CN114301236A

CN114301236A - 一种具有冷却三相引线的油冷扁线电机

Info

Publication number: CN114301236A
Application number: CN202111643031.5A
Authority: CN
Inventors: 陈乾来; 刘长来; 夏诗忠; 刘杨; 骆淼
Original assignee: Zhongkeluorui New Energy Technology Co ltd
Current assignee: Zhongkeluorui New Energy Technology Co ltd
Priority date: 2021-12-30
Filing date: 2021-12-30
Publication date: 2022-04-08

Abstract

本发明公开了一种具有冷却三相引线的油冷扁线电机，包括机壳、以及安装在机壳两端的前端盖和后端盖，前、后端盖与机壳密封连接构成冷却油油腔，前轴承和后轴承分别安装在前端盖和后端盖上，电机转子穿射在前、后轴承内，且电机转子与前端盖之间设置有油封，定子铁心通过过盈与键槽定位与机壳固定，扁线电枢嵌入在定子铁心内，三相引出线和扁线电枢导流环焊接在扁线电枢上。本发明油冷扁线电机采用了冷却油喷射、喷淋、浸泡等方式，实现对电机端部绕组、电机定子铁心、电机三相引出线、电机用高速轴承进行冷却和润滑，提升了冷却效率，提高了产品的稳定性和降低了成本。

Description

一种具有冷却三相引线的油冷扁线电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，更具体地说，尤其涉及一种具有冷却三相引线的油冷扁线电机。

背景技术

在《新能源汽车产业发展规划2021-2035年》中，到2025年乘用车电机的功率密度要达到>4kW/kg，商用车电机转矩密度要达到>19N·m/kg的要求。要往高功率密度、高转矩密度的方向发展，这些都与电机散热方式紧密相连，高效的散热能力可以提高电机的持续功率、持续扭矩、峰值转矩持续时间等。

目前市场上电机三相引出线多为多股圆导线、圆编织铜线、扁编织铜线形式。引出线都与接线端子进行电阻焊接，焊接部分电阻较大，通电后局部发热严重，损耗较大；同时市场上所用的水冷电机三相引出线热量只能依靠导体和空气传递扩散出去，传递路径长，散热效果差；油冷电机主要都是为绕组端部进行喷淋和喷射冷却，只能冷却绕组端部热量，三相引出线热量不易被带走，造成三相引出线发热严重，电机损耗加大。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种具有冷却三相引线的油冷扁线电机，通过冷却油喷射、喷淋、浸泡等方式，实现对电机端部绕组、电机定子铁心、电机三相引出线、电机用高速轴承进行冷却和润滑；同时利用扁线电机弥补圆线线圈填充率低、绕组端部长、散热效果差、铜损大、绕线刚度差的缺陷，实现更高的槽满率、更高的效率、更好的散热性能、更小的体积和更低的成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种具有冷却三相引线的油冷扁线电机，包括机壳、以及安装在机壳两端的前端盖和后端盖，前、后端盖与机壳密封连接构成冷却油油腔，前轴承和后轴承分别安装在前端盖和后端盖上，电机转子穿射在前、后轴承内，且电机转子与前端盖之间设置有油封，定子铁心通过过盈与键槽定位与机壳固定，扁线电枢嵌入在定子铁心内，三相引出线和扁线电枢导流环焊接在扁线电枢上。

优选的，所述机壳顶部和底部沿轴线方向分别设有进油油道和回油油道，机壳底部同时还设有V形孔分布于前后两侧，机壳回油油道通过V形孔与油腔相互连通；所述机壳内圆面上设有若干环向油道，各环向油道与机壳进油油道及机壳回油油道之间通过小孔相连通。

优选的，所述前端盖顶部安装有进油嘴，后端盖底部安装有出油嘴与机壳回油油道相连通，在前、后端盖的内侧面上安装有若干喷油嘴，前端喷油嘴通过设置在前端盖上的油道与进油嘴相连通，后端喷油嘴通过设置在后端盖上的油道及机壳进油油道与进油嘴相连通。

优选的，所述喷油嘴在前、后端盖上呈圆周径向分布，喷油嘴的喷口对准扁线绕组端部。

优选的，所述前端盖和后端盖上还分别设有前轴承喷油口和后轴承喷油口，其中，前轴承喷油口与前端盖油道相连通并对准前轴承滚珠，后轴承喷油口与后端盖油道相连通并对准后轴承滚珠。

优选的，所述三相引出线上套设有三相引出线冷却导流管，三相引出线冷却导流管安装在后端盖上，在三相引出线冷却导流管上均布有若干径向开设的小圆孔，三相引出线冷却油道与后端盖油道之间通过小圆孔相连通。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、冷却油通过喷油嘴轴向喷射至扁线端部绕组，扁线由于绕组端部导体间间隙较大，冷却油可以渗透至绕组端部内，带走每一根导体上的热量，使得绕组温度下降70%以上；同时直接冷却热源来提升了冷却效率，提高产品的稳定性和降低了成本。

2、扁线将导线形状发生改变，由原来的圆形变成横截面为方形的电磁线，带来的优势十分显著，更高的槽满率、更高的效率、更好的散热性能、更小的体积和更低的成本。

3、三相引出线浸泡在冷却油中进行冷却，解决三相引出线的发热，降低了铜损，提升了电机效率。

4、冷却油直接与定子铁心外圆接触，直接冷却定子铁心上的热源，降低了铁心上涡流损耗，提升了电机效率。

5、直接对轴承滚珠上进行喷油，实现了轴承降温、轴承的润滑，轴承高速化、轴承的全生命使用周期。

附图说明

图1是本发明油冷扁线电机的剖面结构示意图；

图2是本发明油冷扁线电机的轴向局部示意图；

图3是图1中轴承油冷局部放大示意图；

图4是图1中I处的局部放大示意图；

图5A、B分别是本发明油冷扁线电机中三相引出线冷却导流管的结构示意图和剖视图。

图中：1－进油嘴；2－前端盖；2a－前端盖油道；3－喷油嘴；3b－喷油嘴喷口；4－前轴承；4b－前轴承喷油口；5－电机转子；6－油封；7－机壳；7a－机壳进油油道；7b－机壳环向油道；7c－V形孔；7d－机壳回油油道；8－定子铁心；9－扁线电枢；10－后端盖；10a－后端盖油道；11－密封圈；12－三相引出线；13－三相引出线冷却导流管；13a－三相引出线冷却油道；14－后轴承；14b－后轴承喷油口；15－扁线电枢导流环；16－出油嘴。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。

如图1和图2所示，本发明提供的一种具有冷却三相引线的油冷扁线电机，包括机壳7、以及安装在机壳7两端的前端盖2和后端盖10，前、后端盖2和10与机壳7密封连接构成冷却油油腔，前轴承4和后轴承14分别安装在前端盖2和后端盖10上，电机转子5穿射在前、后轴承内，且电机转子5与前端盖2之间设置有油封6，定子铁心8通过过盈与键槽定位与机壳7固定，扁线电枢9嵌入在定子铁心8内，三相引出线12和扁线电枢导流环15焊接在扁线电枢9上。

机壳7顶部和底部沿轴线方向分别设有进油油道7a和回油油道7d，机壳7底部同时还设有V形孔7c分布于前后两侧，机壳回油油道7d通过V形孔7c与油腔相互连通；机壳7内圆面上设有若干环向油道7b，各环向油道7b与机壳进油油道7a及机壳回油油道7d之间通过小孔相连通。

前端盖2顶部安装有进油嘴1，后端盖10底部安装有出油嘴16与机壳回油油道7d相连通，在前、后端盖2和10的内侧面上安装有若干喷油嘴3，前端喷油嘴3通过设置在前端盖2上的油道2a与进油嘴1相连通，形成前端绕组喷淋冷却油路，后端喷油嘴3通过设置在后端盖10上的油道10a及机壳进油油道7a与进油嘴1相连通，形成后端绕组喷淋冷却油路。在本实施例中，所述喷油嘴3在前、后端盖上呈圆周径向分布，喷油嘴3的喷口3b对准扁线绕组端部。

如1和图3所示，前端盖2和后端盖10上还分别设有前轴承喷油口4b和后轴承喷油口14b，其中，前轴承喷油口4b与前端盖油道2a相连通并对准前轴承4滚珠，后轴承喷油口14b与后端盖油道10a相连通并对准后轴承14滚珠。

如图4和图5所示，三相引出线12上套设有三相引出线冷却导流管13，三相引出线冷却导流管13安装在后端盖10上，在三相引出线冷却导流管13上均布有若干径向开设的小圆孔，三相引出线冷却油道13a与后端盖油道10a之间通过小圆孔相连通。

本发明油冷扁线电机使用时，用油泵将冷却油从进油嘴1注入，冷却油进入电机前端盖2时分两路分别注入到前端盖油道2a和机壳进油油道7a，所述进入前端盖油道2a的冷却油又分多路进入圆周径向均布的喷油嘴3里，冷却油通过喷油嘴3从喷油嘴喷口3b轴向喷射至扁线端部绕组，直接冷却热源来提升冷却效率；结合图3看出，进入前端盖油道2a的冷却油同时通过前轴承喷油口4b喷射出，直接喷射至前轴承4滚珠上，冷却油直接降低了前轴承4的运行温度，保证了轴承的有效润滑。

结合图1，冷却油由另一路进入电机机壳进油油道7a后，被分成了多路，一部分冷却油从各路小孔流入机壳环向油道7b内，从机壳环向油道7b流出的冷却油充满环形油腔体直接与定子铁心8外圆接触，对定子铁心8进行冷却；另一部分冷却油则继续沿着机壳进油油道7a进入电机后端盖油道10a内。

所述进入电机后端盖油道10a内的冷却油，进入到喷油嘴喷口3b和后轴承喷油口14b，分别喷射至扁线端部绕组和后轴承14滚珠上；如图2所示，此处冷却油从喷油嘴喷口3b喷出，不仅仅冷却扁线端部绕组，当电机为行星接法时，还直接喷射至绕组中心点或者外接的导流环15上，直接冷却局部发热严重的热源来提升冷却效率。

如图4所示，进入电机后端盖油道10a内的冷却油，其中一路通过三相引出线冷却导流管13上圆周均布的小圆孔进入三相引出线冷却油道13a内，三相引出线12直接浸泡在冷却油中进行冷却，解决三相引出线12的发热。

以上冷却扁线前后绕组端部、前后轴承、扁线电枢导流环15及三相引出线12的冷却油，都在重力的作用下，全部在电机机壳7底部汇合，通过机壳7前后开设的V形孔7c进入机壳回油油道7b内，同时冷却定子铁心8的冷却油通过机壳7上开设的若干小孔进入机壳回油油道7b内；所有冷却油在机壳回油油道7d汇集，通过出油嘴16排出通过热交换器进行冷却油降温。

Claims

1.一种具有冷却三相引线的油冷扁线电机，包括机壳、以及安装在机壳两端的前端盖和后端盖，前、后端盖与机壳密封连接构成冷却油油腔，其特征在于：前轴承和后轴承分别安装在前端盖和后端盖上，电机转子穿射在前、后轴承内，且电机转子与前端盖之间设置有油封，定子铁心通过过盈与键槽定位与机壳固定，扁线电枢嵌入在定子铁心内，三相引出线和扁线电枢导流环焊接在扁线电枢上。

2.根据权利要求1所述的具有冷却三相引线的油冷扁线电机，其特征在于：所述机壳顶部和底部沿轴线方向分别设有进油油道和回油油道，机壳底部同时还设有V形孔分布于前后两侧，机壳回油油道通过V形孔与油腔相互连通。

3.根据权利要求2所述的具有冷却三相引线的油冷扁线电机，其特征在于：所述机壳内圆面上设有若干环向油道，各环向油道与机壳进油油道及机壳回油油道之间通过小孔相连通。

4.根据权利要求2所述的具有冷却三相引线的油冷扁线电机，其特征在于：所述前端盖顶部安装有进油嘴，后端盖底部安装有出油嘴与机壳回油油道相连通，在前、后端盖的内侧面上安装有若干喷油嘴，前端喷油嘴通过设置在前端盖上的油道与进油嘴相连通，后端喷油嘴通过设置在后端盖上的油道及机壳进油油道与进油嘴相连通。

5.根据权利要求4所述的具有冷却三相引线的油冷扁线电机，其特征在于：所述喷油嘴在前、后端盖上呈圆周径向分布，喷油嘴的喷口对准扁线绕组端部。

6.根据权利要求4所述的具有冷却三相引线的油冷扁线电机，其特征在于：所述前端盖和后端盖上还分别设有前轴承喷油口和后轴承喷油口，其中，前轴承喷油口与前端盖油道相连通并对准前轴承滚珠，后轴承喷油口与后端盖油道相连通并对准后轴承滚珠。

7.根据权利要求4所述的具有冷却三相引线的油冷扁线电机，其特征在于：所述三相引出线上套设有三相引出线冷却导流管，三相引出线冷却导流管安装在后端盖上，在三相引出线冷却导流管上均布有若干径向开设的小圆孔，三相引出线冷却油道与后端盖油道之间通过小圆孔相连通。