一种电机轴电压的柔性接地结构的制作方法

1.本发明属于电机技术领域，具体涉及了一种电机轴电压的柔性接地结构。


背景技术：

2.随着纯电动汽车的快速发展，驱动电机向高电压、高功率、高扭矩发展，由此带来的驱动电机轴承电腐蚀问题越来越突出。
3.在电机运行过程中，由于电机三相载波频率升高、导致电机三相中性点产生共模电压，通过电机杂散电容耦合至电机驱动轴上产生轴电压，电机轴通过轴承与壳体支撑。电机轴承一般采用润滑油或润滑脂进行润滑，在轴承运行过程中，滚动体会与轴承内外圈建立润滑膜，保护相对运动的零部件不产生直接接触。如轴电压过高，会导致轴承滚动体与轴承内外圈间的润滑膜被击穿，在润滑膜被击穿的瞬间，由于润滑油的电阻较大从而产生大量的热，短时间内热累积使轴承滚动体与内外圈间产生电腐蚀，并且该过程持续在发生，从而导致电机轴承内外圈间产生明显的电腐蚀沟槽，从而产生异常阶次异响，严重时会导致电机轴承损坏。
4.目前纯电新能源电机多采用水冷和油冷两者冷却方式，油冷电机的密封结构，且电机轴承多采用开放式油润滑结构；水冷电机多采用密封式脂润滑轴承；对比分析油冷电机轴承电腐蚀的要求更高。


技术实现要素：

5.本发明提出一种电机轴电压的柔性接地结构，以改善轴电压过高，会导致轴承滚动体与轴承内外圈间的润滑膜被击穿，在润滑膜被击穿的瞬间，由于润滑油的电阻较大从而产生大量的热，短时间内热累积使轴承滚动体与内外圈间产生电腐蚀，从而导致电机轴承内外圈间产生明显的电腐蚀沟槽，从而产生异常阶次异响，严重时会导致电机轴承损坏的问题。
6.本发明提出一种电机轴电压的柔性接地结构，包括：
7.电机轴，其上安装有电机转子；
8.后端盖，套设安装在所述电机轴的一端，其上设置有接地点；
9.循环腔，安装在所述后端盖上，并且所述电机轴的一端位于所述循环腔的腔室内；
10.导流管，贯穿所述循环腔并伸入所述电机轴内部；
11.其中，导电液从所述导流管中注入所述电机轴内，并经过所述导流管与所述电机轴之间的间隙从所述电机轴的端部开口处流入所述循环腔室内，所述电机轴通过所述导电液与所述后端盖电连接形成电流通路。
12.在本发明的一个实施例中，所述电机轴为空心轴结构，其一端为封闭端，另一端设置为开口端，所述导流管从所述开口端伸入所述电机轴内部。
13.在本发明的一个实施例中，所述导流管为刚性结构，且所述导流管的伸入所述电机轴的一端靠近所述封闭端。
14.在本发明的一个实施例中，所述循环腔与所述电机轴的连接处安装有油封结构，所述油封结构安装在所述循环腔的内壁上，并与所述电机轴配合连接。
15.在本发明的一个实施例中，所述循环腔的内壁上设置有油封安装部，所述油封结构安装在所述油封安装部内。
16.在本发明的一个实施例中，所述后端盖和所述循环腔之间为刚性直连。
17.在本发明的一个实施例中，所述电机轴的两端分别安装有后轴承和前轴承。
18.在本发明的一个实施例中，所述后端盖上形成轴承座，所述后轴承安装在所述轴承座上，并与所述电机轴连接。
19.在本发明的一个实施例中，所述循环腔远离所述后端盖一侧的顶部安装有一回流管。
20.在本发明的一个实施例中，所述回流管一端与所述循环腔的腔室连通，另一端连通至冷却系统。
21.本发明提出一种电机轴电压的柔性接地结构，通过将电机轴做成空心轴结构，并在空心轴内部嵌套一根导流管，通过导流管将导电冷却液导入空心轴，通过导电冷却液将电机轴与电机壳体导通，降低电机轴上的轴电压，保护电机轴承，本发明中导电液体在电机轴与循环腔中流动，循环腔与后端盖直接相连接，由于导电液具有导电性能，因此将旋转的电机轴与后端盖相连接，将电机轴上的电压直接导入接地点，降低轴电压从而保护轴承，即本发明中采用导电液体将轴与壳体柔性连接，不需要增加导电轴承结构或刚性接触结构进行导电，避免出现刚性导电的机械磨损和导电轴承中导电油脂老化从而影响导电效果。
22.本发明通过导电液体将空心轴填充，导流管与空心轴构成环形水道，通过导电液体将轴和轴承座降温，即本发明通过导电液体同时可以冷却电机轴和轴承座，降低轴承工作温度，提高轴承的运行可靠性。
23.本发明中还通过油封或其它类似密封结构将导电液体密封，将导电液体密封在电机空心轴腔体内部，防止导电液体进入电机腔体内部；本发明中还通过回流管将循环腔与冷却系统连通，作为冷却回路，使得该导电液可以冷却车载其他发热零部件。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明于一实施例中电机轴电压的柔性接地结构的结构示意图。
26.图2为本发明于一实施例中电机轴电压的柔性接地结构的爆炸示意图。
27.图3为图1中电机轴电压的柔性接地结构的俯视示意图。
28.图4为图3中电机轴电压的柔性接地结构沿a-a的剖面结构示意图。
29.图5为本发明于一实施例中电机轴电压的柔性接地结构中电机轴的结构示意图。
30.图6为图5中电机轴沿b-b的剖面结构示意图。
31.标号说明：
32.电机轴10；电机转子11；中空腔室101；封闭端102；开口端103；前轴承104；后轴承
105；油封结构106；后端盖20；轴承座201；循环腔30；腔室301；回流管302；导流管40。
具体实施方式
33.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
34.需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
35.本发明提出一种电机轴电压的柔性接地结构，以改善轴电压过高，会导致轴承滚动体与轴承内外圈间的润滑膜被击穿，在润滑膜被击穿的瞬间，由于润滑油的电阻较大从而产生大量的热，短时间内热累积使轴承滚动体与内外圈间产生电腐蚀，从而导致电机轴承内外圈间产生明显的电腐蚀沟槽，从而产生异常阶次异响，严重时会导致电机轴承损坏的问题，具体的，如图1至图6所示，在本实施例中，所述柔性接地结构包括：电机轴10、后端盖20、循环腔30和导流管40，其中，所述导流管40伸入所述电机轴10内，用于向所述电机轴10中注入导电液，所述后端盖20套设安装在所述电机轴10的一端，所述循环腔30安装在所述后端盖20上，并且所述电机轴10的一端位于所述循环腔30的腔室301内，导电液体在所述电机轴10与所述循环腔30的腔室中流动，导电液从所述导流管40中注入所述电机轴10内，并经过所述导流管40与所述电机轴10之间的间隙从所述电机轴10的端部开口处流入所述循环腔30的腔室301内，所述电机轴10通过所述导电液与所述后端盖20电连接形成电流通路。
36.如图1、图2、图5及图6所示，在本实施例中，所述电机轴10上安装有电机转子11，且所述电机轴10通过平键或仿形结构与所述电机转子11之间刚性连接，且所述电机轴10设置为空心轴结构，所述电机轴10内部的中空腔室101的一端设置为封闭结构以形成封闭端102，另一端设置为开口结构以形成开口端103，所述导流管40从所述开口端103伸入所述电机轴10的内部，以便于将所述导电液从所述导流管40注入到所述电机轴10内部的中空腔室101内，需要说明的是，在本实施例中，所述导流管40的伸入所述电机轴10内部的一端靠近所述封闭端102，以便于将导电液注入至所述电机轴10内部的中空腔室101的封闭端102，而注入的导电液从所述开口端103流出，以使得导电液能够快速的充满所述电机轴10内部的中空腔室101内，且便于导电液的流通。
37.如图1、图2、图5及图6所示，在本实施例中，所述电机轴10的两端上分别设置有前轴承104和后轴承105，以用于支撑所述电机轴10，并且便于所述电机轴10的旋转运动。具体的，在本实施例中，所述电机轴10的一端安装有所述后端盖20，且所述后端盖20上形成轴承座201，所述后轴承105安装在所述轴承座201上，并与所述电机轴10连接，需要说明的是，导电液在所述电机轴10中流通时，除了可以起到导电的作用，同时还可以冷却电机轴和轴承座，降低轴承工作温度，提高轴承的运行可靠性。
38.如图1、图2、图3及图4所示，在本实施例中，所述后端盖20上还安装有循环腔30，具
体的，所述循环腔30安装在所述后端盖20远离所述后轴承105的一侧上，且所述循环腔30与所述后端盖20之间为刚性直连，且所述电机轴10设置为开口端103的一端延伸至所述循环腔30的腔室301内，使得所述电机轴10内部的中空腔室101与所述循环腔30的腔室301连通，即经过所述导流管40注入至所述电机轴10内部的中空腔室101内的导电液可以从所述开口端103流入所述循环腔30的腔室301内，以使得所述导流管40、所述电机轴10和所述循环腔30之间构成环形水道，从而使得所述电机轴10通过所述导电液与所述后端盖20电连接形成电流通路，另外，还需要说明的是，在所述后端盖20上设置有接地点，并且由于导电液在电机轴与循环腔中流动，循环腔与后端盖直接相连接，同时由于导电液具有导电性能，从而将电机轴上的电压直接导入接地点，降低轴电压从而保护轴承，即采用导电液体将轴与壳体柔性连接，不需要增加导电轴承结构或刚性接触结构进行导电，避免出现刚性导电的机械磨损和导电轴承中导电油脂老化从而影响导电效果。
39.如图1至图6所示，还需要说明的是，由于所述电机轴10的开口端103伸入至所述循环腔30的腔室301内，所以所述电机轴10需要穿过所述循环腔30的第一腔壁以延伸至所述循环腔30的腔室301内，因此所述循环腔30的第一腔壁与所述电机轴10配合连接处会存在导电液泄露的可能，从而导致导电液进入电机腔体的内部，从而损坏电机，因此，为了避免导电液泄露进入电机腔体的内部，需要在所述循环腔30与所述电机轴10的配合连接处安装油封结构106，所述油封结构106安装在所述循环腔30的内壁上，并与所述电机轴10配合连接，具体的，所述电机轴10贯穿所述循环腔30的内壁上设置有油封安装部，所述油封结构106安装在所述油封安装部内，以实现密封功能，从而避免导电液泄露进入电机腔体的内部，从而避免电机损坏。需要说明的是，为了增加密封性能，可以设置多个所述油封结构106，同样也可以改变所述油封结构106的方向，能够达到油封目的即可。
40.如图1至图6所示，在本实施例中，所述导流管40贯穿所述循环腔30并伸入所述电机轴10内部的中空腔室101内，所述导流管40的一端伸入到所述电机轴10内部的中空腔室101内，另一端延伸至所述循环腔30上与安装有所述油封结构106相对的第二腔壁上，且贯穿所述第二腔壁，以便于从该处注入导电液。另外，在一些实施例中，所述循环腔30与所述导流管40可以为一体结构，以消除所述导流管40与所述循环腔30的腔壁之间的间隙。在本实施例中，所述导流管40为刚性结构，例如设置为冷却轴。
41.如图1至图6所示，在本实施例中，所述循环腔30远离所述后端盖20一侧的顶部安装有一回流管302，所述回流管302一端与所述循环腔30的腔室301连通，另一端连通至冷却系统。在本实施例中，所述导电液可以为特殊的导电液体，也可以为普通的冷却液增加导电性能后得到的液体。在本实施例中，所述导电液的流向为导电液通过所述导流管40注入到所述电机轴10内部的中空腔室101内，再通过所述电机轴10内部的中空腔室101与所述导流管40之间的间隙，并从所述电机轴10的开口端103流出，进入所述循环腔30的腔室301内，由于所述循环腔30与所述后端盖20之间为刚性直连，以使得所述电机轴10通过导电液与所述后端盖20连接形成电流通路，以形成柔性连接通路，且在所述后端盖20上设置有接地点，使得该电机轴电压形成柔性接地结构，而将电机轴10上的电压直接导入接地点，降低轴电压从而保护轴承，避免出现刚性导电的机械磨损和导电轴承中导电油脂老化从而影响导电效果。
42.如图1至图6所示，还需要说明的是，当导电液达在所述循环腔30的腔室301内累积
到所述回流管302的高度时，导电液通过所述回流管302流回至冷却系统中，以作为冷却回路中的冷却液，使得该导电液可以冷却车载其他发热零部件。需要说明的是，在一些其他实施例中，所述导电液的流通方向和路径可以进行适应性改变。
43.本发明提出一种电机轴电压的柔性接地结构，通过将电机轴做成空心轴结构，并在空心轴内部嵌套一根导流管，通过导流管将导电冷却液导入空心轴，通过导电冷却液将电机轴与电机壳体导通，降低电机轴上的轴电压，保护电机轴承。
44.本发明提出一种电机轴电压的柔性接地结构，导电液体在电机轴与循环腔中流动，循环腔与后端盖直接相连接，由于导电液具有导电性能，因此将旋转的电机轴与后端盖相连接，将电机轴上的电压直接导入接地点，降低轴电压从而保护轴承，即本发明中采用导电液体将轴与壳体柔性连接，不需要增加导电轴承结构或刚性接触结构进行导电，避免出现刚性导电的机械磨损和导电轴承中导电油脂老化从而影响导电效果。
45.本发明提出一种电机轴电压的柔性接地结构，通过导电液体将空心轴填充，导流管与空心轴构成环形水道，通过导电液体将轴和轴承座降温，即本发明通过导电液体同时可以冷却电机轴和轴承座，降低轴承工作温度，提高轴承的运行可靠性。
46.本发明提出一种电机轴电压的柔性接地结构，还通过油封或其它类似密封结构将导电液体密封，将导电液体密封在电机空心轴腔体内部，防止导电液体进入电机腔体内部。
47.本发明提出一种电机轴电压的柔性接地结构，还通过回流管将循环腔与冷却系统连通，作为冷却回路，使得该导电液可以冷却车载其他发热零部件。
48.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
49.除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本发明的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。