CN106972698A - 电机冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电机领域，具体提供一种电机冷却系统。本发明旨在解决现有电机的冷却系统结构复杂的问题，为此目的，本发明的电机冷却系统包括设置于机壳上的第一水管和所述第二水管之间的第一冷却通道和第二冷却通道，其中，所述第一冷却通道设置在所述机壳上；其中，所述第二冷却通道包括：第一通道，其设置于所述机壳内；第二通道，其设置于所述转轴内；以及连通通道，其设置于所述电机的端部；所述第一通道通过所述连通通道与所述第二通道连通，形成所述第二冷却通道。因此本发明的电机冷却系统能够使冷却液同时对电机的定子和转子进行降温，不仅提高了电机的冷却效率，而且还降低了电机冷却系统的复杂程度。

Description

电机冷却系统

技术领域

本发明属于电机领域，具体提供一种电机冷却系统。

背景技术

随着科学技术的不断进步，高功率和高转矩密度的电机被越来越多地应用。但是高功率和高转矩密度的电机在使用过程中存在较高的温升，从而对电机运行的性能、效率以及寿命和可靠性造成了严重的影响。为了降低电机的温升，通常需要对电机的定子和转子进行冷却，例如在电机的定子(如机壳)和转子(如转轴)上分别设置冷却通道并分别外接冷却管，使得冷却液能够在冷却泵的作用下于机壳和转轴上的冷却通道内进行循环，从而带走电机运行过程中产生的大量热量，使电机达到降温的效果。

但是，在机壳和转轴上分别外接冷却管的电机需要较多的零部件和较长的流道致使电机冷却系统的结构比较复杂。

相应地，本领域需要一种新的电机冷却系统来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有电机的冷却系统结构复杂的问题，本发明提供了一种电机冷却系统，所述电机包括机壳、端盖、定子、转子和转轴，所述机壳上设置有第一水口和第二水口，所述电机冷却系统包括设置于所述第一水口和所述第二水口之间的第一冷却通道和第二冷却通道，其中，所述第一冷却通道设置在所述机壳上，并且所述第一冷却通道的两端能够分别与所述第一水口和所述第二水口相连通；其中，所述第二冷却通道包括：第一通道，其设置于所述机壳内，所述第一通道的一端能够与所述第一水口相连通；第二通道，其设置于所述转轴内；以及连通通道，其设置于所述电机的端部，所述连通通道用于将所述第一通道的另一端与所述第二通道的一端相连通，将所述第二通道的另一端与所述第二水口连通。

在上述电机冷却系统的优选技术方案中，所述电机冷却系统还包括连通件，所述连通件设置于所述电机的端部，所述连通通道设置于所述连通件内。

在上述电机冷却系统的优选技术方案中，所述连通件为分流器。

在上述电机冷却系统的优选技术方案中，第二通道包括：设置于所述转轴内的转轴孔；以及设置于所述转轴孔内的、与所述转轴孔连通的转子水管；其中，所述转子水管的一端固定于所述电机的端部。

在上述电机冷却系统的优选技术方案中，所述连通通道包括第一连通通道和第二连通通道，其中，所述第一连通通道用于连通所述第一通道与所述转轴孔，所述第二连通通道用于连通所述转子水管与所述第二水口。

在上述电机冷却系统的优选技术方案中，所述电机的机壳内设置有隔板，所述第一冷却通道和所述第一通道通过所述隔板隔开。

在上述电机冷却系统的优选技术方案中，所述隔板与所述机壳一体成型。

在上述电机冷却系统的优选技术方案中，所述隔板上在与所述第一水口和第二水口对应的位置分别设置有连通孔，所述第一冷却通道的两端通过所述连通孔与所述第一水口和所述第二水口分别连通。

在上述电机冷却系统的优选技术方案中，所述第一冷却通道沿电机的轴线方向呈螺旋型或S型，所述第一通道中沿电机的轴线方向呈螺旋型或S型。

在上述电机冷却系统的优选技术方案中，所述第一冷却通道和所述第二冷却通道为并联的冷却通道。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，电机的第一水口和第二水口之间设置有第一冷却通道和第二冷却通道，具体得，第一冷却通道设置在机壳上，且第一冷却通道的两端分别与第一水口和第二水口相连通。第二冷却通道是由设置在机壳内的第一通道、设置在转轴内的第二通道和设置在电机端部用于连通第一通道和第二通道的连通通道构成，其中，第一通道的一端与第一水口相连通，第一通道的另一端通过连通通道与第二通道的一端相连通，第二通道的另一端通过连通通道与第二水口相连通。因此，本发明的电机冷却系统只需两根外接水口分别连接第一水口和第二水口，便可使电机的机壳和转子都通入冷却液，从而相对于现有技术简化了电机冷却系统的结构，降低了电机的复杂程度，节约了成本。进一步，通过设置在机壳上的第一冷却通道和第一通道使得冷却液能够对机壳进行双重冷却，从而相对于现有技术提高了电机的冷却效率。

附图说明

图1是本发明实施例的电机冷却系统的剖视图；

图2是本发明实施例的电机冷却系统的效果图；

图3是本发明实施例的电机冷却系统的原理图。

附图标记列表：

1、机壳；11、内机壳；111、第一冷却通道；12、外机壳；121、第一通道；122、连通孔；13、第一水管；14、第二水管；15、隔板；16、分流柱；2、转轴；21、第二通道；211、环形腔；212、内腔；3、分流器；31、第一连接梁；311、第一连通通道；32、第二连接梁；321、第二连通通道。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非用于限制本发明的保护范围。例如，虽然附图中的各部件之间是按一定比例关系绘制的，但是这种比例关系并非一成不变，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合，调整后的技术方案仍将落入本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以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，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示的电机冷却系统在结构上主要包括机壳1、定子(图中未标示)、转子(图中未标示)、转轴2和位于电机端部的分流器3。其中，机壳1包括内机壳11和外机壳12，并且内机壳11的内部设置有第一冷却通道111，外机壳12的内部设置有第一通道121。优选地，第一冷却通道111和第一通道121都是沿电机的轴线方向呈螺旋型或S型的冷却通道，以便增加机壳1和冷却液的接触面积，提高电机的散热效率。进一步，图1中所示第一冷却通道111的左端通过第一水口与设置在机壳1上的第一水管13相连通，图1中所示第一冷却通道111的右端通过第二水口与设置在机壳1上的第二水管14相连通。更进一步，图1中所示第一通道121的左端通过第一水口与设置在机壳1上的第一水管13相连通，图1中所示第一通道121的右端通过分流器3内的连通通道与转轴2内的第二通道21相连通。

进一步参阅图1，在内机壳11的外壁上设置有第一凹槽(图中未示出)，在外机壳12的内壁上设置有第二凹槽(图中未示出)，并且在内机壳11和外机壳12之间设置有隔板15，使得机壳1在装配好的状态下，第一凹槽能够与隔板15之间形成第一冷却通道111，第二凹槽与隔板15之间形成第一通道121。本领域技术人员能够理解的是，内机壳11和外机壳12的上述结构，能够优化第一冷却通道111和第一通道121的加工制造工序，例如采用车削工艺代替压铸工艺，同时在第一冷却通道111和第一通道121发生损坏和漏水时方便拆卸维修。需要说明的是，为了防止机壳1在装配好的状态下发生漏水现象，隔板15的两端与内机壳11、外机壳12之间还设置有密封圈(图中未示出)。

进一步，隔板15上在与第一水管13和第二水管14对应的位置分别设置有连通孔(图中未标示)，第一冷却通道111的两端能够通过该连通孔分别与第一水管13和第二水管14相连通。

此外，本领域技术人员还可以根据需要去掉隔板15，在机壳1装配好的状态下，使第一凹槽能够与外机壳12的内壁之间形成第一冷却通道111，第二凹槽与内机壳11的外壁之间形成第一通道121，从而能够简化了机壳1的组装工序。进一步，为了防止第一冷却通道111和第一通道121之间发生漏水现象，还可以在第一冷却通道111和第一通道121之间设置密封圈。

除此之外，本领域技术人员还可以根据需要使隔板15与内机壳11、外机壳12一体铸造成型。

继续参阅图1，转轴2内设置有第二通道21。具体地，转轴2内设置有转轴孔(图中未标示)，用于容纳转子水管(图中未标示)，并且该转子水管与电机的端部固定连接。在转轴孔的内壁和转子水管的外壁之间形成有环形腔211，该环形腔211与转子水管的内腔212共同形成第二通道21，使冷却液能够从环形腔211内流向内腔212或者从内腔212流向环形腔211，进而使流动的冷却液能够快速地将转轴2的热量带走。此外，本领域技术人员还可以根据需要，将第二通道21设置成其他形状的结构，例如将环形腔211设置成沿转轴2的轴线呈螺旋型的结构。

如图1和图2所示，分流器3优选地通过螺栓(图中未示出)可拆卸地设置于电机的端部，以便于电机和分流器3的加工、制造和维修，或者本领域技术人员还可以根据需要，通过其他的连接方式将分流器3与电机的端部固定连接，例如焊接，此外本领域技术人员还可以将分流器3与电机的端部一体成型为一个整体。进一步，分流器3包括第一连接梁31和第二连接梁32，并且第一连接梁31内设置有第一连通通道311，第二连接梁32内设置有第二连通通道321，第一连通通道311和第二连通通道321共同构成上文所述的连通通道。第一连通通道311用于连通第一通道121和第二通道21(如环形腔211)，第二连通通道321用于将第二通道21(如内腔212)与设置在机壳1上的第二水管14相连通，使得第一通道121、第二通道21、第一连通通道311和第二连通通道321形成第二冷却通道，从而使冷却液能够从机壳1直接流入转轴2内对转轴和转子进行冷却。需要说明的是，第二连通通道321通过设置在外机壳12上的连通孔122与第二水管14相连通，并且优选地在外机壳12上第一通道121和连通孔122不能够连通。

本领域技术人员能够理解的是，相对于现有技术中通过外接管路将电机机壳上的冷却通道和转轴上的冷却通道相连通，在本发明的优选实施方案中，第一连通通道311和第二连通通道321不仅流道短，而且通过调整第一连通通道311和第二连通通道321的截面积还能够有效地减少冷却液流经分流器时的阻力。

此外，除图1和图2中所示的分流器3外，本领域技术人员还可以根据需要选用其他形式的连通件将第一通道121和连通孔122分别与第二通道21的环形腔211和内腔212相连通，例如，该连通件是直径较大的管路。本领域技术人员可以理解的是，连通第一通道121和环形腔211的通道与连通连通孔122和内腔212的通道在数量上既可以是一条，也可以是多条，如两条、三条、五条等。

如图3所示，电机冷却系统包括用于冷却电机的定子和机壳1的第一冷却通道111和主要用于冷却电机的转轴2的第二冷却通道(图中未标示)，其中第二冷却通道主要包括设置在机壳1上的第一通道121、设置在转轴2内的第二通道21和设置在分流器3上用于连通第一通道121和第二通道21的连通通道(311和321)。

本发明的电机冷却系统在使用时，冷却液经第一水管13分别进入第一冷却通道111和第一通道121，其中流经第一通道121的冷却液通过第一连通通道311流入环形腔211，最后经内腔212、第二连通通道321、连通孔122和第二水管14流出；流经第一冷却通道111的冷却液直接从第一冷却通道111的另一端经第二水管14流出。或者本领域技术人员也可以根据需要使冷却液从第二水管14流入电机，从第一水管13流出。

在本发明的优选实施方案中，冷却液是水，或者本领域技术人员还可以根据需要选用其他介质作为冷却液，如液压油。

此外，本领域技术人员还可以根据需要，在冷却液能够流经机壳和转轴的前提下对本发明的电机冷却系统进行适当调整，例如，使内机壳11内的第一冷却通道111通过分流器3与转轴2内的第二通道21相连通，使外机壳12内的第一通道121的两端直接与第一水管13和第二水管连通。

本领域技术人员能够理解的是，通过第一连接梁31和第二连接梁32将机壳1上的冷却通道(111、121)与转轴2上的第二通道21进行连通，使电机只需设置一个进水管和一个出水管(第一水管13和第二水管14)就能保证机壳1和转轴2能够被同时冷却，从而相对于现有技术中的电机冷却系统(冷却部件的集合)降低了复杂程度。同时，通过设置在机壳1上的第一冷却通道111和第一通道121使得冷却液能够对机壳1进行双重冷却，从而相对于现有技术提高了电机的冷却效率。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机冷却系统，所述电机包括机壳、端盖、定子、转子和转轴，所述机壳上设置有第一水口和第二水口，其特征在于，所述电机冷却系统包括设置于所述第一水口和所述第二水口之间的第一冷却通道和第二冷却通道，

其中，所述第一冷却通道设置在所述机壳上，并且所述第一冷却通道的两端能够分别与所述第一水口和所述第二水口相连通；

其中，所述第二冷却通道包括：

第一通道，其设置于所述机壳内，所述第一通道的一端能够与所述第一水口相连通；

第二通道，其设置于所述转轴内；以及

连通通道，其设置于所述电机的端部，所述连通通道用于将所述第一通道的另一端与所述第二通道的一端相连通，将所述第二通道的另一端与所述第二水口连通。

2.根据权利要求1所述的电机冷却系统，其特征在于，所述电机冷却系统还包括连通件，所述连通件设置于所述电机的端部，所述连通通道设置于所述连通件内。

3.根据权利要求2所述的电机冷却系统，其特征在于，所述连通件为分流器。

4.根据权利要求1所述的电机冷却系统，其特征在于，第二通道包括：

设置于所述转轴内的转轴孔；以及

设置于所述转轴孔内的、与所述转轴孔连通的转子水管；

其中，所述转子水管的一端固定于所述电机的端部。

5.根据权利要求4所述的电机冷却系统，其特征在于，所述连通通道包括第一连通通道和第二连通通道，

其中，所述第一连通通道用于连通所述第一通道与所述转轴孔，所述第二连通通道用于连通所述转子水管与所述第二水口。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电机冷却系统，其特征在于，所述电机的机壳内设置有隔板，所述第一冷却通道和所述第一通道通过所述隔板隔开。

7.根据权利要求6所述的电机冷却系统，其特征在于，所述隔板与所述机壳一体成型。

8.根据权利要求6或7所述的电机冷却系统，其特征在于，所述隔板上在与所述第一水口和第二水口对应的位置分别设置有连通孔，所述第一冷却通道的两端通过所述连通孔与所述第一水口和所述第二水口分别连通。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的电机冷却系统，其特征在于，所述第一冷却通道沿电机的轴线方向呈螺旋型或S型，所述第一通道沿电机的轴线方向呈螺旋型或S型。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的电机冷却系统，其特征在于，所述第一冷却通道和所述第二冷却通道为并联的冷却通道。