一种外转子轮毂电机的散热系统的制作方法

1.本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种外转子轮毂电机的散热系统。


背景技术：

2.随着新能源技术的发展及新能源车辆的普及，对于直接驱动车轮的轮毂电机的性能要求也越来越高，尤其是对轮毂电机的功率密度、尺寸、重量及温升的要求越来越严苛。目前，常规的风冷、液冷等散热手段，很难满足轮毂电机对散热的要求，因此，温升问题也就成为了制约轮毂电机性能的关键指标之一。
3.申请号为202110288793.1中国发明专利公开了一种轮毂电机的散热增强结构，包括电机外壳；安装在电机外壳内侧的定子；安装在电机外壳内侧且可绕定子旋转的转子以及安装在转子内侧的轮毂轴；电机外壳的内部安装有散热增强机构，电机外壳包括中间的腔部与尾端的实心部，散热增强机构包括输入管、输出管和储液筒，储液筒位于实心部中，输入管和输出管的一侧均与储液筒的上方相连接，输出管连接有蒸发管，蒸发管与电机外壳中间的腔部相连通，定子的外侧与转子的前后两侧端包覆有树脂，电机外壳上设有散热管，散热管连通电机外壳内部与外部，通过储液筒中的冷却剂受热蒸发气化变成蒸汽，通过蒸汽经过腔部带走热量从散热管排出，能够有效降低轮毂电机的温度。上述专利的缺点在于定转子前后均需开设空气流道，极易造成电机内部热量集聚，导致局部高温，而且大大的增加了电机的轴向尺寸。
4.液冷作为轮毂电机冷却的一种方式，冷却效果远远大于风冷，因此，采用液冷的方式并提高散热效率，对于提高电机的性能显得尤为重要。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种外转子轮毂电机的散热系统，以解决上述背景技术中遇到的问题。
6.为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种外转子轮毂电机的散热系统，包括机壳、转子单元、定子单元和后端盖单元，所述机壳通过螺丝与后端盖单元固定连接，所述转子单元和定子单元分别安装在机壳的内腔中，所述机壳的轴心处与转子单元转动连接，所述定子单元与转子单元同轴设置，所述定子单元的后端与后端盖单元的外壁固定连接。
7.所述后端盖单元包括后端盖和盖板，所述后端盖的后端开设有液腔，所述盖板与后端盖固定连接，并将所述液腔密封；所述盖板上安装有连通所述液腔的进液管和出液管，所述定子单元包括定子铁心和绕组，所述定子铁心的外侧轴向开有若干嵌线槽，绕组设置在嵌线槽内，且在每个嵌线槽内的绕组中埋设有至少一根散热棒，所述散热棒的后端伸入至液腔内。
8.上述方案中，所述盖板的内侧设有隔断板，所述隔断板的形状与液腔的截面相匹配，所述隔断板用于将进液管和出液管的液体输送区域隔断。
9.上述方案中，所述每个嵌线槽内的绕组中埋设有至少两根散热棒，分别位于所述绕组的近中心轴线端和远中心轴线端。
10.进一步的，所述后端盖的轴向开设有第一密封槽，所述散热棒通过第一密封槽伸入至液腔内，所述第一密封槽中安装有密封件。
11.再进一步的，所述密封件为圆台状结构，其内部开设有容纳所述散热棒的孔，所述第一密封槽为与密封件相配合的锥形结构。
12.上述方案中，所述后端盖靠近所述盖板的一侧轴向上开设有第二密封槽，所述第二密封槽内安装有o型橡胶圈。
13.上述方案中，所述转子单元包括转子轴、转子支架和转子铁心，所述转子轴的一端通过轴承与后端盖单元转动连接，所述轴承与后端盖单元之间设有第二油封，所述转子支架一端内圆处与转子轴固定连接，转子铁心安转在转子支架的内侧，所述转子铁心的内部安装有磁钢，用于形成有效的磁场。
14.上述方案中，所述机壳的轴心处通过第一油封与转子轴转动连接，所述机壳的前端为封闭型，其后端设有开口，后端圆周位置设置有与后端盖单元相连接的耳型结构。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：此电机为外转子电机，定子铁心固定在后端盖的轴伸筒外圆上，后端盖轴伸筒的内圆处安装轴承，在每个嵌线槽的绕组中都埋设散热棒，散热棒可以将绕组中的热量以极高的效率传导至后端盖的液腔中，散热棒可高效实现冷热量的交换，再通过冷却液的循环降温，带走散热棒中的热量，进而降低绕组以及电机中的热量，从而保证绕组的温度始终处于一个较低的范围内，实现降低电机温度的目的。
附图说明
16.参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：图1为本发明整体结构示意图；图2为本发明中各单元分解结构示意图；图3为本发明中转子单元分解结构示意图；图4为本发明中定子单元分解结构示意图；图5为本发明中后端盖单元分解结构示意图。
17.图中标号：1
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机壳，11
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第一油封，2
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转子单元，21
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转子轴，22
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转子支架，23
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转子铁心，24
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磁钢，25
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轴承，26
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第二油封，3
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定子单元，31
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定子铁心，32
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绕组，33
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散热棒，34
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密封件，4
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后端盖单元，41
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后端盖，42
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盖板，43
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o型橡胶圈，44
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液腔；45
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进液管；46
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出液管；47
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隔断板；48
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第一密封槽；49
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第二密封槽。
具体实施方式
18.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示本发明有关的构成。
19.根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是
对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
20.下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
21.实施例1，如图1和图2所示，一种外转子轮毂电机的散热系统，包括机壳1、转子单元2、定子单元3和后端盖单元4，机壳1的轴心处通过第一油封11与转子轴21转动连接，机壳1的前端为封闭型，其后端设有开口，后端圆周位置设置有与后端盖单元4相连接的耳型结构。机壳1通过螺丝与后端盖单元4固定连接，其连接位置在耳型结构上。转子单元2和定子单元3分别安装在机壳1的内腔中，机壳1的轴心处通过第一油封11与转子单元2转动连接，用于防止水、尘土、油污等进入内部。定子单元3与转子单元2同轴设置，定子单元3的后端与后端盖单元4的外壁通过螺丝固定连接。
22.请参阅图5，后端盖单元4包括后端盖41和盖板42，后端盖41的后端开设有液腔44，液腔44用于注入冷却水，盖板42与后端盖41固定连接，并将液腔44密封。盖板42上安装有连通液腔44的进液管45和出液管46，通过进液管45输送冷却水，通过出液管46输出冷却水，这样就构成一个为轮毂电机循环散热的系统。
23.作为一种优选的方案，在盖板42的内侧设有隔断板47，隔断板47的形状与液腔44的截面相匹配，隔断板47用于将进液管45和出液管46的液体输送区域隔断。在将盖板42与后端盖41固定后，隔断板47将液腔44隔断，方便进液管45的输入液体经过液腔44一圈的循环后从出液管46中排出液体，从而利用热交换带出吸收的热量。
24.进一步的，后端盖41靠近盖板42的一侧轴向上开设有第二密封槽49，第二密封槽49可以开设在液腔44的槽口两侧，第二密封槽49内安装有o型橡胶圈43。通过盖板42配合o型橡胶圈43将后端盖41压紧密封，防止液腔44内的冷却液渗漏。
25.请参阅图4，定子单元3包括定子铁心31和绕组32，定子铁心31的外侧轴向开有若干嵌线槽，绕组32设置在嵌线槽内，且在每个嵌线槽内的绕组32中埋设有至少一根散热棒33，散热棒33的后端伸入至液腔44内，将绕组32内的热量传递至液腔44内的冷却液中。因在盖板42的内侧设有隔断板47，保证冷却液从进液管45的进液口进入液腔44后只有单一的流动方向，并流向出液管46的出液口，从而带走绕组32内经散热棒33导出的热量，有效降低电机内部的温度。
26.散热棒33采用热管，热管是一种利用封闭在真空管内的工作物质反复进行物理相变（沸腾或凝结）来传送热量的一种换热装置。热管通过相变传递潜热来传递热量远远比通过对流或传导传递的热量多。即它的导热性能比常见的多金属材料大得多，尺寸相同（φ3*200mm）的热管与铜管，尽管铜的导热系数仅次于银，但热管的传送热量约为铜管的几十倍。
27.实施时，可在每个嵌线槽内的绕组32中埋设至少两根散热棒33，分别位于绕组32的近中心轴线端和远中心轴线端，从而充分吸收导出绕组32中的热量。
28.具体的，在后端盖41的轴向开设有第一密封槽48，散热棒33通过第一密封槽48伸入至液腔44内，并在第一密封槽48中安装有密封件34。密封件34用于隔绝液腔44与绕组32之间的空隙，并且还可以为散热棒33提供支撑作用。作为一种优选的方案，为了构成实现有效的密封，密封件34为圆台状结构，其内部开设有容纳散热棒33的孔，第一密封槽48为与密封件34相配合的锥形结构，这样具有密封性强的作用。
29.实施例2，基于上述方案，密封件34的外周可以设置外螺纹，第一密封槽48内设置
内螺纹，密封件34与第一密封槽48的配合方式为螺纹配合，两者具有紧固作用。在两者固定后，散热棒33插入密封件34内部的孔中，并利用强力胶对散热棒33外体与孔进行密封。散热棒33与后端盖41之间的密封件设置为锥形密封，并采用强力胶粘接固定在密封件34上，可保证冷却液不渗漏。
30.实施例3，基于实施例1或实施例2，请参阅图3，转子单元2包括转子轴21、转子支架22和转子铁心23，转子轴21的一端通过轴承25与后端盖单元4中的后端盖41外壁转动连接，轴承25与后端盖单元4之间设有第二油封26，转子支架22一端内圆处通过螺丝与转子轴21固定连接，转子铁心23固定安转在转子支架22的内侧，转子铁心23的内部安装有磁钢24，磁钢24设有若干块且其内嵌在转子铁心23的内壁槽孔中，用于形成有效的磁场。
31.采用外转子结构形式，可保证相对于定子绕组温度较低的转子单元2通过机壳1的散热快速实现热平衡，从而提高电机的性能，实现相同功率条件下，降低电机的尺寸和重量的目的。
32.此电机为外转子电机，定子铁心31固定在后端盖41的轴伸筒外圆上，后端盖41轴伸筒的内圆处安装轴承25，在每个嵌线槽的绕组32中都埋设散热棒33，散热棒33可以将绕组32中的热量以极高的效率传导至后端盖41的液腔44中，散热棒33可高效实现冷热量的交换，再通过冷却液的循环降温，带走散热棒33中的热量，进而降低绕组32以及电机中的热量，从而保证绕组32的温度始终处于一个较低的范围内，实现降低电机温度的目的。
33.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
34.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式，并不用于限定本发明保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应含在本发明的保护范围之内。