一种一体化散热内置式盘式电动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及纯电动、混合动力汽车领域的电动机，具体涉及一种一体化散热内置式盘式电动机。
【背景技术】
[0002]在纯电动、混合动力汽车领域应用的电机多为径向磁通的永磁同步电机或者三相异步电动机，由于传统径向电机轴向安装尺寸较大，功率密度和效率都偏低，不利于缩小电机体积和降低能耗。
[0003]常规的水冷电机，一般采用机座水冷或者端盖水冷等单一冷却形式，而电动、混合动力汽车用电机防护等级要求高，车内安装空间狭小，电机运行产生的热量，因机座内空气的导热能力比较差，有时仅仅靠机座水冷或者端盖水冷来换热往往不能及时散出，给电机的热管理带来极大挑战。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种一体化散热内置式盘式电动机，具有换热效率高，换热面积大，导热速度快的优点，采用这种散热结构的盘式电机，功率密度、扭矩密度可以做得更大，结构更加紧凑，适应于未来对电机安装空间有苛刻要求的场合。
[0005]为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案为:
[0006]—种一体化散热内置式盘式电动机，是一种轴向磁通电机，包括非驱动端定子组件1、转子组件2、驱动端定子组件3、机座组件4、出线盒组件5和旋转变压器组件6，转子组件2位于非驱动端定子组件I与驱动端定子组件3的中间，非驱动端定子组件I和驱动端定子组件3固定在机座组件4上，旋转变压器组件6固定到非驱动端定子组件I上，出线盒组件5固定到机座组件4上。
[0007]所述的驱动端定子组件3包括定子铁芯8，定子铁心8由高磁导率、低损耗、超薄硅钢片卷绕而成，定子铁心8加工有燕尾槽，燕尾槽中放置横梁14，通过紧定螺钉15锁紧横梁14，达到定子铁芯8完全贴合到驱动端端盖9的端面上;定子铁心8与驱动端端盖9的贴合面涂覆导热环氧树脂，定子铁心8外的定子绕组7为散下线的集中式绕组，定子绕组7外部设有导热陶瓷片10，导热陶瓷片10和驱动端端盖9、机座组件4相接触，驱动端端盖9内侧设有轴承外盖12和唇形密封11，水道盖板13通过紧定螺钉固定到驱动端端盖9上，形成封闭水道，磁性槽楔16安装到定子铁芯8中的槽中，楔紧定子绕组7。
[0008]所述的非驱动端定子组件I的结构形式与驱动端定子组件3的结构形式相同。
[0009]所述的转子组件2包括磁钢18，磁钢18外圆周及底面涂覆磁钢底面胶，使用转子铁芯17来定位磁钢18，在磁钢18的上下两侧安装有主磁极19和漏磁极20，通过紧定螺钉28和螺母27实现主磁极19和漏磁极20的轴向方向的固定，转子铁芯17与主轴21通过花键副传递较大扭矩，转子组件2的驱动端设有第一角接触球轴承22，非驱动端设计有第二角接触球轴承24以及固定用的圆螺母25和止动垫圈26。
[0010]所述的一体化散热内置式盘式电动机整个冷却水路包括驱动端端盖9的回旋水道、内机座30中的回旋水道和非驱动端端盖38中的回旋水道，驱动端端盖9设有I组进出水口:第一进水口32、第一出水口33;非驱动端端盖38设有I组进出水口:第二进水口36、第二出水口 37;机座组件4上设有第三进水口 34和第三出水口 35，整个冷却水路流向依次为:第一进水口 32—驱动端端盖9的回旋水道—第一出水口 33—第三进水口 34—内机座30的回旋水道—第三出水口 35—第二进水口 36—非驱动端端盖38的回旋水道—第二出水口 37。
[0011]所述的驱动端端盖9的端面设计成回旋型水道。
[0012]所述的机座组件4由内机座30和外机座31组成，其中第三进水口 34、第三出水口 35焊接在外机座31上，内机座30加工有回旋型水道，外机座31焊接到内机座30上，第三进水口34、内机座30加工有回旋型水道和第三出水口35形成密封的水道空间，定子绕组7的引出线通过内机座30上的过线孔29与动力电缆连接。
[0013]所述的出线盒组件5包括出线盒盖板41、出线盒42、大填料函39、小填料函40和紧定螺钉43，大填料函39与小填料函40通过螺纹固定到出线盒盖板41上，出线盒盖板41通过紧定螺钉43固定到出线盒42上，出线盒42通过紧定螺钉43固定到内机座30上，将定子绕组7的引接线和电机的动力线，通过空心铜管压紧连接，电机的动力线通过大填料函39固定，电机的温检信号线，通过小填料函40压紧固定。
[0014]所述的旋转变压器组件6包括轴盘47，轴盘47固定在主轴21上，轴盘47通过轴盘套筒52定位，使用紧定螺栓49，通过旋变转子压板50定位固定旋变转子44，旋变定子45由旋变定子压板51通过限位槽固定，旋变定子45外的旋变定位板46通过紧定螺钉固定到非驱动端定子I的轴承外盖上，旋变转子44和旋变定子45外的旋变盖板48通过螺钉固定到旋变定位板46上。
[0015]所述的磁钢18采用耐温等级更高的N38EH，最高工作温度达到200°C。
[0016]本发明的有益效果:
[0017]由于从主动降低损耗和被动降低损耗方面进行了盘式电机的热管理设计。主动降低损耗方面主要考虑采用了超薄的硅钢片制作定子铁芯8和转子铁芯17来降低铁耗，磁钢18采用环氧镀层来阻断涡流以降低涡流损耗，定子绕组7采用细的漆包线来降低高频涡流铜耗等措施。被动降低损耗方面，主要考虑盘式电机的驱动端端盖9水道、机座组件4进行组合一体化设计，提高电机系统的对流换热能力;通过驱动端端盖9、机座组件4，以及采用导热陶瓷10、导热环氧树脂等提高传热路径的传导能力。同时，定子绕组7漆包线采用耐温等级更高的漆膜，磁钢18采用耐温等级更高的N38EH烧结钕铁硼材质，通过以上措施，盘式电机具有了更高的耐温升等级，可以承受更大的过载，结构更加紧凑，提高了电机功率密度；转子采用了交/直轴磁路不相等内置式结构，拥有了较宽的弱磁调速能力，适合纯电动、混合动力汽车等对空间要求苛刻、直驱或者配变速箱的动力。
【附图说明】
[0018]图1为本发明电机整体结构图。
[0019]图2为本发明驱动端定子组件的结构图。
[0020]图3为本发明转子组件的结构图。[0021 ]图4为本发明电机冷却水路的结构图。
[0022]图5为本发明驱动端端盖的结构图。
[0023]图6为本发明机座组件的结构图。
[0024]图7为本发明出线盒组件的结构图。
[0025]图8为本发明旋转变压器组件的结构图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本发明作详细描述。
[0027]如图1所不，一种一体化散热内置式盘式电动机，是一种轴向磁通电机，米用双定子单转子结构，其中转子采用磁钢内置式结构，热管理采用双端盖水冷、机座水冷与导热陶瓷传导的组合散热模式;包括非驱动端定子组件1、转子组件2、驱动端定子组件3、机座组件
4、出线盒组件5和旋转变压器组件6，转子组件2位于非驱动端定子组件I与驱动端定子组件3的中间，通过紧定螺钉将非驱动端定子组件I和驱动端定子组件3固定在机座组件4上，旋转变压器组件6通过紧定螺钉将其固定到非驱动端定子组件I上，出线盒组件5通过紧定螺钉固定到机座组件4上。
[0028]如图2所示，所述的驱动端定子组件3包括定子铁芯8，定子铁心8由高磁导率、低损耗、超薄硅钢片卷绕而成，定子铁心8加工有燕尾槽，燕尾槽中放置横梁14，通过紧定螺钉15锁紧横梁14，达到定子铁芯8完全贴合到驱动端端盖9的端面上;定子铁心8与驱动端端盖9的贴合面涂覆导热环氧树脂，定子铁心8外的定子绕组7为散下线的集中式绕组，定子铁芯8产生的热量传导到驱动端端盖9上，然后通过其上的回旋型水道的水流将热量带走，定子绕组7外部设有导热陶瓷片10，导热陶瓷片10和驱动端端盖9、机座组件4相接触，定子绕组7—部分热量通过传导，传递到定子铁芯8上，另一部分热量通过导热陶瓷片10分别传导到驱动端端盖9上和机座组件4的上，通过其水道内的水流带走，驱动端端盖9内侧设有轴承外盖12和唇形密封11，轴承外盖12实现对轴承外圈的固定，而唇形密封11实现对轴承的密封，防止灰尘、固体颗粒物等的进入，水道盖板13通过紧定螺钉固定到驱动端端盖9上，形成封闭水道，磁性槽楔16安装到定子铁芯8中的槽中，楔紧定子绕组7。
[0029]所述的非驱动端定子组件I的结构形式与驱动端定子组件3的结构形式相同。
[0030]如图3所示，为了使电机具有宽的弱磁调速能力，将转子组件2设计成内置式结构，达到交直轴磁阻不相等，同时可牢靠固定磁钢以及降低漏磁通的目的，所述的转子组件2包括磁钢18，磁钢18外圆周及底面涂覆磁钢底面胶，使用转子铁芯17来定位磁钢18，在磁钢18的上下两侧安装有主磁极19和漏磁极20，通过紧定螺钉28和螺母27实现主磁极19和漏磁极20的轴向方向的固定，转子铁芯17与主轴21分别设计有内外花键，通过花键副传递较大扭矩，转子组件2的驱动端设有第一角接触球轴承22，非驱动端设计有第二角接触球轴承24以及固定用的圆螺母25和止动垫圈26，每个角接触球轴承内圈都做绝缘处理，有效防止轴电流对角接触球轴承的损伤，角接触球轴承采用专用的轴承润滑脂，弧键23通过焊接直接固定到主轴21