CN112994356A - 一种集成油冷电机及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电机冷却技术领域，提供一种集成油冷电机及车辆，包括电机壳体，所述电机壳体上设置有用于冷却所述电机发热部件的冷却***，所述冷却***包括设置于所述电机壳体外表面为冷却油降温的冷却机构以及设置于所述电机壳体上的与所述冷却机构连通的喷淋口和油孔，所述冷却机构通过所述喷淋口和所述油孔实现与所述内腔室的连通，从而形成油路循环。本发明通过喷淋的方式对电机发热部件降温，降温效率高，避免了散热死角；且由于冷却机构集成在电机壳体上，因此油路循环路程短，油冷电机集成度高，装配简单，成本低，油循环速度快，冷却效率高。
Description
技术领域
本发明涉及电机冷却技术领域，尤其是一种集成油冷电机及车辆。
背景技术
电机在工作时会产生大量的热量，需要实时的对电机发热部件进行降温以保证电机的工作性能，其中，采用油对电机发热部件的电机为油冷电机。
目前油冷电机的降温方案有两种，方案一是在电机壳体靠近绕组端部的位置安装金属喷管，采用喷管上开设的开油口喷出的冷却油冷却绕组；方案二是将电机定子绕组包覆在一个油腔里面，然后在油腔通入冷却油来冷却绕组。
但是上述的两种油冷降温方式都有缺陷，方案一的热交换效率低，且结构复杂，装配难度比较高；而采用方案二的油冷电机体积大，功率密度低，加工制作困难。
发明内容
本发明实施例提供的一种集成油冷电机及车辆，用以解决现有技术中冷却效率低、集成度低、装配难度高等问题。
为实现以上目的，提高一种集成油冷电机，包括电机壳体，所述电机壳体内部具有用于容纳电机发热部件的内腔室，所述电机壳体上设置有用于冷却所述电机发热部件的冷却***，所述冷却***包括设置于所述电机壳体外表面为冷却油降温的冷却机构以及设置于所述电机壳体上的与所述冷却机构连通的喷淋口和油孔，所述冷却机构通过所述喷淋口和所述油孔实现与所述内腔室的连通，从而形成油路循环。
进一步地，所述冷却机构包括设置于所述电机壳体上的与所述喷淋口连通的冷油腔、与所述油孔连通的热油腔以及连接所述冷油腔和所述热油腔的冷油装置。
进一步地，所述冷油装置包括设置于所述电机壳体外表面上的基座、将所述基座分别与所述冷油腔和所述热油腔连通的油路通道、固定于所述电机壳体基座上的油冷器以及与所述基座连通为所述油冷器提供冷却水的水路通道；于所述基座上设置有与所述油冷器连通的进油孔和出油孔以及为所述油冷器提供冷却水循环的进水口和出水口。
进一步地，所述水路通道包括设置于所述电机壳体外侧的分别位于所述基座两侧的进水管和出水管。
进一步地，所述油路通道包括设置于所述基座与所述热油腔之间的进油管以及所述冷油腔与所述基座之间的输油管。
进一步地，所述冷却机构还包括为所述油路循环提供驱动的油泵，所述油泵与所述热油腔连通。
进一步地，所述冷油腔设置于所述电机壳体的顶部，且背离所述电机壳体的一端覆盖有盖板。
进一步地，所述喷淋口包括多个均匀分布的喷淋孔。
进一步地，所述热油腔为油底壳，固接于所述电机壳体设有所述进油管的一端。
另一方面，本实施例提供一种车辆，所述车辆包括前述任一方面所述的集成油冷电机。
本发明的有益效果：本发明提供一种集成油冷电机及车辆，所述电机壳体上设置有用于冷却所述电机发热部件的冷却***，所述冷却***包括设置于所述电机壳体外表面为冷却油降温的冷却机构以及设置于所述电机壳体上的与所述冷却机构连通的喷淋口和油孔，冷却机构对热油降温，并通过喷淋口将冷却后的油喷淋在电机发热部位上，对内腔室中的电机发热位置降温，然后内腔室的油通过油孔再次流入冷却机构，从而形成油路循环；其中，通过喷淋的方式对电机发热部件降温，降温效率高，避免了散热死角；且由于冷却机构集成在电机壳体上，因此油路循环路程短，油冷电机集成度高，装配简单，成本低，油循环速度快，冷却效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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是本发明一实施例提供的集成油冷电机的正面示意图；
图2是本发明一实施例提供的集成油冷电机的俯角示意图；
图中各元件的符号为：
1-电机壳体，11-冷油腔，12-喷淋口，2-盖板，3-输油管，4-进水管，5-基座，6-出水管，7-进油管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。
请参阅图1和图2，本发明实施例的一种集成油冷电机，包括电机壳体1，所述电机壳体1内部具有用于容纳电机发热部件的内腔室，所述电机壳体1上设置有用于冷却所述电机发热部件的冷却***，所述冷却***包括设置于所述电机壳体1外表面为冷却油降温的冷却机构以及设置于所述电机壳体1上的与所述冷却机构连通的喷淋口12和油孔，所述冷却机构通过所述喷淋口12和所述油孔实现与所述内腔室的连通，从而形成油路循环。
其中，冷却机构固定于电机壳体1外表面上，要实现油路循环，冷却机构必须包括装热油的腔室、对热油进行冷却的部件、装冷却后的冷却油的腔室，其中，装冷却后的冷却油的腔室通过喷淋口12与电机壳体1的内腔室连通，使得冷却油可以自喷淋口12喷淋入内腔室中，喷淋入内腔室中的冷却油喷淋在预降温的电机发热部件上，与电机发热部件完成热交换后，变为热油流向内腔室的底部，然后通过油孔流向冷却机构装热油的腔室，其后热油会被运输至冷却机构用于进行降温的相应部件，对热油进行冷却，之后冷却后的冷却油被输运至装冷却油的腔室，由此实现了油路循环。
上述结构中，请参阅图2，电机壳体1优选为圆柱形结构，顶端为圆形开口，该端设有多个与汽车相应部件连接的外凸的连接件；其中，连接件优选为螺接连接件；电机壳体1的侧面设有连接部，用于和冷却机构的相应部件连接，由于冷却油需要通过喷淋口12进入电机壳体1的内腔室，则冷却机构装有冷却油的腔室优选设于电机壳体1上设有喷淋口12的外表面位置，使得冷却油输运至该腔室，即可通过与该腔室连通的喷淋口12进入内腔室；其中，当冷却机构装有冷却油的腔室非设于电机壳体1上设有喷淋口12的外表面位置时，则需要通过相应的输运管道将该腔室的油输运至喷淋口12。
其中，喷淋口12设置的位置与预降温的发热部件的位置有关，喷淋口12需要尽量接近发热部件，同时为了便于油自喷淋口12喷淋入内腔室，发热部件与电机壳体1侧面的内壁面具有一定距离，使得冷却油在内腔室中喷淋的范围尽量大；冷却油喷淋的角度根据喷淋口12的角度而定，电机壳体1具有一定厚度，因此，开设在电机壳体1上的喷淋口12并不是完全的平面，喷淋口12具有一定的厚度，喷淋口12的内壁面会引导冷却油的流向，进而可以引导冷却油的喷淋方向。
若没有额外的将内腔室中的油抽入油孔的抽油设备，则油孔应设置于电机壳体1的底部，当喷淋入内腔室的油与发热部件完成热交换后，会在重力的作用下流向电机壳体1的底部。
本例中，所述冷却机构包括设置于所述电机壳体1上的与所述喷淋口12连通的冷油腔11、与所述油孔连通的热油腔以及连接所述冷油腔11和所述热油腔的冷油装置。
其中，为了便于喷淋出的冷却油能与电机的发热部件充分接触，喷淋口12应设于电机壳体1的上半部分，优选的，如图2所示，喷淋口12设于电机壳体1侧面顶部，由于冷油腔11与喷淋口12连通，因此，对应的冷油腔11也设于电机壳体1侧面顶部；前面介绍过，在重力作用下，内腔室中的油会流向电机底部，因此，在没有额外的抽油设备时，油孔优选设置在电机壳体1底部位置，对应的热油腔固接于油孔所在位置，以便通过油孔与内腔室连通；热油腔中的热油运输至冷油腔11前需要通过冷油装置进行冷却处理，为了使得油循环一周的路程尽量短，冷油装置优选设置于热油腔与冷油腔11之间。
本例中，所述冷油装置包括固定于所述电机壳体1上的基座5、设置于所述电机壳体1上将所述基座5与所述冷油腔11以及所述热油腔连通的油路通道以及设置于所述电机壳体1上为所述基座5提供冷却水的水路通道。
冷油腔11和热油腔之间的电机壳体1上设有基座，用于安装油冷器(图中未示出)，油冷器可拆卸的安装于基座中，从而实现油冷器与电机壳体1的可拆卸连接，便于后续对油冷器的检查和维护，其中，油冷器与基座的连接方式优选为螺接；油冷器上优选设置四个接口，四个接口分别连通对应的油路通道和水路通道，油路通道用于运输油，水路通道用于运输来水对热油进行降温，由于水路通道和油路通道分离，且由于油冷器为油水分层的冷却结构，所以避免了油水混合的情况。
本例中，所述水路通道包括设置于所述电机壳体外侧的分别位于所述基座5两侧的进水管4和出水管6。
其中，进水管4的冷却水来自于整车前端风扇或者其他冷却装置冷却后的冷水，在油冷器中进行热交换后出来的热水，后面又会通过出水管6进入整车的冷却回路。
请参阅图1，进水管4和出水管6分别设置于基座5的不同侧，进水管4和出水管6可采用消失模铸造或者机加工完成铸造。
本例中，所述油路通道包括设置于所述基座5与所述热油腔之间的进油管7以及所述冷油腔11与所述基座5之间的输油管3。
本实施例中，冷油腔11、基座5、热油腔三者为分离的结构，为了使得油能从热油腔运输至基座5的油冷器中，热油腔和基座5之间需要设有用于运输油的进油管7，同时为了将油冷器中冷却后的冷却油运输至冷油腔11，冷油腔11和基座5之间需要设有用于运输油的进油管7，因此，冷油腔11与热油腔之间的电机壳体1表面设有进油管7，进油管7两端口分别连通基座5和热油腔，冷油腔11与基座5之间的电机壳体1表面设有输油管3，输油管3两端口分别连通基座5和冷油腔11。
进油管7和输油管3可采用消失模铸造或者机加工完成铸造。
本例中，所述冷却机构还包括为所述油路循环提供驱动的油泵，所述油泵与所述热油腔连通。
现在主流的三合一电驱***包括电机、控制器、减速器；油泵集成于电驱***中，邻近减速器，本实施例中的油泵优选为电子油泵或者机械油泵，通过油泵将热油腔中的热油泵入油冷器，同时喷淋口12喷油量的大小也可以通过油泵进行调节。
本例中，所述冷油腔11设置于所述电机壳体1的顶部，且背离所述电机壳体1的一端覆盖有盖板2。
请参阅图1，冷油腔11设置于喷淋口12所在位置，并完全覆盖了喷淋口12，为了便于在制造电机壳体1时在电机壳体1上加工出喷淋口12，冷油腔11背离电机壳体1一端需要设置有开口，以便于在冷油腔11内部的电机壳体1加工出喷淋口12，又由于电机壳体1需要装冷却油，因此，在加工完喷淋口12后，冷油腔11背离电机壳体1一端需要采用盖板2密封，以避免冷却油从冷油腔11背离电机壳体1一端的开口处流出。
本例中，所述喷淋口12包括多个均匀分布的喷淋孔。
类似于喷淋头，所述喷淋口优选为矩形排列，矩形排列的喷淋孔喷淋出的油能够喷射的足够远，喷淋范围大，喷淋均匀，以实现对电机发热部件的均匀降温；上述喷淋孔呈矩形排列只是一种优选实施方式，还可以采用圆形排列，椭圆形排列。
本例中，所述热油腔为油底壳，固接于所述电机壳体1设有所述进油管7的一端。
油底壳位于减速器齿轮箱的底部，油底壳作为贮油槽的外壳，能防止杂质进入，并收集和储存由内腔室留下的热油，同时能够散去热油的部分热量，防止油氧化。
另一方面，本实施例提供一种车辆，所述车辆包括前述任一方面所述的集成油冷电机。
以上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)
1.一种集成油冷电机，其特征在于，包括电机壳体，所述电机壳体内部具有用于容纳电机发热部件的内腔室，所述电机壳体上设置有用于冷却所述电机发热部件的冷却***，所述冷却***包括设置于所述电机壳体外表面为冷却油降温的冷却机构以及设置于所述电机壳体上的与所述冷却机构连通的喷淋口和油孔，所述冷却机构通过所述喷淋口和所述油孔实现与所述内腔室的连通，从而形成油路循环。
2.根据权利要求1所述的一种集成油冷电机，其特征在于，所述冷却机构包括设置于所述电机壳体上的与所述喷淋口连通的冷油腔、与所述油孔连通的热油腔以及连接所述冷油腔和所述热油腔的冷油装置。
3.根据权利要求2所述的一种集成油冷电机，其特征在于，所述冷油装置包括设置于所述电机壳体外表面上的基座、将所述基座分别与所述冷油腔和所述热油腔连通的油路通道、固定于所述基座上的油冷器以及与所述基座连通为所述油冷器提供冷却水的水路通道；于所述基座上设置有与所述油冷器连通的进油孔和出油孔以及为所述油冷器提供冷却水循环的进水口和出水口。
4.根据权利要求3所述的一种集成油冷电机，其特征在于，所述水路通道包括设置于所述电机壳体外侧的分别位于所述基座两侧的进水管和出水管。
5.根据权利要求3所述的一种集成油冷电机，其特征在于，所述油路通道包括设置于所述基座与所述热油腔之间的进油管以及所述冷油腔与所述基座之间的输油管。
6.根据权利要求2所述的一种集成油冷电机，其特征在于，所述冷却机构还包括为所述油路循环提供驱动的油泵，所述油泵与所述热油腔连通。
7.根据权利要求2所述的一种集成油冷电机，其特征在于，所述冷油腔设置于所述电机壳体的顶部，且背离所述电机壳体的一端覆盖有盖板。
8.根据权利要求2所述的一种集成油冷电机，其特征在于，所述喷淋口包括多个均匀分布的喷淋孔。
9.根据权利要求5所述的一种集成油冷电机，其特征在于，所述热油腔为油底壳，固接于所述电机壳体设有所述进油管的一端。
10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1至9任一项所述的集成油冷电机。
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2019
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