CN112436654A - 具有冷却功能的电机壳体和电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有冷却功能的电机壳体和电机。壳体内用于容纳电机的定子铁芯(30)和定子绕组(40)，所述电机壳体包括均呈筒状的外壳(10)和内壳(20)，所述外壳(10)套设在所述内壳(20)的外周，所述外壳(10)和所述内壳(20)之间形成用于使冷却剂通过的第一流道(C1)，所述外壳(10)的周壁形成有至少一个向所述第一流道(C1)开放的入液口(11)，所述内壳(20)的周壁形成有多个向所述第一流道(C1)开放的出液口(21)，在所述内壳(20)的轴向(A)上，所述出液口(21)所在的区域与所述定子铁芯(30)和所述定子绕组(40)所在的区域均有重合。根据本发明的电机壳体结构简单、且能为电机定子提供合理的冷却剂输送流道。

Description

具有冷却功能的电机壳体和电机

技术领域

本发明涉及电机领域，且特别地涉及一种具有冷却功能的电机壳体和电机。

背景技术

电机，包括电动机和发动机，例如纯电动车辆或油电混动车辆的电轴(eAxle)驱动系统中的电机，在工作过程中容易产生较大的热量。

为了给电机散热，一种可能的方法是使冷却剂，例如机油，流过电机的发热部件。

例如对于电机的定子组件，其包括定子铁芯和缠绕于定子铁芯的、且凸出于定子铁芯的轴向两端的定子绕组，一种可能的散热方法是在定子组件的端部的外周设置带冷却剂槽道的引导盘，冷却剂能从槽道内流出并流至位于定子铁芯的轴向两侧的定子绕组；另一种可能的散热方法是在定子组件的外周设置供冷却剂流通的管道，冷却剂能从管道的开口中流出并流至位于定子铁芯的轴向两侧的定子绕组和定子铁芯的端部的外表面。

然而，上述冷却结构对定子组件的冷却区域有限，且需要设置例如引导盘或管道来提供冷却剂的流通路径，系统结构复杂、成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种具有冷却功能的电机壳体和电机。

根据本发明的第一方面，提供一种具有冷却功能的电机壳体，所述壳体内用于容纳电机的定子铁芯和定子绕组，其中，所述电机壳体包括均呈筒状的外壳和内壳，所述外壳套设在所述内壳的外周，所述外壳和所述内壳之间形成用于使冷却剂通过的第一流道，

所述外壳的周壁形成有至少一个向所述第一流道开放的入液口，

所述内壳的周壁形成有多个向所述第一流道开放的出液口，在所述内壳的轴向上，所述出液口所在的区域与所述定子铁芯和所述定子绕组所在的区域均有重合。

在至少一个实施方式中，在所述轴向上，所述出液口至少有三个，三个所述出液口分别位于凸出于所述定子铁芯的两个端部的定子绕组所在的区域和所述定子铁芯所在的区域。

在至少一个实施方式中，所述出液口分布在所述内壳的周向上的多个区域。

在至少一个实施方式中，所述第一流道由所述内壳的外周壁部分地向径向内侧凹进而形成。

在至少一个实施方式中，所述第一流道曲折盘旋地包覆所述内壳的外周壁。

在至少一个实施方式中，所述外壳和所述内壳之间设有密封装置，所述密封装置用于阻止所述冷却剂从除所述出液口以外的其它孔隙流出所述第一流道。

根据本发明的第二方面，提供一种电机，其包括电机壳体、以及容纳于所述电机壳体内的定子铁芯和定子绕组，所述定子绕组在所述定子铁芯的两个轴向端部凸出所述定子铁芯，其中，所述电机壳体为根据本发明的具有冷却功能的电机壳体。

在至少一个实施方式中，所述定子铁芯与所述内壳过盈配合地嵌设于所述内壳，所述定子铁芯与所述内壳之间形成第二流道，所述第二流道与所述出液口相通。

在至少一个实施方式中，所述第二流道向所述定子铁芯的两个轴向端部开放，使得所述冷却剂能经由所述第二流道流至所述定子绕组。

在至少一个实施方式中，所述第二流道由所述定子铁芯的外周壁部分地向径向内侧凹进而形成。

根据本发明的电机壳体结构简单、且能为电机定子提供合理的冷却剂输送流道。

根据本发明的电机冷却效果好。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的电机的部分结构的示意图。

图2是图1中的电机去掉外壳后的示意图。

图3是根据本发明的一个实施方式的电机的定子组件的示意图。

图4是图1的半剖的示意图。

图5是图1的沿轴向观察的示意图。

附图标记说明：

10外壳；11外壳入液口；10a凹槽；

20内壳；21内壳出液口；

C1第一流道；C2第二流道；

30定子铁芯；40定子绕组；

A轴向；R径向。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

参照图1至图5介绍根据本发明的具有冷却功能的电机壳体和电机。除非特别说明，参照图1和图4，A表示电机的轴向，该轴向A与电机的外壳10的轴向一致；R表示电机的径向，该径向R与电机的外壳10的径向一致。

参照图1和图4，根据本发明的电机包括壳体和固定于壳体的内周侧的定子组件。

壳体包括互相嵌套的均呈筒形的外壳10和内壳20。外壳10与内壳20过盈配合地套设于内壳20的外周。

优选地，参照图4，内壳20的一个轴向端部的外周壁部分地向径向外侧凸出而形成内壳法兰部20f，内壳20的主体嵌设在外壳10的内周，内壳法兰部20f抵靠在外壳10的轴向端面。优选地，外壳10的与内壳法兰部20f相配合的端部部分地向径向外侧凹进而形成环形的凹槽10a，内壳法兰部20f至少部分地容纳于凹槽10a。

定子组件包括定子铁芯30和缠绕于定子铁芯30的定子绕组40。定子绕组40在轴向A上的两端均超出定子铁芯30。定子组件的内周侧用于容纳转子(图未示)。

参照图2和图4，外壳10和内壳20之间形成有用于使冷却剂(例如机油)流通的第一流道C1。

在本实施方式中，第一流道C1的外周侧的外壳10的内周壁为光滑的圆柱面，第一流道C1是由内壳20的外周壁部分地向径向内侧凹进而形成的。

应当理解，在其它可能的实施方式中，外壳10的内周壁也可以部分地向径向外侧凹进而至少形成第一流道C1的一部分。

在本实施方式中，第一流道C1呈圆柱螺旋状地环绕内壳20。且在轴向A上，第一流道C1完全覆盖定子铁芯30所在的区域，并且第一流道C1在轴向两端均超出定子铁芯30而延伸到轴向两端的定子绕组40所在的区域。

应当理解，在其它可能的实施方式中，为覆盖上述定子铁芯30及其两端的定子绕组40所在的区域，第一流道C1还可以具有其它曲折的走向。例如，第一流道C1所构成的路径形成为首尾相连的多个U形，U形的直段部分沿轴向A延伸，U形的转折部分位于内壳20的两个端部。又例如，第一流道C1所构成的路径形成为多个平行的沿内壳20的周向延伸的C形区段以及连接相邻C形区段的弯折段。本发明对第一流道C1的具体走向不作限制，其例如还可以具有其它蜿蜒的蛇形走向，或者包括多个并联的区段。

第一流道C1的入口位于外壳10、出口位于内壳20。

参照图1，外壳10的周壁上具有至少一个开口，即入液口11。入液口11与第一流道C1相通。优选地，入液口11只有一个，且该入液口11位于第一流道C1在轴向A上的一个端部。

参照图2和图5，内壳20的周壁上具有多个开口，即出液口21。出液口21与第一流道C1相通。优选地，出液口21有三排，各排出液口21在轴向A上错开，因此也说在轴向A上至少有三个出液口21。优选地，每排出液口21包括多个(本实施方式中为8个)在周向上分布的出液口21。

优选地，轴向A上的三个出液口21分别位于定子铁芯30所在的区域和在定子铁芯30轴向两端的定子绕组40所在的区域，因此，从这三个出液口21流出的冷却剂能分布流至定子铁芯30和两端的定子绕组40以给定子组件降温。

应当理解，虽然在图1所示的实施方式中，在轴向A上间隔开的三排出液口21在内壳20的周向上对齐，但这并不是必须的，即在轴向A上位于不同位置的出液口21也可以在周向上错开。

应当理解，在其它可能的实施方式中，轴向A上也可以具有多于三个的出液口21。

参照图3和图4，定子铁芯30和内壳20之间还形成有第二流道C2，第二流道C2与部分出液口21(例如本实施方式中位于轴向中部的一排出液口21)相通。第二流道C2还在轴向A上贯通定子铁芯30并向定子铁芯30的两个轴向端部开放，从而从出液口21流出的冷却剂能流入第二流道C2以给定子铁芯30散热，并且，冷却剂能从第二流道C2两端的出口流出第二流道C2、进而流至定子铁芯30两端的定子绕组40以继续给定子绕组40散热。冷却剂在第二流道C2内的流动方向如图3中空心箭头所示。

优选地，第二流道C2的外周侧的内壳20的内周壁为光滑的圆柱面，第二流道C2是由定子铁芯30的外周壁部分地向径向内侧凹进而形成的。在本实施方式中，第二流道C2在周向上有多个，每个第二流道C2与处于轴向中部的一个出液口21相通，每个第二流道C2沿轴向A延伸。

应当理解，在其它可能的实施方式中，内壳20的内周壁也可以部分地向径向外侧凹进而至少形成第二流道C2的一部分。

应当理解，第二流道C2也可以是弯曲的、或是彼此交叠的。

优选地，外壳10和内壳20之间设有密封装置，例如在内壳20的轴向A上的两个端部各设有一个密封圈，以阻止冷却剂从除出液口21以外的其它孔隙处漏出第一流道C1。

接下来，介绍冷却剂的整个流通路径。冷却剂从位于外壳10的入液口11流入第一流道C1，在顺着第一流道C1的走向以曲折盘旋的形式大致遍历内壳20的外周的过程中，将从位于内壳20的出液口21流出。其中，从位于轴向中部的出液口21流出的冷却剂流入第二流道C2，这部分冷却剂顺着第二流道C2流动以给定子铁芯30降温，之后冷却剂从位于定子铁芯30的轴向两端的第二流道C2的出口流出、并流至位于定子铁芯30的两端的定子绕组40，以给定子绕组40降温；另外，从位于轴向两端的出液口21流出的冷却剂直接流至位于定子铁芯30的两端的定子绕组40，以给定子绕组40降温。

本发明至少具有以下优点中的一个优点：

(i)根据本发明的电机壳体具有冷却功能，其所提供的冷却剂流通路径依托形成于壳体的孔和槽道，可以不需要设置额外的管路，壳体结构简单，零部件数量少，制造方便。

(ii)电机壳体所提供的冷却剂流通路径能同时用于向定子铁芯30和位于定子铁芯30轴向两端的定子绕组40输送冷却剂，从而降低定子铁芯30和定子绕组40的温度。由于电机的温升得到有效控制，电机的绝缘系统不容易在极限工作温度以外工作，电机的工作性能好，动力供给充足稳定。

(iii)由于电机的冷却效果好，电机的有效工作部分(包括定子铁芯30和定子绕组40)的轴向尺寸可以缩小，从而电机具有小巧地、适于在例如车辆内布置的尺寸，且成本得到降低。

当然，本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员在本发明的教导下可以对本发明的上述实施方式做出各种变型，而不脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种具有冷却功能的电机壳体，所述壳体内用于容纳电机的定子铁芯(30)和定子绕组(40)，其特征在于，所述电机壳体包括均呈筒状的外壳(10)和内壳(20)，所述外壳(10)套设在所述内壳(20)的外周，所述外壳(10)和所述内壳(20)之间形成用于使冷却剂通过的第一流道(C1)，

所述外壳(10)的周壁形成有至少一个向所述第一流道(C1)开放的入液口(11)，

所述内壳(20)的周壁形成有多个向所述第一流道(C1)开放的出液口(21)，在所述内壳(20)的轴向(A)上，所述出液口(21)所在的区域与所述定子铁芯(30)和所述定子绕组(40)所在的区域均有重合。

2.根据权利要求1所述的具有冷却功能的电机壳体，其特征在于，在所述轴向(A)上，所述出液口(21)至少有三个，三个所述出液口(21)分别位于凸出于所述定子铁芯(30)的两个端部的定子绕组(40)所在的区域和所述定子铁芯(30)所在的区域。

3.根据权利要求1所述的具有冷却功能的电机壳体，其特征在于，所述出液口(21)分布在所述内壳(20)的周向上的多个区域。

4.根据权利要求1所述的具有冷却功能的电机壳体，其特征在于，所述第一流道(C1)由所述内壳(20)的外周壁部分地向径向内侧凹进而形成。

5.根据权利要求1所述的具有冷却功能的电机壳体，其特征在于，所述第一流道(C1)曲折盘旋地包覆所述内壳(20)的外周壁。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的具有冷却功能的电机壳体，其特征在于，所述外壳(10)和所述内壳(20)之间设有密封装置，所述密封装置用于阻止所述冷却剂从除所述出液口(21)以外的其它孔隙流出所述第一流道(C1)。

7.一种电机，其包括电机壳体、以及容纳于所述电机壳体内的定子铁芯(30)和定子绕组(40)，所述定子绕组(40)在所述定子铁芯(30)的两个轴向端部凸出所述定子铁芯(30)，其特征在于，所述电机壳体为根据权利要求1至6中任一项所述的具有冷却功能的电机壳体。

8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述定子铁芯(30)与所述内壳(20)过盈配合地嵌设于所述内壳(20)，所述定子铁芯(30)与所述内壳(20)之间形成第二流道(C2)，所述第二流道(C2)与所述出液口(21)相通。

9.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，所述第二流道(C2)向所述定子铁芯(30)的两个轴向端部开放，使得所述冷却剂能经由所述第二流道(C2)流至所述定子绕组(40)。

10.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，所述第二流道(C2)由所述定子铁芯(30)的外周壁部分地向径向内侧凹进而形成。

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