一种水冷电机壳及电机的制作方法

本实用新型涉及电动机技术领域，尤其是涉及一种水冷电机壳及电机。

背景技术：

目前，由于电机在进行能量转换时，会产生一定的热量，因此在电机的运行中，需要及时地将电机产生的热量散发出去，否则电机温度过高会导致电机性能指标下降，甚至损毁电机内部电路。

现有技术中，电机作为纯电动汽车的主要部件，随着电机功率密度的要求不断提高，电机在散热能力的要求也不断提高，一般采用水道密封冷却方式对电机进行降温，但是现有水道密封方式主要采用单水道结构，通过冷却液沿水道循环流动将电机定子绕组产生的热量带走，但由于单水道的热交换面积有限，而且散热效率较低，并不能及时有效地将电机产生的热量吸收带走，从而影响了电机的整体性能。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种水冷电机壳及电机，以解决现有的电机水道密封方式采用单水道导致电机产生的热量不能及时有效地散发出去的技术问题，从而有效地优化电机壳体的冷却水道，进而有效地提高散热效率，同时利于提升电机的整体性能。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种水冷电机壳，包括机壳本体，所述机壳本体上设有冷却水进口、冷却水出口以及连通所述冷却水进口和所述冷却水出口的热交换水道，所述冷却水进口设于所述机壳本体的一端上，所述冷却水出口设于所述机壳本体的另一端上；

所述热交换水道包括第一水道和第二水道，所述冷却水进口与所述第一水道的进水口、所述第二水道的进水口均连通，所述冷却水出口与所述第一水道的出水口、所述第二水道的出水口均连通；

其中，所述第一水道、所述第二水道均沿所述机壳本体的外侧壁周向弯折成型，且所述第一水道和所述第二水道关于所述机壳的中心对称并分布于所述机壳本体的外侧壁上。

作为优选方案，所述冷却水进口包括相互连通的第一端口和用于连接外部进水管的第二端口，所述第一端口与所述第一水道的进水口、所述第二水道的出水口均连通；

所述冷却水出口包括相互连通的第三端口和用于连接外部出水管的第四端口，所述第三端口与所述第一水道的出水口、所述第二水道的出水口均连通；

所述热交换水道内设有第一分流件和第二分流件，所述第一分流件正对所述第一端口，所述第二分流件正对所述第三端口，且所述第一分流件设于所述第一水道的进水口与所述第二水道的进水口的连通处，所述第二分流件设于所述第一水道的出水口与所述第二水道的出水口的连通处。

作为优选方案，所述第一分流件、所述第二分流件均呈锥形结构；

所述第一分流件横截面积较大的一端连接在构成所述第一水道、所述第二水道的水道壁上，所述第一分流件横截面积较小的一端正对所述第一端口的中部；

所述第二分流件横截面积较大的一端连接在构成所述第一水道、所述第二水道的水道壁上，所述第二分流件横截面积较小的一端正对所述第三端口的中部。

作为优选方案，所述热交换水道内设有第一分流槽和第二分流槽，所述第一分流槽、所述第二分流槽均呈弧形，且所述第一分流槽、所述第二分流槽均沿所述机壳本体的外侧壁周向设置；

其中，所述第一分流槽位于所述第一分流件与所述第一端口之间，所述第二分流槽位于所述第二分流件与所述第三端口之间。

作为优选方案，所述第一水道沿所述机壳本体的外侧壁周向弯折成型为若干个相互平行的第一子水道，所述第二水道沿所述机壳本体的外侧壁周向弯折成型为若干个相互平行的第二子水道；

其中，所述第一子水道的数量与所述第二子水道的数量相同，且若干个所述第一子水道之间的连通拐角处、若干个所述第二子水道之间的连通拐角处均呈弧形。

作为优选方案，所述第一水道、所述第二水道内均设有多个散热片，多个所述散热片沿所述机壳本体的外侧壁周向错落分布，且每一所述散热片的高度等于或低于构成所述热交换水道的水道壁高度。

作为优选方案，所述第一水道、所述第二水道内设有若干个支撑件，每一所述支撑件沿所述机壳本体的外侧壁周向分布，且每一所述支撑件的高度等于构成所述热交换水道的水道壁高度。

作为优选方案，所述第二端口内设有用于插接外部进水管的第一阶梯部，所述第四端口内设有用于插接外部出水管的第二阶梯部。

作为优选方案，所述机壳本体上设有第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈位于所述热交换水道与所述冷却水进口之间，所述第二密封圈位于所述热交换水道与所述冷却水出口之间，且所述第一密封圈与所述第二密封圈平行。

为了解决相同的技术方案，本实用新型还提供了一种电机，包括机壳密封结构和如上述的水冷电机壳；所述机壳密封结构套接在所述机壳本体上，所述第一密封圈、所述第二密封圈均密封连接在所述机壳密封结构的内侧壁上。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

通过在所述机壳本体上设置所述热交换水道，以使所述热交换水道内的冷却液吸收并带走电机产生的热量，从而实现电机的散热降温，进而有利于电机的正常运行。具体的，在电机运行时，温度较低的冷却液由外部进水管输送并通过所述冷却水进口流入到所述热交换水道内，冷却液在所述热交换水道内游走并与所述机壳本体的外侧壁进行换热，以吸收电机产生的热量并成为温度较高的冷却液，从而有效地避免电机温度过高；最后温度较高的冷却液经由所述冷却水出口流出到外部出水管，以带走电机产生的热量，冷却液如此循环流动，能够有效地将电机产生的热量及时有效地散发出去。

其中，所述热交换水道由所述第一水道、所述第二水道组成，且所述第一水道和所述第二水道关于所述机壳的中心对称，则由所述冷却水进口流入的冷却液能够一分为二地在所述第一水道、所述第二水道内流动，一方面，关于所述机壳的中心对称分布的所述第一水道、所述第二水道有利于冷却液在所述机壳本体的外侧壁上均匀分布，且能够有效地扩大冷却液与所述机壳本体之间的热交换面积，也有效地增加了所述热交换水道内冷却液的体积，从而使得冷却液与所述机壳本体的外侧壁能够充分接触，进而有利于提高热交换效率；另一方面，关于所述机壳的中心对称分布的所述第一水道、所述第二水道增加了冷却液在所述热交换水道内的流动时间，以使冷却液能够充分地吸收所述机壳本体的热量，从而有利于提高热交换效率；这样，关于所述机壳的中心对称分布的所述第一水道、所述第二水道优化了电机壳体的冷却水道，能够有效地提高散热效率，避免电机由于工作产生热量导致温度过高而影响电机运行，从而有利于提升电机的整体性能。本实用新型还提供了一种电机。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的水冷电机壳的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的水冷电机壳的俯视图；

图3是本实用新型实施例中的机壳密封结构的结构示意图；

其中，说明书附图中的附图标记如下：

1、机壳本体；11、第一分流件；12、第二分流件；13、第一分流槽；14、第二分流槽；15、散热片；16、支撑件；17、第一密封圈；18、第二密封圈；

2、冷却水进口；21、第二端口；

3、冷却水出口；31、第三端口；32、第四端口；

4、第一水道；

5、第二水道；

6、机壳密封结构。

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、完整地描述，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图1和图2，本实用新型优选实施例提供了一种水冷电机壳，包括机壳本体1，所述机壳本体1上设有冷却水进口2、冷却水出口3以及连通所述冷却水进口2和所述冷却水出口3的热交换水道，所述冷却水进口2设于所述机壳本体1的一端上，所述冷却水出口3设于所述机壳本体1的另一端上；

所述热交换水道包括第一水道4和第二水道5，所述冷却水进口2与所述第一水道4的进水口、所述第二水道5的进水口均连通，所述冷却水出口3与所述第一水道4的出水口、所述第二水道5的出水口均连通；

其中，所述第一水道4、所述第二水道5均沿所述机壳本体1的外侧壁周向弯折成型，且所述第一水道4和所述第二水道5关于所述机壳的中心对称并分布于所述机壳本体1的外侧壁上。

在本实用新型实施例中，通过在所述机壳本体1上设置所述热交换水道，以使所述热交换水道内的冷却液吸收并带走电机产生的热量，从而实现电机的散热降温，进而有利于电机的正常运行。具体的，在电机运行时，温度较低的冷却液由外部进水管输送并通过所述冷却水进口2流入到所述热交换水道内，冷却液在所述热交换水道内游走并与所述机壳本体1的外侧壁进行换热，以吸收电机产生的热量并成为温度较高的冷却液，从而有效地避免电机温度过高；最后温度较高的冷却液经由所述冷却水出口3流出到外部出水管，以带走电机产生的热量，冷却液如此循环流动，能够有效地将电机产生的热量及时有效地散发出去。

其中，所述热交换水道由所述第一水道4、所述第二水道5组成，且所述第一水道4和所述第二水道5关于所述机壳的中心对称，则由所述冷却水进口2流入的冷却液能够一分为二地在所述第一水道4、所述第二水道5内流动，一方面，关于所述机壳的中心对称分布的所述第一水道4、所述第二水道5有利于冷却液在所述机壳本体1的外侧壁上均匀分布，且能够有效地扩大冷却液与所述机壳本体1之间的热交换面积，也有效地增加了所述热交换水道内冷却液的体积，从而使得冷却液与所述机壳本体1的外侧壁能够充分接触，进而有利于提高热交换效率；另一方面，关于所述机壳的中心对称分布的所述第一水道4、所述第二水道5增加了冷却液在所述热交换水道内的流动时间，以使冷却液能够充分地吸收所述机壳本体1的热量，从而有利于提高热交换效率；这样，关于所述机壳的中心对称分布的所述第一水道4、所述第二水道5优化了电机壳体的冷却水道，能够有效地提高散热效率，避免电机由于工作产生热量导致温度过高而影响电机运行，从而有利于提升电机的整体性能。

在本实施例中，应当说明的是，构成所述热交换水道的水道壁与所述机壳本体1一体成型铸成，有利于保证所述水冷电机壳结构的可靠性和密封性。

而且，所述冷却水进口2和所述冷却水出口3也关于所述机壳的中心对称分布，也即所述冷却水进口2和所述冷却水出口3可以位于同一直线上或错开设置，可根据实际需求进行设置。

请参见图1和图2，在本实用新型实施例中，所述冷却水进口2包括相互连通的第一端口(图未示)和用于连接外部进水管的第二端口21，所述第一端口与所述第一水道4的进水口、所述第二水道5的出水口均连通；

所述冷却水出口3包括相互连通的第三端口31和用于连接外部出水管的第四端口32，所述第三端口31与所述第一水道4的出水口、所述第二水道5的出水口均连通。

在本实施例中，所述冷却水进口2用于连接外部进水管，以使冷却液通过所述冷却水进口2流入所述热交换水道内；而所述冷却水出口3则用于连接外部出水管，以使所述热交换水道内的冷却液从所述冷却水出口3离开所述机壳本体1；可以理解的，外部进水管、外部出水管均连接在冷却系统中，在此不做赘述。

具体的，所述冷却水进口2、所述冷却水出口3均呈条形，且所述第二端口 21内设有用于插接外部进水管的第一阶梯部，所述第四端口32内设有用于插接外部出水管的第二阶梯部。在具体实施中，所述冷却水进口2、所述冷却水出口 3的周侧均设有螺孔，可采用螺钉固定方式将外部进水管固定在所述冷却水进口 2中，以及将外部出水管固定在所述冷却水出口3中，从而保证所述水冷电机壳的可靠性。

可以理解的，外部进水管的出水口与所述冷却水进口2过盈配合，且所述第一阶梯部具有限制外部进水管的功能，从而避免了冷却液从外部进水管流入所述冷却水进口2时发生溢水情况，进而保证了所述水冷电机壳水冷散热的稳定性和可靠性；同理，外部出水管的进水口与所述冷却水出口3过盈配合。

在本实施例中，为了使结构合理化，所述热交换水道内设有第一分流件11 和第二分流件12，所述第一分流件11正对所述第一端口，所述第二分流件12 正对所述第三端口31，且所述第一分流件11设于所述第一水道4的进水口与所述第二水道5的进水口的连通处，所述第二分流件12设于所述第一水道4的出水口与所述第二水道5的出水口的连通处。

在本实施例中，由于所述热交换水道由所述第一水道4、所述第二水道5组成，且所述第一水道4和所述第二水道5关于所述机壳的中心对称，所述第一分流件11对经由所述冷却水进口2流入的冷却液具有分流作用，以将冷却液一分为二地分流到所述第一水道4、所述第二水道5中，以使冷却液能够一分为二地在所述第一水道4、所述第二水道5内流动；而所述第二分流件12则具有导向作用，以将所述第一水道4、所述第二水道5的冷却液交汇并导流朝向所述冷却水出口3，从而利于所述热交换水道内的冷却液快速流畅地流入所述冷却水出口3。

优选地，所述第一分流件11正对所述第一端口的中部，以使所述冷却水进口2流入所述热交换水道内的冷却液能够均匀地分别流向所述第一水道4、所述第二水道5中，从而保证了所述第一水道4、所述第二水道5内的冷却液充分吸收并带走所述机壳本体1的热量，以避免所述机壳本体1的温度不均，进而有利于提高应用所述水冷电机壳的电机的整体性能。

请参见图1和图2，在本实用新型实施例中，所述第一分流件11、所述第二分流件12均呈锥形结构；

所述第一分流件11横截面积较大的一端连接在构成所述第一水道4、所述第二水道5的水道壁上，所述第一分流件11横截面积较小的一端正对所述第一端口的中部；

所述第二分流件12横截面积较大的一端连接在构成所述第一水道4、所述第二水道5的水道壁上，所述第二分流件12横截面积较小的一端正对所述第三端口31的中部。

在本实施例中，应当说明的是，所述第一分流件11横截面积较大的一端分别与构成所述第一水道4、所述第二水道5的水道壁形成拐角，则所述第一分流件11、所述第二分流件12的两侧均呈弧形结构，以利于冷却液的流动。

请参见图1和图2，在本实用新型实施例中，所述热交换水道内设有第一分流槽13和第二分流槽14，所述第一分流槽13、所述第二分流槽14均呈弧形，且所述第一分流槽13、所述第二分流槽14均沿所述机壳本体1的外侧壁周向设置；

其中，所述第一分流槽13位于所述第一分流件11与所述第一端口之间，所述第二分流槽14位于所述第二分流件12与所述第三端口31之间。

在本实施例中，经由所述冷却液进口流入的冷却液首先流入到所述第一分流槽13内，由所述第一分流槽13进行分流，通过弧形凹槽将冷却液一分为二地往所述第一水道4、所述第二水道5流动。而所述第二分流槽14则具有汇流作用，以使所述第一水道4、所述第二水道5内的水汇聚在所述冷却水出口3的第三端口31处，以利于冷却液往所述冷却水出口3涌出。

这样通过所述第一分流槽13、所述第二分流槽14的分流与聚合作用，能够有效地提高冷却液在所述热交换水道内的流畅性，从而有利于冷却液及时有效地带走电机产生的热量，进而有利于提高散热效率。

请参见图1和图2，在本实用新型实施例中，所述第一水道4沿所述机壳本体1的外侧壁周向弯折成型为若干个相互平行的第一子水道，所述第二水道5沿所述机壳本体1的外侧壁周向弯折成型为若干个相互平行的第二子水道；

其中，所述第一子水道的数量与所述第二子水道的数量相同，且若干个所述第一子水道之间的连通拐角处、若干个所述第二子水道之间的连通拐角处均呈弧形，从而有利于避免拐角处产生局部过热情况，且有利于提高冷却液在所述第一水道4、所述第二水道5内的流畅性，进而有利于单体体积的冷却液与所述机壳本体1之间进行充分的热交换，以提高所述水冷电机壳体的散热效率。

在本实施例中，应当说明的是，所述第一子水道的数量与所述第二子水道的数量根据实际需求进行设计，可以为3个、4个或多个。

请参见图1和图2，在本实用新型实施例中，所述第一水道4、所述第二水道5内均设有多个散热片15，多个所述散热片15沿所述机壳本体1的外侧壁周向错落分布，且每一所述散热片15的高度等于或低于构成所述热交换水道的水道壁高度。

在本实施例中，所述散热片15呈片状，且所述散热片15与所述机壳本体1 一体成型，当电机产生的热量传递到所述机壳本体1时，所述散热片15上也具有一部分热量，则多个所述散热片15错落分布于所述热交换水道内，有利于增加冷却液的热交换面积，从而使得单位体积的冷却液能够通过所述散热片15充分吸收并带走一部分热量。

其中，多个所述散热片15沿所述机壳本体1的外侧壁周向错落分布，优选地，所述第一水道4和所述第二水道5内的散热片15数量相同，以保证所述机壳本体1两侧的散热效率相同，从而有利于保证所述水冷电机壳的散热效率。

可以理解的，每一所述散热片15与构成所述热交换水道的水道壁平行，以使冷却液在所述热交换水道内通畅流动；或者是多个所述散热片15均倾斜设置，以减缓冷却液在所述热交换水道内的流动速度，从而有利于延长冷却液与所述机壳本体1之间的热交换时间，从而使得单位体积的冷却液能够更加有效地吸收并带走电机产生的热量。

请参见图1和图2，在本实用新型实施例中，所述第一水道4、所述第二水道5内设有若干个支撑件16，每一所述支撑件16沿所述机壳本体1的外侧壁周向分布，且每一所述支撑件16的高度等于构成所述热交换水道的水道壁高度。

在本实施例中，由于所述水冷电机壳需要使用机壳密封结构6进行密封，以限制冷却液在所述热交换水道内流动，所述支撑件16用于支撑套设在所述机壳本体1上的机壳密封结构6的作用，以提高所述机壳密封结构6套设在所述机壳本体1上的稳固性。可以理解的，所述支撑件16包括但不限于支撑筋，所述支撑件16呈弧形且与所述机壳本体1一体成型，以适配于圆柱体结构的所述水冷电机壳。

请参见图1和图2，在本实用新型实施例中，所述机壳本体1上设有第一密封圈17和第二密封圈18，所述第一密封圈17位于所述热交换水道与所述冷却水进口2之间，所述第二密封圈18位于所述热交换水道与所述冷却水出口3之间，且所述第一密封圈17与所述第二密封圈18平行。

在本实施例中，所述第一密封圈17和所述第二密封圈18呈环形结构，以使所述机壳密封结构6与所述机壳本体1过盈配合，有利于保证所述水冷电机壳的密封性。

优选的，所述第一密封圈17和所述第二密封圈18采用硅橡胶等密封性良好的材料。

请参见图1和2，本实用新型还提供了一种电机，包括机壳密封结构6和如上述的水冷电机壳；所述机壳密封结构6套接在所述机壳本体1上，所述第一密封圈17、所述第二密封圈18均密封连接在所述机壳密封结构6的内侧壁上。

在本实施例中，所述机壳密封结构6与所述机壳本体1过盈配合，所述机壳密封结构6呈圆柱体结构，以使环形的所述第一密封圈17、所述第二密封圈18 能够紧密贴合在所述机壳密封结构6的内壁上，从而避免冷却液泄露，以保证所述电机的可靠性。

综上，本实用新型提供了一种水冷电机壳，包括机壳本体1，所述机壳本体 1上设有冷却水进口2、冷却水出口3以及连通所述冷却水进口2和所述冷却水出口3的热交换水道，所述冷却水进口2设于所述机壳本体1的一端上，所述冷却水出口3设于所述机壳本体1的另一端上；

所述热交换水道包括第一水道4和第二水道5，所述冷却水进口2与所述第一水道4的进水口、所述第二水道5的进水口均连通，所述冷却水出口3与所述第一水道4的出水口、所述第二水道5的出水口均连通；

其中，所述第一水道4、所述第二水道5均沿所述机壳本体1的外侧壁周向弯折成型，且所述第一水道4和所述第二水道5关于所述机壳的中心对称并分布于所述机壳本体1的外侧壁上。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

(1)通过在所述机壳本体1上设置所述热交换水道，以使所述热交换水道内的冷却液吸收并带走电机产生的热量，从而实现电机的散热降温，进而有利于电机的正常运行。具体的，在电机运行时，温度较低的冷却液由外部进水管输送并通过所述冷却水进口2流入到所述热交换水道内，冷却液在所述热交换水道内游走并与所述机壳本体1的外侧壁进行换热，以吸收电机产生的热量并成为温度较高的冷却液，从而有效地避免电机温度过高；最后温度较高的冷却液经由所述冷却水出口3流出到外部出水管，以带走电机产生的热量，冷却液如此循环流动，能够有效地将电机产生的热量及时有效地散发出去。

(2)所述热交换水道由所述第一水道4、所述第二水道5组成，且所述第一水道4和所述第二水道5关于所述机壳的中心对称，则由所述冷却水进口2流入的冷却液能够一分为二地在所述第一水道4、所述第二水道5内流动；

一方面，关于所述机壳的中心对称分布的所述第一水道4、所述第二水道5 有利于冷却液在所述机壳本体1的外侧壁上均匀分布，且能够有效地扩大冷却液与所述机壳本体1之间的热交换面积，也有效地增加了所述热交换水道内冷却液的体积，从而使得冷却液与所述机壳本体1的外侧壁能够充分接触，进而有利于提高热交换效率；

另一方面，关于所述机壳的中心对称分布的所述第一水道4、所述第二水道 5增加了冷却液在所述热交换水道内的流动时间，以使冷却液能够充分地吸收所述机壳本体1的热量，从而有利于提高热交换效率；这样，关于所述机壳的中心对称分布的所述第一水道4、所述第二水道5优化了电机壳体的冷却水道，能够有效地提高散热效率，避免电机由于工作产生热量导致温度过高而影响电机运行，从而有利于提升电机的整体性能。

(3)所述热交换水道采用所述第一分流件11，能够将冷却液一分为二地分流到所述第一水道4、所述第二水道5中，以使冷却液能够一分为二地在所述第一水道4、所述第二水道5内流动；而所述第二分流件12则具有导向作用，以将所述第一水道4、所述第二水道5的冷却液交汇并导流朝向所述冷却水出口3，从而利于所述热交换水道内的冷却液快速流畅地流入所述冷却水出口3。

(4)所述第一分流件11正对所述第一端口的中部，以使所述冷却水进口2 流入所述热交换水道内的冷却液能够均匀地分别流向所述第一水道4、所述第二水道5中，从而保证了所述第一水道4、所述第二水道5内的冷却液充分吸收并带走所述机壳本体1的热量，以避免所述机壳本体1的温度不均，进而有利于提高应用所述水冷电机壳的电机的整体性能。

(5)所述第一分流件11横截面积较大的一端分别与构成所述第一水道4、所述第二水道5的水道壁形成拐角，则所述第一分流件11、所述第二分流件12 的两侧均呈弧形结构，以利于冷却液的流动。

(6)通过所述第一分流槽13、所述第二分流槽14的分流与聚合作用，能够有效地提高冷却液在所述热交换水道内的流畅性，从而有利于冷却液及时有效地带走电机产生的热量，进而有利于提高散热效率。

(7)若干个所述第一子水道之间的连通拐角处、若干个所述第二子水道之间的连通拐角处均呈弧形，从而有利于避免拐角处产生局部过热情况，且有利于提高冷却液在所述第一水道4、所述第二水道5内的流畅性，进而有利于单体体积的冷却液与所述机壳本体1之间进行充分的热交换，以提高所述水冷电机壳体的散热效率。

(8)多个所述散热片15沿所述机壳本体1的外侧壁周向错落分布，优选地，所述第一水道4和所述第二水道5内的散热片15数量相同，以保证所述机壳本体1两侧的散热效率相同，从而有利于保证所述水冷电机壳的散热效率。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。