水冷电机的机壳水道结构及机壳主体的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种水冷电机的机壳水道结构，其包括分别独立的部件的一机壳主体、两封闭环；机壳主体的壁中有N条轴向筋；每一轴向筋两侧分别与内、外侧壁相连，从而使内、外侧壁及轴向筋固定为一体，并在机壳主体的壁中分割形成N条轴向水道；偶数从轴向筋上端同主轴向筋上端对齐，下端较主轴向筋下端缩进；奇数从轴向筋下端同主轴向筋下端对齐，上端较主轴向筋上端缩进；一个封闭环扣合在机壳主体上端，并抵靠在主轴向筋上端及偶数从轴向筋上端；另一个封闭环扣合在机壳主体下端，并抵靠在主轴向筋下端及奇数从轴向筋下端。本实用新型还公开了一种机壳主体。本实用新型能降低水冷电机的机壳水道结构的制造成本，降低制造难度。
【专利说明】
水冷电机的机壳水道结构及机壳主体
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及电机，特别涉及一种水冷电机的机壳水道结构机机壳主体。
【背景技术】
[0002]三相交流永磁同步电机具有可靠、高效、节能等优点。电机在进行能量转换时，总是有一小部分损耗转变为热量，它必须通过电机外壳和周围介质不断将热量散发出去，介质可为气体或液体，方式可为自然冷却和强迫冷却。由于三相交流永磁同步电机体积小功率大，在同时要求高功率密度和小体积的环境中，通常采用强迫水冷方式。
[0003]目前常见的机壳水冷方式在电机机壳内的流向分两种:一种是周向水道，如图1所示，是沿机壳周向呈螺旋形流动，隔板为螺旋形状;另一种是轴向水道，如图2所示，是沿电机轴向方向流动，由机壳内部的轴向隔板进行导向。有时会添加扰流柱等方案以减少压力损耗，但流体基本方向不受影响。
[0004]水冷电机的机壳需要将流体密封在水道里，目前常见的水冷电机机壳会将机壳分成内外两个圆筒形状部件，再以某种方式实现密封，并固定在一起。内外机壳的形状方式有多种，可以如图3是两个“L”形互套;也可以如图4外机壳为纯环状。
[0005]轴向水道的机壳成型方案有铸铁、铸铝，或无缝管或卷料焊接，周向水道也可压铸，或采用纯机加工成型。
[0006]若采用压铸制造，内外两个大零件的压铸模具成本较高。而纯机加工件即便使用管料，由于切削量大，成本也很可观。另外，当机壳轴向长度较长，直径较大，内外壳体厚度较薄时，由于某些情况需要保证内外机壳的同轴度，而内外机壳均为薄壁件，所以也存在内外机壳加工精度较难控制的问题。
[0007]目前也有一些厂商采用消失模铸造的方法，将壳体与水道一次成型。消失模铸造本身工艺较为复杂，首先要通过泡沫塑料注塑形成与成品一样形状的消失模，消失模会分隔成四段注塑，这样封闭的水道才能变成开放截面。消失模制作完成后，要向其中注砂，使砂型充满中空水道。然后将消失模放入砂型，进行铸造，泡沫塑料会被高温金属液体气化，这样就形成了充满砂型的水道。最后用高压水流将水道内的砂型冲刷干净，通过预留的排沙孔流出，再用金属塞把排沙孔焊接密封，就在机壳里形成了中空的冷却水道。这种复杂的工艺使得模具和成品的成本都很高。而且冲砂时很难将水道内的沙子完全冲刷干净，遗留的沙子会影响散热，甚至影响水栗系统。另外由于其属于砂铸，材料致密性不好，生产中报废率较高。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型要解决的技术问题是，降低水冷电机的机壳水道结构的制造成本，降低制造难度。
[0009]为解决上述技术问题，本实用新型提供的水冷电机的机壳水道结构，其包括包括一机壳主体、两封闭环；
[0010]机壳主体、封闭环为分别独立的部件；
[0011 ]所述机壳主体的壁中有N条轴向筋；
[0012]每一轴向筋，内外两侧分别与所述机壳主体的内侧壁、外侧壁相连，从而使所述机壳主体的内侧壁、外侧壁及轴向筋固定为一体，并在所述机壳主体的壁中分割形成N条轴向水道，按逆时针方向依次分别为第I条轴向水道到第N条轴向水道，N为大于等于3的整数；
[0013]第I条轴向水道同第N条轴向水道相邻接，之间由主轴向筋分割；
[0014]第i条轴向水道同第1-Ι条轴向水道之间由从轴向筋分割，2<i<N，i为正整数；
[0015]当i为偶数时，第i条轴向水道同第1-Ι条轴向水道之间的从轴向筋为偶数从轴向筋，偶数从轴向筋上端同主轴向筋上端对齐，下端较主轴向筋下端缩进；
[0016]当i为奇数时，第i条轴向水道同第1-Ι条轴向水道之间的从轴向筋为奇数从轴向筋，奇数从轴向筋下端同主轴向筋下端对齐，上端较主轴向筋上端缩进；
[0017]—个封闭环扣合在所述机壳主体上端，并抵靠在主轴向筋上端及偶数从轴向筋上端;另一个封闭环扣合在所述机壳主体下端，并抵靠在主轴向筋下端及奇数从轴向筋下端。
[0018]较佳的，主轴向筋两端较所述机壳主体的两端缩进。
[0019]较佳的，所述机壳主体的外侧壁、内侧壁轴向长度不等。
[0020]较佳的，第I条轴向水道、第N条轴向水道处的外侧壁上分别设置有水口。
[0021]较佳的，所述封闭环的材质为橡胶、塑料、金属或复合材料。
[0022]为解决上述技术问题，本实用新型提供的机壳主体，其壁中有N条轴向筋；
[0023]每一轴向筋，内外两侧分别与所述机壳主体的内侧壁、外侧壁相连，从而使所述机壳主体的内侧壁、外侧壁及轴向筋固定为一体，并在所述机壳主体的壁中分割形成N条轴向水道，按逆时针方向依次分别为第I条轴向水道到第N条轴向水道，N为大于等于3的整数；
[0024]第I条轴向水道同第N条轴向水道相邻接，之间由主轴向筋分割；
[0025]第i条轴向水道同第1-Ι条轴向水道之间由从轴向筋分割，2^ i ^ N，i为正整数；
[0026]当i为偶数时，第i条轴向水道同第1-Ι条轴向水道之间的从轴向筋为偶数从轴向筋，偶数从轴向筋上端同主轴向筋上端对齐，下端较主轴向筋下端缩进；
[0027]当i为奇数时，第i条轴向水道同第1-Ι条轴向水道之间的从轴向筋为奇数从轴向筋，奇数从轴向筋下端同主轴向筋下端对齐，上端较主轴向筋上端缩进。
[0028]较佳的，主轴向筋两端较所述机壳主体的两端缩进。
[0029]较佳的，所述机壳主体的外侧壁、内侧壁轴向长度不等。
[0030]较佳的，第I条轴向水道、第N条轴向水道处的外侧壁上分别设置有水口。
[0031 ]本实用新型的水冷电机的机壳水道结构，机壳主体的壁中设置N条轴向水道，邻接轴向水道之间由轴向筋分割，机壳主体两端由封闭环封闭起来，形成完整水道。主轴向筋从上至下贯穿机壳主体，从轴向筋则均短于主轴向筋，短去的部分以上端-下端轮流循环的方式分布。当机壳柱体上下两端被贴合主轴向筋的两个封闭环完全封闭时，冷却液从一个水口进入，受间隔的轴向筋引导，呈轴向S形流动，最后从另一侧水口流出。本实用新型的水冷电机的机壳水道结构，由于机壳主体、封闭环为分别独立的部件，机壳主体结构简单且各部分呈轴向分布，便于通过金属挤出工艺加工成型，后续只需少量机加工，所以制造成本低，精度高。
【附图说明】
[0032]为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面对本实用新型所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1是周向水道不意图；
[0034]图2是轴向水道示意图；
[0035]图3是内外机壳“L”形互套形成轴向水道示意图；
[0036]图4是内外机壳纯环形互套形成轴向水道示意图；
[0037]图5是本实用新型的水冷电机的机壳水道结构一实施例结构示意图；
[0038]图6是本实用新型的水冷电机的机壳水道结构一实施例机壳主体的径向截面示意图；
[0039]图7是本实用新型的水冷电机的机壳水道结构一实施例水道示意图；
[0040]图8是本实用新型的水冷电机的机壳水道结构一实施例局部放大不意图；
[0041]图9是本实用新型的水冷电机的机壳水道结构一实施例轴向剖面示意图。
【具体实施方式】
[0042]下面将结合附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0043]实施例一
[0044]水冷电机的机壳水道结构，如图5、图6所示，包括一机壳主体、两封闭环；
[0045]机壳主体、封闭环为分别独立的部件；
[0046]所述机壳主体的壁中有N条轴向筋；
[0047]每一轴向筋，内外两侧分别与所述机壳主体的内侧壁、外侧壁相连，从而使所述机壳主体的内侧壁、外侧壁及轴向筋固定为一体，并在所述机壳主体的壁中分割形成N条轴向水道，按逆时针方向依次分别为第I条轴向水道到第N条轴向水道，N为大于等于3的整数；
[0048]第I条轴向水道同第N条轴向水道相邻接，之间由主轴向筋31分割；
[0049]第i条轴向水道同第1-Ι条轴向水道之间由从轴向筋32分割，2<i<N，i为正整数；
[0050]当i为偶数时，第i条轴向水道同第1-Ι条轴向水道之间的从轴向筋为偶数从轴向筋，偶数从轴向筋上端同主轴向筋上端对齐，下端较主轴向筋下端缩进；
[0051]当i为奇数时，第i条轴向水道同第1-Ι条轴向水道之间的从轴向筋为奇数从轴向筋，奇数从轴向筋下端同主轴向筋下端对齐，上端较主轴向筋上端缩进；
[0052]如图7、图8所示，一个封闭环扣合在所述机壳主体上端，并抵靠在主轴向筋上端及偶数从轴向筋上端；另一个封闭环扣合在所述机壳主体下端，并抵靠在主轴向筋下端及奇数从轴向筋下端。
[0053]实施例一的水冷电机的机壳水道结构，机壳主体的壁中设置N条轴向水道，邻接轴向水道之间由轴向筋分割，机壳主体两端由封闭环封闭起来，形成完整水道。主轴向筋从上至下贯穿机壳主体，从轴向筋则均短于主轴向筋，短去的部分以上端-下端轮流循环的方式分布。当机壳柱体上下两端被贴合主轴向筋的两个封闭环完全封闭时，冷却液从一个水口进入，受间隔的轴向筋引导，呈轴向S形流动，最后从另一侧水口流出。
[0054]实施例一的水冷电机的机壳水道结构，由于机壳主体、封闭环为分别独立的部件，机壳主体结构简单且各部分呈轴向分布，便于通过金属挤出工艺加工成型，后续只需少量机加工，所以制造成本低，精度高。
[0055]实施例二
[0056]基于实施例一的水冷电机的机壳水道结构，如图9所示，所述机壳主体的外侧壁、内侧壁轴向长度不等，比如机壳主体的内侧壁在整圆周短于外侧壁，或在整圆周长于外侧壁。
[0057]所述封闭环可以是端盖，也可以是其他能完成水路封闭的零件。
[0058]较佳的，主轴向筋两端较所述机壳主体的两端缩进。
[0059]实施例二的水冷电机的机壳水道结构，并不要求机壳主体的壁的内外两侧在轴向长度相等，只要两端的封闭环可以完成水道在端面的封闭即可。
[0060]实施例三
[0061 ]基于实施例一的水冷电机的机壳水道结构，机壳主体第I条轴向水道、第N条轴向水道处的外侧壁上分别设置有水口 30。
[0062]两个水口30所在的相邻水道之间的主轴向筋从上至下贯穿机壳主体，完全分隔冷却液。
[0063]用于进水或出水的水口位置可以在其所在单股水道的轴向方向任意布置。
[0064]较佳的，N为16。
[0065]较佳的，所述机壳主体材质为铝，通过铝挤出工艺加工成型。
[0066]较佳的，所述封闭环的材质可以为橡胶、塑料、金属、复合材料等。
[0067]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。
【主权项】
1.一种水冷电机的机壳水道结构，其特征在于，包括一机壳主体、两封闭环； 机壳主体、封闭环为分别独立的部件； 所述机壳主体的壁中有N条轴向筋； 每一轴向筋，内外两侧分别与所述机壳主体的内侧壁、外侧壁相连，从而使所述机壳主体的内侧壁、外侧壁及轴向筋固定为一体，并在所述机壳主体的壁中分割形成N条轴向水道，按逆时针方向依次分别为第I条轴向水道到第N条轴向水道，N为大于等于3的整数； 第I条轴向水道同第N条轴向水道相邻接，之间由主轴向筋分割； 第i条轴向水道同第1-1条轴向水道之间由从轴向筋分割，2 < i < N，i为正整数； 当i为偶数时，第i条轴向水道同第i_l条轴向水道之间的从轴向筋为偶数从轴向筋，偶数从轴向筋上端同主轴向筋上端对齐，下端较主轴向筋下端缩进； 当i为奇数时，第i条轴向水道同第i_l条轴向水道之间的从轴向筋为奇数从轴向筋，奇数从轴向筋下端同主轴向筋下端对齐，上端较主轴向筋上端缩进； 一个封闭环扣合在所述机壳主体上端，并抵靠在主轴向筋上端及偶数从轴向筋上端；另一个封闭环扣合在所述机壳主体下端，并抵靠在主轴向筋下端及奇数从轴向筋下端。2.根据权利要求1所述的水冷电机的机壳水道结构，其特征在于， 主轴向筋两端较所述机壳主体的两端缩进。3.根据权利要求1所述的水冷电机的机壳水道结构，其特征在于， 所述机壳主体的外侧壁、内侧壁轴向长度不等。4.根据权利要求1所述的水冷电机的机壳水道结构，其特征在于， 第I条轴向水道、第N条轴向水道处的外侧壁上分别设置有水口。5.根据权利要求1所述的水冷电机的机壳水道结构，其特征在于， 所述封闭环的材质为橡胶、塑料或金属。6.一种机壳主体，其特征在于，所述机壳主体的壁中有N条轴向筋； 每一轴向筋，内外两侧分别与所述机壳主体的内侧壁、外侧壁相连，从而使所述机壳主体的内侧壁、外侧壁及轴向筋固定为一体，并在所述机壳主体的壁中分割形成N条轴向水道，按逆时针方向依次分别为第I条轴向水道到第N条轴向水道，N为大于等于3的整数； 第I条轴向水道同第N条轴向水道相邻接，之间由主轴向筋分割； 第i条轴向水道同第1-1条轴向水道之间由从轴向筋分割，2 < i < N，i为正整数； 当i为偶数时，第i条轴向水道同第i_l条轴向水道之间的从轴向筋为偶数从轴向筋，偶数从轴向筋上端同主轴向筋上端对齐，下端较主轴向筋下端缩进； 当i为奇数时，第i条轴向水道同第i_l条轴向水道之间的从轴向筋为奇数从轴向筋，奇数从轴向筋下端同主轴向筋下端对齐，上端较主轴向筋上端缩进。7.根据权利要求6所述的机壳主体，其特征在于， 主轴向筋两端较所述机壳主体的两端缩进。8.根据权利要求6所述的机壳主体，其特征在于， 所述机壳主体的外侧壁、内侧壁轴向长度不等。9.根据权利要求6所述的机壳主体，其特征在于， 第I条轴向水道、第N条轴向水道处的外侧壁上分别设置有水口。
【文档编号】H02K5/20GK205509730SQ201620094833
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】邵康, 余吉元, 何晨翔, 刘家臻, 冯琛朔, 张冠楠
【申请人】联合汽车电子有限公司