液冷机壳及液冷电机的制作方法

本实用新型实施例涉及电机领域，更具体地说，涉及一种液冷机壳及液冷电机。

背景技术：

电机是生产和生活中不可缺少的重要的动力提供者。随着电机行业的发展，电机的功率密度越来越高，这对电机的体积有了更高的要求，特别是永磁电机，其功率越来越大，体积却越来越小。这就对电机的散热、安装使用结构提出了更高的要求。

目前的电机散热及安装使用结构，较广泛的方案风冷和水冷两种，其中风冷散热方案结构简单，成本较低，但其散热效率相对较低，且易产生噪音。水冷散热方案通过在电机壳体内开设导流通道，并通过水、油等介质来降低电机工作时的温度，帮助电机散热，具有散热效率高、噪音小等特点。

在水冷散热方案中，电机壳体的水路一般分为几字形水道和卷绕式水道，并且，上述几字形水道和卷绕式水道都采用内壳和外壳相结合的方案。其中具有几字形水道结构的电机壳体针对内水套制造方式的不同，通常有以下两种方案：

(1)内水套模具制作：先制作内水套模具，再把内水套用模具压铸出来，然后与外水套焊接或带密封圈过盈压入。但该方案中的内水套模具成本较高，且需要反复试模，整个过程比较复杂，加工周期较长。

(2)内水套机加工：内水套先采用机加工方式加工完成，然后外水套和内水套再用焊接方式连接在一起。该方案中机加成本高，材料利用率较低，且该方案还存在加工失误风险较大的问题，加工周期也较长。

技术实现要素：

本实用新型实施例针对上述内水套模具制作成本高、需反复试模，以及内水套机加工成本高、材料利用率低且存在加工失误风险的问题，提供一种新的液冷机壳及液冷电机。

本实用新型实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种液冷机壳，其特征在于，包括由中空型材在同一圆柱面上往复式拼接而成的机壳主体，所述机壳主体用于容纳电机定子，所述中空型材上具有轴向通孔；所述中空型材上设有进液口和出液口，所述进液口和出液口之间具有冷却液通道，且所述冷却液通道由所述中空型材内的轴向通孔形成。

优选地，所述机壳主体由一根中空型材沿所述圆柱面呈几字形往复弯折形成，且所述中空型材的相邻的外壁面之间通过焊接方式固定在一起，所述圆柱面为所述电机定子的外表面。

优选地，所述中空型材包括第一弧形面、第二弧形面以及两个连接平面，所述两个连接平面分别沿所述机壳主体的径向设置，且所述两个连接平面分别连接在所述第一弧形面和第二弧形面的两侧。

优选地，所述第一弧形面和第二弧形面的横截面具有相同的圆心以及相同的曲率。

优选地，所述中空型材的轴向通孔的内壁的横截面的形状，与所述中空型材的外壁的横截面的形状相同，所述中空型材的横截面的面积与所述轴向通孔的横截面的面积之比小于2：1。

优选地，所述中空型材具有多个相隔的轴向子通孔，且多个轴向子通孔之间的隔板与所述中空型材一体成型。

优选地，所述中空型材的轴向通孔的内壁上具有多个轴向设置的凹槽；

或者，所述中空型材的轴向通孔的内壁上具有多个轴向设置并突出于所述内壁的散热翅片。

优选地，所述液冷机壳还包括两个固定环，且所述两个固定环分别固定在所述机壳主体的两个端部。

优选地，所述机壳主体由多根独立的中空型材弯折后沿所述圆柱面拼接形成，所述冷却液通道呈几字形、s型或u型。

本实用新型实施例还提供一种液冷电机，包括定子、转子以及如上任一项所述的液冷机壳。

本实用新型实施例的液冷机壳及液冷电机，通过中空型材拼接形成机壳主体以及冷却液通道，不仅加工简单，适于大批量加工，而且材料利用率高、加工成本较低。本实用新型实施例的液冷机壳及液冷电机还壳通过改变中空型材的轴向通孔的形状，提高机壳主体与冷却液通道内的冷却液的接触面积，从而提高换热效率；对于体积、直径较大的电机，以往水套的铸造方式难度大、且成本较高，通过本实用新型的中空型材往复式弯折的方式难度大大降低，成本减少。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的液冷机壳的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的液冷机壳的分解结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的液冷机壳另一结构示意图；

图4是图3中液冷机壳沿b-b线的剖面结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的液冷机壳中的中空型材的卷绕方向的示意图；

图6是本实用新型实施例提供的液冷机壳中的中空型材的横截面的示意图；

图7是本实用新型另一实施例提供的液冷机壳中的中空型材的横截面的示意图；

图8是本实用新型又一实施例提供的液冷机壳中的中空型材的横截面的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-4所示，是本实用新型实施例提供的液冷机壳实施例的示意图，该液冷机壳可应用于工控行业的高功率密度的液冷电机。本实施例的液冷机壳包括用于容纳电机定子的机壳主体1，该机壳主体1由中空型材11(即中空型材11具有轴向通孔111)拼接而成，且上述中空型材11位于同一圆柱面上，且中空型材11的主体部分沿机壳主体1的轴向设置。上述中空型材11上设有用于连接外部冷却液管路的进液口12和出液口13(该进液口12和出液口13可位于机壳主体1的外周面上)。进液口12和出液口13之间具有冷却液通道，且上述冷却液通道由中空型材11内的轴向通孔111形成。

上述中空型材11可由金属材料(例如铝或铝合金等)通过挤压方式加工而成，因此其不仅加工简单，成本较低，而且适合大批量加工制造。上述液冷机壳通过中空型材11拼接形成机壳主体1以及冷却液通道(由中空型材11内的轴向通孔111构成)，不仅加工简单，适于大批量加工，而且材料利用率高、加工成本较低。

上述液冷机壳还可包括两个固定环2，且该两个固定环2分别设于机壳主体1的两端。上述固定环2可分别通过焊接方式与机壳主体1相结合，并用于后续安装液冷电机的前后端盖和定子铁芯等。

在本实用新型的一个实施例中，机壳主体1由一根中空型材11沿机壳主体1的圆柱面(该圆柱面为电机定子的外表面)往复弯折形成，从而在机壳主体1内形成主体部分为沿机壳主体1的轴向的几字形冷却液通道。为保证结合强度以及满足密封等级要求，弯折后的中空型材11的相邻的接合面之间通过焊接方式固定在一起，即弯折后的中空型材11的相邻的外壁面之间具有焊接层14。具体地，上述机壳主体1可在特定工装上以几字形的方式卷绕而成，具体卷绕方式可结合图5所示，即从出液口13(或进液口12)处开始按箭头方式均匀卷绕，并在进液口12(或出液口13)端结束，在卷绕时边卷绕边焊接，保证中空型材11的缝隙焊接在一起。

在中空型材11卷绕、焊接完毕后，需对两端进行推压或打磨等加工，以消除相邻段的中空型材11之间因弯折而形成的弧形部分。然后在机壳主体1的前、后端分别焊接固定环2，并保证焊接无缝隙。最后对机壳主体1的外圆和内圆打磨加工，以使机壳主体1内外圆表面平整，方便后续安装液冷电机前后端盖和铁芯。

当然，在实际应用中，上述机壳主体1也可由多根相互独立的中空型材11直接沿圆柱面拼接而成，或者由多根相互独立的中空型材11弯折后沿圆柱面拼接而成，并由中空型材11内的轴向通孔在机壳主体1内形成呈几字形、s型或u型冷却液通道。

此外，弯折后的中空型材11也可通过其他方式固定，但其结合强度相对较低，并影响液冷机壳的强度。

结合图6所示，上述中空型材11的外壁可包括第一弧形面112、第二弧形面113以及两个连接平面114，其中两个连接平面114分别沿机壳主体1的径向设置，且两个连接平面114分别连接在第一弧形面112和第二弧形面113的两侧。中空型材11的上述结构，不仅利于相邻段的中空型材的拼接(焊接固定)，而且利于后续的机壳主体1的内、外圆打打磨。

上述第一弧形面112和第二弧形面113的横截面具有相同的圆心以及相同的曲率。通过上述结构，可使机壳主体1的内、外圆同心，提高液冷电机运转的平稳性。

特别地，上述中空型材11的轴向通孔111的内壁的横截面的形状，可与型材11的外壁的横截面的形状相同。并且，中空型材11的横截面的面积与轴向通孔111的横截面的面积之比小于二分之一，即轴向通孔111的横截面的面积占据中空型材11的横截面的面积的一半以上。通过该方式，可提高冷却液通道内的冷却液的径流量，从而提高散热效率。

如图7所示，是本实用新型另一实施例提供的液冷机壳中的型材11的横截面的示意图。在本实施例中，中空型材11具有两个相隔的轴向子通孔1111，且两个轴向子通孔之间的隔板与型材11的本体一体成型。通过上述结构，增加了冷却液通道内的冷却液与中空型材11的接触面积，从而可提高热交换效率。当然，在实际应用中，还可进一步增加轴向子通孔1111的数量，但同时需要考虑中空型材11的强度以及冷却液通道的径流量。

图8是本实用新型又一实施例提供的液冷机壳中的中空型材11的横截面的示意图。在本实施例中，中空型材11的轴向通孔111的内壁上可具有多个轴向设置的凹槽1112。上述凹槽1112同样可增加冷却液通道内的冷却液与中空型材11的接触面积，从而可提高热交换效率。

此外，上述中空型材11的轴向通孔111的内壁还可设置多个轴向设置并突出于内壁的壁面的散热翅片。同样地，上述散热翅片可增加冷却液通道内的冷却液与中空型材11的接触面积，从而可提高热交换效率。

本实用新型实施例还提供一种液冷电机，该液冷电机可以是工控行业中使用的高功率密度电机，该液冷电机包括定子、转子以及如上所述的液冷机壳。上述液冷机壳可连接外部冷却液管路，且该液冷电机可通过流经上述液冷机壳内的冷却液通道进行散热。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。