一种新型冷却方式的轮毂电机的制作方法

本发明涉及一种采用新冷却方式的轮毂电机。

背景技术：

目前电机的冷却方式主要由以下几种：自然冷却、强迫风冷、液冷，与其他冷却方式相比，在相同功率等级下，使用液冷方式冷却的电机具有体积小，重量轻的优点，材料的利用率更高。

电机在运行过程中，由于铜损、铁损及机械损耗等损耗会产生不少的热量，为了散热，现有技术一般在电机的壳体中设置循环水路，通过循环水路的冷却水进行散热。

目前市场的大部分水冷电机都是壳体带循环水路，定子铁芯与壳体接触，电机产生的热量通过定子铁芯传给壳体循环水路的冷却水，通过冷却水的循环带走热量。上述的电机冷却系统结构，主要产生热量的定子绕组端部并不直接与带有水道的壳体接触，电机产生的热量先是从绕组传递给铁芯，再通过铁芯传递给循环水路的冷却水，存在热量传递次数多、散热慢等缺点，使得散热效率较低，特别是对功率密度比较高的外转子电机，散热条件如若不好，会直接影响电机的使用寿命和额定功率，严重的还会造成电机烧损。

中国专利CN201520661652.X、CN201610101197.7和CN201511019548.1提供了几种不同冷却方案的电机。

CN201520661652.X提供了一种水冷电机。该实用新型涉及汽车制造技术领域，具体公开了水冷电机，包括电机外壳与内胆，且电机外壳与内胆一体浇铸成型；内胆上设有水道，水道呈螺旋形，内胆的底部还设有中空的环形槽，电机外壳上设有进水口和出水口，且进水口和出水口是设置在电机外壳的同一侧面，进水口的位置要高于出水口的位置，进水口与水道位置较高的一端连接，出水口与水道位置较低的一端连接。该实用新型的内胆和电机外壳一体浇铸成型，密封性能佳，不易漏水。电机外壳上进水口和出水口的配合实现电机外壳的冷却，有利于提高水冷电机的性能。然而该电机结构为内转子电机，其冷却方式不适合外转子的轮毂电机。

CN201610101197.7公开了一种水冷电机，包括转子和定子，所述转子固定于中心转轴上，还包括散热管道，所述转子包括相对设置的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和第二壳体上均设置有磁铁，两个所述磁铁以N极和S极相对设置，所述定子固定于两个所述磁铁之间，所述定子内嵌有所述散热管道。如此在水冷电机运行过程中定子所接收的热量能够直接由散热管道进行散热，从而使得水冷电机的散热效率较高。然而该电机为轴向磁场，其冷去方式不适合用于径向磁场电机，而且不能直接冷却温度最高的绕组端部。

CN201511019548.1公开了一种强化轮毂电机散热性能的装置，该装置的定子的两侧面上设有凹槽；定子热管包括吸热端和散热端，吸热端包括第一定子热管和第二定子热管；第一定子热管和第二定子热管都弯成圆形结构，分别安装在定子的两侧面上的凹槽中；定子热管两散热端都伸入围绕定轴设置的定子散热翅片内；轮毂电机前端盖的外表面设有散热翅片，或设有散热翅片与热管配合的散热结构；转子的每个凸极上设有至少一个凹槽，凹槽中设有转子热管。该发明从轮毂电机产生热量的源头出发，开辟了从定子、转子、电机外壳三个方面全面地将轮毂电机的热量迅速散发到外界，达到强化轮毂电机内部定子、转子及外壳散热性能的效果。虽然该发明可以从三个方面同时散热，但是温度最高的绕组端部并不能直接与散热装置接触，延缓了散热效果，而且散热装置较为复杂，成本相对较高，现场操作起来具有一定难度。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的电机热量传递次数多、散热慢的缺点，提供一种采用新的冷却方式的轮毂电机。本发明可以改善轮毂电机散热条件，提高轮毂电机转矩密度和功率密度。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的轮毂电机包括定子和转子。所述转子固定于壳体内，壳体通过端盖与转轴连接在一起。一端带有端板圆筒形的支架位于定子内圆处，对定子起着支撑与固定的作用。支架内设有冷却流道，冷却流道内充有冷却介质。定子铁芯内壁与支架的圆筒段外壁接触，定子绕组端部与支架端板内立面接触。位于电机前端的前端盖与壳体相连接。轴承安装在支架内圆处，转轴与支架依靠轴承连在一起。转轴通过螺栓与位于电机后端的后端盖连接在一起。

所述壳体、支架、前端盖及后端盖均为铝合金材质。

所述转子通过端盖用螺栓与转轴紧固在一起。

所述定子与支架的配合有一定过盈量。

所述轴承安装在支架的内圆处，轴承安装方式为交叉组合方式。

本发明轮毂电机产生的热量由定子铁芯和绕组端部同时传递给支架，通过支架内部冷却流道的冷却液快速将热量带走。同时，支架为铝合金材质，导热系数远高于普通钢材的导热系数。该电机结构使得电机更加趋向于轻量化，并提高了材料的利用率及电机的功率密度。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的爆炸示意图；

图3为本发明实施例的定子与支架拆解及散热部位示意图，图3a为定子，图3b为支架；

图4为本发明实施例的支架的结构示意图，图4a为支架正视图，图4b为支架剖视图，图4c为支架轴测图；

图中，1前端盖、2壳体、3转子、4定子、5支架、6后端盖、7转轴、8轴承、5001支架圆筒段外壁、5002支架端板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图1、图2、图3及图4所示，前端盖1、壳体2、转子3、定子4、支架5、后端盖6、转轴7及轴承8等构成本发明轮毂电机的电机整体。其中前端盖1位于电机前端，与壳体2相连接；转子3安装于壳体2内圆处，支架5位于定子4内圆处，支撑并固定定子4。支架5通过轴承8与转轴7连接在一起，转轴7通过螺栓与位于电机后端的后端盖6连接在一起。

支架5为圆筒形，一端带有端板5002。支架5内开有冷却流道，一部分冷却流道502位于支架端板5002内，另一部分冷却流道501位于支架的圆筒段壁面内，两部分冷却流道通过连通孔连通，串联或并联,如图4b所示。

转子3装配在壳体2内，转子3与壳体2之间有一定过盈量。带有转子3的壳体2通过后端盖6用螺栓与转轴7紧固在一起。定子4热套在支架5上，在定子绕组端部与支架接触面5002处做好绝缘处理，再通过轴承8将支架5与转轴7连接在一起。

电机的主要发热部件为定子绕组，定子绕组温度最高部分一般都在定子绕组端部。本发明实施例的定子铁芯内壁与支架5的圆筒段外壁接触，定子绕组端部直接与支架5端板的内立面接触。电机运行过程中产生的热量从定子铁芯及定子绕组端部传递给支架5圆筒段外壁5001和支架5端板5002，并通过支架5端板内的冷却流道502和圆筒段内壁的冷却流道501内的冷却液快速将热量带走，极大地提高了电机的散热能力，降低了电机温升，保证了电机的长时稳定运行。