CN208571804U - 一种电机机壳水道 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机内部液体散热技术领域，公开了一种电机机壳水道，机壳水道本体呈“之”字形，机壳水道本体的侧壁开设有进水口和出水口，机壳水道本体内沿轴向方向设有多条全筋和半筋，全筋和半筋的外表面固定连接有金属层，全筋和半筋沿电机机壳周向交替分布，全筋的两端分别与电机机壳的内壁固定连接，半筋的两端分别与电机机壳的内壁固定连接；全筋将冷却水流分为两部分，全筋的上端与机壳水道本体一侧设有第一间隔，全筋的下端与机壳水道本体另一侧设有第二间隔，半筋的一侧端部与机壳水道本体的侧壁相连；机壳水道本体沿轴向设有多个螺钉避空凸台。本实用新型增加水道结构与冷却液的接触面积，提高散热效果。

Description

一种电机机壳水道

技术领域

本实用新型涉及电机内部液体散热技术领域，具体涉及一种电机机壳水道。

背景技术

常规电机的冷却方式有空冷、风冷、液冷(油冷和水冷)三种形式，其中液冷方式比较常见，尤其是水冷方式，因其散热效率高、封闭无尘、且噪声相对较低，综合性能优越而被广泛应用在新能源汽车行业。电机水道的设计对电机整体散热至关重要，有研究数据表明水道散热占电机整体散热的比例高达至80％以上。目前汽车用电动机冷却方式按照接触方式划分有两类：(1)间接冷却，即用冷却介质间接冷却铜线，如机壳水冷；(2)直接冷却，即用冷却介质直接对铜线进行冷却，如水内冷(铜线内通水)、油冷、风冷。机壳水冷相较于其它冷却方式性价比高，成本低且冷却效果好，对制造工艺没有特殊要求，不用添加特殊的防水系统，使用方便。此外，水冷电动机还具有损耗小、噪声低和振动小的特点。

现有的机壳水冷结构，一般是在机壳内开设有空腔，空腔内形成机壳水道，机壳水道内开设有进水口和出水口，进水口处安装有进水管，进水管的端部伸出空腔位于机壳的外侧，出水口处安装有出水管，出水管的端部伸出空腔位于机壳的外侧，通过向进水口内灌入冷却水，从而对电机的机壳进行冷却。现有的电机内部产热主要是定子和线圈绕组，为此，机壳冷却方式比较常用，但是现在的电机结构和进出水口直径一定，机壳内水道的设计空间比较有限，不能采取在机壳外侧增加额外的冷却装置或结构，为此，提高机壳散热效果是一个亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种电机机壳水道，机壳内水道的设计空间有限的情况下，增加水道结构与冷却液的接触面积，提高散热效果。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种电机机壳水道，包括机壳水道本体，机壳水道本体呈“之”字形，机壳水道本体的侧壁开设有进水口和出水口，进水口和出水口位于机壳水道本体的同一侧，且进水口位于出水口的下方，机壳水道本体内沿轴向方向设有多条全筋和半筋，全筋和半筋的外表面固定连接有金属层，全筋和半筋沿电机机壳周向交替分布，全筋的两端分别与电机机壳的内壁固定连接，半筋的两端分别与电机机壳的内壁固定连接；全筋将冷却水流分为两部分，全筋的上端与机壳水道本体一侧设有第一间隔，全筋的下端与机壳水道本体另一侧设有第二间隔，半筋的一侧端部与机壳水道本体的侧壁相连；机壳水道本体沿轴向设有多个螺钉避空凸台。

本方案的原理：实际应用时，首先将冷却水通过进水口流入机壳水道内，冷却水流在全筋的作用下分成两条冷却水流，两条冷却水流抵达至远离进水口一侧的机壳侧壁，两条冷却水流汇合成一条水流。之后，在半筋的作用下，机壳水道分成两部分，汇合后的冷却水流再次向进水口方向流动，并在全筋的作用下分成两条冷却水流。之后沿着机壳水道以上述的方式一直流至出水口。

有益效果：

1)电机机壳内壁与冷却水之间、外壁与空气之间分别以对流换热形式和辐射换热形式为主。其冷却性能与对流换热系数和换热面积有关，在冷却水流速、进出水口直径以及机壳水道长度一定的条件下，相较于增大对流换热系数，提高换热面积，即提高水道结构与冷却水的接触面积效果和可行性更高。本实用新型的水道结构增加了全筋和半筋，延长了冷却水在机壳水道中的停留时间，使得线圈绕组端部的热量通过全筋和半筋进行充分的热交换，有效提高散热效率。

2)在全筋和半筋的作用下，冷却水流在机壳水道内经历多次分流和汇合，可以减小水阻与死水区域，提高电机水道内水域的流动性，从而加速散热的效率。

3)本实用新型采用双“之”字型水道流体流动方向沿轴线方向，进水口和出水口布置在同侧，对进水口和出水口的位置调整比较方便，灵活性高。

4)本实用新型中的全筋和半筋的外表面有金属层，全筋和半筋具有导热性能，全筋和半筋的两端均与电机机壳连接，这样机壳水道内的热量沿着全筋和半筋传递给电机机壳，增加了冷却水流与电机机壳的接触面积，提高了散热效率。同时，全筋和半筋的两端均与电机机壳连接，可以对机壳水道起到支撑作用，对整个电机机壳的刚度进行加强，并且全筋和半筋为周向设置，加强效果更加均衡。

5)在进水口大小不变、流速一定条件下，受水道的长度限制，现有的水道的调整空间比较小，冷却效果比较差。为此，在机壳水道本体设置有多个螺钉避空凸台，将原有的机壳两端的螺钉避空位处进行挖空，便于螺钉避空凸台的安装，机壳水道在行业内同等长度电机机壳条件下，机壳水道有效长度加长，与电机机壳有效接触面积增加，散热效果也有明显的提升。

优选的，多个半筋的长度相同，全筋分为多个第一全筋组和第二全筋组，第一全筋组包括第一全筋和第二全筋，第一全筋和第二全筋的长度相同，第二全筋组包括第三全筋和第四全筋，第三全筋的长度大于或小于第四全筋的长度。通过设置长短不一的全筋，提高冷却水流的紊乱程度，使之形成紊流，也可以加快冷却水流上下层热交换，在进水口和出水口冷却水流速和流量一定的条件下，能够带走更多热量。

优选的，全筋的端部与机壳水道本体的侧壁的距离比半筋的端部与同侧机壳水道本体的侧壁距离短。这样可以使得水流经过全筋的分流之后，再次进行汇合，通过上述结构设置，增大了水流汇合的空间。

优选的，全筋的宽度小于半筋的宽度，这样全筋在机壳水道本体内占据的空间比较小，利于水流的分流以及流动，全筋的宽度较小，可以在达到支撑的作用下，尽量减少重量。

优选的，机壳水道本体上开设有冷却水排水口，冷却水排水口的直径为10～25mm，增加机壳水道内的冷却水与外界空气的热量交换，提高散热效果。

优选的，全筋的横截面形状为波浪形或矩形。通过将全筋的横截面形状设置为波浪形，可以增加冷却水与全筋的接触面积，提高换热效率；将全筋的横截面形状设置为矩形，加工比较方便。

优选的，全筋的厚度为5～8mm。当全筋的厚度小于5mm时，加工难度比较大，成本比较高；当全筋的厚度大于8mm时，全筋占据机壳水道内的面积比较大，且会增加电机机壳的重量；全筋的厚度为5～8mm，全筋的厚度适宜，可以起到隔水的作用，并且加工比较容易。

附图说明

图1为本实用新型一种电机机壳水道实施例的结构示意图；

图2为电机机壳水道安装后的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：机壳水道本体1、电机机壳2、进水口3、出水口4、排水口5、全筋6、半筋7、第一水道8、第二水道9、第三水道10、螺钉避空凸台11。

实施例1

如图1和图2所示：一种电机机壳水道，包括机壳水道本体1，机壳水道本体1呈“之”字形，机壳水道本体1周向设置在电机机壳2内，机壳水道本体1的侧壁开设有进水口3和出水口4，进水口3和出水口4位于机壳水道本体1的同一侧，且进水口3位于出水口4的下方，机壳水道本体1上开设有冷却水的排水口5，冷却水的排水口5的直径为10mm。机壳水道本体1内沿轴向方向设有多条全筋6和半筋7，全筋6的横截面形状为矩形，全筋6的厚度为5mm，全筋6和半筋7的外表面固定连接有金属层，全筋6和半筋7沿电机机壳2周向交替分布，全筋6的两端分别与电机机壳2的内壁焊接，半筋7的两端分别与电机机壳2的内壁焊接。全筋6的上端与机壳水道本体1一侧设有第一间隔，全筋6的下端与机壳水道本体1另一侧设有第二间隔，半筋7的一侧端部与机壳水道本体1的侧壁相连，全筋6的端部与机壳水道本体1的侧壁的距离比半筋7的端部与同侧机壳水道本体1的侧壁距离短。多个半筋7的长度相同，全筋6的宽度小于半筋7的宽度，全筋6分为多个第一全筋组和第二全筋组，第一全筋组包括第一全筋和第二全筋，第一全筋和第二全筋的长度相同，第二全筋组包括第三全筋和第四全筋，第三全筋的长度大于第四全筋的长度。通过半筋7的设置，机壳水道本体1沿着冷却水流方向依次包括多个第一水道8、第二水道9和第三水道10，第一水道8、第二水道9和第三水道10相互平行，第一水道8和第二水道9通过第三水道10连通，第一水道8和第二水道9的冷却水流方向相反。通过全筋6的设置，将第一水道8和第二水道9内的冷却水分别划分成两条支流。在靠近电机机壳2两端的螺钉避空位处，将其挖空，在机壳水道侧壁设置多个螺钉避空凸台11，螺钉避空凸台11伸入挖空的螺钉避空位处。

实施例2

实施例2与实施例1的不同之处在于，冷却水排水口5的直径为23mm，全筋6的横截面形状为波浪形，全筋6的厚度为7mm。

实施例3

实施例3与实施例1的不同之处在于，冷却水排水口5的直径为25mm，全筋6的横截面形状为波浪形，全筋6的厚度为8mm，第三全筋6的长度小于第四全筋6的长度。

实际应用时，首先将冷却水通过进水口3流入机壳水道内，冷却水流在全筋6的作用下分成两条冷却水流，两条冷却水流抵达至远离进水口3一侧的机壳侧壁，两条冷却水流汇合成一条水流。之后，在半筋7的作用下，机壳水道分成两部分，汇合后的冷却水流再次向进水口3方向流动，并在全筋6的作用下分成两条冷却水流。之后沿着机壳水道以上述的方式一直流至出水口4。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一种电机机壳水道，包括机壳水道本体，其特征在于，所述机壳水道本体呈“之”字形，所述机壳水道本体的侧壁开设有进水口和出水口，进水口和出水口位于机壳水道本体的同一侧，且进水口位于出水口的下方，机壳水道本体内沿轴向方向设有多条全筋和半筋，全筋和半筋的外表面固定连接有金属层，全筋和半筋沿电机机壳周向交替分布，全筋的两端分别与电机机壳的内壁固定连接，半筋的两端分别与电机机壳的内壁固定连接；全筋将冷却水流分为两部分，全筋的上端与机壳水道本体一侧设有第一间隔，全筋的下端与机壳水道本体另一侧设有第二间隔，半筋的一侧端部与机壳水道本体的侧壁相连；机壳水道本体沿轴向设有多个螺钉避空凸台。

2.根据权利要求1所述的电机机壳水道，其特征在于：多个所述半筋的长度相同，所述全筋分为多个第一全筋组和第二全筋组，第一全筋组包括第一全筋和第二全筋，第一全筋和第二全筋的长度相同，第二全筋组包括第三全筋和第四全筋，第三全筋的长度大于或小于第四全筋的长度。

3.根据权利要求2所述的电机机壳水道，其特征在于：所述全筋的端部与机壳水道本体的侧壁的距离比半筋的端部与同侧机壳水道本体的侧壁距离短。

4.根据权利要求3所述的电机机壳水道，其特征在于：所述全筋的宽度小于半筋的宽度。

5.根据权利要求1～4任一项所述的电机机壳水道，其特征在于：所述机壳水道本体上开设有冷却水排水口，冷却水排水口的直径为10～25mm。

6.根据权利要求1～4任一项所述的电机机壳水道，其特征在于：所述全筋的横截面形状为波浪形或矩形。

7.根据权利要求1～4任一项所述的电机机壳水道，其特征在于：所述全筋的厚度为5～8mm。