一种带油路结构的油冷电机、电机油路冷却系统的制作方法

本发明属于电机技术领域，尤其涉及一种带油路结构的油冷电机、电机油路冷却系统。

背景技术：

电机冷却方式中，有一种方式为使用冷却油直接与电机的定转子的产生损耗的部件接触交换散热，这一类冷却方式目前主要采用的冷却结构是将冷却油通过导管或细孔喷淋至产生损耗部件的表面，同时一部分冷却油兼顾润滑轴承的滚道。现有这种油路结构一般都是依靠动力总成系统来提供油路，及流量的分配，与减速箱/变速箱一起共用油路系统。这就要求对原减速箱系统做较大的改变，或重新开发带油冷系统的减速箱。这样对油冷电机与减速箱匹配产生了很大的局限性。

发明专利申请cn201810007002.1公开了混合动力汽车的电机冷却系统以及电机冷却方法，并具体公开了系统包括油管、油泵以及油冷器。在油管上设有开口，用于将变速箱的润滑油喷淋到电机上。该系统中电机与变速箱一起共用油路，无法匹配不同系统的减速箱。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种带油路结构的油冷电机、电机油路冷却系统，在保证电机冷却系统可靠性的前提下，独立的电机油路冷却系统，既可以单独电机使用，也可以与减速箱油路共用，从而能广泛匹配不同系统的减速箱，增加了动力系统的可靠性，经济型。

本发明是通过以下技术方案得以实现的：

本发明一种带油路结构的油冷电机，包括定子和设于定子内的转子；所述定子的定子铁芯设有电枢主装配耳和电枢辅装配耳，所述电枢主装配耳沿定子铁芯轴向布置，所述电枢辅装配耳设于所述定子铁芯的一端；所述定子铁芯在电枢主装配耳位于其顶部时装配于电机内；在位于定子铁芯顶部的电枢主装配耳两侧设有主油管，所述主油管沿定子铁芯轴向布置；所述主油管表面排布有若干小孔，用于将主油管里的冷却油喷淋到定子铁芯外表面、定子两端绕组外表面；定子两端绕组与转子两端动平衡板外侧之间设有冷却油进入的冷却油腔；电机的前后轴承室具有将主油管喷淋的冷却油引入轴承室内的冷却油引入通道；电机还包括设于电机壳底部的油底壳，用于汇聚通过定子铁芯、绕组、轴承室的冷却油。

本发明油冷电机可在不依赖减速箱/变速箱的结构下单独实现冷却，同时也可与减速箱/变速箱一同使用，则此油冷电机可适用范围广，同时提升了整个动力系统的功率密度及可靠性。

冷却油从主油管的小孔喷淋出来后，依据重力方向，自上而下流入油底壳。冷却油流经各个部位无需增设特定的结构引导冷却油，对电机内部结构改动少。对于转子冷却，本发明无需独立通油，依靠动平衡板凹槽承载冷却油来冷却转子，同时转子转动将动平衡板上的冷却油均匀甩到两端绕组的内表面。最终依靠油底壳回收流经定子铁芯、绕组、轴承室的冷却油。

作为优选，位于定子铁芯顶部的电枢主装配耳位于电机在整车布置的重力方向上。

作为优选，所述动平衡板外侧设有凹槽，所述凹槽用于承接通过冷却油腔进入的冷却油。

作为优选，所述冷却油引入通道的引入口设于所述前后轴承室的侧边，所述冷却油引入通道将冷却油引入到轴承室其装配轴承的位置。

作为优选，所述油底壳具有一定深度，使得油底壳的存油能冷却电机底部的部分定子铁芯和绕组，且存油液面低于电机定子气隙和转子气隙。

作为优选，所述电枢主装配耳有两个，两个电枢主装配耳对称布置于定子铁芯上；所述电枢辅装配耳有两个，两个电枢辅装配耳对称布置且布置于两个电枢主装配耳的对称面上。

作为优选，所述电枢主装配耳有一个；所述电枢辅装配耳有两个；两个电枢辅装配耳对称布置，所述电枢主装配耳位于两个电枢辅装配耳之间的中心线上。

一种电机油路冷却系统，包括油管、油泵、油水散热器、前述带油路结构的油冷电机；所述油底壳内的冷却油被油泵抽出，经油水散热器送入所述主油管。

该冷却系统为循环冷却系统，在油底壳收集冷却油的同时，可被油泵抽出冷却后返回主油管再次利用，能源利用效率高。

作为优选，所述油泵和所述油水散热器置于所述电机壳外；或者，所述油泵和所述油水散热器置于所述电机壳内。

作为优选，系统还包括设于所述油底壳的滤清器，所述滤清器用于将油底壳内的冷却油过滤后送入油泵。

本发明具有以下有益效果：

本发明一种带油路结构的油冷电机、电机油路冷却系统：

（1）从动力系统匹配上看，带油路结构的油冷电机与不同结构形式的减速箱可以匹配，极大地扩展了油冷电机的应用范围，同时也提升了整个动力系统的功率密度及可靠性；

（2）从机械结构上看，对电机内部结构改进少，转子不需要独立通油；

（3）从电机的散热冷却上看，由于采用两路主油管，让冷却油在定子铁芯表面均匀分布，同时底部油底壳内有一定存油，可对部分底部定子铁芯及绕组冷却；同时通过两端转子动态平衡板的甩油，让两端绕组内侧表面冷却油均匀分布，因而提高了电机整体的冷却能力。

附图说明

图1为本发明一种带油路结构的油冷电机中定子铁芯的结构示意图；

图2为本发明一种带油路结构的油冷电机中转子端部的局部结构示意图；

图3为本发明一种带油路结构的油冷电机中轴承室的结构示意图；

图4为本发明一种带油路结构的油冷电机中定子铁芯一实施方式下的结构示意图；

图5为本发明一种带油路结构的油冷电机中定子铁芯另一实施方式下的结构示意图；

图6为本发明一种电机油路冷却系统的原理示意图；

图7为本发明一种电机油路冷却系统（外置油泵和油水散热器）的结构示意图；

1-定子铁芯；11-电枢主装配耳；12-电枢辅装配耳；2-主油管；3-动平衡板；31-凹槽；4-轴承室；41-引入口；5-油底壳；6-油泵、7-油水散热器；8-滤清器；9-转子；10-定子线圈。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-3，本发明一种带油路结构的油冷电机包括定子和设于定子内的转子。所述定子由电枢组成，电枢由定子铁芯、绕组和绝缘材料等组成。所述定子铁芯的外径、长度、槽数、槽形等都有着各种组合。所述定子铁芯由两种以上冲片构成，所述冲片的外径相同，先将第一种冲片连续叠装一定的长度，然而再用第二种冲片连续叠装一定长度。

图1示出了叠装后的定子铁芯1。所述定子铁芯1设有电枢主装配耳11和电枢辅装配耳12，所述电枢主装配耳11沿定子铁芯1轴向布置，所述电枢辅装配耳12设于所述定子铁芯1的一端。所述电枢主装配耳作为主安装位，通过长螺栓固定安装。所述电枢辅装配耳作为辅助安装位，通过螺钉辅助固定，增加铁芯整体刚度，减小扰动。

所述定子铁芯1在电枢主装配耳11位于其顶部时装配于电机内（参见图7）。在位于定子铁芯1顶部的电枢主装配耳11两侧设有主油管2，所述主油管2沿定子铁芯1轴向布置。所述主油管2表面排布有若干小孔，用于将主油管2里的冷却油喷淋到定子铁芯1外表面、定子两端绕组外表面。定子两端绕组与转子两端动平衡板3外侧之间设有冷却油进入的冷却油腔。电机的前后轴承室4具有将主油管2喷淋的冷却油引入轴承室内的冷却油引入通道。电机还包括设于电机壳底部的油底壳，用于汇聚通过定子铁芯1、绕组、轴承室4的冷却油。

主油管2设于定子铁芯1顶部的电枢主装配耳两侧，可便于冷却油从主油管喷淋而出淋到定子铁芯外表面及电机两端绕组外表面。在冷却油的重力作用下，冷却油能从定子铁芯顶端有效向下流动。优选地，位于定子铁芯顶部的电枢主装配耳位于电机在整车布置的重力方向上。另外，若干小孔在油管长度方向上排布，能将冷却油在定子铁芯的轴向上喷淋，并沿定子铁芯圆周方向往下流，能均匀喷淋冷却油到定子铁芯外表面及电机两端绕组外表面。其中，若干小孔可均匀排布，也可以错置排布。

图4、5分别示出了两种定子铁芯结构。在一实施方式下，所述电枢主装配耳11有两个，两个电枢主装配耳11对称布置于定子铁芯1上。所述电枢辅装配耳12有两个，两个电枢辅装配耳12对称布置且布置于两个电枢主装配耳12的对称面上（参照图4）。每个电枢主装配耳在定子铁芯两端分别具有一个安装孔。以图4为例，说明定子铁芯的形成。考虑到节约定子冲片材料，定子冲片下料为正方形，充分利用正方形的对角线最大尺寸，一种冲片对称伸出两个电枢主装配耳，第二种冲片在第一种冲片的对称面增加两个电枢辅装配耳。先将第一种冲片连续叠装一定长度，然而再用第二种冲片连续叠装约10mm的长度，继而形成定子铁芯。在另一实施方式下，所述电枢主装配耳有一个；所述电枢辅装配耳有两个。两个电枢辅装配耳对称布置，所述电枢主装配耳位于两个电枢辅装配耳之间的中心线上（参照图5）。相当于，两个电枢辅装配耳与电枢主装配按照等腰三角形的布局方式排布。每个电枢主装配耳在定子铁芯两端分别具有一个安装孔。基于定子表面冷却油流动有效性和电机散热性能考虑，优选图5所示实施方式。并从机械结构角度考虑，后者实施方式对于铁芯制造的材料消耗会减少约15%-20%，同时又兼顾到结构的可靠性。

如图2，所述动平衡板3外侧设有凹槽31，所述凹槽31用于承接通过冷却油腔进入的冷却油。所述主油管2喷淋到两端绕组表面的冷却油经冷却油腔落到转子两端动平衡板的凹槽31内。转子转动通过离心力作用使落到动平衡板上的冷却油均匀甩到两端绕组的内表面，达到冷却绕组和转子的作用。所述冷却油腔为所述绕组与动平衡板相通的空间构成。

如图3，所述冷却油引入通道的引入口41设于所述前后轴承室4的侧边，所述冷却油引入通道将冷却油引入到轴承室其装配轴承的位置，将部分从主油管两端小孔淋出的冷却油，引入到轴承室内起到润滑和冷却轴承的作用。

冷却油通过定子铁芯1、绕组、轴承室4后汇聚到电机壳体的底部油底壳内，油底壳具有一定深度，能够存储一定量的存油，保证车辆在正常路况下，电机油底壳存油的液面能起到冷却部分底部定子铁芯及绕组的作用，但要保证液面低于电机定子、转子气隙。同时考虑到30度爬坡状态时，液面不能超过最小气隙面。优选地，底部油底壳能有一定存油，使得定子铁芯底部约五分之一处表面浸泡在冷却油中，避免出现较大的无冷却油覆盖的区域。

如图6，本发明还提出一种电机油路冷却系统，包括油管、油泵6、油水散热器7、上述带油路结构的油冷电机。所述油底壳5内的冷却油被油泵6抽出，经油水散热器7送入所述主油管2。该系统还包括设于所述油底壳的滤清器，优选扁平状滤清器8，将冷却油内较大颗粒的杂物过滤，保护油泵6。将过滤的冷却油通过油管连接油泵6，油泵将过滤后的冷却油抽出，通过油水散热器7降温，冷却油再通入到主油管2去冷却电机的定子、转子，形成循环工作。

其中，油泵6、油水散热器7既可以外置（如图7），两者之间通过软油管连接，同时也通过电机壳体的结构设计做成内置式，减少外部另加的管路，可以将整体系统做的更紧凑美观。图7中，所述油泵6设有电机壳外且靠近油底壳5设置，所述油水散热器设置在电机壳外且在靠近油泵6的上方。所述油泵6通过进油管与主油管2连接。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。