一种新能源汽车水冷电机的冷却水道的制作方法

本发明涉及电机热控技术领域，特别涉及一种新能源汽车水冷电机的冷却水道。

背景技术：

随着新能源汽车的发展和市场的日益成熟，为满足新能源整车动力性和经济型等方面的需求，电机作为新能源汽车的主动力源，特别是纯电动汽车的唯一动力源，对其性能和应用的要求越来越高。由于性能和成本的双重压力，导致电机的性能和安置空间的矛盾日益突出，而电机的冷却构造对冷却性能和安置空间有直接的影响，因此，改善电机的冷却构造是解决这一矛盾的重要方法之一。

目前新能源车用电机的冷却方式主要有风冷、水冷和油冷三种，其中，水冷的冷却方式具有冷却效果好、结构成熟可靠和工艺成熟等优点，目前已经成为行业内的主流选择。冷却水道通常是指在水冷电机的壳体夹层中，通过挡水条的设置形成的冷却水通道，冷却水道的设计是水冷电机的冷却系统的关键。

现在主流应用的水道主要有螺旋形水道和折返形（z字形）水道两种方式。其中，螺旋水道对于电机定子铁芯的接触面积大，水道的流阻小，有利于电机的散热，但是其进出水端口需要位于电机轴向方向的两端，并在径向截面上属于同一位置，而新能源汽车电机，特别是轮边电机，对于整车布置的要求很严格，通常对于电机冷却水管的位置和水管的走线方式，会有固定的位置，所以螺旋水道的使用环境受到了一定的限制。而对于折返形（z字形）水道，其适用于拉伸机壳，整体的模具和工艺成本较低，但是其受限于水管进出口直径的原因，其设计难以在保证水道和电机定子铁芯的接触面积和流阻中间取得好的平衡。

有鉴于此，如何设计新能源汽车水冷电机的冷却水道，在保证冷却水道和定子铁芯之间接触面积的前提下，具有较小的流阻，且进出水端口的设计便于车载灵活布置是本发明研究的课题。

技术实现要素：

本发明提供一种新能源汽车水冷电机的冷却水道，其目的是要解决现有新能源汽车水冷电机冷却水道的不能同时实现优良冷却效果和灵活车载布置的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种新能源汽车水冷电机的冷却水道，所述水冷电机具有一外壳主体，该外壳主体由一外筒和一内筒密封套接，所述内筒外壁上设有挡水墙，所述冷却水道由所述外筒内壁、内筒外壁和挡水墙共同界定；其创新在于：所述外筒上开设有两个用于冷却水进出所述冷却水道的端口，即第一进出水端口和第二进出水端口，以所述外筒和内筒的套接方向为所述外壳主体的中心轴方向，两个端口的中心连线与所述中心轴平行。

所述挡水墙由若干个环向挡水条和一个轴向挡水部组成；该若干个环向挡水条在所述内筒外壁上沿所述中心轴的周向布置，同时沿所述中心轴的轴向排列，所述若干个环向挡水条之间形成环向水道；所述轴向挡水部包括一个第一轴向挡水条、一个第二轴向挡水条和一个端顶挡水条，所述第一轴向挡水条和第二轴向挡水条沿所述中心轴轴向设置，其中所述第一轴向挡水条在所述内筒的外壁上沿轴向贯通布置，所述端顶挡水条沿所述内筒外壁周向设置。

沿所述中心轴方向观察，每个环向挡水条均为一个开口环结构，所述环向挡水条一端垂直连接在所述轴向挡水部的一侧，另一端与所述轴向挡水部之间具有一空隙，该空隙用以连通两相邻环向水道，并在连通处形成连通水道；两相邻环向挡水条所对应的两个连通水道中，一个连通水道位于所述轴向挡水部中所述第一轴向挡水条的一侧，另一个连通水道则位于所述轴向挡水部中所述第一轴向挡水条的另一侧。

所述第一轴向挡水条、第二轴向挡水条和端顶挡水条三者界定出所述冷却水道的第一端部，在所述外筒与内筒套接装配状态下，该第一端部在位置上对应一个端口，其中，所述端顶挡水条的一端固定连接在所述第一轴向挡水条上，所述端顶挡水条的另一端同时固定连接所述第二轴向挡水条一端和一个环向挡水条一端，所述第二轴向挡水条的另一端与靠近所述内筒一端的所述环向挡水条固定连接；所述冷却水道的另一端作为第二端部，该第二端部位于所述内筒的另一端，并且在位置上对应所述冷却水道另一个端口。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．在本方案中，一种优选的实施方式为：所述第二端部位于靠近所述内筒另一端的所述环向水道的端部；与所述第一端部在位置上对应的所述端口为冷却水出水端口，与所述第二端部在位置上对应的所述端口为冷却水进水端口。

2．在本方案中，另一种优选的实施方式为：把所述第二轴向挡水条和与其固定连接的所述端顶挡水条设为端顶挡水部；所述冷却水道还包括第二个端顶挡水部，该端顶挡水部对应界定所述第二端部。两个端顶挡水部相互独立，即每个端顶挡水部分别具有一个第二轴向挡水条和一个端顶挡水条。

3．在本方案中，又一种优选的实施方式为：把所述第二轴向挡水条和与其固定连接的所述端顶挡水条设为端顶挡水部；所述冷却水道还包括第二个端顶挡水部，该端顶挡水部对应界定所述第二端部。两个端顶挡水部共用同一个端顶挡水板，即所述第一端部位于共用的所述端顶挡水板的一侧，所述第二端部位于共用的所述端顶挡水板的另一侧。

4．在本方案中，所述第一进出水端口和第二进出水端口的直径大小相等。

5．在本方案中，所述冷却水道的弯角处均设有倒角，该倒角的半径范围优选为2毫米至10毫米。

本发明的设计原理和有益效果是：

首先，该冷却水道主要为环形结构，具备螺旋水道的优点，即冷却水道和电机定子铁芯的接触面积大，水道的流阻小，具有优良的冷却性能，有利于电机散热。其次，冷却水道的弯角处还设有倒角结构，能够进一步减小水道流阻、减小水道“死区”。

与此同时，在本发明的冷却水道中，设置有轴向挡水部，每个环向挡水条均为一开口环结构，相邻的环向挡水条的开口分别位于轴向挡水部的两侧，以形成连通环向水道的连通水道，从而构成单向的环形冷却水通道；而在轴向挡水部中，配备一或两个端顶挡水部，该结构使环形水道的端部的位置不再局限于外壳主体的端部；再结合着把冷却水进出端口设置在外筒上，且与外壳主体的中心轴线同平面设置，使得两个端口可以位于外筒轴向的多个位置，从而在实现高冷却性能的基础上，还大大方便了新能源汽车整车的结构布置和冷却系统的设计。

附图说明

附图1为本发明水冷电机外壳主体的结构示意图；

附图2为本发明水冷电机外筒的结构示意图；

附图3为本发明一实施例中冷却水道立体结构示意图；

附图4为附图3中冷却水道的展开示意图；

附图5为本发明另一实施例中冷却水道的展开示意图；

附图6为本发明又一实施例中冷却水道的展开示意图。

以上附图中：1．外壳主体；2．外筒；21．第一进出水端口；22．第二进出水端口；3．内筒；4．冷却水道；41．环向水道；42．连通水道；43．第一端部；44．第二端部；5．挡水墙；6．环向挡水条；7．轴向挡水部；71．第一轴向挡水条；72．第二轴向挡水条；73．端顶挡水条；74．端顶挡水部。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：一种新能源汽车水冷电机的冷却水道

如图1和图2所示，所述水冷电机具有一外壳主体1，该外壳主体1由一外筒2和一内筒3密封套接。再结合图3所示，所述内筒3外壁上设有挡水墙5，所述冷却水道4由所述外筒2内壁、内筒3外壁和挡水墙5共同界定。所述外筒2上开设有两个用于冷却水进出所述冷却水道4的端口，即第一进出水端口21和第二进出水端口22，以所述外筒2和内筒3的套接方向为所述外壳主体1的中心轴方向，两个端口的中心连线与所述中心轴平行。

结合图3和图4所示，所述挡水墙5由若干个环向挡水条6和一个轴向挡水部7组成；该若干个环向挡水条6在所述内筒3外壁上沿所述中心轴的周向布置，同时沿所述中心轴的轴向排列，所述若干个环向挡水条6之间形成环向水道41。若干环向水道41为所述冷却水道4的主要结构，该若干环向水道41使所述冷却水道4和电机定子铁芯的接触面积较大，水道的流阻小，具有优良的冷却性能，有利于电机散热。所述轴向挡水部7包括一个第一轴向挡水条71、一个第二轴向挡水条72和一个端顶挡水条73，所述第一轴向挡水条71和第二轴向挡水条72沿所述中心轴轴向设置，其中所述第一轴向挡水条71在所述内筒3的外壁上沿轴向贯通布置，所述端顶挡水条73沿所述内筒3外壁周向设置。

如图3所示，沿所述中心轴方向观察，每个环向挡水条6均为一个开口环结构，所述环向挡水条6一端垂直连接在所述轴向挡水部7的一侧，另一端与所述轴向挡水部7之间具有一空隙，该空隙用以连通两相邻环向水道41，并在连通处形成连通水道42；两相邻环向挡水条6所对应的两个连通水道42中，一个连通水道42位于所述轴向挡水部7中所述第一轴向挡水条71的一侧，另一个连通水道42则位于所述轴向挡水部7中所述第一轴向挡水条71的另一侧。

结合图3和图4所示，所述第一轴向挡水条71、第二轴向挡水条72和端顶挡水条73三者界定出所述冷却水道4的第一端部43，在所述外筒2与内筒3套接装配状态下，该第一端部43在位置上对应一个端口，其中，所述端顶挡水条73的一端固定连接在所述第一轴向挡水条71上，所述端顶挡水条73的另一端同时固定连接所述第二轴向挡水条72一端和一个环向挡水条6一端，所述第二轴向挡水条72的另一端与靠近所述内筒3一端的所述环向挡水条6固定连接；所述冷却水道4的另一端作为第二端部44，该第二端部44位于所述内筒3的另一端，并且在位置上对应所述冷却水道4另一个端口。

若干个环向挡水条6和所述轴向挡水部7组成所述挡水墙5的上述结构，能够使冷却水道4的端部的位置不再局限于外壳主体1的端部；再结合着把冷却水进出的两个端口设置在外筒2上，且与外壳主体1的中心轴线同平面设置，使得两个端口可以位于外筒2轴向的多个位置，

在本实施例中，如图3和图4所示，所述第二端部44位于靠近所述内筒3另一端的所述环向水道41的端部。与所述第一端部43在位置上对应的所述端口为冷却水出水端口；与所述第二端部44在位置上对应的所述端口为冷却水进水端口。

在本实施例中，所述第一进出水端口21和第二进出水端口22的直径大小相等。所述冷却水道4的弯角处均设有倒角，该倒角的半径范围为6毫米。采用倒角设计，避免在局部形成涡流，且能够进一步减小水道流阻、减小水道“死区”。

下面针对本发明的其他实施情况以及结构变化作如下说明：

1.为便于描述，在此把所述第二轴向挡水条72和与其固定连接的所述端顶挡水条73设为端顶挡水部74，那么在以上实施例中，所述轴向挡水部7中仅具有一个所述端顶挡水部74，但本发明中的所述端顶挡水部74的数量并不限于此，还可以是两个。请参考图5所示，所述冷却水道4还包括第二个端顶挡水部74，该端顶挡水部74对应界定所述第二端部44。该技术方案也在本发明的保护范围内，这是本领域技术人员容易理解并接受的。

2.在图5所示的实施例中，两个端顶挡水部74相互独立，即每个端顶挡水部74分别具有一个第二轴向挡水条72和一个端顶挡水条73，但本发明不限于此，两个端顶挡水部74共用同一个端顶挡水板73，请参考图6所示，即所述第一端部43位于共用的所述端顶挡水板73的一侧，所述第二端部44位于共用的所述端顶挡水板73的另一侧。该技术方案也在本发明的保护范围内，这是本领域技术人员容易理解并接受的。

3.以上实施例中，所述环向水道41的数量为六条或八条，但本发明不限于此，只要所述环向水道41的数量为大于四的偶数即可，这是本领域技术人员容易理解并接受的。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。