CN206237254U - 电机液冷结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于发电机和电动机领域，旨在解决现有液冷电机存在的转子冷却管结构复杂、管理难度大等问题。本实用新型的电机液冷结构中，电机主要包括机壳和端盖，机壳和端盖形成有腔体，腔体内设置有转轴、环绕式固定于转轴的转子、环绕于转子的定子以及盘绕于定子上的定子绕组。液冷结构主要包括：机壳中设置有第一冷却通道，转轴内设置有第二冷却通道，端盖内部设置有端盖进液通道和端盖出液通道。第一冷却通道经端盖进液通道与第二冷却通道的进液端连通，第二冷却通道的出液端经端盖出液通道与第一冷却通道连通。通过以上设置方式，使得冷却液可以通过第一冷却通道直接流至第二冷却通道对转子循环冷却，不仅结构简单，还可降低管理难度。

Description

电机液冷结构

技术领域

本实用新型属于发电机和电动机领域，具体提供一种电机液冷结构。

背景技术

电机的应用范围较广，特别是近年来，随着我国推动制造业转型升级，在各种智能制造领域中，以电机为动力并进行驱动控制的自动化设备的自动化程度越来越高。在这种趋势下，各行业的设备对电机的要求也越来越高，但是电机在长时间的运转过程中产生的温升问题制约着电机的高效运行，而且温升问题也会降低电机的使用寿命。

为了保证电机的可靠运行，需要在电机运行的同时给电机降温。目前给电机降温的手段主要包括自然冷却、风冷和液冷等形式。相比之下，液冷降温的效果较好。对于液冷降温中的水冷电机而言，机壳和转轴通常采用相对独立的冷却通道。如将冷却液通入电机机壳的内部通道，带走机壳内侧的电机定子产生的热量。与此同时将冷却液通过机壳外接的转子冷却管通入电机转轴内孔，带走电机转子产生的热量。但此种从机壳外接冷却管到转轴内孔的冷却方式因外接零部件多，增加了生产成本和管理难度。且存在结构复杂和工艺性差的缺陷，不能通用于同系列的、不同长度的铁芯。

相应地，本领域需要一种新的电机液冷结构来解决上述问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决转子冷却管外接零部件多，结构复杂，工艺性差的问题，本实用新型提供了一种电机液冷结构，其中该电机包括机壳和端盖，所述机壳和所述端盖形成有腔体，所述腔体内设置有转轴、环绕式固定于所述转轴的转子、环绕于所述转子的定子以及盘绕于所述定子上的定子绕组。所述机壳中设置有第一冷却通道，所述转轴内设置有第二冷却通道，所述端盖内部设置有端盖进液通道和端盖出液通道。所述第一冷却通道经所述端盖进液通道与所述第二冷却通道的进液端连通，所述第二冷却通道的出液端经所述端盖出液通道与所述第一冷却通道连通。所述第一冷却通道被通入冷却液以便对所述电机进行冷却。

在上述电机液冷结构的优选技术方案中，所述端盖进液通道的两端分别设置有端盖进液孔与转子进液孔，所述端盖进液通道经所述端盖进液孔与所述转子进液孔分别与所述第一冷却通道和所述第二冷却通道连通。所述端盖出液通道的两端分别设置有转子出液孔与端盖出液孔，所述端盖出液通道经所述转子出液孔与所述端盖出液孔分别与所述第二冷却通道和所述第一冷却通道连通。

在上述电机液冷结构的优选技术方案中，所述机壳中沿周向设置有若干条轴向通道，在将所述端盖安装至所述机壳的情形下，所述若干条轴向通道首尾依次相连通，形成所述第一冷却通道。

在上述电机液冷结构的优选技术方案中，所述端盖进液通道和所述端盖出液通道之间具有夹角，且所述端盖进液孔与所述端盖出液孔同时与所述若干条轴向通道中的一条轴向通道连通。

在上述电机液冷结构的优选技术方案中，所述端盖进液孔与所述端盖出液孔分别与所述若干条轴向通道中的两条轴向通道连通。

在上述电机液冷结构的优选技术方案中，所述端盖与所述机壳连接的一侧设置有多个弧形的环状密封槽，所述弧形的环状密封槽与相邻的两条首尾相连通的所述轴向通道对应。

在上述电机液冷结构的优选技术方案中，所述端盖进液孔与所述端盖出液孔位于同一个所述弧形的环状密封槽中。

在上述电机液冷结构的优选技术方案中，所述弧形的环状密封槽内设有O型密封圈。

在上述电机液冷结构的优选技术方案中，所述电机是电动汽车的驱动电机。

在上述电机液冷结构的优选技术方案中，所述机壳上还设置有进液口与出液口，并且所述进液口上设置有进液管，所述出液口上设置有出液管，冷却液经所述进液管流入所述第一冷却通道，并经所述出液管流出所述第一冷却通道。

本领域技术人员能够理解的是，在本实用新型的优选技术方案中，通过在端盖上设置端盖进液通道与端盖出液通道，并且端盖进液通道与端盖出液通道将第二冷却通道与第一冷却通道循环连通，使得冷却液一部分流经第一冷却通道对机壳和定子进行冷却，另一部分流经端盖进液通道流至第二冷却通道，再流经端盖出液通道返回至第一冷却通道，对转子进行冷却。这种水冷结构简单，加工方便，工艺性好，减少了外接水管等零部件的安装，从而节省了生产成本，提高了生产效率，尤其适用于电动汽车等对电机性能要求较高的应用场合。

附图说明

图1是本实用新型的电机液冷结构的第一结构示意图(端盖进液通道可见)；

图2是本实用新型的电机液冷结构的第二结构示意图(端盖出液通道可见)；

图3是本实用新型的电机液冷结构的机壳的结构示意图；

图4是本实用新型的电机液冷结构的端盖的结构示意图；

图5是本实用新型的电机液冷结构的装配示意图；

图6是本实用新型的电机液冷结构的冷却液的流向示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。例如，尽管说明书中是结合冷却水来描述的，但是，本实用新型显然可以采用其他各种形式的冷却液，只要该冷却液满足设计与使用要求。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面以应用于电动汽车的电机为例，结合附图说明本实用新型的电机液冷结构。如图1和图2所示，本实用新型的电机液冷结构中，其中的电机主要包括机壳100和端盖200，机壳100和端盖200形成有腔体，腔体内设置有转轴300、环绕式固定于所述转轴300的转子33、环绕于所述转子33的定子34以及盘绕于所述定子34上的定子绕组35。机壳100中设置有第一冷却通道，转轴300内设置有第二冷却通道，端盖200内部设置有端盖进液通道21和端盖出液通道24。通过在端盖200上增设端盖进液通道21和端盖出液通道24，使得进入第一冷却通道的冷却液可以进一步流入第二冷却通道，对转轴300内部进行冷却。优选地，冷却液可以使用冷却水。当然，本领域技术人员可以理解的是，本实用新型显然也可以采用能够满足设计与使用要求的其他形式的液态冷却介质。

继续参阅图1和图2，第二冷却通道主要包括设置于转轴300内部的转轴内孔31和容纳于转轴内孔31的转子进液管32。端盖进液通道21的两端分别设置有端盖进液孔22与转子进液孔23，端盖进液通道21的一端可以经端盖进液孔22与第一冷却通道连通，端盖进液通道21的另一端可以经转子进液孔23与转子进液管32连通。优选地，转子进液孔23与转子进液管32密封连接。类似地，端盖出液通道24两端分别设置有转子出液孔25与端盖出液孔26，端盖出液通道24的一端可以经转子出液孔25与转轴内孔31连通，端盖出液通道24的另一端可以经端盖出液孔26与第一冷却通道连通。优选地，转子出液孔25与转轴内孔31密封连接。

如图3所示，第一冷却通道主要包括沿机壳100周向设置的若干条轴向通道11，在机壳100与端盖200安装好的状态下，若干条轴向通道11可以用首尾依次相连通的方式，形成一条完整的第一冷却通道。优选地，沿机壳100周向设置有8条轴向通道11。可以想到的是，在满足使用条件的情况下，本领域技术人员可以根据实际环境与使用环境对轴向通道11的数量进行调整。

如图4和图5所示，端盖进液通道21和端盖出液通道24之间具有夹角。优选地，在机壳100与端盖200连接好的状态下，与端盖进液通道21对应的端盖进液孔22以及与端盖出液通道24对应的端盖出液孔26可以同时与若干条轴向通道11中的两条首尾相连的轴向通道11对应连通。本领域技术人员可以想到的是，端盖进液孔22与端盖出液孔26也可以同时与若干条轴向通道11中的一条或任意两条不同的轴向通道11连通。

继续参阅图4，在端盖200与机壳100相连接的一侧还可以设置有多个弧形的环状密封槽27。弧形的环状密封槽27与两条首尾连通的轴向通道11相对应。在机壳100与端盖200连接好的状态下，弧形环状密封槽27可以将端盖进液孔22、端盖出液孔26以及两条首尾连通的轴向通道11围在弧形的环状密封槽27的环形内。另外，可以在弧形的环状密封槽27内设置有密封圈。优选地，密封圈选用O型密封圈。在连接好的状态下，位于弧形环状密封槽27内的O型密封圈可以使得机壳100与端盖200密封连接。当然，本领域技术人员可以根据具体使用条件与使用环境对密封圈的结构进行选择，也可以使用如密封胶等其他材料来代替密封圈。

如图3和图5所示，机壳100上还设置有进液口12与出液口14，并且进液口12上设置有进液管13，出液口14上设置有出液管15，冷却水经进液管13流入第一冷却通道，并经出液管15流出第一冷却通道。按照图5的方位，进液口12与进液管13设置在机壳100顶部的左后方，而出液口14与出液管15设置在机壳100顶部的右前方。本领域技术人员可以想到的是，进液口12与出液口14的位置关系并非一成不变，可以根据具体的工作环境与安装环境对进液口12与出液口14的位置进行调整。

如图6所示，冷却水通过本实用新型的电机液冷结构对电机进行冷却的流向为：进液管13将冷却水引入第一冷却通道(机壳100内的轴向通道11)后，一部分冷却水流经首尾连通的轴向通道11对定子34产生的热量进行循环冷却，另一部分冷却水则流经端盖进液通道21流至第二冷却通道，吸收转轴300和转子33产生的热量，即通过转子进液管32进入，并通过与转子进液管32连通的转轴内孔31流经端盖出液通道24回到第一冷却通道的轴向通道11，随轴向通道11的循环将热量引出出液管15，从而对转子33和转轴300内部均起到冷却的效果。

上述电机液冷结构的具体实施方式，通过在端盖200上设置端盖进液通道21与端盖出液通道24，使得冷却水在流经轴向通道11对定子34进行冷却的同时，还可以通过端盖进液通道21与端盖出液通道24，使得冷却水流经转轴内孔31与转子进液管32，从而对转轴300和转子33进行冷却。这种电机液冷结构的冷却方式简单，加工方便，节省了外接转子冷却管等零部件。而且区别于目前螺旋水道铸铝一体机壳，可以采用型材直接挤压的工艺加工出机壳上的轴向通道11。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机液冷结构，其中电机包括机壳和端盖，所述机壳和所述端盖形成有腔体，所述腔体内设置有转轴、环绕式固定于所述转轴的转子、环绕于所述转子的定子以及盘绕于所述定子上的定子绕组，

其特征在于，所述机壳中设置有第一冷却通道，所述转轴内设置有第二冷却通道，所述端盖内部设置有端盖进液通道和端盖出液通道，

其中，所述第一冷却通道经所述端盖进液通道与所述第二冷却通道的进液端连通，所述第二冷却通道的出液端经所述端盖出液通道与所述第一冷却通道连通，以及

所述第一冷却通道被通入冷却液以便对所述电机进行冷却。

2.根据权利要求1所述的电机液冷结构，其特征在于，所述端盖进液通道的两端分别设置有端盖进液孔与转子进液孔，所述端盖进液通道经所述端盖进液孔与所述转子进液孔分别与所述第一冷却通道和所述第二冷却通道连通；以及

所述端盖出液通道的两端分别设置有转子出液孔与端盖出液孔，所述端盖出液通道经所述转子出液孔与所述端盖出液孔分别与所述第二冷却通道和所述第一冷却通道连通。

3.根据权利要求2所述的电机液冷结构，其特征在于，所述机壳中沿周向设置有若干条轴向通道，在将所述端盖安装至所述机壳的情形下，所述若干条轴向通道首尾依次相连通，形成所述第一冷却通道。

4.根据权利要求3所述的电机液冷结构，其特征在于，所述端盖进液通道和所述端盖出液通道之间具有夹角，且所述端盖进液孔与所述端盖出液孔同时与所述若干条轴向通道中的一条轴向通道连通。

5.根据权利要求3所述的电机液冷结构，其特征在于，所述端盖进液孔与所述端盖出液孔分别与所述若干条轴向通道中的两条轴向通道连通。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的电机液冷结构，其特征在于，所述端盖与所述机壳连接的一侧设置有多个弧形的环状密封槽，所述弧形的环状密封槽与相邻的两条首尾相连通的所述轴向通道对应。

7.根据权利要求6所述的电机液冷结构，其特征在于，所述端盖进液孔与所述端盖出液孔位于同一个所述弧形的环状密封槽中。

8.根据权利要求6所述的电机液冷结构，其特征在于，所述弧形的环状密封槽内设有O型密封圈。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的电机液冷结构，其特征在于，所述电机是电动汽车的驱动电机。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的电机液冷结构，其特征在于，所述机壳上还设置有进液口与出液口，并且所述进液口上设置有进液管，所述出液口上设置有出液管，冷却液经所述进液管流入所述第一冷却通道，并经所述出液管流出所述第一冷却通道。