油冷电机的冷却结构的制作方法

本发明涉及一种车辆驱动电机，特别涉及一种油冷电机的冷却结构。

背景技术：

1、目前新能源汽车的主驱电机主要为永磁同步电机，为了提高电机的功率密度，通常采用油冷的形式冷却电机。现有技术主要在电机定子外圈开设油槽，并与电机壳体配合形成油道，用于冷却定子铁芯，同时在定子铁芯两侧端部设置密封的导油环，并在导油环上开设小孔，使冷却油液从小孔中均匀的喷洒到电机绕组的端部。但是这种技术方案在实际应用过程中定子铁芯两端需要安装密封的导油环，导致物料成本增加，装配难度增加，同时导油环的密封结构容易出现密封失效状况，导致冷却油液无法喷洒至电机绕组，无法起到有效的冷却作用。而且现有的定子铁芯大多数都由多块不同样式的定子铁芯冲片叠压紧固形成，制作定子铁芯冲片的过程中，需要多种样式的定子铁芯冲片磨具，增加了定子铁芯冲片的制作难度以及制作成本，同时造成物料状态繁多，增加了装配周期和装配难度。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种油冷电机的冷却结构，解决定子铁芯两端需要安装密封的导油环，物料繁多，密封结构容易失效导致冷却效率低，多种样式的定子铁芯冲片制作难度大，制作成本高，装配周期长，装配难度大的问题。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、一种油冷电机的冷却结构，包括电机壳体，所述电机壳体内设有定子铁芯，所述定子铁芯包括中间定子冲片和两端的端部定子冲片，所述中间定子冲片、端部定子冲片的外圆周均设有多个折弯槽，所述中间定子冲片与端部定子冲片的折弯槽的形状、数量和位置均相同，所述折弯槽的槽口部位于各定子冲片的外圆周，折弯槽的槽底部与槽口部错位，槽底部与槽口部横向连通的共用边位于同一半径线上，各相邻的两个折弯槽之间的圆弧边对应一圆心角，其中有一个圆心角的度数不同于其余圆心角的度数，其余的圆心角的度数均相同，所述中间定子冲片的折弯槽对位叠加，使折弯槽在定子外圆周形成多个第一冷却油道槽，两端的端部定子冲片的折弯槽与中间定子冲片的折弯槽错位装配，使中间定子冲片第一冷却油道槽被局部遮挡形成多个喷洒孔，且其中位于定子底部的一个第一冷却油道槽被端部定子冲片完全遮挡，不形成喷洒孔。

4、优选地，各相邻两个折弯槽之间的圆弧对应的圆心角满足如下关系：

5、

6、

7、其中，d为度数相同的圆心角，d′为一个度数不同的圆心角，s为中间定子冲片、端部定子冲片的内圆周设有的绕组槽的数量，k优先取值为3～10之间的正整数，m为折弯槽的槽口部宽度对应的圆心角，c为中间定子冲片、端部定子冲片的外周设有的折弯槽的数量。

8、优选地，所述端部定子冲片绕中轴线旋转d+m角度后，与中间定子冲片错位装配，使中间定子冲片的第一冷却油道槽被局部遮挡形成c-1个喷洒孔，且位于定子底部的一个第一冷却油道槽被端部定子冲片完全遮挡，不形成喷洒孔。

9、优选地，所述折弯槽的槽口部与槽底部满足如下关系：

10、m≤n，

11、其中，m为折弯槽的槽口部宽度对应的圆心角，n为折弯槽的槽底部宽度对应的圆心角。

12、优选地，所述折弯槽呈z型弯折形状。

13、优选地，所述电机壳体的内壁上设有环形油槽，所述电机壳体的圆周设有一油液入口与环形油槽连通，所述电机壳体设有两个油液出口，两个油液出口分别位于定子的两轴向侧。

14、优选地，所述定子铁芯的内圆周设有绕组槽，所述绕组槽内设有发卡绕组，所述发卡绕组包括多个折弯的发卡，其中全部或者部分发卡采用两端封闭的空心结构，该空心结构内封有相变介质。

15、优选地，所述发卡绕组位于绕组槽最内侧的数层发卡采用两端封闭的空心结构。

16、优选地，所述电机壳体的中部设有转轴，所述转轴与定子铁芯之间设有转子铁芯，所述转轴内侧设有相通的轴向油道和周向油道，所述周向油道与转子铁芯内圆周设有的第二冷却油道槽的中间位置连通。

17、优选地，所述转子铁芯两端设有平衡板，所述平衡板上设有与第二冷却油道槽配合的凹槽。

18、由于采用上述方案，本发明与现有技术相比，所取得的有益效果在于:

19、1、本发明的电机定子只用一种样式定子铁芯冲片即可实现导油与端部喷油的效果，减少了定子铁芯冲片状态，降低了装配复杂度及成本，取消了普通电机所需要的复杂密封结构，大大提高电机油冷系统的可靠性。

20、2、本发明的转轴的周向油道设置在转子铁芯轴向靠近中间位置，通过转子铁芯与转轴配合形成的冷却油道流向电机两侧，相较于现有技术的电机转轴两端同时开孔的设计，即减少的开口数量，降低了成本，同时通过开孔位置的变化，提升了转轴强度，最重要的是由于两侧冷却油道流动阻力基本相同转子两侧的流量分配会更加均匀，同时通过调整转轴开孔位置也更易于调节两侧的流量分配比例。

21、3、现有技术的电机绕组两端均有冷却油对其冷却，其温度较低，而绕组中间位置只能靠导热进行冷却，而目前绕组所用材料一般为铜，其导热系数在现有材料中已经很高了，很难继续在材料选型方向提升。而本发明的发卡绕组采用两端封闭的空心结构，并在该空心结构内封入相变介质，使其成为热管，等效导热系数较铜增加几十倍，可以迅速将绕组槽内中间区域的热量导出，克服了油冷电机槽内中间区域温度过高的问题，使得电机的功率及扭矩密度可以得到大幅度提升，提升产品竞争力。

技术特征：

1.一种油冷电机的冷却结构，包括电机壳体(1)，所述电机壳体(1)内设有定子铁芯(3)，其特征在于：所述定子铁芯(3)包括中间定子冲片(31)和两端的端部定子冲片(32)，所述中间定子冲片(31)、端部定子冲片(32)的外圆周均设有多个折弯槽(33)，所述中间定子冲片(31)与端部定子冲片(32)的折弯槽(33)的形状、数量和位置均相同，所述折弯槽(33)的槽口部位于各定子冲片的外圆周，折弯槽(33)的槽底部与槽口部错位，槽底部与槽口部横向连通的共用边位于同一半径线上，各相邻的两个折弯槽(33)之间的圆弧边对应一圆心角，其中有一个圆心角的度数不同于其余圆心角的度数，其余的圆心角的度数均相同，所述中间定子冲片(31)的折弯槽(33)对位叠加，使折弯槽(33)在定子外圆周形成多个第一冷却油道槽，两端的端部定子冲片(32)的折弯槽(33)与中间定子冲片(31)的折弯槽(33)错位装配，使中间定子冲片(31)第一冷却油道槽被局部遮挡形成多个喷洒孔，且其中位于定子底部的一个第一冷却油道槽被端部定子冲片(32)完全遮挡，不形成喷洒孔。

2.根据权利要求1所述的油冷电机的冷却结构，其特征在于：各相邻两个折弯槽(33)之间的圆弧对应的圆心角满足如下关系：

3.根据权利要求2所述的油冷电机的冷却结构，其特征在于：所述端部定子冲片(32)绕中轴线旋转d+m角度后，与中间定子冲片(31)错位装配，使中间定子冲片(31)的第一冷却油道槽被局部遮挡形成c-1个喷洒孔，且位于定子底部的一个第一冷却油道槽被端部定子冲片(32)完全遮挡，不形成喷洒孔。

4.根据权利要求1所述的油冷电机的冷却结构，其特征在于：所述折弯槽(33)的槽口部(331)与槽底部(332)满足如下关系：

5.根据权利要求1所述的油冷电机的冷却结构，其特征在于：所述折弯槽(33)呈z型弯折形状。

6.根据权利要求1所述的油冷电机的冷却结构，其特征在于：所述电机壳体(1)的内壁上设有环形油槽(11)，所述电机壳体(1)的圆周设有一油液入口(12)与环形油槽(11)连通，所述电机壳体(1)设有两个油液出口(13)，两个油液出口(13)分别位于定子的两轴向侧。

7.根据权利要求1所述的油冷电机的冷却结构，其特征在于：所述定子铁芯(3)的内圆周设有绕组槽(34)，所述绕组槽(34)内设有发卡绕组(4)，所述发卡绕组(4)包括多个折弯的发卡(41)，其中全部或者部分发卡(41)采用两端封闭的空心结构，该空心结构内封有相变介质。

8.根据权利要求7所述的油冷电机的冷却结构，其特征在于：所述发卡绕组(4)位于绕组槽(34)最内侧的数层发卡(41)采用两端封闭的空心结构。

9.根据权利要求1所述的油冷电机的冷却结构，其特征在于：所述电机壳体(1)的中部设有转轴(5)，所述转轴(5)与定子铁芯(3)之间设有转子铁芯(6)，所述转轴(5)内侧设有相通的轴向油道(51)和周向油道(52)，所述周向油道(52)与转子铁芯(6)内圆周设有的第二冷却油道槽(61)的中间位置连通。

10.根据权利要求9所述的油冷电机的冷却结构，其特征在于：所述转子铁芯(6)两端设有平衡板(7)，所述平衡板(7)上设有与第二冷却油道槽(61)配合的凹槽(71)。

技术总结
一种油冷电机的冷却结构，包括电机壳体，所述电机壳体内设有定子铁芯，所述定子铁芯包括中间定子冲片和两端的端部定子冲片，所述中间定子冲片、端部定子冲片的外圆周均设有多个折弯槽，各相邻的两个折弯槽之间的圆弧边对应一圆心角，其中有一个圆心角的度数不同于其余圆心角的度数，其余的圆心角的度数均相同，所述中间定子冲片的折弯槽对位叠加，使折弯槽在定子外圆周形成多个第一冷却油道槽，两端的端部定子冲片的折弯槽与中间定子冲片的折弯槽错位装配，使中间定子冲片第一冷却油道槽被局部遮挡形成多个喷洒孔，且其中位于定子底部的一个第一冷却油道槽被端部定子冲片完全遮挡，不形成喷洒孔。

技术研发人员：赵林林,苏岭,张小发,徐章禄
受保护的技术使用者：中国长安汽车集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16