一种轮毂电机导热油雾化冷却结构的制作方法

本实用新型属于电机冷却技术领域，具体涉及一种轮毂电机导热油雾化冷却结构。

背景技术：

随着新能源电动汽车和混动技术的发展，紧凑高效的轮毂电机驱动方式渐渐受到青睐，对汽车极致动力性能的追求导致轮毂电机功率越来越高，因此电机产生的废热相应的提高(总功率的3％-5％)，如果这些废热不能及时有效散入环境，会造成电机内部热量聚集而产生高温，轮毂电机内部的温度过高会造成线圈绝缘性遭到破坏、永磁体不可逆退磁等后果，这将大大降低轮毂电机的寿命，影响汽车的安全性，所以轮毂电机内部温度必须控制在所允许的范围内。由于轮毂电机直接装配在车轮上，受装配空间限制，其体积并不能随心所欲增加，而且轮毂外壳两侧需要装配车身支撑结构和车轮，单纯依靠外壳表面散热将热量散出的量非常有限，因此轮毂电机的散热需求越来越凸显出来。

现在对于20kW以上的高功率轮毂电机，普遍采用了强制水冷散热方式，以求获得较优优异的散热性能，一般水冷套布置在轮毂电机圆周外壳与定子之间，较传统的径向磁通轮毂电机，其定子线圈平面与轴平行，其径向尺寸很小，线圈缠绕在硅钢片上，定子固定在圆周外壳上，这种结构在圆周水冷套冷却作用下，定子能够较好的获得冷却效果。近年来，为获得较高的扭矩，径向磁通轮毂电机有慢慢被轴向磁通轮毂电机取代的趋势，且这种电机定子一般布置在转子内侧(相对的转子在外侧)，以提高电机效率，在这种定子结构下，定子线圈只有固定端与电机外壳圆周水冷套接触，其它部分悬空，其近轴端的产热，只能依靠导热方式传递到远轴端，进行水冷散热，但是这种结构定子近轴侧与远轴侧(即定子的径向)尺寸较大，因而造成定子线圈径向温度梯度较大，这给定子线圈造成了局部超温的安全隐患。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本实用新型提出一种轮毂电机导热油雾化冷却结构，有效减小了发热部件及其电机腔体内部热阻，均匀电机腔体内部温度分布，消除了热斑，提高了整体散热效果，增加电机使用寿命。

为实现上述技术方案，本实用新型提供了一种轮毂电机导热油雾化冷却结构，包括：电机外壳；安装在电机外壳内侧的定子线圈；以及安装在电机外壳内侧且可绕定子线圈旋转的转子，所述电机外壳与定子线圈之间安装有水冷套，所述定子线圈和转子之间设置有冷却空腔，所述电机外壳上安装有电机控制盒，注油口设置在电机控制盒上且与冷却空腔连通，雾化装置安装在冷却空腔的底部。

在上述技术方案中，通过注油口可以往轮毂电机的冷却空腔内直接加入少量冷却油，所述冷却油可以是变压器油或者二甲基硅油或者低沸点矿物油(要求：绝缘，具备较好的导热性能)，添加的冷却油聚集在冷却空腔的底部，冷却油具体添加的量以与转子不接触或是少量接触为宜，以避免对转子高速运转时，冷却油对转子的转动造成较大的阻力，电机工作过程中，雾化装置将冷却油打散为油雾，在转子扰动下，充满整个冷却空腔，小油滴附着在定子线圈上，在空气扰动和线圈加热双重作用下加速挥发，挥发油气在安装在电机外壳内侧的水冷套上冷却凝结为油滴，回流到冷却空腔底部，完成一个散热循环。在实际的散热过程中，冷却油除了与发热部件接触实现对流换热，冷却油在雾化作用下还会发生一定几率的相变，进一步提高冷却油的利用及换热效能。通过本散热结构，还可有效消除电机内部定子上的热斑，均匀腔体内部温度，由于冷却油的导热性能远高于空气，冷却油将定子线圈产生的热量快速、有效的传递到电机外壳上，电机外壳上还可以安装风扇、翅片等散热结构，能有效提高轮毂电机整体散热能力。

优选的，所述雾化装置为机械雾化器或者超声波雾化片。机械雾化器可以直接冷却油雾化，雾化效率高，但是制造及运行成本较高。超声波雾化片可以将冷却油打散为油雾，雾化的效果稍差，但是制造及运行的成本均较低。

优选的，所述转子包括转子支架，所述转子支架的内侧安装有关于定子线圈对称分布的永磁体。

优选的，所述冷却空腔的底部设置有储油腔，储油腔内安装有油量调节装置。通过油量调节装置可以补充或者更换冷却空腔内的冷却油量，以便更好的调控电机散热效率。

本实用新型提供的一种轮毂电机导热油雾化冷却结构的有益效果在于：本轮毂电机导热油雾化冷却结构利用冷却油相变换热机理将电机定子线圈产生的热量带到电机外壳进行散热代替了传统散热结构中只能利用内部空气对流方式将定子线圈产生的热量带到外壳上散热，利用工质相变过程的潜热进行换热，提高了热传导的效率，有效的将定子线圈产生的热量带到电机外壳，再经电机外壳上已布置的其他散热结构将这一部分热量散入环境，有效减小了发热部件及其腔体内部热阻，均匀电机腔体内部温度分布，消除了热斑，提高了整体散热效果，增加电机使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的剖视图。

图2为本实用新型的右视图。

图中：1、电机控制盒；2、注油口；3、定子线圈；4、水冷套；5、永磁体；6、转子支架；

7、雾化装置；8、电机外壳；9、冷却油；10、转子；11、冷却空腔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型的保护范围。

实施例：一种轮毂电机导热油雾化冷却结构。

参照图1和图2所示，一种轮毂电机导热油雾化冷却结构，包括：电机外壳8；安装在电机外壳8内侧的定子线圈3；以及安装在电机外壳8内侧且可绕定子线圈3旋转的转子10，所述电机外壳8与定子线圈3之间安装有水冷套4，所述定子线圈3和转子10之间设置有冷却空腔11，所述电机外壳8上安装有电机控制盒1，注油口2设置在电机控制盒1上且与冷却空腔11连通，雾化装置7安装在冷却空腔11的底部。

本实用新型运行的原理是：通过注油口2可以往轮毂电机的冷却空腔11内直接加入少量冷却油9，所述冷却油9可以是变压器油或者二甲基硅油或者低沸点矿物油(要求：绝缘，具备较好的导热性能)，添加的冷却油9聚集在冷却空腔11的底部，冷却油9具体添加的量以与转子10不接触或是少量接触为宜，以避免对转子10高速运转时，冷却油9对转子10的转动造成较大的阻力，电机工作过程中，雾化装置7将冷却油9雾化，在转子10扰动下，充满整个冷却空腔11，雾化后的油滴附着在定子线圈3上，在空气扰动和线圈加热双重作用下加速挥发，挥发油气在电机外壳8内侧的水冷套4上冷却凝结为油滴，回流到冷却空腔11底部，完成一个散热循环。在实际的散热过程中，冷却油9除了与发热部件接触实现对流换热，冷却油9在雾化作用下还会发生一定几率的相变，进一步提高冷却油9的利用及换热效能。通过本散热结构，还可有效消除电机内部定子线圈3上的热斑，均匀腔体内部温度，由于冷却油9的导热性能远高于空气，冷却油9将定子线圈3产生的热量快速、有效的传递到电机外壳8上，电机外壳8上还可以安装风扇、翅片等散热结构，能有效提高轮毂电机整体散热能力。

本实施例中，所述雾化装置7为机械雾化器或者超声波雾化片。机械雾化器可以直接将冷却油9雾化，雾化效率高，但是制造及运行成本较高。超声波雾化片可以将冷却油9打散为油雾，雾化的效果稍差，但是制造及运行的成本均较低。

参照图1所示，所述转子10包括转子支架6，所述转子支架6的内侧安装有关于定子线圈3对称分布的永磁体5。

本实施例中，所述冷却空腔11的底部设置有储油腔，储油腔内安装有油量调节装置。通过油量调节装置可以补充或者更换冷却空腔11内的冷却油量，以便更好的调控电机散热效率。

以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，但本实用新型不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。