一种新能源车用电机的冷却结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电器散热装置，具体涉及一种电机定子的冷却水套。
【背景技术】
[0002]随着新能源汽车技术的发展，要求逐渐增加驱动电机的输出转矩和功率，并缩小电机安装空间，这就使电机的热负荷不断提高。电机的高热负荷特征对电机内部的导热以及电机外部冷却技术提出了严苛的要求，必须合理选取和布置电机的冷却系统，从热能管理的角度实现电机在各种工况下可靠稳定运行。
[0003]永磁同步电机是目前车用驱动电机最广泛使用的电机，永磁电机定子由导热性能良好的定子铁芯和由绝缘物质包裹的绕组组成。定子内部损耗主要是由定子铁芯和定子绕组产生，绕组产生的热量通过绝缘物质传递给铁芯再与铁芯产生的热量一起传递给机壳冷却水套，由冷却水将热量带走。定子绕组的端部部分不与定子铁芯接触，散热条件差，在绕组端部与外壳端盖之间填充导热介质能一定程度改善绕组端部的散热，但受到所填充的导热介质以及端部绕组绝缘物质本身导热性能的限制，散热效果也并不理想。
[0004]目前，新能源汽车驱动电机的水套结构多采用螺旋水道(如图1所示)、S形流道(如图2所示)或者扰流式水道(如图3所示)。螺旋形水道和S型水道冷却的电机系统较为明显的电机轴向温度梯度，并不利于电机绕组端部的散热;扰流式水道能够充分利用机壳表面让冷却液与机壳圆弧面充分接触，但是冷却液流动的不可控性较大，并不能保证电机表面温度的均匀性。因此，需要改善电机冷却方案和冷却水套结构，增加冷却水与机壳水套的接触换热面，提高冷却水与水套间的对流换热系数，加强绕组端部的散热，使冷却水能够最大限度的带走定子的热量，减小定子部件温升。
[0005]专利号为“CN 201781377 U”、申请号为“CN201020533083.8”、名称为“一种汽车电机的冷却水套”的实用新型公开了一种汽车电机的冷却水套，该冷却水套上布置有进水口和出水口，该冷却水套内部有冷却水道;进水口和出水口分别位于冷却水道的两端;所述冷却水道是多条并联的冷却水道。该使用新型解决了进水口和出水口相距角度较大的情况下散热不均的问题，但其散热方向是从上自下均匀散热，对于绕组端部的升温难以调控。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有先降低电机侧端部温度，增加换热面积，提高冷却水与水套间换热系数的冷却结构。
[0007]为达到上述实用新型目的，提供包括水套和外壳，沿水套内圆柱表面径向方向布有导流筋，导流筋外侧与外壳紧密配合使水套与外壳间形成封闭的冷却水道;所述冷却水道的两端为进水口和出水口，冷却水道包括径向的上边道、径向的下边道和中部水道，进水口连接上边道或下边道后与中部水道连接。
[0008]水道布置的一种方式为所述进水口设置在冷却结构的顶部，冷却水道包括径向的上边道、径向的下边道和中部水道，进水口连接上边道起始端，上边道通过轴向过渡水道与下边道连接，再通过轴向过渡水道连接上边道，在上边道尾端有分流点A，出水口布置在冷却结构的下部，分流点A和出水口之间连接中部水道。
[0009]上边道是环形的，在径向方向上是不连通的，而下边道则是连通环形水道，上边道通过轴向过渡水道与下边道连接再通过轴向过渡水道连接上边道能形成一个环形，使得有水流首先沿周向冷却电机的两端，增加电机定子绕组端部与端部侧冷却水的温差，利于端部绕组的散热。冷却水道的中间水道部分直接用来冷却定子铁芯部分。
[0010]优选的，所述的中部水道为回型水道单元，所述的回型水道单元是指在分流点并联了两分支水道并在另一个分流点上合并的水道单元。
[0011]中部水道的回型水道单元通过分支再合并的方式，使得扰乱水流流动，达到良好散热的目的。
[0012]优选的，所述的分流点A和出水口之间串联多个回型水道单元。该部分导流筋的分布增加了水流与水套的接触面积，导流筋对称分布使冷却水对称流动，提高了定子铁芯温度分布的对称性与均匀性。
[0013]优选的，边道宽度大于中部水道的宽度。所述的边道包括上边道和下边道。
[0014]优选的，分流点宽度大于中部水道的宽度。
[0015]优选的，进水口和出水口设置在外壳上。
[0016]优选的，所述的进水口位于电机端盖，出水口设置在外壳上。
[0017]另一种水道布置方式为，进水口布置在冷却结构的中部，冷却水道包括径向的上边道、径向的下边道以及中间水道，进水口位于轴向过渡水道中间，通过轴向过渡水道并联上边道和下边道，上边道和下边道在另一轴向过渡水道的分流点A合并，所述的分流点A和出水口之间连接中部水道。
[0018]上边道和下边道均为环形，上边道、下边道一头连接有进水口的过渡水道，另一头连接第一水道、第二水道，第一水道和第二水道连接有分流点A的过渡水道，上边道、下边道、第一水道和第二水道组成回型水道，水流首先沿周向冷却电机的两端，增加电机定子绕组端部与端部侧冷却水的温差，利于端部绕组的散热。水套中间部分直接用来冷却定子铁芯部分，该部分导流筋的分布增加了水流与水套的接触面积，导流筋对称分布使冷却水对称流动，提高了定子铁芯温度分布的对称性与均匀性。
[0019]优选的，所述的中部水道为回型水道单元，所的回型水道单元是指在分流点并联了两分支水道并在另一个分流点上合并的水道单元。
[0020]优选的，所述的分流点A和出水口之间串联多个回型水道单元。
[0021]优选的，所述的分流点的宽度大于中间水道宽度。
[0022]优选的，进水口和出水口设置在临近的外壳中部。
[0023]本实用新型的导流筋的分布确定了冷却水道，冷却水道迂回布置增加水流路径的长度，增加冷却水与水套的接触面积，也就是提高了冷却水与水套间的换热面积;冷却水道先通往水套两端，优先考虑了电机两侧端部的散热，可以较大程度降低绕组端部温升，防止端部温度过高导致的绝缘失效，从而提高电机运行的可靠性。水流的回形路径以及水流的分合流形式可以提高冷却水与水套间的换热系数。
[0024]本实用新型的有益效果是改善电机冷却水套结构，降低电机定子温度，提高新能源汽车驱动电机运行的可靠性。
【附图说明】
[0025]图1为现有技术螺旋水道的结构示意图；
[0026]图2为现有技术S型水道的结构示意图；
[0027]图3为现有技术扰流性水道的结构示意图；
[0028]图4为本实用新型第一种实施方式的冷却结构的示意图；
[0029]图5为本实用新型第一种实施方式的冷却结构的背面示意图
[0030]图6为本实用新型第一种实施方式的水道展开示意图；
[0031 ]图7为本实用新型第一种实施方式中冷却水道流向示意图；
[0032]图8为本实用新型第二种实施方式的冷却结构的示意图；