具有水冷功能的电机转子组件和用于电动汽车的驱动电机的制作方法

文档序号:11450718阅读:247来源:国知局

本实用新型属于电机领域,具体提供一种具有水冷功能的电机转子组件和用于电动汽车的驱动电机。



背景技术:

由于电动汽车车用驱动电机极力追求高功率和高转矩密度,造成了电机存在较高的温升,从而对电机运行的性能、效率以及寿命和可靠性造成了严重的影响。目前电动汽车驱动电机普遍采用机壳水冷的方式进行冷却降温。

对于电动汽车驱动电机来讲,尤其是感应电机,由于转子上存在感应涡电流,造成了电机在运行的过程中,转子上会产生较大的热量,使得转子铁芯的温升很高,转子上的热量通过热传导快速传递到轴承上,对轴承的寿命提出挑战;同时,驱动电机的转速通常很高,最高转速可达15000rpm,使得轴承在高速运行时会产生大量的热量,极易引起轴承过温,进而导致轴承损坏。

为了避免轴承因过热而损坏,通常采用在转子上设置冷却机构的方式来实现热量的散发,现有的产品是通过在转轴上开孔,进行转子水冷来改善转子的温升,进而改善轴承的运行工况,但是由于转子是旋转部件,在转子水冷时需要动态密封件,而动密封的可靠性现阶段还存在很大的问题,经常会出现漏水现象,从而导致电机的失效。

相应地,本领域需要一种新的电机转子组件冷却结构来解决上述问题。



技术实现要素:

为了解决现有技术中的上述问题,即为了解决现有电动汽车驱动电机的转子上设置的水冷结构存在冷却水泄漏进而损坏电机的问题,本实用新型提供了一种具有水冷功能的电机转子组件,该电机转子组件包括:轴心位置设置有圆柱型腔室的转轴;用于支撑该转轴的端盖;设置在所述腔室内的冷却管组件;该冷却管组件封闭段以及设置于所述封闭段端部的引流端,且所述封闭段上具有冷却通道;其中,所述引流端与所述端盖固定连接;其中,所述封闭段容纳于所述腔室内,冷却液通过所述引流端进入所述冷却通道并对所述转轴进行冷却。

在上述电机转子组件的优选技术方案中,所述封闭段包括一侧设置有开口的外壳以及置于所述外壳内的轴体,所述轴体的外侧沿轴向设置有螺旋槽,所述螺旋槽与所述外壳形成有螺旋形的第一冷却通道;所述轴体具有沿轴线方向的空腔结构,该空腔结构为第二冷却通道,且所述第一冷却通道和第二冷却通道连通。

在上述电机转子组件的优选技术方案中,所述端盖上设置有进水孔和出水孔,冷却液经所述进水孔进入第一冷却通道,并经第二冷却通道流出至所述出水孔。

在上述电机转子组件的优选技术方案中,所述外壳与所述端盖之间设置有密封圈,所述密封圈用于防止所述端盖内的冷却水泄漏到电机内部。

在上述电机转子组件的优选技术方案中,所述转轴通过轴承支撑于所述端盖的内侧。

在上述电机转子组件的优选技术方案中,所述冷却管组件与所述腔室的内壁之间设有空隙,且所述冷却管组件与所述腔室的内壁之间设有轴承组。

在上述电机转子组件的优选技术方案中,所述空隙内填充有润滑油脂。

在另一方面,本实用新型提供了一种用于电动汽车的驱动电机,该驱动电机具有上述电机转子组件。

本领域技术人员能够理解的是,在本实用新型的优选技术方案中,通过将冷却管组件的引流端与端盖固定连接,将冷却管组件的封闭段置于转轴的腔室内,使得转轴的热量能够通过设置在转轴与冷却管组件之间的轴承组以及润滑油脂传递给冷却管组件,进而由通入冷却管组件内的冷却水将热量带出,实现对转轴的冷却,并且由于冷却管组件不随转轴的旋转而转动,与端盖之间采用静密封,能够有效地避免冷却水的泄漏,从而提高了电机的使用安全系数。

附图说明

图1是本实用新型的具有水冷功能的电机转子组件的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理,并非旨在限制本实用新型的保护范围。例如,虽然说明书是结合附图对电动汽车车用电机进行描述的,但是很明显本实用新型的具有水冷功能的电机转子组件适用于任何需要转子水冷的电机,本领域技术人员可以根据需要对其作出调整,以便适应具体的应用场合。

需要说明的是,在本实用新型的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外,还需要说明的是,在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示,本实用新型的具有水冷功能的电机转子组件包括:进水管1、出水管2、端盖3、轴承4、转轴5和冷却管组件6,轴承 4沿径向设置在转轴5和端盖3之间。转轴5的轴线处设置有腔室51;冷却管组件6具有封闭段(图中未标示)和设置在其左端的引流端(图1 中冷却管组件6的左端),其中的引流端与端盖3固定连接,主要用于将冷却水引入和引出冷却管组件6,而封闭段则插入到腔室51内。优选地,引流端与端盖3采用螺纹连接,或者本领域技术人员也可以根据实际需要采用其他的连接方式,例如过盈配合。

继续参阅图1,端盖3上设置有用于安装进水管1的进水孔(图中未标示)和用于安装出水管2的出水孔(图中未示出),优选地,上述进水孔和出水孔的安装方式是采用螺纹的形式固定安装的,或者本领域的技术人员也可以采用其他的安转形式,例如,过盈配合、焊接、卡接等。端盖3的右端(图1中所示端盖3的右端)设置有一个圆形安装槽,用于安装轴承4并将轴承4进行固定。端盖3的轴线处还设置有连通进水孔和出水孔的圆孔(图中未标示),该圆孔用于将冷却管组件6 进行安装和固定,并因此使进水孔和出水孔分隔开来。

进一步参阅图1,冷却管组件6包括:轴承组(图中未示出)、外壳63、轴体64以及密封圈65。该轴承组包括:第一轴承61和第二轴承62。外壳63是一个左端(图1中外壳63的左端)开口的圆柱形筒状结构,并且外壳63套设在轴体64的外面,优选地,外壳63和轴体64 之间采用过盈配合的方式并通过热套工艺装配在一起,或者本领域技术人员也可以采用其他的连接方式,例如,螺纹连接或外壳63与轴体64 的一体式压铸成型。轴体64的外侧沿其轴线方向设置有螺旋槽(图中未标示),在外壳63和轴体64装配好的状态下,外壳63与轴体64之间形成了螺旋型的第一冷却通道641,并且第一冷却通道641的左端(图1 中第一冷却通道641的左端)与进水孔连通;进一步轴体64沿轴线方向设置有空腔结构,即第二冷却通道642,并且第二冷却通道642的左端与出水孔连通;在装配好的状态下,轴体64的右端面与外壳63的右端面不贴合留有一定的间隙(图中未标示),并且螺旋槽一直延伸到轴体64 的右端面,进而使得第二冷却通道642和第一冷却通道641能够连通。或者本领域技术人员也可以采用其他方式将第一冷却通道641和第二冷却通道642连通,例如,在轴体64的圆周壁上设置有一个孔(图中未示出),优选地,该孔设置在轴体64的右端,以便能够提高第二冷却通道 642和第一冷却通道641的利用率,使冷却水与冷却管组件6能够充分接触。本领域技术人员能够理解的是,设置在轴体64的圆周壁上的孔的数量可以是任意值。

继续参阅图1,第一轴承61和第二轴承62沿径向设置在外壳63和转轴5之间,并且第一轴承61和第二轴承62分别位于外壳63 的两端,以便通过周向支撑冷却管组件6来防止转轴5在旋转时与外壳 63发生接触。本领域技术人员能够理解的是,外壳63和转轴5之间的轴承数量并非一成不变,可以根据电机功率的大小、转轴5的长度以及冷却管组件6的尺寸,适当地调整轴承的数量。进一步,外壳63的外径略小于腔室51的内径,使得两者之间在径向上留有一个环形的缝隙7,以便于使冷却管组件6能够被顺利地装入到腔室51内。更进一步,可以在缝隙7内设置有润滑油脂(图中未示出)。优选地,在装配时,将润滑油脂涂抹在外壳63的外侧,以便于使润滑油脂涂抹得更加均匀。在这里,润滑油脂不仅能够对第一轴承61和第二轴承62起到润滑的作用,还能够起到热量传递的作用,以便将转轴5上的热量传递给冷却管组件6,提高转轴5与冷却管组件6之间热量传递的效率。

进一步,为了防止冷却水泄漏到电机内部,在外壳63与端盖3的连接处设置有密封圈65。

当转轴5需要冷却时,向进水管1中通入低温冷却水,低温冷却水经进水孔进入第一冷却通道641和第二冷却通道642,吸热升温的冷却水经由出水孔从出水管2流出。本领域技术人员容易理解的是,冷却水也可以反向流进和流出冷却管组件6,即从出水管2流入,从进水管 1流出,本领域技术人员还可将冷却水替换成其他对端盖3和冷却管组件 6不会造成腐蚀的其他冷却液作为冷却媒介,例如,液压油。

本领域技术人员能够理解的是,转轴5上的热量是通过润滑油脂、第一轴承61、第二轴承62以及外壳63与腔室51内壁之间的空气传递给外壳63的,然后由冷却水将传递至外壳63的热量带走。

本领域技术人员还能够理解的是,本实用新型的具有水冷功能的电机转子组件能够适用于任何形式的电机,本领域技术人员可以根据实际需要将本实用新型的具有水冷功能的电机转子组件的尺寸大小做出合理的调整。

至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

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