CN216162491U - 一种油冷电机散热结构及电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种油冷电机散热结构及电机，包括设于端板上的端板甩油油路，端板甩油油路沿着端板的径向方向设置，端板甩油油路位于端板内圆的一端与电机的转子铁芯散热油路和/或转子轴油路连通，端板甩油油路的另一端贯通端板外圆端面且与定子绕组相对应，以使得冷却介质经端板甩油油路以一定的速度喷淋至定子绕组内表面。本实用新型的有益效果是冷却介质被甩出时会获得较大的速度，且冷却介质以柱状形态喷射到定子绕组上，喷淋到定子绕组内表面时增大绕组内表面的散热能力；甩油槽与甩油孔相交设置，具有夹角，冷却介质从甩油孔流出后，在端板内圆的轴线方向会有一定的初速度，避免油液流到定转子间隙中而影响电机效率。

Description

一种油冷电机散热结构及电机

技术领域

本实用新型属于电机技术领域，尤其是涉及一种油冷电机散热结构及电机。

背景技术

近年来，随着国家政策的倾斜，新能源汽车有了飞速的发展，各大汽车及零部件厂商都在研发满足市场需求的新能源汽车及其配套设施，电机作为核心零部件之一，已开始与变速箱集成或与控制器等集成一体，随着功率密度要求越来越高，不管是作为一个整体还是单电机，其散热问题也变得更加重要，因此，对冷却方式也有了更高的要求。

目前同类电机转子甩油结构主要是转子端板端面上设计轴向甩油孔，甩油孔一般布置在端板内外径中部，冷却油从甩油孔流出后沿着端板端面甩出，油液比较分散且喷淋速度不高，散热性能还有提高的空间。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型提供一种油冷电机散热结构及电机，以解决现有技术存在的以上或者其他前者问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种油冷电机散热结构，包括设于端板上的端板甩油油路，端板甩油油路沿着端板的径向方向设置，端板甩油油路位于端板内圆的一端与电机的转子铁芯散热油路和/或转子轴油路连通，端板甩油油路的另一端贯通端板外圆端面且与定子绕组相对应，以使得冷却介质经端板甩油油路以一定的速度喷淋至定子绕组内表面。

进一步的，端板甩油油路包括甩油槽油路和甩油孔油路，甩油槽油路的一端与端板的内圆端面连通，另一端与甩油孔油路连通。

进一步的，甩油槽油路被设计为由设于端板的面向转子铁芯的一侧面上的甩油槽与转子铁芯端面之间的空间构造形成；

或，甩油槽油路被设计为设于端板内部的凹槽，且凹槽与外界连通。

进一步的，甩油孔油路被设计为由甩油孔内部通道构造形成。

进一步的，甩油槽油路的轴线与甩油孔油路的轴线相交设置。

进一步的，甩油槽油路的轴线与甩油孔油路的轴线之间的夹角满足以下条件：

180-arctan(L/h)<α<180

其中，α为甩油槽油路的轴线与甩油孔油路的轴线之间的夹角，L为定子绕组端部的长度，h为定子绕组端部与端板之间的距离。

进一步的，甩油槽油路的轴线与甩油孔油路的轴线之间的夹角满足以下条件：

180-arctan(L/2h)<α<180-arctan(L/3h)

其中，α为甩油槽油路的轴线与甩油孔油路的轴线之间的夹角，L为定子绕组端部的长度，h为定子绕组端部与端板之间的距离。

进一步的，甩油孔油路由端板的设有甩油槽油路的一侧面向另一侧面方向倾斜设置，以使得从甩油孔油路射出的冷却介质在沿着端板内圆的轴线方向上和与轴线方向相垂直的方向上均具有一定初速度而喷淋至定子绕组上。

进一步的，端板甩油油路的数量至少为两个，两个端板甩油油路设于端板内圆轴线的两侧。

进一步的，多个端板甩油油路中的甩油孔油路与甩油槽油路之间的夹角不相同。

一种电机，包括如上述的油冷电机散热结构。

由于采用上述技术方案，在电机的端板上设置端板甩油油路，端板甩油油路的一端与转子铁芯散热油路和/或转子轴油路连通，另一端与定子绕组相对应，使得冷却介质经由端板甩油油路流出，喷淋至定子绕组上；端板甩油油路具有相连通的甩油槽油路和甩油孔油路，甩油孔油路的输出端位于端板的外圆处，在电机旋转时甩油孔油路的输出端的冷却介质具有更大的离心力，冷却介质被甩出时会获得较大的速度，喷淋到定子绕组内表面时增大绕组内表面的散热能力；甩油孔为孔状结构，使得冷却介质从甩油孔流出后会以柱状形态喷射到定子绕组上，与现有的雾状相比，增大绕组内表面的散热能力；甩油槽与甩油孔相交设置，具有夹角，冷却介质从甩油孔流出后，在端板内圆的轴线方向会有一定的初速度，冷却介质喷淋到定子端部绕线内表面上，沿着轴线方向向远离转子端面的方向流动，避免油液流到定转子间隙中而影响电机效率。

附图说明

图1是本实用新型的一实施例的端板的结构示意图；

图2是本实用新型的一实施例的端板的局部结构示意图；

图3是本实用新型的一实施例的电机的剖视结构示意图；

图4是图3的A部放大图。

图中：

1、端板 2、甩油槽油路 3、甩油孔油路

4、甩油槽 5、甩油孔 6、定转子间隙

7、转子铁芯 8、定子 9、轴

10、端板外圆 11、端板内圆

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1示出了本实用新型一实施例的结构示意图，本实施例涉及一种油冷电机散热结构及电机，适用于新能源电机，在端板上设置端板甩油油路，且端板甩油油路沿着端板的径向方向设置，端板甩油油路的输出端在端板的外圆处，在电机旋转时输出端的冷却介质具有更大的离心力，冷却介质被甩出时会获得较大的速度，喷淋到定子绕组的表面的面积更大，且冷却介质以柱状形态喷淋至定子绕组上，增大绕组内表面的散热能力，甩油槽油路与甩油孔油路相交设置，冷却介质从甩油孔油路流出后，在端板的轴线方向上和与轴线相垂直的方向上均具有一定的初速度，冷却介质喷淋至定子绕组内表上，会沿着端板轴线方向流向端板的一侧，避免了冷却介质流到定转子间隙中而影响电机效率。

一种油冷电机散热结构，如图1-4所示，包括设于端板1上的端板甩油油路，端板甩油油路沿着端板1的径向方向设置，端板甩油油路位于端板内圆11的一端与电机的转子铁芯散热油路和/或转子轴油路连通，端板甩油油路的另一端贯通端板外圆10端面且与定子绕组相对应，以使得冷却介质经端板甩油油路以一定的速度喷淋至定子绕组内表面，增加定子绕组内表面散热能力。

端板1安装在电机的轴9上，且端板1位于转子铁芯7的两端，定子绕组设于定子8上，端板1在安装时，端板1的一侧面与转子铁芯7的端面接触贴合，端板甩油油路位于端板1的面向转子铁芯7的一侧面上，转子铁芯散热油路中的冷却介质和/或转子轴油路中的冷却介质进入端板甩油油路，并从端板甩油油路的输出端输出，端板甩油油路的输出端位于端板外圆10的端部处，使得从端板甩油油路流出的冷却介质具有较大的离心力，使得冷却介质在离心力的最用下具有一定的初速度(该初速度根据转子铁芯的转速进行计算)，能够快速的喷淋至定子绕组的表面，且由于冷却介质具有一定的初速度，使得冷却介质能够喷淋至定子绕组的更多的内表面，增大定子绕组内表面的散热能力。

具体的，上述的端板甩油油路包括甩油槽油路2和甩油孔油路3，甩油槽油路2的一端与端板内圆11连通，另一端与甩油孔油路3连通，冷却介质在流动时，进入甩油槽油路2，并沿着甩油槽油路2流动，流动至甩油孔油路3，并从甩油孔油路3流出，甩油槽油路2的设置，便于与转子铁芯7散热油路和/或转子轴油路连通，以使得转子铁芯散热油路中的冷却介质能够进入甩油槽油路2内，同时能够使得转子轴油路中的冷却介质能够进入甩油槽油路2中，甩油孔油路3的设置，使得冷却介质能够准确的喷淋至定子绕组的内表面上，提高电机散热能力。

上述的甩油槽油路2被设计为由设于端板1的面向转子铁芯7的一侧面上的甩油槽4与转子铁芯7端面之间的空间构造形成，甩油槽4设于端板1的面向转子铁芯7的侧面上，且甩油槽4为槽结构，以便于甩油槽4与转子铁芯散热油路连通，甩油槽4由端板1的该侧面向另一侧面方向凹陷形成，且甩油槽4沿着端板1的径向方向设置，甩油槽4的一端与端板内圆11端部连通，即甩油槽4的该端与外界连通，以使得甩油槽4的该端能够与转子轴油路连通，以便于转子轴油路中的冷却介质能够进入甩油槽4内。甩油槽4由端板内圆11端部沿着端板1的径向方向向端板1外圆延伸，甩油槽4的长度小于端板1的内圆端部至外圆端部之间的距离，以便于甩油孔油路3的设置，甩油槽4沿着端板1的径向设置，进行冷却介质的传送。

或者，甩油槽油路2被设计为设于端板1内部的甩油槽4，且甩油槽4与端板的内圆端面连通，此种结构下，端板1的一侧面与转子铁芯的端面接触，端板1的靠近该侧面的内部设有甩油槽4，甩油槽4的一端与甩油孔油路3连通，甩油槽4的另一端与外界连通，以使得甩油槽4该端与转子轴油路或转子铁芯散热油路连通，进行冷却介质的流通。

该甩油槽4的截面形状可以是弧形，也可以是方形，或者是梯形，或者是其他形状，根据实际需求进行选择，这里不做具体要求。

该甩油槽4的深度根据端板1的厚度进行选择，这里不做具体要求。

该甩油槽4和甩油孔5在制备时，可以是端板1整体通过压铸成型，成型后，在端板1的外圆端部向内部打孔，做出甩油孔5，从端板1的一侧面向内部开槽，做出甩油槽4，此时甩油槽4为开放式槽结构，或，在端板1的面向转子铁芯的一侧面的内部开槽，做出位于端板1内部的两端分别与甩油孔5和外界连通的甩油槽4，此时甩油槽4为只有两端开口的封闭式槽结构。

上述的甩油孔油路3被设计为由甩油孔5内部通道构造形成，该甩油孔5为具有一定长度的孔结构，甩油孔5的一端与甩油槽4连通，甩油孔5的另一端位于端板外圆10端部，且与外界连通，同时，甩油孔5的该端与定子绕组相对应，以使得冷却介质从甩油孔5的该端流出，喷淋至定子绕组上。该甩油孔5在设置时，从端板1的外圆端部向内圆端部方向延伸，直至甩油槽4的端部，与甩油槽4连通，以使得从甩油槽4内流出的冷却介质能够流动至定子绕组内表面上。

该甩油孔5的截面形状可以是圆形，也可以是方形，或者是梯形，或者是其他形状，根据实际需求进行选择，这里不做具体要求。

甩油孔5的设置，以使得从甩油孔5流出的冷却介质的形状为柱状结构，使得冷却介质以柱状形态喷淋至定子绕组的内表面上，与现有的以雾状形态喷淋至定子绕组内表面上相比，使得冷却介质能够喷淋至绕组内表面上的更大面积，提高了定子绕组内表面的散热能力。

甩油孔油路3在设置时，甩油槽油路2的轴线与甩油孔油路3的轴线相交设置，此时，甩油孔5的轴线与甩油槽4的轴线相交设置，甩油孔5的轴线与甩油槽4的轴线不在同一直线上。此时，如图2和4所示，甩油槽油路2的轴线与甩油孔油路3的轴线之间的具有夹角，该夹角满足以下条件：

180-arctan(L/h)<α<180

其中，α为甩油槽油路2的轴线与甩油孔油路3的轴线之间的夹角，L为定子绕组端部的长度，h为定子绕组端部与端板之间的距离。

进一步优化方案，为使得冷却介质从甩油孔油路3喷出后，能够准确喷淋至定子绕组的端部，对甩油槽油路2的轴线与甩油孔油路3的轴线之间的夹角α进一步优化，该夹角α满足以下条件：

180-arctan(L/2h)<α<180-arctan(L/3h)

其中，L为定子绕组端部的长度，h为定子绕组端部与端板之间的距离。

甩油槽油路2的轴线与甩油孔油路3的轴线之间的夹角的大小根据定子端部长度L和定子绕组端部与端板之间的距离的实际大小进行选择。

为使得冷却介质能够喷淋至定子绕组上，且避免冷却介质流入定转子间隙6中而影响电机的效率，甩油孔油路3由端板1的设有甩油槽油路2的一侧面向另一侧面方向倾斜设置，以使得从甩油孔油路3射出的冷却介质在沿着端板内圆11的轴线方向上和与轴线方向相垂直的方向上均具有一定初速度而喷淋至定子绕组上，甩油孔5倾斜设置，从端板1的面向转子的一侧面向端板1的另一侧面倾斜设置，使得从甩油孔5流出的冷却介质倾斜喷出，且由于冷却介质是从端板外圆10端部流出，在离心力的作用下，与现有的冷却介质相比，具有更大的离心力，则冷却介质在流出时获得更大的速度，同时，由于冷却介质倾斜喷淋至定子绕组上，冷却介质向远离转子铁芯7端部的方向流出，冷却介质在沿着端板内圆11的轴线方向上具有一定的初速度(该初速度根据转子铁芯的转速进行计算)，且冷却介质在与该轴线方向相垂直的方向上也具有一定的初速度(该初速度根据转子铁芯的转速进行计算)，设定该端板内圆11的轴线方向为x方向，与该轴线方向相垂直的方向为y方向，即，冷却介质从甩油孔5流出时在x方向和y方向上均具有一定的初速度，冷却介质以倾斜状态喷淋至定子绕组上，且该x方向为远离转子铁芯7端面的方向，以使得冷却介质不会流入定转子间隙6中。

上述的端板甩油油路的数量至少为两个，两个端板甩油油路设于端板内圆11轴线的两侧，使得冷却介质从不同方向喷淋至定子绕组上；当端板甩油油路的数量大于两个时，以端板内圆11的圆心为中心，呈辐射状设置。端板甩油油路的数量与转子转速、转子的进油量有关，当转速较大或进油量较小时，应减少端板甩油油路的数量，所以，端板甩油油路的数量根据实际需求进行选择，这里不做具体要求。

当端板甩油油路的数量为多个时，多个端板甩油油路中的甩油孔油路3与甩油槽油路2之间的夹角可以相同，或者，多个端板甩油油路中的甩油孔油路3与甩油槽油路2之间的夹角不相同。每一个端板甩油油路具有一个角度相交设置的甩油槽油路3和甩油孔油路2，当多个端板甩油油路中的甩油孔油路3与甩油槽油路2之间的夹角不相同时，不同的端板甩油油路中，甩油槽油路3与甩油孔油路2之间的夹角不同，如：一个端板甩油油路的甩油槽油路3和甩油孔油路2之间的夹角为95°，另一个端板甩油油路的甩油槽油路3和甩油孔油路2之间的夹角为90°，再一个端板甩油油路的甩油槽油路3和甩油孔油路2之间的夹角为100°等等，每一个端板甩油油路的甩油槽油路3和甩油孔油路2之间的夹角根据实际需求进行选择，这里不做具体要求。

一种电机，包括上述的油冷电机散热结构，设置在端板1上，该电机具有两个端板1，两个端板1均安装在电机的轴9上，且位于电机转子的两端，使得转子铁芯散热油路中的冷却介质和转子轴油路中的冷却介质沿着油冷电机散热结构流至定子绕组的内表面上，提高定子绕组内表面的散热能力，同时能够避免冷却介质流入定转子间隙6内而影响电机效率。

该油冷电机散热结构在使用时，将端板1安装在电机的轴9上，且端板1的数量为两个，分别位于转子铁芯7的两端，且安装时，端板1设有端板甩油油路的一侧面面向转子铁芯7，且端板1该侧面与转子铁芯7的端面相贴合，甩油槽4与转子铁芯7的端部之间的空间构造出甩油槽油路2，甩油槽油路2与转子铁芯散热油路连通，和/或，甩油槽油路2与转子轴油路连通；电机在工作时，转子铁芯的散热油路中的冷却介质进入甩油槽油路2内，转子轴油路中的冷却介质进入甩油槽油路2内，并沿着甩油槽油路2流动，进入甩油孔油路3内，从甩油孔油路3的输出端流出，在离心力的作用下，冷却介质具有较大的速度，在x方向和y方向上均具有一定的初速度，冷却介质以柱状形态高速喷淋至定子绕组的内表面上，增强定子绕组内表面的散热能力，降低电机的温度，提高电机的功率，同时避免冷却介质流入定转子间隙6内而影响电机效率。

由于采用上述技术方案，在电机的端板上设置端板甩油油路，端板甩油油路的一端与转子铁芯散热油路和/或转子轴油路连通，另一端与定子绕组相对应，使得冷却介质经由端板甩油油路流出，喷淋至定子绕组上；端板甩油油路具有相连通的甩油槽油路和甩油孔油路，甩油孔油路的输出端位于端板的外圆处，在电机旋转时甩油孔油路的输出端的冷却介质具有更大的离心力，冷却介质被甩出时会获得较大的速度，喷淋到定子绕组内表面时增大绕组内表面的散热能力；甩油孔为孔状结构，使得冷却介质从甩油孔流出后会以柱状形态喷射到定子绕组上，与现有的雾状相比，增大绕组内表面的散热能力；甩油槽与甩油孔相交设置，具有夹角，冷却介质从甩油孔流出后，在端板内圆的轴线方向会有一定的初速度，冷却介质喷淋到定子端部绕线内表面上，沿着轴线方向向远离转子端面的方向流动，避免油液流到定转子间隙中而影响电机效率。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (11)

1.一种油冷电机散热结构，其特征在于：包括设于端板上的端板甩油油路，所述端板甩油油路沿着所述端板的径向方向设置，所述端板甩油油路位于端板内圆的一端与电机的转子铁芯散热油路和/或转子轴油路连通，所述端板甩油油路的另一端贯通端板外圆端面且与定子绕组相对应，以使得冷却介质经所述端板甩油油路以一定的速度喷淋至定子绕组内表面。

2.根据权利要求1所述的油冷电机散热结构，其特征在于：所述端板甩油油路包括甩油槽油路和甩油孔油路，所述甩油槽油路的一端与所述端板的内圆端面连通，另一端与所述甩油孔油路连通。

3.根据权利要求2所述的油冷电机散热结构，其特征在于：所述甩油槽油路被设计为由设于所述端板的面向所述转子铁芯的一侧面上的甩油槽与所述转子铁芯端面之间的空间构造形成；

或，所述甩油槽油路被设计为设于所述端板内部的甩油槽，且所述甩油槽与端面内圆连通。

4.根据权利要求3所述的油冷电机散热结构，其特征在于：所述甩油孔油路被设计为由甩油孔内部通道构造形成。

5.根据权利要求2-4任一项所述的油冷电机散热结构，其特征在于：所述甩油槽油路的轴线与所述甩油孔油路的轴线相交设置。

6.根据权利要求5所述的油冷电机散热结构，其特征在于：所述甩油槽油路的轴线与所述甩油孔油路的轴线之间的夹角满足以下条件：

180-arctan(L/h)<α<180

其中，α为所述甩油槽油路的轴线与所述甩油孔油路的轴线之间的夹角，L为定子绕组端部的长度，h为定子绕组端部与端板之间的距离。

7.根据权利要求6所述的油冷电机散热结构，其特征在于：所述甩油槽油路的轴线与所述甩油孔油路的轴线之间的夹角满足以下条件：

180-arctan(L/2h)<α<180-arctan(L/3h)

其中，α为所述甩油槽油路的轴线与所述甩油孔油路的轴线之间的夹角，L为定子绕组端部的长度，h为定子绕组端部与端板之间的距离。

8.根据权利要求2-4和6-7任一项所述的油冷电机散热结构，其特征在于：所述甩油孔油路由所述端板的设有甩油槽油路的一侧面向另一侧面方向倾斜设置，以使得从所述甩油孔油路射出的冷却介质在沿着所述端板内圆的轴线方向上和与所述轴线方向相垂直的方向上均具有一定初速度而喷淋至定子绕组上。

9.根据权利要求2-4任一项所述的油冷电机散热结构，其特征在于：所述端板甩油油路的数量至少为两个，两个所述端板甩油油路设于所述端板内圆轴线的两侧。

10.根据权利要求9所述的油冷电机散热结构，其特征在于：多个所述端板甩油油路中的所述甩油孔油路与所述甩油槽油路之间的夹角不相同。

11.一种电机，其特征在于：包括如权利要求1-10任一项所述的油冷电机散热结构。

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