一种主动散热系统的轮毂电机

技术领域

本发明属于轮毂电机散热技术领域，具体涉及一种主动散热系统的轮毂电机。

背景技术

随着新能源电动汽车的发展，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随之提高，如果产生的热量不能及时有效地排掉，会造成电机热量积聚而产生高温，而轮毂电机内部的温度过高会造成线圈绕组绝缘性遭到破坏、永磁体不可逆退磁等后果，这将极大的降低轮毂电机的寿命，影响汽车的安全性，因此，轮毂电机内部温度必须控制到所允许的范围内。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术上存在的问题，提供一种主动散热系统的轮毂电机，本装置能够解决解决现有技术中风冷式轮毂电机定子单元与转子单元处的热量不能及时从轮毂电机散出的问题，可以有效的保证轮毂电机的温度降低，使得轮毂电机能够正常运行，保障车辆行驶安全性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种主动散热系统的轮毂电机，包括电机轴、电机壳体和轮毂轴承，所述电机轴由电机壳体的一端穿入并由其另一端穿出，电机壳体的两端通过轮毂轴承可转动式安装在电机轴上；所述电机壳体包括外周环、第一端盖和第二端盖，所述第一端盖和第二端盖分别封装在外周环的两端开口处，在第一端盖和第二端盖上分别设置有散热孔，其中位于一侧端盖的散热孔用于低温空气进入，位于另一侧端盖的散热孔用于高温空气排出。

作为优选方案，还包括转子单元和定子单元，所述转子单元固定在所述外周环的内环面上，所述定子单元固定安装在所述电机轴上，定子单元位于转子单元的内侧且正对应设置。

作为优选方案，所述转子单元包括转子和转子铁芯，所述转子铁芯朝向定子单元的一侧设置有导热片，用于使得转子单元处的热量传递至所述轮毂电机的空腔处。

作为优选方案，所述定子单元包括定子支架和定子绕线组件，所述定子绕线组件安装在定子支架的外圈，所述定子支架的外部设置有导热片，用于使得定子单元处的热量传递至所述轮毂电机的空腔处。

作为优选方案，在所述散热孔靠近外部的一侧设置有透气阀，所述透气阀用于防止外界的尘土和水进入所述轮毂电机内部。

作为优选方案，所述第一端盖和第二端盖相对一端的端面上设置有热管，所述热管冷却端固定在端盖内，所述热管的蒸发端由端盖向外伸出所述轮毂电机空腔内。

作为优选方案，在至少一个端盖上设置有风扇，所述风扇安装在散热孔处。

作为优选方案，所述轮毂电机内部设置有温度传感器，所述温度传感器固定在第一端盖或第二端盖内壁上，用于获取所述轮毂电机内的温度信号。

作为优选方案，还包括控制器，所述控制器分别与所述温度传感器和风扇信号连接，控制器用于通过温度传感器获取所述轮毂电机内的温度信号，并控制风扇的启停和转速，以使得轮毂电机内保持在一定的温度范围。

有益效果

其一、本方案通过改进，高温空气从轮毂电机内部经由一侧的散热孔流向轮毂电机外部，而低温空气从另一侧的散热孔进入轮毂电机内部形成热交换对轮毂电机进行散热；同时为了进一步提升散热效果，在散热孔处设置有风扇，利用排风扇对轮毂电机内部的高温部件进行散热，轮毂电机内部形成负压，能够加快空气流通，此外，以防止外界尘土、水进入轮毂电机内部影响行驶安全性，在散热孔的一端设置有防水防尘阀，通过设置阀门防止外界尘土、水由散热孔处进入轮毂电机内。

其二、本方案，转子铁芯和定子线圈是主要的高温部件，在转子铁芯、定子支架周围设置碳纤维导热片，使得转子铁芯和定子线圈处的温度得以更好的降低；通过在轮毂电机壳体内部设置热管，使得轮毂电机内部温度更快的降低。通过温度传感器测得轮毂电机内的温度信号传递给控制器从而控制排风扇的转速以降低轮毂电机内部温度。通过温度传感器、控制器、排风扇、碳纤维导热片和热管之间的相互配合，可以有效的保证轮毂电机的温度充分降低，使得轮毂电机能够正常运行，保障车辆行驶安全性。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明轮毂电机实施例的结构示意图；

图2为本发明轮毂电机实施例中风扇的安装示意图；

图中标记：1、电机轴，2、电机壳体，3、轮毂轴承，4、第一端盖，5、第二端盖，6、外周环，7、定子支架，8、定子绕线部，9、定子线圈，10、转子，11、转子铁芯，12、导热片,13、温度传感器，14、风扇，15、热管，16、散热孔，17、透气阀。

具体实施方式

以下通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益的结合到其它实施方式中。

需要说明的是：除非另做定义，本文所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语不表述数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，但并不排除其他具有相同功能的元件或者物件。

如图1所示，本实施例提供一种主动散热系统的轮毂电机，包括电机轴1、电机壳体2、轮毂轴承3、定子单元、转子单元、碳纤维导热片12、温度传感器13、风扇14、热管15、散热孔16和透气阀17。其中电机壳体2包括外周环6、第一端盖4和第二端盖5，其中第一端盖4和第二端盖5分别设置在外周环6的两端开口处，第一端盖4为内端盖部分，其外径与外周环6的外径相同，第一端盖4的中心开设有用于电机轴1穿过的中心轴孔，第二端盖5为外端盖部分，其外径与外周环6的内径相同，第二端盖5安装固定在外周环6的端口内，在第二端盖5的中心开设有用于电机轴1穿过的另一中心轴孔，第一端盖4、第二端盖5封装在外周环6的两端开口处以将其内部围成中空的腔体结构。

本实施例，电机轴1由第一端盖4的中心轴孔穿入并进入第二端盖5的中心轴孔，在第一端盖4和第二端盖5的中心轴孔处均设置有轮毂轴承3，轮毂轴承3的外圈分别与第一端盖4、第二端盖5固定连接，轮毂轴承3的内圈与电机轴1固定连接，从而实现电机壳体2与电机轴1的转动式连接。

本方案中，还包括定子单元，定子单元包括定子支架7、定子绕线部8和定子线圈9；其中定子支架7固定在电机轴1上，定子绕线组件固定在定子支架7上，定子绕线组件包括定子绕线部8和定子线圈9，定子线圈9固定设置在定子绕线部8内，外侧密粘有碳纤维导热片12，碳纤维导热片12位于定子绕线部8和定子支架7之间，且在定子支架7的两端设置有碳纤维导热片12，利用碳纤维导热片12使得定子绕线部8和定子线圈9的热量迅速传递到定子支架7再由定子支架7传递到轮毂电机空腔，从而降低定子绕线部8和定子线圈9处的温度。

本方案，还包括与定子单元对应的转子单元，转子单元固定在电机壳体2内，包括转子10和转子铁芯11，转子10与外周环6部分牢固固设在一起，转子铁芯11通过转子10牢固固定在外周环6的内壁上，且与定子单元正对应设置，在转子铁芯11朝向定子单元一侧密粘有碳纤维导热片12，利用碳纤维导热片12使得转子单元处的温度更快的传递到轮毂电机空腔内从而降低转子单元处的温度。

本实施例，在轮毂电机第一端盖4内壁和第二端盖5内壁设置有散热槽，在散热槽中设置有热管15，热管15与散热槽采用过盈配合的方式，热管15的蒸发端设置在轮毂电机内的空腔内，热管冷凝端设置在轮毂电机散热槽内，使得热管的蒸发端与轮毂电机空腔内的空气充分接触，热管的冷凝端与轮毂电机壳体充分接触，利用热管热传导原理与相变介质的快速热传递的性质使得轮毂电机内的温度迅速下降，热管15可以根据轮毂电机功率大小布置多个。

本方案，在第一端盖4和第二端盖5上分别设置有散热孔16，散热孔16的位置正对应定子线圈9处设置，这主要利于对定子线圈9处进行快速降温，其中一侧端盖上的散热孔16作为进风孔，另一侧端盖上的散热孔作为排风孔，例如，在第一端盖4的散热孔16为进风侧，用于低温空气进入，第二端盖5的散热孔16为排风侧，用于高温空气排出，或者，在第一端盖4的散热孔16为排风侧，用于高温空气排出，第二端盖5的散热孔16为进风侧，用于低温空气进入。为了防止外界尘土和水进入轮毂电机内部，在散热孔16外侧设置防水防尘透气阀17以保障车辆的行驶安全性。在排风散热孔16处设置有排风风扇14，利用排风风扇14对轮毂电机内部的高温部件进行散热，轮毂电机内部形成负压，高温气体从轮毂电机外端盖部分经由排风风扇14、散热孔16和防水防尘透气阀17流向轮毂电机外部，且冷空气从另一侧的防尘防水透气阀17、散热孔16进入轮毂电机内部，从而对轮毂电机形成热交换对轮毂电机进行散热。

本方案，在轮毂电机外端盖部分5内部设置温度传感器13以获得轮毂电机内的温度信号。在轮毂电机外部设置控制器，温度传感器13、控制器、排风风扇14通过电连接，当轮毂电机不运行或者温度传感器13测得的轮毂电机内的温度较低时，排风风扇14并不运行，当温度传感器测得的轮毂电机内的温度较高时，控制器接收温度传感器13传来的温度信号，控制排风风扇14的转速以使得轮毂电机内的温度保持在适宜的范围。

本方案，轮毂电机工作时，线圈和铁芯发热，定子线圈9和转子铁芯11处温度最高。在转子10和定子处设置碳纤维导热片12，利用碳纤维导热片12导热系数高和热膨胀系数低的特点快速导出转子和定子处的热量；在轮毂电机内端盖部分和外端盖部分设置散热槽，散热槽处设置热管15，利用热管15的相变散热特性可以快速将热量导出轮毂电机；轮毂电机外端盖外侧靠近定子线圈处设置散热孔16，外端盖部分内侧散热孔处设置排风风扇14，在轮毂电机内端盖外侧靠近定子线圈9处设置散热孔16，在轮毂电机内端盖部分外侧散热孔16处设置防水防尘透气阀17，通过在散热孔16处设置防水防尘透气阀17能够防止尘土和水进入轮毂电机内部，防止影响车辆行驶安全性，利用排风风扇14对轮毂电机内部的高温部件进行散热，轮毂电机内部形成负压，高温气体从轮毂电机内部经由排风风扇14、散热孔16和防尘防水透气阀17流向轮毂电机外部，且冷空气从另一侧经由防尘防水透气阀17、散热孔16进入轮毂电机内部对轮毂电机进行散热；将温度传感器13测得的轮毂电机温度信号传递给控制器，由控制器决定排风风扇14是否工作和工作时的转速，当温度传感器测得轮毂电机内的温度较低时，控制器控制排风扇不工作，轮毂电机的散热由碳纤维导热片12、热管15、散热孔16、轮毂电机外壳自然冷却，当温度传感器13测得轮毂电机内的温度较高时，控制器控制排风扇工作，轮毂电机的散热由碳纤维导热片12、热管15、散热孔16自然冷却和排风风扇14强制冷却，随着温度传感器13测得的温度信号值越高，控制器控制排风风扇14的转速越高，轮毂电机内外部热交换速度增加从而散热效率极大提高，通过上述冷却方式的组合，轮毂电机内的温度将保持在正常工作温度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。