本實(shí)用新型涉及一種相變散熱風(fēng)冷電機(jī)外殼以及應(yīng)用其的風(fēng)冷電機(jī)。

背景技術(shù)：
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目前，世界各國都在大力發(fā)展新能源汽車，我國更是將其列入到七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之中。但目前來看，作為其驅(qū)動系統(tǒng)核心的車用電機(jī)及其控制系統(tǒng)目前尚缺乏大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化驗(yàn)證，部分核心零部件的高效熱管理關(guān)鍵技術(shù)仍掌握于國外廠商手中，尤其是高性能、大功率密度的車用電機(jī)一直遲遲未能出現(xiàn)在中國自主研究市場上。究其原因，電機(jī)熱管理技術(shù)起到了很大程度上的限制作用。它直接影響電機(jī)效率、可靠性和使用壽命。

目前新能源汽車驅(qū)動電機(jī)的溫升控制主要依靠水冷系統(tǒng)或者強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng)。其中，對于強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng)，由于驅(qū)動電機(jī)主要發(fā)熱部件為定子繞組和定子鐵芯，而其二者的傳熱途徑主要依靠定子鐵芯與風(fēng)冷機(jī)殼的接觸部位進(jìn)行，因此，通常情況下，受到安裝位置、出線方式以及材料成本等的限制，上述接觸部位面積僅占風(fēng)冷機(jī)殼內(nèi)壁面面積的三分之一至二分之一，其余面積則得不到有效利用，從而造成風(fēng)冷機(jī)殼局部部位溫度過高，溫差梯度過大的現(xiàn)象，使得風(fēng)冷機(jī)殼兩端的散熱翅片組無法得到良好的利用，進(jìn)而影響驅(qū)動電機(jī)整機(jī)的溫控性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型的目的是提供一種相變散熱風(fēng)冷電機(jī)外殼以及應(yīng)用其的風(fēng)冷電機(jī)，能解決風(fēng)冷電機(jī)的散熱機(jī)殼局部溫度過高，溫差梯度過大，散熱慢的問題。

本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。

本實(shí)用新型的一個目的是提供一種相變散熱風(fēng)冷電機(jī)外殼，包括環(huán)形殼體，所述環(huán)形殼體外部沿周向凸出有若干間隔排列的散熱翅片，其特征在于：還包括上端板和下端板，所述環(huán)形殼體內(nèi)周向分布有若干真空相變散熱通道，所述真空相變散熱通道從所述環(huán)形殼體的上端面延伸到下端面，所述真空相變散熱通道兩端由所述上端板、所述下端板密封，所述真空相變散熱通道內(nèi)設(shè)有相變工質(zhì)，所述真空相變散熱通道內(nèi)壁設(shè)有多孔吸液層，所述多孔吸液層表面設(shè)有若干吸液孔。

上述所述真空相變散熱通道軸向設(shè)置。

上述所述真空相變散熱通道均勻分布在所述環(huán)形殼體內(nèi)。

上述所述真空相變散熱通道的橫截面為圓形、弧形、矩形或梯形。

上述所述真空相變散熱通道的兩個端口設(shè)有沉頭凹槽，所述上端板和所述下端板安裝在所述沉頭凹槽內(nèi)，上端板和下端板包括頂壁和側(cè)壁，所述側(cè)壁貼設(shè)在所述沉頭凹槽的槽壁上。

上述所述沉頭凹槽槽壁的軸向傾斜角為5°—20°。

上述所述多孔吸液層的厚度為0.5—1.5mm，所述吸液孔的孔隙率為50％—75％。

上述所述相變工質(zhì)為去離子水或丙酮，所述相變工質(zhì)的液態(tài)灌注量為所述真空相變散熱通道總?cè)莘e的25％—75％。

上述所述真空相變散熱通道的密封真空度小于或等于100帕。

上述所述散熱翅片外側(cè)面設(shè)有若干散熱加強(qiáng)筋。

上述所述散熱加強(qiáng)筋的橫截面為V形、弧形、鋸齒形、矩形或梯形。

上述所述多孔吸液層表面設(shè)有凹槽。

上述所述凹槽的橫截面為V形、弧形、鋸齒形、矩形或梯形。

上述所述環(huán)形殼體、所述散熱翅片和所述真空相變散熱通道由銅材一體化擠壓成型加工成型，所述多孔吸液層為銅粉于所述真空相變散熱通道內(nèi)燒結(jié)制成。

本實(shí)用新型的另一個目的是提供一種風(fēng)冷電機(jī)，包括外殼組件、定子組件、轉(zhuǎn)子組件和轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)子組件安裝在所述轉(zhuǎn)軸上，所述定子組件嵌套安裝在所述外殼組件里面，所述轉(zhuǎn)子組件套設(shè)于所述定子組件里面，其中所述定子組件包括定子鐵芯以及繞設(shè)于所述定子鐵芯上的線圈繞組，其特征在于：所述外殼組件包括外殼殼體、上端蓋和下端蓋，所述外殼殼體為上述所述的相變散熱風(fēng)冷電機(jī)外殼。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下效果：

1)本實(shí)用新型結(jié)合了多孔吸液層的毛細(xì)作用以及液體工質(zhì)在真空環(huán)境下的相變性質(zhì)，賦予所述環(huán)形殼體內(nèi)所述真空相變散熱通道極其高效的傳熱能力，其導(dǎo)熱系數(shù)是已知金屬的上萬倍，可以將原本集中于定子鐵芯和環(huán)形殼體接觸部位的大量熱量迅速傳播、擴(kuò)散至整個機(jī)殼，從而消除局部溫度過熱問題，大幅度減小機(jī)殼的溫差梯度，進(jìn)而促使更多的熱量從定子繞組和定子鐵芯部位傳導(dǎo)至散熱翅片組進(jìn)行散熱，能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動電機(jī)內(nèi)部熱量分布的快速重組，散熱快，環(huán)形殼體的局部溫度過高的問題得到徹底解決，溫度梯度小，熱分布均勻；

2)所述真空相變散熱通道從所述環(huán)形殼體的上端面延伸到下端面，可將原本集中于環(huán)形殼體中部的大量熱量迅速傳播、擴(kuò)散至整個機(jī)殼，從而消除局部溫度過熱問題，大幅度減小機(jī)殼的溫差梯度，進(jìn)而促使更多的熱量從環(huán)形殼體內(nèi)腔傳導(dǎo)至散熱翅片進(jìn)行散熱，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動電機(jī)更為優(yōu)秀的溫控性能；

3)所述真空相變散熱通道軸向設(shè)置，加工方便；

4)所述環(huán)形殼體、所述散熱翅片和所述真空相變散熱通道由銅材一體化擠壓成型加工成型，所述多孔吸液層為銅粉于所述真空相變散熱通道內(nèi)燒結(jié)制成，免除了相變熱管的使用及裝配，大大減小了熱量散失路徑中的接觸熱阻；

5)所述散熱翅片外側(cè)面設(shè)有若干散熱加強(qiáng)筋，散熱加強(qiáng)筋增大了對流散熱的接觸面積，有效提升驅(qū)動電機(jī)的溫控性能；

6)所述風(fēng)冷電機(jī)，使用了相變散熱風(fēng)冷電機(jī)外殼，使線圈繞組和定子鐵芯的熱量能迅速傳導(dǎo)至散熱翅片進(jìn)行散熱，改善驅(qū)動電機(jī)的溫控性能，提高了電機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

附圖說明：

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的相變散熱風(fēng)冷電機(jī)外殼的立體圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的相變散熱風(fēng)冷電機(jī)外殼的另一角度立體圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的相變散熱風(fēng)冷電機(jī)外殼的爆炸圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的相變散熱風(fēng)冷電機(jī)外殼的的剖視圖；

圖5是圖4的A處放大圖；

圖6是圖4的B處放大圖；

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的相變散熱風(fēng)冷電機(jī)外殼的環(huán)形殼體的俯視圖；

圖8是圖7的C處放大圖；

圖9是所述真空相變散熱通道的另一種形狀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的風(fēng)冷電機(jī)的剖視圖。

具體實(shí)施方式：

下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

實(shí)施例一：

如圖1至圖8所示，本實(shí)施例提供的是一種相變散熱風(fēng)冷電機(jī)外殼，包括環(huán)形殼體10，所述環(huán)形殼體10外部沿周向凸出有若干間隔排列的散熱翅片11，其特征在于：還包括上端板2和下端板3，所述環(huán)形殼體10內(nèi)周向分布有若干真空相變散熱通道14，所述真空相變散熱通道14從所述環(huán)形殼體10的上端面12延伸到下端面13，所述真空相變散熱通道14兩端由所述上端板2、所述下端板3密封，所述真空相變散熱通道14內(nèi)設(shè)有相變工質(zhì)，所述真空相變散熱通道14內(nèi)壁設(shè)有多孔吸液層141，所述多孔吸液層141表面設(shè)有若干吸液孔。

本實(shí)用新型結(jié)合了多孔吸液層的毛細(xì)作用以及液體工質(zhì)在真空環(huán)境下的相變性質(zhì)，賦予所述環(huán)形殼體10內(nèi)所述真空相變散熱通道14極其高效的傳熱能力，其導(dǎo)熱系數(shù)是已知金屬的上萬倍，能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動電機(jī)內(nèi)部熱量分布的快速重組，散熱快，環(huán)形殼體的局部溫度過高的問題得到徹底解決，溫度梯度小，熱分布均勻。所述真空相變散熱通道14從所述環(huán)形殼體10的上端面12延伸到下端面13，可將原本集中于環(huán)形殼體10中部的大量熱量迅速傳播、擴(kuò)散至整個機(jī)殼，從而消除局部溫度過熱問題，大幅度減小機(jī)殼的溫差梯度，進(jìn)而促使更多的熱量從環(huán)形殼體10內(nèi)腔傳導(dǎo)至散熱翅片進(jìn)行散熱，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動電機(jī)更為優(yōu)秀的溫控性能。

上述所述真空相變散熱通道14軸向設(shè)置，加工方便。

上述所述真空相變散熱通道14均勻分布在所述環(huán)形殼體10內(nèi)。

上述所述真空相變散熱通道14的兩個端口設(shè)有沉頭凹槽142，所述上端板2和所述下端板3安裝在所述沉頭凹槽142內(nèi)，上端板2和下端板3包括頂壁22和側(cè)壁23，所述側(cè)壁23貼設(shè)在所述沉頭凹槽142的槽壁上。

上述所述沉頭凹槽142槽壁的軸向傾斜角為5°—20°。

上述上端板2的頂壁22上還設(shè)有抽真空圓管21，抽真空圓管21用于生產(chǎn)時向真空相變散熱通道14灌入液態(tài)的相變材料、以及對真空相變散熱通道14抽真空，所述抽真空圓管21頂部密封。

上述所述多孔吸液層141的厚度為0.5—1.5mm，所述吸液孔的孔隙率為50％—75％。

上述所述相變工質(zhì)為去離子水或丙酮，所述相變工質(zhì)的液態(tài)灌注量為所述真空相變散熱通道14總?cè)莘e的25％—75％。

上述所述真空相變散熱通道14的密封真空度小于或等于100帕。

上述所述多孔吸液層141表面還設(shè)有凹槽143。

上述所述散熱翅片11外側(cè)面設(shè)有若干散熱加強(qiáng)筋111。散熱加強(qiáng)筋增大了對流散熱的接觸面積，有效提升驅(qū)動電機(jī)的溫控性能。

上述所述散熱翅片11外側(cè)面也可通過噴砂處理來強(qiáng)化傳熱效果。所述環(huán)形殼體10的上端面12和下端面13還加工有若干螺紋孔，以實(shí)現(xiàn)與電機(jī)上端蓋、下端蓋的螺栓連接。

上述所述環(huán)形殼體10、所述散熱翅片11和所述真空相變散熱通道14由銅材一體化擠壓成型加工成型，所述多孔吸液層141為銅粉于所述真空相變散熱通道14內(nèi)燒結(jié)制成。免除了相變熱管的使用及裝配，大大減小了熱量散失路徑中的接觸熱阻。

本實(shí)施例中，所述環(huán)形殼體1內(nèi)均勻分布有48條真空相變散熱通道14，真空相變散熱通道14的橫截面為圓形，所述散熱加強(qiáng)筋111的橫截面為V形。所述多孔吸液層141的厚度為1mm，所述吸液孔的孔隙率為60％。

所述真空相變散熱通道14內(nèi)灌注的液態(tài)相變工質(zhì)為去離子水，48條真空相變散熱通道14的灌注量共計50ml，密封真空度為10—20帕。

如圖9所示，上述所述真空相變散熱通道14的橫截面也可為弧形、矩形或梯形。

上述所述多孔吸液層141表面還設(shè)有凹槽143。

上述所述凹槽143的橫截面為V形、弧形、鋸齒形、矩形或梯形。

上述所述散熱加強(qiáng)筋111的橫截面為V形、弧形、鋸齒形、矩形或梯形。

本實(shí)施例提供的相變散熱風(fēng)冷電機(jī)外殼，結(jié)構(gòu)簡單，散熱效果好，安裝方便，成本低廉，可適用于市面上所有的車用永磁同步電機(jī)改裝；更可促使電機(jī)電磁性能往更高功率密度方向設(shè)計，實(shí)現(xiàn)電機(jī)組件輕量化以及低成本化的目的。

實(shí)施例二：

如圖10所示，本實(shí)施例提供的是一種風(fēng)冷電機(jī)，包括外殼組件、定子組件4、轉(zhuǎn)子組件5和轉(zhuǎn)軸6，所述轉(zhuǎn)子組件5安裝在所述轉(zhuǎn)軸6上，所述定子組件4嵌套安裝在所述外殼組件里面，所述轉(zhuǎn)子組件5套設(shè)于所述定子組件4里面，其中所述定子組件4包括定子鐵芯41以及繞設(shè)于所述定子鐵芯41上的線圈繞組42，所述外殼組件包括外殼殼體1、上端蓋71和下端蓋72，所述外殼殼體1為實(shí)施例一所述的相變散熱風(fēng)冷電機(jī)外殼。

本實(shí)施例所述風(fēng)冷電機(jī)，使用了相變散熱風(fēng)冷電機(jī)外殼，使線圈繞組42和定子鐵芯41的熱量能迅速通過所述真空相變散熱通道14傳導(dǎo)至散熱翅片11進(jìn)行散熱，改善驅(qū)動電機(jī)的溫控性能，提高了電機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

以上實(shí)施例為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此，其他任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。