一体化冷却散热结构的盘式电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车用电机技术领域，具体涉及一体化冷却散热结构的盘式电机。
【背景技术】
[0002 ]在纯电动、混合动力汽车领域应用的电机多为径向磁通的永磁同步电机或者感应电机，由于传统径向电机轴向安装尺寸较大，功率密度和效率都偏低，不利于缩小电机体积和降低能耗。
[0003]常规的水冷电机，一般采用机壳水冷或者端盖水冷等单一冷却形式，而电动、混合动力汽车用电机防护等级要求高，车内安装空间狭小，电机内部的热量因空气的导热能力比较差，有时仅仅靠机壳水冷或者端盖水冷来换热往往不能及时散出。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一体化冷却散热结构的盘式电机，具有过载能力强、结构紧凑、功率因数高，功率密度大、调速范围宽等优点，适合作为纯电动、混合动力汽车的动力。
[0005]为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为:
[0006]—体化冷却散热结构的盘式电机，是一种轴向磁通电机，采用双定子单转子结构，包含机壳组件4，转子组件2将非驱动端定子组件I和驱动端定子组件3固定到机壳组件4上，转子组件2位于非驱动端定子组件I与驱动端定子组件3的中间，旋转变压器组件6固定在非驱动端定子组件I上，出线盒组件5直接焊接到机壳组件4上，
[0007]所述的驱动端定子组件3包含定子铁芯7，定子铁心7固定在驱动端端盖15上，定子铁心7外部的定子绕组8为散嵌的集中式绕组，定子铁心7与驱动端端盖15的贴合面涂覆导热树脂，定子绕组8外部设有导热陶瓷片9，导热陶瓷片9和绕组内端部的水套10相接触，绕组内端部的水套1固定在机壳组件4上，绕组内端部的水套1内部连接有驱动端轴承内盖13、驱动端轴承外盖14，驱动端轴承内盖13上设有上唇形密封11，驱动端轴承外盖14上设有下唇形密封12，水道盖板16通过紧定螺钉固定到驱动端端盖15上，形成封闭水道；
[0008]所述的非驱动端定子组件I的结构形式与驱动端定子组件3的结构形式相同。
[0009]所述的驱动端端盖15的端面设计成回旋形水道，在其外圆周面上设计有2组进出水口，第一进水口 17和第一出水口 18连通，第二进水口 19和第二出水口 20连通。
[0010]盘式电机整个冷却水路包括驱动端端盖15中的回旋水道和直通水道、内机壳25中的回旋水道、驱动端绕组内端部第一内水套21中的回旋水道、非驱动端绕组内端部第二内水套38中的回旋水道以及非驱动端端盖33中的回旋水道和直通水道，机壳组件4由内机壳25和外机壳26连接组成，内机壳25加工有蛇形水道；内机壳25和外机壳26设有四个过线孔:第一过线孔29、第二过线孔30、第三过线孔31和第四过线孔32，驱动端的定子绕组8以及对应非驱动端的定子绕组的引出线通过四个过线孔引出，同时外机壳26上设有第三进水口27和第三出水口 28，非驱动端端盖33设有2组进出水口:第四进水口 34、第四出水口 35和第五进水口 36、第五出水口 37;驱动端定子绕组内端部冷却水套10由第一内水套21和第一外水套22组成，第一内水套21加工有蛇形水道，并设有第六进水口 23和第六出水口 24;非驱动端定子绕组内端部冷却水套10由第二内水套38和第二外水套39组成，第二内水套38加工有蛇形水道，并设有第七进水口 40和第七出水口 41，整个冷却水路依次为:第一进水口 17—驱动端端盖15的回旋水道—第一出水口 18—第六进水口 23—第一内水套21的回旋水道—第六出水口 24—第二进水口 19—驱动端端盖15的直通水道—第二出水口 20—第三进水口 27—内机壳25的回旋水道—第三出水口 28—第四进水口 34—非驱动端端盖33的回旋水道—第四出水口 35—第七进水口 40—第二内水套38的回旋水道—第七出水口 41—第五进水口 36—非驱动端端盖33的直通水道—第五出水口 37。
[0011]所述的转子组件2包括磁钢42和转子铁芯43，磁钢42的外圆周面及底面涂覆磁钢底面胶，磁钢42粘结到转子铁芯43的贴合面上，使用磁钢框架47来定位磁钢42，然后使用磁钢压板46将磁钢42压紧，转子铁芯43焊接到主轴44上，转子组件2的驱动端设有圆柱滚子轴承48，非驱动端配置有深沟球轴承49以及固定该轴承的圆螺母50和止动垫圈51。
[0012]所述的旋转变压器组件6包括轴盘52，轴盘52通过紧定螺钉固定到主轴44上，轴盘52通过轴盘套56限位，使用紧定螺栓59，通过旋变转子压板58定位固定旋变转子55，旋变定子54通过旋变定子压板57固定，旋变转子55和旋变定子54外的旋变盖板60通过紧定螺钉固定到旋变定位板53上。
[0013]所述的机壳组件4上设有出线组件5，出线组件5包括中线接线母排61，定子负相三相绕组连接到中线接线母排61上，正相三相绕组连接到每相接线母排62上，支撑横梁65焊接到机壳组件4上，底座64固定到支撑横梁65上，环氧支撑板63固定到底座64上，中线接线母排61和每相接线母排62固定到环氧支撑板63上，填料函67螺纹固定到出线盒66上，用以固定外接电缆，出线盒66焊接到机壳组件4上。
[0014]所述的转子磁钢42采用耐温等级更高的N38EH，最高工作温度为200°C。
[0015]所述的旋转变压器6采用磁阻式，用来精确的检测、采集转子位置信号。
[0016]所述的定子绕组8使用散嵌集中式绕组，缩短端部长度，绕组进行真空压力浸漆。
[0017]本发明的有益效果为:由于从主动降低损耗和被动降低损耗方面进行了盘式电机的热管理设计。主动降低损耗方面主要考虑采用了超薄的硅钢片制作铁芯来降低铁耗、磁钢采用环氧镀层来阻断涡流以降低涡流损耗、定子绕组采用细的漆包线来降低高频涡流铜耗等措施。被动降低损耗方面，主要考虑盘式电机的两侧端盖水道、内水套、机壳水道进行组合一体化设计，提高电机系统的对流换热能力;采用导热陶瓷、导热环氧树脂等提高传热路径的传导能力。同时，定子绕组漆包线采用耐温等级更高的漆膜，转子磁钢采用耐温等级更高的N39EH烧结钕铁硼材质，通过以上措施，盘式电机具有了更高的耐温升等级，可以承受更大的过载，结构更加紧凑，提高了电机功率密度，适合纯电动、混合动力汽车等对空间要求苛刻领域的动力。
【附图说明】
[0018]图1为本发明电机整体结构图。
[0019]图2为本发明驱动端定子组件结构图。
[0020]图3为本发明驱动端端盖水道结构图。
[0021]图4为本发明电机冷却水路结构图。
[0022 ]图5为本发明转子组件结构图。
[0023]图6为本发明旋转变压器组件结构图。
[0024]图7为本发明出线盒组件结构图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明进行详细说明。
[0026]如图1所示，一体化冷却散热结构的盘式电机，是一种轴向磁通电机，采用双定子单转子结构，包含机壳组件4，转子组件2通过紧定螺钉将非驱动端定子组件I和驱动端定子组件3固定到机壳组件4上，转子组件2位于非驱动端定子组件I与驱动端定子组件3的中间，旋转变压器组件6通过紧定螺钉固定在非驱动端定子组件I上，出线盒组件5直接焊接到机壳组件4上。
[0027]如图2所示，所述的驱动端定子组件3包含定子铁芯7，定子铁心7由高磁导率、低损耗、超薄硅钢片卷绕而成，定子铁心7通过紧定螺钉固定在驱动端端盖15上，定子铁心7外部的定子绕组8为散嵌的集中式绕组，定子铁心7与驱动端端盖15的贴合面涂覆导热树脂，定子铁芯7产生的热量传导到驱动端端盖15上，然后通过驱动端端盖15上的回旋水道的冷却液将热量带走;定子绕组8外部设有导热陶瓷片9，导热陶瓷片9和绕组内端部的水套10相接触，绕组内端部的水套10固定在机壳组件4上，定子绕组8—部分热量通过传导，传递到定子铁芯7上，另一部分热量通过导热陶瓷片9分别传导到绕组内端部的水套10上和机壳组件4上，通过其水道内的冷却液带走;绕组内端部的水套1内部连接有驱动端轴承内盖13、驱动端轴承外盖14，驱动端轴承内盖13、驱动端轴承外盖14实现对图5中的轴承48外圈的固定，驱动端轴承内盖13上设有上唇形密封11，驱动端轴承外盖14上设有下唇形密封12，上唇形密封11与下唇形密封12实现对轴承的密封，防止灰尘、固体颗粒物的进入，水道盖板16通过紧定螺钉固定到驱动端端盖15上，形成封闭水道。
[0028]所述的非驱动端定子组件I的结构形式与驱动端定子组件3的结构形式相同。
[0029]如图3所示，所述的驱动端端盖15的端面设计成回旋形水道，增大了水道的散热面积，改善散热效果，在其外圆周面上设计有2组进出水口，第一进水口 17和第一出水口 18连通，第二进水口 19和第二出水口 20连通。
[0030]如图4所示，盘式电机整个冷却水路包括驱动端端盖15中的回旋水道和直通水道、内机壳25中的回旋水道、驱动端绕组内端部第一内水套21中的回旋水道、非驱动端绕组内端部第二内水套38中的回旋水道以及非驱动端端盖33中的回旋水道和直通水道，机壳组件4由内机壳25和外机壳26连接组成，内机壳25加工有蛇形水道，便于将导热陶瓷片9传导过来的热量带走；内机壳25和外机壳26设有四个过线孔:第一过线孔29、第二过线孔30、第三过线孔31和第四过线孔32，将驱动端的定子绕组8以及对应非驱动端的定子绕组的引出线通过四个过线孔引出，同时外机壳26上设有第三进水口 27和第三出水口 28，非驱动端端盖33设有2组进出水口:第四进水口 34、第四出水口 35和第五进水口 36、第五出水口 37;驱动端定子绕组内端部冷却水套10由第一内水套21和第二外水套22组成，第一内水套21加工有蛇形