本实用新型涉及电动设备领域，具体涉及液冷电机壳。
背景技术：
随着新能源电驱动汽车的推广应用，其系统所必备的驱动电机处在一个重要位置，尤其是对乘用车所配置的驱动电动机有更高的要求，一般需具有较高功率并使其效率得到充分发挥。电动机在连续运转时的电流热效应及机械磨擦等会使电动机发热而产生能量消耗，这会限制电机效率的有效利用。为解决这些问题，采用密度低、导热系数高和制作方便的铝合金铸造机壳，并在机壳内设置有循环水冷却水道的液冷电机壳得到普遍应用。
通过包覆砂芯的落砂-铝合金低压铸造制工艺来制作液冷电机壳，由于具有水循环能力的水道结构复杂，内置的砂芯制型、运输和置放在型腔中和包覆铸造过程中都会造成破坏；由于砂芯中含有的气体受高温铝液加热而膨胀、气体排出受阻而混合于铝液中形成针孔引起渗漏；更为有害的是，粘合剂等因高温铝液加热而碳化、随气体混合于铝液中，普通气密性试验不易检测到，在受潮、受力、特别是与电机定子过盈热装配而改变相接触表面的组织构造，在长时间受压力条件下才能发现沁渗缺陷，造成严重隐患。
技术实现要素：
本实用新型针对上述问题，克服至少一个不足，提出了液冷电机壳。
本实用新型采取的技术方案如下：
一种液冷电机壳，包括：
内筒体，内筒体的外侧壁具有形成结构；
覆盖件，与内筒体的形成结构配合，形成冷却通道；
包覆外壳，通过铸造的方式包覆在所述内筒体和覆盖件的外侧。
现有包覆砂芯的落砂-铝合金低压铸造制工艺来制作液冷电机壳，由于低压铸件强度低需要热处理(T6等)工艺来补足强度、清理铸件中包覆的砂芯需要加热让粘合剂碳化后才能清理干净，制作砂芯也需要加热固型，充型速度慢而造成生产周期长等等，这些因素造成能源消耗多，生产效率低下成本高，大量砂芯制作产生的扬尘也带来环保压力。
本申请的液冷电机壳通过形成结构和覆盖件形成冷却通道，然后通过铸造的方式在内筒体外部形成包覆外壳，这种结构形式使得本申请的液冷电机壳不存在现有技术存在的问题。
本申请所说铸造具体可以采用压力铸造、重力铸造、低压铸造等方式进行，优选的，采用压力铸造，这样特别能够发挥压力铸造带来的生产高效率、制品高强度优势。
形成结构和覆盖件形成冷却通道，这种结构形式使得内筒体的外侧壁可以灵活设置，使得冷却效果尽可能提高；通过铸造的方式包覆内筒体和覆盖件的外侧，由于内筒体和覆盖件的温度远低于包覆外壳的铸造温度，二者热膨胀体积差异大，冷却过程中包覆外壳收缩量远大于内筒体的收缩量，从而能够将内筒体和包覆外壳结合成一体并形成气密性完好的冷却通道，这种结构能够发挥铸造带来的生产高效率、制品高强度优势，也避免了现有技术因为砂芯制作、成品热处理和加热落砂等导致的能耗大以及环境污染的问题，本申请的液冷电机壳在保证质量可靠的同时，能够大大降低制造成本。
包覆外壳通过铸造的方式形成，可以将现有技术电机壳局部过厚处厚度减半，使得每一次的工艺参数方便设置成有利于消除局部缩松和针孔等缺陷。
本申请液冷电机壳的“冷液”指的是液体冷却，该液体可以为水，也可以为其他液态的冷却介质。液冷电机壳上具有与冷却通道连通的进口和出口。
本申请中，优选的，所述内筒体和包覆外壳均为铝合金，铝合金密度低、导热系数高而且也便于铸造。
于本实用新型其中一实施例中，所述形成结构为冷却槽；液冷电机壳上具有分别与冷却通道两端连通的进口和出口。
实际运用时，进口设置在冷却通道的一端，出口设置在冷却通道的另一端，进口和出口可以通过在内筒体上钻孔(该孔与冷却通道连通)得到，也可以通过在包覆外壳以及覆盖件上钻孔得到。
于本实用新型其中一实施例中，优选的，所述覆盖件上具有与冷却通道连通的第一进液口和第一出液口，所述包覆外壳上设有第二进液口和第二出液口，所述第二进液口与第一进液口相对应，所述第二出液口与第一出液口相对应；所述覆盖件通过卡接、焊接或紧固件固定在内筒体上。第一进液口和第二进液口形成进口，第一出液口和第二出液口形成出口，进口和出口分别与冷却通道两端连通。
于本实用新型其中一实施例中，所述冷却槽侧壁远离内筒体轴线的部分具有定位台阶，所述定位台阶与覆盖件配合。通过在冷却槽的外周设置定位台阶能够方便覆盖件的安装定位，定位台阶不仅起到安装定位的作用，也能部分防止在铸造时，液体金属流入冷却通道中，适当的间隙还便于将铝合金熔液和填充空间中的气体导入冷却通道中，减少针孔等缺陷。优选的，可以在覆盖件和冷却槽之间充入易于取出的充填物、既起支撑作用又用设置密封部件来进一步防止液体金属流入冷却通道中。
于本实用新型其中一实施例中，所述覆盖件嵌装在形成结构内，覆盖件的外侧壁与形成结构最外周之间具有填充空间；所述冷却槽内设置有支撑筋，所述支撑筋用于支撑覆盖件，防止覆盖件变形。
覆盖件嵌装在形成结构内且覆盖件的外侧壁与形成结构最外周之间具有填充空间，这样设置后，使得在包覆外壳铸造时，金属液体能够流入填充空间形成包覆外壳，相对于没有填充空间而言，可以使包覆外壳更加可靠的与内筒体以及覆盖件配合住，液冷电机壳结构可靠性更好。设置支撑筋使得在包覆外壳压铸成型时，覆盖件受到铝液压力时不会变形。实际运用时，支撑筋可以为一道也可以为多道，也可用充填物支撑覆盖件而取消支撑筯，也可以即设置填充物又设置支撑筋。
于本实用新型其中一实施例中，所述冷却槽为螺旋状，所述覆盖件螺旋的设置在冷却槽上。
于本实用新型其中一实施例中，所述冷却槽包括多个环状部，每个环状部上均设置有隔板，冷却槽还包括连接相邻两个环状部的连通部，所述覆盖件覆盖在环状部和连通部上。
现有技术中，冷却通道比较难全壳体循环，因此冷却效果不佳，本申请通过在内筒体上设置形成结构，从而可以灵活设置冷却通道，可以实现全壳体循环，有效提高冷却效果。优选的，进口和出口分别位于液冷电机壳的两侧。
于本实用新型其中一实施例中，包覆外壳还设有连体接线盒和悬置连接座，包覆外壳和内筒体均具有连体端盖。
本申请还公开了一种液冷电机壳的制造方法，能够用于制造上文所述的液冷电机壳，该方法包括以下步骤：
1)通过第一型腔铸造出外侧具有形成结构的内筒体；
2)将覆盖件覆盖在形成结构上，形成冷却通道；
3)将具有冷却通道的内筒体放入第二型腔中，通过铸造的方式在内筒体外侧形成包覆外壳；
4)冷却包覆外壳，使包覆外壳和内筒体紧密结合为一体。
于本实用新型其中一实施例中，在步骤4完成后，在包覆外壳上开设进口和出口，所述进口和出口分别与冷却通道两端连通。
于本实用新型其中一实施例中，所述形成结构为冷却槽，所述覆盖件通过卡接、焊接或紧固件固定在内筒体上；在步骤3之前，在冷却通道内填充颗粒状的填充物；在步骤4完成后，在包覆外壳上开设进口和出口，所述进口和出口分别与冷却通道两端连通，通过进口或出口取出所述填充物。
设置颗粒状的填充物能够对覆盖件起到支撑作用，保证在步骤3时，覆盖件受到铝液压力时不会变形。
于本实用新型其中一实施例中，填充填充物的具体步骤为：在覆盖件上开设多个填充孔(可以兼作排垢孔)，通过填充孔将填充物充入冷却通道内，填充完成后，将所述填充孔封住。
实际运用时可以通过各种形式将填充孔封住，比如贴上封片或焊接上封片等等。通过制作连通冷却通道的排垢孔，将充填物完全排出。
本实用新型的有益效果是：形成结构和覆盖件形成冷却通道，这种结构形式使得内筒体的外侧壁可以灵活设置，使得冷却效果尽可能提高；包覆外壳通过铸造的方式包覆内筒体和覆盖件的外侧，这种结构特别能够发挥铸造带来的生产高效率、制品高强度优势，也避免了现有技术因为砂芯制作、成品热处理和加热落砂等导致的能耗大以及环境污染的问题，本申请的液冷电机壳在保证质量可靠的同时，能够大大降低制造成本。
附图说明：
图1是实施例1液冷电机壳的结构示意图；
图2是实施例1内筒体和覆盖件配合后的示意图；
图3是实施例1液冷电机壳的爆炸图；
图4是实施例1液冷电机壳的俯视图；
图5是图4的A-A剖视图；
图6是实施例2中液体在内筒体和覆盖件流动示意图。
图中各附图标记为：
1、内筒体；2、包覆外壳；3、覆盖件；4、第一进液口；5、第二进液口；6、第一出液口；7、第二出液口；8、定位台阶；9、填充空间；10、连体接线盒；11、悬置连接座；12、环状部；13、隔板；14、支撑筋；15、形成结构；16、连通部；17、冷却通道。
具体实施方式：
下面结合各附图，对本实用新型做详细描述。
实施例1
如图1、2、3、4和5所示，一种液冷电机壳，包括：
内筒体1，内筒体1的外侧壁具有形成结构15；
覆盖件3，与内筒体1的形成结构15配合，形成冷却通道17；
包覆外壳2，通过铸造的方式包覆在内筒体1和覆盖件3的外侧。
现有包覆砂芯的落砂-铝合金低压铸造制工艺来制作液冷电机壳，由于低压铸件强度低需要热处理(T6等)工艺来补足强度、清理铸件中包覆的砂芯需要加热让粘合剂碳化后才能清理干净，制作砂芯也需要加热固型，充型速度慢而造成生产周期长等等，这些因素造成能源消耗多，生产效率低下成本高，大量砂芯制作产生的扬尘也带来环保压力。
本申请的液冷电机壳通过形成结构15和覆盖件3形成冷却通道17，然后通过铸造的方式在内筒体1外部形成包覆外壳2，这种结构形式使得本申请的液冷电机壳不存在现有技术存在的问题。
本实施例中，铸造具体可以采用压力铸造、重力铸造、低压铸造等方式进行。
形成结构15和覆盖件3形成冷却通道17，这种结构形式使得内筒体1的外侧壁可以灵活设置，使得冷却效果尽可能提高；包覆外壳2通过铸造的方式包覆内筒体1和覆盖件3的外侧，由于内筒体1和覆盖件3的温度远低于包覆外壳2的铸造温度，二者热膨胀体积差异大，冷却过程中包覆外壳2收缩量远大于内筒体1的收缩量，从而能够将内筒体1和包覆外壳2结合成一体并形成气密性完好的冷却通道，这种结构能够发挥铸造带来的生产高效率、制品高强度优势，也避免了现有技术因为砂芯制作、成品热处理和加热落砂等导致的能耗大以及环境污染的问题，本申请的液冷电机壳在保证质量可靠的同时，能够大大降低制造成本。
包覆外壳2通过铸造的方式形成，可以将现有技术电机壳局部过厚处厚度减半，使得每一次的工艺参数方便设置成有利于消除局部缩松和针孔等缺陷。
本申请液冷电机壳的“冷液”指的是液体冷却，该液体可以为水，也可以为其他液态的冷却介质。液冷电机壳上具有与冷却通道17连通的进口和出口。
本申请中，优选的，内筒体1和包覆外壳2均为铝合金，铝合金密度低、导热系数高而且也便于铸造。
如图2、3和5所示，于本实施例中，形成结构15为冷却槽；液冷电机壳上具有分别与冷却通道两端连通的进口和出口。实际运用时，进口设置在冷却通道的一端，出口设置在冷却通道的另一端，进口和出口可以通过在内筒体上钻孔(该孔与冷却通道连通)得到，也可以通过在包覆外壳以及覆盖件上钻孔得到。
于本实施例中，覆盖件3上具有与冷却通道17连通的第一进液口4和第一出液口6，包覆外壳2上设有第二进液口5和第二出液口7，第二进液口5与第一进液口4相对应，第二出液口7与第一出液口6相对应。第一进液口4和第二进液口5形成进口，第一出液口6和第二出液口7形成出口，进口和出口分别与冷却通道两端连通。
实际运用时，覆盖件可以通过卡接、焊接或紧固件固定在内筒体上。
如图3和5所示，于本实施例中，冷却槽侧壁远离内筒体1轴线的部分具有定位台阶8，定位台阶8与覆盖件3配合。通过在冷却槽的外周设置定位台阶8能够方便覆盖件3的安装定位，定位台阶8不仅起到安装定位的作用，也能部分防止在铸造时，液体金属流入冷却通道17中，适当的间隙还便于将铝合金熔液和填充空间中的气体导入冷却通道中，减少针孔等缺陷。优选的，可以在覆盖件和冷却槽之间充入易于取出的充填物、既起支撑作用又用设置密封部件来进一步防止液体金属流入冷却通道中。
如图2所示，于本实施例中，覆盖件3嵌装在形成结构15内，覆盖件3的外侧壁与形成结构15最外周之间具有填充空间9。覆盖件3嵌装在形成结构15内且覆盖件3的外侧壁与形成结构15最外周之间具有填充空间9，这样设置后，使得在包覆外壳2铸造时，金属液体能够流入填充空间9，相对于没有填充空间9而言，可以使包覆外壳2更加可靠的与内筒体1以及覆盖件3配合住，液冷电机壳结构可靠性更好。
如图2和3所示，于本实施例中，冷却槽为螺旋状，覆盖件3螺旋的设置在冷却槽上。现有技术中，冷却通道17比较难全壳体循环，因此冷却效果不佳，本申请通过在内筒体1上设置形成结构15，从而可以灵活设置冷却通道17，可以实现全壳体循环，有效提高冷却效果。优选的，进口和出口分别位于液冷电机壳的两侧，本实施例中的进口在下侧，出口在上侧，实际运用时可以反过来。
于本实施例中，包覆外壳2还设有连体接线盒10和悬置连接座11，包覆外壳2和内筒体1均具有连体端盖。
实施例2
如图6所示，本实施例与实施例1的不同之处在于冷却槽不同，本实施例中，冷却槽包括多个环状部12，每个环状部12上均设置有隔板13，冷却槽还包括连接相邻两个环状部12的连通部16，覆盖件3覆盖在环状部12和连通部16上。
于本实施例中，冷却槽内设置有支撑筋14，支撑筋14用于支撑覆盖件3，防止覆盖件3变形。设置支撑筋14使得在包覆外壳2压铸成型时，覆盖件3受到铝液压力时不会变形。实际运用时，支撑筋14可以为一道也可以为多道。
本实施例的支撑筋14也可以应用于实施例1中。
实施例3
本申请还公开了一种液冷电机壳的制造方法，用于制造实施例1或2中的液冷电机壳，该方法包括以下步骤：
1)通过第一型腔铸造出外侧具有形成结构15(即冷却槽)的内筒体1；
2)将覆盖件3覆盖在形成结构15上，形成冷却通道17；
3)将具有冷却通道17的内筒体1放入第二型腔中，通过铸造的方式在内筒体1外侧形成包覆外壳2；
4)冷却包覆外壳2，使包覆外壳2和内筒体1紧密结合为一体。
在步骤4完成后，在包覆外壳上开设进口和出口，所述进口和出口分别与冷却通道两端连通。
如果冷却槽中没有设置支撑筋14或者为了更好的支撑覆盖件3，还可以在步骤3之前，在冷却通道17内填充颗粒状的填充物；在步骤4完成后，在包覆外壳上开设进口和出口，进口和出口分别与冷却通道两端连通，通过进口或出口取出所述填充物。
将填充物取出。设置颗粒状的填充物能够对覆盖件起到支撑作用，保证在步骤3时，覆盖件受到铝液压力时不会变形。
填充填充物的具体步骤为：在覆盖上开设多个填充孔(可以兼作排垢孔)，通过填充孔将填充物充入冷却通道内，填充完成后，将所述填充孔封住。
实际运用时可以通过各种形式将填充孔封住，比如贴上封片或焊接上封片等等。通过制作连通冷却通道的排垢孔，将充填物完全排出。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此即限制本实用新型的专利保护范围，凡是运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的保护范围内。