转子结构、油冷式电机及汽车的制作方法

1.本技术涉及电机技术领域，特别是涉及一种转子结构、油冷式电机及汽车。


背景技术：

2.由于冷却油具有绝缘并且不导磁的特性，因此现有的电机多采用冷却油直接对其内部结构进行冷却，例如电机的转子结构和定子结构，以构成油冷式电机。
3.而随着电机的转速具有向超高速发展的趋势，例如电机的转速达到14000rpm、16000rpm甚至是20000rpm，电机在超高速下产生的热量进一步增加，尤其是对于作为转动件的转子结构而言，其产生的热量随着转速的升高而明显增加，因此通过冷却油对电机进行冷却时的效果也有待进一步地提升，进而以保障电机在超高速的转速下的效率。


技术实现要素：

4.基于此，本技术提供一种转子结构、油冷式电机及汽车，以改善现有技术中的油冷式电机在超高速的转速下的冷却效果不佳、效率降低的问题。
5.第一方面，本技术提供一种转子结构，所述转子结构用于油冷式电机，所述油冷式电机还包括定子结构，所述转子结构包括：
6.转轴，其轴向的一端设置有内花键，所述内花键用于将动力输入或者输出，所述转轴沿轴向设置有第一油道并且沿径向设置第二油道，所述第一油道与所述内花键的内花键孔相连通，所述第二油道间隔设置有两组，并且均与所述第一油道相连通；
7.转子铁芯，其套设在所述转轴上，并且沿周向等间距设置有若干条过油通道，所述过油通道沿轴向贯穿所述转子铁芯；和
8.转子端板，其在所述转轴上套设有两个，并且分别设置在所述转子铁芯的两端，两个所述转子端板均沿周向间隔设置有甩油孔和通油槽，所述甩油孔朝向所述定子结构，并且两个所述转子端板的所述通油槽分别与两组所述第二油道相连通，所述过油通道的一端与一个所述转子端板的所述甩油孔相连通，另一端与另一个所述转子端板的所述通油槽相连通。
9.在其中一个实施例中，所述转轴在所述第一油道靠近所述内花键的一端设置有分油环，所述分油环的内径小于所述第一油道的内径。
10.在其中一个实施例中，所述分油环靠近所述第一油道的一侧设置有锥状的导向槽，靠近所述分油环的一组所述第二油道至少部分设置在所述导向槽的侧壁上。
11.在其中一个实施例中，所述转子端板上还设置有聚油槽，所述聚油槽沿所述转子端板的径向设置，并且连通设置在所述过油通道和所述甩油孔之间。
12.在其中一个实施例中，所述转子结构还包括磁钢，所述转子铁芯沿周向等间距设置有若干组磁钢槽，所述磁钢设置在所述磁钢槽内，任意一条所述过油通道均设置在相邻两组所述磁钢槽之间。
13.在其中一个实施例中，所述转子铁芯上还沿周向等间距设置有若干个减重孔。
14.在其中一个实施例中，所述减重孔与所述过油通道一一对应，并且设置在所述过油通道靠近所述转子铁芯的轴线的一侧，所述通油槽靠近所述第二油道的一端沿所述转子端板的径向设置，并且设置在沿周向相邻两个所述减重孔之间，所述通油槽靠近所述过油通道的一端沿所述转子端板的周向设置。
15.在其中一个实施例中，所述转轴在所述内花键和所述分油环之间设置有退刀槽，所述退刀槽的内径大于所述内花键的最大内径。
16.第二方面，本技术提供一种油冷式电机，所述油冷式电机包括定子结构以及本技术提供的任意一种转子结构，所述转子结构转动设置在所述定子结构的内侧。
17.第三方面，本技术提供一种汽车，所述汽车包括本技术提供的任意一种油冷式电机。
18.本技术通过依次在转轴上设置第一油道和第二油道、在一个转子端板上设置通油槽、在转子铁芯上设置过油通道以及在另一个转子端板上设置甩油孔，可以实现对转轴、两个转子端板、转子铁芯以及定子结构的有效冷却；与此同时，还通过在转轴上设置内花键，并使得内花键的内花键孔与第一油道相连通，可以实现对转轴的用于将动力输入或者输出的位置进行冷却，因此在本技术中，油冷式电机在超高速的转速下仍可以使得冷却油对其转子结构和定子结构进行稳定有效的冷却，进而保障油冷式电机在超高速的转速下的效率。
附图说明
19.图1为本技术实施例一提供的转子结构的结构示意图；
20.图2为本技术实施例一提供的转子结构的剖视图；
21.图3为本技术实施例一提供的转子结构隐藏一个转子端板后的结构示意图；
22.图4为本技术实施例一提供的转子结构隐藏部分转子铁芯后的结构示意图。
23.附图标记：100、转轴；110、内花键；111、内花键孔；120、第一油道；130、第二油道；140、键槽；150、退刀槽；200、转子铁芯；210、过油通道；220、限位键；230、磁钢槽；240、减重孔；300、转子端板；310、甩油孔；320、通油槽；330、聚油槽；400、分油环；410、导向槽；500、磁钢。
具体实施方式
24.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
25.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实用新型的基本构想。
26.本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
27.本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”、“纵向”、“横向”、“水平”、“内”、“外”、“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，亦仅为了便于简化叙述，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。
28.实施例一
29.本技术实施例一提供一种转子结构，转子结构用于油冷式电机，油冷式电机还包括定子结构，转子结构包括：
30.转轴100，其轴向的一端设置有内花键110，内花键110用于将动力输入或者输出，转轴100沿轴向设置有第一油道120并且沿径向设置第二油道130，第一油道120与内花键110的内花键孔111相连通，第二油道130间隔设置有两组，并且均与第一油道120相连通；
31.转子铁芯200，其套设在转轴100上，并且沿周向等间距设置有若干条过油通道210，过油通道210沿轴向贯穿转子铁芯200；和
32.转子端板300，其在转轴100上套设有两个，并且分别设置在转子铁芯200的两端，两个转子端板300均沿周向间隔设置有甩油孔310和通油槽320，甩油孔310朝向定子结构，并且两个转子端板300的通油槽320分别与两组第二油道130相连通，过油通道210的一端与一个转子端板300的甩油孔310相连通，另一端与另一个转子端板300的通油槽320相连通。
33.如图1所示，在本实施例中，示例性地说明，油冷式电机包括设置在电机的壳体内的定子结构和转子结构，其中定子结构用作固定件，转子结构用作转动件，并且转子结构转动设置在定子结构的内侧。
34.在本实施例中，冷却油对转子结构和定子结构的冷却方式可以是：冷却油从电机的壳体内进入转子结构的内部，同时对其进行冷却，随后从转子结构的内部甩出，并且甩至定子结构上，以对定子结构进行冷却，最后冷却油从定子结构上流回电机的壳体内。
35.如图1和图2所示，在本实施例中，对于转子结构，其转轴100设置为回转体状，并且其中空设置，以形成沿转轴100的轴向设置的第一油道120以及设置在转轴100的一端的内花键110，第一油道120与内花键孔111相连通。转轴100形成内花键110时，即形成有内花键孔111。内花键110用于将动力输入或者输出，更详细地说，转子结构可以用于发电机，此时内花键110用于将动力输入；转子结构也可以用于电动机(也即驱动电机)，此时内花键110用于将动力输出。将动力输入或者输出时，内花键110与其相配合的外花键进行啮合，以实现动力的传递。
36.更详细地说，转轴100在两个与其轴线相垂直的截面内分别设置有两组第二油道130，两组第二油道130分别靠近转轴100的两端，并且每组第二油道130均包括沿转轴100的周向等间距设置的若干条第二油道130，第二油道130均与第一油道120相连通。
37.如图1和图2所示，在本实施例中，两个转子端板300分别套设在转轴100上的两组第二油道130所在的位置，也即两个转子端板300与两组第二油道130一一对应。甩油孔310和通油槽320沿周向间隔设置在转子端板300上，也即任意一个甩油孔310均设置在沿周向相邻的两个通油槽320之间，任意一个通油槽320均设置在沿周向相邻的两个甩油孔310之间。在转子端板300与转轴100的连接处，通油槽320与第二油道130相连通，而甩油孔310朝向定子结构。
38.如图1和图3所示，在本实施例中，转子铁芯200设置在两个转子端板300之间，并且
套设在转轴100上。转子铁芯200设置为圆柱状，并且其中空设置，其可以由若干个转子冲片叠压固定而成；当然，若干个转子冲片之间也可以粘接固定。转子铁芯200和转子端板300与转轴100之间均形成有周向的限位，例如转轴100的外侧设置有键槽140，键槽140沿转轴100的轴向贯穿设置，转子铁芯200和转子端板300的内侧均设置有限位键220，限位键220设置在键槽140内，以使得转子铁芯200和转子端板300可以随转轴100同步转动。
39.如图2和图3所示，更详细地说，过油通道210沿转子铁芯200的周向等间距设置。由于任意一个过油通道210的两端分别与一个转子端板300的通油槽320和另一个转子端板300的甩油孔310相连通，因此过油通道210的数量等于每个转子端板300上的通油槽320和甩油孔310的数量之和。在本实施例中，两个转子端板300上的通油槽320的数量和甩油孔310的数量可以相等，例如两个转子端板300上的通油槽320和甩油孔310的数量均设置为四个，此时过油通道210的数量设置为八个。
40.当然，在一些实施例中，两个转子端板300上的通油槽320和甩油孔310的数量也可以设置为不等，例如一个转子端板300上的通油槽320的数量设置为三个，甩油孔310的数量设置为五个，另一个转子端板300上的通油槽320设置为五个，甩油孔310的数量设置为三个，此时过油通道210的数量仍设置为八个。
41.如图2所示，可以理解的是，当电机工作，并且转子结构转动时，冷却油可以从第一油道120进入转轴100内，并对转轴100进行冷却。随后一部分冷却油可以分别从两组第二油道130进入两个转子端板300的通油槽320内，并对两个转子端板300进行冷却。在此之后，对于任意一个转子端板300而言，其通油槽320内的冷却油均可以进入转子铁芯200的过油通道210内，并对转子铁芯200进行冷却。两个转子端板300的通油槽320内的冷却油可以沿相反的方向分别进入转子铁芯200的不同的过油通道210内，以提高对转子铁芯200的冷却效果。随后冷却油可以进一步进入另一个转子端板300上的甩油孔310内，并从另一个转子端板300上的甩油孔310甩至定子结构上，以对定子结构进行冷却。而另一部分冷却油可以从第一油道120直接进入内花键110的内花键孔111内，并对转轴100的用于将动力输入或者输出的位置进行冷却，以进一步提高对转轴100的冷却效果。
42.综上所述，本技术通过依次在转轴100上设置第一油道120和第二油道130、在一个转子端板300上设置通油槽320、在转子铁芯200上设置过油通道210以及在另一个转子端板300上设置甩油孔310，可以实现对转轴100、两个转子端板300、转子铁芯200以及定子结构的有效冷却；与此同时，还通过在转轴100上设置内花键110，并使得内花键110的内花键孔111与第一油道120相连通，可以实现对转轴100的用于将动力输入或者输出的位置进行冷却，因此在本技术中，油冷式电机在超高速的转速下仍可以使得冷却油对其转子结构和定子结构进行稳定有效的冷却，进而保障油冷式电机在超高速的转速下的效率。
43.具体地，转轴100在第一油道120靠近的内花键110一端设置有分油环400，分油环400的内径小于第一油道120的内径。
44.如图2所示，在本实施例中，示例性地说明，分油环400设置为圆环，其可以与第一油道120同轴设置，并且设置在第一油道120靠近内花键110的一端。分油环400可以与转轴100一体成型；当然，在一些实施例中，分油环400也可以装配在转轴100上。分油环400的内径小于第一油道120的内径，其对第一油道120内的冷却油起到一定的阻挡作用，即分油环400可以使得第一油道120内的冷却油一部分进入第二油道130，另一部分穿过分油环400的
内孔流动至内花键110处。
45.可以理解的是，本实施例通过设置分油环400，可以避免过多的冷却油流动至内花键110处，进而保障冷却油对转子铁芯200、两个转子端板300以及定子结构的冷却效果。
46.更具体地，分油环400靠近第一油道120的一侧设置有锥状的导向槽410，靠近分油环400的一组第二油道130至少部分设置在导向槽410的侧壁上。
47.如图2所示，在本实施例中，示例性地说明，分油环400靠近第一油道120的一侧用于直接与第一油道120内的冷却油相接触，导向槽410可以由分油环400靠近第一油道120的一侧凹陷所形成。靠近分油环400的一组第二油道130一部分设置在导向槽410的侧壁上，另一部分设置在第一油道120的侧壁上。而远离分油环400的一组第二油道130全部设置在第一油道120的侧壁上。
48.可以理解的是，当冷却油流动至导向槽410处时，导向槽410可以对冷却油起到一定的导向作用，以使得冷却油可以向分油环400的内孔进行流动，进而流动至内花键110处；而将第二油道130部分设置在导向槽410的侧壁上，还可以使得冷却油更容易进入第二油道130内。
49.具体地，转子端板300上还设置有聚油槽330，聚油槽330沿转子端板300的径向设置，并且连通设置在过油通道210和甩油孔310之间。
50.如图2和图4所示，在本实施例中，示例性地说明，沿聚油槽330的延伸方向，其横截面的形状可以设置为弧形，并且开口朝向转子铁芯200。甩油孔310倾斜设置，其一端设置在转子端板300的外侧上，另一端设置在转子端板300靠近转子铁芯200的一侧上，并且与聚油槽330相连通，连通位置可以设置在聚油槽330的一端。而过油通道210的端部与聚油槽330相连通，连通位置可以设置在聚油槽330的中部。冷却油从过油通道210流出后，进入聚油槽330内，随后才从甩油孔310甩至定子结构上。为了保障甩油孔310将冷却油甩出时的压力，甩油孔310的直径设置得相对较小，并且远小于过油通道210的内径。
51.可以理解的是，本实施例可以通过聚油槽330对冷却油进行聚集和暂存，以使得冷却油通过甩油孔310甩出时可以具有较强的压力，以甩在定子结构上对其进行稳定有效的冷却。与此同时，通过聚油槽330对甩油孔310和过油通道210进行连通，也可以缩短甩油孔310的延伸路径，易于甩油孔310的制备加工。
52.具体地，转子结构还包括磁钢500，转子铁芯200沿周向等间距设置有若干组磁钢槽230，磁钢500设置在磁钢槽230内，任意一条过油通道210均设置在相邻两组磁钢槽230之间。
53.如图3所示，在本实施例中，示例性地说明，转子铁芯200沿周向等间距设置有八组磁钢槽230，每组磁钢槽230均可以包括两对磁钢槽230，两对磁钢槽230可以均设置为“v”字形，并且“v”字形的顶点可以指向转子铁芯200的轴线。磁钢500与磁钢槽230一一对应，并且可以通过磁钢胶粘接在磁钢槽230内，即磁钢500也设置有八组，每组磁钢500包括两对磁钢500。而任意一条过油通道210均设置在相邻两组磁钢槽230之间，并且设置在磁钢槽230靠近转子铁芯200的轴线的一侧。
54.可以理解的是，本实施例将过油通道210布置在相邻两组磁钢槽230之间，可以使得冷却油在过油通道210内流动以对转子铁芯200进行冷却的同时，对磁钢500也进行稳定有效地冷却，进而以保障转子结构的磁场的稳定有效。
55.更具体地，转子铁芯200上还沿周向等间距设置有若干个减重孔240。
56.如图3所示，在本实施例中，示例性地说明，减重孔240沿转子铁芯200的轴向贯穿设置，并且其形状可以根据实际减重的需要进行设置。若干个减重孔240在转子铁芯200上互不连通，也即沿周向相邻的两个减重孔240之间均设置有加强筋，以保障转子铁芯200的结构强度，进而使得电机在超高速的转速下转子铁芯200不易产生形变。
57.可以理解的是，本实施例通过在转子铁芯200上设置减重孔240，可以在转子铁芯200的结构强度满足要求的前提下减轻转子铁芯200的自重，以使得转子结构更容易发生转动，进而满足电机的超高速的转速的需要。
58.更具体地，减重孔240与过油通道210一一对应，并且设置在过油通道210靠近转子铁芯200的轴线的一侧，通油槽320靠近第二油道130的一端沿转子端板300的径向设置，并且设置在沿周向相邻两个减重孔240之间，通油槽320靠近过油通道210的一端沿转子端板300的周向设置。
59.如图3和图4所示，在本实施例中，示例性地说明，减重孔240沿转子铁芯200的轴向等间距设置有8个，并且设置在过油通道210靠近转子铁芯200的轴线的一侧，也即减重孔240相比于过油通道210更靠近转子铁芯200的内侧。采用该布置方式，可以避免减重孔240和过油通道210相距过近而致使转子铁芯200的结构强度不足。
60.而通油槽320在转子端板300上延伸时发生转向，更详细地说，通油槽320可以从第二油道130的端部出发，沿转子端板300的径向延伸，并从两个减重孔240之间穿过，随后沿转子端板300的周向延伸，以靠近过油通道210，并连通设置在第二油道130和过油通道210之间。
61.可以理解的是，本实施例通过将减重孔240设置在过油通道210靠近转子铁芯200的轴线的一侧，并对通油槽320的形状进行合理地布置，可以达到使得通油槽320绕过减重孔240以将第二油道130与过油通道210进行连通的目的，进而可以避免冷却油从减重孔240处提前泄漏而致使冷却油无法对转子铁芯200和定子结构进行有效的冷却。
62.具体地，转轴100在内花键110和分油环400之间设置有退刀槽150，退刀槽150的内径大于内花键110的最大内径。
63.在本实施例中，示例性地说明，退刀槽150可以设置为环槽，并且其与内花键110和分油环400均同轴设置。沿转子铁芯200的轴向，退刀槽150的长度可以大于分油环400的最大长度。
64.如图2所示，可以理解的是，本实施例通过设置退刀槽150，其可以用于内花键110在制备过程中的刀具进行退刀，以更易于内花键110的制备加工。而将退刀槽150的内径设置得比内花键110的最大内径更大，可以使得冷却油通过分油环400后进入退刀槽150内，以使得冷却油可以经由退刀槽150的侧壁进入内花键110以及与内花键110相配合的外花键之间，进而保障冷却油对转轴100的用于动力输入或者输出的位置进行冷却。
65.本技术实施例一提供的转子结构的实施原理为：
66.当电机工作，并且转子结构转动时，冷却油可以从第一油道120进入转轴100内，并对转轴100进行冷却。随后一部分冷却油可以分别从两组第二油道130进入两个转子端板300的通油槽320内，并对两个转子端板300进行冷却。在此之后，对于任意一个转子端板300而言，其通油槽320内的冷却油均可以进入转子铁芯200的过油通道210内，并对转子铁芯
200进行冷却。两个转子端板300的通油槽320内的冷却油可以沿相反的方向分别进入转子铁芯200的不同的过油通道210内，以提高对转子铁芯200的冷却效果。随后冷却油可以进一步进入另一个转子端板300上的甩油孔310内，并从另一个转子端板300上的甩油孔310甩至定子结构上，以对定子结构进行冷却。而另一部分冷却油可以从第一油道120直接进入内花键110的内花键孔111内，并对转轴100的用于将动力输入或者输出的位置进行冷却，以进一步提高对转轴100的冷却效果。两部分冷却油在分别对定子结构和内花键110进行冷却后，重新流回电机的壳体内，以待重新进入第一油道120。
67.在本技术中，油冷式电机在超高速的转速下仍可以使得冷却油对其转子结构和定子结构进行稳定有效的冷却，进而保障油冷式电机在超高速的转速下的效率。
68.实施例二
69.本技术实施例二提供一种油冷式电机，油冷式电机包括定子结构以及本技术提供的任意一种转子结构，转子结构转动设置在定子结构的内侧。
70.在本实施例中，通过依次在转轴100上设置第一油道120和第二油道130、在一个转子端板300上设置通油槽320、在转子铁芯200上设置过油通道210以及在另一个转子端板300上设置甩油孔310，可以实现对转轴100、两个转子端板300、转子铁芯200以及定子结构的有效冷却；与此同时，还通过在转轴100上设置内花键110，并使得内花键110的内花键孔111与第一油道120相连通，可以实现对转轴100的用于将动力输入或者输出的位置进行冷却。
71.在本技术中，油冷式电机在超高速的转速下仍可以使得冷却油对其转子结构和定子结构进行稳定有效的冷却，进而保障油冷式电机在超高速的转速下的效率。
72.实施例三
73.本技术实施例三提供一种汽车，汽车包括本技术提供的任意一种油冷式电机。
74.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
75.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。