本實用新型涉及新能源汽車的關鍵零部件技術領域，具體涉及一種利用3D相變熱管將車用電機主要發(fā)熱部件定子繞組產(chǎn)生的熱量均勻傳導至整個機殼進行自然空冷、強制風冷或者強制水冷的高導熱車用電機定子組件。

背景技術：

當前，隨著化石能源消耗殆盡，新能源汽車的產(chǎn)業(yè)轉型升級成為世界各國的下一重要戰(zhàn)略舉措。驅動電機是新能源汽車的核心零部件，其性能對新能源汽車有直接且極其重要的影響。對于永磁同步電動機來說，其定子繞組是主要發(fā)熱部件，溫升過高會降低電機效率和絕緣壽命，引起電機局部結構變形，而且其內(nèi)部的永磁材料一般溫度系數(shù)較高，熱穩(wěn)定性差，溫升過高導致的永磁體不可逆退磁，因此格外要注意控制電機的熱負荷。

然而，目前新能源汽車驅動電機的主要發(fā)熱部件為定子繞組和定子鐵芯，而其二者的傳熱途徑主要依靠定子鐵芯與機殼的接觸部位進行，因此，通常情況下，受到安裝位置、出線方式以及材料成本等的限制，上述接觸部位面積僅占電機機殼內(nèi)壁面面積的三分之一至二分之一，其余面積則得不到有效利用，從而造成電機機殼局部部位溫度過高，溫差梯度過大的現(xiàn)象，使得電機冷卻結構的散熱作用無法得到良好的利用，進而影響驅動電機整機的溫控性能。該問題亟待解決。

針對目前這種情況，該實用新型公開了基于3D相變熱管技術的高導熱車用電機定子組件，通過將3D相變熱管裝配于電機機殼與定子繞組之間，促進熱量從定子繞組局部高溫位置向機殼低溫位置的迅速擴散，起到快速導出熱量的作用，從而增強電機的整體換熱效率，改善驅動電機的溫控性能。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的散熱問題，提出一種均熱效果佳、散熱效果好、結構簡單、使用壽命長、安裝方便和成本低廉的基于3D相變熱管技術的高導熱車用電機定子組件。

本實用新型至少通過以下技術方案之一實現(xiàn)。

一種基于3D相變熱管技術的高導熱車用電機定子組件，包括機殼、3D相變熱管、定子鐵芯與定子繞組。

基于3D相變熱管技術的高導熱車用電機定子組件，其包括翅片組機殼、3D相變熱管、定子鐵芯與定子繞組；定子鐵芯與定子繞組位于機殼殼體中，所述翅片組機殼包括機殼殼體、散熱翅片組以及3D相變熱管裝配通道；3D相變熱管安裝于機殼裝配通道與定子繞組之間；所述3D相變熱管包括冷凝段和蒸發(fā)段，冷凝段裝配于機殼殼體的裝配通道中，蒸發(fā)段繞在定子繞組的外側并與定子繞組綁接到一起；所述3D相變熱管裝配通道數(shù)量為一條以上。

進一步優(yōu)化地，翅片組機殼由鋁材或鋼材采用一體化鑄造或擠壓成型工藝加工成型。

進一步優(yōu)化地，所述3D相變熱管裝配通道為盲孔結構，對稱分列于機殼殼體兩側，其橫截面為圓形、矩形以及弧形。所述3D相變熱管可以為圓柱形熱管、弧形熱管以及矩形熱管等。

進一步優(yōu)化地，所述3D相變熱管蒸發(fā)段與所述定子繞組之間扦插具備高導熱高絕緣性能的薄層材料。

進一步優(yōu)化地，所述薄層材料為高導熱絕緣槽紙或高導熱硅膠墊。

進一步優(yōu)化地，所述薄層材料熱導率需>0.5W/(m·K)，絕緣強度>10kV/mm，厚度為0.1~0.5mm。

進一步優(yōu)化地，所述3D相變熱管冷凝段與裝配通道通過共晶焊接、脹接或膠接工藝相配合。

進一步優(yōu)化地，所述3D相變熱管為銅熱管或鋁熱管。

進一步優(yōu)化地，所述3D相變熱管可為燒結式吸液芯型熱管、微溝槽型熱管以及混合型熱管等多種熱管。

所述3D相變熱管為燒結式吸液芯型熱管、微溝槽型熱管或混合型熱管。

進一步優(yōu)化地，所述3D相變熱管內(nèi)的吸液芯或溝槽結構橫截面可為環(huán)形、金字塔形、鋸齒形以及梯形等多種形狀。所述機殼殼體兩端面加工有若干螺紋孔，以實現(xiàn)與法蘭端蓋的連接。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下優(yōu)點：

1.本實用新型采用3D相變熱管作為導熱、均熱部件，相變熱管具有極其高效的傳熱能力，其導熱系數(shù)是已知金屬的上萬倍，能夠實現(xiàn)驅動電機內(nèi)部熱量分布的快速重組。將其安裝于機殼裝配通道中，可以將原本集中于定子繞組和定子鐵芯的大量熱量迅速傳播、擴散至整個機殼，從而消除局部溫度過熱問題，大幅度減小電機的整體溫差梯度，實現(xiàn)熱量分布重組，實現(xiàn)驅動電機更為優(yōu)秀的溫控性能。

2.本實用新型的3D相變熱管采用共晶焊接、脹接或膠接工藝與位于機殼處的裝配通道配合，可將接觸熱阻控制在一個較低的水平，有效提升驅動電機的溫控性能。

3.本實用新型通過改善驅動電機的溫控性能，可促使電機電磁性能往更高功率密度方向設計，同時可以進一步減少定子鐵芯硅鋼片和定子繞組銅線圈材料的使用，實現(xiàn)電機組件輕量化以及低成本化的目的。

4.本實用新型結構、工藝簡單，安裝方便，成本低廉，可適用于市面上所有的車用永磁同步電機改裝。

附圖說明

圖1是實例中基于3D相變熱管技術的高導熱車用電機定子組件的立體剖視圖。

圖2是圖1去除機殼后的裝配關系圖。

圖3是圖1中的部件——翅片組機殼的立體視圖。

圖4是圖1中的部件——3D相變熱管的端部立體剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實例對本實用新型的具體實施方式作進一步說明，但本實用新型的實施和保護不限于此，需指出的是，以下若有未特別詳細說明之過程或參數(shù)，均是本領域技術人員可參照現(xiàn)有技術實現(xiàn)的。

如圖1~圖3所示，在一個實施例中，基于3D相變熱管技術的高導熱車用電機定子組件，該實施例中的風冷電機包括翅片組機殼1、3D相變熱管2、定子鐵芯3與定子繞組4。

翅片組機殼1由鋁材A6061采用一體化擠壓成型工藝加工成型，包括機殼殼體11、散熱翅片組12以及3D相變熱管裝配通道13。

散熱翅片組12沿周向均勻排布于機殼殼體11的外圓面，共計擠壓成型48塊散熱翅片。

3D相變熱管裝配通道13對稱分列于機殼殼體兩側，共計有3D相變熱管裝配通道13的數(shù)量為16條，該實施例中，3D相變熱管裝配通道13的橫截面形狀設計為圓形。

如圖4所示，3D相變熱管2采用具有燒結式吸液芯的銅熱管，3D相變熱管2外形為圓柱形，內(nèi)部吸液芯21采用環(huán)狀結構，橫截面形狀為圓環(huán)形。

3D相變熱管2通過低溫焊接工藝與熱管裝配通道13實現(xiàn)緊密配合。

僅作為一種實例，高導熱車用電機定子組件的具體成型及裝配過程如下：A6061鋁型材通過模具進行一體化擠壓成型得到翅片組機殼1，置于加工中心上進行3D相變熱管裝配通道13銑削加工，接著對其進行精加工去除毛刺毛邊后實施水流沖洗工序，去除散熱翅片組12上的鋁屑和冷卻液，此后將該翅片組機殼1置于烘箱中進行烘烤去除水份并冷卻至室溫；將翅片組機殼1置于高頻感應加熱機中加熱使鋁型材受熱膨脹，趁熱將已經(jīng)完成繞線工藝的定子鐵芯組件（定子鐵芯與定子繞組）熱套于翅片組機殼1中，實現(xiàn)定子鐵芯組件與翅片組機殼1的緊密配合；對3D相變熱管2表面進行平整磨光處理，并均勻涂抹一薄層低溫錫膏至3D相變熱管2冷凝段表面；3D將相變熱管2冷凝段勻速嵌入3D相變熱管裝配通道13中，必要時借助直管施壓工具，3D相變熱管的蒸發(fā)段繞在定子繞組的外側并與定子繞組綁接到一起，中間接觸部位通過0.2mm厚的高導熱電絕緣硅膠墊隔離，然后涂刷絕緣漆，并進行熱固化操作；將嵌入3D相變熱管2的翅片組機殼1整體放入高溫烘箱中，設定溫度及保溫時間至低溫錫膏的焊接工藝需求即可，進行3D相變熱管2的焊接固定；最后，對捆綁、焊接完畢的該種基于3D相變熱管技術的高導熱車用電機定子組件進行清潔處理，得到最終產(chǎn)品。

運行時，安裝于機殼3D相變熱管裝配通道13與定子繞組之間的3D相變熱管2可以將原本集中于定子繞組和定子鐵芯的大量熱量迅速傳播、擴散至整個機殼，從而消除局部溫度過熱問題，大幅度減小電機的溫差梯度，實現(xiàn)熱量分布重組，實現(xiàn)驅動電機更為優(yōu)秀的溫控性能。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的一種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。