电机冷却系统的制作方法

本发明属于电机领域，具体提供一种电机冷却系统。

背景技术：

随着科学技术的不断进步，高功率和高转矩密度的电机被越来越多的应用。但是高功率和高转矩密度的电机在使用过程中存在较高的温升，从而对电机运行的性能、效率以及寿命和可靠性造成了严重的影响。为了降低电机的温升，通常需要对电机的定子和转子进行冷却，例如在电机的定子(如机壳)和转子(如转轴)上分别设置冷却通道并通过外接冷却管进行连通，使得冷却液能够在冷却泵的作用下于机壳和转轴上的冷却通道内进行循环，从而带走电机运行过程中产生的大量热量，使电机达到降温的效果。

但是，电机通过外接冷却管将机壳和转轴的冷却通道进行连通需要较多的零部件和较长的流道，致使电机的结构比较复杂。

相应地，本领域需要一种新的电机冷却系统来解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中电机冷却系统的结构比较复杂的问题，本发明提供了一种电机冷却系统，所述电机包括机壳、端盖、定子、转子和转轴，所述机壳上设置有第一水口和第二水口，所述冷却系统包括第一冷却通道以及由所述第一冷却通道延伸出的第二冷却通道，其中，所述第一冷却通道设置在所述机壳内，并且所述第一冷却通道的两端能够分别与所述第一水口和所述第二水口相连通；其中，所述第二冷却通道包括：支路通道，其设置于所述转轴；以及连通通道，其设置于所述电机的端部，所述连通通道用于将所述支路通道和所述第一冷却通道连通；所述冷却系统还包括分流机构，该分流机构能够调节流经所述第二冷却通道的冷却液的流量。

在上述电机冷却系统的优选技术方案中，所述冷却系统还包括连通件，所述连通件设置于所述电机的端部，所述连通通道设置于所述连通件。

在上述电机冷却系统的优选技术方案中，所述连通件为分流器。

在上述电机冷却系统的优选技术方案中，所述支路通道包括：设置于所述转轴内的转轴孔；以及设置于所述转轴孔内的转子水管；其中，所述转子水管的一端固定于所述电机的端部。

在上述电机冷却系统的优选技术方案中，所述连通通道包括第一连通通道和第二连通通道，其中，所述第一连通通道用于连通所述第一冷却通道与所述转轴孔，所述第二连通通道用于连通所述转子水管与所述第一冷却通道连通。

在上述电机冷却系统的优选技术方案中，所述分流机构设置于所述第一冷却通道中，并且所述分流机构设置于所述第二冷却通道的上游端和下游端之间；并且/或者所述分流机构设置于所述第二冷却通道中。

在上述电机冷却系统的优选技术方案中，所述分流机构是分流柱或者分流阀。

在上述电机冷却系统的优选技术方案中，至少一部分所述第一冷却通道中沿电机的轴线方向呈螺旋型或s型。

在上述电机冷却系统的优选技术方案中，所述第一冷却通道包括主冷却段以及由所述主冷却段延伸出的第一连接冷却段和第二连接冷却段，其中，所述主冷却段沿电机的轴线方向呈螺旋型或s型，所述连通通道通过所述第一连接冷却段和所述第二连接冷却段分别与所述主冷却段连通。

在上述电机冷却系统的优选技术方案中，沿冷却液的进液方向观察，所述主冷却段位于所述第一连接冷却段和所述第二连接冷却段之间的部分与所述第二冷却通道为并联的冷却通道。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，通过在电机的机壳上设置第一水口和第二水口，在第一水口和第二水口设置第一冷却通道，并且第一冷却通道的两端分别与第一水口和第二水口连通，在转轴上设置支路通道，在电机的端部设置连通通道，使支路通道能够通过该连通通道与第一冷却通道连通，并因此形成第二冷却通道。因此，本发明的电机冷却系统只需两根外接水管分别连接第一水口和第二水口，便可使电机的机壳和转子都通入冷却液，从而相对于现有技术简化了电机冷却系统的结构，降低了电机的复杂程度，节约了成本。

进一步，通过在机壳上设置用于调节进入第二冷却通道的冷却液的流量，进而调节进入第一冷却通道的冷却液的流量。使得本发明的电机冷却系统能够通过调节分流机构改变流经第一冷却通道和第二冷却通道的冷却液的流量比，使得电机的转子和定子的散热效率能够得到有效地控制。

附图说明

图1是本发明实施例的电机冷却系统的效果示意图；

图2是本发明实施例的电机冷却系统的端部示意图；

图3是本发明实施例的电机冷却系统沿图2中a-a向的剖视图；

图4是本发明实施例的电机冷却系统的原理图。

附图标记列表：

1、机壳；11、第一冷却通道；111、第一连接孔；112、第二连接孔；13、第一水管；14、第二水管；15、分流柱；2、转轴；21、支路通道；211、环形腔；212、内腔；3、分流器；31、第一连接梁；311、第一连通通道；32、第二连接梁；321、第二连通通道。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非用于限制本发明的保护范围。例如，虽然附图中的各部件之间是按一定比例关系绘制的，但是这种比例关系并非一成不变，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合，调整后的技术方案仍将落入本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图3所示的电机冷却系统在结构上主要包括机壳1、定子(图中未标示)、转子(图中未标示)、转轴2和位于电机端部的分流器3。其中，机壳1的内部设置有第一冷却通道11，并且在机壳1内除了主冷却段外，第一冷却通道11还包括作为第一连接冷却段的第一连接孔111和作为第二连接冷却段的第二连接孔112。转轴2内设置有支路通道21。分流器3的第一连接梁31内设置有第一连通通道311，分流器3的第二连接梁32内设置有第二连通通道321，并且第一连通通道311和第二连通通道321共同组成连通通道。进一步，该连通通道和支路通道21共同组成第二冷却通道。更进一步，第一连接孔111和第二连接孔112作为第一冷却通道11的延伸部分，能够分别连通第一连通通道311和第二连通通道321。

进一步，如图3所示，第一连接孔111的左端与第一冷却通道11相连通，第一连接孔111的右端与第一连通通道311的上端相连通，第一连通通道311的下端与支路通道21相连通，支路通道21与第二连通通道321的上端相连通，第二连通通道321的下端与第二连接孔112的右端相连通，第二连接孔112的左端与第一冷却通道11相连通。其中，第一连通通道311、支路通道21和第二连通通道321共同构成第二冷却通道。

更进一步，如图1和图3所示，第一冷却通道11的两端通过设置在机壳1上的第一水口和第二水口分别与第一水管13和第二水管14连通。

继续参阅图3，转轴2内设置有支路通道21。具体地，转轴2内设置有转轴孔(图中未标示)，用于容纳转子水管(图中未标示)，并且该转子水管与电机的端部固定连接。在转轴孔的内壁和转子水管的外壁之间形成有环形腔211，该环形腔211与转子水管的内腔212共同形成支路通道21，使冷却液能够从环形腔211内流向内腔212或者从内腔212流向环形腔211，进而使流动的冷却液能够快速地将转轴2的热量带走。此外，本领域技术人员还可以根据需要，将支路通道21设置成其他形状的结构，例如将环形腔211设置成沿转轴2的轴线呈螺旋型的结构。

如图1至图3所示，分流器3优选地通过螺栓(图中未示出)可拆卸地设置于电机的端部，以便于电机和分流器3的加工、制造和维修，或者本领域技术人员还可以根据需要，通过其他的连接方式将分流器3与电机的端部固定连接，例如焊接。此外本领域技术人员还可以将分流器3与电机的端部一体成型为一个整体。进一步，分流器3包括第一连接梁31和第二连接梁32，并且第一连通通道311设置在第一连接梁31内，第二连通通道321设置在第二冷却梁32内。第一连通通道311用于连通第一连接孔111和支路通道21(如环形腔211)，第二连通通道321用于将支路通道21(如内腔212)与第二连接孔112相连通，使得第一连通通道311、支路通道21和第二连通通道321共同构成第二冷却通道，从而使冷却液能够从机壳1直接流入转轴2内对转轴和转子进行冷却。

本领域技术人员能够理解的是，相对于现有技术中通过外接管路将电机机壳上的冷却通道和转轴上的冷却通道相连通，在本发明的优选实施方案中，第一连通通道311和第二连通通道321不仅流道短，而且通过调整第一连通通道311和第二连通通道321的截面积还能够有效地减少冷却液流经分流器时的阻力。

此外，除图1至图3中所示的分流器3外，本领域技术人员还可以根据需要选用其他形式的连通件将第一连接孔111和第二连接孔112分别与支路通道21的环形腔211和内腔212相连通，例如，该连通件是直径较大的管路。本领域技术人员可以理解的是，连通第一连接孔111和环形腔211的通道与连通第二连接孔112和内腔212的通道在数量上既可以是一条，也可以是多条，如两条、三条、五条等。

如图3和图4所示，在机壳1上设置有分流柱15，该分流柱15位于第一连通通道311和第二连通通道321之间，并且该分流柱15的部分结构能够伸至第一冷却通道11内。优选地，该分流柱15与机壳1通过螺纹配合，通过移动(如转动)分流柱15能够改变分流柱15伸至第一冷却通道11内部分的长短，进而改变该处第一冷却通道11的截面面积，从而能够调节流经第一冷却通道11的冷却液的流量。由于冷却液优选地是从第一水管13进入第一冷却通道11并从第二水管14流出的，即在电机内的冷却液的总流量不变，所以在第一冷却通道11内冷却液的流量发生变化时，支路通道21内的冷却液的流量也会发生变化，并且该变化与第一冷却通道11内冷却液流量的变化成负相关。需要说明的是，分流柱15还可以是本领域技术人员能够想到且能够实施的任何分流机构，例如，分流阀、节流阀，并且分流机构还可以通过其他可行的连接方式固定在机壳1上，例如将节流阀通过螺栓固定在机壳1上。

此外，本领域技术人员还可以根据需要，将分流柱15设置在第一连接孔111或第二连接孔112处，或者将分流柱15设置在分流器3上，以便分流柱15安装孔的加工，以及在分流柱15的安装孔发生损坏(如安装螺纹脱扣)时，方便替换，即直接更换分流器3。

进一步，本领域技术人员还可以根据需要，在第一冷却通道11和第二冷却通道中分别设置一个分流柱15。可选地，在机壳1上第一连通通道311和第二连通通道321之间设置分流柱15，在分流器3的第一连接梁31上或第二连接梁32上设置分流柱15。本领域技术人员容易理解的是，本发明的分流柱15能够给所在冷却通道起到节流的作用，所以，为了降低冷却液的阻尼力，当第一冷却通道11需要节流时，需要将第二冷却通道上的分流柱15调整为使该处冷却通道截面最大的位置，进而调整第一冷却通道11上的分流柱15。当第二冷却通道需要节流时，需要将第一冷却通道11上的分流柱15调整为使该处冷却通道截面最大的位置，进而调整第二冷却通道上的分流柱15。

如图4所示，在本发明的优选实施方案中，本发明的电机冷却系统主要包括第一冷却通道11和由第一冷却通道11延伸出的第二冷却通道。具体地，第一冷却通道11通过第一连接孔111和第二连接孔112分别与第二冷却通道的第一连通通道311和第二连通通道321相连通。

继续参阅图4，本发明的电机冷却系统还包括分流柱15，该分流柱15位于第二冷却通道的上游端和下游端之间，即图4中所示的第一连通通道311的进液口和第二连通通道321出液口之间。通过调节分流柱15能够改变该处第一冷却通道11截面积的大小，进而能够改变第一冷却通道11内冷却液的流量，从而能够改变第二冷却通道的冷却液的流量。

此外，本领域技术人员还可以根据需要，将分流柱15设置在第二冷却通道内，以便通过调节分流柱15的开口能够直接调节流经第二冷却通道的冷却液的流量，进而使得第二冷却通道在不需要冷却液时能够通过该分流柱15直接将冷却液截止。或者，本领域技术人员还可以根据需要，在第一冷却通道11和第二冷却通道内分别设置一个分流柱15。

需要说明的是，在本发明的优选实施方案中，冷却液是水，或者本领域技术人员还可以根据需要选用其他介质作为冷却液，如液压油。

此外，本领域技术人员还可以根据需要，在冷却液能够流经机壳和转轴的前提下对本发明的电机冷却系统进行适当调整，例如，使第一连通通道311与内腔212相连通，使第二连通通道321与环形腔211相连通。

本领域技术人员能够理解的是，通过第一连接梁31和第二连接梁32将机壳1上的冷却通道(111、121)与转轴2上的支路通道21进行连通，使电机只需设置一个进水管和一个出水管(第一水管13和第二水管14)就能保证机壳1和转轴2能够被同时冷却，从而相对于现有技术中的电机冷却系统(冷却部件的集合)降低了复杂程度。进一步，通过在机壳1上设置调节第一冷却通道11和支路通道21内冷却液流量比的分流柱15，能够有效地调节转子和定子的散热比，从而能够优化电机转子的散热效果。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。