一种油冷扁线电机散热结构及电机转让专利
申请号 : CN202110369785.X
文献号 : CN112769294B
文献日 : 2021-07-20
发明人 : 张冬亮
申请人 : 天津市松正电动汽车技术股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种油冷扁线电机散热结构,包括槽楔,所述槽楔插接于定子铁芯的槽的槽口,其特征在于:所述槽楔包括槽楔本体和扰流部,所述扰流部设于所述槽楔本体的一侧面上;
所述扰流部的数量为多个,多个所述扰流部均设于所述槽楔本体的同一侧面,且多个所述扰流部沿着所述槽楔本体的长度方向设置,冷却介质喷射于所述槽楔本体上并沿着所述槽楔本体表面流动,流动的冷却介质被所述扰流部分割成多个流层,并在所述扰流部后面形成小面积涡流以使得冷却介质保持湍流状态流动;
所述槽楔还包括分流部,所述分流部设于所述槽楔本体的任一端,所述槽楔在安装时,所述分流部与冷却介质喷淋装置的喷油口相对应,对喷射至所述分流部的冷却介质进行分流,将大部分冷却介质分流定子铁芯的槽内,使得冷却介质沿着所述槽楔本体流动。
2.根据权利要求1所述的油冷扁线电机散热结构,其特征在于:多个所述扰流部被设置为位于所述定子铁芯的一个槽内的相邻的定子绕组线圈之间的空间内,所述槽楔本体与相邻的定子绕组线圈构造成一个冷却介质流动空间,冷却介质在该流动空间内保持湍流状态流动,以使得位于所述冷却介质流动空间内的冷却介质能够与所述定子绕组线圈壁面上的冷却介质混合。
3.根据权利要求2所述的油冷扁线电机散热结构,其特征在于:多个所述扰流部中,与所述定子绕组线圈距离最近的所述扰流部与所述定子绕组线圈壁面之间具有间隙,使得冷却介质能够从所述间隙内流过。
4.根据权利要求1‑3任一项所述的油冷扁线电机散热结构,其特征在于:多个所述扰流部间隔设置,且多个所述扰流部至少呈一组设置;
在每一组中,相邻所述扰流部交错设置以使得每一组中的多个所述扰流部呈曲线形状或折线形状设置,以使得冷却介质被所述扰流部搅乱后再混合;
或者,在每一组中,多个所述扰流部呈直线设置,以使得冷却介质被所述扰流部搅乱后再混合。
5.根据权利要求4所述的油冷扁线电机散热结构,其特征在于:在每一组所述扰流部中,在横向方向上,相邻所述扰流部之间以横向间隙等间距设置,在纵向方向上,相邻所述扰流部之间以纵向间隙等间距设置。
6.根据权利要求1‑3和5任一项所述的油冷扁线电机散热结构,其特征在于:所述扰流部为扰流柱。
7.根据权利要求6所述的油冷扁线电机散热结构,其特征在于:所述扰流柱的横截面形状为圆形、椭圆形、菱形或三角形。
8.根据权利要求1所述的油冷扁线电机散热结构,其特征在于:所述分流部凸设于所述槽楔本体的一侧面上,且所述分流部与所述扰流部设于所述槽楔本体的同一侧面。
9.根据权利要求1所述的油冷扁线电机散热结构,其特征在于:所述分流部包括平台部和过渡部,所述平台部与所述过渡部连接,所述平台部与所述过渡部沿着所述槽楔本体的长度方向依次设置,且所述平台部与所述槽楔本体的端部平齐,所述过渡部为曲线结构,所述过渡部平面凹向所述槽楔本体。
10.一种油冷扁线电机,其特征在于:包括如权利要求1‑9任一项所述的油冷扁线电机散热结构。
说明书 :
一种油冷扁线电机散热结构及电机
技术领域
背景技术
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。
构比较分散,空隙较大,此方式对其散热有局限性。
制变得非常重要。
发明内容
体的一侧面上;
的冷却介质被扰流部分割成多个流层,并在扰流部后面形成小面积涡流以使得冷却介质保
持湍流状态流动。
在该流动空间内保持湍流状态流动,以使得位于冷却介质流动空间内的冷却介质能够与定
子绕组线圈上的冷却介质混合。
介质被扰流部搅乱后再混合;
分冷却介质分流定子铁芯的槽内,使得冷却介质沿着槽楔本体流动。
渡部平面凹向槽楔本体。
涡流,此涡流将扰流部上下两侧的冷却介质搅乱后在混合,线圈表面的高温冷却介质与槽
中部的低温冷却介质混合后在流回到线圈表面,使冷却介质保持湍流状态从两个线圈之间
的间隙中流过,增强冷却介质与定子绕组线圈的对流换热能力,提高了冷却介质对线圈的
散热效率,从而提高电机的散热能力,从而提高电机的功率密度;槽内冷却介质流淌变为湍
流状态,提高冷却介质与线圈间的对流换热能力,提高电机散热性能,冷却介质在槽两端的
流出量能够有效控制,且分配更加合理,提高线圈温度的一致性;在槽楔上增加分流部,抑
制冷却介质从喷油口侧流出的流量,合理分配槽两端的冷却介质的流出量,提高线圈温度
的一致性。
附图说明
具体实施方式
组线圈之间的间隙流过时,在扰流部后形成小面积涡流,将扰流部两侧的冷却介质搅乱后
再混合,使得冷却介质保持湍流状态流动,增强冷却介质与定子绕组线圈之间的对流换热
能力,提高电机的散热能力;同时在槽楔上设置分流部,抑制冷却介质从冷却介质喷淋装置
的喷油口侧流出的流量,合理分配槽两侧冷却介质的流出量,提高定子绕组线圈温度的一
致性。
和扰流部101,扰流部101设于槽楔本体100的一侧面上,为了使得扰流部101能够对冷却介
质在流动过程中进行扰流,该扰流部101设于槽楔本体100面向定子铁芯3的槽的内部的一
侧面上;
乱,使得冷却介质做不规则运动,使得冷却介质保持湍流状态流动,由于槽楔插接在定子铁
芯3的槽的槽口处,所以,槽楔的长度方向与定子铁芯3的槽的轴向方向相同,多个扰流部
101沿着定子铁芯3的槽的轴向方向设置,与冷却介质的流动方向相同,能够在冷却介质流
动的过程中,改变冷却介质的流动方式,使得冷却介质在流动时保持湍流状态,如图10所
示,冷却介质流过扰流部101后,在扰流部101后形成小面积涡流,该涡流将扰流部101两侧
的冷却介质搅乱再混合,使得冷却介质在流动的过程中分别进入两个线圈2内,再从线圈2
中流出与沿着槽楔本体100长度方向流动的冷却介质混合,线圈2表面的冷却介质的温度较
高,未在线圈2中流动的冷却介质温度较低,温度较高的冷却介质与温度较低的冷却介质混
合后再次进入线圈2内,同时,由于小面积涡流的形成,能够将更多的冷却介质分散至线圈2
表面,提高了冷却介质与线圈2的散热效率。
槽内的两个线圈2之间具有空间,冷却介质在该空间内流动,对定子绕组进行降温。多个扰
流部101被设置为位于定子铁芯3的一个槽内的相邻的定子绕组线圈2之间的空间内,槽楔
本体100与相邻的定子绕组线圈2构造成一个冷却介质流动空间,冷却介质在该冷却介质流
动空间内流动时被扰流部101分割成多个流层后并混合,使得冷冷却介质流动状态为湍流
状态并保持该状态流动,冷却介质从定子铁芯3的一端流入,在流动的过程中,被扰流部101
阻挡,将冷却介质分割成多个流层,在流经每一个扰流部101后,在扰流部101的后面形成小
面积涡流,该涡流将扰流部101两侧的冷却介质搅乱后再混合,该涡流同时将更多的冷却介
质分散流入该槽内的两个相邻线圈2内,冷却介质与线圈2进行热交换,对线圈2进行降温,
经过热交换后的冷却介质的温度升高,该冷却介质流回至冷却介质流动空间内后,与该空
间内的温度较低的冷却介质混合,混合后的冷却介质在另一个扰流部101的扰流作用下再
次流回至线圈2表面,再次与线圈2进行热交换,在冷却介质沿着定子铁芯3的一端至另一端
的流动过程中,冷却介质经过多次上述的扰流、分散及混合过程,以此提高了冷却介质对线
圈2的散热效率。
方向设置时,多个扰流部101中,有部分扰流部101被设置为靠近相邻的定子绕组线圈2,且
最靠近定子绕组线圈2的扰流部101与定子绕组线圈2壁面之间具有间隙,最靠近定子绕组
线圈2的扰流部101不与线圈2接触,以使得冷却介质能够从间隙内流过,同时便于与线圈2
经过热交换的冷却介质流回至冷却介质流动空间内,也便于在冷却介质流动空间内的冷却
介质流入定子绕组的线圈2内。
使得槽楔能够插接在定子铁芯3的槽的槽口处,槽楔本体100的面向槽内部的部分被配置成
布置多个扰流部101。多个扰流部101在布置时,多个扰流部101间隔设置,沿着槽楔本体100
的长度方向依次设置,相邻两个扰流部101之间具有一定的距离,且多个扰流部101至少呈
一组设置,多个扰流部101呈多组设置时,多组扰流部101沿着槽楔本体100的宽度方向设
置,扰流部101的组数根据槽楔本体100的宽度及相邻两组扰流部101之间的距离进行选择,
这里不做具体要求。在每一组中,相邻扰流部101交错设置以使得每一组中的多个扰流部
101呈曲线形状或折线形状设置,即,在每一组的扰流部101中,多个扰流部101沿着槽楔本
体100的长度方向和宽度方向设置,具有至少两列扰流部101,相邻两列中的扰流部101交叉
设置,使得冷却介质在流动过程中做曲线流动,最大程度的与线圈2接触,并且在流经每一
个扰流部101后均形成小面积涡流。
一个扰流部101后均形成小面积涡流,使得冷却介质最大程度的与线圈2接触。
据定子铁芯3的槽内尺寸结构进行选择,这里不做具体要求。优选的,在每一组的扰流部101
中,多个扰流部101呈正弦曲线或余弦曲线设置。
定子绕组线圈2的壁面之间具有间隙,最靠近定子绕组线圈2的扰流部101不与线圈2接触,
以使得冷却介质能够从间隙内流过,同时便于与线圈2经过热交换的冷却介质流回至冷却
介质流动空间内,也便于在冷却介质流动空间内的冷却介质流入定子绕组的线圈2内。
不做具体要求。扰流柱的直径和高度等尺寸根据定子铁芯3的槽的尺寸结构进行选择,这里
不做具体要求。
流柱与槽楔本体100固定连接,该固定连接方式优选为一体成型。
至分流部102的冷却介质进行分流,将大部分冷却介质分流至定子铁芯3的槽内,使得冷却
介质沿着槽楔本体100流动,抑制冷却介质从设置有分流部102的定子铁芯3的该端流出的
流量,合理分配定子绕组两端的冷却介质的流出量,提高定子绕组的线圈2温度的一致性。
冷却介质从喷油口4喷射出后,流动至槽楔本体100处,在槽楔本体100的阻挡下,分散至两
侧的线圈2上,沿着线圈2的表面流动,同时,喷射至槽楔本体100上的冷却介质,沿着槽楔本
体100表面流动,在分流部102的作用下,少量冷却介质沿着分流部102流动至定子绕组线圈
2的与分流部102相对应的端部,沿着线圈2的端部的形状流动,将冷却介质分流至沿着不同
方向流动。
型。从喷油口4喷出的冷却介质在分流部102的作用下,大部分冷却介质沿着槽楔本体100的
表面流动,小部分冷却介质沿着定子绕组的线圈2的端部流动,使得大部分冷却介质与定子
绕组的线圈2位于定子铁芯3的槽内部分接触,对定子绕组进行充分冷却降温。
渡部的表面凹向槽楔本体100,过渡部的高度低于平台部的高度,且过渡部延伸的方向与从
喷油口4流出的冷却介质的流动方向相一致,且过渡部的面向喷油口4的表面与喷油口4喷
出的冷却介质的流动方向构成的平面大致平行,使得冷却介质从喷油口4喷射出后,与过渡
部的上表面接触,并在过渡部的阻挡作用下,小部分冷却介质被反射,向平台部方向流动,
流经平台部后并沿着相邻的两个线圈2的端部流动,大部分冷却介质沿着过渡部流动,进而
流经槽楔本体100表面。
体100面向定子绕组线圈2的一侧面与线圈2相抵接,扰流部101被设置在槽楔本体100与槽
内的两个线圈2构成的冷却介质流动空间内,分流部102被配置为与电机的冷却介质喷淋装
置5的喷油口4的位置相对应,冷却介质从喷油口4喷射出的方向与过渡部的延伸方向大致
平行,冷却介质从喷油口4喷射出后,冷却介质流动至过渡部处,在过渡部的阻挡作用下大
部分冷却介质向定子铁芯3的另一端方向流动,小部分冷却介质向平台部方向流动;在向定
子铁芯3的另一端流动的冷却介质中,一部分冷却介质在过渡部的作用下散射至两侧的线
圈2表面,并沿着线圈2的导线形状流动,该部分冷却介质与线圈2表面进行热交换;一部分
冷却介质沿着槽楔本体100的表面流动,在流动的过程中,先后遇到多个扰流部101的阻挡,
在每一个扰流部101的阻挡作用下,该部分的冷却介质被分割成多个流层,具有多个流动路
线,同时,冷却介质在经过每一个扰流部101后,在扰流部101的后面形成小面积涡流,使得
冷却介质变成湍流状态,并保持湍流状态流动,由于形成的小面积涡流,将位于冷却介质流
动空间内的冷却介质分散到线圈2表面,同时,将线圈2表面的冷却介质附带到冷却介质流
动空间内,将扰流部101的两侧的冷却介质搅乱后再混合,位于线圈2表面的冷却介质与线
圈2进行热交换,使得该部分的冷却介质的温度升高,位于冷却介质流动空间内的冷却介质
的温度较低,较高温度的冷却介质与较低温度的冷却介质混合后再次分散流动至线圈2表
面,再次与线圈2进行热交换,在冷却介质流动空间内的冷却介质在向定子铁芯3的另一端
流动的过程中,总是在重复上述的动作,与现有技术中冷却介质只进行层流,不进行较高温
度的冷却介质与较低温度的冷却介质混合过程相比,增强了冷却介质与线圈2的对流换热
的能力,提高了电机的散热能力,保持湍流状态流动的冷却介质从定子铁芯3的一端流向另
一端后,每一个线圈2表面的平均温度为83℃,而现有技术中,冷却介质流过后,每一个线圈
2表面的平均温度为90℃,线圈2的表面温度明显下降,电机的散热能力提高30%;流向平台
部的部分冷却介质,沿着平台部的流动的冷却介质并沿着线圈2的转弯部流动,流向线圈2
的内部,进而流经整个线圈2,对线圈2进行降温,使得定子绕组的线圈温度一致性好。由于
小面积涡流的存在,使得在冷却介质流动空间流动的冷却介质更多的流向线圈2表面,抑制
冷却介质从线圈2的端部流出的流量。
的线圈温度一致性好。
涡流,此涡流将扰流部上下两侧的冷却介质搅乱后在混合,线圈表面的高温冷却介质与槽
中部的低温冷却介质混合后在流回到线圈表面,使冷却介质保持湍流状态从两个线圈之间
的间隙中流过,增强冷却介质与定子绕组线圈的对流换热能力,提高了冷却介质对线圈的
散热效率,从而提高电机的散热能力,从而提高电机的功率密度;槽内冷却介质流淌变为湍
流状态,提高冷却介质与线圈间的对流换热能力,提高电机散热性能,冷却介质在槽两端的
流出量能够有效控制,且分配更加合理,提高线圈温度的一致性;在槽楔上增加分流部,抑
制冷却介质从喷油口侧流出的流量,合理分配槽两端的冷却介质的流出量,提高线圈温度
的一致性。
均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。