定子用冷卻流道、定子外殼、容納裝置、定子及電動汽車用電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電動汽車電機制造技術領域，具體而言，涉及一種電動汽車用電機及其定子。
【背景技術】
[0002]伴隨著汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，石油資源短缺、環(huán)境變暖和氣候變暖等一系列問題已經(jīng)突現(xiàn)。以純電動汽車為代表的新能源汽車必將成為我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向之一。而汽車電力驅(qū)動系統(tǒng)作為純電動汽車唯一的動力源，其性能直接影響整車的動力性、穩(wěn)定性以及舒適性。
[0003]剛開始直流電機被發(fā)展用作電動汽車的牽引電機，這是因為直流電機具有起步加速牽引力大，控制系統(tǒng)較簡單等優(yōu)點。然而，直流電機的缺點是存在機械換向器，當在高速大負載下運行時，換向器表面會產(chǎn)生火花，因此電機轉(zhuǎn)速不能太高。所以近些年電動汽車的牽引電機以交流異步電機和永磁電機為主。交流異步電機的矢量控制調(diào)速技術比較成熟，使得異步電機驅(qū)動系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢，因此被較早的應用于電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，目前仍然是電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的主流產(chǎn)品，但與永磁電機相比，其功率密度偏低。永磁電機的優(yōu)勢和劣勢。
[0004]由于電動汽車用電機的設計要求需要滿足體積小、重量輕、功率密度高、散熱能力好等特征，所以電動汽車用電機(主要指交流異步電機和永磁電機)一般選擇采用液冷散熱方式，電機的冷卻流道一般設置在電機的定子周圍，通過冷卻介質(zhì)的流動/循環(huán)，帶走電機的熱量。冷卻流道設置在電機定子周圍的通常作法如下:
[0005]第一種方式是，例如圖1所示，中國專利申請?zhí)?01410697450.0公開將冷卻介質(zhì)的流道7 (簡稱“冷卻流道”)布置在與電機定子外殼相互配合的一側(cè)端蓋上。這種結(jié)構(gòu)目前只能采用砂型鑄造方式實現(xiàn)。
[0006]第二種方式是，例如圖2所示，中國專利申請?zhí)?01410475426.2公開將冷卻流道布置在用于固定定子電樞的支撐座上。這種結(jié)構(gòu)目前只能采用砂型鑄造方式實現(xiàn)。
[0007]第三種方式是，例如圖3所示，中國專利申請?zhí)?01420488233.6公開冷卻流道8布置在電機外殼內(nèi)，并且冷卻流道8根據(jù)電機殼定子繞組方向以及定子鐵心長度沿定子本體的外輪廓周向呈螺旋狀環(huán)繞在上模腔I內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)目前只能采用壓鑄方式實現(xiàn)。
[0008]第四種方式是，機加工電機定子的內(nèi)外殼，內(nèi)外殼上布置有冷卻流道的分解結(jié)構(gòu)，通過裝配內(nèi)外殼使得冷卻流道的分解結(jié)構(gòu)可以形成封閉式流道。
[0009]現(xiàn)有的采用冷卻流道散熱的電機全部都是采用砂型鑄造、壓鑄或內(nèi)外殼加工裝配的方式制造定子部件。但是，(I)砂型鑄造工藝存在的問題是:鑄造過程中容易產(chǎn)生氣孔，引起冷卻流道泄露；而且，不同產(chǎn)品系列中，針對不同長度的定子都需要重新開模，從而造成電機制造成本過高；另外，砂型鑄造工藝鑄造的定子部件強度較低，容易磨損。(2)機加工內(nèi)外殼組裝工藝存在的問題是:內(nèi)外殼配合尺寸精度要求高，裝配工藝復雜。(3)壓鑄工藝存在的問題是:受壓鑄模具設計的限制，冷卻流道截面會變大，與預設冷卻效果相比，實際冷卻效果會變差；不同產(chǎn)品系列中，針對不同長度的定子都需要重新開模，從而造成成本高；另外，砂型鑄造工藝鑄造的定子部件強度較低，容易磨損。
[0010]因此，砂型鑄造、壓鑄或內(nèi)外殼加工裝配制造工藝:一方面工藝本身不利于小型電機的生產(chǎn)，另一方面也存在廢品率高，可靠性差，機加工和裝配難度大，使得電機制造成本居尚不下。
[0011]有鑒于此，針對現(xiàn)有電動汽車的電機散熱結(jié)構(gòu)所存在的技術問題，需要尋找新的制造工藝并設計相應的機械結(jié)構(gòu)，使得大大提高帶冷卻流道的定子成品率，簡化機加工和裝配難度，從而實現(xiàn)大批量制造，降低電機制造成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0012]針對上述技術問題，本實用新型在基于大量試制實驗的基礎上發(fā)現(xiàn)可以設計一種新的電動車用電機定子外殼，使得可以采用擠壓工藝集成制造，以提高帶冷卻流道的定子成品率，降低電機制造成本。
[0013]為實現(xiàn)上述目的，第一方面，本實用新型提供了一種定子用冷卻流道，包括:直通式冷卻子通道，其設置在定子外殼中，沿所述定子外殼軸線方向延伸并且貫穿所述定子外殼；貫通凹槽，其設置在定子外殼的端蓋中，用于在端蓋與外殼配合后，密封并貫通不同的冷卻子通道，使得冷卻介質(zhì)在不同的冷卻子通道內(nèi)流通。
[0014]第二方面，本實用新型還提供了一種電動汽車用電機定子外殼，適用于交流異步電機或永磁電機的定子，包括:上文所述的直通式冷卻子通道，并且采用擠壓工藝整體制造該定子外殼。
[0015]第三方面，本實用新型還提供了一種電機定子組件的容納裝置，包括:定子外殼，用于容納電機定子；端蓋，其配合在所述定子外殼軸向的兩側(cè)端部；冷卻流道，分布在所述定子外殼和所述端蓋中。
[0016]第四方面，本實用新型還提供了一種電動汽車用電機定子，適用于交流異步電機或永磁電機，包括:定子本體；定子外殼，其沿定子本體的外輪廓周向包圍并套接所述定子本體；第一端蓋和第二端蓋，其分別位于所述定子外殼軸向的兩側(cè)端部；定子用冷卻流道，分布在所述定子外殼、第一端蓋和第二端蓋中；緊固件，用于緊固定子外殼與兩側(cè)端蓋，以形成所述冷卻流道的密封結(jié)構(gòu)。
[0017]第五方面，本實用新型還提供了一種電動汽車用交流異步電機或永磁電機，包括:上文所述的定子。
[0018]本實用新型的創(chuàng)新之處在于，通過設計一種全新的具有冷卻流道的定子結(jié)構(gòu)，使得可以應用制作工藝相對簡單的擠壓工藝，從而提高成品率，降低制造成本。
[0019]進一步地，通過擠壓工藝制造的冷卻流道加工工藝簡單，并且密封性能可以得到大大提高，并且采用端面密封，裝配工藝簡單、可靠，經(jīng)過對比遠超砂型鑄造、壓鑄或內(nèi)外殼加工裝配制造工藝得到的冷卻流道。
[0020]進一步地，由于使用擠壓工藝，可以使得定子殼具有任意所需長度，不同長度的定子產(chǎn)品系列可以使用同一套模具，以滿足不同型號電機的規(guī)格要求，從而提高擠壓工藝使用范圍和定子結(jié)構(gòu)的制造效率，進一步降低制造成本。
[0021]進一步地，本實用新型提供的電動車用電機定子外殼，采用擠壓工藝集成制造具有冷卻流道的定子外殼，并通過預設連通槽的端蓋密封，從而構(gòu)成冷卻介質(zhì)的閉合循環(huán)流道，這種結(jié)構(gòu)及配合的擠壓工藝可以大大提高成品率，降低制造成本。
[0022]本實用新型附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】
[0023]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0024]圖1是現(xiàn)有技術的帶冷卻流道的電機定子的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是現(xiàn)有技術的帶冷卻流道的電機定子的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是現(xiàn)有技術的帶冷卻流道的電機定子的第三種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4A-4B是本實用新型一實施例的帶冷卻流道的電機定子的分解圖；
[0028]圖5是圖4A-4B中實施例的定子殼組裝后的冷卻流道的立體圖；
[0029]圖6是圖4A中實施例的從緊固件側(cè)向相對側(cè)看定子裝配后的正視圖；
[0030]圖7是圖6中實施例的截面A-A的剖面圖；
[0031]圖8是圖6中實施例的截面B-B的剖面圖；
[0032]圖9是圖8中實施例的截面C-C的剖面圖；
[0033]圖10是圖8中實施例的截面D-D的剖面圖；
[0034]圖11是圖8中實施例的截面D-D的透視圖。
【具體實施方式】
[0035]為使本領域技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。下文中將詳細描述本實用新型的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能解釋為對本實用新型的限制。
[0036]本技術領域技術人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括復數(shù)形式。應該進一步理解的是，本實用新型的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應該理解，當我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個或更多個相關聯(lián)的列出項的任一單元和全部組合。
[0037]本技術領域技術人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本實用新型所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現(xiàn)有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0038]【定子整體結(jié)構(gòu)】圖4A-4B是本實用新型