专利名称：机内气流式风冷电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电机技术领域，尤其是涉及用于气流来冷却的电机。适用于电动 汽车及混合动力汽车的驱动电机。
背景技术：
电动汽车、混合动力汽车的驱动电机在工作时产生很高的温度，长期过高的温度 会影响电机的使用寿命，特别是驱动电机的轴承寿命。实践证明，轴承的工作温度每升高1 0摄氏度，轴承的寿命会下降一半。现有电机的常用冷却方式为自然风冷、机壳外强制风冷和水冷。自然风冷是在电机的转子端部带有风叶，当电机转动时，利用风叶产生风压，强迫 机壳内气流流动，但其还是依靠机壳的自散热将机壳热量带走，冷却效果不明显。而且在电 机转动速度较慢的情况下，其冷却效果更差。机壳外强制风冷是在机壳外部装有风扇，利用另外的动力驱动风扇达到冷却目 的。虽比自然风冷效果好，但这种方式也只是冷却了机壳的外部，机壳内部及电机两端的轴 承并没有得到有效的冷却，还是存在电机整体温度过高现象，影响电机运行及电机部件的 使用寿命。采用水冷的冷却方式，需要配置相应的冷却水管道、独立的水泵、水箱、水箱冷却 风扇和风扇电机。结构繁杂、成本高。还会存在管道漏水、冷却系统安装需占很大空间等问 题。而且水冷的方式大多是在机壳上设置流水通道，也是只能冷却电机的外壳，对电机内部 线圈和轴承的冷却效果不明显。
实用新型内容本实用新型为电机提供一种冷却技术，空气流进入电机内部热交换后再排出，能 有效降低电机的内部温度，特别是降低线圈端部和两端轴承的温度，延长电机的使用寿命。本实用新型为解决所述技术问题而采用的技术方案是机内气流式风冷电机，包括定子、转子、机壳、前端盖和后端盖。机壳上设置有供空 气流进入电机内部的进气口和排出电机内部的出气口，电机的内部空间通过气口与风源系 统连通。内部空间的进气口设置在机壳的两端，与定子和转子的端部接近。内部空间的出 气口与进气口在机壳上对应。风源系统包括与电机的内部空间的进气口连接的，吹出的正 压气流进入内部空间进行热交换的鼓风机。本实用新型为解决所述技术问题而采用的另一技术方案是机内气流式风冷电机，包括定子、转子、机壳、前端盖和后端盖，电机的前端盖与其 前方的机体组成电机的前部空间，前端盖上设置有供空气流进入电机前部的进风口和排出 电机前部的出风口，电机的前部空间通过风口与风源系统连通。前部空间的出风口设置在 前端盖的圆柱体的周边上。前部空间的进风口与出风口在前端盖上对应。风源系统包括 与电机的前部空间的出风口连接的，抽出从大气中补充到前部空间进行热交换空气的抽风机。与现有电机冷却技术相比较，采用本实用新型技术方案的优点是1.相对于水冷方式，简化了冷却系统的结构，安装方式简单，节省冷却系统的安装 空间。2.相对于自然风冷和强制机壳外风冷方式，将较冷空气流进入电机内部吸收热量 后再排出，使电机的整体温度降低，特别是电机内部的线圈和两端轴承的温度能大幅度降 低，从而延长了电机的使用寿命。
[0015]图1是本实用新型实施例的结构示意图；[0016]图2是图1的AA剖视图；[0017]图3是图1的BB剖视图；[0018]图4是本实用新型实施例的正压风源系统的结构示意图；[0019]图5是本实用新型实施例的导风槽的结构示意图；[0020]图6是图5中的F向示意图；[0021]图7是本实用新型实施例的内部空间的出气口上装置的防护罩示意图[0022]图8是图7的俯视图；[0023]图9是本实用新型实施例的前部空间的进风口上装置的防护网示意图[0024]图10是本实用新型实施例的控制电路的原理图。
具体实施方式
以下结合附图来进一步说明本实用新型的实施例。本实施例是用于混合动力汽车的驱动电机，如图1、图2所示。图中包括定子1、转 子2、机壳3、前端盖4和后端盖5。电机的内部空间主要为机壳3内定子1和转子2的前 端面与前端盖4之间的空间，以及定子1和转子2的后端面与后端盖5之间的空间。机壳 3上设置有供空气流进入内部空间的进气口 3A，和排出内部空间的出气口 3B。内部空间的 进气口 3A设置在机壳3的两端，与定子和转子的端部接近，内部空间的出气口 3B与进气口 3A在机壳3上径向对应。电机的内部空间通过出气口 3B与正压风源系统连通，风源系统产生的正压气流 在电机的内部空间热交换后排出大气。风源系统如图4所示，包括顺序连接的空气滤清器 6、滤清器连接件10、鼓风机7、风管8和导风槽9。空气滤清器6用于过滤环境空气中的较大灰尘。如图4所示，滤清器6的前端有 出口，圆周上有进口，其中出口与滤清器的连接件10的法兰边连接安装。滤清器6的进口 与大气直接连通，空气滤清器6的出口通过连接件10与鼓风机7的吸风口相连通。鼓风机7是为电机的内部空间提供冷却气流正压的关键部件，鼓风机吹出的气流 正压传递到内部空间的进气口，进入电机的内部空间后，再经过内部空间的出气口排出到 大气中。本实施例鼓风机7选用电动外转子离心风机Fl，其流量为210立方米/小时，出口 压力为300帕。如图4所示，离心风机的吸风口与滤清器的连接件10的法兰边连接安装， 离心风机的吹风口法兰边与风管8的法兰边连接安装。[0030]空气由滤清器6的进口进入滤清器内部，通过滤芯过滤后再由出口经过滤清器的 连接件10进入外转子离心风机的吸风口，再通过离心风机的吹风口进入风管8。离心风机Fl的吹风口与导风槽9通过风管8连通。导风槽9如图5、图6所示，呈 倒置的“T”字形且内部连通，导风槽9的横向管两端封闭。导风槽9的竖向管9A向上连接 风管8，在横向管两端向下开有两个与内部空间的进气口 3A相连通的圆孔9B。离心风机产 生的风压通过风管8和导风槽9，传递到内部空间的进气口 3A。内部空间的出气口 3B与大气连通。出气口 3B上装有防护罩11，用于防止有块状 异物进入电机内部。防护罩11如图7、图8所示，带有安装法兰IlA的圆筒，圆筒的圆周上 及端面开有若干小孔。电机外部较冷的空气经过滤清器6过滤，进入离心风机Fl加压后吹出。干净的空 气流依次经过风管8、导风槽9、进气口 3A，进入电机的内部空间。吸收定子和转子两端部的 热量及轴承的热量后，经过内部空间的出气口 3B排出机壳3。图中标有箭头的虚线表示空 气的流动路径，空气流可以有效降低电机内部的温度，特别是降低线圈两端部和电机两端 轴承的温度。如图1、图3所示，本实施例驱动电机的前端盖4为前凹后凸形，其与前方的内燃机 的飞轮壳15组合为离合器的外壳，构成电机的前部空间。前端盖4上设置有供空气流进入 前部空间的进风口 4A，和排出前部空间的出风口 4B。前部空间的出风口 4B设置在前端盖 4的圆柱体的周边上，前部空间的进风口 4A与出风口 4B在前端盖4上径向对应。电机的前部空间通过出风口 4B与负压风源系统连通，风源系统产生的负压气流 在电机的前部空间热交换后排出大气。风源系统包括顺序连接的抽风机12、连接管13。抽风机12是为电机的前部空间提供冷却气流负压的关键部件，抽风机抽出的气 流负压传递到前部空间的出风口，前部空间的进风口从大气中吸进空气，补充到电机的前 部空间。本实施例抽风机12选用轴流式排风扇F2，其流量为60立方米/小时，负压为20 帕。排风扇F2通过连接管13与前部空间的出风口 4B相连通。前部空间的进风口 4A 与大气连通，进风口 4A上装有防护网14。如图9所示，防护网14是一块开有若干小孔的平 板，用于防止块状异物进入前部空间对部件造成损伤。在排风扇F2的作用下，抽出气体产生的负压传递到前部空间的出风口 4B，前部空 间的进风口 4A从大气中吸进空气，较冷的空气经防护网14过滤后补充到电机的前部空间， 吸收离合器的热量和电机前端轴承的热量后，经排风扇排F2出大气。图中标有箭头的点划 线表示空气的流动路径，空气流可以有效降低电机前部和前端轴承的温度。本实施例的外转子离心风机Fl和轴流式排风扇F2与电机的内部温度的控制电路 连接，工作时间受电机的内部温度自动控制。其电路原理如图10所示，温控开关Kt埋入电 机内部的定子线圈中。当电机内部的温度高于75度时，温控开关Kt导通，场效应管Ql导通，继电器J吸 合，Jl触点闭合，外转子离心风机Fl和轴流式排风扇F2同时接通电源开始工作。当电机内部的温度低于75度时，温控开关Kt断开，外转子离心风机Fl和轴流式 排风扇F2失电停止工作。本实施例的形式是电机的内部空间为正压气流+电机的前部空间为负压气流。[0043]采用本实用新型机内气流式风冷电机技术方案，可以实现多种不同的实施例形 式，均在本实用新型权利要求保护的范围内。如电机的内部空间为负压气流+电机的前部空间为正压气流；电机的内部空间+电机的前部空间均为正压气流；电机的内部空间+电机的前部空间均为负压气流；单独的电机的内部空间为正压气流；单独的电机的内部空间为负压气流。
权利要求机内气流式风冷电机，包括定子(1)、转子(2)、机壳(3)、前端盖(4)和后端盖(5)；其特征是所述机壳(3)上设置有供空气流进入电机内部的进气口(3A)和排出电机内部的出气口(3B)，电机的内部空间通过气口与风源系统连通。
2.如权利要求1所述的风冷电机，其特征是所述内部空间的进气口(3A)设置在机壳 (3)的两端，与定子和转子的端部接近；所述内部空间的出气口(3B)与进气口(3A)在机壳 (3)上对应。
3.如权利要求2所述的风冷电机，其特征是所述风源系统包括与电机的内部空间的 进气口(3A)连接的，吹出的正压气流进入内部空间进行热交换的鼓风机(2)。
4.如权利要求3所述的风冷电机，其特征是所述鼓风机(2)为电动外转子离心风机 (Fl)。
5.如权利要求3所述的风冷电机，其特征是所述鼓风机(2)与电机的内部温度的自 动控制电路连接。
6.机内气流式风冷电机，包括定子(1)、转子(1)、机壳(3)、前端盖(4)和后端盖(5)； 其特征是所述电机的前端盖(4)与其前方的机体组成电机的前部空间，前端盖(4)上设置 有供空气流进入电机前部的进风口(4A)和排出电机前部的出风口(4B)，电机的前部空间 通过风口与风源系统连通。
7.如权利要求6所述的风冷电机，其特征是所述前部空间的出风口(4B)设置在前端 盖(4)的圆柱体的周边上；所述前部空间的进风口(4A)与出风口(4B)在前端盖(4)上对 应。
8.如权利要求7所述的风冷电机，其特征是所述风源系统包括与电机的前部空间的 出风口(4B)连接的，抽出从大气中补充到前部空间进行热交换空气的抽风机(12)。
9.如权利要求8所述的风冷电机，其特征是所述抽风机(12)为轴流式排风扇(F2)。
10.如权利要求8所述的风冷电机，其特征是所述抽风机(12)与电机的内部温度的 控制电路连接。
专利摘要本实用新型公开了机内气流式风冷电机。一种方案是机壳上设置有供空气流进入电机内部的进气口和排出电机内部的出气口，电机的内部空间通过气口与风源系统连通。另一种方案是电机的前端盖与其前方的机体组成电机的前部空间，前端盖上设置有供空气流进入电机前部的进风口和排出电机前部的出风口，电机的前部空间通过风口与风源系统连通。风源系统可以是包括吹出的正压气流进入空间进行热交换的鼓风机，也可以是包括抽出从大气中补充到空间进行热交换空气的抽风机。适用于电动汽车及混合动力汽车的驱动电机。优点是比水冷方式结构简单，比现有风冷方式降温效果好。
文档编号H02K5/20GK201674348SQ201020194828
公开日2010年12月15日 申请日期2010年5月18日 优先权日2010年5月18日
发明者覃美莲 申请人:珠海市蓝海节能科技有限公司