油冷电机冷却系统转让专利
申请号 : CN202011562372.5
文献号 : CN112701856B
文献日 : 2022-04-29
发明人 : 顾存行 , 耿丽珍 , 周之光 , 李亚南
申请人 : 奇瑞汽车股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种油冷电机冷却系统,其特征在于,所述系统包括集油组件(1)、喷油管(2)、导油管(3)和电机(4);
所述电机(4)包括转子轴(41)、支撑所述转子轴(41)的第一轴承(42)和第二轴承(43)、定子绕组(44)、定子铁芯(45)和转子铁芯(46);
所述导油管(3)在所述转子轴(41)的轴向上对准所述转子轴(41),用于将油泵(M)提供的冷却油注入所述转子轴(41)的内部;
所述转子轴(41)的轴体两端分别设有第一甩油孔(411)和第二甩油孔(412),所述第一甩油孔(411)对应所述第一轴承(42),所述第二甩油孔(412)对应所述第二轴承(43);
所述喷油管(2)位于所述集油组件(1)中心的上方,且设置有开口朝向所述集油组件(1)的多个喷油孔(23),所述喷油管(2)用于接收所述油泵(M)提供的冷却油并向所述集油组件(1)喷射冷却油;所述喷油管(2)包括直管(21)和弯折管(22);所述直管(21)的第一管口封闭,第二管口敞口,所述直管(21)上设有多个所述喷油孔(23),所述直管(21)与电机(4)的轴线平行设置;所述弯折管(22)一部分与所述直管(21)平行,另一部分与所述直管(21)垂直,所述弯折管(22)与所述直管(21)平行的部分上设有多个所述喷油孔(23);所述弯折管(22)的第一管口封闭,第二管口与所述直管(21)的管体连接;
所述集油组件(1)包括第一集油盘(11)和第二集油盘(12);所述第一集油盘(11)和所述第二集油盘(12)分别设置在所述定子绕组(44)两端的上方,所述第一集油盘(11)和所述第二集油盘(12)为与所述定子绕组(44)的形状适配的圆弧状,且均开设有多个通孔,用于使从所述喷油管(2)喷射出的冷却油流到所述定子绕组(44)上;
所述集油组件(1)、所述喷油管(2)和所述导油管(3)均适于连接到变速箱壳体(5)。
2.根据权利要求1所述的油冷电机冷却系统,其特征在于,所述第一甩油孔(411)和所述第二甩油孔(412)为外端比内端更靠近所述转子轴(41)的端部的斜孔。
3.根据权利要求1所述的油冷电机冷却系统,其特征在于,所述第一集油盘(11)和所述第二集油盘(12)的宽度与对应端的所述定子绕组(44)超出定子铁芯(45)的部分的宽度相同。
4.根据权利要求1所述的油冷电机冷却系统,其特征在于,所述第一集油盘(11)包括第一圆弧盘身、两个第一圆弧状侧边和多个第一分隔筋(111),所述两个第一圆弧状侧边位于所述第一圆弧盘身的两侧且向上凸起,所述多个第一分隔筋(111)间隔均匀地连接在所述两个第一圆弧状侧边之间,从而在所述第一圆弧盘身上形成多个第一集油格(112),每个所述第一集油格(112)上设有多个所述通孔;
所述第二集油盘(12)包括第二圆弧盘身、两个第二圆弧状侧边和多个第二分隔筋(121),所述两个第二圆弧状侧边位于所述第二圆弧盘身的两侧且向上凸起,所述多个第二分隔筋(121)间隔均匀地连接在所述两个第二圆弧状侧边之间,从而在所述第二圆弧盘身上形成多个第二集油格(122),每个所述第二集油格(122)上设有多个所述通孔。
5.根据权利要求4所述的油冷电机冷却系统,其特征在于,所述第一集油盘(11)和所述第二集油盘(12)的弧度均为120度。
6.根据权利要求4所述的油冷电机冷却系统,其特征在于,每个所述第一集油格(112)和每个所述第二集油格(122)内均设有三个所述通孔,三个所述通孔的圆心构成一个等腰三角形,所述等腰三角形的顶角小于底角,且三个所述通孔位于所在集油格的下侧。
7.根据权利要求4所述的油冷电机冷却系统,其特征在于,所述第一集油盘(11)和所述第二集油盘(12)整体均关于各自的圆弧中心线对称。
8.根据权利要求4所述的油冷电机冷却系统,其特征在于,所述第一集油盘(11)邻近所述第二集油盘(12)的圆弧状侧边的两端分别设有竖立的第一凸耳(113),所述第一凸耳(113)上集成有连接管(114);
所述第二集油盘(12)邻近所述第一集油盘(11)的圆弧状侧边的两端分别设有竖立的第二凸耳(123),所述第二凸耳(123)与所述第一凸耳(113)相对,所述第二凸耳(123)上集成有连接柱(124),所述连接柱(124)被设置为插接在所述连接管(114)内。
9.根据权利要求8所述的油冷电机冷却系统,其特征在于,所述第一集油盘(11)远离所述第二集油盘(12)的圆弧状侧边的两端分别集成有插接柱(115),所述插接柱(115)适于与所述变速箱壳体(5)上的孔过盈配合;
所述第二集油盘(12)远离所述第一集油盘(11)的圆弧状侧边的中间向上凸起形成定位部(125),所述定位部(125)的端面呈波浪状,适于与所述变速箱壳体(5)的内壁接触。
说明书 :
油冷电机冷却系统
技术领域
背景技术
驱动电机的散热效果不好,电机效率较低,发挥同样的功率就需要增大冷却液的流量和降
低冷却液的进口温度,从而增加了对油冷器和油泵的性能要求。2)水套一般都需要和定子
铁芯进行过盈压装配合,过盈配合难度较大且容易加热不均,导致定子铁芯的变形不一致,
影响电机产生的磁场,进而影响电机性能的正常发挥。3)水套的体积较大且比较重,增加了
变速箱整体的重量和成本。
发明内容
组的形状适配的圆弧状,且均开设有多个通孔,用于使从所述喷油管喷射出的冷却油流到
所述定子绕组上;
直管的管体连接。
分隔筋间隔均匀地连接在所述两个第一圆弧状侧边之间,从而在所述第一圆弧盘身上形成
多个第一集油格,每个所述第一集油格上设有多个所述通孔;
隔均匀地连接在所述两个第二圆弧状侧边之间,从而在所述第二圆弧盘身上形成多个第二
集油格,每个所述第二集油格上设有多个所述通孔。
在集油格的下侧。
置为插接在所述连接管内。
从而当转子转动时,冷却油通过转子轴上的第一甩油孔和第二甩油孔,被甩溅到转子轴两
侧轴承的内侧,再被反弹到电定子绕组内侧和电转子铁芯上,实现了对定子绕组内侧、转子
铁芯和轴承的冷却。喷油管上设有多个喷油孔,从而喷油管内的冷却油可以喷射到集油组
件上。集油组件包括圆弧状且开设有多个通孔的第一集油盘和第二集油盘,集油盘里的冷
却油通过通孔滴淋在定子绕组和定子铁芯上。实现了对定子绕组和定子铁芯的冷却。该系
统利用结构均较为简单的集油组件、喷油管和导油管,通过两条油冷路径可实现对定子绕
组内侧和外侧、定子铁芯、转子以及转子轴两侧轴承内侧的冷却,冷却范围广且冷却效果
好,避免了热量长时间堆积,使电机的效率降低,甚至影响电机寿命。同时达到相同的冷却
效果所需要的冷却油的用量较少,且所需冷却油的进口温度也不需要很低,从而减轻了油
冷器的负荷。
附图说明
本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他
的附图。
具体实施方式
基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有
其它实施例,都属于本申请保护的范围。
此其内部组件及各个组件之间的位置关系也均是本领域技术人员所熟知的,这里就不再赘
述。
将转子轴41内的冷却油甩至第一轴承42内侧;第二甩油孔412适于将转子轴41内的冷却油
甩至第二轴承43内侧。
侧,从而对第一轴承42和第二轴承43进行冷却,且冷却油还可被反弹到定子绕组44的内侧
及转子铁芯46的两侧,从而对定子绕组44的内侧及转子铁芯46的两侧进行冷却。
多个通孔,用于使喷油管2喷射出的冷却油流到定子绕组44上。
定子绕组44形状适配的圆弧状,从而可以对冷却油起到导向作用,从而可以更好地对定子
绕组44进行冷却。
子绕组44上,从而对定子绕组44进行冷却。并且当两个集油盘内积存的冷却油达到其最大
的存油极限后,冷却油会从集油盘内溢出,从而对定子绕组44的端面进行冷却。流入喷油管
2的冷却油也能通过喷油孔23 直接被喷射到定子铁芯45上,进而对定子铁芯45进行冷却。
油盘12需要避免与定子绕组44发生接触。
不作限定。
好。
好的甩油效果,可以设置多个环绕转子轴41轴体四周的第一甩油孔411和第二甩油孔412,
并使第一甩油孔411和第二甩油孔412的轴线分别对准第一轴承42和第二轴承43内侧的中
心位置。通过设置上述斜孔,既能利于冷却油向外甩出,且斜孔也能准确地将冷却油导向转
子轴两侧的第一轴承42和第二轴承43处,以实现预期的冷却效果。
近。
45和第二集油盘12上。
集油盘11和第二集油盘12的圆弧中心线共线,也即是直管21、弯折管22与直管21平行的部
分关于两个集油盘的圆弧中心线对称。
部分管体的长度应该合理设定。如果直管21和弯折管 22与直管21平行的部分的距离过短,
那么喷油管2中部所喷射的冷却油都将集中在定子铁芯45的中间部分,导致定子铁芯45的
其它部分冷却效果不好;如果两者的距离过长,那么喷油管2中部所喷射的冷却油都集中在
定子铁芯45的两侧部分,导致定子铁芯45中间部分的冷却效果不好。
体结构,因而直管21、弯折管22与直管21平行的部分的长度应根据电机4的具体结构而设
定。
23 时,喷油管2向外喷油的效果较好,能够满足使用要求。
盘上。
的是,直管21的上述延伸部分仅是为了将喷油管固定在变速箱壳体5上,因此不必在其上设
置喷油孔23 。
44超出定子铁芯45的部分上方,这样既不会因宽度过短而影响定子绕组44两端的冷却效
果,也不会因宽度过长,妨碍冷却油溢出向下流动冷却定子绕组44的端面。
111间隔均匀地连接在两个第一圆弧状侧边之间,从而在第一圆弧盘身上形成多个第一集
油格112,每个第一集油格112上设有多个通孔。也即第一集油盘11相当于一个浅槽,该浅槽
被分隔成多个小方格。由于多个第一集油格112的存在,从喷油管2喷射到第一集油盘11上
的冷却油能够被暂时积存从而形成一定高度的油面,这样有利于冷却油通过第一集油盘11
上的通孔流淋到下方的定子绕组44上。否则,如果不存在第一集油格112,喷射到第一集油
盘11上的冷却油很容易就顺着盘身的表面流动,导致仅有少量的冷却油能通过通孔流淋到
下方的定子绕组44上,冷却效果不好。
孔向下流淋;如果高度过高,将不利于第一集油盘11内的冷却油向外溢出,导致下方的定子
绕组44的端面冷却效果不好。
盘11的引流作用,冷却油可以对该端定子绕组44进行充分的冷却。
的通孔与位于下方的两个通孔之间的距离较大,从而可使更多的冷却油流过通孔。且这三
个通孔位于所在集油格的下侧,即三个通孔的位置符合冷却液的流动趋势,也可使更多的
冷却油流过通孔。因此,通过上述的结构设计可以达到较好的淋油效果,从而实现对定子绕
组44的良好冷却。
同,且位置对应的两个第一集油格112上的通孔也均关于该圆弧中心线对称。
流动。
一集油盘11的对应特征,不再赘述。
间隔均匀地连接在两个第二圆弧状侧边之间,从而在第二圆弧盘身上形成多个第二集油格
122。
孔位于所在集油格的下侧。
集油盘11和第二集油盘12,二者除了宽度可能因电机的具体结构而有所不同,其它特征,比
如集油格的数量、每个集油格内的通孔的数量及位置、集油盘盘身的弧度等均应相同,从而
使冷却油通过喷油管的不同支路能均匀地流淋到定子绕组44上,实现定子绕组44的均匀冷
却。
44的冷却不均匀;若间距过小,从喷油孔23 喷射出的冷却油的冲击力会较大,易对定子绕
组44铜线表面的绝缘层造成破坏。经过对比试验,本申请实施例中,第一集油盘11和第二集
油盘12与相应的定子绕组44之间的间距均为1.6mm,可以比较好地避免上述问题。
4所示,第二集油盘12邻近第一集油盘11的圆弧状侧边的两端分别设有竖立的第二凸耳
123,第二凸耳123与第一凸耳113相对,且第二凸耳123上集成有连接柱124,连接柱124被设
置为插接在连接管114内。在使用时,可以方便地将连接柱124插接在连接管114内,这里应
当理解的是,连接柱124和连接管114配合后的长度应与第一集油盘11和第二集油盘12设定
间距一致。
状侧边的两端分别集成有插接柱115,插接柱115适于与变速箱壳体5上的孔过盈配合;如图
4所示,第二集油盘12远离第一集油盘 11的圆弧状侧边的中间向上凸起形成定位部125,适
于与变速箱壳体5的内壁接触。且定位部125的端面呈波浪状,从而利于第二集油盘12的冷
却油向外溢出,以对定子绕组44的端面进行冷却。
上。
12均为注塑件,通过注塑成型工艺一体成型而成,从而可以减轻盘身的重量。且由于第一集
油盘11和第二集油盘12下方的定子绕组 44在工作时会产生很多的热量,因此,第一集油盘
11和第二集油盘12应当选用耐高温材料制成。
至喷油管2和导油管3,也即本申请实施例提供的油冷电机冷却系统具有两个油冷路径:
淋到第一轴承42和第二轴承43的内侧,从而对第一轴承 42、第二轴承43进行冷却,且冷却
油还会被反弹到定子绕组44的内侧及转子铁芯46的两侧,从而对定子绕组44的内侧及转子
铁芯46的两侧进行冷却。
部分冷却油在流动时,当冷却油流经直管21的始端部分时,冷却油可以通过直管21上对应
的喷油孔23 喷射到第一集油盘11的一侧半圆弧盘身上,进而这部分冷却油可以通过盘身
上的通孔淋流到位于该侧半圆弧盘身下方的定子绕组44上,从而对该部分定子绕组44进行
冷却。当冷却油流经直管21的中间部分时,冷却油通过直管21上对应的喷油孔23 直接喷射
到定子铁芯45上,从而对其进行冷却。当冷却油流经直管21的末端部分时,冷却油通过直管
21上对应的喷油孔23 喷射到第二集油盘12的一侧半圆弧盘身上,进而这部分冷却油通过
盘身上的通孔淋流到位于该侧半圆弧盘身下方的定子绕组 44上,从而对该部分定子绕组
44进行冷却。
流经与直管21平行的那部分的始端部分时,冷却油通过管体上对应的喷油孔23 喷射到第
一集油盘11的另一侧半圆弧盘身上,进而这部分冷却油可以通过盘身上的通孔淋流到位于
该侧半圆弧盘身下方的定子绕组44 上,从而对该部分定子绕组44进行冷却。当冷却油流经
与直管21平行的那部分的中间部分时,冷却油可以通过管体上对应的喷油孔23 直接喷射
到定子铁芯45 上,从而对其进行冷却。当冷却油流经与直管21平行的那部分的末端部分
时,冷却油可以通过管体上对应的喷油孔23 喷射到第二集油盘12的另一侧半圆弧盘身上,
进而这部分冷却油可以通过盘身上的通孔淋流到位于该侧半圆弧盘身下方的定子绕组44
上,从而对该部分的定子绕组44进行冷却。
侧轴承内侧的冷却,冷却范围广。
机寿命。同时达到相同的冷却效果所需要的冷却油的用量较少,且所需冷却油的进口温度
也不需要很低,从而减轻了油冷器的负荷。
以上,除非另有明确的限定。
申请的保护范围。