CN114567101A - 一种油冷电机转子 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种油冷电机转子，其能够很好的解决转子中心铁芯及磁钢冷却、定子铁芯中心部位绕组冷却问题。其包括转子铁芯组件、转子集成油路铁芯组件、以及油冷电机轴；若干个转子铁芯组件、转子集成油路铁芯组件顺次隔套固装于油冷电机轴的轴向区域，相邻的转子铁芯组件之间设置有转子集成油路铁芯组件，相邻的转子集成油路铁芯组件之间设置有转子铁芯组件；油冷电机轴的轴向两端位置分别设置有转子铁芯组件；每组转子铁芯组件由若干转子冲片叠压组成、并且装有磁钢；每组转子集成油路铁芯组件包括油路叠片组件，油路叠片组件的内径上环布有进油口，油路叠片组件的外径上环布有若干喷油口，进油口分别对应于喷油口布置。

Description

一种油冷电机转子
技术领域
本发明涉及电机转子结构的技术领域，具体为一种油冷电机转子。
背景技术
随着新能源汽车永磁同步电机功率密度要求的提升，传统的水冷方式因热传导路径长，无法满足冷却要求，油冷电机因采用的是冷却油与电机发热部件直接接触的传热方式，大大提升传热效果，使得电机功率密度大幅提升。永磁电机工作时的发热源主要集中在电机定子铁芯、定子绕组、电机转子铁芯、磁钢等这些部件中，且一般情况是定子铁芯、定子绕组发热最大。传统的水冷电机温度最高点位于绕组端部，传统的油冷电机采用定子喷淋的方式冷却定子端部绕组，使得电机温度最高点位于定子铁芯和转子铁芯中心部位，局部高温严重限制了油冷电机高负荷持续功率，严重情况会导致磁钢过热退磁，影响电机的性能、可靠性及寿命。
而目前已有的油冷电机多是对电机定子端部绕组喷淋，无法对电机转子内部及定子铁芯中心部位的铁芯及绕组冷却。
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种油冷电机转子，电机转子铁芯组件内部集成油路，使转子铁芯内部及磁钢、定子铁芯中心绕组得到冷却。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种油冷电机转子，其能够很好的解决转子中心铁芯及磁钢冷却、定子铁芯中心部位绕组冷却问题。
一种油冷电机转子，其特征在于，其包括：
转子铁芯组件；
转子集成油路铁芯组件；
以及油冷电机轴；
若干个所述转子铁芯组件、转子集成油路铁芯组件顺次隔套固装于油冷电机轴的轴向区域，相邻的所述转子铁芯组件之间设置有所述转子集成油路铁芯组件，相邻的转子集成油路铁芯组件之间设置有所述转子铁芯组件；
所述油冷电机轴的轴向两端位置分别设置有所述转子铁芯组件；
每组所述转子铁芯组件由若干转子冲片叠压组成、并且装有磁钢；
每组所述转子集成油路铁芯组件包括油路叠片组件，所述油路叠片组件的内径上环布有进油口，所述油路叠片组件的外径上环布有若干喷油口，所述进油口分别对应于喷油口布置，所述油路叠片组件对应于每组进油口和喷油口之间设置有导油腔，所述进油口通过导油腔和喷油口连通；
所述油冷电机轴对应于所述油路叠片组件的进油口的位置分别设置有径向出油孔，所述径向出油孔分别连通对应的进油口，所述油冷电机轴包括有进油孔，所述进油孔连通至油腔，所述油腔通过径向出油孔将冷却油注入进油口内。
其进一步特征在于：
所述油冷电机轴和转子铁芯组件、转子集成油路铁芯组件通过键槽结构完成圆周方向固装设置；
所述油冷电机轴的对应于每个径向出油孔的外环位置还设置有轴向导油槽，确保尺寸装配时轴向对位即使发生误差也可确保冷却油的顺利流通；
所述转子集成油路铁芯组件内的每个冲片上分别集成有磁钢；
所述转子集成油路铁芯组件由转子冲片、转子隔油冲片、转子导油冲片、转子喷油冲片叠压组成，每组所述转子集成油路铁芯组件包括至少一个转子导油冲片、一个转子喷油冲片，叠压时转子导油冲片和转子喷油冲片相邻叠压设置、形成油路叠片组件，且与油路叠片组件相邻的两边的是转子隔油冲片，所述转子隔油冲片的叠压方向的外侧为所述转子冲片；
所述转子喷油冲片的径向内环环布有若干进油口，所述转子喷油冲片的径向外环在厚度方向内凹形成若干喷油口，所述进油口和喷油口一一对应布置；
所述转子喷油冲片对应于每组进油口和喷油口之间的区域间隔设置有若干导油槽，每块所述转子导油冲片在进油口和导油槽、导油槽和导油槽、导油槽和喷油口之间的区域内组合形成连通导油槽，所述连通导油槽用于连通相邻的进油口和导油槽、相邻的导油槽和导油槽、相邻的导油槽和喷油口，确保冷却油顺利经过转子的冲片后径向向外甩出；
所述转子冲片、转子隔油冲片、转子导油冲片、转子喷油冲片均为相同形状相同厚度的冲片；
所述转子冲片上有对称布置的磁钢槽，磁钢设置于对应的磁钢槽内；
所述转子冲片设有减重孔；
所述转子隔油冲片除了无减重孔外，其余特征及尺寸与转子冲片相同；
所述转子喷油冲片是在转子冲片的基础上设置了进油口、导油槽、喷油口；
所述转子导油冲片是在转子冲片的基础上设置了导油槽。
采用本发明的结构后，油冷电机转子在转子铁芯内部集成油路，通过转子集成油路铁芯组件的油路叠片组件内的进油口和对应的导油槽以及喷油口形成冷却油路支路，并根据散热需求可以在转子铁芯内部轴向不同位置布置冷却油路支路，使电机转子内部形成多路并联的畅通油路，每个冷却油路支路油流向为：油冷电机转子内腔中的油液经径向油孔进入进油口，再通过连通导油槽连通导油槽、导油槽通过连通导油槽连通相邻的导油槽，最后通过喷油口从喷油口喷出，整个过程冷却油液在油路叠片组件的槽间流动并冷却转子铁芯和磁钢，最后从喷油口沿径向甩出冷却定子铁芯及定子绕组，使电机转子铁芯内部温度分布更加均衡，提升电机持续工作功率，消除油冷电机定子中心部位绕组温度高，提高***可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例的油冷电机转子剖视示意图；
图2是本发明实施例的转子铁芯组件立体图；
图3是本发明实施例的转子集成油路铁芯组件立体图；
图4是本发明实施例的油冷电机轴立体图；
图5是本发明实施例的转子冲片立体图；
图6是本发明实施例的转子隔油冲片立体图；
图7是本发明实施例的转子导油冲片立体图；
图8是本发明实施例的转子喷油冲片立体图；
图中序号所对应的名称如下：
1转子铁芯组件、101转子冲片、102磁钢、103磁钢，10101转子冲片内孔、10102转子冲片凸键、10103磁钢槽、10104磁钢槽、10105减重孔；
2转子集成油路铁芯组件、201转子隔油冲片、20101转子隔油冲片内孔、20102转子隔油冲片凸键、20103磁钢槽、20104磁钢槽、202转子导油冲片、20201转子导油冲片内孔、20202转子导油冲片凸键、20203连通导油槽、203转子喷油冲片、20301转子喷油冲片内孔、20302进油口、20303凸键、20304导油槽、20305喷油口；
3电机转子轴、301进油孔、302轴向导油槽、303径向出油孔、304键槽。
具体实施方式
一种油冷电机转子，具体实施例见图1-图8，其由转子铁芯组件1、转子集成油路铁芯组件2、油冷电机轴3组成；
转子铁芯组件1由转子冲片101叠压而成，并且装有磁钢102、磁钢103，转子铁芯组件内孔有凸出的键，通过转子铁芯内孔的键可与油冷电机轴3上的键槽304紧密配合；
转子集成油路铁芯组件2通过不同结构的转子冲片的组合在转子集成油路铁芯内形成油路通路。具体实施时，转子集成油路铁芯组件2由转子冲片101、转子隔油冲片201、转子导油冲片202、转子喷油冲片203叠压而成，每个转子集成油路铁芯组件2至少含一个转子导油冲片202和一个转子喷油冲片203，并且叠压时转子导油冲片202和转子喷油冲片203相邻叠压形成油路叠片组件，，与油路叠片组件两边相邻的是转子隔油冲片201，并且铁芯装有磁钢102和磁钢103，转子集成油路铁芯内孔有凸出的键，通过转子铁芯内孔的键可与油冷电机轴3上的键槽304紧密配合。
具体实施例中，转子冲片101为厚度0.15mm～0.5mm的软磁材料。
转子冲片101内孔有转子冲片凸键10102，与电机轴的键槽304紧密配合。
转子冲片101上有对称布置的磁钢槽10103和磁钢槽10104。
转子冲片设有减重孔10105。
转子隔油冲片201除了无减重孔10105特征外，其余特征及尺寸与转子冲片101相同。
转子喷油冲片203是在转子冲片101的基础上设置了进油口20302，导油槽20304、喷油口20305。
转子喷油冲片203设置的进油口20302位于转子喷油冲片内孔20301上，数量与电机极数相同，并且圆周对称分布。
转子喷油冲片203设置的喷油口20305位于转子喷油冲片203的外圆上，并且圆周对称分布。
转子喷油冲片203设置的导油槽20304位于进油口20302和喷油口20305之间，并且圆周对称分布。
转子喷油冲片203的每个进油口20302对应一个喷油口20305，并且进油口20302和每个喷油口20305之间设置至少一个导油槽20304，这样一组进油口20302和导油槽20304、喷油口20305属于同一油路支路。
转子导油冲片202是在转子冲片101的基础上设置了连通导油槽20203。
转子导油冲片202上的连通导油槽20203为径向方向，每个径向方向属于同一油路支路，支路数与转子喷油冲片203进油口数量相同，呈圆周对称分布。
转子导油冲片202每个支路的连通导油槽20203数量为至少两个。
转子导油冲片202和转子喷油冲片203叠压时，转子导油冲片202上每条油路支路上的连通导油槽20203将转子喷油冲片203上的进油孔20302、导油槽20304、喷油口20305相联通，连通的通路通过转子隔油冲片201的表面隔离形成一体的油路。
油冷电机轴3有进油孔301，冷却油液从进油孔301进入电机轴内油腔，油冷电机轴3上与转子集成油路铁芯组件2转子喷油冲片203进油口20302对应的位置开有多个对称的径向出油孔303，通过出油孔303将轴内油腔与转子喷油冲片203的进油孔20302相连通。
具体实施时，电机上轴3的每个径向出油孔303外的电机轴表面开有轴向导油槽302。
油冷电机轴3外圆表面开有对称的键槽。
具体实施例中，转子铁芯组件1数量为三，转子集成油路铁芯组件2数量为二，每两转子铁芯组件1间设置一个转子集成油路铁芯组件2，如图1所示。
油路经油冷电机轴3有进油孔301进入电机轴内油腔，油冷电机轴3上与转子集成油路铁芯组件2的转子喷油冲片的进油口20302对应位置的径向出油孔303，将轴内油腔与转子喷油冲片203的进油孔20302相连通。
本发明的油冷电机转子在转子铁芯内部集成油路，通过三种冲片：转子隔油冲片201、转子导油冲片202、转子喷油冲片203的简单组合形成冷却油路支路，并根据散热需求可以在转子铁芯内部轴向不同位置布置油路，使电机转子内部形成多路并联的畅通油路，每个油路支路冷却油流向为：电机转子轴3内油腔中的油液经径向油上的径向油303进入转子喷油冲片203的进油口，进一步进入转子导油冲片的连通导油槽20203，再进一步进入转子喷油冲片的导油槽20304，再进入转子导油冲片的连通导油槽20203后再进入转子喷油冲片的喷油口20305、并从喷油口20305喷出；整个过程冷却油液在转子喷油冲片203和转子导油冲片202的槽间流动并冷却转子铁芯和磁钢，最后从转子喷油冲片的喷油口沿径向甩出冷却定子铁芯及定子绕组，使电机转子铁芯内部温度分布更加均衡，提升电机持续工作功率，消除油冷电机定子中心部位绕组温度高，提高***可靠性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种油冷电机转子，其特征在于，其包括：
转子铁芯组件；
转子集成油路铁芯组件；
以及油冷电机轴；
若干个所述转子铁芯组件、转子集成油路铁芯组件顺次隔套固装于油冷电机轴的轴向区域，相邻的所述转子铁芯组件之间设置有所述转子集成油路铁芯组件，相邻的转子集成油路铁芯组件之间设置有所述转子铁芯组件；
所述油冷电机轴的轴向两端位置分别设置有所述转子铁芯组件；
每组所述转子铁芯组件由若干转子冲片叠压组成、并且装有磁钢；
每组所述转子集成油路铁芯组件包括油路叠片组件，所述油路叠片组件的内径上环布有进油口，所述油路叠片组件的外径上环布有若干喷油口，所述进油口分别对应于喷油口布置，所述油路叠片组件对应于每组进油口和喷油口之间设置有导油腔，所述进油口通过导油腔和喷油口连通；
所述油冷电机轴对应于所述油路叠片组件的进油口的位置分别设置有径向出油孔，所述径向出油孔分别连通对应的进油口，所述油冷电机轴包括有进油孔，所述进油孔连通至油腔，所述油腔通过径向出油孔将冷却油注入进油口内。
2.如权利要求1所述的一种油冷电机转子，其特征在于：所述油冷电机轴和转子铁芯组件、转子集成油路铁芯组件通过键槽结构完成圆周方向固装设置。
3.如权利要求1所述的一种油冷电机转子，其特征在于：所述油冷电机轴的对应于每个径向出油孔的外环位置还设置有轴向导油槽。
4.如权利要求1所述的一种油冷电机转子，其特征在于：所述转子集成油路铁芯组件内的每个冲片上分别集成有磁钢。
5.如权利要求1所述的一种油冷电机转子，其特征在于：所述转子集成油路铁芯组件由转子冲片、转子隔油冲片、转子导油冲片、转子喷油冲片叠压组成，每组所述转子集成油路铁芯组件包括至少一个转子导油冲片、一个转子喷油冲片，叠压时转子导油冲片和转子喷油冲片相邻叠压设置、形成油路叠片组件，且与油路叠片组件相邻的两边的是转子隔油冲片，所述转子隔油冲片的叠压方向的外侧为所述转子冲片。
6.如权利要求5所述的一种油冷电机转子，其特征在于：所述转子喷油冲片的径向内环环布有若干进油口，所述转子喷油冲片的径向外环在厚度方向内凹形成若干喷油口，所述进油口和喷油口一一对应布置。
7.如权利要求6所述的一种油冷电机转子，其特征在于：所述转子喷油冲片对应于每组进油口和喷油口之间的区域间隔设置有若干导油槽，每块所述转子导油冲片在进油口和导油槽、导油槽和导油槽、导油槽和喷油口之间的区域内组合形成连通导油槽，所述连通导油槽用于连通相邻的进油口和导油槽、相邻的导油槽和导油槽、相邻的导油槽和喷油口。
8.如权利要求5所述的一种油冷电机转子，其特征在于：所述转子冲片、转子隔油冲片、转子导油冲片、转子喷油冲片均为相同形状相同厚度的冲片。
9.如权利要求8所述的一种油冷电机转子，其特征在于：所述转子冲片上有对称布置的磁钢槽，磁钢设置于对应的磁钢槽内；所述转子冲片设有减重孔。
10.如权利要求9所述的一种油冷电机转子，其特征在于：所述转子隔油冲片除了无减重孔外，其余特征及尺寸与转子冲片相同；所述转子喷油冲片是在转子冲片的基础上设置了进油口、导油槽、喷油口；所述转子导油冲片是在转子冲片的基础上设置了导油槽。
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