本實(shí)用新型屬于發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體提供一種電機(jī)直冷結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

電機(jī)的應(yīng)用范圍較廣，特別是近年來，隨著我國推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，在各種智能制造領(lǐng)域中，以電機(jī)為動(dòng)力并進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的自動(dòng)化設(shè)備的自動(dòng)化程度越來越高。在這種趨勢(shì)下，各行業(yè)的設(shè)備對(duì)電機(jī)的要求也越來越高，但是電機(jī)在長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，溫升問題往往制約著電機(jī)的高效運(yùn)行，進(jìn)一步還會(huì)降低電機(jī)的使用壽命。

為了使電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，需要在電機(jī)運(yùn)行的同時(shí)給電機(jī)降溫，目前給電機(jī)降溫的手段有自然冷卻、風(fēng)冷、液冷等形式，相比之下，液冷降溫的效果最好。液冷又分為水冷與油冷等形式，其中的水冷電機(jī)由于定子帶電不能接觸水，所以只能在機(jī)殼中部或外部設(shè)置冷卻通道，由于冷卻通道內(nèi)的冷卻水無法直接接觸定子，以及無法給位于機(jī)殼內(nèi)部的、溫度很高的轉(zhuǎn)子進(jìn)行降溫，導(dǎo)致水冷電機(jī)的冷卻效果較差。而油冷電機(jī)因?yàn)槔鋮s油與定子和轉(zhuǎn)子均可以直接接觸，所以冷卻效果相對(duì)于水冷電機(jī)好。但是目前油冷電機(jī)只能對(duì)定子和轉(zhuǎn)子的外表面進(jìn)行冷卻，對(duì)于轉(zhuǎn)子的內(nèi)部無法直接冷卻。

相應(yīng)地，本領(lǐng)域需要一種新的電機(jī)直冷結(jié)構(gòu)來解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，即為了解決油冷電機(jī)無法對(duì)轉(zhuǎn)子內(nèi)部直接冷卻的問題，本實(shí)用新型提供了一種電機(jī)直冷結(jié)構(gòu)，其中電機(jī)包括機(jī)殼和端蓋，所述機(jī)殼和所述端蓋形成有腔體，所述腔體內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)軸、環(huán)繞式固定于所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子、環(huán)繞于所述轉(zhuǎn)子的定子以及盤繞于所述定子上的定子繞組。所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置有第一冷卻通道，所述機(jī)殼的內(nèi)側(cè)設(shè)置有第二冷卻通道，所述端蓋設(shè)置有連接通道。所述第一冷卻通道在所述腔體內(nèi)與所述第二冷卻通道連通，所述第一冷卻通道和所述第二冷卻通道分別與所述連接通道連通，并且所述第二冷卻通道被通入冷卻液對(duì)所述電機(jī)內(nèi)部進(jìn)行冷卻。

在上述電機(jī)直冷結(jié)構(gòu)的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述第一冷卻通道包括沿軸向設(shè)置于所述轉(zhuǎn)軸內(nèi)部的轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔以及向所述轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔的徑向外側(cè)延伸的轉(zhuǎn)軸通孔組。所述轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔在所述腔體內(nèi)經(jīng)所述轉(zhuǎn)軸通孔組與所述第二冷卻通道連通，所述轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔與所述連接通道直接連通。

在上述電機(jī)直冷結(jié)構(gòu)的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述轉(zhuǎn)軸通孔組包括沿軸向設(shè)置于所述轉(zhuǎn)軸的若干個(gè)轉(zhuǎn)軸通孔單元組，沿徑向觀察，每個(gè)所述轉(zhuǎn)軸通孔單元組中的各個(gè)轉(zhuǎn)軸通孔位于同一個(gè)平面內(nèi)。

在上述電機(jī)直冷結(jié)構(gòu)的優(yōu)選技術(shù)方案中，沿所述機(jī)殼內(nèi)壁設(shè)置有沿徑向環(huán)繞的螺旋槽，其中，所述螺旋槽中的一部分與所述定子的外壁形成有螺旋結(jié)構(gòu)的所述第二冷卻通道，所述螺旋槽中的另一部分在腔體內(nèi)與所述第一冷卻通道和所述連接通道分別連通。

在上述電機(jī)直冷結(jié)構(gòu)的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述連接通道包括設(shè)置于所述端蓋中部的沉頭孔以及向所述沉頭孔徑向外側(cè)延伸的若干個(gè)端蓋通孔，所述沉頭孔與所述轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔連通，所述端蓋通孔將所述沉頭孔在腔體內(nèi)與所述第二冷卻通道連通。

在上述電機(jī)直冷結(jié)構(gòu)的優(yōu)選技術(shù)方案中，該電機(jī)直冷結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置于所述機(jī)殼底部的出液通道，所述出液通道包括沿軸向設(shè)置于所述機(jī)殼的通道內(nèi)孔以及沿徑向設(shè)置于所述出液通道的出液通孔，所述通道內(nèi)孔在所述腔體內(nèi)經(jīng)所述出液通孔與所述第一冷卻通道、所述第二冷卻通道以及所述連接通道分別連通。沿所述冷卻液的流動(dòng)方向觀察，在所述出液通道的下游端設(shè)置有出液嘴。

在上述電機(jī)直冷結(jié)構(gòu)的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述出液通道包括通道內(nèi)孔以及沿徑向設(shè)置于所述出液通道的兩個(gè)出液通孔，所述兩個(gè)出液通孔分別設(shè)置于殼體兩側(cè)的端蓋內(nèi)側(cè)。

在上述電機(jī)直冷結(jié)構(gòu)的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述端蓋上設(shè)置有與所述出液通道的下游端對(duì)應(yīng)的出液口，所述出液口與所述出液嘴連接。

在上述電機(jī)直冷結(jié)構(gòu)的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述機(jī)殼上還設(shè)置有進(jìn)液口，所述進(jìn)液口上設(shè)置有進(jìn)液嘴，所述進(jìn)液嘴與所述第二冷卻通道連通，所述冷卻液經(jīng)所述進(jìn)液嘴在所述第二冷卻通道內(nèi)形成至少一個(gè)冷卻路徑。

在上述電機(jī)直冷結(jié)構(gòu)的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述機(jī)殼與一側(cè)的端蓋為一體式結(jié)構(gòu)，所述連接通道設(shè)置于該一側(cè)的端蓋的內(nèi)側(cè)；并且/或者所述電機(jī)是電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，在本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案中，轉(zhuǎn)軸具有第一冷卻通道，機(jī)殼內(nèi)側(cè)設(shè)置有第二冷卻通道，端蓋設(shè)置有連接通道以及機(jī)殼底部設(shè)置有出液通道。其中第一冷卻通道與第二冷卻通道在腔體內(nèi)連通，第一冷卻通道和第二冷卻通道與連接通道連通，并且第一冷卻通道、第二冷卻通道以及連接通道均與出液通道在腔體內(nèi)連通。上述電機(jī)的直冷結(jié)構(gòu)的設(shè)置，使得冷卻液能夠經(jīng)第二冷卻通道對(duì)定子進(jìn)行冷卻后，流經(jīng)第一冷卻通道對(duì)轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻，然后流經(jīng)連接通道與出液通道將熱量排出電機(jī)，解決了直冷電機(jī)無法對(duì)轉(zhuǎn)子芯部直接冷卻的問題，大大提高了冷卻效果，尤其適用于電動(dòng)汽車等對(duì)電機(jī)性能要求較高的應(yīng)用場(chǎng)合。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的電機(jī)直冷結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖(主視方向、剖視)；

圖2是圖1沿A-A方向的剖視示意圖；

圖3是圖1沿B-B方向的剖視示意圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖來描述本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，這些實(shí)施方式僅僅用于解釋本實(shí)用新型的技術(shù)原理，并非旨在限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。例如，盡管說明書中是結(jié)合冷卻油來描述的，但是，本實(shí)用新型顯然可以采用其他各種形式的冷卻液，只要該冷卻液本身是電絕緣的并且不會(huì)對(duì)定子繞組等電機(jī)部件造成腐蝕即可。

需要說明的是，在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方向或位置關(guān)系的術(shù)語是基于附圖所示的方向或位置關(guān)系，這僅僅是為了便于描述，而不是指示或暗示所述裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

此外，還需要說明的是，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

下面以應(yīng)用于電動(dòng)汽車的電機(jī)為例，結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的電機(jī)液冷結(jié)構(gòu)。如圖1所示，本實(shí)用新型的電機(jī)直冷結(jié)構(gòu)中，電機(jī)主要包括轉(zhuǎn)軸100、機(jī)殼200和設(shè)置于機(jī)殼200兩側(cè)的端蓋300，機(jī)殼200和兩側(cè)的端蓋300形成有腔體。轉(zhuǎn)軸100設(shè)置于腔體內(nèi)并通過軸承與端蓋300相連接。此外，電機(jī)還包括環(huán)繞式固定于轉(zhuǎn)軸100的轉(zhuǎn)子13、環(huán)繞于轉(zhuǎn)子13的定子14以及盤繞于定子14上的定子繞組15。轉(zhuǎn)軸100上設(shè)置有第一冷卻通道11，機(jī)殼200內(nèi)側(cè)設(shè)置有第二冷卻通道21，端蓋300上設(shè)置有連接通道31。其中，第一冷卻通道11在腔體內(nèi)與第二冷卻通道21連通，并且第一冷卻通道11和第二冷卻通道21分別與連接通道31連通。

如圖1和圖2所示，第一冷卻通道11主要包括沿軸向設(shè)置于轉(zhuǎn)軸100內(nèi)部的轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔111，以及由轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔111沿徑向外側(cè)延伸的、設(shè)置于轉(zhuǎn)軸100的由若干個(gè)轉(zhuǎn)軸通孔112構(gòu)成的轉(zhuǎn)軸通孔組。其中，轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔111可以在腔體內(nèi)經(jīng)轉(zhuǎn)軸通孔112與第二冷卻通道21連通，并且轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔111與連接通道31直接連通。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)軸通孔組可以根據(jù)其布置形式分為沿軸向分布的多個(gè)轉(zhuǎn)軸通孔單元組，其中每個(gè)轉(zhuǎn)軸通孔單元組包括沿周向分布的多個(gè)轉(zhuǎn)軸通孔112，且沿徑向觀察，各個(gè)轉(zhuǎn)軸通孔112大致位于同一平面內(nèi)。

進(jìn)一步參照?qǐng)D2，本實(shí)用新型的第一冷卻通道11可以包括8組均勻排布在轉(zhuǎn)軸100上轉(zhuǎn)軸通孔單元組，每組轉(zhuǎn)軸通孔單元組可以包括4個(gè)大致呈“十字型”排布的轉(zhuǎn)軸通孔112，并且轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔111可以在腔體內(nèi)經(jīng)其中的2組轉(zhuǎn)軸通孔單元組，也就是設(shè)置于靠近兩側(cè)端蓋300的8個(gè)轉(zhuǎn)軸通孔112與第二冷卻通道21連通。而其他的轉(zhuǎn)軸通孔112可以將轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔111與轉(zhuǎn)子13的內(nèi)壁相連通。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的是，轉(zhuǎn)軸通孔112的數(shù)量以及排布方式并非一成不變，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體的使用條件與使用環(huán)境對(duì)其做出相應(yīng)的調(diào)整。

繼續(xù)參照?qǐng)D1，第二冷卻通道21主要包括設(shè)置在機(jī)殼200內(nèi)壁上的、徑向環(huán)繞的螺旋槽211。其中，螺旋槽211可以與定子14的外壁形成有螺旋結(jié)構(gòu)的第二冷卻通道21，第二冷卻通道21在腔體內(nèi)可以與第一冷卻通道11和連接通道31分別連通，以及通過連接通道31與第一冷卻通道11連通。按圖1方位，螺旋槽211位于機(jī)殼200中部的部分與定子14的外壁形成有螺旋結(jié)構(gòu)的第二冷卻通道21，螺旋槽211位于機(jī)殼200兩端的部分在腔體內(nèi)與第一冷卻通道11位于兩端的轉(zhuǎn)軸通孔112連通，螺旋槽211右端的部分則還可以通過連接通道31與第一冷卻通道11的轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔111連通。

如圖1和圖3所示，連接通道31可以包括設(shè)置于端蓋300中心的沉頭孔311以及沿沉頭孔311徑向外側(cè)延伸的若干個(gè)端蓋通孔312。其中，沉頭孔311與轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔111直接連通，若干個(gè)端蓋通孔312在腔體內(nèi)與第二冷卻通道21連通。參照?qǐng)D3，優(yōu)選地，連接通道31包括沿沉頭孔311徑向外側(cè)延伸的8個(gè)端蓋通孔312，并且8個(gè)端蓋通孔312在同一平面內(nèi)大致呈“米字型”排列。同樣，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體的使用環(huán)境對(duì)端蓋通孔312的數(shù)量和排列方式加以調(diào)整。

進(jìn)一步參閱圖1，在機(jī)殼200的底部還設(shè)置有出液通道22，出液通道22包括沿軸向設(shè)置于機(jī)殼200的通道內(nèi)孔221和沿徑向設(shè)置于出液通道22的出液通孔222。其中，通道內(nèi)孔221在腔體內(nèi)經(jīng)出液通孔222與第一冷卻通道11、第二冷卻通道21以及連接通道31分別連通，以使得冷卻液可以匯集至通道內(nèi)孔221。具體地，出液通孔222的數(shù)量優(yōu)選為2個(gè)，并且兩個(gè)出液通孔222大致設(shè)置于機(jī)殼200兩側(cè)的端蓋300內(nèi)側(cè)。另外，沿冷卻液的流動(dòng)方向，在出液通道22的下游端設(shè)置有出液嘴26，出液嘴26可以將冷卻液引出機(jī)殼200。優(yōu)選地，在端蓋300下部可以設(shè)置有與出液通道22的下游端對(duì)應(yīng)的出液口25，并且出液口25與出液嘴26固定連接。優(yōu)選地，上述冷卻液可以選用冷卻油。如前所述，本實(shí)用新型顯然可以采用其他各種形式的冷卻液，只要該冷卻液本身是電絕緣的并且不會(huì)對(duì)定子繞組等電機(jī)部件造成腐蝕。

繼續(xù)參閱圖1，在機(jī)殼200上還可以設(shè)置有與出液口25對(duì)應(yīng)的進(jìn)液口23，進(jìn)液口23上設(shè)置有進(jìn)液嘴24，進(jìn)液嘴24與第二冷卻通道21連通，冷卻油通過進(jìn)液嘴24進(jìn)入第二冷卻通道21之后可以進(jìn)一步進(jìn)入第一冷卻通道11，對(duì)轉(zhuǎn)軸100和轉(zhuǎn)子13進(jìn)行冷卻。并且冷卻油經(jīng)進(jìn)液嘴24在第二冷卻通道21內(nèi)可以形成至少一個(gè)冷卻路徑。優(yōu)選地，可以將進(jìn)液口23和進(jìn)液嘴24大致設(shè)置在機(jī)殼200的外圍中部，這樣一來，冷卻油經(jīng)進(jìn)液嘴24進(jìn)入第二冷卻通道21后分為左右兩路冷卻路徑對(duì)定子14進(jìn)行冷卻。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，可以將機(jī)殼200與設(shè)置有連接通道31的右側(cè)的端蓋300一體加工成型。但這種結(jié)構(gòu)并非唯一，在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)生產(chǎn)條件適當(dāng)調(diào)整。

由上述優(yōu)選的實(shí)施方式可知，在本實(shí)用新型的電機(jī)直冷結(jié)構(gòu)中，冷卻油在對(duì)電機(jī)進(jìn)行冷卻時(shí)的流動(dòng)路徑對(duì)應(yīng)的冷卻順序大致為：進(jìn)液嘴24→定子14→定子繞組15→轉(zhuǎn)子13表面→轉(zhuǎn)軸100和轉(zhuǎn)子13芯部→出液通道22→出液嘴26。具體地，冷卻油經(jīng)進(jìn)液嘴24流入第二冷卻通道21后，分為左右兩路冷卻路徑對(duì)定子14進(jìn)行環(huán)繞冷卻。之后流出第二冷卻通道21的冷卻油流經(jīng)定子14兩側(cè)的定子繞組15和轉(zhuǎn)子13表面進(jìn)行冷卻。然后冷卻油通過轉(zhuǎn)軸100兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸通孔112、端蓋通孔312和沉頭孔311流入轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔111，對(duì)轉(zhuǎn)軸100以及轉(zhuǎn)子13芯部進(jìn)行冷卻。最后冷卻油經(jīng)轉(zhuǎn)軸通孔112與端蓋通孔312流出轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔111，并通過兩個(gè)出液通孔222匯入通道內(nèi)孔221，進(jìn)而經(jīng)出液嘴26流出機(jī)殼200。

上述優(yōu)選的實(shí)施方式，通過在轉(zhuǎn)軸100上設(shè)置第一冷卻通道11，并且將第一冷卻通道11在腔體內(nèi)與第二冷卻通道21、連接通道31以及出液通道22相連接的方式，可以實(shí)現(xiàn)冷卻油對(duì)定子14外表面、定子繞組15以及轉(zhuǎn)子13外表面進(jìn)行冷卻的同時(shí)，還可以對(duì)轉(zhuǎn)軸100和轉(zhuǎn)子13芯部進(jìn)行冷卻。此種結(jié)構(gòu)的設(shè)置不僅解決了直冷電機(jī)無法對(duì)轉(zhuǎn)子13芯部直接冷卻的問題，而且大大改善了冷卻效果。

至此，已經(jīng)結(jié)合附圖所示的優(yōu)選實(shí)施方式描述了本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍顯然不局限于這些具體實(shí)施方式。在不偏離本實(shí)用新型的原理的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)相關(guān)技術(shù)特征作出等同的更改或替換，這些更改或替換之后的技術(shù)方案都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。