一種新能源車用電機的冷卻結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電器散熱裝置，具體涉及一種電機定子的冷卻水套。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著新能源汽車技術(shù)的發(fā)展，要求逐漸增加驅(qū)動電機的輸出轉(zhuǎn)矩和功率，并縮小電機安裝空間，這就使電機的熱負荷不斷提高。電機的高熱負荷特征對電機內(nèi)部的導熱以及電機外部冷卻技術(shù)提出了嚴苛的要求，必須合理選取和布置電機的冷卻系統(tǒng)，從熱能管理的角度實現(xiàn)電機在各種工況下可靠穩(wěn)定運行。
[0003]永磁同步電機是目前車用驅(qū)動電機最廣泛使用的電機，永磁電機定子由導熱性能良好的定子鐵芯和由絕緣物質(zhì)包裹的繞組組成。定子內(nèi)部損耗主要是由定子鐵芯和定子繞組產(chǎn)生，繞組產(chǎn)生的熱量通過絕緣物質(zhì)傳遞給鐵芯再與鐵芯產(chǎn)生的熱量一起傳遞給機殼冷卻水套，由冷卻水將熱量帶走。定子繞組的端部部分不與定子鐵芯接觸，散熱條件差，在繞組端部與外殼端蓋之間填充導熱介質(zhì)能一定程度改善繞組端部的散熱，但受到所填充的導熱介質(zhì)以及端部繞組絕緣物質(zhì)本身導熱性能的限制，散熱效果也并不理想。
[0004]目前，新能源汽車驅(qū)動電機的水套結(jié)構(gòu)多采用螺旋水道(如圖1所示)、S形流道(如圖2所示)或者擾流式水道(如圖3所示)。螺旋形水道和S型水道冷卻的電機系統(tǒng)較為明顯的電機軸向溫度梯度，并不利于電機繞組端部的散熱;擾流式水道能夠充分利用機殼表面讓冷卻液與機殼圓弧面充分接觸，但是冷卻液流動的不可控性較大，并不能保證電機表面溫度的均勻性。因此，需要改善電機冷卻方案和冷卻水套結(jié)構(gòu)，增加冷卻水與機殼水套的接觸換熱面，提高冷卻水與水套間的對流換熱系數(shù)，加強繞組端部的散熱，使冷卻水能夠最大限度的帶走定子的熱量，減小定子部件溫升。
[0005]專利號為“CN 201781377 U”、申請?zhí)枮椤癈N201020533083.8”、名稱為“一種汽車電機的冷卻水套”的實用新型公開了一種汽車電機的冷卻水套，該冷卻水套上布置有進水口和出水口，該冷卻水套內(nèi)部有冷卻水道;進水口和出水口分別位于冷卻水道的兩端;所述冷卻水道是多條并聯(lián)的冷卻水道。該使用新型解決了進水口和出水口相距角度較大的情況下散熱不均的問題，但其散熱方向是從上自下均勻散熱，對于繞組端部的升溫難以調(diào)控。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有先降低電機側(cè)端部溫度，增加換熱面積，提高冷卻水與水套間換熱系數(shù)的冷卻結(jié)構(gòu)。
[0007]為達到上述實用新型目的，提供包括水套和外殼，沿水套內(nèi)圓柱表面徑向方向布有導流筋，導流筋外側(cè)與外殼緊密配合使水套與外殼間形成封閉的冷卻水道;所述冷卻水道的兩端為進水口和出水口，冷卻水道包括徑向的上邊道、徑向的下邊道和中部水道，進水口連接上邊道或下邊道后與中部水道連接。
[0008]水道布置的一種方式為所述進水口設(shè)置在冷卻結(jié)構(gòu)的頂部，冷卻水道包括徑向的上邊道、徑向的下邊道和中部水道，進水口連接上邊道起始端，上邊道通過軸向過渡水道與下邊道連接，再通過軸向過渡水道連接上邊道，在上邊道尾端有分流點A，出水口布置在冷卻結(jié)構(gòu)的下部，分流點A和出水口之間連接中部水道。
[0009]上邊道是環(huán)形的，在徑向方向上是不連通的，而下邊道則是連通環(huán)形水道，上邊道通過軸向過渡水道與下邊道連接再通過軸向過渡水道連接上邊道能形成一個環(huán)形，使得有水流首先沿周向冷卻電機的兩端，增加電機定子繞組端部與端部側(cè)冷卻水的溫差，利于端部繞組的散熱。冷卻水道的中間水道部分直接用來冷卻定子鐵芯部分。
[0010]優(yōu)選的，所述的中部水道為回型水道單元，所述的回型水道單元是指在分流點并聯(lián)了兩分支水道并在另一個分流點上合并的水道單元。
[0011]中部水道的回型水道單元通過分支再合并的方式，使得擾亂水流流動，達到良好散熱的目的。
[0012]優(yōu)選的，所述的分流點A和出水口之間串聯(lián)多個回型水道單元。該部分導流筋的分布增加了水流與水套的接觸面積，導流筋對稱分布使冷卻水對稱流動，提高了定子鐵芯溫度分布的對稱性與均勻性。
[0013]優(yōu)選的，邊道寬度大于中部水道的寬度。所述的邊道包括上邊道和下邊道。
[0014]優(yōu)選的，分流點寬度大于中部水道的寬度。
[0015]優(yōu)選的，進水口和出水口設(shè)置在外殼上。
[0016]優(yōu)選的，所述的進水口位于電機端蓋，出水口設(shè)置在外殼上。
[0017]另一種水道布置方式為，進水口布置在冷卻結(jié)構(gòu)的中部，冷卻水道包括徑向的上邊道、徑向的下邊道以及中間水道，進水口位于軸向過渡水道中間，通過軸向過渡水道并聯(lián)上邊道和下邊道，上邊道和下邊道在另一軸向過渡水道的分流點A合并，所述的分流點A和出水口之間連接中部水道。
[0018]上邊道和下邊道均為環(huán)形，上邊道、下邊道一頭連接有進水口的過渡水道，另一頭連接第一水道、第二水道，第一水道和第二水道連接有分流點A的過渡水道，上邊道、下邊道、第一水道和第二水道組成回型水道，水流首先沿周向冷卻電機的兩端，增加電機定子繞組端部與端部側(cè)冷卻水的溫差，利于端部繞組的散熱。水套中間部分直接用來冷卻定子鐵芯部分，該部分導流筋的分布增加了水流與水套的接觸面積，導流筋對稱分布使冷卻水對稱流動，提高了定子鐵芯溫度分布的對稱性與均勻性。
[0019]優(yōu)選的，所述的中部水道為回型水道單元，所的回型水道單元是指在分流點并聯(lián)了兩分支水道并在另一個分流點上合并的水道單元。
[0020]優(yōu)選的，所述的分流點A和出水口之間串聯(lián)多個回型水道單元。
[0021]優(yōu)選的，所述的分流點的寬度大于中間水道寬度。
[0022]優(yōu)選的，進水口和出水口設(shè)置在臨近的外殼中部。
[0023]本實用新型的導流筋的分布確定了冷卻水道，冷卻水道迂回布置增加水流路徑的長度，增加冷卻水與水套的接觸面積，也就是提高了冷卻水與水套間的換熱面積;冷卻水道先通往水套兩端，優(yōu)先考慮了電機兩側(cè)端部的散熱，可以較大程度降低繞組端部溫升，防止端部溫度過高導致的絕緣失效，從而提高電機運行的可靠性。水流的回形路徑以及水流的分合流形式可以提高冷卻水與水套間的換熱系數(shù)。
[0024]本實用新型的有益效果是改善電機冷卻水套結(jié)構(gòu)，降低電機定子溫度，提高新能源汽車驅(qū)動電機運行的可靠性。
【附圖說明】
[0025]圖1為現(xiàn)有技術(shù)螺旋水道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為現(xiàn)有技術(shù)S型水道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為現(xiàn)有技術(shù)擾流性水道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為本實用新型第一種實施方式的冷卻結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0029]圖5為本實用新型第一種實施方式的冷卻結(jié)構(gòu)的背面示意圖
[0030]圖6為本實用新型第一種實施方式的水道展開示意圖；
[0031 ]圖7為本實用新型第一種實施方式中冷卻水道流向示意圖；
[0032]圖8為本實用新型第二種實施方式的冷卻結(jié)構(gòu)的示意圖；