CN116014980A - 一种油冷电机及其转子组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油冷电机及其转子组件，转子组件包括转子铁芯和转子轴，所述转子铁芯上设有导通转子铁芯内外侧的径向油槽B，所述转子轴内部中空形成中部轴向油道，且至少一端设有转子进油口，所述转子轴的侧壁上还设有用于连通径向油槽B与中部轴向油道的连通孔。本发明的转子组件中设置了转子油路，通过转子中间转子导油板喷油冷却转子及定子中部表面；由于冷却油直接冷却转子中部，以及定子中部表面，磁钢温度以及绕组槽内中部的绝缘材料的温度均能大幅度减低；能有效提高电机性能。

Description

一种油冷电机及其转子组件

技术领域

本发明涉及电机技术领域，更具体地说，是涉及一种油冷电机及其转子组件。

背景技术

新能源汽车由于对于整车质量以及空间的要求，对于车用驱动电机的功率密度（转矩密度）要求极高；另一方面，车用电机高速化成为相关厂商公认的必然趋势。内嵌式永磁同步电机转速范围大、功率密度高的特点已经成为车用驱动电机的首选类型。

车用驱动电机对于电机转速要求高，往往最高转速可达上万转每分钟。电机运行时产生的各种损耗转变成热量，使电机各部件发热，温度升高。其温度升高的限值直接影响电机的使用寿命；且由于定子电枢谐波磁场以及转子磁钢的谐波磁场均会对磁钢产生较大的涡流损耗，进而导致磁钢温度升高。新能源驱动电机的散热问题一直是本领域技术人员急需克服的问题。

当前车用驱动电机的冷却方案通常包括以下几种：1、定子端部喷油；2、转子甩油；3、定子端部喷油+转子甩油；但上述冷却方式都具有以下缺陷：1、由于冷却液距离中部磁钢太远，中间磁钢冷却效果不明显；2、定子中间槽内温度高于两端，中部最薄弱的槽内绝缘材料易发生热失效。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一个目的在于提供一种转子组件，该转子组件中部冷却效果更好，本发明的第二个目的在于提供一种油冷电机。

为了实现上述第一个发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种转子组件，包括转子铁芯和转子轴，所述转子铁芯上设有导通转子铁芯内外侧的径向油槽B，所述转子轴内部中空形成中部轴向油道，且至少一端设有转子进油口，所述转子轴的侧壁上还设有用于连通径向油槽B与中部轴向油道的连通孔。

作为优选方案：所述转子铁芯中至少夹设一个转子导油板，所述径向油槽B设置在转子导油板上。

作为优选方案：所述转子导油板位于转子铁芯中部，所述径向油槽B沿圆周方向等距间隔设置多道。

作为优选方案：所述转子铁芯上还设有轴向油路B，且轴向油路B的一端与径向油槽B连通。

作为优选方案：所述转子铁芯的两端分别设有转子端板，所述转子端板上设有油道，且油道的一端与轴向油路B的另一端连通。

作为优选方案：所述油道的两端分别位于转子端板的两侧，且油道与轴向油路B连通的一端比油道的另一端靠近转子轴。

为了实现上述第二个发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种油冷电机，包括机壳、设置在机壳内的定子组件、以及与机壳两端转动连接的转子组件，所述转子组件如上任意一项所述。

作为优选方案：所述定子组件包括定子铁芯和绕组，所述定子铁芯上设有绕组槽，所述绕组插设在绕组槽内，所述定子铁芯的侧壁上设有一圈凹槽，所述机壳上侧壁上设有定子进油口，定子进油口与凹槽连通，凹槽的两侧壁上至少分别设有一道轴向油路A。

作为优选方案：所述定子铁芯的两端分别设有导油环，导油环与轴向油路A连通，且导油环的侧壁开设有朝向绕组的喷油孔。

作为优选方案：所述定子铁芯中至少夹设一个定子导油板，所述定子导油板上设有径向油槽A，且径向油槽A与凹槽连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的转子组件中设置了转子油路，通过转子中间转子导油板喷油冷却转子及定子中部表面；由于冷却油直接冷却转子中部，以及定子中部表面，磁钢温度以及绕组槽内中部的绝缘材料的温度均能大幅度减低；能有效提高电机性能。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明的电机的侧面结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为本发明的电机的端面结构示意图；

图4为图3的B-B剖视图；

图5为本发明的转子导油板的结构示意图；

图6为本发明的定子导油板的结构示意图。

附图标记为：1、机壳；2、定子进油口；3、定子铁芯；4、轴向油路A；5、定子导油板；6、径向油槽A；7、绕组槽；8、转子轴；9、中部轴向油道；10、连通孔；11、转子导油板；12、径向油槽B；13、端盖；14、出油口；15、绕组；16、导油环；17、转子铁芯；18、转子端板；19、油道；20、轴向油路B。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、部件和/或它们的组合。

此外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明：

如图1至图4所示的一种油冷电机，包括机壳1、设置在机壳1内的定子组件、以及与机壳1两端转动连接的转子组件，所述转子组件包括转子铁芯17和转子轴8，所述转子铁芯17上设有导通转子铁芯17内外侧的径向油槽B12，所述转子轴8内部中空形成中部轴向油道9，且至少一端设有转子进油口，所述转子轴8的侧壁上还设有用于连通径向油槽B12与中部轴向油道9的连通孔10，所述机壳1的两端为端盖13，所述端盖13上设有出油口14。

所述转子铁芯17中至少夹设一个转子导油板11，所述径向油槽B12设置在转子导油板11上。所述转子导油板11位于转子铁芯17中部，所述径向油槽B12沿圆周方向等距间隔设置多道。所述转子导油板11上也设有磁钢槽，且径向油槽B12绕过磁钢槽（如图5所示）。

所述转子铁芯17上还设有轴向油路B20，且轴向油路B20的一端与径向油槽B12连通。所述转子铁芯17的两端分别设有转子端板18，所述转子端板18上设有油道19，且油道19的一端与轴向油路B20的另一端连通。

所述油道19的两端分别位于转子端板18的两侧，且油道19与轴向油路B20连通的一端比油道19的另一端靠近转子轴8。

上述转子铁芯上的径向油路结构使得从转子进油口输入的冷却油通过转子中间导油板喷油冷却转子及定子中部表面；同时，冷却油通过转子铁芯内部及转子上的轴向油路以及两侧端板喷油冷却了转子组件及定子端部绕组；径向油路和轴向油路的配合使得整个转子的冷却更加充分，效果更好，同时还对定子中部表面及端部绕组也进行了冷却。

所述定子组件包括定子铁芯3和绕组15，所述定子铁芯3上设有绕组槽7，所述绕组15插设在绕组槽7内，所述定子铁芯3的侧壁上设有一圈凹槽，所述机壳1上侧壁上设有定子进油口2，定子进油口2与凹槽连通，凹槽的两侧壁上至少分别设有一道轴向油路A4，所述轴向油路A4沿圆周方向等距间隔设置多道，且每道轴向油路A4贯穿定子铁芯3。

所述定子铁芯3的两端分别设有导油环16，导油环16与轴向油路A4连通，且导油环16的侧壁开设有朝向绕组15的喷油孔。

所述定子铁芯3中至少夹设一个定子导油板5，所述定子导油板5上设有径向油槽A6，且径向油槽A6与凹槽连通。所述定子导油板5的外径小于定子铁芯3的外径，所述凹槽由定子导油板5以及紧邻定子导油板5的两片定子冲片形成，所述定子导油板5上也设有绕组槽，且径向油槽A6避开绕组槽（如图6所示）。

所述定子导油板和转子导油板的数量均可以为一个或者多个，数量为一个时，导油板位于定子或转子的轴向中部，尽可能使得冷却油均匀接触整个转子或定子，当数量为多个时，同样为了保证冷却油均匀接触整个转子或定子，多个导油板尽可能等距间隔设置。

本发明的定子组件中设计了定子油路：使得从机壳的定子进油口进入的冷却油通过定子导油板冷却转子及定子中部表面；且冷却油通过定子铁心内部轴向油道及两侧导油环冷却端部绕组；这样的结构使得冷却油直接冷却定子中部区域，降低温度避免定子中部最薄弱的槽内绝缘材料发生热失效；故提高了电机的功率密度，可以提升电机功率及扭矩。

本发明的定子导油板和转子导油板均为非晶材料，这样的结构使得增加的导油板可以输出性能，减少铜线及轴向空间浪费。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种转子组件，其特征在于：包括转子铁芯（17）和转子轴（8），所述转子铁芯（17）上设有导通转子铁芯（17）内外侧的径向油槽B（12），所述转子轴（8）内部中空形成中部轴向油道（9），且至少一端设有转子进油口，所述转子轴（8）的侧壁上还设有用于连通径向油槽B（12）与中部轴向油道（9）的连通孔（10）。

2.根据权利要求1所述的一种转子组件，其特征在于：所述转子铁芯（17）中至少夹设一个转子导油板（11），所述径向油槽B（12）设置在转子导油板（11）上。

3.根据权利要求2所述的一种转子组件，其特征在于：所述转子导油板（11）位于转子铁芯（17）中部，所述径向油槽B（12）沿圆周方向等距间隔设置多道。

4.根据权利要求1所述的一种转子组件，其特征在于：所述转子铁芯（17）上还设有轴向油路B（20），且轴向油路B（20）的一端与径向油槽B（12）连通。

5.根据权利要求5所述的一种转子组件，其特征在于：所述转子铁芯（17）的两端分别设有转子端板（18），所述转子端板（18）上设有油道（19），且油道（19）的一端与轴向油路B（20）的另一端连通。

6.根据权利要求6所述的一种转子组件，其特征在于：所述油道（19）的两端分别位于转子端板（18）的两侧，且油道（19）与轴向油路B（20）连通的一端比油道（19）的另一端靠近转子轴（8）。

7.一种油冷电机，包括机壳（1）、设置在机壳（1）内的定子组件、以及与机壳（1）两端转动连接的转子组件，其特征在于：所述转子组件如权利要求1至7任意一项所述。

8.根据权利要求7所述的一种油冷电机，其特征在于：所述定子组件包括定子铁芯（3）和绕组（15），所述定子铁芯（3）上设有绕组槽（7），所述绕组（15）插设在绕组槽（7）内，所述定子铁芯（3）的侧壁上设有一圈凹槽，所述机壳（1）上侧壁上设有定子进油口（2），定子进油口（2）与凹槽连通，凹槽的两侧壁上至少分别设有一道轴向油路A（4）。

9.根据权利要求8所述的一种油冷电机，其特征在于：所述定子铁芯（3）的两端分别设有导油环（16），导油环（16）与轴向油路A（4）连通，且导油环（16）的侧壁开设有朝向绕组（15）的喷油孔。

10.根据权利要求8所述的一种油冷电机，其特征在于：所述定子铁芯（3）中至少夹设一个定子导油板（5），所述定子导油板（5）上设有径向油槽A（6），且径向油槽A（6）与凹槽连通。

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