一种新能源汽车新型铸铝转子的制作方法

1.本发明属于电机技术领域，具体涉及一种新能源汽车新型铸铝转子。


背景技术：

2.现有技术中，铸铝转子电机的安全性能要好一些，且成本低，适合大规模生产，理论上的电气故障率是绕线式转子电机的一半，但由于铝的导电性能比铜差，在相同的运行工况下，铸铝转子发热较大，而且电机转子得不到有效冷却，转子温升高，转子损耗大，电机的运行效率低。铸铝转子过热，轻则影响电机的功率性能，重则使笼条熔断的电气故障几率增加，严重时会因为过热而出现流铝现象，即转子导条部分因高温熔化而从槽口流出，并伴生扫膛质量故障。
3.需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供了一种新能源汽车新型铸铝转子，在转子铁芯上设置凹口，在转子高速旋转时，其周围的空气流速加快，压强随之减小，大气压与此次压强形成压差，空气产生流动，空气由高压区流向低压取，进入凹口中，带走转子产生的热量，起到散热效果，结构设计合理，解决了现有技术中转子发热而影响使用问题。
5.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
6.一种新能源汽车新型铸铝转子，铸铝转子包括铁芯和转轴，铁芯由若干钢片叠压后浇注铝液冷却形成，铁芯的中部设有和转轴相连接的装配孔，钢片的中部设置冲孔，若干钢片组成的铁芯中部由冲孔对应形成所述装配孔，钢片的冲孔边缘设有凹口，若干钢片的凹口相互连通使铁芯的轴向两端贯通设置。
7.上述结构，通过在钢片上设置凹口，凹口相互连通使铁芯轴向两端贯通，形成一通道，在转子高速旋转时，根据流体力学原理，铁芯周围空气被转子的高速旋转所搅动，距离转子表面越近位置的空气流动速度相对越快，使转子形成一个负压区域，将其周围的空气带动向其自身吸附，由凹口形成的通道中内空气在转子高速旋转过程中，会产生离心力，在离心力的驱动下，产生气体的流动，带走转子产生的热量，起到散热作用，转速越快，空气流动越快，散热越明显，同时凹口也减轻了转子的整体质量。
8.进一步的，钢片的凹口结构使铸铝转子的轴向两端形成贯穿通道，使铸铝转子在旋转过程中形成轴向两端的气体流动。(在转子高速旋转时，在凹口形成的贯穿通道内的空气受离心力的左右，发生旋转运动，对转子进行散热，同时，在贯穿通道内的气流流动速度大于在转子轴向两端的空气流动速度，贯穿通道内形成负压，轴向两端的气体进入贯穿通孔内，提升散热效果。)
9.进一步的，贯穿通道至少设有两个，且相对铸铝转子的圆周方向均匀间隔设置。贯穿通道设置多组均匀排布，有助于整个转子保持动平衡，同时兼顾转子圆周方向多个位置的同步散热，提升散热效率。
10.进一步的，所述贯穿通道和所述铸铝转子的中轴线位于同一平面，在同一平面内所述贯穿通道和所述铸铝转子的中轴线形成第一夹角，所述第一夹角范围为0
°
至10
°
。所述贯穿通道呈第一夹角设置，使所述贯穿通道轴向两端距离所述铸铝转子的中轴线尺寸不同，使所述贯穿通道内两端气体受到所述铸铝转子旋转过程中产生的离心力不同，能够使所述贯穿通道内气体形成从其一端到另一端的规律流动。
11.进一步的，所述贯穿通道沿所述铸铝转子径向的投影和所述铸铝转子的中轴线形成第二夹角，所述第二夹角范围为0
°
至10
°
。所述贯穿通道呈第二夹角设置，在所述铸铝转子旋转过程中能够使所述贯穿通道两端外部空气进入所述贯穿通道，形成气体流动。
12.贯穿通道与铸铝转子形成第一夹角或第二夹角，在转子旋转过程中，其内的空气产生的离心力会发生变化，对贯穿通道内空气的流动起到加速作用；位于转子轴向两端的贯穿通道位置不同，会使贯穿通道两端空气的离心力不同，形成压差，使转子轴向两端的空气在贯穿通道内形成循环流动，空气在贯穿通道中从压力高侧向压力低侧流动，进而更容易驱动空气的流出。
13.上述第一夹角和第二夹角的存在使贯穿通道距离转轴径向距离变化，使旋转半径变化进而离心力发生变化)贯穿通道两端形成压差，使转子轴向两端的空气在通孔内形成循环流动，空气在通孔中从压力高侧向压力低侧流动。
14.进一步的，转速越快，压力差越大，气流速度越快。转速越快，因离心力产生的压力差越大，在贯穿通道内的流动更加顺畅，减小了空气流动阻碍性。
15.进一步的，贯穿通道的径向尺寸由所述铸铝转子轴向的一端向着另一点递增或递减。根据空气动力学原理，流动空气从宽阔空间进入狭窄空间时将加速，对通孔内的空气形成加速效果，同时起到进一步的定向引导出风，提升散热效率的效果，同时在转子不转时，在贯穿通道内的空气也会再此空间被加速，起到快速降温的效果。
16.进一步的，凹口的形状为圆弧状。凹口为圆弧状，由凹口形成的贯穿通道为圆弧孔结构，比如圆形孔或椭圆孔，圆形孔在转子旋转过程中，能够确保转子的强度，整个转子的通孔中气体流动也更加规律可控，转子在旋转过程中平稳性高。而椭圆孔相互叠加后形成的贯穿通道内部空气更容易被搅动，形成螺旋状流动流动空气在进入贯穿通道后更加平稳。
17.本发明采用上述结构，通过在钢片设置凹口，凹口相互连通形成贯穿通道，在转子高速旋转时，根据流体力学原理，铁芯周围空气被转子的高速旋转所搅动，距离转子表面越近位置的空气流动速度相对越快，使转子形成一个负压区域，将其周围的空气带动向其自身吸附，而且铁芯的通孔中空气在转子高速旋转过程中，会产生离心力，在离心力的驱动下，形成贯穿通道中气体的流动，带走转子产生的热量，起到散热作用，转速越快，空气流动越快，散热越明显，同时凹口也减轻了转子的整体质量。进一步的贯穿通道多组均匀排布，有助于整个转子保持动平衡，同时兼顾转子圆周方向多个位置的同步散热，提升散热效率。装配孔是由钢片上的冲孔对应形成的，冲孔容易成型，钢片易于加工，制造简单，起到降低成本的效果，凹口为圆弧状，比如圆形或椭圆形，圆形使整个贯穿通道为圆形孔结构，能够确保转子的强度，整个转子的贯穿通道中气体流动也更加规律可控，转子在旋转过程中平稳性高，凹口为椭圆形，在转子旋转过程中，椭圆形的凹口相互叠加后形成的贯穿通道内部空气更容易被搅动，形成螺旋状流动。贯穿通道与铸铝转子形成第一夹角或第二夹角，在转
子旋转过程中，贯穿通道内的空气产生的离心力会发生变化，对贯穿通道内空气的流动起到加速作用；位于转子轴向两端的贯穿通道位置不同，会使贯穿通道两端空气的离心力不同，形成压差，使转子轴向两端的空气在贯穿通道内形成循环流动，空气在贯穿通道中从压力高侧向压力低侧流动。贯穿通道截面渐宽或渐窄，可以使贯穿通道内的空气形成加速效果。
附图说明
18.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
19.图1为本发明的一种示意性结构剖视图。
20.图2为本发明的一种示意性结构示意图。
21.图3为本发明的俯视图示意图。
22.图4为图3的a-a方向的剖视示意图。
23.图5为本发明一种实施方式的俯视图示意图。
24.图6为图5的b-b方向的剖视示意图。
25.图中，10、转轴，20、铁芯，30、钢片，31、冲孔，310、装配孔，32、凹孔，320、贯穿通道,40、第一夹角,50、第二夹角。
具体实施方式
26.为了更清楚的阐释本技术的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
27.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
28.另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；
30.可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例
或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
32.如图1至图6所示，一种新能源汽车铸铝转子，铸铝转子包括铁芯20和转轴10，铁芯20由若干钢片30叠压后浇注铝液冷却形成，铁芯20的中部设有和转轴10相连接的装配孔310，钢片30的中部设置冲孔31，若干钢片30组成的铁芯中部由冲孔31对应形成所述装配孔310，钢片的冲孔31边缘设有凹口32，若干钢片30的凹口32相互连通使铁芯的轴向两端贯通设置。
33.上述结构，在转子高速旋转时，根据流体力学原理，铁芯20周围空气被转子的高速旋转所搅动，距离转子表面越近位置的空气流动速度相对越快，使转子形成一个负压区域，将其周围的空气带动向其自身吸附，而且由凹口32形成的通道内的空气，在转子高速旋转过程中，会产生离心力，在离心力的驱动下，形成通孔中气体的流动，带走转子产生的热量，起到散热作用，转速越快，空气流动越快，散热越明显，同时凹口也减轻了转子的整体质量。进入凹口32的气体能够在离心力作用和轴向两端气压差的作用下形成气流，使铸铝转子轴向两端形成气流交互，铸铝转子轴向端部附近的气体也会被凹口32贯穿的通道内的气流运动产生的负压吸取，使凹口32形成的贯穿通道内持续保持气流流动，配合转子外部散热迅速带走转子产生的热量，同时转子转速越快，空气流动速度也越快，散热效果更好，利用风冷带走转子本身产生的热量，起到散热效果，同时凹口32的设计还可以减轻转子的质量，实现高效工作，不受发热影响。
34.对于本技术的一个优选实施方式，如图1至图3所示，钢片30的凹口32结构使铸铝转子的轴向两端形成贯穿通道320，使铸铝转子在旋转过程中形成轴向两端的气体流动，贯穿通道320至少设有两个，且相对铸铝转子的圆周方向均匀间隔设置，贯穿通道320设置多组均匀排布，有助于整个转子保持动平衡，同时兼顾转子圆周方向多个位置的同步散热，提升散热效率。
35.作为本实施方式下的一个优选实施例，如图4所示，所述贯穿通道320和所述铸铝转子的中轴线位于同一平面，在同一平面内所述贯穿通道320和所述铸铝转子的中轴线形成第一夹角40，所述第一夹角40范围为0
°
至10
°
。所述贯穿通道320呈第一夹角40设置，使所述贯穿通道轴向两端距离所述铸铝转子的中轴线尺寸不同，使所述贯穿通道320内两端气体受到所述铸铝转子旋转过程中产生的离心力不同，能够使所述贯穿通道320内气体形成从其一端到另一端的规律流动。如图6所示，所述贯穿通道320沿所述铸铝转子径向的投影和所述铸铝转子的中轴线形成第二夹角50，所述第二夹角50范围为0
°
至10
°
。所述贯穿通道呈第二夹角设置，在所述铸铝转子旋转过程中能够使所述贯穿通道两端外部空气进入所述贯穿通道，形成气体流动。
36.贯穿通道320与铸铝转子形成第一夹角40或第二夹角50，在转子旋转过程中，其内的空气产生的离心力会发生变化，对贯穿通道320内空气的流动起到加速作用；位于转子轴向两端的贯穿通道320位置不同，会使贯穿通道两端空气的离心力不同，形成压差，使转子轴向两端的空气在贯穿通道内形成循环流动，空气在贯穿通道320中从压力高侧向压力低侧流动。夹角设计使贯穿通道320每一个点距离中轴线的径向距离即贯穿通道320任意一中心点距离轴心的旋转半径变化，半径越大离心力越来越小，流动空气在转子两端进入贯穿通道320后，首先因进入狭窄空间，会有一定的加速，而因离心力的变化，流动空气会有不同
的流动速度，进而产生压差，从而在贯穿通道内的空气可从高压端流向低压，减小了在两端进入的流动气流相互碰撞时阻碍空气流出，在狭小空间也极易出现抵消的现象，夹角的存在使因压差进入贯穿通道两端的空气更容易流出，从而形成气流的持续循环对转子进行散热操作。
37.进一步的，如图4，贯穿通道320的径向尺寸由铸铝转子轴向的一端向着另一端递增或递减。根据空气动力学原理，流动空气将由宽口进，在通过逐渐变窄的通道将加速流出，对贯穿通道内的空气形成加速效果，起到提升散热效率的效果，在配合夹角的设计，将宽口设置在距离转轴中心轴线远端，窄口设置在相对另一端，在转子旋转时其风向趋势图如图4中所示，加快实现了流动空气单一方向的流通，以提升散热效率，同时转子不转但需要散热时，贯穿通道内的空气扩散过程中，由宽口进入窄口进行了加速，进而产生了细微的气流流动，起到了一定散热效果。
38.对于本技术的一个优选的实施方式，凹口的形状为圆弧状。凹口32为圆弧状，由凹口形成的贯穿通道320为圆弧孔结构，比如圆形孔或椭圆孔，圆形孔在转子旋转过程中，能够确保转子的强度，整个转子的通孔中气体流动也更加规律可控，转子在旋转过程中平稳性高。而椭圆孔相互叠加后形成的贯穿通道320内部空气更容易被搅动，形成螺旋状流动流动空气在进入贯穿通道320后更加平稳。
39.本发明中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。
40.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
41.以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。