專利名稱：定子槽內(nèi)油冷卻高功率密度永磁同步電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動汽車應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及電動汽車用油冷式高功率密度大功率驅(qū) 動電機領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為了提高電機電磁負(fù)荷和材料的利用率，高效的電機冷卻技術(shù)是實現(xiàn)這一目標(biāo)的 關(guān)鍵。根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，電機的冷卻方式可以分為風(fēng)冷、水冷、油冷三種方式。采用風(fēng)冷 的電機，附加的風(fēng)扇使得電機結(jié)構(gòu)龐大，整個冷卻系統(tǒng)的效率不高。水循環(huán)冷卻方式是在機 殼中設(shè)置循環(huán)水道，電機內(nèi)部熱量先傳導(dǎo)給機殼和端蓋，再用循環(huán)水把機殼內(nèi)的熱量帶走， 能有效冷卻鐵心繞組，但對于電機內(nèi)最熱部分——內(nèi)部繞組未能進(jìn)行冷卻。油冷卻方式將 電機的定子和轉(zhuǎn)子整體浸沒在專用冷卻油中，冷卻效果好，但是冷卻油要經(jīng)過葉片攪動，高 速時能量損失很大。對于高功率密度電機，按照尺寸空間有限，且需要輸出較大的轉(zhuǎn)矩，使得電機的電 流密度較大，電機內(nèi)損耗較大，定子繞組發(fā)熱加劇，必須有高效的冷卻系統(tǒng)。有效地實現(xiàn)對 發(fā)熱部件端部的冷卻，是實現(xiàn)電機高效冷卻、提高電機高功率密度的有效措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的主要技術(shù)問題是大功率永磁同步電機的定子繞組冷卻問題，有 效地提高永磁同步電機的電磁負(fù)荷和功率密度。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是由殼體、前端 蓋、后端蓋、轉(zhuǎn)子、定子、軸組成，在定子上設(shè)計有前導(dǎo)油罩、后導(dǎo)油罩、冷卻油道，在殼體及 前導(dǎo)油罩上設(shè)有進(jìn)油口，在殼體及后導(dǎo)油罩上設(shè)有回油口，在定子槽中直接利用繞組間隙 構(gòu)造軸向油道。冷卻油經(jīng)油泵從殼體上的進(jìn)油口進(jìn)入前導(dǎo)油罩，實現(xiàn)對端部繞組的冷卻，由 于壓力的作用冷卻油流經(jīng)軸向油道，實現(xiàn)對鐵心繞組的冷卻，最后冷卻油到達(dá)后導(dǎo)油罩，由 回油口流回儲油室。該方法不僅可以有效地冷卻電機的端部繞組，還可以對電機的齒部和 槽內(nèi)繞組進(jìn)行直接冷卻。定子槽內(nèi)油冷卻的方法為提高永磁同步電機功率密度提供了有效 的途徑。


附圖是定子槽內(nèi)油冷卻高功率密度永磁同步電機的結(jié)構(gòu)簡圖。圖中1.前端蓋、2.進(jìn)油口、3.前導(dǎo)油罩、4.定子繞組前端部、5.轉(zhuǎn)子鐵心、6.永 磁體、7.軸向油道、8.定子繞組、9.定子磁鋼、10.殼體、11.后導(dǎo)油罩、12.定子繞組后端 部、13.后端蓋、14.軸、15.回油口、16.儲油室、17.油泵、18.油管、19.冷卻油。
具體實施例方式以下將根據(jù)附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進(jìn)行詳細(xì)的說明。本發(fā)明的定子槽內(nèi)油冷卻高功率密度永磁同步電機，包括前端蓋1、進(jìn)油口 2、前導(dǎo)油罩3、定子繞組前端部4、轉(zhuǎn)子鐵心5、永磁體6、軸向油道7、定子繞組8、定子磁鋼9、殼 體10、后導(dǎo)油罩11、定子繞組后端部12、后端蓋13、軸14、回油口 15、儲油室16、油泵17、油 管18、冷卻油19。具體結(jié)構(gòu)是電機殼體10前后分別封蓋有前端蓋1和后端蓋13，軸14通 過軸承安裝在前端蓋1和后端蓋13的軸孔內(nèi)，電機殼體10內(nèi)壁上固定有定子磁鋼9，軸14 上固定有轉(zhuǎn)子鐵心5和永磁體6，殼體10上設(shè)有進(jìn)油口 2和回油口 15，在定子鐵心的前后 兩端設(shè)有前導(dǎo)油罩3和后導(dǎo)油罩11，前導(dǎo)油罩3和后導(dǎo)油罩11可以防止冷卻油進(jìn)入氣隙。 在定子槽中直接利用繞組間隙構(gòu)造軸向油道7。 冷卻油19經(jīng)油泵17從進(jìn)油口 2進(jìn)入前導(dǎo)油罩3，實現(xiàn)對定子繞組前端部4的冷 卻，由于壓力的作用冷卻油流入軸向油道7，實現(xiàn)對定子繞組8、定子磁鋼9的冷卻，冷卻油 到達(dá)后導(dǎo)油罩11，實現(xiàn)對對定子繞組后端部12的冷卻，最后由回油口 15經(jīng)油管回到儲油室 16。
權(quán)利要求
1.一種定子槽內(nèi)油冷卻高功率密度永磁同步電機，包括殼體、前端蓋、后端蓋、轉(zhuǎn)子、定 子、軸等，其特征在于在定子的兩端設(shè)有前導(dǎo)油罩、后導(dǎo)油罩，前導(dǎo)油罩及殼體上設(shè)有進(jìn)油 口，后導(dǎo)油罩及殼體上設(shè)有回油口，前導(dǎo)油罩和后導(dǎo)油罩可以防止冷卻油進(jìn)入氣隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所描述的定子槽內(nèi)油冷卻高功率密度永磁同步電機，其特征在于定 子槽中直接利用繞組間隙構(gòu)造軸向油道，冷卻油在壓力的作用下從端部進(jìn)入軸向油道，實 現(xiàn)對端部繞組、內(nèi)部繞組同時冷卻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所描述的定子槽內(nèi)油冷卻高功率密度永磁同步電機，其特征在于冷 卻油直接冷卻電機的發(fā)熱部件，如定子內(nèi)部繞組、端部繞組和定子鐵心，可以有效地減小電 機的體積及重量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動汽車高功率密度永磁同步電機定子槽內(nèi)油冷卻的設(shè)計方法。該定子槽內(nèi)油冷卻高功率密度永磁同步電機由殼體、前端蓋、后端蓋、轉(zhuǎn)子、定子、軸等組成，其特征是在定子兩端設(shè)計有前導(dǎo)油罩、后導(dǎo)油罩，前導(dǎo)油罩及殼體上設(shè)有進(jìn)油口，后導(dǎo)油罩及殼體上設(shè)有回油口，在定子槽中直接利用繞組間隙構(gòu)造軸向油道。冷卻油在壓力的作用下從進(jìn)油口流入前導(dǎo)油罩，由端部流入軸向油道，最后從后導(dǎo)油罩上的回油口流回儲油室。本發(fā)明提出的定子槽內(nèi)油冷卻方法，不僅可以有效地冷卻電機的端部繞組，還可以對電機的齒部和槽內(nèi)繞組進(jìn)行冷卻，可以大大地減少電機內(nèi)部溫升，提高電機的功率密度。
文檔編號H02K21/02GK102097910SQ20111006832
公開日2011年6月15日 申請日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者孫逢春, 張承寧, 范金鑫, 董玉剛 申請人:北京理工大學(xué)