电机和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及电机冷却领域，特别涉及一种电机以及应用该电机的车辆。


背景技术：

2.新能源汽车的驱动电机在持续运行中需要良好的散热，否则会因为散热效率低而导致驱动电机过热，影响电机的扭矩以及功率输出，使电机的输出效率急剧下降，在极端情况下，甚至有可能烧坏电机。因此，需要对电机内部的定子、转子以及组合的电控系统和减速器进行油冷散热。
3.相关技术中，电机油冷方案一般采用在电机内增加油量对电机进行散热冷却，同时满足极限工况下对齿轮和轴的润滑、保证回油顺畅快速、避免油泵吸空。但由于油量的增加导致整体成本的增加，且电驱系统内搅油损失增加，使得电机整体驱动效率降低，整车续航降低，降低整车热管理效率。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提供一种电机和车辆，以解决电机油冷过程中，因油量过多而导致的成本增加，电驱系统搅油损失增加，驱动效率降低的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提出一种电机，所述电机包括：
6.壳体，所述壳体内设有容腔；
7.油底壳，所述油底壳连接于所述壳体，并与所述壳体围合形成储油腔；
8.吸油泵，所述吸油泵设于所述容腔内，所述吸油泵具有进油口；及
9.进油管，所述进油管的一端与所述进油口连通，所述进油管的另一端设有吸油口，所述吸油口与所述储油腔连通；
10.其中，定义垂直于所述电机轴向的方向为第一方向，所述吸油口和所述进油口在所述第一方向上存在高度差。
11.在一实施例中，所述吸油口在所述第一方向上的投影低于所述进油口在所述第一方向上的投影。
12.在一实施例中，定义所述吸油口在所述第一方向上的投影与所述进油口在所述第一方向上的投影之间的距离为h，其中，25mm≤h≤40mm。
13.在一实施例中，所述壳体面向所述油底壳的一侧凸设有周缘凸起，所述周缘凸起与所述壳体围合形成上储油槽，所述油底壳盖合所述上储油槽的槽口，并围合形成所述储油腔，所述进油管远离所述进油口的一端贯穿所述上储油槽的槽壁，并设有所述吸油口。
14.在一实施例中，所述油底壳设置为凹弧形，所述油底壳形成下储油槽，所述油底壳与所述周缘凸起连接，以使所述上储油槽和所述下储油槽围合形成所述储油腔，所述吸油口伸入所述下储油槽内。
15.在一实施例中，所述油底壳的最低点开设有放油口，所述油底壳还包括放油螺栓，所述放油螺栓设于所述放油口处。
16.在一实施例中，所述放油螺栓伸入所述储油腔的一端设有磁性件；
17.且/或，所述油底壳与所述周缘凸起可拆连接。
18.在一实施例中，所述电机还包括粗滤器，所述粗滤器装设于所述吸油口处；
19.且/或，所述进油管与所述壳体为一体成型结构。
20.在一实施例中，所述电机还包括水冷器和循环油路，所述水冷器设于所述壳体，所述循环油路的一端与所述吸油泵的出油口连接，所述循环油路的另一端穿过所述水冷器和所述容腔，并与所述储油腔连通。
21.本实用新型还提出一种车辆，包括车主体和上述的电机。
22.本实用新型技术方案的电机通过在壳体内设置容腔，以利用容腔安装固定和保护吸油泵，并设置油底壳，使得油底壳与壳体连接以围合形成储油腔，从而利用储油腔盛放冷却油(冷却液)，进一步设置进油管，使得进油管的一端与进油口连通，并在进油管的另一端设有吸油口，从而利用吸油口与储油腔连通，通过设置吸油口和进油口在垂直于电机轴向的方向的第一方向存在高度差，从而将吸油泵的吸油口降低到储油腔腔内底部位置，在保证吸油泵不吸空的情况下，可相应的减少储油腔内整体冷却油油量，油量的减少，能够有效降低整体成本，减少电驱系统内搅油损失，使的电机整体驱动效率增加，提高整车续航里程，提高整车热管理效率。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。
24.图1为本实用新型一实施例中电机的结构示意图；
25.图2为本实用新型一实施例中电机的轴向剖面示意图；
26.图3为本实用新型一实施例电机另一视角的结构示意图；
27.图4为本实用新型一实施例电机再一视角的结构示意图；
28.图5为本实用新型一实施例电机又一视角的结构示意图。
29.附图标号说明：
30.标号名称标号名称100电机22放油螺栓1壳体3吸油泵11容腔31进油口12周缘凸起4进油管121上储油槽41吸油口2油底壳5粗滤器21储油腔6水冷器211下储油槽700车辆
31.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
34.同时，全文中出现的“和/或”或“且/或”的含义为，包括三个方案，以“a和/或b”为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。
35.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
36.新能源汽车的驱动电机在持续运行中需要良好的散热，否则会因为散热效率低而导致驱动电机过热，影响电机的扭矩以及功率输出，使电机的输出效率急剧下降，在极端情况下，甚至有可能烧坏电机。因此，需要对电机内部的定子、转子以及组合的电控系统和减速器进行油冷散热。
37.相关技术中，电机油冷方案一般采用在电机内增加油量对电机进行散热冷却，同时满足极限工况下对齿轮和轴的润滑、保证回油顺畅快速、避免油泵吸空。但由于油量的增加导致整体成本的增加，且电驱系统内搅油损失增加，使得电机整体驱动效率降低，整车续航降低，降低整车热管理效率。
38.基于上述问题，本实用新型提出一种电机100。可以理解的，电机100可应用在用于工业、农业及制造业的电动设备，例如新能源汽车、电动工具、自动化设备等，在此不做限定。
39.请结合参照图1至图5所示，在本实用新型实施例中，该电机100包括壳体1、油底壳2及吸油泵3，其中，壳体1内设有容腔11，油底壳2连接于壳体1，并与壳体1围合形成储油腔21，吸油泵3设于容腔11内，吸油泵3具有进油口31，进油管4，进油管4的一端与进油口31连通，进油管4的另一端设有吸油口41，吸油口41与储油腔21连通，其中，定义垂直于电机100轴向的方向为第一方向，吸油口41和进油口31在第一方向上存在高度差。
40.在本实施例中，壳体1内呈中空设置，以形成有容腔，电机100还包括有设于容腔11内的定子、定子绕组、转子及转子轴等部件，定子的磁极采用永磁体，也即永久磁钢，有铁氧体、铝镍钴、钕铁硼等材料，在此不做限定。转子一般采用硅钢片叠压而成，转子轴穿设于转子，并贯穿壳体1设置。可以理解的，壳体1包括壳主体、前端盖及后端盖，前端盖和后端盖连接于壳主体两端，并与壳主体围合形成容腔。壳主体沿转子轴的轴向方向延伸，转子轴贯穿前端盖，使前端盖为电机100动力输出所在一端，后端盖则是前端盖轴向相对的另一端，后端盖背向容腔的一侧安装有精滤器，精滤器用于过滤冷却油，吸附冷却油中较小的杂质。可
选地，精滤器包括不限于过滤器、吸滤器、油滤(器)、滤油器等，在此不做限定。
41.可以理解的，前端盖和后端盖与壳体1的壳主体通过螺栓连接，螺栓包括多个，多个螺栓沿壳主体的周向设置。前端盖和后端盖上均有开孔，用于安装轴承，轴承一方面用于支撑转子轴，另一方面保证转子轴的正常转动。
42.在一实施例中，电机100还包括循环油路，循环油路连通电机内部各个部件，设于吸油泵3上的出油口通过循环油路其中的一段连通精滤器的进油口，对从吸油泵3泵出的冷却油进行精细过滤，将体积较小，更加细微的杂质过滤掉，以减少这些杂质对传动系统的磨损，从而延长油冷系统及整体电机100的使用寿命。精滤器的出油口与循环油路的其他部段连通，其中一部段穿过冷却装置对过滤后的油体进行冷却，穿过冷却装置的冷却油通过循环油路的其他部段进入容腔内，其中一部分循环油路对轴承和齿轮进行润滑，另一部分循环油路对定子和转子进行冷却，之后循环油路将与电机内部热交换之后的冷却油收集回流到储油腔内，完成一次冷却循环。
43.在本实施例中，油底壳2连接于壳体1，当电机100处于安装位置时，也即工作时的位置，油底壳2处于壳体1的最底部。为了实现电机100方便拆装和维修，通常油底壳2与壳体1通过螺栓进行连接，也可通过机械卡扣结构进行连接，或者油底壳2与壳体1之间通过粘合胶粘结，一方面用于固定油底壳2与壳体1，使其连接更加牢固，另一方面起到密封的作用，用于防止储油腔21内冷却油泄露。
44.当然，在其他实施例中，油底壳2与壳体1也可采用固定连接方式，例如焊接或一体成型等方式，如此可提高油底壳2与壳体1之间的连接稳定性和密封性，在此不做限定。
45.在本实施例中，油底壳2连接于壳体1，使得油底壳2与壳体1围合形成储油腔21，从而利用储油腔21盛放或储存冷却液或冷却油等。可选地，油底壳2包括不限于集油器、集油底壳、集油槽等，在此不做限定。可以理解的，通过吸油泵3将储油腔21内部的冷却油抽出，并对电机100内的定子和转子等部件进行冷却，循环对电机100内部的轴承和齿轮进行润滑和冷却，在电机100内部经过热交换之后循环油路回流至储油腔21内，如此可循环往复。
46.在本实施例中，储油腔21的大小与整体电机100的结构尺寸、功率及工况有关。当电机100结构尺寸较大、处于重载高速的工况以及电机100功率较大的情况下，电机100需要的冷却油就越多，则储油腔21的尺寸就需要更大一些，此时也需要对油底壳2和壳体1相关部件的尺寸进行调整。
47.在本实施例中，吸油泵3设于容腔内，并且固定于壳体1的内壁上，吸油泵3具有进油口31及出油口，吸油泵3的进油口31与进油管4相连通，进油管4的另一端则位于储油腔21的底部，进油管4位于储油腔21内部的一端设有吸油口41。可选地，吸油泵3为电子油泵或者机械油泵，通过吸油泵3将储油腔21中的冷却油泵入循环管路中，实现电机内部冷却油循环，在此不做限定。
48.可以理解的，吸油泵3的主要作用为将储油腔21的冷却油泵入与吸油泵3出油口相连通的下一部件，吸油泵3是电机100冷却系统最为重要的一个部件，是冷却油循环的关键。同时，吸油泵3也可以控制吸入油量的大小，以应对不同的工况和负载，及时调整泵入容腔内部的油量。吸油泵3通过进油管4与储油腔21相连通，进油管4一端通过吸油口41吸取储油腔21内部的冷却油，另一端通过与吸油泵3的进油口31相连，将冷却油输送到吸油泵3内部。可选地，进油管4与壳体1可以为一体成型制造。当然，进油管4也可为外接管路，与壳体1分
体设置，在此不做限定。
49.在本实施例中，定义垂直于壳体1轴向的方向为第一方向，吸油口41和进油口31在第一方向上存在高度差。可以理解的，壳体1轴向的方向与电机100的转子轴的延伸方向相同，第一方向垂直于电机100的转子轴的轴向方向。
50.可以理解的，为保证在电机100内部经过热交换后通过循环油路回流的冷却油能够完全被收集，通常将油底壳2设于壳体1处于安装位置时的底部，此时，由于吸油泵3具有一定的体积，导致吸油泵3的进油口31相对于油底壳2的底部也具有一定的高度，通过设置进油管4，利用进油管4将吸油泵3和储油腔21连通，使得进油管4的吸油口41和进油口31在第一方向上存在高度差，从而保证在吸油泵3不吸空的情况下，可相应的减少储油腔21内整体冷却油油量，油量的减少，能够有效降低整体成本，减少电驱系统内搅油损失，使的电机整体驱动效率增加，提高整车续航里程。
51.在一实施例中，吸油口41在第一方向上的投影低于进油口31在第一方向上的投影。可以理解的，为保证吸油顺畅及减少储油腔21内部存储的冷却油，吸油口41在第一方向上的投影需低于进油口31在第一方向上的投影，也即当电机100处于工装时，吸油口41的位置要比吸油泵3进油口31的位置更接近地面，更靠近油底壳2的底部，使得电机100工作时，吸油口41能够最大化的将存储在储油腔21内部的冷却油吸入吸油泵3内。
52.在一实施例中，定义吸油口41在第一方向上的投影与进油口31在第一方向上的投影之间的距离为h，其中，25mm≤h≤40mm。
53.可以理解的，吸油口41和进油口31在第一方向上的投影间的距离，即为吸油口41和进油口31在第一方向上的高度差h，也即通过吸油口41和进油口31在第一方向上投影的距离来限定吸油口41和进油口31在电机工装中的高度差h。高度差h的大小与整体电机100的结构尺寸、功率及工况有关。当吸油泵3的位置固定时，通过调整进油管4的长度和角度，也即调整吸油口41与吸油泵3的进油口31在第一方向的垂直高度差h，以适应不同的电机100尺寸、功率及工况。当电机100结构尺寸较大、处于重载高速的工况以及电机100功率较大的情况下，电机100需要的冷却油就越多，则需要适当增加高度差h，降低吸油口41的高度，使得吸油泵3吸油充足，避免出现空吸状况，影响电机100整体冷却和润滑，为适应不同的电机100尺寸、功率及工况，高度差h的范围在25mm到40mm之间。
54.可选地，高度差h为25mm、28mm、30mm、33mm、35mm、38mm、40mm等，在此不做限定。
55.可以理解的，在通常情况下，满足吸油泵3不空吸的情况下，需要将吸油口41与吸油泵3进油口31在第一方向的垂直高度差h增大，降低吸油口41的高度，以减少储油腔21内部存储的冷却油，达到降低成本，减少系统内搅油损失，增加电机100整体驱动效率，提高整车热管理效率的目的。
56.在一实施例中，壳体1面向油底壳2的一侧凸设有周缘凸起12，周缘凸起12与壳体1围合形成上储油槽121，油底壳2盖合上储油槽121的槽口，并围合形成储油腔21，进油管4设有吸油口41的一端贯穿上储油槽121的槽壁。
57.在本实施例中，周缘凸起12与壳体1为一体成型结构，也即周缘凸起12是壳体1的一部分。周缘凸起12具有一定的厚度，周缘凸起12背向壳体1的一侧与油底壳2连接。可以理解的，周缘凸起12可以凸台或凸环等，在此不做限定。当然，在其他实施例中，周缘凸起12与壳体1也可设置为分体结构。
58.可以理解的，周缘凸起12与壳体1设置为一体是为了保证储油腔21的结构强度，以及减少壳体1与外部零件的装配过程，从而增加壳体整体的密封性能。同时，周缘凸起12的结构在满足收集回流冷却油的前提下，也能很好的与油底壳2进行连接与密封，是油底壳2与壳体1之间的结构连接件。
59.在本实施例中，周缘凸起12呈环形筒状设置，周缘凸起12与壳体1共同围合形成上储油槽121。同时，油底壳2通过与周缘凸起12背向壳体1的一侧安装连接，将上储油槽121的槽口进行盖合和封闭，一同围合形成储油腔21。
60.可选地，油底壳2与周缘凸起12可拆卸连接。可以理解的，油底壳2与周缘凸起12可通过螺栓连接、机械卡扣连接或焊接，在此不做限定。油底壳2与周缘凸起12之间在安装时涂有粘合胶，一方面用于固定油底壳2与周缘凸起12，使其连接更加牢固，另一方面起到密封的作用，用于防止储油腔21内冷却油泄露。
61.在本实施例中，进油管4远离进油口的一端贯穿上储油槽121的槽壁，并设有吸油口41。由于周缘凸起12与壳体1是一体成型制造，则当进油管4与壳体1一体成型制造时，需要进油管4穿过周缘凸起12的内壁，也就是上储油槽121的槽壁，从而使吸油口41到达储油腔21内部。
62.在一实施例中，油底壳2设置为凹弧形，油底壳2形成下储油槽211，油底壳2与周缘凸起12连接，以使上储油槽121和下储油槽211围合形成储油腔21，吸油口41伸入下储油槽211内。
63.在本实施例中，如图2所示，油底壳2朝向背离壳体1的一侧凸起，使得油底壳2面向壳体1的一侧形成下储油槽211内，也即油底壳2设置为凹弧形。可以理解的，凹弧形的油底壳2一方面当与周缘凸起12连接后，可以适当扩大储油腔21的内部容积，另一方面凹弧形设置的油底壳2也便于冷却油体的流动。同时，凹弧形的油底壳2也为整个储油腔21创造了一个最低点，保证在电机100维修和保养时，便于储油腔21内部的冷却油自然流出，而不会残留在储油腔21内部。可以理解的，进油管4贯穿上储油槽121的槽壁，使得吸油口5到达下储油槽211内。
64.在一实施例中，油底壳2的最低点开设有放油口，油底壳2还包括放油螺栓22，放油螺栓22设于放油口处。
65.在本实施例中，如图4所示，油底壳2的最低点设有放油口，放油口处设置有放油螺栓22，可通过胶合、焊接、螺纹连接或者卡扣连接等方式将放油螺栓22固定于放油口处，同时也可添加相关密封件进行密封。可以理解的，当对电机100进行维修和保养时，便于储油腔21内部的冷却油自然通过放油口流出，放油螺栓22则是安装在放油口处，通过螺栓来实现放油口的开闭，也即冷却油的流出或密封，旋松螺栓，使得螺栓与螺母脱离，则放油口开启，冷却油流出。
66.在一实施例中，放油螺栓22伸入储油腔21的一端设有磁性件。可以理解的，通过在储油腔21的内部设有的磁性件，从而利用磁性件吸附冷却油中的杂质，尤其是具有磁性的金属杂质，避免杂质通过循环油路进入电机100内部，对所润滑的轴承、齿轮或者所冷却的转子和定子的磨损和损坏，延长整个电机100的使用寿命。
67.在一实施例中，如图2所示，壳体还包括粗滤器5，粗滤器5装设于吸油口41处。
68.可以理解的，粗滤器5包括不限于过滤器、吸滤器、油滤(器)、滤油器等，在此不做
限定。通过在吸油口41处设置粗滤器5，从而利用粗滤器5初级过滤吸油泵3中输出至循环油路中的冷却油，将体积较大的杂质过滤掉，然后从吸油泵3泵出的冷却油会再通过精滤器，进行二级过滤，过滤掉更细小的杂质，以减少这些杂质对传动系统的磨损，从而延长油冷系统及整体电机100的使用寿命。
69.在一实施例中，电机100还包括水冷器6和循环油路，水冷器6设于壳体1，循环油路的一端与吸油泵3的出油口连接，循环油路的另一端穿过水冷器6和容腔11，并与储油腔21连通。
70.在本实施例中，如图1至图5所示，水冷器6设于壳体1的后端盖上，可固定于壳体1的后端盖上，也可采用独立的水冷器6通过可拆卸的连接方式固定在壳体1上，且位于背向容腔的一侧，水冷器6表面设有鳍片，以增强水冷器6的散热。其中，水冷器6外部设有进水口和出水口，水冷器6内部设有环形水道，进水口和出水口与环形水道连通。
71.可以理解的，水冷器6包括不限于冷却装置、换热器、油冷器、热交换器等，在此不做限定。水冷器6中的水道的布线方式可以是直线型、曲线型、螺旋型或折返型，包裹缠绕于循环油路外部，在此不做限定。水冷器6中的水道的横截面可以是圆形、长方形、梯形或者是三角形，在此不做限定。水冷器6主要用于对所包裹的循环油路进行冷却，同时也通过水道和散热鳍片对电机100壳体1进行散热。
72.在本实施例中，循环油路穿过水冷器6和容腔11，水冷器6中的水道将循环油路包裹缠绕，通过流过水冷器6的水流对循环油路中的冷却油进行冷却，从而达到对电机100的冷却处理。
73.可以理解的，循环油路一端与精滤器出油口相连通，由精滤器过滤后的油流入水冷器6进行冷却，循环油路另一端伸向壳体1的容腔11内部，循环油路设于壳体1、前端盖及后端盖的内部或者外部，可以是与壳体1、前端盖及后端盖一体成型，也可以是安装于壳体1、前端盖及后端盖上，在此不做限定。
74.在本实施例中，循环油路用于润滑和冷却的端口，安装有喷油嘴、喷淋器或者喷油装置，或者不安装以上设施时，冷却油直接从端口流出，在此不做限定，循环油路一部分设置于轴承及齿轮等需要润滑的部件上方，通过循环油路端口流出(喷出)的冷却油对需要润滑的部件进行润滑，同时也起到冷却降温的作用，循环油路的另一部分设置于转子端部上方及定子绕组端部，通过循环油路端口流出(喷出)的冷却油对发热量巨大的定子和转子进行冷却，冷却油在定子端部吸收大量热量，以达到降温的目的，采用可适用于本实用新型的其他喷油装置的技术方案也在本实用新型的保护范围内。
75.可以理解的，冷却油在对轴承及齿轮进行润滑之后以及对定子及转子进行冷却之后，均通过循环油路回流到油底壳2的储油腔21内，然后通过吸油泵3进行吸油，将冷却油吸入精滤器中进行第二次过滤，之后再通过水冷器6进行冷却降温，进入容腔11内部，形成一个循环冷却油路，以达到不间断的对电机100进行润滑和冷却的目的。
76.本实用新型还提出一种车辆700，该车辆700包括车主体和电机100。该车辆700的具体结构参照前述实施例，由于电机100设备采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。可以理解的，车辆700可以是新能源汽车。
77.以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，
凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。