一种扁线电机多层绕组端部冷却结构

1.本发明涉及多层绕组冷却技术领域，尤其涉及一种扁线电机多层绕组端部冷却结构。


背景技术：

2.随着我国对新能源汽车的注重，新能源汽车发展迅速，由于汽车运行时，电机会产生大量热，为了解决热量的吸收，风冷、水冷、油冷技术相继产生。
3.目前油冷方案的迅速发展使得电机内部降温更高效。现有油冷冷却绕组端部多采用喷淋冷却，由于喷淋冷却的随机性，使得定子多层绕组结构的端部会出现冷却不均匀，并且会出现部分绕组发生过热的情况，若未能及时冷却就会形成较大温差，从而影响整体冷却效果，进而影响电机使用效率；此外喷淋结构的设计会占据较大内部空间，且制作较为复杂。
4.针对以上现有的技术问题，我们提出了本发明的一种扁线电机多层绕组端部冷却结构。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种扁线电机多层绕组端部冷却结构。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种扁线电机多层绕组端部冷却结构，包括机壳，所述机壳内部的周侧面上安装有多个定子铁芯，且所述定子铁芯的内部安装有绕组，所述绕组包括焊接端绕组和发卡端绕组；
8.所述机壳内部且位于中轴处安装有一转轴，所述转轴外侧安装有可转动的转子；
9.所述机壳的底部设置有集油槽，用于储存冷却油；
10.还包括有一油泵，所述油泵的输入端通过回油管路与所述集油槽连接；
11.所述油泵的输出端连接进油管路，且所述进油管路远离油泵的一端连接第一进油孔以及第三进油孔；
12.所述进油管路上安装有热交换器，用于对通过的冷却油进行冷却；
13.所述焊接端绕组和发卡端绕组均进行如下设置：
14.一侧由外及内依次固定有第一层循环油硅胶管、第二层循环油硅胶管和第三层循环油硅胶管；
15.所述机壳内部与所述第一进油孔和第三进油孔的位置对应处均固定有第一硅胶管路，且两个所述第一硅胶管路分别与第一进油孔和第三进油孔连接；
16.所述第一硅胶管路底部连接第一层外接三通硅胶管，第一层外接三通硅胶管底部连接第二层外接三通硅胶管，第二层外接三通硅胶管底部连接第三层外接二通硅胶管；
17.所述第一层外接三通硅胶管、第二层外接三通硅胶管和第三层外接二通硅胶管的横向连接口分别与第一层内接三通硅胶管、第二层内接三通硅胶管、第三层内接三通硅胶
管的某一接口连接；所述第一层内接三通硅胶管、第二层内接三通硅胶管、第三层内接三通硅胶管的其它两个接口分别与所述第一层循环油硅胶管、第二层循环油硅胶管和第三层循环油硅胶管的顶部开口连接；
18.所述第一层循环油硅胶管、第二层循环油硅胶管和第三层循环油硅胶管的底部也设置有开口；其开口分别连接倒置的第三层内接三通硅胶管、倒置的第二层内接三通硅胶管、倒置的第一层内接三通硅胶管的两个接口，倒置的第三层内接三通硅胶管、倒置的第二层内接三通硅胶管、倒置的第一层内接三通硅胶管的另一个接口分别与倒置的第三层外接二通硅胶管、倒置的第二层外接三通硅胶管和倒置的第一层外接三通硅胶管的横向连接口连接；
19.倒置的第三层外接二通硅胶管的底部与倒置的第二层外接三通硅胶管的顶部连接，倒置的第二层外接三通硅胶管的底部与倒置的第一层外接三通硅胶管的顶部连接；
20.倒置的第一层外接三通硅胶管的底部空置；
21.所述机壳内部底端还开设有多个回油孔，且所述回油孔与所述集油槽连接。
22.进一步地，所述回油管路上安装有过滤器。
23.进一步地，所述进油管路远离油泵的一端还连接有第二进油孔；
24.所述定子铁芯包括有对称设置的两个侧边铁芯块，所述侧边铁芯块中间夹设一导油环，所述导油环顶部位于所述第二进油孔正下方位置。
25.进一步地，第一层循环油硅胶管直径＜第二层循环油硅胶管直径＜第三层循环油硅胶管直径。
26.进一步地，所述导油环的直径小于侧边铁芯块的直径。
27.进一步地，所述导油环上开有径向进油孔，所述侧边铁芯块上开设有轴向油冷通道；导油环上的径向进油孔与侧边铁芯块上的轴向油冷通道连接。
28.进一步地，所述径向进油孔与轴向油冷通道均为周列排布。
29.本发明至少具备以下有益效果：
30.本发明通过对发卡端、焊接端以及定子的内部的冷却油的油路设计，可以实现高效率、均匀性的散热，避免形成较大温差，从而保证整体冷却效果，提高电机使用效率。
31.本发明通过采用两组侧边铁芯块与导油环的组合运用，将冷却油从中间向两侧通入定子铁芯内部对定子铁芯进行冷却；冷却油从两侧流出后还可以对绕组端部进行辅助冷却，使得油液能从中部向两侧进行均匀冷却，减少了由单侧通油时发生的两端温度不平衡问题。
32.本发明将硅胶式油管嵌入绕组发卡端与焊接端，将冷却油在油路管道中环周流动，并充分与绕组端部进行换热；使得绕组端部各部分冷却均匀，减少绕组端部产生的温差；同时减少电机内部所需空间，使得结构更简便。
33.本发明通过采用硅胶导管材质构成各种冷却管道，硅胶导管是一种耐热，导热，耐磨损的材料，其可以很好地结合油冷冷却对绕组端部进行均匀降温，使得电机在工作时保证其工作的稳定性，且硅胶导管便宜实惠，制作方便。此外在接合导热脂的作用下，充分发挥热传导，及时将热量与冷却油进行热交换。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
35.图1为整体结构的示意图；
36.图2为焊接端绕组的示意图；
37.图3为发卡端绕组的示意图；
38.图4为第一层外接三通硅胶管正视图；
39.图5为第二层外接三通硅胶管正视图；
40.图6为第三层外接二通硅胶管正视图；
41.图7为第一层内接三通硅胶管俯视图；
42.图8为第二层内接三通硅胶管俯视图；
43.图9为第三层内接三通硅胶管俯视图；
44.图10为进油与出油连接方式示意图；
45.图11为导油环的示意图
46.图12为定子铁芯的示意图。
47.图中：1、进油管路；2、第一进油孔；3、第一硅胶管路；4、第二进油孔；5、机壳；6、第三进油孔；8、导油环；9、绕组；10、定子铁芯；11、转子；12、转轴；13、回油孔；15、集油槽；16、回油管路；17、过滤器；18、油泵；19、热交换器；20、径向进油孔；21、第一层循环油硅胶管；22、第二层循环油硅胶管；23、第三层循环油硅胶管；27、第一层外接三通硅胶管；28、第一层内接三通硅胶管；29、第二层内接三通硅胶管；30、第三层内接三通硅胶管；31、第二层外接三通硅胶管；32、第三层外接二通硅胶管；34、焊接端绕组；35、发卡端绕组。
具体实施方式
48.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
49.参看图1，本发明包括机壳5，所述机壳5内部的周侧面上安装有多个定子铁芯10，且所述定子铁芯10的内部安装有绕组9；
50.所述机壳5内部且位于中轴处安装有一转轴12，所述转轴12外侧安装有可转动的转子11。
51.在所述机壳5的底部，设置有集油槽15，集油槽15内部储存冷却油；本发明还包括有一油泵18，所述油泵18的输入端通过回油管路16与所述集油槽15连接；
52.在所述机壳5顶部，设置有三个进油孔：第一进油孔2、第二进油孔4以及第三进油孔6；三个所述进油孔共同与一个总入口连接，且所述总入口通过进油管路1与所述油泵18的输出端连接；
53.在所述进油管路1上还安装有热交换器19，用于冷却所述冷却油；所述回油管路16上安装有过滤器17。
54.由此，在油泵18的作用下，冷却油从集油槽15中进入回油管路16与进油管路1，通
入进油管路1的冷却油通过总入口分为三条油路，分别进入第一进油孔2、第二进油孔4和第三进油孔6。
55.所述定子铁芯10的内部安装的绕组9一侧记为焊接端绕组34，另一侧记为发卡端绕组35。
56.焊接端绕组34的冷却布置参阅图2，发卡端绕组35的冷却布置参阅图3。
57.所述机壳5内部与所述第一进油孔2的位置对应处固定有第一硅胶管路3，所述焊接端绕组34一侧由外及内依次固定有第一层循环油硅胶管21、第二层循环油硅胶管22和第三层循环油硅胶管23；
58.参阅图4-6，是第一层外接三通硅胶管27、第二层外接三通硅胶管31、第三层外接二通硅胶管32的正视图；
59.参阅图7-9，是第一层内接三通硅胶管28、第二层内接三通硅胶管29、第三层内接三通硅胶管30的俯视图；
60.所述第一硅胶管路3底部依次连接第一层外接三通硅胶管27、第二层外接三通硅胶管31和第三层外接二通硅胶管32；
61.参阅图10，所述第一层外接三通硅胶管27、第二层外接三通硅胶管31和第三层外接二通硅胶管32的横向连接口分别与第一层内接三通硅胶管28、第二层内接三通硅胶管29、第三层内接三通硅胶管30的某一接口连接，所述第一层内接三通硅胶管28、第二层内接三通硅胶管29、第三层内接三通硅胶管30的其它两个接口分别与所述第一层循环油硅胶管21、第二层循环油硅胶管22和第三层循环油硅胶管23的顶部开口连接；
62.由此，实现焊接端绕组34的进油连接。
63.所述第一层循环油硅胶管21、第二层循环油硅胶管22和第三层循环油硅胶管23的底部也设置有开口，其开口分别连接倒置的第三层内接三通硅胶管30、倒置的第二层内接三通硅胶管29、倒置的第一层内接三通硅胶管28的两个接口，倒置的第三层内接三通硅胶管30、倒置的第二层内接三通硅胶管29、倒置的第一层内接三通硅胶管28的另一个接口分别与倒置的第三层外接二通硅胶管32、倒置的第二层外接三通硅胶管31和倒置的第一层外接三通硅胶管27的横向连接口连接；倒置的第三层外接二通硅胶管32的底部与倒置的第二层外接三通硅胶管31的顶部连接，倒置的第二层外接三通硅胶管31的底部与倒置的第一层外接三通硅胶管27的顶部连接；倒置的第一层外接三通硅胶管27的底部空置，实现出油。
64.由此，实现焊接端绕组34的出油连接。
65.进油过程：进入第一进油孔2的冷却油，进入第一硅胶管路3，并在第一层外接三通硅胶管27、第二层外接三通硅胶管31、第三层外接二通硅胶管32、第一层内接三通硅胶管28、第二层内接三通硅胶管29、第三层内接三通硅胶管30的导向作用下，进入到第一层循环油硅胶管21、第二层循环油硅胶管22和第三层循环油硅胶管23内部；
66.在一实施例中，所述第一层外接三通硅胶管27、第二层外接三通硅胶管31、第三层外接二通硅胶管32、第一层内接三通硅胶管28、第二层内接三通硅胶管29、第三层内接三通硅胶管30可以压缩并嵌入焊接端绕组34的层与层之间的空隙中，在空隙中可添加导热脂增加导热性。
67.特别说明的是，这里的进油过程只是进油方式，即只例举了一个油路，这种进油方式可以根据流量的需要在顶部周列设置多个相同进油油道。由于发卡端与绕组端进油与出
油方式都需要用到三通，二通硅胶管，因此本文采用的二通、三通硅胶管的均为型号，表示一类事物，并不表示同一个物体。
68.出油过程：第一层循环油硅胶管21、第二层循环油硅胶管22和第三层循环油硅胶管23内的油，在倒置的第一层外接三通硅胶管27、第二层外接三通硅胶管31、第三层外接二通硅胶管32、第一层内接三通硅胶管28、第二层内接三通硅胶管29、第三层内接三通硅胶管30的作用下，从倒置的第一层外接三通硅胶管27的底部流出。
69.所述机壳5内部底端还开设有多个回油孔13，且所述回油孔13与所述集油槽15连接。
70.在重力的作用下，倒置的第一层外接三通硅胶管27的底部流出的冷却油流进回油孔13，并进入到集油槽15，实现对焊接端绕组34的冷却循环。
71.经由第三进油孔6导入到发卡端绕组35的冷却循环与焊接端绕组34的冷却循环结构设置相同，不再进行赘述。
72.需要说明的是，由于多层绕组靠近转轴12的一端温度更高，所以第一层循环油硅胶管21的直径＜第二层循环油硅胶管22的直径＜第三层循环油硅胶管23的直径，以此来使的靠近内层的绕组端获得的冷却油量更多。
73.本发明只列举了三层冷却油冷却连接结构形式，该结构也适用于双层或多层。
74.在一实施例中，所述定子铁芯10包括有对称设置的两个侧边铁芯块，所述侧边铁芯块中间夹设一导油环8，所述导油环8顶部位于所述第二进油孔4正下方位置。
75.需要注意的是，所述导油环8的直径应小于两个侧边铁芯块的直径。
76.由此，冷却油可以从第二进油孔4滴入到导油环8外周，并沿着导油环8外周向下流动，实现对两个侧边铁芯块之间(整个定子铁芯10中间部位)的冷却。
77.参阅图11-12：导油环8上开有径向进油孔20，所述侧边铁芯块上开设有轴向油冷通道33；导油环8上的径向进油孔20与侧边铁芯块上的轴向油冷通道33连接；
78.轴向油冷通道33是侧边铁芯块上一侧到另一侧的通孔。径向进油孔20与轴向油冷通道33周列排布，使得定子铁芯10冷却均匀。冷却油通过径向进油孔20进入到轴向油冷通道33，并横穿侧边铁芯块，实现其内部的冷却，并在外侧流下，实现对侧边铁芯块侧边(整个定子铁芯10外侧部位)的冷却。
79.由此，冷却油在进入导油环8后部分作环周流动冷却定子铁芯10中部，部分经径向进油孔20进入侧边铁芯块上的轴向油冷流道33，冷却油通过轴向油冷流道33由定子铁芯10中部向其两侧流动(即从侧边铁芯块靠近导油环8一侧流向另一侧)，并从定子铁芯10的外侧流出，流出的冷却油对定子铁芯10有着辅助冷却作用。
80.同时，流出的冷却油在重力的作用下流进回油孔13，并进入到集油槽15，实现循环。
81.集油槽15储存冷却油，在油泵18的作用下，冷却油从集油槽15中进入回油管路16，随后冷却油进入过滤器17，接着冷却油经油泵18进入热交换器19，随后冷却油进入进油管路1。
82.进入进油管路1的冷却油将分流到第一进油孔2、第二进油孔4和第三进油孔6。
83.流入第一进油孔2的冷却油进入焊接端绕组34对其进行冷却，流入第三进油孔6的冷却油进入发卡端绕组35对其进行冷却；流入第二进油孔4的冷却油进入定子铁芯10对其
进行冷却。
84.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。