一种基于浸油冷却系统的轴向磁通电机定子组件结构的制作方法

文档序号:43724785发布日期:2025-11-12 19:34阅读:37来源:国知局
技术简介:
本专利针对轴向磁通电机定子铁芯固定不可靠、散热不佳及安装复杂问题,提出采用固定销增强结构刚度,通过定子内外套导流块与密封板油路设计形成浸油冷却通道,实现冷却油均匀流动,提升散热效率与装配便捷性。
关键词:轴向磁通电机,浸油冷却系统,定子组件结构

本技术涉及轴向磁通电机,特别是一种基于浸油冷却系统的轴向磁通电机定子组件结构。


背景技术:

1、随着新能源汽车技术的快速发展,人们对驱动电机的性能要求越来越高,驱动电机的功率和体积的矛盾日益突出。相较于传统径向磁场电机,轴向磁通电机具有轴向尺寸短、功率密度高、重量轻、效率高等优点,因此轴向磁通电机在新能源汽车中的应用显得尤为重要。

2、不同于传统径向磁场电机的定子铁芯与机壳采用过盈的方式连接,不仅定子组件刚度好,可靠性也高,轴向磁场电机无法与机壳形成可靠的过盈连接,尤其对于双转子单定子构型的轴向磁场电机。申请号为202311300841.x的专利公开一种轴向磁通电机及车辆,其定子铁芯采用端板类板材进行固定,导致定子组件刚度比较差,在安装或电机运行过程中极易出现扫膛等故障现象;申请号为202210764595.2的专利公开了一种定子结构、轴向磁通电机、动力总成及车辆,其中定子铁芯采用法兰盘和槽内插销的形式进行固定,定子铁芯作为卷绕成型件,内外径尺寸精度难以控制,法兰盘与之过盈配合难度极大,槽内固定销影响槽满率,因此定子组件的安装变的极为复杂。

3、随着电动车车速的不断提高,轴向磁通电机的转速和功率也在不断增加,随之而来的是电机高负荷、高发热等问题。这不仅会限制电机转矩密度和效率的进一步提升,还会导致绕组绝缘损坏,严重影响电机的稳定运行。因此解决轴向磁通电机散热问题,成为提高电机性能的重要技术手段。申请号为202211051223.1的专利公开了一种轴向磁通电机油冷系统,其喷油管设于壳体内并环绕定子组件,对定子组件进行冷却,然而该专利中喷油冷却结构会导致冷却油分布不均,造成电机局部过热;申请号为202310102285.9的专利公开了一种轴向磁通电机油冷转子结构,其转盘开设导油通道并安装于转轴之上,利用离心力将冷却油甩至电机内部,对定子绕组进行冷却,然而该专利中甩油冷却结构极度依赖电机转速大小,当电机低转速运行时冷却油无法充分浸润定子表面,将影响电机的性能和可靠性。现有的电机油冷却系统虽然一定程度上可以有效较低电机温度,但也存在着冷却油分布不均匀,局部区域散热困难的问题。

4、因此解决轴向磁通电机定子铁芯固定不可靠、安装困难以及散热不佳的问题,成为提高轴向磁通电机可靠性、优化定子散热条件和降低生产成本的重要问题。


技术实现思路

1、本实用新型提供了一种定子铁芯固定刚度高、装配简单、散热效率高、电机性能高的轴向磁通电机定子组件结构。

2、实现本实用新型目的的技术解决方案为:一种基于浸油冷却系统的轴向磁通电机定子组件结构,包括机壳组件、定子外套、定子铁芯、定子内套、固定销、密封板、绕组线圈、压板、轴承、上隔板和下隔板;

3、所述机壳组件内部设置定子外套,所述定子铁芯通过固定销安装在定子内套和定子外套之间;所述密封板连接在定子铁芯的轴向端部,所述压板与定子内套内孔配合连接,压紧密封板;

4、所述定子外套、定子内套和两侧的密封板组成定子组件的浸油冷却通道,通过冷却油将热量带出定子组件,达到定子组件浸油冷却的效果。

5、进一步地,所述机壳组件包括机壳、电器盒、进油口和出油口;

6、所述机壳提供电机的安装框架,用于安装电机各部分组件;所述进油口和出油口用于冷却油的输入和输出;所述电器盒连接外接电源,为电机供电。

7、进一步地,所述定子外套沿轴线方向圆周阵列设置有多个定子外套销孔;

8、所述定子外套上对应机壳组件的电器盒、进油口和出油口位置分别设置出线孔、进油孔和出油孔;在所述定子外套的内径位置沿轴线方向圆周均匀设置多个定子外套导流块,所述定子外套导流块为半圆形或半椭圆形。

9、进一步地,所述定子铁芯包括定子轭、定子齿和定子铁芯销孔;

10、所述定子铁芯采用薄硅钢片冲压卷绕成型;

11、所述定子齿沿所述定子轭轴线圆周均匀分布在定子轭两轴向端面上,在所述定子轭中部沿径向方向设置有多个定子铁芯销孔,所述定子铁芯销孔位于轴向分布的两个定子齿中间位置。

12、进一步地,所述定子内套中间沿径向方向设置有多个定子内套销孔,所述定子内套销孔为盲孔;所述定子内套销孔沿轴线方向圆周均匀布置;所述定子内套内径处设置轴承孔位;所述定子内套轴向两端面处设置环形密封槽;所述定子内套外圆处沿轴向方向圆周均匀设置多个定子内套导流块,所述定子内套导流块外形为半圆弧形或半椭圆形;所述轴承设置在所述定子内套的轴承孔位内;所述轴承为角接触轴承。

13、进一步地,所述固定销采用不锈钢或陶瓷材料制成,一端设置有导向角,用于将固定销安装到定子外套销孔、定子铁芯销孔和定子内套销孔内。

14、进一步地,所述定子外套销孔、定子铁芯销孔、定子内套销孔和固定销的数量相同,对应位置的定子外套销孔、定子铁芯销孔、定子内套销孔设置在同一直线上。

15、进一步地,所述密封板上设置有铁芯槽、内油路、外油路和径向油路;

16、所述铁芯槽沿轴向方向圆周均匀设置在内油路和外油路之间,所述径向油路设置在相邻的两个铁芯槽中间。

17、进一步地,所述进油孔和出油孔于同侧布置,所述进油孔和出油孔之间设置有上隔板和下隔板,用于将进入浸油冷却通道的冷却油和离开浸油冷却通道的冷却油分离开,使冷却油在浸油冷却通道中充分流动;所述上隔板沿轴向设置在定子外套与定子铁芯外径之间,所述下隔板沿轴向设置在定子内套与定子铁芯内径之间,且与上隔板在径向同角度位置。

18、进一步地,所述浸油冷却系统中冷却油的流动回路在进油口处分为两股,其中:

19、第一股沿着外端部油道从定子外端部的绕组线圈与定子外套间隙流过,以冷却所流经位置的定子铁芯与定子外端部的绕组线圈;

20、第二股沿着槽内流道从定子槽部的绕组线圈间隙流过,然后沿着内端部油道流动,以冷却所流经位置的定子铁芯与定子内端部的绕组线圈,遇到定子内套导流块后改变流动轨迹,沿着槽内油道流动从而对定子铁芯与定子槽部的绕组线圈进行冷却,并与第一股冷却油汇合;

21、冷却油按照预设的轨迹流动,往复之下实现定子铁芯和绕组线圈的充分换热冷却,最终在油压的作用下,冷却油从出油口流出,完成油路循环。

22、本实用新型与现有技术相比,其显著优点为:(1)在定子总成中使用若干固定销将定子铁芯固定在机壳上,提升了定子总成的刚度,且装配工艺简单,解决了现有轴向磁通电机定子铁芯固定刚度不足和装配工艺复杂的问题;(2)定子内套及定子外套处设置导流块,使得定子绕组的槽内缝隙内也有冷却油流过,加强了对槽部绕组的冷却,提升了定子的散热效率;(3)两端密封板内设置的油道使得冷却油可以流过绕组线圈的表面,加强了靠近气隙侧高涡流损耗区绕组的冷却,解决了现有轴向磁通电机定子总成温升高、散热能力不足的问题,提升了电机的性能。



技术特征:

1.一种基于浸油冷却系统的轴向磁通电机定子组件结构,其特征在于,包括机壳组件(2)、定子外套(3)、定子铁芯(4)、定子内套(5)、固定销(6)、密封板(7)、绕组线圈(8)、压板(9)、轴承(10)、上隔板(11)和下隔板(12);

2.根据权利要求1所述的基于浸油冷却系统的轴向磁通电机定子组件结构,其特征在于,所述机壳组件(2)包括机壳(2.1)、电器盒(2.2)、进油口(2.3)和出油口(2.4);

3.根据权利要求2所述的基于浸油冷却系统的轴向磁通电机定子组件结构,其特征在于,所述定子外套(3)沿轴线方向圆周阵列设置有多个定子外套销孔(3.1);

4.根据权利要求3所述的基于浸油冷却系统的轴向磁通电机定子组件结构,其特征在于,所述定子铁芯(4)包括定子轭(4.1)、定子齿(4.2)和定子铁芯销孔(4.3);

5.根据权利要求4所述的基于浸油冷却系统的轴向磁通电机定子组件结构,其特征在于,所述定子内套(5)中间沿径向方向设置有多个定子内套销孔(5.1),所述定子内套销孔(5.1)为盲孔;所述定子内套销孔(5.1)沿轴线方向圆周均匀布置;所述定子内套(5)内径处设置轴承孔位(5.2);所述定子内套(5)轴向两端面处设置环形密封槽(5.3);所述定子内套(5)外圆处沿轴向方向圆周均匀设置多个定子内套导流块(5.4),所述定子内套导流块(5.4)外形为半圆弧形或半椭圆形;所述轴承(10)设置在所述定子内套(5)的轴承孔位(5.2)内;所述轴承(10)为角接触轴承。

6.根据权利要求5所述的基于浸油冷却系统的轴向磁通电机定子组件结构,其特征在于,所述固定销(6)采用不锈钢或陶瓷材料制成,一端设置有导向角,用于将固定销(6)安装到定子外套销孔(3.1)、定子铁芯销孔(4.3)和定子内套销孔(5.1)内。

7.根据权利要求6所述的基于浸油冷却系统的轴向磁通电机定子组件结构,其特征在于,所述定子外套销孔(3.1)、定子铁芯销孔(4.3)、定子内套销孔(5.1)和固定销(6)的数量相同,对应位置的定子外套销孔(3.1)、定子铁芯销孔(4.3)、定子内套销孔(5.1)设置在同一直线上。

8.根据权利要求3~7任一项所述的基于浸油冷却系统的轴向磁通电机定子组件结构,其特征在于,所述密封板(7)上设置有铁芯槽(7.1)、内油路(7.2)、外油路(7.3)和径向油路(7.4);

9.根据权利要求8所述的基于浸油冷却系统的轴向磁通电机定子组件结构,其特征在于,所述进油孔(3.3)和出油孔(3.4)于同侧布置,所述进油孔(3.3)和出油孔(3.4)之间设置有上隔板(11)和下隔板(12),用于将进入浸油冷却通道的冷却油和离开浸油冷却通道的冷却油分离开,使冷却油在浸油冷却通道中充分流动;所述上隔板(11)沿轴向设置在定子外套(3)与定子铁芯(4)外径之间,所述下隔板(12)沿轴向设置在定子内套(5)与定子铁芯(4)内径之间,且与上隔板(11)在径向同角度位置。


技术总结
本技术公开了一种基于浸油冷却系统的轴向磁通电机定子组件结构,该结构组件包括机壳组件、定子外套、定子铁芯、定子内套、固定销、密封板、绕组线圈、压板、轴承、上隔板和下隔板,其中机壳组件内部设置定子外套,定子铁芯通过固定销安装在定子内套和定子外套之间,密封板连接在定子铁芯的轴向端部,压板与定子内套内孔配合连接,压紧密封板;定子外套、定子内套和两侧的密封板组成定子组件的浸油冷却通道,通过冷却油将热量带出定子组件,达到定子组件浸油冷却的效果。本技术提升了定子总成的刚度,且装配工艺简单,提升了定子的散热效率,解决了现有轴向磁通电机定子总成温升高、散热能力不足的问题,提升了电机的性能。

技术研发人员:王帅,顾一飞
受保护的技术使用者:南京凌创电机技术有限公司
技术研发日:20240925
技术公布日:2025/11/11
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