一种轮毂电机及轮毂电机散热系统

技术领域

本发明涉及一种轮毂电机及轮毂电机散热系统。

背景技术

随着新能源电动汽车和混动技术的发展，紧凑高效的轮毂电机渐渐受到青睐，对汽车动力性能的追求导致轮毂电机功率越来越高，因此轮毂电机产生的热量也会对之提高。为对轮毂电机内部进行散热，申请公布号为CN111416450A的中国发明专利申请公开了一种轮毂电机及轮毂电机散热系统，轮毂电机散热系统包括轮毂电机和散热水箱，还包括驱动冷却液循环流动的循环泵，轮毂电机包括电机轴和电机壳体，电机壳体包括两个轴向端盖部分和位于两个轴向端盖部分之间的壳体外周部分，在每一个轴向端盖部分内有端盖冷却流道（即该专利申请中的壳体冷却流道），端盖冷却流道包括端盖进液流道（即该专利申请中的壳体进液流道）和端盖出液流道（即该专利申请中的壳体出液流道），端盖进液流道和端盖出液流道并行延伸，且远离电机轴的一端相互连通，使得冷却液折返流动。端盖进液流道与外部的进液管路相连，端盖出液流道与外部的出液管路相连。

现有技术的轮毂电机散热系统通过冷却液在轴向端盖部分内的流动能够带走轮毂电机工作所产生的热量，但是受限于轴向端盖部分的厚度、尺寸，端盖进液流道和端盖出液流道无法设计的很大，使得冷却效果仍然较差，无法满足高功率轮毂电机的散热需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轮毂电机，以解决现有技术中依靠轴向端盖部分内的液体流道进行散热而导致散热效果较差的技术问题；还提供一种使用该轮毂电机的轮毂电机散热系统，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明所提供的轮毂电机的技术方案是：一种轮毂电机，包括：

电机轴和转动安装在电机轴上的电机壳体，电机轴上固设有定子，电机壳体上对应地设有转子；

所述电机壳体包括壳体外周部分和位于壳体外周部分轴向两端的轴向端盖部分；

两个所述轴向端盖部分中均设有端盖冷却流道，端盖冷却流道包括端盖进液流道和端盖出液流道；

所述壳体外周部分上外周冷却流道，外周冷却流道包括外周进液流道和外周出液流道；

外周进液流道一端与其中一个所述轴向端盖部分中的端盖进液流道连通；

外周出液流道一端与同一个轴向端盖部分中的端盖出液流道连通，另一端与所述外周进液流道连通，从而使得外周冷却流道形成折返流道。

有益效果：通过在壳体外周部分上设置外周冷却流道，能够进一步增加轮毂电机内冷却流道的长度，提高冷却降温效果。而外周冷却流道为折返流道，在使用时仅与其中一个端盖冷却流道连通，而形成折返流道，能够有效利用已有的端盖冷却流道，在增加冷却流道长度的同时尽可能地降低冷却液的流动路径，防止距离冷却液入口最远处的冷却液温度过高而影响冷却降温效果。

优选地，同一端盖冷却流道中的所述端盖进液流道、端盖出液流道并行延伸；同一外周冷却流道内的所述外周进液流道、外周出液流道并行延伸；

所述端盖冷却流道绕所述电机轴呈辐射状间隔排布有至少两个；

所述外周冷却流道绕所述电机轴的轴线对应间隔排布有至少两个。通过设置多个外周冷却流道，能够进一步提高冷却降温效果。

优选地，所述外周冷却流道的两端在周向上处于不同的位置，从而使得外周冷却流道倾斜延伸；

或者所述外周冷却流道弯曲延伸布置。外周冷却流道倾斜延伸或弯曲延伸，均能够增减流动路径，提高冷却效果。

优选地，所述壳体外周部分上设有盲孔，所述外周出液流道形成于外周进液流道与所述盲孔的孔壁之间的环形空间中。

优选地，所述端盖进液通道与外周进液通道的相交处具有换向引导坡面，环形引导坡面用于在电机壳体转动时引导冷却液进入所述外周进液通道中。通过设置换向引导坡面，在电机壳体转动时，端盖进液流道内的冷却液流向径向外端，在换向引导坡面的换向引导下使得冷却液能够更加顺利地进入到外周进液通道内。

优选地，定义两个所述轴向端盖部分分别为第一轴向端盖部分和第二轴向端盖部分；

所述第一轴向端盖部分上设有背向第二轴向端盖部分延伸的轴向延伸部分，所述轴向延伸部分上设有主冷却流道，主冷却流道包括主进液流道和主出液流道，所述第一轴向端盖部分、第二轴向端盖部分中的冷却流道均与主冷却流道相连，且并联布置；

所述外周冷却流道与第一轴向端盖部分内的端盖冷却流道连通。外周冷却流道与第一轴向端盖部分内的端盖冷却流道连通，第一轴向端盖部分更加靠近冷却液入口，此处的温度较低，能够降低进入到外周冷却流道内的冷却液温度，提高冷却效果。

优选地，所述定子上设有定子冷却流道，定子冷却流道连通第二轴向端盖部分的冷却流道与所述主冷却流道。冷却液进入轮毂电机之后有两路，一路经第一轴向端盖部分、壳体外周部分并折返流出，另一路经定子、第二轴向端盖部分并折返流出，两路均经过两处散热部件，两路的散热效果更加均衡。

本发明轮毂电机散热系统的技术方案是：一种轮毂电机散热系统，包括：轮毂电机和散热水箱，轮毂电机与散热水箱之间设有循环泵，所述轮毂电机包括：

电机轴和转动安装在电机轴上的电机壳体，电机轴上固设有定子，电机壳体上对应地设有转子；

所述电机壳体包括壳体外周部分和位于壳体外周部分轴向两端的轴向端盖部分；

两个所述轴向端盖部分中均设有端盖冷却流道，端盖冷却流道包括端盖进液流道和端盖出液流道；

所述壳体外周部分上外周冷却流道，外周冷却流道包括外周进液流道和外周出液流道；

外周进液流道一端与其中一个所述轴向端盖部分中的端盖进液流道连通；

外周出液流道一端与同一个轴向端盖部分中的端盖出液流道连通，另一端与所述外周进液流道连通，从而使得外周冷却流道形成折返流道。

有益效果：通过在壳体外周部分上设置外周冷却流道，能够进一步增加轮毂电机内冷却流道的长度，提高冷却降温效果。而外周冷却流道为折返流道，在使用时仅与其中一个端盖冷却流道连通，而形成折返流道，能够有效利用已有的端盖冷却流道，在增加冷却流道长度的同时尽可能地降低冷却液的流动路径，防止距离冷却液入口最远处的冷却液温度过高而影响冷却降温效果。

优选地，同一端盖冷却流道中的所述端盖进液流道、端盖出液流道并行延伸；同一外周冷却流道内的所述外周进液流道、外周出液流道并行延伸；

所述端盖冷却流道绕所述电机轴呈辐射状间隔排布有至少两个；

所述外周冷却流道绕所述电机轴的轴线对应间隔排布有至少两个。通过设置多个外周冷却流道，能够进一步提高冷却降温效果。

优选地，所述外周冷却流道的两端在周向上处于不同的位置，从而使得外周冷却流道倾斜延伸；

或者所述外周冷却流道弯曲延伸布置。外周冷却流道倾斜延伸或弯曲延伸，均能够增减流动路径，提高冷却效果。

优选地，所述壳体外周部分上设有盲孔，所述外周出液流道形成于外周进液流道与所述盲孔的孔壁之间的环形空间中。

优选地，所述端盖进液通道与外周进液通道的相交处具有换向引导坡面，环形引导坡面用于在电机壳体转动时引导冷却液进入所述外周进液通道中。通过设置换向引导坡面，在电机壳体转动时，端盖进液流道内的冷却液流向径向外端，在换向引导坡面的换向引导下使得冷却液能够更加顺利地进入到外周进液通道内。

优选地，定义两个所述轴向端盖部分分别为第一轴向端盖部分和第二轴向端盖部分；

所述第一轴向端盖部分上设有背向第二轴向端盖部分延伸的轴向延伸部分，所述轴向延伸部分上设有主冷却流道，主冷却流道包括主进液流道和主出液流道，所述第一轴向端盖部分、第二轴向端盖部分中的冷却流道均与主冷却流道相连，且并联布置；

所述外周冷却流道与第一轴向端盖部分内的端盖冷却流道连通。外周冷却流道与第一轴向端盖部分内的端盖冷却流道连通，第一轴向端盖部分更加靠近冷却液入口，此处的温度较低，能够降低进入到外周冷却流道内的冷却液温度，提高冷却效果。

优选地，所述定子上设有定子冷却流道，定子冷却流道连通第二轴向端盖部分的冷却流道与所述主冷却流道。冷却液进入轮毂电机之后有两路，一路经第一轴向端盖部分、壳体外周部分并折返流出，另一路经定子、第二轴向端盖部分并折返流出，两路均经过两处散热部件，两路的散热效果更加均衡。

优选地，轮毂电机散热系统包括连接轮毂电机与散热水箱的进液管和回液管，进液管引导散热水箱内的冷却液进入轮毂电机中，回液管引导轮毂电机内的冷却液回流至散热水箱中，所述循环泵设于所述回液管上。

附图说明

图1为本发明所提供的轮毂电机散热系统实施例1的示意图；

图2为图1中A-A截面的示意图；

图3为图1中B处的放大图；

图4为本发明所提供的轮毂电机散热系统实施例1中壳体外周部分展开后的示意图；

附图标记说明：

100、轮毂电机；101、电机轴；102、电机壳体；103、轴承；104、第一轴向端盖部分；105、第二轴向端盖部分；106、壳体外周部分；107、定子支架；108、定子绕线部；109、线圈绕组；110、转子；111、永磁体；112、容纳腔；113、轴向延伸部分；114、主进液流道；115、主出液流道；116、定子进液流道；117、定子出液流道；118、内旋转接头；119、端盖进液流道；120、端盖出液流道；121、外周进液流道；122、外周出液流道；123、换向引导坡面；200、散热水箱；300、进液管；400、回液管；500、循环泵；600、外旋转接头。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所提供的轮毂电机散热系统的具体实施例1：

如图1至图4所示，轮毂电机散热系统包括轮毂电机100和散热水箱200，轮毂电机100内有冷却流道，轮毂电机散热系统还包括将散热水箱200内的冷却液引导至轮毂电机100内的进液管300，以及将轮毂电机100内升温后的冷却液引导回流至散热水箱200内的回液管400，以及能够驱动冷却液循环流动的循环泵500。

轮毂电机100的结构如图1至图4所示，轮毂电机100包括电机轴101和通过轴承103转动安装在电机轴101外部的电机壳体102，电机壳体102包括位于轴向两端的第一轴向端盖部分104和第二轴向端盖部分105，以及位于两个端盖部分之间的壳体外周部分106。在电机壳体102内有容纳腔112，容纳腔112内有定子和转子110，其中，定子包括固定在电机轴101上的定子支架107，定子支架107上固定安装有定子绕线部108，定子绕线部108上缠绕有线圈绕组109。转子110固定安装在壳体外周部分106的内壁上，转子110上对应于定子绕线部108固定有永磁体111。使用时，在定子和转子110的作用下，电机壳体102绕电机轴101的轴线进行回转。

如图1所示，在轮毂电机100内有冷却流道，具体地，在第一轴向端盖部分104上有沿电机轴101延伸的轴向延伸部分113，轴向延伸部分113内有主冷却流道，主冷却流道包括主进液流道114和主出液流道115。在第一轴向端盖部分104和第二轴向端盖部分105内均开设有端盖冷却流道，此处的端盖冷却流道包括端盖进液流道119和端盖出液流道120。其中，如图2所示，端盖进液流道119和端盖出液流道120并行延伸，且端盖冷却流道绕电机轴101的轴线呈辐射状排布有多个（至少两个）。在定子中有定子冷却流道此处的定子冷却流道包括定子进液流道116和定子出液流道117。其中，定子进液流道116与第二轴向端盖部分105上的端盖进液流道119连通，定子出液流道117与第二轴向端盖部分105上的端盖出液流道120连通。主冷却流道内的冷却液分为两路，一路与第一轴向端盖部分104内的端盖冷却流道连通，另一路与定子内的定子冷却流道、第二轴向端盖部分105内的端盖冷却流道连通。为了防止电机壳体102的转动对冷却液的流动产生影响，本实施例中，在定子冷却流道与第一轴向端盖部分104、第二轴向端盖部分105的端盖冷却流道之间布置有内旋转接头118。其中，主冷却流道、第二轴向端盖部分105内的端盖冷却流道、定子内的定子冷却流道以及内旋转接头118的结构均与背景技术中所引用的现有技术中的外部进液通道、外部出液通道、壳体进液通道、壳体出液通道、定子进液通道、定子出液通道以及内旋转结构一样，在此不再赘述。

本实施例中，如图1和图4所示，在壳体外周部分106内设置有外周冷却流道，外周冷却流道包括外周进液流道121和外周出液流道122，外周进液流道121和外周出液流道122并行延伸。第一轴向端盖部分104内的端盖进液流道119和端盖出液流道120均沿径向贯穿第一轴向端盖部分104，端盖进液流道119与外周进液流道121连通，端盖出液流道120与外周出液流道122连通。其中，如图4所示，外周进液流道121、外周出液流道122的另一端连通，冷却液在壳体外周部分106内折返流动，流动路径较短，避免长距离流动时末端散热效果较差的情况发生。

如图4所示，外周冷却流道倾斜布置，在周向上两端处于不同的位置，这样设计的目的是为了能够尽可能地扩大外周冷却流道的距离，进一步提高冷却散热的效果。

如图1所示，为了更好地引导第一轴向端盖部分104的端盖进液流道119内的冷却液进入到外周进液流道121中，在端盖进液流道119与外周进液流道121之间有换向引导坡面123，此处的换向引导坡面123为弧面。使用时，电机壳体102转动，端盖进液流道119内的冷却液在离心力作用下流向换向引导坡面123，换向引导坡面123对冷却液进行换向引导，使冷却液沿轴向流动，更易进入到外周进液流道121中。

在壳体外周部分106内有盲孔，在盲孔内有外周进液流道121，外周出液流道122形成于外周进液流道121和盲孔孔壁之间的环形空间中。端盖冷却流道和外周冷却流道在加工时，电机壳体102为一体铸造的结构，通过在流道处预留型砂、后续再倒出的方式来成型。

如图1所示，进液管300与主进液流道114相连，回液管400与主出液流道115相连，主冷却流道与进液管300、回液管400之间通过外旋转接头600相连，该部分与背景中引用的现有技术一致，在此不再赘述。

本实施例中，轴向端盖部分内的冷却液由换向引导坡面123引导能够顺利进入到外周进液流道121中，为保证外周出液流道122内的冷却液能够顺利流出，将循环泵500布置在回液管400上。

本发明中，冷却液进入轮毂电机100之后，一路进入到第一轴向端盖部分104和壳体外周部分106中并折流返回，一路进入到定子和第二轴向端盖部分105中并折流返回，两路均流经了两处冷却散热部位，能够平均分配流动路线，避免其中一路过长而导致流动末端温度过高的情况发生。

在实际加工时，进液流道可以由伸入轮毂电机100内的水管形成，壳体外周部分106和轴向端盖部分之间可以为分体加工再组装的方式，此时的流道可以单独进行机加工。或者，壳体外周部分106的采用分体的方式，在外周面上加工出凹槽之后再通过增加覆盖层的方式来形成封闭的流道。

本发明轮毂电机散热系统的具体实施例2：

实施例1中，壳体外周部分上的外周冷却流道与第一轴向端盖部分上的端盖冷却流道连通。本实施例中，外周冷却流道与第二轴向端盖部分上的端盖冷却流道连通，或者，其他实施例中，可以将定子冷却流道取消。

本发明轮毂电机散热系统的具体实施例3：

实施例1中，换向引导坡面为弧面。本实施例中，换向引导坡面可以为斜面；或者，其他实施例中，将换向引导坡面取消，冷却液完全依靠循环泵的作用实现循环流动。而循环泵也可以设置在进液管上。

本发明轮毂电机散热系统的具体实施例4：

实施例1中，壳体外周部分上有盲孔，外周出液流道形成在盲孔孔壁与外周进液流道之间的环形空间中。本实施例中，外周进液流道和外周出液流道并行延伸，但两者在布置位置上不再有重合的部分，对应地，端盖进液流道和端盖出液流道的位置也进行适应地改动。

本发明轮毂电机散热系统的具体实施例5：

实施例1中，外周进液流道和外周出液流道并行倾斜延伸。本实施例中，外周进液流道和外周出液流道不再倾斜延伸，其他实施例中，外周进液流道和外周出液流道可以不再并行延伸，两者的延伸方向相互交叉并相互连通。其他实施例中，外周冷却流道不再倾斜延伸，但为了增加流动路径，可以使外周冷却流道弯曲延伸。

本发明轮毂电机散热系统的具体实施例6：

实施例1中，外周冷却流道有沿周向分布的至少两个。本实施例中，外周冷却流道的数量可以进行实际情况进行增减。

本发明轮毂电机的具体实施例：

轮毂电机的结构与上述轮毂电机散热系统实施例中轮毂电机的结构相同，在此不再赘述。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。