CN105896766A - 一种内置式盘式电机的定子液冷结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转子内置式盘式电动机的定子液冷结构，包括定子组件、定子铁芯、驱动端轴承座、非驱动端轴承座、支撑骨架；定子铁芯由硅钢片径向叠压而成，采用定子无轭部设计；定子铁芯的外壁面套有定子绕组并且定子绕组塑封环氧树脂；支撑骨架与非驱动端轴承座之间设置有蛇型冷却水道，并布置有冷却液入口、冷却液出口。本发明将定子组件的定子绕组使用环氧树脂塑封，提高导热系数，并采用蛇型冷却水道st115通冷却液带走热量。采用这种定子的盘式电机具有了更高的耐温升等级,可以承受更大的过载，结构更加紧凑。
Description
技术领域
本发明涉及一种纯电动、混合动力汽车领域的电动机，具体涉及一种内置式盘式电动机的定子液冷结构。
背景技术
在纯电动、混合动力汽车领域应用的电机多为径向磁通的交流永磁同步电动机、直流电机或者交流异步电动机，由于传统径向电机轴向安装尺寸较大，功率密度和效率都偏低，不利于在电动汽车领域空间要求严格、效率要求高的场合应用。
常规的水冷电机，一般采用机座水冷或者少数的端盖水冷等单一冷却形式，而纯电动、混合动力汽车用电机防护等级要求高，底盘安装空间狭小，电机在加速超车、爬坡等工况，产生大量的热量，考虑到机座内空气的导热能力比较差，有时仅仅靠机座水冷或者端盖水冷来换热往往不能及时散出，给电机温升带来极大挑战。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种内置式盘式电机的定子冷却结构。
为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种转子内置式盘式电动机的定子液冷结构，其特征在于，所述定子液冷结构包括定子组件（st100）、定子铁芯（st101）、驱动端轴承座（st113）、非驱动端轴承座（st114）、支撑骨架（st107）；所述定子铁芯（st101）由硅钢片径向叠压而成，采用定子无轭部设计；所述定子铁芯（st101）的外壁面套有定子绕组（st102）并且所述定子绕组（st102）塑封环氧树脂；所述驱动端轴承座（st113）固定在支撑骨架（st107）上，所述非驱动端轴承座（st114）为分半结构，所述支撑骨架（st107）与非驱动端轴承座（st114）之间设置有蛇型冷却水道（st115），该蛇型冷却水道（st115）的一侧端面通过所述驱动端轴承座（st113）轴向定位，另一侧端面通过轴承外盖（st116）轴向定位，并布置有冷却液入口（st119）、冷却液出口（st120）。
根据上述的结构，其特征在于，所述蛇型冷却水道（st115）采用铝合金材质。
根据上述的结构，其特征在于，通过一对背对背设置的角接触球轴承实现所述定子组件（st100）与非驱动端转子组件和驱动端转子组件的相对运动。
根据上述的结构，其特征在于，所述支撑骨架（st107）采用铝合金材质。
本发明的有益效果：
本发明将定子组件st100的定子绕组st102使用环氧树脂塑封，提高导热系数，并采用蛇型冷却水道st115通冷却液带走热量。通过以上措施，采用这种定子的盘式电机具有了更高的耐温升等级,可以承受更大的过载，结构更加紧凑，提高了电机功率密度和扭矩密度；主要作为牵引动力，对空间、可靠性、高功率密度、高效率、低噪声等要求苛刻，适合于纯电动、混合动力汽车等领域作为直驱、匹配差速器或者变速箱的应用。
附图说明
图1为本发明盘式电机的定子组件爆炸结构图。
图2为本发明盘式电机的定子组件剖面结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述。
所述的定子组件st100，如图1，图2所示，包括定子铁芯st101，定子铁芯st101由高磁导率、低损耗、超薄硅钢片径向叠压而成，以降低定子铁芯损耗，在上下槽口位置，各焊接2道焊缝，将每一个单体形成一个整体。定子铁芯st101的每个齿上套有定子绕组st102，定子绕组st102引出三相UVW引出线。
将支撑骨架st107嵌入到定子铁芯st101的相邻2个齿之间，定子绕组st102两侧的端面使用外端环st106与外端环st109，螺钉st104与螺钉st111，内端环st106与内端环st106、螺钉st103与螺钉st110固定到支撑骨架st107，形成一个整体，以限制定子铁芯st101、定子绕组st102的径向、轴向、切向运动。
驱动端轴承座st113通过螺钉st112固定到支撑骨架st107上，非驱动端轴承座st114，为了便于安装拆卸，设计成分半结构，蛇型冷却水道st115放置在支撑骨架st107与非驱动端轴承座st114之间，一侧端面通过驱动端轴承座st113轴向定位，另一侧端面通过轴承外盖st116轴向定位，并布置有冷却液入口st119、冷却液出口st120。
定子绕组st102、定子铁芯st101产生的热量，通过定子绕组st102所塑封的环氧树脂，传导到铝合金材质的支撑骨架st107，然后通过蛇型冷却水道st115中的流动冷却液带走。这种设计，增大主要发热源的接触散热面积，显著改善了定子散热效果。
轴承外盖st116通过螺钉st118固定到支撑骨架st107上。温度传感器检测线从轴承外盖st116的外圈孔中引出，使用橡胶套筒密封。
本发明的工作原理为：定子组件st100中的定子绕组st102外接逆变器输出的三相交流电，产生圆形旋转磁场，磁钢产生的磁场切割定子绕组st102，从而定子绕组st102产生的圆形旋转磁场带动磁钢、磁钢产生的永磁磁场同步旋转，产生电磁转矩。在盘式电机运行过程中产生的热量，主要通过定子组件st100中的循环冷却液带走，由于采用了冷却液冷却+定子绕组st102环氧树脂塑封传导热方案，盘式电机可以承受更大的过载，拥有更大的功率密度和扭矩密度；采用了内置式转子方案，使得盘式电机拥有了更加宽广的弱磁调速能力，可以在更高转速下可靠运行。
尽管本说明书已经图示和描述了具体的实施实例，但本领域技术人员应该理解，在不背离本发明的范围的情况下，各种替换或等同实现都可以替代所示和所描述的这些具体实施实例。本申请旨在覆盖任何改变和本发明所讨论的各种具体实施实例。因此本发明仅由权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种转子内置式盘式电动机的定子液冷结构，其特征在于，所述定子液冷结构包括定子组件（st100）、定子铁芯（st101）、驱动端轴承座（st113）、非驱动端轴承座（st114）、支撑骨架（st107）；所述定子铁芯（st101）由硅钢片径向叠压而成，采用定子无轭部设计；所述定子铁芯（st101）的外壁面套有定子绕组（st102）并且所述定子绕组（st102）塑封环氧树脂；所述驱动端轴承座（st113）固定在支撑骨架（st107）上，所述非驱动端轴承座（st114）为分半结构，所述支撑骨架（st107）与非驱动端轴承座（st114）之间设置有蛇型冷却水道（st115），该蛇型冷却水道（st115）的一侧端面通过所述驱动端轴承座（st113）轴向定位，另一侧端面通过轴承外盖（st116）轴向定位，并布置有冷却液入口（st119）、冷却液出口（st120）。
2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述蛇型冷却水道（st115）采用铝合金材质。
3.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，通过一对背对背设置的角接触球轴承实现所述定子组件（st100）与非驱动端转子组件和驱动端转子组件的相对运动。
4.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述支撑骨架（st107）采用铝合金材质。
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