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一种集中绕组轴向冷却电机定子及电机


技术摘要:
本发明提供一种集中绕组轴向冷却电机定子,包括阻挡件和轴向供油装置,阻挡件设于与定子铁芯上,阻挡件与定子绕组接触,对定子铁芯的槽口进行封堵,阻挡件与位于定子铁芯的槽内的相邻两组定子绕组线圈构造成一冷却介质流通腔体;轴向供油装置设于定子铁芯的任一端部,  全部
背景技术:
近年来,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。 而在电机工作过程中,主要发热部件为电机定子线圈,其在交变电流通过时产生 旋转磁场,与转子的磁场相互作用,产生电磁扭矩,从而电机转动。电流经过定子线圈时在 电阻作用下会有能量损失,主要转化为热量,因此,如何更好地控制定子线圈的温升非常重 要。目前同类油冷电机散热主要采取定子端部及定子铁芯中部油冷,转子甩油至定子两侧 端部方式,类似方案比较适合分布绕组定子,集中绕组定子因端部较短且端部结构比较分 散,空隙较大,此方式对其散热有局限性。
技术实现要素:
鉴于上述问题,本发明提供一种集中绕组轴向冷却电机定子及电机,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,本发明采用的技术方案是:一种集中绕组轴向冷却电机定 子,设于壳体上,包括定子铁芯和定子绕组,定子绕组设于定子铁芯上,还包括阻挡件和轴 向供油装置,其中, 阻挡件设于定子铁芯上,且阻挡件与定子绕组相接触,对定子铁芯的槽口进行封 堵; 轴向供油装置设于定子铁芯的任一端部,或,轴向供油装置与壳体连接,且轴向供 油装置的位置与定子铁芯的任一端相对应;以及 轴向供油装置靠近定子绕组的一侧设有喷油孔,喷油孔的轴线与定子绕组的轴线 倾斜相交设置,使得冷却介质的流出线路呈倾斜状态,从喷油孔向定子绕组的轴线的一端 延伸,喷淋至阻挡件和/或定子绕组上,使得冷却介质沿着定子绕组轴向内表面向定子绕组 两端流动。 进一步的,阻挡件与位于定子铁芯的槽内的相邻两组定子绕组线圈构造成一冷却 介质流通腔体,喷油孔与冷却介质流通腔体相对应,阻挡件对从喷油孔流出的冷却介质进 行阻挡,对冷却介质的流动线路进行导向,使得冷却介质沿着定子绕组轴向内表面向定子 绕组两端流动。 进一步的,喷油孔的轴线自喷油孔向远离定子绕组设有轴向供油装置的一端倾斜 延伸。 进一步的,喷油孔的数量为多个,每一个冷却介质流通腔体与至少一个喷油孔的 4 CN 111555503 A 说 明 书 2/11 页 位置相对应; 或,多个喷油孔被布置为:相邻喷油孔间隔一个冷却介质流通腔体设置; 或,多个喷油孔被布置为:部分喷油孔与部分冷却介质流通腔体相对应,另一部分 喷油孔中,相邻喷油孔间隔一个冷却介质流通腔体设置,以使得定子绕组的每个线圈均被 冷却介质喷淋。 进一步的,轴向供油装置还包括, 油管本体,油管本体内部设有腔体,喷油孔与油管本体内部腔体连通,以便于冷却 介质流动; 进油口,进油口与油管本体连接,且进油口与油管本体内部腔体连通,以便于冷却 介质进入油管本体内部。 进一步的,油管本体的截面形状为圆形或多边形。 进一步的,油管本体为环形结构,或者,油管本体为多个,多个油管本体以定子绕 组的轴线为中心呈环形设置。 进一步的,阻挡件具有导流部,导流部与喷油孔相对设置,用于改变冷却介质的流 动方向。 进一步的,阻挡件为槽楔或骨架或绝缘纸。 一种集中绕组电机,包括上述的集中绕组轴向冷却电机定子。 由于采用上述技术方案,使得集中绕组轴向冷却电机定子的结构简单,使用方便, 具有轴向供油装置,轴向供油装置位于电机定子的出线端或非出线端,从电机定子的一端 进行冷却介质的喷淋,且轴向冷却结构的喷油孔的轴线与定子绕组的轴线倾斜相交设置, 使得冷却介质流出线路倾斜向电机定子的另一端喷射,喷淋至阻挡件上且被阻挡件阻挡, 阻挡件具有导流部,对冷却介质进行分流,改变冷却介质的流动方向,使得冷却介质分割成 两部分,喷淋到集中绕组定子线圈的轴向内表面,并沿着线圈的轴向内表面向定子绕组的 两端流动,并从两端流出,提高了冷却介质与绕组的热交换接触面积,提升了散热能力,冷 却介质流经线圈的整个轴向内表面,解决了集中绕组线圈中部温升过高、两个端部温差过 大问题,提升了功率密度; 喷油孔轴线的倾斜角度不同,则流向两端的冷却介质的流量不同,不同出油角度 可调整轴向流往两端部的流量分配,使得轴向供油装置能够对不同类型的定子绕组进行冷 却,适用范围广; 该轴向供油装置具有内部腔体的油管本体,且油管本体面向定子绕组的一侧面设 有多个喷油孔,油管本体环绕设于定子绕组的周侧,且油管本体安装在电机定子的任一端 的轭部空间,充分利用定子轭部,与定子一起固定在壳体上,提高了空间利用率;或者,将轴 向供油装置安装在壳体上,或将轴向供油装置集成在壳体上,电机定子安装时轴向供油装 置与定子轭部位置相对应,充分利用壳体内部空间,提高壳体的空间利用率; 采用变速箱润滑油作为冷却介质,润滑油从变速箱流出后进入轴向供油装置,对 电机定子进行冷却,使得变速箱体油路设计变得更简单、所需空间更小,更容易实现。 附图说明 图1是本发明的一实施例的轴向供油装置的一种结构示意图; 5 CN 111555503 A 说 明 书 3/11 页 图2是本发明的一实施例的轴向供油装置的另一种结构示意图; 图3是本发明的一实施例的轴向供油装置安装在定子的出线端的结构示意图; 图4是本发明的一实施例的轴向供油装置安装在定子的非出线端的结构示意图; 图5是本发明的一实施例的轴向供油装置安装在壳体上与定子端部安装位置相配 合的结构示意图; 图6是本发明的一实施例的安装有轴向供油装置的定子结构示意图; 图7是本发明的一实施例的轴向供油装置设于定子绕组线圈出线端时冷却介质轴 向流动示意图; 图8是本发明的一实施例的轴向供油装置设于定子绕组线圈非出线端时冷却介质 轴向流动示意图; 图9是本发明的一实施例的轴向供油装置设于壳体上且与定子绕组线圈非出线端 相对应时冷却介质一种轴向流动示意图; 图10是本发明的一实施例的轴向供油装置设于壳体上且与定子绕组线圈非出线 端相对应时冷却介质另一种轴向流动示意图; 图11是本发明的一实施例的轴向供油装置设于壳体上且与定子绕组线圈出线端 相对应时冷却介质一种轴向流动示意图; 图12是本发明的一实施例的轴向供油装置设于壳体上且与定子绕组线圈出线端 相对应时冷却介质另一种轴向流动示意图; 图13是本发明的一实施例的冷却介质的端部流动示意图; 图14是本发明的一实施例的槽楔的结构示意图; 图15是本发明的一实施例的槽楔的端部结构示意图; 图16是本发明的一实施例的骨架的结构示意图; 图17是本发明的一实施例的一种喷油孔与冷却介质流通腔体对应关系结构示意 图; 图18是本发明的一实施例的另一种喷油孔与冷却介质流通腔体对应关系结构示 意图; 图19是本发明采用冷却介质轴向喷淋间隙进行冷却的方案仿真图; 图20是现有技术中径向喷淋定子端部及铁心中部进行冷却的方案仿真图。 图中: 1、轴向供油装置          2、定子绕组           3、槽楔 4、定子铁芯              5、固定螺栓           6、出线端 7、非出线端              100、油管本体         101、进油口 102、喷油孔              103、连接部           104、冷却介质流出线路 300、导流部              L、槽楔的高度         W、槽楔的宽度 8、骨架                  800、骨架导流部
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