一种电机冷却方法和新能源车用大功率双冷电机与流程

本发明涉及新能源车用异步电机，特别是一种电机冷却方法和新能源车用大功率双冷电机。

背景技术：

随着国际上对能源安全和环境保护问题的重视不断提升，各国对汽车排放污染物要求越来越严格。纯电动汽车利于减少能源消耗，已成为当今汽车业发展的趋势。纯电动车通常采用异步电机作为动力，随着车辆吨位的增加，电机功率要求越来越大，如常用中型客车的电机功率通常需要100kw以上。但随着功率的增大，电机的体积和发热量相应增大，为确保电机稳定运行和转换率，以及降低能耗，提高能源利用率，需要通过良好的散热措施确保电机最高运行温度在设定值内。现有新能源车用大功率电机通常采用水冷和油冷相接合的冷却方式进行冷却。水冷是通过外部循环水对电机壳体进行冷却，油冷用于冷却电机内部。但现有油冷方式主要有三中方式，第一种是利用外部冷却油循环系统对电机转子进行冷却；第二种是在转子内设置热交换器对转子进行冷却。第三种是利用变速箱润滑冷却油对电机内部进行循环冷却。第一种和第二种两种方式结构复杂，故障隐患多；第三种由于电机内冷却油采用变速箱的润滑油相同的油品，并通过油泵循环。不仅结构复杂，而且油品难以同时兼顾润滑特性和绝缘特性要求，即使专门生产这种特供油品，也会导致使用成本提高。

技术实现要素：

本发明的第一目的就是针对现有系能源车用电机冷却系统结构复杂、故障隐患多，使用成本高的缺陷，提供一种电机冷却方法，该方法通过在电机内部加注绝缘油的方式对电机转子和定子进行热传导，并借助水冷的外部循环水进行充分冷却，形成双冷关联密切的双冷方式。本发明的第二目的是提供一种能够实现双冷方式冷却的新能源车用大功率双冷电机。

为实现第一目的，本发明采用如下技术方案。

一种电机冷却方法，包括通过循环冷却水对电机壳体进行冷却；还包括通过在电机内部加注绝缘油对电机转子和定子进行热传导式冷却。

采用前述方案的本发明电机冷却方法，通过在水冷电机内部加注绝缘油，以利用绝缘油作为传热介质，将电机内部的转子和定子运行过程中产生的热量传递到壳体上，以在采用外部循环水对壳体进行水冷的同时，对电机内部形成冷却，以确保电机在长时间运行过程中保持温升低、最高温度能够稳定在设定温度范围内，从而为电机具有良好的特性参数提供保证。其中，绝缘油可采用常用的变压器油，电机内部油品加注可采用定期更换、定期添加或者，定期更换和添加相结合的方式，以保持良好的绝缘特性和导热特性。并且，无需对电机结构进行过多改变，也无需专门设置外部循环装置，对油品的要求也可使用市场上可以直接采购得到的变压器油，并无特殊特性要求；电机故障率低，使用成本低。

为实现第二目的，本发明采用如下技术方案。

一种新能源车用大功率双冷电机，呈交流异步电机结构，包括壳体，以及位于所述壳体内部的定子和转子，壳体上形成有冷却水套，冷却水套通过进出水接头与外部冷却水循环系统连接；所述壳体上设有绝缘油加油孔。

采用前述方案的本发明双冷电机，通过水冷电机的壳体上设置绝缘油加油孔，以通过加油孔加注绝缘油至电机内部，利用绝缘油的绝缘特性，确保电机内部线圈和绝缘层不会形成短路或导通故障，利用绝缘油的导热特性传导热量，将定子和转子运行的热量传导到壳体上，再由壳体的外循环水冷却系统对壳体进行冷却，从而达到充分散热降温目的，确保电机长期运行时，温升和最高温度保持在设定范围内，且能量转换率高、能耗低。

优选的，所述绝缘油加油孔上螺合有通气帽。以保持电机内外气压平衡，可有效减少绝缘油消耗。

进一步优选，所述绝缘油加油孔位于壳体上部；所述壳体下部设有放油孔，放油孔密封连接有放油螺塞。以便定期更换油品，确保绝缘和导热特性保持优良。

进一步优选的，所述通气帽包括头部和螺合部，螺合部中部形成有盲孔，盲孔的底端靠近头部，头部上形成有横向穿孔，横向穿孔在盲孔的底端与所述盲孔连通。以确保结构简单、加工方便，并便于拆装。

更进一步优选的，所述盲孔为台阶孔，且底部段孔径大于口部段孔径，并在盲孔的底部段内设有海绵。海绵用于避免颗粒类杂质进入电机内部污染绝缘油，影响绝缘特性，确保绝缘油使用寿命长；而底部段孔径大于口部段孔径，可有效防止海绵掉落在电机内部，确保使用安全。

优选的，所述转子由转子轴、转子本体和硅钢片组成，所述转子本体由铸铜制成。利用铜的热传导率高的特性，进一步提高电机的散热效果。

进一步优选的，所述壳体的尾端设有后盖，所述转子轴的尾段通过后轴承可转动地支撑在所述后盖上，该后盖上嵌设有钢套，钢套内孔构成后轴承用安装孔。钢套构成轴承座，利用钢套材料强度高的特性确保电机长期运行过程中，转子回转中心的位置稳定，其中，后盖可采用铸铝制造，以减轻重量，利于车辆的轻量化设计。

本发明的有益效果是，冷却方法利用绝缘油对内部热量进行传导，并充分利用外部循环水冷却系统提升整体冷却效果；电机结构简单、故障隐患少，长期运行温升和最高温度保持在设定范围内，且能量转换率高、能耗低。

附图说明

图1是本发明的结构示意轴测图。

图2是本发明的结构示意剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1，一种电机冷却方法，包括通过循环冷却水对电机壳体进行冷却；还包括通过在电机内部加注绝缘油对电机转子和定子进行热传导式冷却。

其中，绝缘油采用变压器油；绝缘油采用定期补充或定期更换，或者，定期补充和定期更换相结合的方式保持油量、绝缘特性和导热特性。

实施例2，参见图1、图2，一种新能源车用大功率双冷电机，呈交流异步电机结构，包括壳体1，以及位于所述壳体1内部的定子2和转子3，壳体1上形成有冷却水套，冷却水套通过进出水接头1a与外部冷却水循环系统连接；所述壳体1上设有绝缘油加油孔1b。

其中，所述绝缘油加油孔1b上螺合有通气帽4；绝缘油加油孔1b位于壳体1上部；壳体1下部设有放油孔，放油孔密封连接有放油螺塞5。

通气帽4包括头部和螺合部，螺合部中部形成有盲孔4a，盲孔4a的底端靠近头部，头部上形成有横向穿孔4b，横向穿孔4b在盲孔4a的底端与所述盲孔4a连通；盲孔4a为台阶孔，且底部段孔径大于口部段孔径，并在盲孔的底部段内设有海绵。转子3由转子轴31、转子本体32和硅钢片组成，转子轴31构成电机输出轴，转子本体32由铸铜制成；壳体1的尾端设有后盖6，所述转子轴31的尾段通过后轴承可转动地支撑在所述后盖6上，该后盖6上嵌设有钢套7，钢套7内孔构成后轴承用安装孔。

应用于车长12m，额定载人数100的双层巴士车上的100kw本双冷电机，按如下试验条件进行了路试，整车自重12000kg，载货7500kg(相当于载112人)，总重19500kg，试验里程5100km，路况为12km城市交通繁华路段+50km乡间水泥平路+15km坡道。其试验结果为，百公里每1000kg能耗约为6.65kwh；平路车速最高为69km/h，电机最高温度为111℃，控制器最高温度为84℃，最大回馈电流84a；坡度最高24％，爬坡车速24km/h，爬坡最大电流287a。根据试验结果对比行业水平，本双冷电机已处于业内先进水平。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。