一种定子组件、电机和汽车

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种定子组件、电机和汽车。

背景技术

目前，随着新能源汽车主驱电机的发展，对高性能、高效率的电机的需求越来越大，但当电机具有高转矩和高功率密度时，电机不可避免产生较高的热量，使电机温升较高，从而使降低电机使用寿命，因此电机的热性能成为制约电机性能的重要因数之一。

在电机实际运行过程中，由于电机工作环境恶劣，环温较高，常规的水冷方式以不足以满足冷却需求。因此直接油冷方式进入人们视线，油冷通过冷却油直接与电机各发热源接触带走热量，使主驱电机各发热源得到有效冷却，在相同性能要求下，油冷电机相比传统的水冷电机，热负荷得到提高，电机体积可以减小，功率密度进而提高，冷却油可同时润滑冷却电机轴承，进而电机寿命也得到提高。但是，当前油冷电机为满足冷却需求，其油路结构复杂，加工工艺繁琐，油路结构多采用螺钉紧固，焊接等加工工艺，各零部件结构复杂、加工成本高，且冷却效率低。

因此，如何提供一种能够提高电机冷却效率的电机、电机成为本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

因此，本发明提供一种定子组件、电机和汽车，能够克服现有技术中油冷电机油路结构复杂，加工工艺繁琐的缺陷。

为了解决上述问题，本发明提供一种定子组件，包括：定子铁芯和绕组，所述绕组设置在所述定子铁芯上，沿定子铁芯的轴向，所述定子铁芯的外周壁上设置有多个冷却通道，且，所述冷却通道在所述定子铁芯的周向上延伸，每个所述冷却通道均对应设置有进油结构，冷却油通过进油结构能够进入所述冷却通道，以对所述定子铁芯进行冷却。

在一些实施方式中，所述定子组件还包括机壳、第一端盖和第二端盖，所述机壳、第一端盖和第二端盖围合成空腔结构，所述定子铁芯和所述绕组位于所述空腔结构中，所述机壳的外壁上设置有入口，所述进油结构包括储油腔，所述储油腔设置在所述机壳上，所述储油腔与所述入口相连通，所述机壳的内壁上设置有多个第一出口，多个第一出口与多个所述冷却通道一一对应，以使所述储油腔与所述冷却通道相连通。

在一些实施方式中，定子组件还包括喷油结构，所述冷却通道连通所述喷油结构，所述冷却通道内的冷却油能够通过所述喷油结构喷向所述绕组，以对所述绕组进行冷却。

在一些实施方式中，所述喷油结构包括第一出液件、第二出液件、第三出液件和第四出液件，所述第一出液件和所述第二出液件位于所述定子铁芯的一端，所述第三出液件和所述第四出液件位于所述定子铁芯的另一端，且，所述第一出液件和所述第三出液件置于所述绕组的外周侧，所述第二出液件和所述第四出液件设置于所述绕组的内周侧，所述第一出液件、所述第二出液件、所述第三出液件和所述第四出液件均与所述冷却通道连通。

在一些实施方式中，当所述定子组件还包括机壳、第一端盖和第二端盖时，所述第一端盖上设置有第一通道，所述第二端盖上设置有第二通道，所述机壳的内壁设置有第一连接管和第二连接管；所述第一连接管的第一端连通所述冷却通道，所述第一连接管的第二端连通所述第一出液件，所述第一通道的一端连通所述第一连接管，另一端连通所述第二出液件；所述第二连接管的第一端连通所述冷却通道，所述第二连接管的第二端连通所述第三出液件，所述第二通道的一端连通所述第二连接管，另一端连通所述第四出液件。

在一些实施方式中，所述冷却通道包括多个第一流路，所述定子铁芯的外周壁上还设置有两个第三流道，且，所述第三流道沿所述定子铁芯的周向延伸，多个所述第一流路位于两个第三流道之间，且，所述第三流道与所述第一流路相连通，一个所述第三流道连通所述第一出液件和所述第二出液件，另一个所述第三流道连通所述第三出液件和所述第四出液件。

在一些实施方式中，沿所述定子铁芯的轴向，所述定子铁芯的外周壁上设置有第二流路，所述第二流路在所述定子铁芯的轴向上延伸，所述第二流路与多个所述第一流路相连通，所述第二流路与两个所述第三流道相连通。

在一些实施方式中，所述定子铁芯由定子冲片叠置而成；所述定子冲片包括第一冲片和第二冲片，所述第一冲片的外径大于所述第二冲片的外径，当所述第一冲片和所述第二冲片相互叠置时，多个所述第一冲片和所述第二冲片能形成所述冷却通道。

在一些实施方式中，所述第一冲片上设置有连通孔，当所述第一冲片和所述第二冲片相互叠置时，所述连通孔能够连通各个所述冷却通道，以使各个所述冷却通道中的冷却油汇流到所述连通孔中。

在一些实施方式中，所述定子冲片还包括第三冲片，所述第三冲片的外径与所述第一冲片的外径相同，所述第三冲片形成所述定子铁芯的端部，所述第三冲片能封挡于所述连通孔的轴向端部。

在一些实施方式中，所述第一冲片、所述第二冲片和所述第三冲片按照以下顺序进行叠置：所述第三冲片、所述第二冲片、所述第一冲片、所述第二冲片、所述第三冲片。

本发明还提供一种电机，其包括前任一项所述的定子组件。

本发明还提供一种汽车，其包括上述的定子电机。

本发明提供定子组件、电机和汽车，冷却油通过进油结构进入到冷却通道中，对定子铁芯进行冷却，所述冷却通道在所述定子铁芯的周向上延伸，使得冷却通道呈环形，绕定子铁芯的外周壁一周，对定子铁芯进行全方位冷却降温，每个所述冷却通道均对应设置有进油结构，提高了冷却效率，可将较低温度的冷却油来接触定子，加快定子铁芯散热，有效改善定子铁芯发热问题及定子铁芯冷却不均匀造成“阴阳面”的温度，沿定子铁芯的轴向，所述定子铁芯的外周壁上设置有多个冷却通道，增加了换热面积，从而增强换热能力，结构巧妙，装配方便，无需增加其它紧固零件，节约加工、组装成本，可降低电机成本。

附图说明

图1为本发明实施例的电机冷却机构的结构示意图；

图2为本发明实施例的电机冷却机构中定子铁芯的展开示意图；

图3为本发明实施例的电机冷却机构中第一冲片的结构示意图；

图4为本发明实施例的电机冷却机构中第二冲片的结构示意图；

图5为本发明实施例的电机冷却机构中第三冲片的结构示意图。

附图标记表示为：

1、入口；2、机壳；3、定子铁芯；4、绕组；5、第一端盖；6、第一出液件；7、第二出液件；8、第一轴承；9、驱动轴；10、第二端盖；11、第三出液件；12、第四出液件；13、第二轴承；14、转子；15、第一连接管；16、第二连接管；17、储油腔；18、第一出口；19、第一流路；20、第二流路；21、第三流道；22、第四流道；23、第二出口；24、连通孔。

具体实施方式

结合参见图1至图5所示，根据本发明的实施例，提供一种定子组件，其特征在于：包括：定子铁芯3和绕组4，所述绕组4设置在所述定子铁芯3上，沿定子铁芯3的轴向，所述定子铁芯3的外周壁上设置有多个冷却通道，且，所述冷却通道在所述定子铁芯3的周向上延伸，每个所述冷却通道均对应设置有进油结构，冷却油通过进油结构能够进入所述冷却通道，以对所述定子铁芯3进行冷却。该技术方案中，冷却油通过进油结构进入到冷却通道中，对定子铁芯3进行冷却，所述冷却通道在所述定子铁芯3的周向上延伸，使得冷却通道呈环形，绕定子铁芯3的外周壁一周，对定子铁芯3进行全方位冷却降温，每个所述冷却通道均对应设置有进油结构，提高了冷却效率，可将较低温度的冷却油来接触定子，加快定子铁芯3散热，有效改善定子铁芯3发热问题及定子铁芯3冷却不均匀造成“阴阳面”的温度，沿定子铁芯3的轴向，所述定子铁芯3的外周壁上设置有多个冷却通道，增加了换热面积，从而增强换热能力，结构巧妙，装配方便，无需增加其它紧固零件，节约加工、组装成本，可降低电机成本。

本发明能够解决的如下技术问题：

1.当前主流主驱电机冷却方式多为水冷方式，因水具有导电及腐蚀的特性，因此冷却水只能在机壳夹层内循环，定子铁芯3通过热传导将热量传递至机壳，通过循环水的流动将热量带走，而定子绕组4未与机壳接触，其热量未得到直接冷却；

2.当前油冷电机为满足冷却需求，其油路结构复杂，加工工艺繁琐，油路结构多采用螺钉紧固，焊接等加工工艺，各零部件结构复杂、加工成本高。

3.当前主驱电机定子铁芯3发热严重的问题；

4.降低当前电机运行时噪音过高的问题。

在一些实施方式中，所述定子组件还包括机壳2、第一端盖5和第二端盖10，所述机壳2、第一端盖5和第二端盖10围合成空腔结构，所述定子铁芯3和所述绕组4位于所述空腔结构中，所述机壳2的外壁上设置有入口1，所述进油结构包括储油腔17，所述储油腔17设置在所述机壳2上，所述储油腔17与所述入口相连通，所述机壳2的内壁上设置有多个第一出口18，多个第一出口18与多个所述冷却通道一一对应，以使所述储油腔17与所述冷却通道相连通。该技术方案中，通过储油腔17和第一出口18，对每个冷却通道进行供油，提高冷却效率，多个第一出口18的存在使得较低温度的冷却油流经定子铁芯3，避免定子铁芯3“阴阳面”的存在，有效降低铁芯温度，同时因为流道内冷却液的存在，还可以有效降低电机噪音。

在一些实施方式中，所述定子组件还包括喷油结构，所述冷却通道连通所述喷油结构，所述冷却通道内的冷却油能够通过所述喷油结构喷向所述绕组4，以对所述绕组4进行冷却。该技术方案中，冷却油可直接接触定子铁芯3及绕组4，并冷却定子铁芯3及绕组4，冷却效率大幅提高，提升电机的功率密度；使得定子铁芯3温度均匀，对定子铁芯3，有针对性的冷却，冷却效率大幅提高，提升电机的功率密度。本申请冷却系统为单油冷却系统，冷却油直接进入电机内部冷却定子，绕组线包，转子14和润滑轴承。本申请通过几种不同结构的定子冲片叠压、铆接，在定子铁芯3内部形成轴向冷却流道，冷却油直接进入定子铁芯3内部，再流经绕组线包，可有效冷却定子铁芯3及端部线包，从而降低电机内部温度。本发明结构巧妙，装配方便，无需增加其它紧固零件，节约加工、组装成本，可大幅提高冷却效率。本发明通过在定子多条环形流道上方开设多个第一出口，可将较低温度的冷却油来接触定子，加快定子铁芯散热，有效改善定子发热问题及定子冷却不均匀造成“阴阳面”的温度。本发明三种定子冲片槽型形成的空腔流道，亦是隔音腔，可以有效降低电机运行时的噪音。

在一些实施方式中，所述喷油结构包括第一出液件6、第二出液件7、第三出液件11和第四出液件12，所述第一出液件6和所述第二出液件7位于所述定子铁芯3的一端，所述第三出液件11和所述第四出液件12位于所述定子铁芯3的另一端，且，所述第一出液件6和所述第三出液件11置于所述绕组4的外周侧，所述第二出液件7和所述第四出液件12设置于所述绕组4的内周侧，所述第一出液件6、所述第二出液件7、所述第三出液件11和所述第四出液件12均与所述冷却通道连通。该技术方案中，第一出液件6、第二出液件7、第三出液件11和第四出液件12呈环形，通过第一出液件6、第二出液件7、第三出液件11和第四出液件12，对定子铁芯3两端的绕组4进行冷却，第一出液件6和第二出液件7、第三出液件11和第四出液件12能对绕组4的内外两侧同时进行降温，冷却油直接接触定子铁芯，冷却铁芯后，再对绕组线包进行散热，有效冷却定子铁芯及端部线包，从而降低电机温度。通过本发明，冷却油可直接接触电机定子及绕组线包并冷却电机定子铁芯及电机绕组线包，冷却效率大幅提高，进一步提升电机的功率密度；本发明油路结构巧妙，加工成本低，装配方便，与现主流油冷电机结构相比实现可行性高。本发明冷却系统的冷却油直接接触并冷却电机定子，解决现有油冷方式存在定子铁芯中间绕组冷却不均匀和端部线包冷却不均匀，减小电机内部热岛效应，从而提高电机稳定性和使用寿命；通过本发明定子冷却结构，可以有效解决定子铁芯温度不均匀的问题，有针对性的冷却，冷却效率大幅提高，提升电机的功率密度；本发明定子冲片通过组合叠压成定子铁芯后，形成的环形流道，不但可以冷却定子，还可以有效降低电机噪音，同时节约材料，实现轻量化。

在一些实施方式中，当所述定子组件还包括机壳2、第一端盖5和第二端盖10时，所述第一端盖5上设置有第一通道，所述第二端盖10上设置有第二通道，所述机壳2的内壁设置有第一连接管15和第二连接管16；所述第一连接管15的第一端连通所述冷却通道，所述第一连接管15的第二端连通所述第一出液件6，所述第一通道的一端连通所述第一连接管15，另一端连通所述第二出液件7；所述第二连接管16的第一端连通所述冷却通道，所述第二连接管16的第二端连通所述第三出液件11，所述第二通道的一端连通所述第二连接管16，另一端连通所述第四出液件12。该技术方案中，第一连接管15和第二连接管16采用三通管，通过第一连接管15和第二连接管16，将冷却通道内的冷却油输送至第一出液件6、第二出液件7、第三出液件11和第四出液件12，以对绕组4进行冷却。

在一些实施方式中，所述冷却通道包括多个第一流路19，所述定子铁芯3的外周壁上还设置有两个第三流道21，且，所述第三流道21沿所述定子铁芯3的周向延伸，多个所述第一流路19位于两个第三流道21之间，且，所述第三流道21与所述第一流路19相连通，一个所述第三流道21连通所述第一出液件6和所述第二出液件7，另一个所述第三流道21连通所述第三出液件11和所述第四出液件12。该技术方案中，将多个第一流路19内冷却定子铁芯3后的冷却油汇流到两个第三流道21内，从而对第一出液件6、第二出液件7、第三出液件11和第四出液件12进行供油，以冷却绕组4，定子铁芯3的外周壁上还设置有两个第三流道21，且，所述第三流道21沿所述定子铁芯3的周向延伸，多个所述第一流路19位于两个第三流道21之间，增大了定子铁芯3的换热面积，进一步降低电机内部热岛效应；通过电机内部主要的发热源进行冷却，使得电机功率密度得到提升，同时对电机稳定性和使用寿命得到有效改善。

在一些实施方式中，沿所述定子铁芯3的轴向，所述定子铁芯3的外周壁上设置有第二流路20，所述第二流路20在所述定子铁芯3的轴向上延伸，所述第二流路20与多个所述第一流路19相连通，所述第二流路20与两个所述第三流道21相连通。该技术方案中，通过第二流路20将多个第一流路19内的冷却油进行汇流，使得第二流路20得到高压的冷却油，在第三流道21上能设置第二出口23，高压的冷却油通过第三流道21和第二出口23，进入到喷油结构中，从而喷射至绕组4上，冷却绕组4。

在一些实施方式中，所述定子铁芯3由定子冲片叠置而成；所述定子冲片包括第一冲片和第二冲片，所述第一冲片的外径大于所述第二冲片的外径，当所述第一冲片和所述第二冲片相互叠置时，多个所述第一冲片和所述第二冲片能形成所述冷却通道。该技术方案中，当所述第一冲片和所述第二冲片相互叠置时，多个所述第一冲片和所述第二冲片能形成所述冷却通道，形成的环形冷却通道可增大换热面积，避免定子铁芯“阴阳面”的存在，有效降低铁芯温度，同时因为冷却通道内冷却油的存在，还可以有效降低电机噪音。

在一些实施方式中，所述第一冲片上设置有连通孔24，当所述第一冲片和所述第二冲片相互叠置时，所述连通孔24能够连通各个所述冷却通道，以使各个所述冷却通道中的冷却油汇流到所述连通孔24中。该技术方案中，第一冲片上设置有连通孔24，当所述第一冲片和所述第二冲片相互叠置时，所述连通孔24能够连通各个所述冷却通道，使多个第一流路19内的冷却油进行汇流，使得第二流路20得到高压的冷却油，连通孔24能减少流动阻力，使冷却油快速流到第三流道21中。

在一些实施方式中，所述定子冲片还包括第三冲片，所述第三冲片的外径与所述第一冲片的外径相同，所述第三冲片形成所述定子铁芯3的端部，所述第三冲片能封挡于所述连通孔24的轴向端部。该技术方案中，所述第三冲片的外径与所述第一冲片的外径相同，所述第三冲片形成所述定子铁芯3的端部，第三冲片与第二冲片之间形成第三流道21，第三冲片能封挡于所述连通孔24的轴向端部，能使得连通孔24内的冷却油汇流到第三流道21中。

在一些实施方式中，所述第一冲片、所述第二冲片和所述第三冲片按照以下顺序进行叠置：所述第三冲片、所述第二冲片、所述第一冲片、所述第二冲片、所述第三冲片。该技术方案中，第一冲片、所述第二冲片和所述第三冲片按照以下顺序进行叠置：所述第三冲片、所述第二冲片、所述第一冲片、所述第二冲片、所述第三冲片，最终形成含有环形流道以及底部为轴向的的铁芯结构。通过这三种定子冲片叠压形成的环形流道可增大换热面积，同时又因多个第一出口的存在使得较低温度的冷却油流经定子铁芯，避免定子铁芯“阴阳面”的存在，有效降低铁芯温度，同时因为流道内冷却液的存在，还可以有效降低电机噪音，其中，所述第二冲片、所述第一冲片、所述第二冲片、为一组冲片单元，在两个第三冲片之间能设置多组冲片单元，保证第三冲片与所述第二冲片相邻即可。

本发明还提供一种电机，包括上述的定子组件。

本发明电机由以下零部件组成，包括：机壳2、定子铁芯3、第一端盖5、第一出液件6、第二出液件7、第一轴承8、驱动轴9、第二端盖10、第三出液件11、第四出液件12、第二轴承13、转子14、第一连接管15、第二连接管16、各零部件通过组合、装配，在电机内部形成冷却油流道。本发明电机主要应用于新能源汽车电机，电机通过冷却油进行冷却，即电机采用冷却油冷却。

冷却油首先通过入口1进入机壳内部的储油腔17内，再通过储液箱底部的第一出口18分别流入电机定子铁芯内部的第一流路19，对定子铁芯进行冷却，冷却油在定子铁芯底部汇集再通过第二流路20分别流向第三流道21、第四流道22后，再分别流向第一端盖5和第二端盖10，冷却油通过第一连接管15、第二连接管16流经第一出液件6、第三出液件11及第二出液件7、第三出液件12再对定子端部绕组4进行冷却。

本发明定子铁芯结构示意图定子铁芯上有多条第一流路19，第二流路20位于定子铁芯底部，其位置贯穿第一流路19及定子第三流道21、第四流道22。

如图3所示，为本发明定子结构剖面示意图，冷却油分别从第一出口18流进定子铁芯上的1第一流路19，需注意的是第一出口只存在环形油道上方，冷却油流经第一流路19后流向定子铁芯底部的第二流路20，然后分别流向定子第三流道21、第四流道22，然后再进入第一连接管15、第二连接管16，以分别冷却电机前后端部绕组。开设多个第一出口18及第一流路19的目的是，其目的一是为了更低温度的冷却液来冷却定子铁芯，二是为了增加换热面积，从而增强换热能力。

定子铁芯内部为轴向流道，该结构简洁，制造工艺简单，可由三种冲片叠压行成，从而加快批量生产。同时可通过改变冲片数量来满足不同电机的需要。

定子冲片模型与现有模型保持一致，无变化。保持与冲片一同轴度。其中冲片二外径比冲片一的外径低4-5mm，其目的为若干冲片二叠压可形成环形流道。定子冲片一与冲片三及冲片二保持同轴度，对于冲片三，其外径与冲片一保持一致，在冲片一底部开设圆弧孔，其圆弧空的内径与冲片二的内径保持一致，开设圆弧孔的目前是目的是为了减少流动阻力。

将这三种冲片按照冲片三、冲片二、冲片一、冲片二、冲片一、冲片二、冲片三的排序顺序进行叠压焊接，最终形成含有环形流道以及底部为轴向流道的的铁芯结构。通过这三种定子冲片叠压形成的环形流道可增大换热面积，同时又因多个第一出口的存在使得较低温度的冷却油流经定子铁芯，避免定子铁芯“阴阳面”的存在，有效降低铁芯温度，同时因为流道内冷却液的存在，还可以有效降低电机噪音。

本发明冷却流道油路循环流程图，冷却油从外部油路通过入口1进入电机机壳内部的储油箱17，然后通过第一出口18分别流经定子铁芯，对铁芯冷却后分为两路。一路流入第二端盖10，然后通过第一连接管15流向第三出液件11、及第四出液件12对定子前端绕组进行冷却；另一路流向第一端盖5通过第二连接管16流向第一出液件6、及第二出液件7对定子后端绕组进行冷却。

本发明驱动电机冷却系统可从根本上解决当前水冷式驱动电机定子绕组无法得到冷却的难题，还可以解决现有油冷方式存在定子铁芯温度过高以及绕组冷却不均的的问题，进一步降低电机内部热岛效应；通过电机内部主要的发热源进行冷却，使得电机功率密度得到提升，同时对电机稳定性和使用寿命得到有效改善；同时对定子铁芯冲片结构的改变，降低成本，实现主驱电机系统的集成化。

本发明还提供一种汽车，包括上述的电机。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。