CN113489241A - 冷却机壳和电机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种冷却机壳和电机。该冷却机壳包括电机筒体(1)和散热模块(2)，散热模块(2)上设置有冷却流道(3)，电机筒体(1)上设置有模块安装槽(4)，散热模块(2)在电机筒体(1)上的安装数量和位置可调。根据本申请的冷却机壳，能够结合电机的使用环境和工况合理选择散热模块数量和模块的摆放位置，满足高速电机对散热流道的多样性、柔性化等需求。

Description

冷却机壳和电机

技术领域

本申请涉及电机技术领域，具体涉及一种冷却机壳和电机。

背景技术

高速电机具有功率密度大、运行可靠、效率高等优点，因此，它在工业生产及日常生活等众多领域得到了广泛应用。随着高速电机技术的不断发展，高速电机被越来越多的应用于不同环境、不同工况下的电机驱动设备中。同时，电机的散热技术也逐渐的朝着通用化、柔性化、模块化的方向发展，以满足不同场景、不同工况下高速电机的散热需求。

为保障高速电机安全稳定运行，需要针对电机结构的特点开发新型冷却结构。为了简化电机的制造流程，所设计的散热结构还需保证加工简单，方便装配和拆卸更换等需求。同时考虑到现有加工工艺和装配工艺，所设计的结构需要满足方便加工和方便装配等要求。

然而，对于高速电机而言，由于工作环境和运行工况的不同，对液冷流道的散热需求也有所不同，单一的整体式液冷流道无法满足高速电机散热的多样化需求。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种冷却机壳和电机，能够结合电机的使用环境和工况合理选择散热模块数量和模块的摆放位置，满足高速电机对散热流道的多样性、柔性化等需求。

为了解决上述问题，本申请提供一种冷却机壳，包括电机筒体和散热模块，散热模块上设置有冷却流道，电机筒体上设置有模块安装槽，散热模块在电机筒体上的安装数量和位置可调。

优选地，电机筒体上沿轴向设置有至少两个安装位，散热模块能够选择地安装在安装位上。

优选地，电机筒体包括安装框架，安装框架包括端部结构、纵梁和横梁，端部结构为两个，两个端部结构位于电机筒体的两端，纵梁沿电机筒体的轴向延伸，并连接在两个端部结构之间，横梁沿电机筒体的周向延伸，横梁与纵梁交叉连接，横梁沿轴向位于两个端部结构之间。

优选地，纵梁为至少两个，相邻的两个纵梁与横梁和一个端部结构之间形成至少一个安装位。

优选地，至少一个纵梁上设置有台阶结构，台阶结构的台阶面上沿轴向设置有至少两个安装孔，每个安装孔对应一个安装位。

优选地，电机筒体包括内筒壁，散热模块位于内筒壁的外周侧。

优选地，至少一个纵梁上设置有台阶结构时，与该纵梁相邻的纵梁与内筒壁之间形成卡槽，散热模块的第一端外周设置有连接臂，连接臂从散热模块的边缘沿周向向外延伸，散热模块的第二端内周设置有安装插头，连接臂安装在台阶结构上，安装插头插接在卡槽内。

优选地，电机筒体的至少一端设置有进液通道和出液通道，散热模块上设置有进液接口和出液接口，进液接口与进液通道连通，出液接口与出液通道连通。

优选地，进液通道包括径向通道和周向通道，径向通道沿电机筒体的径向延伸，周向通道沿电机筒体的周向向纵梁的两侧延伸，径向通道与周向通道连通，周向通道的第一端与纵梁第一侧的散热模块连通，周向通道的第二端与纵梁第二侧的散热模块连通；和/或，出液通道包括径向通道和周向通道，径向通道沿电机筒体的径向延伸，周向通道沿电机筒体的周向向纵梁的两侧延伸，径向通道与周向通道连通，周向通道的第一端与纵梁第一侧的散热模块连通，周向通道的第二端与纵梁第二侧的散热模块连通。

优选地，散热模块包括主体，主体内置有冷却流道，主体沿轴向方向的第一端设置有第一接口，第二端设置有第二接口，第一接口和第二接口均与冷却流道连通，相邻的主体之间能够通过连接管连接，连接管的一端连接在一个主体的第一接口上，另一端连接在另一个主体的第二接口上。

优选地，连接管为多个，至少两个连接管的长度不同，连接管能够选择地连接在相邻的两个散热模块之间。

优选地，连接管包括螺纹接头和卡接接头，螺纹接头与第一接口螺纹连接，卡接接头与第二接口卡接。

优选地，连接管为橡胶管。

优选地，至少一个散热模块的第一接口或第二接口处设置有密封塞。

优选地，散热模块的截面呈扇形或矩形。

根据本申请的另一方面，提供了一种电机，包括冷却机壳，该冷却机壳为上述的冷却机壳。

本申请提供的冷却机壳，包括电机筒体和散热模块，散热模块上设置有冷却流道，电机筒体上设置有模块安装槽，散热模块在电机筒体上的安装数量和位置可调。该冷却机壳的散热模块安装在电机筒体上，整个散热系统由单个或多个散热模块组成，且散热模块的数量和位置可以根据高速电机的发热功率、使用环境和功率器件的位置自由选择，并且可以根据电机的实际运行情况做适当调整，每个散热模块均可以利用散热流道起到有效散热，因此能够结合电机的使用环境和工况合理选择散热模块数量和模块的摆放位置，满足高速电机对散热流道的多样性、柔性化等需求。

附图说明

图1为本申请一个实施例的冷却机壳的立体结构图；

图2为本申请一个实施例的冷却机壳的立体结构图；

图3为本申请一个实施例的冷却机壳的安装框架结构示意图；

图4为图3的A-A向剖视结构示意图；

图5为本申请一个实施例的冷却机壳的安装框架结构示意图；

图6为图5的B-B向剖视结构示意图；

图7为本申请一个实施例的冷却机壳的安装框架立体结构图；

图8为本申请一个实施例的冷却机壳的散热模块的结构示意图；

图9为图8的B-B向剖视结构示意图；

图10为图8的A-A向剖视结构示意图；

图11为本申请一个实施例的冷却机壳的散热模块的立体结构示意图；

图12为本申请一个实施例的冷却机壳的散热模块的立体结构示意图；

图13为本申请一个实施例的冷却机壳的安装框架的进液通道结构图；

图14为本申请一个实施例的冷却机壳的连接管结构示意图；

图15为图14的A-A向剖视结构示意图。

附图标记表示为：

1、电机筒体；2、散热模块；3、冷却流道；4、模块安装槽；5、端部结构；6、纵梁；7、横梁；8、台阶结构；9、安装孔；10、内筒壁；11、卡槽；12、连接臂；13、安装插头；14、进液通道；15、出液通道；16、第一接口；17、第二接口；18、连接管；19、螺纹接头；20、卡接接头；21、密封塞。

具体实施方式

结合参见图1至图15所示，根据本申请的实施例，冷却机壳包括电机筒体1和散热模块2，散热模块2上设置有冷却流道3，电机筒体1上设置有模块安装槽4，散热模块2在电机筒体1上的安装数量和位置可调。

该冷却机壳的散热模块2安装在电机筒体1上，整个散热系统由单个或多个散热模块2组成，且散热模块2的数量和位置可以根据高速电机的发热功率、使用环境和功率器件的位置自由选择，并且可以根据电机的实际运行情况做适当调整，每个散热模块2均可以利用散热流道起到有效散热，因此能够结合电机的使用环境和工况合理选择散热模块数量和模块的摆放位置，满足高速电机对散热流道的多样性、柔性化等需求。

在一个实施例中，电机筒体1上沿轴向设置有至少两个安装位，散热模块2能够选择地安装在安装位上。在本实施例中，电机筒体1的各个安装位上可以均设置散热模块2，也可以仅有部分设置散热模块2，具体的设置情况可以根据电机的实际散热情况进行选择。散热模块2之间可以直接连接，也可以通过连接结构连通，实现各个散热模块2之间的串联或者并联。

连接结构可以有多种长度，散热模块2之间间隔设置时，根据相邻的散热模块2之间的距离，可以选择合适长度的连接结构，将间隔设置的两个散热模块2连通，因此，能够保证不管散热模块2之间怎么布置，均能够形成相互连通的冷却结构，方便实现冷却液的循环流动。

在一个实施例中，电机筒体1包括安装框架，安装框架包括端部结构5、纵梁6和横梁7，端部结构5为两个，两个端部结构5位于电机筒体1的两端，纵梁6沿电机筒体1的轴向延伸，并连接在两个端部结构5之间，横梁7沿电机筒体1的周向延伸，横梁7与纵梁6交叉连接，横梁7沿轴向位于两个端部结构5之间。

在本实施例中，通过对电机筒体1采用框架式结构，能够在形成电机筒体1的基本框架的同时，利用框架结构所形成的空间来形成安装位，用于安装散热模块2。框架式结构整体结构简单，可利用空间大，便于进行布局，因此更加方便进行散热模块2的安装排布，也能够更加方便选择合适的位置进行散热模块2的位置调节，使得散热模块2的设置位置能够起到最大化的冷却效果。

本实施例中，安装框架两端的端部结构5为电机筒体1的两端的端部结构，一方面用于进行轴承等的安装固定，另一方面可以方便设置冷却通道，实现与散热模块2的对接。端部结构5之间通过纵梁6进行连接，横梁7与纵梁6交叉设置，从而使得横梁7、纵梁6与端部结构5之间能够形成多个分隔区域，每个分隔区域均可以形成多个安装位来安装散热模块2。纵梁6与横梁7交叉设置的结构，不仅能够方便进行安装位划分，而且也可以增强电机筒体1的整体结构强度，还可以方便设置散热模块2的安装结构。

在一个实施例中，纵梁6为至少两个，相邻的两个纵梁6与横梁7和一个端部结构5之间形成至少一个安装位。本实施例中的散热模块2沿着电机筒体1的轴向排布，因此，在轴向上形成间隔的横梁7会对散热模块2的连接形成干涉，为了避免此种干涉，在横梁7上可以设置沿轴向方向贯穿的通孔或者凹槽，从而方便连接散热模块2的连接结构能够从横梁7无障碍通过，实现横梁7两侧的散热模块2的连接。

当安装框架包括两个纵梁6、一个横梁7和两个端部结构5时，两个纵梁6、一个横梁7和两个端部结构5连接在一起，能够形成四个分隔区域，每个分隔区域均可以设置多个安装位，用于安装散热模块2。

在一个实施例中，至少一个纵梁6上设置有台阶结构8，台阶结构8的台阶面上沿轴向设置有至少两个安装孔9，每个安装孔9对应一个安装位。散热模块2的一端可以搭接在台阶结构8上，散热模块2的搭接结构上可以设置连接孔，连接孔与安装孔9对齐后，通过螺栓等固定连接在纵梁6上，实现散热模块2的安装固定。

在其他的实施例中，在同一个台阶结构8上，也可以一个安装位对应多个安装孔9。

在其他的实施例中，也可以使得两个纵梁上均设置台阶结构8，将散热模块2的两端均通过搭接结构搭接在台阶结构8上，之后可以通过压板将散热模块2压紧固定在台阶结构8上，此种结构由于不用设置安装孔9，因此散热模块2在电机筒体1上的安装位置调节更加灵活，位置控制更加精确。压板的两端可以固定连接在端部结构5上，从而能够形成最大长度的压紧固定。

为了避免压板长度过长，中间发生变形导致压紧失效，提高压板的压紧固定能力，在一个实施例中，压板的一端可以固定在端部结构上，另一端可以固定在横梁7上，从而缩短压板的长度，提高压板的刚度。

在本实施例中，安装位是沿轴向设置的，在其他的实施例中，安装位也可以沿周向设置，此时，散热模块2的排布方向也相应发生改变。此种情况下，可以在横梁7上设置台阶，实现散热模块2的安装固定。

在一个实施例中，电机筒体1包括内筒壁10，散热模块2位于内筒壁10的外周侧。在本实施例中，散热模块2贴合在内筒壁10上，方便将内筒壁10上的热量传输走，能够有效提高冷却效率。内筒壁10可以设置为完整的薄壁结构，能够与内部的其它部件形成有效接触，更加方便进行热量的传输，传热效率更高，同时也可以通过内筒壁10对电机筒体1内部的零部件形成有效保护。

在一个实施例中，至少一个纵梁6上设置有台阶结构8时，与该纵梁6相邻的纵梁6与内筒壁10之间形成卡槽11，散热模块2的第一端外周设置有连接臂12，连接臂12从散热模块2的边缘沿周向向外延伸，散热模块2的第二端内周设置有安装插头13，连接臂12安装在台阶结构8上，安装插头13插接在卡槽11内。

在本实施例中，连接臂12上设置有连接孔，在进行散热模块2的安装固定时，可以先将散热模块2一端的安装插头13插接在卡槽11内，实现对散热模块2的一端的固定，然后将散热模块2的另一端的连接臂12搭接在台阶结构8上，使得连接臂12上的连接孔与台阶结构8上的安装孔9对齐，然后通过螺栓拧紧固定。在本实施例中，安装孔9为螺纹孔。散热模块2的一端卡接固定，另一端螺栓固定，能够使得散热模块2的安装结构简单，固定稳定可靠，不仅方便装拆，而且保证连接结构有效，避免发生相对位移。

在一个实施例中，电机筒体1的至少一端设置有进液通道14和出液通道15，散热模块2上设置有进液接口和出液接口，进液接口与进液通道14连通，出液接口与出液通道15连通。

进液通道14包括径向通道和周向通道，径向通道沿电机筒体1的径向延伸，周向通道沿电机筒体1的周向向纵梁6的两侧延伸，径向通道与周向通道连通，周向通道的第一端与纵梁6第一侧的散热模块2连通，周向通道的第二端与纵梁6第二侧的散热模块2连通。

出液通道15包括径向通道和周向通道，径向通道沿电机筒体1的径向延伸，周向通道沿电机筒体1的周向向纵梁6的两侧延伸，径向通道与周向通道连通，周向通道的第一端与纵梁6第一侧的散热模块2连通，周向通道的第二端与纵梁6第二侧的散热模块2连通。

在本实施例中，径向通道从轴向通道沿径向向外连通，外界的冷却液可以与径向通道连通，通过径向通道向进液通道14进行供液，冷却液进入到进液通道14之后，可以从进液通道14的周向通道向周向两侧流动，在周向通道的末端设置有贯穿端部结构5的端面的轴向通道，轴向通道与散热模块2连通，冷却液从轴向通道进入到散热模块2内，然后从散热模块2的出液口流出，进入到出液通道15的轴向通道内，然后经出液通道15的周向通道和径向通道流出冷却机壳，形成冷却循环。

在一个实施例中，散热模块2包括主体，主体内置有冷却流道3，主体沿轴向方向的第一端设置有第一接口16，第二端设置有第二接口17，第一接口16和第二接口17均与冷却流道3连通，相邻的主体之间能够通过连接管18连接，连接管18的一端连接在一个主体的第一接口16上，另一端连接在另一个主体的第二接口17上。至少一个散热模块2的第一接口16或第二接口17处设置有密封塞21，密封塞21的设置位置由散热模块2与进液通道14和出液通道15的连接关系决定。

在本实施例中，每个散热模块2的轴向方向的第一端设置有两个第一接口16，两个第一接口16分别位于散热模块2的周向方向的两端，根据散热模块2与端部结构5上的进液通道14的连接位置的不同，其中一个第一接口16可以作为供液的进液口，另一个第一接口16作为回液的出液口，同样地，与作为供液的进液口的第一接口16对应设置的第二接口17作为供液的出液口，与作为回液的出液口的第一接口16对应设置的第二接口17作为回液的进液口，从而方便实现散热模块2之间的连接以及流道的连通。

当两个相邻的散热模块2连接时，此时相邻的散热模块2之间，对应设置的第一接口16和第二接口17通过连接管18连接，在具有横梁7的位置，连接管18穿过横梁7上的通孔或者避让槽，与横梁7另一侧的散热模块2实现连接，最接近进液通道14的散热模块2的两个第一接口16通过连接管18与进液通道14的两个轴向通道连通，距离进液通道14最远的散热模块2的两个第二接口17通过密封塞21进行密封，从而对末端的接口进行封闭，在防止漏液的同时，保证冷却液可以有效回流。

在一个实施例中，连接管18为多个，至少两个连接管18的长度不同，连接管18能够选择地连接在相邻的两个散热模块2之间。由于连接管18的长度不同，因此使得散热模块2的可选位置和排布方式更加多样化，能够更好地满足电机的散热需求。

在一个实施例中，连接管18包括螺纹接头19和卡接接头20，螺纹接头19与第一接口16螺纹连接，卡接接头20与第二接口17卡接。在本实施例中，由于连接管18具有螺纹接头19，因此与连接管18的螺纹接头19连接的接口也相应设置有内螺纹，可以利用螺纹连接提高连接强度和密封性。连接管18的另一端与第二接口17卡接，连接结构更加简单，而且装拆更加方便。为了保证卡接的密封效果，卡接接头20具有锥形头和位于锥形头末端的止挡台阶，卡接接头20可以采用弹性材料，利用锥形头进行导向，利用止挡台阶的变形使得卡接接头20顺利进入到第二接口17或者是进液通道14以及出液通道15的轴向通道内，降低装入难度，在第二接口17、进液通道14以及出液通道15内均设置有止挡台阶，在装入到位后，卡接接头20恢复变形，卡接接头20上的止挡台阶止挡在相应接口的止挡台阶上，防止卡接接头20脱出，同时能够利用卡接接头20的弹性形变形成密封，防止冷却液泄漏。

在一个实施例中，连接管18为橡胶管。

在一个实施例中，连接管18也可以采用混合式结构，螺纹接头19采用刚性材料，卡接接头20采用弹性材料。

在一个实施例中，散热模块2的截面呈扇形或矩形，具体由模块安装槽4的形状而定。

根据本申请的实施例，电机包括冷却机壳，该冷却机壳为上述的冷却机壳。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (16)

1.一种冷却机壳，其特征在于，包括电机筒体(1)和散热模块(2)，所述散热模块(2)上设置有冷却流道(3)，所述电机筒体(1)上设置有模块安装槽(4)，所述散热模块(2)在所述电机筒体(1)上的安装数量和位置可调。

2.根据权利要求1所述的冷却机壳，其特征在于，所述电机筒体(1)上沿轴向设置有至少两个安装位，所述散热模块(2)能够选择地安装在所述安装位上。

3.根据权利要求2所述的冷却机壳，其特征在于，所述电机筒体(1)包括安装框架，所述安装框架包括端部结构(5)、纵梁(6)和横梁(7)，所述端部结构(5)为两个，两个所述端部结构(5)位于所述电机筒体(1)的两端，所述纵梁(6)沿所述电机筒体(1)的轴向延伸，并连接在两个所述端部结构(5)之间，所述横梁(7)沿所述电机筒体(1)的周向延伸，所述横梁(7)与所述纵梁(6)交叉连接，所述横梁(7)沿轴向位于两个所述端部结构(5)之间。

4.根据权利要求3所述的冷却机壳，其特征在于，所述纵梁(6)为至少两个，相邻的两个所述纵梁(6)与所述横梁(7)和一个所述端部结构(5)之间形成至少一个所述安装位。

5.根据权利要求4所述的冷却机壳，其特征在于，至少一个所述纵梁(6)上设置有台阶结构(8)，所述台阶结构(8)的台阶面上沿轴向设置有至少两个安装孔(9)，每个安装孔(9)对应一个所述安装位。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的冷却机壳，其特征在于，所述电机筒体(1)包括内筒壁(10)，所述散热模块(2)位于所述内筒壁(10)的外周侧。

7.根据权利要求6所述的冷却机壳，其特征在于，至少一个所述纵梁(6)上设置有台阶结构(8)时，与该纵梁(6)相邻的所述纵梁(6)与所述内筒壁(10)之间形成卡槽(11)，所述散热模块(2)的第一端外周设置有连接臂(12)，所述连接臂(12)从所述散热模块(2)的边缘沿周向向外延伸，所述散热模块(2)的第二端内周设置有安装插头(13)，所述连接臂(12)安装在所述台阶结构(8)上，所述安装插头(13)插接在所述卡槽(11)内。

8.根据权利要求3至5中任一项所述的冷却机壳，其特征在于，所述电机筒体(1)的至少一端设置有进液通道(14)和出液通道(15)，所述散热模块(2)上设置有进液接口和出液接口，所述进液接口与所述进液通道(14)连通，所述出液接口与所述出液通道(15)连通。

9.根据权利要求8所述的冷却机壳，其特征在于，所述进液通道(14)包括径向通道和周向通道，所述径向通道沿所述电机筒体(1)的径向延伸，所述周向通道沿所述电机筒体(1)的周向向所述纵梁(6)的两侧延伸，所述径向通道与所述周向通道连通，所述周向通道的第一端与所述纵梁(6)第一侧的所述散热模块(2)连通，所述周向通道的第二端与所述纵梁(6)第二侧的所述散热模块(2)连通；和/或，所述出液通道(15)包括径向通道和周向通道，所述径向通道沿所述电机筒体(1)的径向延伸，所述周向通道沿所述电机筒体(1)的周向向所述纵梁(6)的两侧延伸，所述径向通道与所述周向通道连通，所述周向通道的第一端与所述纵梁(6)第一侧的所述散热模块(2)连通，所述周向通道的第二端与所述纵梁(6)第二侧的所述散热模块(2)连通。

10.根据权利要求3至5中任一项所述的冷却机壳，其特征在于，所述散热模块(2)包括主体，所述主体内置有所述冷却流道(3)，所述主体沿轴向方向的第一端设置有第一接口(16)，第二端设置有第二接口(17)，所述第一接口(16)和所述第二接口(17)均与所述冷却流道(3)连通，相邻的所述主体之间能够通过连接管(18)连接，所述连接管(18)的一端连接在一个所述主体的第一接口(16)上，另一端连接在另一个所述主体的第二接口(17)上。

11.根据权利要求10所述的冷却机壳，其特征在于，所述连接管(18)为多个，至少两个所述连接管(18)的长度不同，所述连接管(18)能够选择地连接在相邻的两个所述散热模块(2)之间。

12.根据权利要求10所述的冷却机壳，其特征在于，所述连接管(18)包括螺纹接头(19)和卡接接头(20)，所述螺纹接头(19)与所述第一接口(16)螺纹连接，所述卡接接头(20)与所述第二接口(17)卡接。

13.根据权利要求12所述的冷却机壳，其特征在于，所述连接管(18)为橡胶管。

14.根据权利要求10所述的冷却机壳，其特征在于，至少一个所述散热模块(2)的所述第一接口(16)或所述第二接口(17)处设置有密封塞(21)。

15.根据权利要求1至5中任一项所述的冷却机壳，其特征在于，所述散热模块(2)的截面呈扇形或矩形。

16.一种电机，包括冷却机壳，其特征在于，所述冷却机壳为权利要求1至15中任一项所述的冷却机壳。

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