一种电机定子支架及电机的制作方法

本实用新型涉及一种电机，尤其涉及一种具有冷却流道的电机定子支架和电机。

背景技术：

高功率密度的电机最大的瓶颈在于热管理，而在保证散热效率的同时则需要降低一定的成本来保证电机能够规模化应用。在现阶段的众多散热方案中，自然冷却和风冷基本满足不了电机的散热需求，传统的水冷方案则是在电机壳体上设置螺旋状的冷却水道，这样的冷却水道散热效率不高、工艺复杂、进出水口布置不方便、散热不均匀且成本高昂。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种电机定子支架，该电机定子支架设置有冷却流道，能够高效的散热且加工成本低。

为达到上述目的，本实用新型一方面实施例提出了一种电机定子支架，所述电机定子支架为筒状以容纳电机定子，所述电机定子支架包括内筒和与内筒限定出冷却流道的外筒，所述冷却流道沿周向延伸以环绕所述电机定子支架设置，所述冷却流道包括进口流道、出口流道和循环流道，所述进口流道通过所述循环流道和所述出口流道连接，所述循环流道中与所述进口流道连接的部分的冷却液流向与所述进口流道中的冷却液流向相反，所述循环流道中与所述出口流道连接的部分的冷却液流向与所述出口流道中冷却液流向相反。

由于冷却流道环绕电机定子支架设置，因此能够使散热效率提高，而且循环流道中与进口流道连接的部分的冷却液流向与进口流道中的冷却液流向相反，循环流道中与出口流道连接的部分的冷却液流向与出口流道中冷却液流向相反这种特殊的流道结构设计能够在有效的降低加工难度的同时在一定程度上提高冷却效率。

本实用新型另一方面实施例提出了一种电机定子支架，所述电机定子支架为筒状以容纳电机定子，所述电机定子支架包括内筒和与内筒限定出冷却流道的外筒，所述冷却流道沿周向延伸以环绕所述电机定子支架设置，所述冷却流道包括进口流道、出口流道和循环流道，所述进口流道通过所述循环流道和所述出口流道连接，所述循环流道中与所述进口流道连接的部分的冷却液流向与所述进口流道、所述出口流道中的冷却液流向相反。

该电机定子支架中循环流道中与所述进口流道连接的部分的冷却液流向与所述进口流道、所述出口流道中的冷却液流向相反这种特殊的流道结构设计能够在有效的降低加工难度的同时在一定程度上提高冷却效率。

根据本实用新型实施例的电机定子支架，所述进口流道和所述出口流道位于同一径向截面上。

根据本实用新型的一些实施例，所述电机定子支架设置有隔离挡筋，所述隔离挡筋一侧与所述进口流道、所述循环流道在周向上间隔一定距离以形成第一引流区，所述进口流道中的冷却液通过所述第一引流区流向所述循环流道；所述隔离挡筋另一侧与所述出口流道、所述循环流道在周向上间隔一定距离以形成第二引流区，所述循环流道中冷却液通过所述第二引流区流向所述出口流道。

根据本实用新型的一些实施例，所述电机定子支架设置有第一导向流道和第二导向流道，所述进口流道中的冷却液通过所述第一导向流道流向所述循环流道；所述循环流道中的冷却液通过所述第二导向流道流向所述出口流道。

根据本实用新型的一些实施例，所述循环流道中设置有m条水道筋以形成多个子循环流道,m大于等于1；所述进口流道中设置有n条水道筋以形成多个子进口流道，n大于等于1；所述出口流道中设置有t条水道筋以形成多个子出口流道，t大于等于1；其中m、n、t均相等或者至少两者不等。

根据本实用新型的一些实施例，所述进口流道设置有进液口，所述出口流道设置有出液口，所述进液口和所述进口流道中的水道筋的端部在周向上间隔一定距离以形成进口引流区。

根据本实用新型的一些实施例，所述循环流道、所述进口流道和所述出口流道中设置多个间隔凸起。

根据本实用新型的一些实施例，所述冷却流道为设置在所述内筒的外周上的凹陷结构；所述外筒和所述内套接以密封所述冷却流道。

为达到上述目的，本实用新型另一方面实施例提出了一种电机，所述电机包括上述的电机定子支架。

根据本实用新型实施例的电机，由于冷却流道环绕电机定子支架设置，因此能够使散热效率提高，而且循环流道中与进口流道连接的部分的冷却液流向与进口流道中的冷却液流向相反，循环流道中与出口流道连接的部分的冷却液流向与出口流道中冷却液流向相反这种特殊的流道结构设计能够在有效的降低加工难度的同时在一定程度上提高冷却效率。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的电机定子支架的结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的内筒的结构示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的外筒的结构示意图；

图4是根据本实用新型一个实施例的内筒的另一个结构示意图；

图5是根据本实用新型一个实施例的流道展开的结构示意图；

图6是根据本实用新型另一个实施例的流道展开的结构示意图；

图7是根据本实用新型另一个实施例的流道展开的另一个结构示意图；

图8是根据本实用新型一个实施例的电机的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参照附图来描述本实用新型实施例提出的电机定子支架10和电机20。

如图1-8所示，根据本实用新型的一些实施例，提出了一种电机定子支架10，电机定子支架10为筒状以容纳电机定子，电机定子支架10包括内筒21和与内筒限定出冷却流道4的外筒22，冷却流道4沿周向延伸以环绕电机定子支架10设置，冷却流道4包括进口流道41、出口流道42和循环流道43，进口流道41通过循环流道43和出口流道42连接，循环流道43中与进口流道41连接的部分的冷却液流向与进口流道41中的冷却液流向相反，循环流道43中与出口流道42连接的部分的冷却液流向与出口流道42中冷却液流向相反。

在本实用新型的另一个实施例中，还提出了一种电机定子支架10，其中电机定子支架10为筒状以容纳电机定子，电机定子支架10包括内筒21和与内筒限定出冷却流道4的外筒22，冷却流道4沿周向延伸以环绕电机定子支架10设置，冷却流道4包括进口流道41、出口流道42和循环流道43，进口流道41通过循环流道43和出口流道42连接，循环流道43中与进口流道41连接的部分的冷却液流向与进口流道41、出口流道42中的冷却液流向相反。

可以理解的是，当电机定子支架10是筒状时，冷却流道4沿周向环绕电机定子支架10设置，而进口流道41通过循环流道43和出口流道42连接，这样就能够使冷却液形成一个回路，对电机定子进行冷却，而由于冷却流道4是沿周向环绕筒状结构设置的，所以能够有效的提升冷却效率，使定子能够有效冷却；而冷却液流向相反，则是因为流道设计为类似“之”字型结构或者整个回路为类似“口”字型结构，这种结构的特点是加工工艺简单、加工成本低而且能够进一步的提升散热效率，而且这中流道结构能够有效的降低冷却液在流道中受到的流阻，可以减小压力泵的功率，在一定程度上也能节约成本。

在本公开中，进口流道41和出口流道42位于同一径向截面上。

具体地，进口流道41和出口流道42位于同一径向截面上，则进口流道41和出口流道42可以各绕电机定子支架10半周，即，进口流道41和出口流道42合起来围绕电机定子支架10一周，这样可以理解的是，循环流道43则需要设置在进口流道41和出口流道42的轴向方向上，则当冷却液从进口流道41进入时，沿进口流道41流过半周之后就转向180°流向循环流道43，在循环流道43内流过之后，再转向180°流向出口流道42，经过出口流道42流过半周之后流出，这样能够使冷却液的冷却效果更佳、散热效果更好，而且散热更加均匀。

在本公开的一些实施例中，进口流道41设置有进液口411，出口流道42设置有出液口421，进液口411和出液口421相邻设置；进液口411和出液口421之间设置有用于分隔出进口流道41和出口流道42的分隔挡筋45。

进液口411和出液口421相邻设置并利用分隔挡筋45分隔开进口流道41和出口流道42，由于出液口421中的冷却液温度较高，因此在出液口421附近容易形成局部过热，当进液口411和出液口421相邻设置时，能够有效利用进液口411进入的温度相对较低的冷却液对出液口421附近进行冷却，降低进出液口温差，使其均匀散热，在一定程度上防止局部温度过高而使磁钢退磁或者烧坏绕组，同时进出液口设置在同一端能够方便冷却循环装置的设置，有效的节省空间以及节约成本。

电机定子支架10还设置有隔离挡筋3，隔离挡筋3一侧与进口流道41、循环流道43在周向上间隔一定距离以形成第一引流区51，进口流道41中的冷却液通过第一引流区51流向所述循环流道43；隔离挡筋3另一侧与出口流道42、循环流道43在周向上间隔一定距离以形成第二引流区52，循环流道43中冷却液通过第二引流区52流向出口流道42。

具体地，隔离挡筋3的一侧面向进口流道41和循环流道43，而隔离挡筋3和进口流道41、循环流道43之间在周向上间隔有一定距离，以形成一个没有阻碍物的第一引流区51，以使进口流道41中的冷却液通过所述第一引流区51流向所述循环流道43，可以理解的是，因为进口流道41和循环流道43是相对沿轴向布置的，所以从进口流道41中流入的冷却液需要转向180°才能流入循环流道43，而隔离挡筋3和进口流道41、循环流道43之间形成的第一引流区51在轴向和周向的一定距离内都没有阻碍物，因此，冷却液能够在这里方便的从进口流道41流入循环流道43；同理可以理解的是，隔离挡筋3的另一侧和出口流道42、循环流道43也会限定出第二引流区52，以供从循环流道43中流出的冷却液在这里转向180°之后流入出口流道42。

在本公开的另一个实施例中，电机定子支架10还设置有第一导向流道53和第二导向流道54，进口流道41中的冷却液通过第一导向流道53流向循环流道43；循环流道43中的冷却液通过第二导向流道54流向出口流道42。

具体地，电机定子支架10也可以不用设置隔离挡筋3，而是通过设置第一导向流道53来将进口流道41中的冷却液导流到循环流道43，通过第二导向流道54来将循环流道43中的冷却液导流到出口流道42。

在本公开中，循环流道43中设置有m条水道筋46以形成多个子循环流道,m大于等于1；进口流道41中设置有n条水道筋46以形成多个子进口流道，n大于等于1；出口流道42中设置有t条水道筋46以形成多个子出口流道，t大于等于1；其中m、n、t可以均相等或者至少两者不等。

可以理解的是，其中，m、n和t可以是相等的，也可以是不相等的，也就是说，子循环流道、子进口流道和子出口流道的数量可以是三者相等，也可以是三者不相等，亦或者是其中有两者相等也是可以的，具体数量可以根据需求来进行设置。

可以理解的是，这些子流道能够在一定程度上阻挡冷却液沿轴向的运动，因此可以使流道的冷却液分布的尽可能均匀，所以在一定范围内，子流道的数量越多，散热会越均匀，能够有效防止局部过热或者散热不均匀，同时水道筋46也能够传导内筒21的热量，因此水道筋46能够在一定程度上增大内筒21散热面积，使散热效果更好；而第一引流区51与第二引流区52中并没有阻碍物，因此能够在一定程度上减小冷却液在转向时所受到的阻力，也能够在一定程度上使进入下一个流道的冷却液分布能够更加均匀。

在本公开的一个实施例中，水道筋46在沿轴向方向的宽度可以是不相等的，在流阻较大的地方水道筋设计较窄，能够使流道增大，降低流阻；在流阻较小的地方水道筋设计较宽，使流道减小，能够很好的使流阻较为平均，这样能够在一定程度上降低泵的功率，从而降低成本。

在本公开的另一个实施例中，水道筋46在沿轴向方向的宽度也可以是相等的，这样能够降低加工难度，节省成本。

在本公开的一个实施例中，循环流道43中设置的水道筋46在周向上等长；或者循环流道43中设置的水道筋46在周向上的长度与水道筋46和分隔挡筋45的距离成正比。

具体地，循环流道43中的水道筋46在周向上的长度可以是等长的，也可以是不等长的，其长度随着水道筋46离分隔挡筋45的距离的增加而增加，即离进口流道41的距离越近，水道筋46的长度越短，其中最短水道筋46的一端与进口流道41中的水道筋46出液一端的端部平齐，另一端与出口流道42中的水道筋46进液一端的端部平齐，这样能够使进液流道41的冷却液充分均匀的进入循环流道43中，能够在一定程度上保证散热的均匀性。

在本公开的一个实施例中，循环流道43内的子循环流道呈“之”字型连接。

具体地，当循环流道43内设置有多个子循环流道时，该多个子循环流道在轴向方向上可依次连接起来，形成类似于“之”字型连接，此时，当出口流道42中的冷却液流经过导向流到循环流道43时，冷却液会在循环流道43中沿“之”字型的子循环流道折返流动，再从出口流道42流出，“之”字型流道能够在有效的空间内增加流道长度，提高散热效率。

在一个实施例中，进液口411和进口流道41中的水道筋46的端部在周向上间隔一定距离以形成进口引流区55。

优选地，进口流道41上设置的进液口411和进口流道41中的水道筋46的端部在周向上形成的进口引流区55在周向上没有阻碍物，因此能够使进液口411进来的冷却液能够通过进口引流区55充分均匀的进入各个子进口流道中，从而能够在一定程度上使各个子进口流道能够均匀散热，防止局部过热，也能够使进入后续各流道内的冷却液能够均匀分布；可以理解的是，出液口421也可以和出口流道42中的水道筋46在周向上间隔一定距离以形成出口引流区56。

在一个实施例中，循环流道43、进口流道41和出口流道42中设置多个间隔凸起5。

优选地，各个流道内还可以设置凸起5以使流经的冷却液形成湍流，提高局部冷却液的流速，从而能够使散热效率更高；可以理解的是，各个流道还可以利用以一定间隔沿周向排列的凸起5来代替水道筋46，因为凸起5以一定间隔沿周向排列时在轴向上能够对冷却液起到一定的阻挡作用，因此可以使进入由凸起5限定出的各子流道内的冷却液在一定程度上分布均匀，同时，冷却液还能够在流经凸起5时因形成湍流而在小范围内速度增大，从而加快散热。可以理解的是凸起5之间的间隔可以是相等的也可以是不相等，需要根据需要来进行设置。

在本公开中，冷却流道4为设置在内筒21的外周上的凹陷结构；外筒22和内筒21套接以密封冷却流道4。

将冷却流道4设置在内筒21的外周上能够方便的进行加工，以及能够方便的利用外筒22进行套接密封，冷却流道4向内凹陷能够在一定程度上降低电机定子支架10的重量，而且能够离发热部件更近，所以能够更好的散热，而且密封也更为方便。

可以理解的是，外筒22和内筒21可以是过盈配合，使冷却流道4在径向上被密封，只能够从进液口411和出液口421流入流出，能够有效的防止冷却液的泄露，而内筒21作为基准面，其表面粗糙度较小。

在一些实施例中，内筒21在进出液口端还设置有一个直径大于外筒直径的端面，当外筒22和内筒21套接形成电机支架壳体2时，外筒22的一端抵顶该端面，利用螺栓1将外筒22和该端面连接起来，以能够有效的传递扭矩，并且在边缘接口处采用焊接的方式将端面和外筒22的边缘结合面连接起来，以使其能够更好的密封，必要的时候，还可以在内筒21和外筒22的结合面涂覆一层平面密封胶之后在焊接起来，以加强密封效果。

本实用新型另一方面实施例提出一种电机20，该电机包括上述的电机定子支架10。

根据本实用新型的电机20，由于具有上述电机定子支架10，当电机定子支架10是筒状时，冷却流道4环绕电机定子支架10设置，而进口流道41通过循环流道43和出口流道42连接，这样就能够使冷却液形成一个回路，对电机定子进行冷却，而由于冷却流道4是环绕筒状结构设置的，所以能够有效的提升冷却效率，使定子能够有效冷却，而冷却液流向相反，则是因为流道设计为类似“之”字型结构或者整个回路为类似“口”字型结构，这种结构的特点是加工工艺简单、加工成本低而且能够进一步的提升散热效率，而且这种流道结构能够有效的降低冷却液在流道中受到的流阻，可以减小压力泵的功率；进液口和出液口相邻设置能够有效的利用进液口进入的温度相对较低的冷却液对出液口附近进行冷却，降低进出液口温度差，使其均匀散热，在一定程度上防止局部温度过高而使磁钢退磁或者烧坏绕组，同时进出液口设置在同一端能够方便冷却循环装置的设置，有效的节省空间以及节约成本。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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实用新型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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。