一體化冷卻散熱結(jié)構(gòu)的盤式電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車用電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一體化冷卻散熱結(jié)構(gòu)的盤式電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002 ]在純電動(dòng)、混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域應(yīng)用的電機(jī)多為徑向磁通的永磁同步電機(jī)或者感應(yīng)電機(jī)，由于傳統(tǒng)徑向電機(jī)軸向安裝尺寸較大，功率密度和效率都偏低，不利于縮小電機(jī)體積和降低能耗。
[0003]常規(guī)的水冷電機(jī)，一般采用機(jī)殼水冷或者端蓋水冷等單一冷卻形式，而電動(dòng)、混合動(dòng)力汽車用電機(jī)防護(hù)等級(jí)要求高，車內(nèi)安裝空間狹小，電機(jī)內(nèi)部的熱量因空氣的導(dǎo)熱能力比較差，有時(shí)僅僅靠機(jī)殼水冷或者端蓋水冷來換熱往往不能及時(shí)散出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一體化冷卻散熱結(jié)構(gòu)的盤式電機(jī)，具有過載能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、功率因數(shù)高，功率密度大、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，適合作為純電動(dòng)、混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0006]—體化冷卻散熱結(jié)構(gòu)的盤式電機(jī)，是一種軸向磁通電機(jī)，采用雙定子單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包含機(jī)殼組件4，轉(zhuǎn)子組件2將非驅(qū)動(dòng)端定子組件I和驅(qū)動(dòng)端定子組件3固定到機(jī)殼組件4上，轉(zhuǎn)子組件2位于非驅(qū)動(dòng)端定子組件I與驅(qū)動(dòng)端定子組件3的中間，旋轉(zhuǎn)變壓器組件6固定在非驅(qū)動(dòng)端定子組件I上，出線盒組件5直接焊接到機(jī)殼組件4上，
[0007]所述的驅(qū)動(dòng)端定子組件3包含定子鐵芯7，定子鐵心7固定在驅(qū)動(dòng)端端蓋15上，定子鐵心7外部的定子繞組8為散嵌的集中式繞組，定子鐵心7與驅(qū)動(dòng)端端蓋15的貼合面涂覆導(dǎo)熱樹脂，定子繞組8外部設(shè)有導(dǎo)熱陶瓷片9，導(dǎo)熱陶瓷片9和繞組內(nèi)端部的水套10相接觸，繞組內(nèi)端部的水套1固定在機(jī)殼組件4上，繞組內(nèi)端部的水套1內(nèi)部連接有驅(qū)動(dòng)端軸承內(nèi)蓋13、驅(qū)動(dòng)端軸承外蓋14，驅(qū)動(dòng)端軸承內(nèi)蓋13上設(shè)有上唇形密封11，驅(qū)動(dòng)端軸承外蓋14上設(shè)有下唇形密封12，水道蓋板16通過緊定螺釘固定到驅(qū)動(dòng)端端蓋15上，形成封閉水道；
[0008]所述的非驅(qū)動(dòng)端定子組件I的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動(dòng)端定子組件3的結(jié)構(gòu)形式相同。
[0009]所述的驅(qū)動(dòng)端端蓋15的端面設(shè)計(jì)成回旋形水道，在其外圓周面上設(shè)計(jì)有2組進(jìn)出水口，第一進(jìn)水口 17和第一出水口 18連通，第二進(jìn)水口 19和第二出水口 20連通。
[0010]盤式電機(jī)整個(gè)冷卻水路包括驅(qū)動(dòng)端端蓋15中的回旋水道和直通水道、內(nèi)機(jī)殼25中的回旋水道、驅(qū)動(dòng)端繞組內(nèi)端部第一內(nèi)水套21中的回旋水道、非驅(qū)動(dòng)端繞組內(nèi)端部第二內(nèi)水套38中的回旋水道以及非驅(qū)動(dòng)端端蓋33中的回旋水道和直通水道，機(jī)殼組件4由內(nèi)機(jī)殼25和外機(jī)殼26連接組成，內(nèi)機(jī)殼25加工有蛇形水道；內(nèi)機(jī)殼25和外機(jī)殼26設(shè)有四個(gè)過線孔:第一過線孔29、第二過線孔30、第三過線孔31和第四過線孔32，驅(qū)動(dòng)端的定子繞組8以及對(duì)應(yīng)非驅(qū)動(dòng)端的定子繞組的引出線通過四個(gè)過線孔引出，同時(shí)外機(jī)殼26上設(shè)有第三進(jìn)水口27和第三出水口 28，非驅(qū)動(dòng)端端蓋33設(shè)有2組進(jìn)出水口:第四進(jìn)水口 34、第四出水口 35和第五進(jìn)水口 36、第五出水口 37;驅(qū)動(dòng)端定子繞組內(nèi)端部冷卻水套10由第一內(nèi)水套21和第一外水套22組成，第一內(nèi)水套21加工有蛇形水道，并設(shè)有第六進(jìn)水口 23和第六出水口 24;非驅(qū)動(dòng)端定子繞組內(nèi)端部冷卻水套10由第二內(nèi)水套38和第二外水套39組成，第二內(nèi)水套38加工有蛇形水道，并設(shè)有第七進(jìn)水口 40和第七出水口 41，整個(gè)冷卻水路依次為:第一進(jìn)水口 17—驅(qū)動(dòng)端端蓋15的回旋水道—第一出水口 18—第六進(jìn)水口 23—第一內(nèi)水套21的回旋水道—第六出水口 24—第二進(jìn)水口 19—驅(qū)動(dòng)端端蓋15的直通水道—第二出水口 20—第三進(jìn)水口 27—內(nèi)機(jī)殼25的回旋水道—第三出水口 28—第四進(jìn)水口 34—非驅(qū)動(dòng)端端蓋33的回旋水道—第四出水口 35—第七進(jìn)水口 40—第二內(nèi)水套38的回旋水道—第七出水口 41—第五進(jìn)水口 36—非驅(qū)動(dòng)端端蓋33的直通水道—第五出水口 37。
[0011]所述的轉(zhuǎn)子組件2包括磁鋼42和轉(zhuǎn)子鐵芯43，磁鋼42的外圓周面及底面涂覆磁鋼底面膠，磁鋼42粘結(jié)到轉(zhuǎn)子鐵芯43的貼合面上，使用磁鋼框架47來定位磁鋼42，然后使用磁鋼壓板46將磁鋼42壓緊，轉(zhuǎn)子鐵芯43焊接到主軸44上，轉(zhuǎn)子組件2的驅(qū)動(dòng)端設(shè)有圓柱滾子軸承48，非驅(qū)動(dòng)端配置有深溝球軸承49以及固定該軸承的圓螺母50和止動(dòng)墊圈51。
[0012]所述的旋轉(zhuǎn)變壓器組件6包括軸盤52，軸盤52通過緊定螺釘固定到主軸44上，軸盤52通過軸盤套56限位，使用緊定螺栓59，通過旋變轉(zhuǎn)子壓板58定位固定旋變轉(zhuǎn)子55，旋變定子54通過旋變定子壓板57固定，旋變轉(zhuǎn)子55和旋變定子54外的旋變蓋板60通過緊定螺釘固定到旋變定位板53上。
[0013]所述的機(jī)殼組件4上設(shè)有出線組件5，出線組件5包括中線接線母排61，定子負(fù)相三相繞組連接到中線接線母排61上，正相三相繞組連接到每相接線母排62上，支撐橫梁65焊接到機(jī)殼組件4上，底座64固定到支撐橫梁65上，環(huán)氧支撐板63固定到底座64上，中線接線母排61和每相接線母排62固定到環(huán)氧支撐板63上，填料函67螺紋固定到出線盒66上，用以固定外接電纜，出線盒66焊接到機(jī)殼組件4上。
[0014]所述的轉(zhuǎn)子磁鋼42采用耐溫等級(jí)更高的N38EH，最高工作溫度為200°C。
[0015]所述的旋轉(zhuǎn)變壓器6采用磁阻式，用來精確的檢測、采集轉(zhuǎn)子位置信號(hào)。
[0016]所述的定子繞組8使用散嵌集中式繞組，縮短端部長度，繞組進(jìn)行真空壓力浸漆。
[0017]本發(fā)明的有益效果為:由于從主動(dòng)降低損耗和被動(dòng)降低損耗方面進(jìn)行了盤式電機(jī)的熱管理設(shè)計(jì)。主動(dòng)降低損耗方面主要考慮采用了超薄的硅鋼片制作鐵芯來降低鐵耗、磁鋼采用環(huán)氧鍍層來阻斷渦流以降低渦流損耗、定子繞組采用細(xì)的漆包線來降低高頻渦流銅耗等措施。被動(dòng)降低損耗方面，主要考慮盤式電機(jī)的兩側(cè)端蓋水道、內(nèi)水套、機(jī)殼水道進(jìn)行組合一體化設(shè)計(jì)，提高電機(jī)系統(tǒng)的對(duì)流換熱能力;采用導(dǎo)熱陶瓷、導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂等提高傳熱路徑的傳導(dǎo)能力。同時(shí)，定子繞組漆包線采用耐溫等級(jí)更高的漆膜，轉(zhuǎn)子磁鋼采用耐溫等級(jí)更高的N39EH燒結(jié)釹鐵硼材質(zhì)，通過以上措施，盤式電機(jī)具有了更高的耐溫升等級(jí)，可以承受更大的過載，結(jié)構(gòu)更加緊湊，提高了電機(jī)功率密度，適合純電動(dòng)、混合動(dòng)力汽車等對(duì)空間要求苛刻領(lǐng)域的動(dòng)力。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明電機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)端定子組件結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖3為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)端端蓋水道結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖4為本發(fā)明電機(jī)冷卻水路結(jié)構(gòu)圖。
[0022 ]圖5為本發(fā)明轉(zhuǎn)子組件結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖6為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)變壓器組件結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖7為本發(fā)明出線盒組件結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]如圖1所示，一體化冷卻散熱結(jié)構(gòu)的盤式電機(jī)，是一種軸向磁通電機(jī)，采用雙定子單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包含機(jī)殼組件4，轉(zhuǎn)子組件2通過緊定螺釘將非驅(qū)動(dòng)端定子組件I和驅(qū)動(dòng)端定子組件3固定到機(jī)殼組件4上，轉(zhuǎn)子組件2位于非驅(qū)動(dòng)端定子組件I與驅(qū)動(dòng)端定子組件3的中間，旋轉(zhuǎn)變壓器組件6通過緊定螺釘固定在非驅(qū)動(dòng)端定子組件I上，出線盒組件5直接焊接到機(jī)殼組件4上。
[0027]如圖2所示，所述的驅(qū)動(dòng)端定子組件3包含定子鐵芯7，定子鐵心7由高磁導(dǎo)率、低損耗、超薄硅鋼片卷繞而成，定子鐵心7通過緊定螺釘固定在驅(qū)動(dòng)端端蓋15上，定子鐵心7外部的定子繞組8為散嵌的集中式繞組，定子鐵心7與驅(qū)動(dòng)端端蓋15的貼合面涂覆導(dǎo)熱樹脂，定子鐵芯7產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到驅(qū)動(dòng)端端蓋15上，然后通過驅(qū)動(dòng)端端蓋15上的回旋水道的冷卻液將熱量帶走;定子繞組8外部設(shè)有導(dǎo)熱陶瓷片9，導(dǎo)熱陶瓷片9和繞組內(nèi)端部的水套10相接觸，繞組內(nèi)端部的水套10固定在機(jī)殼組件4上，定子繞組8—部分熱量通過傳導(dǎo)，傳遞到定子鐵芯7上，另一部分熱量通過導(dǎo)熱陶瓷片9分別傳導(dǎo)到繞組內(nèi)端部的水套10上和機(jī)殼組件4上，通過其水道內(nèi)的冷卻液帶走;繞組內(nèi)端部的水套1內(nèi)部連接有驅(qū)動(dòng)端軸承內(nèi)蓋13、驅(qū)動(dòng)端軸承外蓋14，驅(qū)動(dòng)端軸承內(nèi)蓋13、驅(qū)動(dòng)端軸承外蓋14實(shí)現(xiàn)對(duì)圖5中的軸承48外圈的固定，驅(qū)動(dòng)端軸承內(nèi)蓋13上設(shè)有上唇形密封11，驅(qū)動(dòng)端軸承外蓋14上設(shè)有下唇形密封12，上唇形密封11與下唇形密封12實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承的密封，防止灰塵、固體顆粒物的進(jìn)入，水道蓋板16通過緊定螺釘固定到驅(qū)動(dòng)端端蓋15上，形成封閉水道。
[0028]所述的非驅(qū)動(dòng)端定子組件I的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動(dòng)端定子組件3的結(jié)構(gòu)形式相同。
[0029]如圖3所示，所述的驅(qū)動(dòng)端端蓋15的端面設(shè)計(jì)成回旋形水道，增大了水道的散熱面積，改善散熱效果，在其外圓周面上設(shè)計(jì)有2組進(jìn)出水口，第一進(jìn)水口 17和第一出水口 18連通，第二進(jìn)水口 19和第二出水口 20連通。
[0030]如圖4所示，盤式電機(jī)整個(gè)冷卻水路包括驅(qū)動(dòng)端端蓋15中的回旋水道和直通水道、內(nèi)機(jī)殼25中的回旋水道、驅(qū)動(dòng)端繞組內(nèi)端部第一內(nèi)水套21中的回旋水道、非驅(qū)動(dòng)端繞組內(nèi)端部第二內(nèi)水套38中的回旋水道以及非驅(qū)動(dòng)端端蓋33中的回旋水道和直通水道，機(jī)殼組件4由內(nèi)機(jī)殼25和外機(jī)殼26連接組成，內(nèi)機(jī)殼25加工有蛇形水道，便于將導(dǎo)熱陶瓷片9傳導(dǎo)過來的熱量帶走；內(nèi)機(jī)殼25和外機(jī)殼26設(shè)有四個(gè)過線孔:第一過線孔29、第二過線孔30、第三過線孔31和第四過線孔32，將驅(qū)動(dòng)端的定子繞組8以及對(duì)應(yīng)非驅(qū)動(dòng)端的定子繞組的引出線通過四個(gè)過線孔引出，同時(shí)外機(jī)殼26上設(shè)有第三進(jìn)水口 27和第三出水口 28，非驅(qū)動(dòng)端端蓋33設(shè)有2組進(jìn)出水口:第四進(jìn)水口 34、第四出水口 35和第五進(jìn)水口 36、第五出水口 37;驅(qū)動(dòng)端定子繞組內(nèi)端部冷卻水套10由第一內(nèi)水套21和第二外水套22組成，第一內(nèi)水套21加工有蛇形