CN110380545B - 一种转子、一种电机及一种电动车 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种转子、一种电机及一种电动车,用以在实现对转子有效散热的前提下,降低电机的动能损耗。转子包括转子铁芯和转子轴,其中:转子铁芯呈筒形且具有第一端和第二端;转子铁芯的至少其中一端固定有固定板,固定板开设有通孔以及第一流道,第一流道为阻尼流道,且第一流道的进口与通孔连通,出口开设于固定板的周侧表面;转子轴固定装配于转子铁芯内,且转子轴的至少一端自固定板的通孔延伸到转子铁芯的外侧,转子轴内具有沿轴向设置的第二流道、以及至少在对应其中一个通孔的位置具有沿径向设置的第三流道,第二流道的进口开设于转子轴的其中一端,第二流道的出口与第三流道的进口连通,第三流道的出口与第一流道的进口连通。
Description
技术领域
本申请涉及机械设备技术领域,尤其涉及到一种转子、一种电机及一种电动车。
背景技术
现有技术中,电机多采用水冷散热技术进行散热,然而,水冷散热的功率密度较低,并且由于冷却水无绝缘性,因此无法与电机各组件直接接触,这样就导致冷却通路的链路热阻较大,散热效果不佳;同时,由于水冷散热技术对电机各组件的结构精度要求比较高,致使电机的制造成本和时间成本也都相对增加。为了克服上述问题,目前一些电机开始采用油冷散热来取代水冷散热。对于现有的采用油冷散热技术的电机,电机的转子端部设置有用于对其散热的冷却通路,冷却油会随着转子的转动而在该冷却通路内流动,最后在转子转动时的离心作用下由冷却通路内喷出,实现散热的目的。然而,由于电机在低速运转时,转子的铁耗较低,发热量有限,因此并不需要对转子进行散热,此时,转子在转动时若仍然带动冷却油流动并致其喷出,就会损失电机的部分动能。
发明内容
本申请提供了一种转子、一种电机及一种电动车,用以在实现对转子有效散热的前提下,降低电机的动能损耗。
第一方面,本申请提供了一种转子,该转子包括转子铁芯和转子轴,其中,转子铁芯为筒形结构,沿其轴向方向,转子铁芯包括位置相对的第一端和第二端,至少其中一端固定有固定板,该固定板可用于固定转子铁芯的硅钢片,同时还可用来校正转子在转动时的动平衡,以使转子能够安全可靠地运行;转子轴固定装配于转子铁芯内,且转子轴的至少一端通过对应的固定板上所开设的通孔延伸到转子铁芯的外侧。为了实现对转子的散热,转子内还设置有冷却通路,在布置冷却通路时,固定板上开设有第一流道,该第一流道的进口与上述通孔连通,出口则开设于固定板的周侧表面;转子轴内开设有第二流道,该第二流道沿转子轴的轴向设置,同时,转子轴至少在对应其中一个通孔的位置还开设有第三流道,该第三流道沿转子轴的径向设置,第二流道的进口开设于所述转子轴的其中一端,第二流道的出口与第三流道的进口连通,第三流道的出口则与上述第一流道的进口连通,这样,第二流道、第三流道和第一流道依次连通就形成了转子的冷却通路,在第一流道内,冷却油受转子转动时的离心力作用,具有由第一流道的进口向其出口流动的趋势,当冷却油流动至第一流道的出口并喷出时,就可带走转子铁芯的端部的热量,实现对转子铁芯的端部散热的目的。具体设置时,可将第一流道设计为阻尼流道,这样,在转子低速运转时,由于发热量较小无需主动散热,利用第一流道的阻尼特性可以阻止冷却油在离心力作用下的流动趋势,以减小电机的动能损失;而在转子高速运转时,冷却油受到的离心力相对较大,因此可以克服第一流道的流阻而在第一流道内流动并由其出口喷出,对转子铁芯的端部进行散热。
本申请实施例提供的转子,通过将第一流道设计为阻尼流道,既可以降低转子低速运转时的动能损耗,又可以保证对高速运转的转子进行有效散热,从而可以进一步提高转子的最高转速以及延长高转速时峰值功率的持续时间。
具体设置时,可以将第一流道设计为多种结构形式,只要能够使其实现阻流作用即可。
例如,在一个具体的实施方案中,可以将第一流道设计为细长孔,利用细长孔的阻尼作用来增加冷却油流动时的流阻。
再例如,在另一个具体的实施方案中,可以将第一流道设计为弯折状的流道,利用弯折状流道产生的阻尼作用来增加冷却油流动时的流阻。
当然,还可以将第一流道设计为弯折状的细长孔,以进一步提升第一流道的阻尼效果。
为了进一步提高转子铁芯的结构稳定性,以及提高对转子铁芯的端部的散热效果,在本申请实施例中,可在转子铁芯的第一端和第二端分别固定上述固定板。
本申请实施例还可通过在转子铁芯的内壁设置第四流道,实现对转子铁芯与转子轴贴合的内壁散热的目的。具体设置时,第四流道沿转子铁芯的轴向设置,并且自转子铁芯的第一端延伸至其第二端,第四流道的进口与固定于第一端的固定板的第一流道连通,第四流道的出口与固定于第二端的固定板的第一流道连通。这样,冷却油进入第一流道后,由于压力差的作用会有一部分进入第四流道,并由第四流道的进口向其出口处流道,从而对转子铁芯与转子轴贴合的内壁进行散热。
其中,第四流道的数量可以为多条,以提高对转子铁芯的内壁的散热效果,并且当多条第四流道均匀分布于转子铁芯的内壁时,还可提高对转子铁芯的内壁的散热均匀性。
当然,本申请实施例也可通过在转子铁芯的内壁与外壁之间设置第五流道,实现对转子铁芯的内部散热的目的。具体设置时,第五流道沿转子铁芯的轴向设置,并且自转子铁芯的第一端延伸至其第二端,第五流道的进口与固定于第一端的固定板的第一流道连通,第五流道的出口与固定于第二端的固定板的第一流道连通。这样,冷却油进入第一流道后,由于压力差的作用会有一部分进入第五流道,并由第五流道的进口向其出口流动,从而对转子铁芯的内部进行散热。
其中,第五流道的数量可以为多条,以提高对转子铁芯的内部的散热效果,并且当多条第无流道均匀分布于转子铁芯内时,还可提高对转子铁芯内部的散热均匀性。
冷却油进入第四流道或第五流道内之后,为了能够顺利由第四流道或第五流道的出口流入固定于第二端的固定板的第一流道内,在设计时,可以使固定于第一端的固定板的第一流道的阻流大于固定于第二端的固定板的第一流道的流阻。
具体设置时,在一个具体的实施方案中,可以使固定于第一端的固定板的第一流道具有第一长径比,使固定于第二端的固定板的第一流道具有第二长径比,当第一长径比大于第二长径比时,即可使固定于第一端的固定板的第一流道的阻流大于固定于第二端的固定板的第一流道的流阻。
在另一个具体的实施方案中,还可以使固定于第一端的固定板的第一流道具有m个弯折段,使固定于第二端的固定板的第一流道具有n个弯折段,当m>n时,即可使固定于第一端的固定板的第一流道的阻流大于固定于第二端的固定板的第一流道的流阻。
为了进一步促使冷却油能够在第四流道或第五流道内流动,转子轴只在对应固定于第一端的固定板的位置设置有第三流道,在对应固定于第二端的固定板的位置则不开设第三流道,以降低冷却油在第四流道或第五流道内反向流动的可能,提高散热效果。
在设置第一流道时,第一流道可以为开设于固定板的一侧端面的槽形流道,可以理解的,该侧端面为固定板与转子铁芯的第一端或第二端相贴合的端面,当固定板固定并压紧于转子铁芯的第一端或第二端时,该槽形流道即可由转子铁芯的第一端或第二端所密封。
当然,第一流道也可以为开设于固定板的内部的孔形流道。当第一流道开设于固定板的内部时,为了便于加工,可以将固定板设计为由第一子板和第二子板叠置形成的叠层结构,然后在每个子板朝向另一个子板的一侧端面分别开设凹槽,将两个子板叠置后使两个子板的凹槽位置相对即可形成第一流道。
第一流道的数量可以设计为多条,并且多条第一流道可均匀分布于固定板上,以提高对转子铁芯的端部的散热效果及散热均匀性。
当固定板为叠层结构时,在将第四流道与两侧固定板的第一流道连通时,可在每个固定板靠近转子铁芯的一侧的子板上开设开槽,使开槽的两端分别与第一流道和第四流道连通。
同理,在将第五流道与两侧固定板的第一流道连通时,可在每个固定板靠近转子铁芯的一侧的子板上开设开孔,使开孔的两端分别与第一流道和第五流道连通。
在一个具体的实施方案中,固定板的直径不大于转子铁芯的直径,以便于后续的电机整机组装。
第二方面,本申请还提供了一种电机,所述电机包括定子以及上述第一方面中任意可能的实施方案中的转子,其中,定子包括定子铁芯和定子线圈,具体设置时,定子铁芯呈筒形,且定子铁芯的内壁具有多个沿轴向设置的齿部,定子线圈卷绕这些齿部设置,并且定子线圈具有凸出于定子铁芯的两端的线圈端部;转子转动装配于定子铁芯内,转子的两个固定板分别凸出于定子铁芯的两端,使得第一流道开设于固定板的周侧表面的出口朝向线圈端部设置,这样,转子高速运转时,冷却油可以由第一流道的出口朝向线圈端部喷出,对线圈端部进行散热。
在一个具体的实施方案中,电机还可包括用于容纳上述定子和转子的壳体,并且定子铁芯可过盈装配于壳体内,以使定子和转子在壳体内能够保持固定。
第三方面,本申请还提供了一种电动车,所述电动车包括上述第二方面任一实施方案中的电机,同时还包括传动装置和驱动车轮,其中,电机与传动装置传动连接,以将驱动力输出至传动装置,传动装置又与驱动车轮传动连接,从而可将驱动力进一步传递至驱动车轮,驱动电动车行驶。在该方案中,由于电机的动能损耗可以降低,因此该电动车的动力性能得以提高。
附图说明
图1为现有技术中转子的结构示意图;
图2为本申请一实施例提供的转子的局部结构示意图;
图3为本申请一实施例提供的转子的剖视图;
图4为本申请一实施例提供的固定板的结构示意图;
图5为本申请一实施例提供的固定板的剖视图;
图6为本申请另一实施例提供的转子的剖视图;
图7为本申请另一实施例提供的转子的轴侧剖视图;
图8为本申请又一实施例提供的转子的剖视图;
图9为本申请又一实施例提供的转子的局部结构示意图;
图10为本申请一实施例提供的转子的剖视图;
图11为本申请实施例提供的电机的剖视图;
图12为本申请实施例提供的电机的局部结构示意图;
图13为本申请实施例提供的电动车的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
针对采用水冷散热技术所产生的散热效果不佳以及对结构精度要求高等问题,目前一些电机逐渐采用油冷散热来取代水冷散热。如图1所示的一种采用油冷散热技术的电机,其结构包括转子铁芯01以及固定装配于转子铁芯01内的转子轴02,此外,转子铁芯01的两端还分别设置有固定板03,固定板03上开设有能够使转子轴穿过的过孔。在布置冷却通路时,转子轴02的一侧端面开设有沿轴向设置的盲孔04,同时转子轴02内沿径向开设有由盲孔04通向其周侧表面的通孔05;转子铁芯01的内壁开设有与通孔05连通的第一凹槽06,第一凹槽06沿转子铁芯01的轴向设置并通向两端的固定板03;固定板03内开设有沿其径向设置的第二凹槽07,第二凹槽07的一端与第一凹槽06连通,另一端通向固定板03的周侧表面。这样,冷却油由盲孔04的孔口通向盲孔04内后,经过通孔05流向第一凹槽06内,从而对转子铁芯01的内壁进行散热,之后,再由第一凹槽06流入第二凹槽07,并在转子转动时受到离心力的作用,由第二凹槽07靠近第一凹槽06的一端流向靠近固定板03的周侧表面的一端,对转子铁芯01的端部进行散热,最后由固定板03的周侧表面喷出。这种油冷散热技术的缺陷在于,只要电机处于运转状态,冷却油就会一直在由上述盲孔04、通孔05、第一凹槽06以及第二凹槽07形成的冷却通路内流动,并由固定板03的周侧表面喷出,然而,由于电机在低速运转时,转子的铁耗较低,发热量较小,这时并不需要对转子铁芯01的端部进行散热,这样转子继续带动冷却油流动并致其喷出就会损失电机的部分动能。基于此,本申请实施例提供了一种转子,采用该转子的电机,在可以实现对转子有效散热的前提下,降低其动能损耗。
首先参考图2和图3所示,本申请实施例提供的转子100包括转子铁芯10和转子轴20,其中,转子铁芯10呈筒形,且沿其轴向方向,转子铁芯10包括位置相对的第一端11和第二端12,转子轴20固定装配于转子铁芯10的筒形腔内,且转子轴20的两端分别由上述第一端11和第二端12延伸到转子铁芯10的外侧。具体设置时,转子轴20具体可通过压装的方式过盈装配于转子铁芯10内,以保证两者之间的装配可靠性。
转子铁芯10是由硅钢片冲制叠压而成,为了提高其结构稳定性,转子铁芯10的至少一端还设置有用于固定硅钢片的固定板30。此外,利用该固定板30还可校正转子在转动时的动平衡,使转子的运转更加安全平稳。具体设置时,固定板30的直径可不大于转子铁芯10的直径,例如可以将固定板30的直径设计为稍小于转子铁芯10的直径,或者设计为与转子铁芯10的直径相等,以便于后续的电机整机组装。请一并参考图3所示,固定板30上开设有通孔31,使转子轴20的至少一端可通过对应的通孔31延伸到转子铁芯10的外侧。当然,为了进一步提高转子铁芯10的结构稳定性,以及提高对转子铁芯10的端部的散热效果,在本申请实施例中,可在转子铁芯10的第一端11和第二端12分别固定上述固定板30。
在本申请实施例中,转子100内还设置有用于散热的冷却通路,在具体布置冷却通路时,请结合图4和图5所示,固定板30开设有第一流道32,该第一流道的进口321与固定板30的通孔31连通,第一流道的出口322开设于固定板30的周侧表面,并且在设置时,第一流道32可以开设于固定板30与转子铁芯的端部相贴合的一侧端面,此时,第一流道32实际上为槽形流道,当固定板30固定并压紧于转子铁芯的第一端或第二端时,该槽形流道即可由转子铁芯的第一端或第二端所密封。当然,第一流道32也可以开设于固定板30内部,即开设于固定板30的两个端面之间,此时,第一流道32则为孔形流道,需要说明的是,当第一流道32为孔形流道时,为了便于加工,可将固定板30设计为由第一子板33和第二子板34叠置形成的叠层结构,然后在第一子板33朝向第二子板34的一侧端面、以及第二子板34朝向第一子板33的一侧端面分别开设凹槽323,将第一子板33和第二子板34叠置后使两个凹槽323位置相对即可形成第一流道32;请结合图2和图3所示,转子轴20内开设有第二流道21,该第二流道21沿转子轴20的轴向设置,第二流道21的进口开设于转子轴20的其中一端;同时,转子轴20内至少在对应其中一个通孔31的位置还开设有第三流道22,该第三流道22沿转子轴20的径向设置,用于将第二流道21与第一流道32连通。这样,第二流道21、第三流道22和第一流道32依次连通就形成了转子100的冷却通路。
利用上述冷却通路对转子100进行散热时,参考图2和图3所示,冷却油由第二流道21的进口流入第二流道21内,然后流经第三流道22进入第一流道32,在第一流道32内,受转子100转动时的离心力作用,冷却油具有由第一流道的进口321向其出口322流动的趋势,当冷却油由第一流道的进口321流至第一流道的出口322并由出口喷出时,通过与转子铁芯10的端部直接或间接接触就可带走转子铁芯10的端部的热量,从而实现对转子铁芯10的端部散热的目的。
由于电机在低速运转时,转子100的铁耗较低,发热量较小,此时可无需对转子铁芯10的端部进行主动散热,因此在本申请实施例中,可以将第一流道32设计为阻尼流道,在转子低速运转时,冷却油所受到的离心力相对较小,利用第一流道32的阻尼特性可以阻止冷却油在离心力作用下的流动趋势,避免冷却油在第一流道32内流动并喷出,从而可以减小电机的动能损失;而在转子100高速运转时,由于冷却油受到的离心力相对较大,因此可以克服第一流道32的流阻而在第一流道32内流动并由其出口喷出,从而对转子铁芯的端部进行散热。也就是说,通过将第一流道32设计为阻尼流道,既可以降低转子100低速运转时的动能损耗,又可以保证对高速运转的转子100进行有效散热,从而可以进一步提高电机的最高转速以及延长高转速时峰值功率的持续时间。需要说明的是,此处转子100的高速或低速运转都是相对而言,实际应用中,可以根据转子100运转时的发热情况设定一临界转速,在低于该临界转速时,转子100的发热量相对较小,从而可以不针对转子铁芯10的端部进行散热,而在高于该临界转速时,转子100的发热量就相对较大,则需要针对转子铁芯10的端部进行散热,这样,就可以根据转子100在临界转速运转时冷却油所受到的离心力来设计第一流道32的流阻。
具体设置时,在本申请的一个实施例中,可以将第一流道设计为细长孔,利用细长孔的阻尼作用来增加冷却油流动时的流阻,应当说明的是,细长孔的长径比具体可以根据冷却油在转子低速运转时所受到的离心力来进行设计,本申请对其具体数值不做限制,只要使细长孔所产生的流阻在转子低速运转状态下能够阻止冷却油在第一流道内流动,同时在转子高速运转状态下能够被冷却油所受到的离心力所克服即可。
在本申请的另一实施例中,还可将第一流道设计为弯折状的流道,利用弯折状流道产生的阻尼作用来增加冷却油流动时的流阻,类似地,弯折状流道的弯折段数也可以根据冷却油在转子低速运转时所受到的离心力来进行设计,本申请对此不做限制。
当然,在本申请的其它实施例中,参考图5所示,还可以将第一流道32设计为弯折状的细长孔,以进一步保证第一流道32在转子低速运转时的阻尼作用。
在前述各实施例中,第一流道32的数量具体可以为两条或者多条,并且在设置时,两条或以上的第一流道32均匀分布于固定板30,这样,一方面可以提高对转子铁芯的端部的散热效果及散热均匀性,另一方面,还可以使固定板30的重心位置能够始终保持在其中心附近,有利于转子的平稳运转。其中,每条第一流道32对应其进口321可以设有一个出口322,也可以设有多个出口322,例如图5所示,每条第一流道32在固定板30的周侧表面设有两个出口322,这样可以进一步增加第一流道32的覆盖面积,提高对转子铁芯的端部的散热效果。
需要说明的是,当第一流道32的数量为多个时,相应地,参考图2所示,用于连通第一流道32与第二流道21的第三流道22的数量也为多个,这时,第三流道22也可以沿转子轴20的中心轴线均匀分布于转子轴20上,以保证转子100运转时的稳定性。
请参考图6和图7所示,转子铁芯10的内壁具有第四流道13,该第四流道13沿转子铁芯10的轴向设置,并且自转子铁芯10的第一端11延伸至第二端12,第四流道13的进口与固定于第一端11的固定板30的第一流道32连通,第四流道13的出口与固定于第二端12的固定板30的第一流道32连通。需要说明的是,当固定板30为叠层结构时,在将第四流道13与两侧固定板30的第一流道32连通时,可在每个固定板30靠近转子铁芯10的一侧的子板上开设开槽35,使开槽35的两端分别与第一流道32和第四流道13连通。在该实施例中,冷却油由第二流道21的进口流入第二流道21内,然后流经第三流道22进入固定板30的第一流道32,进一步,在转子100转动时,由于存在压力差,部分冷却油又会由第一流道32流入压力较小的第四流道13内,并由第四流道13的进口向其出口流动,从而对转子铁芯10与转子轴20贴合的内壁进行散热。同时,为了提高散热效果,转子铁芯10的内壁可以设置有多条第四流道13,例如在图7所示的实施例中,第四流道13的数量为四条,且四条第一流道均匀分布于转子铁芯10的内壁。
为了使第四流道13内的冷却油能够由其出口流入固定于第二端12的固定板30的第一流道32内,在设计时,可以使对应第一端11的第一流道32的流阻大于对应第二端12的第一流道32的流阻,当然,考虑到第四流道13内也存在一定的流阻,为了保证冷却效果,对应第一端11的第一流道32的流阻实际上可以稍大于对应第二端12的第一流道32的流阻与第四流道13的流阻之和。
具体设置时,在本申请的一个具体实施例中,可通过使两个固定板30的第一流道32采用不同的长径比来控制其流阻。例如,固定于第一端11的固定板30的第一流道32具有第一长径比,固定于第二端12的固定板30的第一流道32具有第二长径比,当第一长径比大于第二长径比时,即可使固定于第一端11的固定板30的第一流道32的流阻大于另一个固定板30的第一流道32的流阻,其中,第一长径比和第二长径比可以根据实际应用具体设置,本申请对此不做限定。
在本申请的另一具体实施例中,还可以通过使两个固定板30的第一流道32采用不同的折弯段数来控制其流阻。例如,固定于第一端11的固定板30的第一流道32具有m个折弯段,固定于第二端12的固定板30的第一流道32具有n个折弯段,当m>n时,即可使固定于第一端11的固定板30的第一流道32的流阻大于另一个固定板30的第一流道32的流阻,其中,m和n均为正整数,具体数值可以根据实际应用具体设置。
可以理解的,为了进一步促使冷却油在第四流道13内流动,在本申请实施例中,转子轴20内只在对应固定于第一端11的固定板30的位置具有第三流道22,在对应固定于第二端12的固定板30的位置则不开设第三流道22,此时冷却油的流动路径为:冷却油由第二流道21的进口流入第二流道21内,然后流经第三流道22进入固定于第一端11的固定板30的第一流道32,进入第一流道32的冷却油一部分随转子100的转动由第一流道的进口向其出口处流动,对转子铁芯10的第一端11进行散热,另一部分则流入第四流道13内,并由第四流道13的进口向其出口处流动,对转子铁芯10与转子轴20贴合的内壁进行散热,然后由第四流道13的出口流入固定于第二端12的固定板30的第一流道32内,并随转子100的转动由第一流道21的进口向其出口处流动,对转子铁芯10的第二端12进行散热。
请参考图8和图9所示,转子铁芯10的内壁与外壁之间还具有第五流道14,该第五流道14同样沿转子铁芯10的轴向设置,并且自转子铁芯10的第一端11延伸至第二端12,第五流道14的进口与固定于第一端11的固定板30的第一流道32连通,第五流道14的出口与固定于第二端12的固定板30的第一流道32连通。类似地,当固定板30为叠层结构时,在将第五流道14与两侧固定板30的第一流道32连通时,可在每个固定板30靠近转子铁芯10的一侧的子板上开设开孔36,使开孔36的两端分别与第一流道32和第五流道14连通。在该实施例中,冷却油由第二流道21的进口流入第二流道21内,然后流经第三流道22进入固定板30的第一流道32,进一步,在转子100转动时,由于存在压力差,部分冷却油又会由第一流道32流入压力较小的第五流道14,并由第五流道14的进口向其出口流动,从而对转子铁芯10的内部进行散热。同时,为了提高散热效果,转子铁芯10的内可以设置有多条第五流道14,具体设置时,多条第五流道14可均匀分布于转子铁芯内,以提高对转子铁芯内部的散热均匀性。
当然,在上述实施例中,为了使第五流道14内的冷却油能够由其出口流入固定于第二端12的固定板30的第一流道32内,在设计时,同样可以使对应第一端11的第一流道32的流阻大于对应第二端12的第一流道32的流阻,考虑到第五流道14内也存在一定的流阻,为了保证冷却效果,对应第一端11的第一流道32的流阻实际上可以稍大于对应第二端12的第一流道32的流阻与第五流道14的流阻之和。具体设置时,可参照前述,对两个固定板30的第一流道32采用不同的长径比或者折弯段数来控制其流阻,此处不再进行赘述。
并且,为了进一步促使冷却油在第五流道14内流动,在本申请实施例中,同样可使转子轴20内只在对应固定于第一端11的固定板30的位置具有第三流道22,在对应固定于第二端12的固定板30的位置则不开设第三流道22,此时冷却油的流动路径为:冷却油由第二流道21的进口流入第二流道21内,然后流经第三流道22进入固定于第一端11的固定板30的第一流道32,进入第一流道32的冷却油一部分随转子100的转动由第一流道32的进口向其出口处流动,对转子铁芯10的第一端11进行散热,另一部分则流入第五流道14内,并由第五流道14的进口向其出口处流动,对转子铁芯10的内部进行散热,然后由第五流道14的出口流入固定于第二端12的固定板30的第一流道32内,并随转子100的转动由第一流道32的进口向其出口处流动,对转子铁芯10的第二端12进行散热。
综上,本申请实施例提供的转子,通过将第一流道设计为阻尼流道,既可以降低转子低速运转时的动能损耗,又可以保证对高速运转的转子进行有效散热,从而可以进一步提高最高转速以及延长高转速时峰值功率的持续时间。
本申请实施例还提供了一种电机1,该电机具体可应用于电动车中,作为电动车的动力系统为其行驶提供驱动力。参考图11和图12所示,电机1包括定子200以及前述任一实施例提供的转子100,具体设置时,定子200包括定子铁芯40和定子线圈50,其中,定子铁芯40呈筒形,定子铁芯40的内壁具有多个沿其轴向设置的齿部,定子线圈50卷绕这些齿部设置,并且定子线圈50具有凸出于定子铁芯40的两端的线圈端部51;转子100转动装配于定子铁芯40内,请一并参考图10所示,固定于转子铁芯10两端的两个固定板30分别超出定子铁芯40的两端,第一流道32开设于固定板30的周侧表面的出口就可以朝向线圈端部51设置,这样,在转子100高速运转时,冷却油由第一流道32的出口喷出后就直接喷射向线圈端部51,对线圈端部51进行散热。并且当固定板30的直径与转子铁芯10的直径相仿或相等时,可以使得第一流道32的出口与线圈端51部更加靠近,因此可以精确地对线圈端部51喷油,提升对线圈端部51的冷却效果。
请继续参考图12所示,电机1还包括用于容纳上述定子200和转子100的壳体300,其中,定子铁芯过盈装配于壳体300内,以使两者之间能够保持固定。在本申请实施例中,电机还可包括循环泵和储油箱,同时壳体上可开设与储油箱连通的回油口,循环泵的进油口与储油箱连通,循环泵的出油口与转子轴的第二流道的进口连通,冷却油进入转子的冷却通路内对转子的相应部件散热后,由第一流道的出口喷出继续对定子的线圈端部散热,之后在壳体内聚集并由回油口流向储油箱,实现循环利用。
参考图13所示,本申请实施例还提供了一种电动车,该电动车包括前述实施例中的电机1,同时还包括传动装置2和驱动车轮3,其中,电机1与传动装置2传动连接,传动装置2又与驱动车轮3传动连接,使得电机1所输出的驱动力可以通过传动装置2传递给驱动车轮3,驱动电动车行驶。本申请实施例中,由于电机1的散热效果较好,动能损耗也得以降低,因此电动车的动力性能可以有效提升。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种转子,其特征在于,包括转子铁芯和转子轴,其中:
所述转子铁芯呈筒形且沿轴向方向具有第一端和第二端,所述转子铁芯的至少其中一端固定有固定板,所述固定板开设有通孔以及第一流道,所述通孔沿所述转子铁芯的轴向设置,所述第一流道为阻尼流道,且所述第一流道的进口与所述通孔连通,所述第一流道的出口开设于所述固定板的周侧表面;
所述转子轴固定装配于所述转子铁芯内,且所述转子轴的至少一端自所述固定板的通孔延伸到所述转子铁芯的外侧,所述转子轴内具有沿轴向设置的第二流道、以及至少在对应其中一个所述通孔的位置具有沿径向设置的第三流道,所述第二流道的进口开设于所述转子轴的其中一端,第二流道的出口与所述第三流道的进口连通,所述第三流道的出口与所述第一流道的进口连通;
所述第一端和所述第二端分别固定有所述固定板,所述转子铁芯的内壁具有第四流道,所述第四流道沿所述转子铁芯的轴向设置并自所述第一端延伸至所述第二端,所述第四流道的进口与固定于所述第一端的所述固定板的所述第一流道连通,所述第四流道的出口与固定于所述第二端的所述固定板的所述第一流道连通。
2.如权利要求1所述的转子,其特征在于,所述第一流道为细长孔。
3.如权利要求1所述的转子,其特征在于,所述第一流道呈弯折状。
4.如权利要求1所述的转子,其特征在于,所述第一端和所述第二端分别固定有所述固定板,所述转子铁芯的内壁与外壁之间具有第五流道,所述第五流道沿所述转子铁芯的轴向设置并自所述第一端延伸至所述第二端,所述第五流道的进口与固定于所述第一端的所述固定板的所述第一流道的进口连通,所述第五流道的出口与固定于所述第二端的所述固定板的所述第一流道连通。
5.如权利要求4所述的转子,其特征在于,固定于所述第一端的所述固定板的所述第一流道具有第一长径比,固定于所述第二端的所述固定板的所述第一流道具有第二长径比,所述第一长径比大于所述第二长径比。
6.如权利要求4所述的转子,其特征在于,固定于所述第一端的所述固定板的所述第一流道具有m个弯折段,固定于所述第二端的所述固定板的所述第一流道具有n个弯折段,其中,m和n均为正整数且满足m>n。
7.如权利要求4所述的转子,其特征在于,所述转子轴内对应固定于所述第一端的所述固定板的位置具有所述第三流道。
8.如权利要求1所述的转子,其特征在于,针对每个所述固定板,所述第一流道的数量至少为两条,至少两条所述第一流道均匀分布于所述固定板。
9.如权利要求1~4任一项所述的转子,其特征在于,所述固定板的直径不大于所述转子铁芯的直径。
10.一种电机,其特征在于,包括定子以及如权利要求1~9任一项所述的转子,其中:
所述定子包括定子铁芯和定子线圈,所述定子铁芯呈筒形且所述定子铁芯的内壁具有多个沿轴向设置的齿部,所述定子线圈卷绕所述齿部设置,所述定子线圈具有凸出于所述定子铁芯的两端的线圈端部;
所述转子铁芯转动装配于所述定子铁芯内,两个所述固定板分别凸出于所述定子铁芯的两端,所述第一流道的出口朝向所述线圈端部设置。
11.如权利要求10所述的电机,其特征在于,还包括壳体,所述定子铁芯固定装配于所述壳体内。
12.一种电动车,其特征在于,包括权利要求10或11所述的电机,以及传动装置和驱动车轮,所述电机与所述传动装置及所述驱动车轮依次传动连接,所述传动装置用于将所述电机输出的驱动力传递至所述驱动车轮,所述驱动车轮用于驱动所述电动车行驶。
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