斜，使所述第一导油槽(77)的槽宽上大下小。

5.根据权利1-4任一项所述的驱动电机，其特征在于，所述壳体包括外壳(11)和内壳(13)，所述冷却油道(71)形成于所述内壳(13)的外壁面，所述进油孔(73)和所述出油孔(74)均形成于所述外壳(11)。

6.根据权利要求5所述的驱动电机，其特征在于，所述内壳(13)的端面设置有连通孔(75)，所述连通孔(75)与所述冷却油道(71)连通；所述环形冷却油管(72)的管壁设置有接头(723)，所述接头(723)插装于所述连通孔(75)，使所述连通孔(75)与所述环形冷却油管(72)的管腔连通。

7.根据权利要求6所述的驱动电机，其特征在于，所述接头(723)的外周面与所述连通孔(75)的孔壁之间设置环形槽，用于安装密封圈(76)。

8.根据权利要求5所述的驱动电机，其特征在于，所述内壳(13)的端面设置有螺纹孔，所述环形冷却油管(72)的管壁设置有凸耳(79)，所述凸耳(79)设置有与所述螺纹孔对齐的通孔，所述环形冷却油管(72)通过与所述通孔和所述螺纹孔适配的螺纹紧固件固连在所述内壳(13)的端面，且所述凸耳(79)与所述内壳(13)的端面相抵触，以限定所述环形冷却油管(72)的轴向位置。

9.根据权利要求1-4任一项所述的驱动电机，其特征在于，所述冷却油道(71a)为环绕所述定子铁芯(2)的螺旋油道；

或者，所述冷却油道(71b)包括若干个沿所述定子铁芯(2)的周向排布的L形油道；各所述L形油道的长边沿所述定子铁芯(2)的轴向延伸，且相邻的两所述L形油道，一者的短边末端与另一者的长边首端连通。

或者，所述冷却油道(71c)包括若干个环绕所述定子铁芯(2)的环形油道和若干个沿所述定子铁芯(2)的周向排布的直油道；各所述直油道沿所述定子铁芯(2)的轴向延伸，且每个所述直油道与各个所述环形油道连通。

10.一种新能源汽车，所述新能源汽车的驱动部件包括驱动电机，其特征在于，所述驱动电机为权利要求1-9任一项所述的驱动电机。

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