一种新能源汽车用永磁电机水冷却结构

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种新能源汽车用永磁电机水冷却结构。

背景技术

随着对新能源永磁电机要求的不断提高，促进新能源永磁电机不断小型化、高效、高速方向发展，这使得新能源永磁电机工况愈加严峻，电机单位体积承受的负载能力将变大，单位体积产生热量大增使得冷却条件更加恶劣。新能源永磁电机的散热效果直接制约了电机功率密度的提升、整体性能以及使用寿命性。现有的永磁电机一般采用机壳内部带冷却水道、机壳外部有散热筋自然空气冷却。这些冷却方式可较好降低电机中低负荷时电机的温度，但无法将电机在高负荷或高转速工况产生的热量充分带走，由此影响永磁电机功率密度、性能潜力以及使用寿命。

为有效降低电机内部温度，控制电机轴承温升，是本发明亟待解决的技术问题。通过改善散热效果，可以显著提高电机的功率密度、整体性能以及使用寿命。

目前，采用液冷冷却的新能源永磁电机多在电机的壳体内部设置有液冷冷却结构，这种结构主要有两种形式，分别为折流式冷却结构和螺旋式冷却结构。这种冷却结构的工作原理是：冷却水通过冷却水管从电机机壳的进水口流入机壳内部水道，流经机壳内部水道的冷却水从机壳吸收定子铁心传递到机壳的热量后，再从机壳出水口流出，带走热量，如此循环冷却电机。由于电机冷却结构的特点，电机定子绕组端部以及转子、轴承的温度相对于定子铁心温度更高，而目前的电机冷却结构无法对以上部分形成有效散热，这直接限制了电机的功率密度、整体性能以及使用寿命的提升。

本发明的目的在于解决新能源永磁电机存在的电机内部温度高，轴承温升高的技术问题，提供一种新能源汽车用永磁电机水冷却结构，特别涉及一种能够有效冷却绕组以及轴承的冷却结构和冷却水的过滤结构，旨在降低电机内部温度，控制轴承温升，提高电机的功率密度、整体性能以及使用寿命。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种新能源汽车用永磁电机水冷却结构，解决新能源永磁电机存在的电机内部温度高，轴承温升高的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种新能源汽车用永磁电机水冷却结构，包括机壳，所述机壳顶部固定安装有上储水槽，所述机壳底部固定安装有下集水槽，所述上储水槽顶部固定安装有进水口，所述下集水槽侧壁固定安装有出水口，所述机壳内部中间位置转动安装有水平方向的转轴，所述转轴的外侧固定安装有转子，所述转子的外侧固定安装有定子，所述定子的内部设有绕组，所述绕组中间嵌入在所述定子内部，所述绕组两端伸出定子，所述转轴远离出水口的一端固定安装有前端盖，所述转轴靠近前端盖的一端转动连接有前轴承，所述转轴靠近出水口的一端固定安装有后端盖，所述转轴靠近后端盖的一端转动连接有后轴承，所述转轴贯穿前端盖和后端盖，所述前轴承与所述前端盖转动连接，所述后轴承与所述后端盖转动连接，所述上储水槽的下方和下集水槽的上方均设有机壳水道，所述机壳水道与进水口固定连接，所述机壳水道与出水口固定连接。

优选的，所述前端盖内部、后端盖内部和机壳水道内部设有圆环形水道。

优选的，所述上储水槽的底部靠近前端盖的一端设有第一进水孔，所述上储水槽的底部靠近后端盖的一端设有第二进水孔，所述上储水槽的底部中间位置设有多个第三进水孔。

优选的，所述下集水槽的顶部靠近前端盖的一端设有第一出水孔，所述下集水槽的顶部靠近后端盖的一端设有第二出水孔，所述下水槽的顶部中间位置设有多个第三出水孔。

优选的，所述第一进水孔、第二进水孔、第三进水孔、第一出水孔、第二出水孔和第三出水孔的另一端均与所述圆环形水道固定连接。

优选的，所述上储水槽内部固定安装有过滤网，所述第一进水孔、第二进水孔和第三进水孔都位于过滤网的下方，所述上储水槽顶部内壁固定连接有安装杆，所述安装杆通过导线与电机相连，所述安装杆的底部转动连接有第一连杆，所述第一连杆远离安装杆的一端固定连接有第二连杆，所述第二连杆远离第一连杆的一端固定连接有推板，所述推板位于过滤网上方且与过滤网贴合，所述上储水槽底部远离安装杆的一侧设有过滤口。通过过滤网的设置，防止杂质进入电机内部损坏部件，通过第一连杆、第二连杆、推板、过滤口的设置，使得杂质能够通过过滤口清理出去。

优选的，所述下集水槽的底部四角位置固定连接有支撑脚，所述支撑脚的底部设有缓冲橡胶垫。

本发明的有益效果：可以对前后轴承进行充分冷却；机壳的圆环形水道没有接触水阻、水路短、回路总水阻小；两端端盖冷却可以对电机的端部绕组进行冷却；该结构能够大大提高电机的冷却效果。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为本申请的结构示意图；

图2为本申请的机壳水道结构示意图；

图3为本申请的端盖水道结构示意图；

图中各标号对应的部件如下：机壳1，储水槽2，下集水槽3，进水口4，出水口5，转轴6，前轴承701，后轴承702，转子8，定子9，绕组10，前端盖11，后端盖12，机壳水道13，圆环形水道14，15第一进水孔，16第二进水孔，17第三进水孔，18第一出水孔，19第二出水孔，20第三出水孔，21过滤网，22支撑脚，23缓冲橡胶垫，24过滤槽，25安装杆，26第一连杆，27第二连杆，28推板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1～3所示：一种新能源汽车用永磁电机水冷却结构，包括机壳1，所述机壳1顶部固定安装有上储水槽2，所述机壳1底部固定安装有下集水槽3，所述上储水槽2顶部固定安装有进水口4，所述下集水槽3侧壁固定安装有出水口5，所述机壳1内部中间位置转动安装有水平方向的转轴6，所述转轴6的外侧固定安装有转子8，所述转子8的外侧固定安装有定子9，所述定子9的内部设有绕组10，所述绕组10中间嵌入在所述定子9内部，所述绕组10两端伸出定子9，所述转轴6远离出水口5的一端固定安装有前端盖11，所述转轴6靠近前端盖11的一端转动连接有前轴承701，所述转轴靠6近出水口5的一端固定安装有后端盖12，所述转轴6贯穿前端盖11和后端盖12，所述转轴6靠近后端盖12的一端转动连接有后轴承702，所述前轴承701与所述前端盖11转动连接，所述后轴承702与所述后端盖12转动连接，所述上储水槽2的下方和下集水槽3的上方均设有机壳水道13，所述机壳水道13与进水口4固定连接，所述机壳水道13与出水口5固定连接。本发明的电机的前端盖、机壳、后端盖均设有冷却水道，机壳水道可冷却定子铁心，前后端盖液冷可直接冷却轴承，进而降低转子温度。

优选的，所述前端盖11内部、后端盖12内部和机壳水道13内部设有圆环形水道14，通过圆环形水道的设置，使得更快的使机壳温度冷却。

优选的，所述上储水槽2的底部靠近前端盖11的一端设有第一进水孔15，所述上储水槽2的底部靠近后端盖12的一端设有第二进水孔16，所述上储水槽2的底部中间位置设有多个第三进水孔17。

优选的，所述下集水槽3的顶部靠近前端盖11的一端设有第一出水孔18，所述下集水槽3的顶部靠近后端盖12的一端设有第二出水孔19，所述下水槽3的顶部中间位置设有多个第三出水孔20。

优选的，所述第一进水孔15、第二进水孔16、第三进水孔17、第一出水孔18、第二出水孔19和第三出水孔20的另一端均与所述圆环形水道14固定连接。

优选的，所述上储水槽2内部固定安装有过滤网21，所述第一进水孔15、第二进水孔16和第三进水孔17都位于过滤网21的下方，所述上储水槽2顶部内壁固定连接有安装杆25，所述安装杆25的底部转动连接有第一连杆26，所述第一连杆26远离安装杆35的一端固定连接有第二连杆27，所述第二连杆27远离第一连杆26的一端固定连接有推板28，所述推板28位于过滤网21上方且与过滤网21贴合，所述上储水槽2底部远离安装杆25的一侧设有过滤口24。通过过滤网的设置，防止杂质进入电机内部损坏部件，通过第一连杆、第二连杆、推板、过滤口的设置，使得杂质能够通过过滤口清理出去。

优选的，所述下集水槽3的底部四角位置固定连接有支撑脚22，所述支撑脚22的底部设有缓冲橡胶垫23。通过支撑脚和缓冲橡胶垫的设置，使得所述水冷却结构在工作时减少震动，防止倾倒。

通过上述连接，形成了本发明的冷却结构的完整冷却水道，以下结合图1、图2和图3来说明本发明的冷却结构的冷却原理及过程。

在一个具体的实施例中，如图2所示，包括机壳1，所述机壳1顶部固定安装有上储水槽2，所述机壳1底部固定安装有下集水槽3，所述上储水槽2顶部固定安装有进水口4，所述下集水槽3侧壁固定安装有出水口5，所述机壳1内部中间位置转动安装有水平方向的转轴6，所述转轴6的外侧固定安装有转子8，所述转子8的外侧固定安装有定子9，所述定子9的内部设有绕组10，所述绕组10中间嵌入在所述定子9内部，所述绕组10两端伸出定子9，所述转轴6远离出水口5的一端固定安装有前端盖11，所述转轴6靠近前端盖11的一端转动连接有前轴承701，所述转轴靠6近出水口5的一端固定安装有后端盖12，所述转轴6贯穿前端盖11和后端盖12，所述转轴6靠近后端盖12的一端转动连接有后轴承702，所述前轴承701与所述前端盖11转动连接，所述后轴承702与所述后端盖12转动连接，所述上储水槽2的下方和下集水槽3的上方均设有机壳水道13，所述机壳水道13与进水口4固定连接，所述机壳水道13与出水口5固定连接。本发明的前端盖、机壳、后端盖均设有冷却水道，机壳水道可冷却定子铁心，前后端盖液冷可直接冷却轴承，进而降低转子温度。

在一个具体的实施例中，如图3所示，所述前端盖11内部、后端盖12内部和机壳水道13内部设有圆环形水道14，通过圆环形水道的设置，使得更快的使机壳温度冷却。

下面说明本发明的工作原理，电机的前端盖11、后端盖12与机壳1都设有圆环形水道14，机壳1的上端设有一个上储水槽2，机壳1的下端设有一个下集水槽3，冷却水从进水口4进入到上储水槽2后，经过过滤网21通过第一进水孔15流入前端盖11的圆环形水道14，然后冷却前轴承701，通过第一出水孔18流入到下集水槽3收集；第二进水孔16流入后端盖12的圆环形水道14，冷却后轴承，通过第二出水孔19流入到下集水槽收集；第三进水孔17流入机壳水道13中的多个圆环形水道14，冷却定子9铁心和绕组10，通过第三出水孔20流入下集水槽3进行收集；最后三股水流通过出水口5流出，冷却水经过上储水槽时，通过过滤网21，防止杂质进入电机内部损坏部件，然后通过安装杆25上的第一连杆26、第二连杆27做往复运动，使推板28将杂质推向过滤口24，最终使得杂质能够通过过滤口24清理出去。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。