CN206559178U - 电机的冷却壳体、电机及电动车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机领域，提供一种电机的冷却壳体、电机及电动车辆，其，所述冷却壳体形成为管状，所述冷却壳体的管壁中形成有沿轴向间隔排列的多个环形流道，并且所述管壁中形成有沿轴向延伸并连通多个所述环形流道的供水流道和回水流道，并且所述供水流道和所述回水流道将每个所述环形流道分割为两个弧形流道。本实用新型所述的电机的冷却壳体使得冷却介质仅仅经过其中一个弧形流道，即可从供水流道到达回水流道，弧形流道的路径相对较短，冷却介质在弧形流道中的压差较小，温度梯度较小，散热更为均匀。

Description

电机的冷却壳体、电机及电动车辆

技术领域

本实用新型涉及循环冷却技术领域，特别涉及一种电机的冷却壳体、电机及电动车辆。

背景技术

由于对能源的利用效率大大高于普通汽油汽车，新能源汽车逐渐被广大消费者所接受。电动汽车有限的安装空间要求驱动电机具有较高的功率密度和效率，并且复杂的路况和驾驶习惯等使电机运行工况十分复杂，电机的发热量较大，需要进行冷却处理，否则，电机温升或局部温升过高，不仅会导致电机结构件变形，还会使电机耐压和绝缘性降低，严重影响使用寿命。

目前电机的冷却方式包括普通自冷、风冷、机壳液冷等，其中机壳液冷是在电机的外部设置冷却壳体，并且在冷却壳体内形成冷却水道，最常见有螺旋水道和S型水道，S型水道水流的弯折较多，造成很大的压头损失；对于螺旋水道，由于两侧的进出水口位置只有一半的水道空间，造成铁芯局部温度高，容易引起绝缘性能降低，影响电机的使用寿命。以上两种水道方式，冷却水从一侧入口进入，从另一侧出口流出，单个水道的水路较长，冷却液滞留在机壳内的时间较长，冷却液在水道中形成不同的温度梯度，且温度越来越高，温度分布不均匀，出口温度最高，使得电机的散热不均匀。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电机的冷却壳体，以解决电机散热不均匀的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电机的冷却壳体，其中，所述冷却壳体形成为管状，所述冷却壳体的管壁中形成有沿轴向间隔排列的多个环形流道，并且所述管壁中形成有沿轴向延伸并连通多个所述环形流道的供水流道和回水流道，并且所述供水流道和所述回水流道将每个所述环形流道分割为两个弧形流道。

进一步的，所述供水流道和所述回水流道将每个所述环形流道分割为两个弧度相等的弧形流道。

进一步的，所述管壁的外表面形成有连通于所述供水流道的进水口以及连通于所述回水流道的出水口，所述进水口位于所述冷却壳体的下端，所述出水口位于所述冷却壳体的上端。

进一步的，每两个相邻的所述环形流道的之间连接有一段所述供水流道，并且最下端的所述环形流道的下侧连接有一段所述供水流道，该段所述供水流道与所述进水口连通，每两个相邻的所述环形流道之间连接有一段所述回水流道，并且最上端的所述环形流道的上侧连接有一段所述回水流道，该段所述回水流道连通于所述出水口。

进一步的，在任意两段所述供水流道中，上游的一段所述供水流道的截面积大于或等于下游的一段所述供水流道的截面积，在任意两段所述回水流道中，上游的一段所述回水流道的截面积小于或等于下游的一段所述回水流道的截面积。

进一步的，所述环形流道、所述供水流道、所述回水流道形成为带状，并且在任意两段所述供水流道中，上游的一段所述供水流道与所述环形流道之间的倒角直径大于下游的一段所述供水流道与所述环形流道之间的倒角直径，在任意两段所述回水流道中，上游的一段所述回水流道与所述环形流道之间的倒角直径小于下游的一段所述回水流道与所述环形流道之间的倒角直径。

进一步的，多个所述环形流道的宽度相同，并且多个环形流道轴向等间隔排列。

进一步的，所述冷却壳体包括内层管部和外层管部，所述内层管部的外周面上形成有对应于所述供水流道、所述回水流道和所述环形流道的凹槽部，所述外层管部上形成有所述进水口和所述出水口，所述外层管部套设于所述内层管部。

相对于现有技术，本实用新型所述的电机的冷却壳体具有以下优势：

本实用新型所述的电机的冷却壳体使得冷却介质仅仅经过其中一个弧形流道，即可从供水流道到达回水流道，弧形流道的路径相对较短，冷却介质在弧形流道中的压差较小，温度梯度较小，散热更为均匀。

本实用新型的另一目的在于提出一种电机，以解决电机散热不均匀的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电机，其中，所述电机设置有以上方案所述的电机的冷却壳体，所述冷却壳体套设于所述电机的外部。

所述电机与上述电机的冷却壳体相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本实用新型的另一目的在于提出一种电动车辆，以解决电动车辆的电机散热不均匀的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电动车辆，其中，所述电动车辆设置有以上方案所述的电机。

所述电动车辆与上述电机相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施方式所述的电机的冷却壳体的立体图；

图2为图1电机的冷却壳体的剖视图；

图3为本实用新型实施方式所述的电机冷却壳体的内层管部的结构示意图；

图4为本实用新型实施方式所述的电机冷却壳体内部流道的示意图。

附图标记说明：

1-内层管部，2-外层管部，3-环形流道，4-供水流道，5-回水流道，6-进水口，7-出水口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。

本实用新型提供了一种电机的冷却壳体，其中，所述冷却壳体形成为管状(图1所示)，所述冷却壳体的管壁中形成有沿轴向间隔排列的多个环形流道3，并且所述管壁中形成有沿轴向延伸并连通多个所述环形流道3的供水流道4和回水流道5，并且所述供水流道4和所述回水流道5将每个所述环形流道3分割为两个弧形流道。

电机的冷却壳体可以作为电机的外壳使用，承载并保护其他内部结构。供水流道4和回水流道5分别与环形流道3交叉连通，并且供水流道4和回水流道5周向保持间隔，从而将每个环形流道3分割为两个弧形流道。在以上结构中，供水流道4可以向分割形成的每个弧形流道提供冷却介质(例如水等流体介质)，冷却介质经所述弧形流道到达回水流道5并进一步到达冷却壳体外部，由于所述弧形流道由一个完整的环形流道3分割形成，其弧度相对较小，在冷却壳体的直径保持不变的情况下，并且多个所述弧形流道之间为并联关系，冷却介质仅经过一个所述弧形流道即返回到回水流道5，可见，冷却介质流动的路径相对较短，压力损失较小，散热效果突出。

优选地，所述供水流道4和所述回水流道5将每个所述环形流道3分割为两个弧度相等的弧形流道。在此结构中，供水流道4、回水流道5以及冷却壳体的中心轴线彼此对齐，所述弧形流道的弧度大约为180度(弧形流道的弧度受到供水流道4和回水流道5的宽度影响)，在对应于同一个环形流道3的两个弧形流道的长度基本相等的情况下，两个弧形流道产生的压降基本相等，来自供水流道4的冷却介质可以更为均匀地分配到两个所述弧形流道中。

另外，所述管壁的外表面形成有连通于所述供水流道4的进水口6以及连通于所述回水流道5的出水口7，所述进水口6位于所述冷却壳体的下端，所述出水口7位于所述冷却壳体的上端。进水口6可以接收来自供水装置的水源并提供到供水流道4中，回水流道5中的水源可以经过出水口7返回到供水装置，形成循环冷却流路。此处需要说明的是，所述冷却壳体的上端和下端是指，在冷却壳体的中心轴线沿竖直方向延伸时所述冷却壳体的相对位置关系，然而，这仅仅是为了说明的目的，本实用新型并未意图对所述冷却壳体在使用时的摆放状态做出限制，例如，所述冷却壳体可以摆放为中心轴线水平延伸或倾斜延伸。

以下将继续以中心轴线竖直延伸的状态说明所述冷却壳体的结构，并且这不应当理解为是对所述冷却壳体使用时摆放状态的限制。

其中，每两个相邻的所述环形流道3的之间连接有一段所述供水流道4，并且最下端的所述环形流道3的下侧连接有一段所述供水流道4，该段所述供水流道4与所述进水口6连通，每两个相邻的所述环形流道3之间连接有一段所述回水流道5，并且最上端的所述环形流道3的上侧连接有一段所述回水流道5，该段所述回水流道5连通于所述出水口7。也就是说，每个环形流道3的下侧均连接有一段供水流道4，最下端一段的供水流道4连通于进水口6，其余各段供水流道4用于连通两个相邻的环形流道3；并且，每个环形流道的上侧均连接有一段回水流道5，最上端一段的回水流道5连通于出水口7，其余各段回水流道5用于连通两个相邻的环形流道3。

进一步的，在任意两段所述供水流道4中，上游的一段所述供水流道4的截面积大于或等于下游的一段所述供水流道4的截面积，在任意两段所述回水流道5中，上游的一段所述回水流道5的截面积小于或等于下游的一段所述回水流道5的截面积。也就是说，沿轴向间隔分布的环形流道3可以视为多级结构，随着供水流道4提供的冷却介质被逐级地分配到各个环形流道3中，供水流道4的截面积可以逐级地降低，以保证每段供水流道4中冷却介质的流速尽可能地相同；相应地，随着回水流道5逐级地回收每级的环形流道3的冷却介质，回水流道5的截面积逐级地增加，保证每段回水流道5中冷却介质的流速尽可能地相同。

进一步的，所述环形流道3、所述供水流道4、所述回水流道5形成为带状，并且在任意两段所述供水流道4中，上游的一段所述供水流道4与所述环形流道3之间的倒角直径大于下游的一段所述供水流道4与所述环形流道3之间的倒角直径，在任意两段所述回水流道5中，上游的一段所述回水流道5与所述环形流道3之间的倒角直径小于下游的一段所述回水流道5与所述环形流道3之间的倒角直径。环形流道3、供水流道4、回水流道5的横截面可以形成为长方形，该长方形的宽度即为各个流道的深度，该长方形的长度即为各个流道的宽度。供水流道4与环形流道3之间均形成圆倒角，回水流道5与环形流道3之间也均形成圆倒角，并且，在从下向上排列的多段供水流道4中，其形成的圆倒角的直径逐渐地减小，其原因为，上游的供水流道4的截面积相对较大，相对较大的倒角可以更好地衔接到对应的环形流道3，避免冷却介质在倒角处产生流速波动；相应地，随着各段的回水流道5的截面积沿由下向上的方向逐渐增加，其与对应的环形流道3之间的圆倒角的直径也逐渐增加。

特别地，如图3和图4所示，多个所述环形流道3的宽度相同，并且多个环形流道3轴向等间隔排列。以上对各段的供水流道4、各段的回水流道5以及环形流道3的截面积进行了限定，并且对供水流道4与环形流道3之间的倒角以及回水流道5与环形流道3之间的倒角进行了限定，在此基础上，环形流道3的宽度及彼此间隔限定为统一的形式，可以更好地实现冷却介质在各个流道中的以均匀速度流动，即在各点的速率保持基本一致，提高散热的均匀性。

作为一种具体的实施方式，如图4所示，所述冷却壳体可以包括三个环形流道3，即，环形流道3包括沿轴向由下向上排列的第一环形流道、第二环形流道和第三环形流道，相应地。供水流道4包括连接于所述第一环形流道下侧的第一供水流道、连接于所述第一环形流道和所述第二环形流道之间第二供水流道以及连接于所述第二环形流道和所述第三环形流道之间的第三供水流道，回水流道5包括连接于所述第一环形流道和所述第二环形流道之间的第一回水流道、连接于所述第二环形流道和所述第三环形流道之间的第二回水流道以及连接于所述第三环形流道上侧的第三回水流道，所述第一供水流道的宽度为所述第二供水流道的宽度的1-3倍，所述第二供水流道的宽度为所述第三供水流道的宽度的2-5倍，所述第三回水流道的宽度为所述第二回水流道的宽度的1-3倍，所述第二回水流道的宽度为所述第一回水流道的宽度的2-5倍；所述第一供水流道与所述第一环形流道之间的倒角的直径为所述第二供水流道分别与所述第一环形流道和所述第二环形流道之间的倒角的直径的1.2-5倍，所述第二供水流道与所述第一环形流道和所述第二环形流道之间的倒角的直径为所述第三供水流道与第二环形流道和所述第三环形流道之间的倒角的直径的1.2-5倍；所述第三回水流道与所述第三环形流道之间的倒角的直径为所述第二回水流道与所述第二环形流道和所述第三环形流道之间的倒角的直径的1.2-5倍，所述第二回水流道与所述第二环形流道和所述第三环形流道之间的倒角的直径为所述第一回水流道与所述第一环形流道和所述第二环形流道之间的倒角的直径的1.2-5倍。

在上述结构中，所述冷却壳体的供水流道4和回水流道5彼此大致形成为镜像，回水流道5的结构虽然未在图4在完整的显示，但可以参考供水流道4的结构。

需要说明的是，由于供水流道4分别与环形流道3彼此交叉，因而存在共有部分，以上仅仅对供水流道4位于相邻两个环形流道3之间的一段以及连接于最下端的环形流道3下侧的一段(即供水流道4没有与环形流道3交叉的部分)进行了说明，但这并不表示供水流道4与环形流道3共有的部分不属于供水流道4，同样的情况也适用于回水流道5。

另外，作为一种优选的实施方式，所述冷却壳体包括内层管部1和外层管部2(如图1和图2所示)，所述内层管部1的外周面上形成有对应于所述供水流道4、所述回水流道5和所述环形流道3的凹槽部，所述外层管部2上形成有所述进水口6和所述出水口7，所述外层管部2套设于所述内层管部1。内层管部1与外层管部可以通过过盈配合的方式套装在一起，内层管部1的内壁与外层管部2的外壁彼此配合形成供水流道4、回水流道5和环形流道3，并且内层管部1和外层管部2可以通过其他紧固件实现连接，例如螺栓件等，当然也可以彼此焊接连接。所述冷却壳体通过两层的管部组成，加工制造相对简单。

另外，本实用新型提供了一种电机，其中，所述电机设置有以上方案所述的电机的冷却壳体，所述冷却壳体套设于所述电机的外部，以冷却电机的内部结构，例如铁芯。

另外，本实用新型提供了一种电动车辆，其中，所述电动车辆设置以上方案所述的电机。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机的冷却壳体，其特征在于，所述冷却壳体形成为管状，所述冷却壳体的管壁中形成有沿轴向间隔排列的多个环形流道(3)，并且所述管壁中形成有沿轴向延伸并连通多个所述环形流道(3)的供水流道(4)和回水流道(5)，并且所述供水流道(4)和所述回水流道(5)将每个所述环形流道(3)分割为两个弧形流道。

2.根据权利要求1所述的电机的冷却壳体，其特征在于，所述供水流道(4)和所述回水流道(5)将每个所述环形流道(3)分割为两个弧度相等的弧形流道。

3.根据权利要求1或2所述的电机的冷却壳体，其特征在于，所述管壁的外表面形成有连通于所述供水流道(4)的进水口(6)以及连通于所述回水流道(5)的出水口(7)，所述进水口(6)位于所述冷却壳体的下端，所述出水口(7)位于所述冷却壳体的上端。

4.根据权利要求3所述的电机的冷却壳体，其特征在于，每两个相邻的所述环形流道(3)的之间连接有一段所述供水流道(4)，并且最下端的所述环形流道(3)的下侧连接有一段所述供水流道(4)，该段所述供水流道(4)与所述进水口(6)连通，每两个相邻的所述环形流道(3)之间连接有一段所述回水流道(5)，并且最上端的所述环形流道(3)的上侧连接有一段所述回水流道(5)，该段所述回水流道(5)连通于所述出水口(7)。

5.根据权利要求4所述的电机的冷却壳体，其特征在于，在任意两段所述供水流道(4)中，上游的一段所述供水流道(4)的截面积大于或等于下游的一段所述供水流道(4)的截面积，在任意两段所述回水流道(5)中，上游的一段所述回水流道(5)的截面积小于或等于下游的一段所述回水流道(5)的截面积。

6.根据权利要求5所述的电机的冷却壳体，其特征在于，所述环形流道(3)、所述供水流道(4)、所述回水流道(5)形成为带状，并且在任意两段所述供水流道(4)中，上游的一段所述供水流道(4)与所述环形流道(3)之间的倒角直径大于下游的一段所述供水流道(4)与所述环形流道(3)之间的倒角直径，在任意两段所述回水流道(5)中，上游的一段所述回水流道(5)与所述环形流道(3)之间的倒角直径小于下游的一段所述回水流道(5)与所述环形流道(3)之间的倒角直径。

7.根据权利要求6所述的电机的冷却壳体，其特征在于，多个所述环形流道(3)的宽度相同，并且多个环形流道(3)轴向等间隔排列。

8.根据权利要求3所述的电机的冷却壳体，其特征在于，所述冷却壳体包括内层管部(1)和外层管部(2)，所述内层管部(1)的外周面上形成有对应于所述供水流道(4)、所述回水流道(5)和所述环形流道(3)的凹槽部，所述外层管部(2)上形成有所述进水口(6)和所述出水口(7)，所述外层管部(2)套设于所述内层管部(1)。

9.一种电机，其特征在于，所述电机设置有权利要求1-8中任意一项所述的电机的冷却壳体，所述冷却壳体套设于所述电机的外部。

10.一种电动车辆，其特征在于，所述电动车辆设置有权利要求9所述的电机。