CN207939353U - 一种电机和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电机和车辆，电机包括机壳、定子铁芯、绕组、转子铁芯、热交换器和循环油路，定子铁芯套设于机壳的内部，绕组套设于定子铁芯内部，绕组两端的周向外壁暴露于定子铁芯的两端外，机壳包括机壳顶部的进油油路、位于机壳顶部与进油油路相连且沿机壳的轴向分布的冷却油路，机壳顶部的两端周向内壁上设置有连通冷却油路的、位于绕组暴露于定子铁芯的两端的周向外壁上方的喷油孔，与定子铁芯接触的绕组部分可以通过定子铁芯进行冷却，绕组两端可以通过冷却油直接进行冷却，避免了绕组端部无法得到有效冷却的问题，使得绕组可以得到有效的冷却并且能够保持绕组各部分温度的均匀，使得电机可以得到有效的散热，有利于电机的输出。

Description

一种电机和车辆

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别是涉及一种电机和车辆。

背景技术

随着汽车工业技术的发展和环境保护的需求，绿色能源汽车备受关注，尤其是以电力作为动力的新能源汽车因无尾气排放成为热点。新能源电动汽车的核心部件是电机，电机在输出高功率和高扭矩密度的同时也产生极大的热量，产生的热量如果不及时散发到电机外部会影响电机的输出。

目前电机的冷却方式主要包括自然冷却、强风冷却、机壳液冷和循环油冷，无论是自然冷却还是强风冷却，因为空气是不良的热导体，电机散热效果较差，此类电机通常做的比较大，以增大电机和空气的接触面来提高电机的散热效果和提高电机的热容量。

机壳液冷是在机壳内部设置水道，绕组的热量先传递给定子铁芯再传递到机壳，然后通过机壳中水道的冷却液把热量带走，其并不能直接对电机的绕组直接冷却且仅能冷却与定子铁芯接近的绕组，而绕组的两端部由于与定子铁芯不接触且离水道较远，使得绕组的两端部温度比绕组其它部位的温度高，因此机壳液冷属于间接冷却，其冷却速度慢且冷却不均匀。

现有的油冷却方式由于油路设计不合理，使得冷却油的流动分布不均会造成电机的局部温度过高，并且冷却油的温度不可控，冷却油的温度过高会降低电机的散热效果，冷却油的温度过低，会增加电机的旋转损耗。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型提出了一种电机和车辆，以解决现有电机的冷却方式不能对电机进行有效冷却的问题。

为了解决上述问题，本实用新型公开了一种电机，包括机壳、定子铁芯、绕组、转子铁芯、热交换器和循环油路，

所述定子铁芯套设于所述机壳的内部，所述机壳的周向内壁与所述定子铁芯的周向外壁接触，所述绕组套设于所述定子铁芯内部，所述定子铁芯的周向内壁与所述绕组的周向外壁接触，所述绕组两端的周向外壁暴露于所述定子铁芯的两端外，所述转子铁芯位于所述绕组内且与所述机壳的两端可转动连接；

所述机壳包括所述机壳顶部的进油油路、位于所述机壳顶部与所述进油油路相连且沿所述机壳的轴向分布的冷却油路，以及，设置于所述机壳底部的机壳油槽，所述机壳油槽与所述热交换器连接，所述机壳顶部未与所述定子铁芯接触的两端周向内壁上设置有连通所述冷却油路的、位于所述绕组暴露于所述定子铁芯的两端的周向外壁上方的喷油孔；

所述循环油路包括驱动油泵，所述驱动油泵一端与所述热交换器连接，另一端与所述进油油路连接。

可选地，所述进油油路从所述机壳的一端面沿所述机壳的轴线方向延伸至所述机壳顶部的中部，且与所述冷却油路连接，所述冷却油路平行于所述机壳端面的截面为一弧形截面，所述喷油孔至少为一个且沿所述弧形截面的圆周设置。

可选地，所述机壳的周向内壁与所述定子铁芯的周向外壁过盈配合。

可选地，所述定子铁芯的下端位于所述机壳油槽中。

可选地，所述绕组的下端位于所述机壳油槽中。

可选地，所述热交换器包括一设置有出油口的热交换器油槽、将所述机壳油槽和所述热交换器油槽隔离的本体、位于所述本体上的进水口和出水口，所述本体设置有连通所述机壳油槽和所述热交换器油槽的若干油孔，以及，设置于所述本体内部且分布于若干所述油孔之间的水道，所述水道的两端分别与所述进水口和所述出水口连接。

可选地，所述水道靠近所述进水口和所述出水口处设置有分流柱。

可选地，所述热交换器与所述机壳一体铸造成型。

可选地，所述机壳的一端部为一铝端盖，所述铝端盖与所述机壳可拆卸连接，所述转子铁芯通过一转轴和轴承与所述铝端盖可转动连接。

本实用新型公开了一种车辆，所述车辆包括本实用新型实施例提供的任一项所述的电机。

本实用新型包括以下优点：

本实用新型实施例中，由于绕组暴露于定子铁芯的两端的周向外壁上方设置有连通冷却油路的喷油孔，冷却油经进油油路进入冷却油路后，可以通过两端的喷油孔喷射在绕组的两端上，冷却油经绕组的两端进入机壳油槽中，经热交换器之后到达出油口，经驱动油泵驱动进入进油油路，本实用新型实施例的电机，与定子铁芯接触的绕组部分可以通过定子铁芯进行冷却，绕组两端可以通过冷却油直接进行冷却，避免了绕组端部无法得到有效冷却的问题，使得绕组可以得到有效的冷却并且能够保持绕组各部分温度的均匀，使得电机可以得到有效的散热，有利于电机的输出。

进一步地，通过设置有水道的热交换器，可以对冷却油的温度进行控制，既可以在电机高负荷状态下，采用冷却水对冷却油进行冷却，又可以在电机低温时对冷却油进行加热，降低冷却油的粘度，进而降低机械损耗。

进一步地，循环油路仅包括一驱动油泵，并且在油路上无需冷却器，可节省油量，降低成本，降低驱动油泵的功率需求。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电机沿轴线剖切的截面结构示意图；

图2为本实用新型实施例的电机平行于机壳端面的截面结构示意图；

图3为本实用新型实施例的热交换器在垂直于油孔轴线的剖面上的截面结构示意图；

图4为本实用新型实施例的电机的机壳的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1示出了本实用新型实施例的一种电机，包括机壳1、定子铁芯10、绕组11、转子铁芯15、热交换器100和循环油路200。

本实用新型实施例中，电机可以是指输出扭矩的电机，因此机壳1、定子铁芯10、绕组11、转子铁芯15的外形大致为圆柱形。

机壳1可以将电机固定在车辆上以及固定电机内部的铁芯、绕组的部件，定子铁芯10可以是电机中固定不动影响磁场分布的部件，绕组11可以是电机中通电后产生磁场的部件，本实用新型实施例中，绕组11可以是定子绕组，即绕组11在电机中是固定不动的，转子铁芯15可以是电机中输出扭矩的部件，转子铁芯15可以包括转子绕组(图未示)，以使得转子绕组通电产生磁场后与绕组11产生的磁场相互作用以驱动转子铁芯15旋转，当然，转子铁芯15中可以包括永磁体，通过永磁体的磁场与绕组11产生的磁场相互作用以驱动转子铁芯15旋转。

具体而言，定子铁芯10套设于机壳1的内部，例如可以是机壳1的周向内壁与定子铁芯10的周向外壁接触配合，绕组11套设于定子铁芯10内部，例如可以是定子铁芯10的周向内壁与绕组11的周向外壁接触配合，绕组11两端的周向外壁暴露于定子铁芯10的两端外，即在机壳1的轴向方向上，定子铁芯10的长度小于绕组11的长度。

转子铁芯15位于绕组11内且与机壳1的两端可转动连接，具体而言，转子铁芯15与转轴14固定并在转轴14的两端套接轴承13后，通过钢套12将轴承13固定在机壳1的两个端面上，优选地，机壳1的其中一端可以为铝材质的铝端盖9，钢套12可以嵌套在铝端盖9上，铝端盖9与机壳1可拆卸式连接。

当对绕组11通电后，该绕组11产生磁场并在定子铁芯10的作用下影响该磁场的分布，转子铁芯15在磁场的作用下旋转从而输出扭矩，而在电流作用下，绕组11产生热量使得电机发热，绕组11是整个电机发热的热源，因此需要对绕组11进行冷却。

如图1所示，在本实用新型实施例中，机壳1包括机壳1的顶部的进油油路2、位于机壳1的顶部与进油油路2相连且沿机壳1的轴向分布的冷却油路7，以及，设置于机壳1底部的机壳油槽16，机壳油槽16与热交换器100连接，机壳1的顶部未与定子铁芯10接触的两端周向内壁上设置有连通冷却油路7的、位于绕组11暴露于定子铁芯10的两端的周向外壁上方的喷油孔8，循环油路200包括驱动油泵4，驱动油泵4一端通过第一管道5与热交换器100连接，另一端通过第二管道3与进油油路2连接。

本实用新型实施例的冷却油的流动方向如图1中箭头所示，冷却油在进入进油油路2后进入冷却油路7，并在机壳1的轴向方向上向冷却油路7的两端流动，然后通过喷油孔8喷射在绕组11的端部上，最后顺着绕组11的两端流向机壳油槽16中，在此过程中，冷却油路7中的冷却油对靠近冷却油路7的机壳1、定子铁芯10和绕组11进行冷却，喷油孔8喷射的冷却油对绕组11的两端部进行冷却。机壳油槽16中的冷却油经过热交换器100时，与热交换器100进行热交换，最后冷却油经循环油路200回到进油油路2中实现循环。

如图2所示为本实用新型实施例的电机平行于机壳端面的截面结构示意图；如图1和图2所示，进油油路2从机壳1的一端面沿机壳1的轴线方向延伸至机壳1顶部的中部，且与冷却油路7连接，冷却油路7平行于机壳1端面的截面为一弧形截面，喷油孔8至少为一个且沿弧形截面的圆周设置，冷却油路7的截面为弧形截面，可以增加对机壳1的冷却面积，进一步可以快速带走与机壳1接触的定子铁芯10的热量，从而可以有效地对绕组11的上半部分进行冷却，而多个喷油孔8则可以对绕组11的两端部进行冷却。

在本实用新型实施例中，机壳1的周向内壁与定子铁芯10的周向外壁过盈配合，过盈配合既可以增加定子铁芯10与机壳1连接的可靠性，又可以提高定子铁芯10与机壳1之间的热传递的效率。

如图2，在本实用新型实施例中，定子铁芯10的下端位于机壳油槽16中，即机壳油槽16中的冷却油可以浸没定子铁芯10的下端，以对定子铁芯10的下端进行冷却，更优选地，绕组11的下端位于机壳油槽16中，即机壳油槽16中的冷却油可以浸没绕组11的下端，以对绕组11的下端进行冷却，以提高对绕组11的冷却效率，使得绕组11可以得到有效的冷却并且能够保持绕组各部分温度的均匀，使得电机可以得到有效的散热，有利于电机的输出和长时间负荷工作。

如图1、图2和图3，热交换器100包括一设置有出油口6的热交换器油槽21、间隔机壳油槽16和热交换器油槽21的本体、位于本体上的进水口18和出水口19，本体设置有连通机壳油槽16和热交换器油槽21的若干油孔20，以及，设置于本体内部且分布于若干油孔之间的水道17，水道17的两端分别与进水口18和出水口19连接。

具体而言，如图4所示，热交换器100与机壳1可以是一体铸造成型的，热交换器100可以包括一本体，该本体朝向机壳1的一面与机壳1的内腔形成机壳油槽16，另一面与出油口6之间形成热交换器油槽21，在本体的上下两面设置有连通机壳油槽16与热交换器油槽21的若干油孔20，机壳油槽16中的冷却油可以通过油孔20流向热交换器油槽21，经驱动油泵4驱动后从第一管道5流向第二管道3进入进油油路2。

如图2和图3所示，在本体内还设置有分布于各个油孔20之间的水道17，水道17中的热交换液体，例如水，可以从进水口18进入到水道17中，对各个油孔20的侧壁进行冲刷，带着油孔20侧壁的热量，然后从出水口19中流出，实现冷却油与水的热交换，并且由于油孔20为多个，增加了热交换的面积，能够快速对机壳油槽16中的冷却油进行降温。

当然，本实用新型实施例中，在电机温度过低时，还可以通过热交换器对冷却油进行加热，对冷却油的温度进行控制，避免冷却油温度过低粘性过高造成机械损耗。

如图3所示，水道17靠近进水口18和出水口19处设置有分流柱201，分流柱201可以是一薄壁，例如分流柱201可以是连接进水口18和出水口19正对的两个油孔20的侧壁的薄壁，通过分流柱201可以避免水流直接从进水口18流向出水口19，使得水流可以对各个油孔20的侧壁进行充分的冲刷从而带着油孔20中冷却油的热量，能够对各个油孔20的油液进行均匀冷却。

本实用新型实施例中，热交换器100和机壳1一体铸造成型，一方面，无需额外的配件和加工工序，结构简单，降低了工艺成本，另一方面，设置了热交换器100之后，循环油路200中无需再设置冷却器，既缩短了循环油路200的管道长度，又可以降低驱动油泵4的功率需求。

本实用新型公开了一种车辆，所述车辆包括本实用新型实施例提供的任一项所述的电机，所述车辆可以是纯电动车辆，还可以是电气混合动力车辆。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本实用新型所提供的一种电机和车辆，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种电机，其特征在于，包括机壳、定子铁芯、绕组、转子铁芯、热交换器和循环油路，

所述定子铁芯套设于所述机壳的内部，所述机壳的周向内壁与所述定子铁芯的周向外壁接触，所述绕组套设于所述定子铁芯内部，所述定子铁芯的周向内壁与所述绕组的周向外壁接触，所述绕组两端的周向外壁暴露于所述定子铁芯的两端外，所述转子铁芯位于所述绕组内且与所述机壳的两端可转动连接；

所述机壳包括所述机壳顶部的进油油路、位于所述机壳顶部与所述进油油路相连且沿所述机壳的轴向分布的冷却油路，以及，设置于所述机壳底部的机壳油槽，所述机壳油槽与所述热交换器连接，所述机壳顶部未与所述定子铁芯接触的两端周向内壁上设置有连通所述冷却油路的、位于所述绕组暴露于所述定子铁芯的两端的周向外壁上方的喷油孔；

所述循环油路包括驱动油泵，所述驱动油泵一端与所述热交换器连接，另一端与所述进油油路连接。

2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述进油油路从所述机壳的一端面沿所述机壳的轴线方向延伸至所述机壳顶部的中部，且与所述冷却油路连接，所述冷却油路平行于所述机壳端面的截面为一弧形截面，所述喷油孔至少为一个且沿所述弧形截面的圆周设置。

3.如权利要求2所述的电机，其特征在于，所述机壳的周向内壁与所述定子铁芯的周向外壁过盈配合。

4.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述定子铁芯的下端位于所述机壳油槽中。

5.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述绕组的下端位于所述机壳油槽中。

6.如权利要求1-5任一项所述的电机，其特征在于，所述热交换器包括一设置有出油口的热交换器油槽、将所述机壳油槽和所述热交换器油槽隔离的本体、位于所述本体上的进水口和出水口，所述本体设置有连通所述机壳油槽和所述热交换器油槽的若干油孔，以及，设置于所述本体内部且分布于若干所述油孔之间的水道，所述水道的两端分别与所述进水口和所述出水口连接。

7.如权利要求6所述的电机，其特征在于，所述水道靠近所述进水口和所述出水口处设置有分流柱。

8.如权利要求6所述的电机，其特征在于，所述热交换器与所述机壳一体铸造成型。

9.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述机壳的一端部为一铝端盖，所述铝端盖与所述机壳可拆卸连接，所述转子铁芯通过一转轴和轴承与所述铝端盖可转动连接。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1-9任一项所述的电机。