CN104362800B - 一种油冷电机冷却回路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种油冷电机冷却回路，本方案在沿用变速箱油路的基础上，在进入变速箱前分开两路油冷通道，采用如下两路油路对电机进行冷却：主油路在进入变速箱之前，一部分油分支到电机壳体，通过电机壳体上的油孔对定子端部进行冷却；变速箱油从变速箱轴出来后，经过转子支撑上的油路，通过转子的转动，带动油的喷洒，从而使油完全喷洒到定子端部，达到冷却电机的目的。本发明使用变速箱油进行电机的冷却，不采用额外的水冷冷却电机。充分利用了变速箱自身的油冷系统，无需增加额外的冷却机构。
Description
技术领域
本发明涉及纯电动汽车或者混合动力汽车领域，特别是混合动力集成变速箱油冷电机领域。
背景技术
近年来，随着国家政策的倾斜以及环保人士的青睐，混合动力汽车得到了长足的进步，各大汽车厂商都在研发满足市场需求的混动产品。在众多的混合动力汽车构型中，AMT逐渐退出历史舞台，逐渐被CVT和AT所取代，而CVT与AT是需要变速箱油进行液力传递各级润滑，电机与CVT或者AT集成在一起，电机不可避免就要工作在变速箱油的环境下，对电机的绝缘、可靠性和耐久等都是严峻的考验。
变速箱与电机集成在一起，若电机采用水冷的方式，就必须在电机外壳上设计水道通道，而且冷却必须采用额外水冷循环，增加了整车的成本，而且水与电机不能直接接触，必须通过水道与电机定子进行热交换，因此冷却成本增加的同时反而降低了冷却效果。
发明内容
本发明提供一种解决方案，使用变速箱油进行电机的冷却，不采用额外的水冷冷却电机。本方案充分利用了变速箱自身的油冷系统，无需增加额外的冷却机构。
目前，在电动车和混合动力车上，永磁同步电机由于较高的功率密度以及较大的高效率区间，因此得到了广泛的应用。永磁同步电机在运行过程中，电机的主要发热部件为电机定子，这是因为，定子线圈电流产生旋转磁场，与转子的磁场相互作用，产生电磁扭矩，从而电机转动。电流是产生热量的主要来源，因此，永磁同步电机主要的发热部件为定子线圈，如何迅速有效的把定子线圈热量散掉，就是本发明所要解决的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种油冷电机冷却回路，由油冷器、集成在一起的电机和变速箱组成循环油路，其特征在于，从油冷器出来的冷却油分为两路：一路进入电机壳体对电机定子线圈进行冷却，另一路进入变速箱内部对变速箱润滑后进入电机转子内部，甩油对定子线圈进行冷却。
从油冷器出来的冷却油通过banjo接头分为两路油路。
冷却油进入电机壳体对电机定子线圈进行冷却的方式为：电机壳体上设置有密封电机油道，密封电机油道在电机壳体的两个环形端面上设置有多个油孔，冷却油通过电机油道时，顺着油孔对定子端部进行直接喷洒冷却。
冷却油对变速箱润滑后进入电机转子内部甩油对定子线圈进行冷却是指：变速箱和电机的机械连接轴内部为油冷通道，润滑变速箱后的冷却油通过油冷通道进入电机转子内部，在转子转动的时候，从转子支撑的前后表面的油孔甩出对电机的定子端部进行冷却。
进入到电机的油冷却电机后顺着电机定子轮廓进入到电机底部，然后到达变速箱油底壳，通过管路到达油冷器，经油冷器散热处理后继续循环。
本发明的有益效果在于：此方案兼顾了电机的任何工况下的冷却要求。当转子在低速下运行时，如小于100转/分，通过转子转动的冷却油可能喷洒不到定子内表面，此时，电机外壳体内部的冷却起到了主要作用，弥补了仅靠转子冷却所带来的不足。同时流经电机壳体的冷却油，不仅能通过油孔喷洒到电机定子外表面，而且沿着电机壳体一周的冷却油还能起到冷却电机定子铁心的作用。这些都快速的对电机进行散热，有效的降低了电机的温度。
附图说明
图1为本发明所述冷却回路的油路系统结构图；
图2是本发明所述冷却回路的电机壳体示意图；
图3为本发明所述的转子内部冷却油路示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
图1中，电机的主油路包括：油冷器1、电机2、变速箱3、banjo接头4、电机2与变速箱3通过机械结构集成在一起，电机的冷却直接借助于变速箱油。主油路加注满变速箱油后，油的冷却方向为：首先，从油冷器1出来的冷却油，经过banjo接头4分成两路油路，一部分油路直接进到电机冷却壳体2，对电机定子线圈进行冷却，另外一部分直接进入变速箱3内部，对变速箱润滑后，通过变速箱3与电机2的连接轴进入到电机转子内部，通过电机的转动，甩油对定子线圈进行冷却。进入到电机的油冷却电机后顺着电机定子轮廓进入到电机底部，然后到达变速箱油底壳，热油通过管路到达油冷器1，油冷器1对油进行散热处理后，继续进行循环。
主回路中的banjo接头4主要作用在于给冷却回路分流。此回路的Banjo接头具有3个孔，每个孔都经过特殊的标定而决定的孔径大小，孔径的大小决定了油的流量以及油压。一个孔是主油路进油孔，通过banjo接头后，一部分经过第二个孔进入到电机壳体，另外一部分通过第三个孔进入到变速箱。
电机壳体、电机壳体油孔、电机定子、定子线圈与定子壳体卸油口构成了电机壳体的冷却方案图。如图2所示，电机壳体5为环形通道，环形通道5作为密封电机油道，电机壳体5上的两个环形端面轴向均匀分布着许多油孔6，油孔6的孔径大小以及油孔的多少根据电机的发热量计算而来。油孔6可以做成圆孔或者安装喷洒头，此时，务必注意，油的压力不能对定子线圈端部造成损坏。因为，定子线圈为烤漆工艺，烤漆极薄，若长期油在固定位置较大压力滴入，务必对定子线圈的绝缘造成影响。为了有效防止油压对定子线圈的影响，也可以对电机定子进行塑封，一般塑封材料为1-2mm，就算长期滴入，也不会影响电机绝缘。冷却油通过油孔均匀喷洒到定子线圈外表面，冷却定子的同时沿着定子线圈轮廓流动至混动变速箱底部，进入油底壳，然后开始新一轮的冷却油循环。
图3为转子内部冷却油路，从Banjo接头4分出来的油路进入到变速箱，经过变速箱内部的各个部件后，通过变速箱与电机的连接轴进入到电机转子支撑11，此连接轴为中空轴，同时在连接转子支撑部分开出油孔。油孔的直径根据电机冷却所需的带走的热量计算而来。转子支撑11的直径要大于转子10的直径，在增大的两个圆形端面开出若干个喷洒孔，当然，这些油孔也是根据计算油的流量而来。随着转子的转动，油便会随着油压和转子速度，喷洒到电子定子内表面。然后油会重力作用留到变速箱油底壳，开始新一轮的冷却油循环。
以上实施例显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，而不是以任何方式限制本发明的范围，在不脱离本发明范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。
Claims (4)
1.一种油冷电机冷却回路，由油冷器、集成在一起的电机和变速箱组成循环油路，其特征在于，从油冷器出来的冷却油分为两路：一路进入电机壳体对电机定子线圈进行冷却，另一路进入变速箱内部对变速箱润滑后进入电机转子内部，甩油对定子线圈进行冷却, 冷却油对变速箱润滑后进入电机转子内部甩油对定子线圈进行冷却是指：变速箱和电机的机械连接轴内部为油冷通道，润滑变速箱后的冷却油通过油冷通道进入电机转子内部，在转子转动的时候，从转子支撑的前后表面的油孔甩出对电机的定子端部进行冷却。
2.如权利要求1所述的一种油冷电机冷却回路，其特征在于：从油冷器出来的冷却油通过banjo接头分为两路油路。
3.如权利要求1所述的一种油冷电机冷却回路，其特征在于，冷却油进入电机壳体对电机定子线圈进行冷却的方式为：电机壳体上设置有密封电机油道，密封电机油道在电机壳体的两个环形端面上设置有多个油孔，冷却油通过电机油道时，顺着油孔对定子端部进行直接喷洒冷却。
4.如权利要求1所述的一种油冷电机冷却回路，其特征在于，进入到电机的油冷却电机后顺着电机定子轮廓进入到电机底部，然后到达变速箱油底壳，通过管路到达油冷器，经油冷器散热处理后继续循环。
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