一种电机冷却系统、电机及车辆的制作方法

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机冷却系统、电机及车辆。

背景技术：

双定子单转子盘式电机，其产生的热量主要由定子总成铁损和铜损以及转子总成铁损和永磁体涡流损耗组成，目前双定子单转子轴向磁通电机多采用端盖或壳体端面设置冷却水路系统冷却定子方案，冷却水路系统有采用端盖、盖板和密封圈固定方式，有采用水路集成铸造与壳体中方式等，但并无转子冷却方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种电机冷却系统、电机及车辆，能够提高定子总成和转子总成的冷却效率和冷却效果。

为实现上述技术效果，本发明的电机冷却系统的技术方案如下：

一种电机冷却系统，包括设置于电机内的冷却水道和冷却油道，所述电机包括壳体、转子总成和至少一个定子总成，所述壳体限定出容纳腔，所述转子总成和所述定子总成均设在所述容纳腔内，所述转子总成包括转子轴和套设在转子轴上的转子支架，所述定子总成套设在所述转子轴上并与所述壳体连接；所述冷却水道设在所述壳体的端部，所述壳体的端部开设有进水口和出水口，至少所述壳体的一端设有一个所述冷却水道；所述冷却油道包括进油道、多个导油道和出油口，所述进油道开设于所述转子轴内，多个导油道设在所述转子支架上且呈放射线状分布，每个所述导油道的一端与所述进油道连通，另一端朝向所述定子总成敞开设置，所述出油口开设在所述壳体的侧壁上。

进一步地，所述冷却水道包括开设于所述壳体端部的冷却槽，所述冷却槽的两端间隔设置，所述壳体包括封闭所述冷却槽的封闭盖板。

进一步地，所述转子支架的内部开设有连接孔，所述转子轴穿设于所述连接孔内，所述连接孔的内壁开设有环形储油槽，所述环形储油槽分别与所述进油道和所述导油道连通，所述环形储油槽的两侧均设有密封件。

进一步地，所述进油道包括：第一进油通道，所述第一进油通道沿所述转子轴的轴向方向开设于所述转子轴内；至少一个第二进油通道，所述第二进油通道沿所述转子轴的径向方向开设于转子轴内，所述第二进油通道的一端与所述第一进油通道连通，另一端与多个所述导油道连通。

进一步地，所述第二进油通道为多个，且每个所述第二进油通道对应一个所述导油道设置。

进一步地，所述导油道包括：第一导油通道，所述第一导油通道沿所述转子轴的径向方向设在所述转子支架内；至少一个第二导油通道，所述第二导油通道沿所述转子轴的轴向方向设在所述转子支架内，所述第二导油通道的一端与所述第一导油通道连通，另一端朝向所述定子总成设置。

进一步地，所述第一导油通道沿所述转子轴的径向方向贯穿所述转子支架，所述转子支架的外周壁设有穿设在所述第一导油通道内的堵油塞。

进一步地，所述壳体的两端分别设有一个所述冷却水道，所述导油道的远离所述进油道的一端具有两个喷油口，两个所述喷油口沿所述转子轴的轴向方向相背设置。

一种电机，包括：壳体，所述壳体限定出容纳腔；转子总成，所述转子总成设在所述容纳腔内，所述转子总成包括转子轴和转子支架，所述转子支架套设在所述转子轴上并与所述转子轴连接；至少一个定子总成，所述定子总成套设在所述转子轴上并与所述壳体连接；前文所述的电机冷却系统，所述电机冷却系统设在所述壳体和所述转子总成内。

一种车辆，包括前文所述的电机。

本发明的有益效果为：根据本发明的电机冷却系统，既在壳体的端部设置冷却水道，实现对定子总成的端部和壳体的冷却，又在转子总成内设置冷却油道，冷却油道输送的冷却油能够直接对定子总成的另一端和转子总成起到可靠的冷却作用，能够对定子端部绕组和转子总成起到较好的冷却效果，同时还具备结构紧凑、工艺简单、便于安装的优点。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的电机的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的电机的内部结构示意图之一；

图3是图2中a处的局部放大结构示意图；

图4是图2中b处的局部放大结构示意图；

图5是本发明具体实施方式提供的转子总成的结构示意图；

图6是本发明具体实施方式提供的转子轴的内部结构示意图；

图7是本发明具体实施方式提供的转子支架的内部结构示意图；

图8是本发明具体实施方式提供的永磁体和压紧件的结构示意图；

图9是本发明具体实施方式提供的电机的内部结构示意图之二；

图10是本发明具体实施方式提供的前壳的结构示意图；

图11是本发明具体实施方式提供的定子总成的侧视图；

图12是图11中c处的局部放大结构示意图。

附图标记

1、壳体；11、进水管；12、出水管；13、隔板；14、前壳；15、后壳；16、出油管；17、封闭盖板；

2、转子总成；21、转子轴；22、转子支架；221、连接孔；222、环形储油槽；223、堵油塞；224、支架内圈；225、支架外圈；226、支架肋条；23、密封件；24、轴承组件；241、前角接触轴承；242、后角接触轴承；243、轴用卡簧；244、孔用卡簧；245、调整垫片；246、轴承压套；25、永磁体；26、压紧件；261、内圈压板；262、外圈压板；

3、定子总成；31、定子铁芯；32、绕组；33、槽底绝缘纸；34、层间绝缘纸；35、槽楔；361、旋变定子；362、旋变定子压盘；363、旋变端盖；364、进油管；365、导油管；366、旋变转子；367、旋变转子压套；368、油封；

4、冷却槽；

5、进油道；51、第一进油通道；52、第二进油通道；

6、导油道；61、第一导油通道；62、第二导油通道；63、喷油口；

7、出油口；

81、高压连接器；82、低压连接器。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面参考图1-图12描述本发明实施例的电机冷却系统的具体结构。

如图1-图12所示，图1公开了一种电机冷却系统，其包括设置于电机内的冷却水道和冷却油道，电机包括壳体1、转子总成2和至少一个定子总成3，壳体1限定出容纳腔，转子总成2和定子总成3均设在容纳腔内，转子总成2包括转子轴21和套设在转子轴21上的转子支架22，定子总成3套设在转子轴21上并与壳体1连接。冷却水道设在壳体1的端部，壳体1的端部开设有进水口和出水口，至少壳体1的一端设有一个冷却水道。冷却油道包括进油道5、多个导油道6和出油口7，进油道5开设于转子轴21内，多个导油道6设在转子支架22上且呈放射线状分布，每个导油道6的一端与进油道5连通，另一端朝向定子总成3敞开设置，出油口7开设在壳体1的侧壁上。

可以理解的是，设置于壳体1端部的冷却水道能够对连接于壳体1的定子总成3起到散热效果，从而针对定子总成3的铁损和铜损产生的热量起到较好的散热作用。冷却油能够从壳体1外侧输送至转子轴21的进油道5中，再由进油道5通入转子支架22上的多个导油道6中，并经由导油道6朝向定子总成3敞开设置的端部喷入定子总成3上。多个导油道6呈放射线状分布能够确保冷却油可以在转子的转动过程中喷出至定子总成3的整个端面上，从而提高冷却油对定子总成3端部的冷却效果，同时喷出的冷却油还能针对转子总成2的朝向定子总成3设置的侧面起到冷却效果，即对转子总成2上的永磁体25起到较好的冷却效果，且冷却油在进油道5和导油道6内的运输过程中也能对转子轴21和转子支架22起到较好的冷却作用。进入壳体1内部的冷却油能够在自身重力作用下由出油口7排出，从而实现了冷却油在定子总成3和转子总成2上的循环冷却。由此，本实施例的冷却油道内的冷却油能够直接在壳体1内部直接针对定子总成3和转子总成2起到冷却作用，相对于在壳体1上开设冷却通道的冷却方案而言，显著提高了定子总成3和转子总成2的冷却效果。同时由于进油道5和导油道6均开设于转子总成2上，从而无需在壳体1内额外设置其他输送结构，即能够降低冷却油道在壳体1内的占用空间，具有紧凑可靠的结构，在现有技术中的电机上加装本实施例的电机冷却系统十分便捷，使得本实施例的电机冷却系统具有较高的适用范围。

根据本实施例的电机冷却系统，既在壳体1的端部设置冷却水道，实现对定子总成3的端部和壳体1的冷却，又在转子总成2内设置冷却油道，冷却油道输送的冷却油能够直接对定子总成3的另一端和转子总成2起到可靠的冷却作用，能够对定子端部绕组32和转子总成2起到较好的冷却效果，同时还具备结构紧凑、工艺简单、便于安装的优点。

在一些实施例中，如图1、图2和图10所示，冷却水道包括开设于壳体1端部的冷却槽4，冷却槽4的两端间隔设置，壳体1包括封闭冷却槽4的封闭盖板17。

可以理解的是，封闭盖板17封闭冷却槽4后即可形成密封的冷却水道，将冷却液通入冷却水道，并在壳体1端部流通后引出即可对壳体1端部起到较好的冷却效果。

具体而言，在本实施例中，如图10所示，壳体1端部开设有环形槽，环形槽内设置隔板13使其形成为弧形槽，该弧形槽即为冷却槽4，冷却液由弧形槽的一端通入，再由弧形槽的另一端引出，即可实现冷却液的流通冷却作用。封闭盖板17通过搅拌摩擦焊固定于冷却槽4上，即可形成密封的冷却水道，防止冷却液溢出至壳体1外侧，确保电机的正常使用。当然，在本发明的其他实施例中，封闭盖板17也可以通过其他一体成型方式连接于壳体1上，只要达到密封冷却槽4的效果即可，无需进行具体限定。

在一些具体的实施例中，如图1所示，壳体1还包括进水管11和出水管12。可以理解的是，进水管11和出水管12能够便于向冷却水道内输入循环冷却液，从而提高冷却效果。当冷却水道为多个时，进水管11和出水管12也能设置为多个，同时多个冷却水道可以通过进水管11和出水管12形成并联或串联输送路线，其具体连接类型可以根据实际散热需求确定，在此无需进行具体限定。

在一些具体的实施例中，如图2所示，壳体1还设有出油管16，出油管16与出油口7对应设置，以便于从壳体1内部输出冷却油，提高冷却油的循环效率。

在一些实施例中，如图2、图5、图7和图9所示，转子支架22的内部开设有连接孔221，转子轴21穿设于连接孔221内，连接孔221的内壁开设有环形储油槽222，环形储油槽222分别与进油道5和导油道6连通，环形储油槽222的两侧均设有密封件23。

可以理解的是，由于进油道5设置于转子轴21内，导油道6设置于转子支架22上，转子轴21和转子支架22形成为一体成型件的难度较高，且即便转子轴21和转子支架22形成为一体成型件，在其中开设可靠的冷却油道也具有较高的加工难度，由此，在转子轴21和转子支架22互相分离的结构下，于连接孔221内开设的环形储油槽222能够对进油道5和导油道6的连接处的冷却油起到缓冲作用，使冷却油能够顺畅的流通至导油道6中，从而确保冷却油的冷却效果。在环形储油槽222的两侧开设的密封件23能够防止冷却油渗出至转子轴21的两端，确保足够的冷却油由转子支架22上喷出至定子总成3上，从而提高冷却油的利用率。具体而言，在本实施例中，密封件23包括o型密封圈。

在一些实施例中，如图2和图6所示，进油道5包括第一进油通道51和至少一个第二进油通道52。第一进油通道51沿转子轴21的轴向方向开设于转子轴21内。第二进油通道52沿转子轴21的径向方向开设于转子轴21内，第二进油通道52的一端与第一进油通道51连通，另一端与多个导油道6连通。

可以理解的是，第一进油通道51能够便于将冷却油由壳体1外侧输送至转子轴21内；由于多个导油道6均设在转子支架22上且呈放射线状分布，使得导油道6的延伸方向与转子轴21的轴向方向呈夹角设置，预先在转子轴21内开设第二进油通道52能够便于第一进油通道51内的冷却油输送至导油道6中，从而优化了冷却油的输送路径，提高了冷却油在冷却油道内的输送效率。

在一些实施例中，如图9所示，第二进油通道52为多个，且每个第二进油通道52对应一个导油道6设置。

可以理解的是，每个第二进油通道52对应一个导油道6设置，使冷却油能够快速由第二进油通道52输送至导油道6中，从而提高了冷却油的运输效率，使冷却油能够更为顺畅地输送至导油道6中，进而提高冷却油的冷却效果。

在一些实施例中，如图2、图7和图9所示，导油道6包括第一导油通道61和至少一个第二导油通道62。第一导油通道61沿转子轴21的径向方向设在转子支架22内。第二导油通道62沿转子轴21的轴向方向设在转子支架22内，第二导油通道62的一端与第一导油通道61连通，另一端朝向定子总成3敞开设置。

可以理解的是，第一导油通道61能够确保冷却油由进油道5进入导油道6内，第二导油通道62能够将冷却油导向至定子总成3和转子总成2的端部，从而实现对定子总成3和转子总成2的直接冷却作用。此外，在本实施例中，当第二导油通道62为多个时，多个第二导油通道62能够沿第一导油通道61的延伸方向间隔设置。

在一些实施例中，如图5和图7所示，第一导油通道61沿转子轴21的径向方向贯穿转子支架22，转子支架22的外周壁设有穿设在第一导油通道61内的堵油塞223。

可以理解的是，通过上述结构设置，能够大大降低第一导油通道61在转子支架22上的加工难度，同时额外设置的堵油塞223能够防止冷却油沿第一导油通道61的延伸方向喷出至壳体1内，确保冷却油由第二导油通道62喷出至定子总成3上，提高了冷却油的利用率和冷却效果。

在一些实施例中，壳体1的两端分别设有一个冷却水道，导油道6的远离进油道5的一端具有两个喷油口63，两个喷油口63沿转子轴21的轴向方向相背设置。

可以理解的是，双定子单转子电机具有两个定子总成3和一个转子总成2，定子总成3分布于转子总成2的两端，由此，本实施例的导油道6开设两个喷油口63，能够同时直接冷却两个定子总成3，并能同时冷却转子总成2的两端，壳体1两端的冷却水道能够分别对一个定子总成3起到间接冷却效果，从而提高了电机冷却系统针对双定子单转子电机的冷却效果。

如图1-图12所示，本发明还公开了一种电机，包括壳体1、转子总成2、至少一个定子总成3和前文所述的电机冷却系统。壳体1限定出容纳腔。转子总成2设在容纳腔内，转子总成2包括转子轴21和转子支架22，转子支架22套设在转子轴21上并与转子轴21连接。定子总成3套设在转子轴21上并与壳体1连接。电机冷却系统设在壳体1和转子总成2内。

根据本发明实施例的电机，由于具有前文所述的电机冷却系统，能够对定子总成3和转子总成2起到较好的冷却效果，提高冷却效率，进而提高电机的使用寿命和适用范围。

在一些具体的实施例中，如图2所示，壳体1包括前壳14和后壳15，前壳14和后壳15通过螺栓固定连接，并通过止口和销定位。前壳14和后壳15的设置便于实现电机的稳固组装，止口和销定位能够配合螺栓确保前壳14与后壳15的紧固连接。

在一些具体的实施例中，如图2-图4所示，转子总成2还包括轴承组件24，轴承组件24包括前角接触轴承241、后角接触轴承242、轴用卡簧243、孔用卡簧244、调整垫片245和轴承压套246，前角接触轴承241和后角接触轴承242的轴承内圈通过轴用卡簧243固定于转子轴21，前角接触轴承241的外圈通过轴承压套246压紧于前壳14上，轴承压套246通过螺栓固定连接于前壳14，后角接触轴承242的外圈与后壳15之间设有调整垫片245，后角接触轴承242的外圈通过孔用卡簧244固定在后壳15上。轴承组件24的设置能够确保转子轴21在壳体1上的稳固运转，进而提高电机的使用寿命。

具体而言，前壳14和后壳15分别设有轴承座，前角接触轴承241和后角接触轴承242均设置于轴承座内。轴承压套246和调整垫片245等结构的尺寸可以根据转子总成2内的相关零件的轴向尺寸确定，从而能够实现对定子和转子的前后间隙起到平衡调整作用，进一步确保转子总成2和定子总成3的正常使用。

在一些具体的实施例中，如图2-图4所示，定子总成3包括旋变定子361、旋变定子压盘362，旋变定子361通过螺栓和旋变定子压盘362固定于后壳15上，并通过旋变端盖363实现密封，旋变转子366通过旋变转子压套367固定于转子轴21端。

在一些具体的实施例中，如图2-图4所示，旋变盖板上压装设有进油管364和导油管365，进油管364与导油管365连通，导油管365连通于转子轴21。导油管365和进油管364的设置能够确保冷却油可靠地输送至转子轴21内的导油道6中，从而提高冷却油的利用率和冷却效果。

在一些具体的实施例中，如图3所示，导油管365与转子轴21的连接处还设有油封368，从而实现导油管365与导油道6之间的密封连接。

在一些具体的实施例中，如图2所示，电机包括两个定子总成3，两个定子总成3分别设在转子支架22的两侧，两个定子总成3分别通过螺栓固定连接于前壳14和后壳15。定子总成3分别与前壳14和后壳15固定连接，能够确保电机的正常使用。

在一些具体的实施例中，如图2、图11和图12所示，定子总成3还包括定子铁芯31、绕组32、槽底绝缘纸33、层间绝缘纸34、槽楔35、相间绝缘纸(未图示)和三相接线端子(未图示)。槽底绝缘纸33、层间绝缘纸34和槽楔35将绕组32固定在定子铁芯31槽内。相间绝缘纸插设于绕组32端部，三相接线端子与绕组32连接。槽底绝缘纸33和层间绝缘纸34能够起到高压绝缘作用，确保电机的安全运行。槽楔35能够将绕组32固定于定子铁芯31槽内，确保电机的正常运行。相间绝缘纸能够实现端部相间绕组32的绝缘，也能确保电机的安全运行，三相接线端子能够实现高压出线作用。

在一些具体的实施例中，电机还包括高压连接器81和低压连接器82。

在一些具体的实施例中，如图5和图8所示，转子总成2还包括多个永磁体25、压紧件26和锁止螺母(未图示)。锁止螺母用于将转子支架22固定于转子轴21上。压紧件26用于将多个永磁体25沿转子支架22的周向方向固定在转子支架22上。压紧件26能够将多个永磁体25固定在转子支架22上，从而确保永磁体25不会在转子总成2的转动过程中从转子支架22脱落。

在一些具体的实施例中，如图5和图8所示，转子支架22包括支架内圈224、支架外圈225和呈放射状分布的多个支架肋条226，支架肋条226的两端分别与支架内圈224和支架外圈225连接。压紧件26包括内圈压板261和外圈压板262。永磁体25设在支架内圈224、支架外圈225和两个支架肋条226围设而成的安装孔中。内圈压板261固定连接于支架内圈224，内圈压板261和支架内圈224限定出第一配合槽，外圈压板262固定连接于支架外圈225，外圈压板262与支架外圈225限定出第二配合槽，永磁体25的两端分别插接于第一配合槽和第二配合槽中，从而实现压紧件26将永磁体25固定安装于转子支架22上。

本发明还公开了一种车辆，包括前文的电机。

根据本发明实施例的车辆，由于具有前文所述的电机，电机在工作过程中具有较高的冷却效率，从而提高了电机的适用范围，进而提高了车辆的适用范围。

实施例：

下面参考图1-图12描述本发明一个具体实施例的电机。

本实施例的电机包括壳体1、转子总成2、两个定子总成3和前文所述的电机冷却系统。壳体1限定出容纳腔。转子总成2设在容纳腔内，转子总成2包括转子轴21和转子支架22，转子支架22套设在转子轴21上并与转子轴21连接。两个定子总成3套设在转子轴21上并与壳体1连接，两个定子总成3设在转子总成2的两侧。电机冷却系统设在壳体1和转子总成2内。

电机冷却系统包括冷却水道和冷却油道。

冷却水道设在壳体1的端部，壳体1的端部开设有进水口和出水口，壳体1的两端分别设有一个冷却水道。冷却水道包括开设于壳体1端部的冷却槽4，冷却槽4的两端间隔设置，壳体1包括封闭冷却槽4的封闭盖板17。

冷却油道包括进油道5、多个导油道6和出油口7，进油道5开设于转子轴21内，多个导油道6设在转子支架22上且呈放射线状分布，每个导油道6的一端与进油道5连通，另一端朝向定子总成3敞开设置，出油口7开设在壳体1的侧壁上。转子支架22的内部开设有连接孔221，转子轴21穿设于连接孔221内，连接孔221的内壁开设有环形储油槽222，环形储油槽222分别与进油道5和导油道6连通，环形储油槽222的两侧均设有密封件23。进油道5包括第一进油通道51和多个第二进油通道52。第一进油通道51沿转子轴21的轴向方向开设于转子轴21内。多个第二进油通道52沿转子轴21的径向方向开设于转子轴21内，每个第二进油通道52的一端与第一进油通道51连通，另一端与一个导油道6连通。每个第二进油通道52对应一个导油道6设置。

导油道6包括第一导油通道61和至少一个第二导油通道62。第一导油通道61沿转子轴21的径向方向设在转子支架22内。第二导油通道62沿转子轴21的轴向方向设在转子支架22内，第二导油通道62的一端与第一导油通道61连通，另一端朝向定子总成3敞开设置。第一导油通道61沿转子轴21的径向方向贯穿转子支架22，转子支架22的外周壁设有穿设在第一导油通道61内的堵油塞223。导油道6的远离进油道5的一端具有两个喷油口63，两个喷油口63沿转子轴21的轴向方向相背设置。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。