一种复合冷却电机及车辆的制作方法

1.本实用新型属于汽车技术领域，更具体地说，是涉及一种复合冷却电机及车辆。


背景技术：

2.随着新能源汽车电机功率密度的提升，电机对散热的要求也越来越高。目前应用在新能源电机的冷却方式主要有水冷和油冷两种。
3.在现有的新能源汽车电机中，若采用水冷的冷却方式，水冷电机通过机壳形成水道将电机内部的热量传到冷却水。水冷电机对定子电枢的冷却效果较明显，但无论采用集中式绕组和分布式绕组，电机转子铁芯的发热量都较大，水冷的方式对转子的冷却效果较差一些，磁钢温升过高则会导致磁钢有退磁的风险。若采用油冷的冷却方式，需要增加额外的喷油管和喷油环，并在电机壳体加工复杂的冷却油路，这就会大幅增加电机所占空间，与汽车电机的体积小的要求截然相反。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种复合冷却电机，能够将水冷和油冷两种冷却方式结合在一起，在不增加额外复杂结构的前提下，大大提升了电机的冷却效率。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种复合冷却电机，包括电机壳体、内套、定子、转子和转动轴，所述内套设于所述电机壳体内，所述转动轴通过前端轴承和后端轴承安装在所述电机壳体内，所述转子安装在所述转动轴上，所述定子安装在所述内套内且套设于所述转子的外周，其特征在于，所述内套和所述电机壳体之间设有水冷结构，所述转动轴内同轴开设有储油腔，所述转动轴的前端周向开设有连通所述储油腔的第一出油孔，所述第一出油孔用于引导冷却油冷却所述前端轴承，所述转动轴的后端周向开设有连通所述储油腔的第二出油孔，所述第二出油孔用于引导冷却油冷却所述后端轴承，所述转动轴的中部周向开设有连通储油腔的中部出油孔，所述中部出油孔用于引导冷却油冷却所述转子和所述定子的两端。
6.在一种可能的实现方式中，所述水冷结构包括多条设于所述内套外周面的水冷通道，多条所述水冷通道的一端共同设置有进水口，多条所述水冷通道的另一端设置有出水口。
7.在一种可能的实现方式中，所述内套的外周面间隔设置有多个隔水棱，所述水冷通道形成于所述隔水棱的两侧，所述隔水棱的端部设有导流筋。
8.在一种可能的实现方式中，所述导流筋的端部设有水道扰流筋，所述水道扰流筋的宽度大于所述导流筋的宽度。
9.在一种可能的实现方式中，所述中部出油孔包括前端出油孔和后端出油孔，所述转子的前端设有前平衡端板，所述前平衡端板内开设有连通所述前端出油孔的前进油通道，所述转子的后端设有后平衡端板，所述后平衡端板内开设有连通所述后端出油孔的后进油通道，所述前进油通道和所述后进油通道用于冷却所述定子的两端。
10.在一种可能的实现方式中，所述前平衡端板上设有连通前进油通道的前出油口，所述前出油口朝所述定子前端倾斜设置，所述后平衡端板上设有连通前进油通道的后出油口，所述后出油口朝所述定子后端倾斜设置。
11.在一种可能的实现方式中，所述转动轴的前端开设有连通所述储油腔的进油孔，所述电机壳体的前端倾斜设置有第一回油孔，所述电机壳体的后端盖倾斜设置有第二回油孔。
12.在一种可能的实现方式中，所述内套的后端与所述电机壳体的内壁固定连接，所述内套的前端与所述电机壳体的内壁通过端密封圈和周向密封圈密封连接。
13.在一种可能的实现方式中，所述电机壳体与转动轴的前端之间开设有防护间隙。
14.本实用新型提供的一种复合冷却电机的有益效果在于：与现有技术相比，在内套和电机壳体之间设置水冷结构，通过在水冷结构中通入冷却水以对定子中部进行冷却。在转动轴内设置储油腔，向储油腔内通入冷却油，冷却油通过第一出油孔冷却前端轴承，冷却油通过第二出油孔冷却后端轴承，同时，冷却油通过中部出油孔冷却转子和定子的两端。本实用新型提供的一种复合冷却电机，能够实现水冷和油冷的复合冷却方式，在不增加额外复杂结构的前提下，对转子、定子，前端轴承及后端轴承等电机中主要的发热部件进行冷却，大大提升了电机的冷却效率。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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获得其他的附图。
16.图1为本实用新型实施例提供的一种复合冷却电机的结构示意图；
17.图2为本实用新型实施例提供的内套的结构示意图；
18.图3为本实用新型实施例提供的一种复合冷却电机的主视结构示意图；
19.图4为图1中a处的局部放大图。
20.附图标记说明：
21.1、转动轴；101、进油孔；102、储油腔；103、第一出油孔；104、第二出油孔；105、前端出油孔；106、后端出油孔；2、前端轴承；3、电机壳体；301、第一回油孔；302、防护间隙；4、内套；401、隔板；402、隔水棱；403、进水口；404、出水口；405、导流筋；406、水道扰流筋；407、端密封圈；408、周向密封圈；5、定子；6、前平衡端板；601、前进油通道；602、前出油口；7、后平衡端板；701、后进油通道；702、后出油口；8、后端轴承；9、后端盖；901、第二回油孔；10、转子。
具体实施方式
22.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.请参阅图1，现对本实用新型提供的一种复合冷却电机进行说明。一种复合冷却电
机，包括电机壳体3、内套4、定子5、转子10和转动轴1，内套4设于电机壳体3内，转动轴1通过前端轴承2和后端轴承8安装在电机壳体3内，转子10安装在转动轴1上，定子5安装在内套4内且套设于转子10的外周，内套4和电机壳体3之间设有水冷结构，转动轴1内同轴开设有储油腔102，转动轴1的前端周向开设有连通储油腔102的第一出油孔103，第一出油孔103用于引导冷却油冷却前端轴承2，转动轴1的后端周向开设有连通储油腔102的第二出油孔104，第二出油孔104用于引导冷却油冷却后端轴承8，转动轴1的中部周向开设有连通储油腔102的中部出油孔，中部出油孔用于引导冷却油冷却转子10和定子5。
24.本实用新型提供的一种复合冷却电机，与现有技术相比，在内套4和电机壳体3之间设置水冷结构，通过在水冷结构中通入冷却水以对定子5中部进行冷却。在转动轴1内设置储油腔102，向储油腔102内通入冷却油，冷却油通过第一出油孔103冷却前端轴承2，冷却油通过第二出油孔104冷却后端轴承8，同时，冷却油通过中部出油孔冷却转子10和定子5的两端。本实用新型提供的一种复合冷却电机，能够实现水冷和油冷的复合冷却方式，在不增加额外复杂结构的前提下，对转子10、定子5，前端轴承2及后端轴承8等电机中主要的发热部件进行冷却，大大提升了电机的冷却效率。
25.请参阅图2，水冷结构包括多条设于内套4外周面的水冷通道，多条水冷通道的一端共同设置有进水口403，多条水冷通道的另一端设置有出水口404。
26.具体的，内套4的外壁周向开设环形槽，在环形槽内设置有隔板401，隔板401沿内套4的周向设置，从而将环形槽首尾分隔开来。在环形槽内设置有多个相互平行的隔水棱402，多个隔水棱402沿内套4的周向等间隔设置，其中，最外侧的隔水棱402距离相应的环形槽侧壁的距离等于相邻隔水棱402之间的距离。电机壳体3的周向内壁为弧形面，内套4的外壁与电机壳体3的内壁相贴合，隔水棱402和隔板401均贴合在电机壳体3的内壁上，以使相邻隔水棱402形成上述的水冷通道，同时，最外侧的隔水棱402与环形槽侧壁也形成上述的水冷通道，多条水冷通道等间隔相互平行。
27.多条水冷通道的一端汇聚到隔板401的一侧以形成进水口403，多条水冷通道的另一端汇聚到隔板401的另一侧以形成出水口404，在电机壳体3的对应进水口403和出水口404的位置分别设置有进水管和出水管，通过进水管和进水口403向多条水冷通道内通入冷却水，冷却水沿多条水冷通道周向流进内套4，最终通过出水口404和出水管引出冷却后的冷却水，最终构成循环冷却水对定子5进行冷却。
28.优选的，在隔水棱402的端部设有导流筋405，导流筋405朝向进水口403或出水口404的区域，以引导冷却水通过进水口403进入水冷通道，或是引导冷却水通过出水口404流出水冷通道。其中，靠近进水口403和出水口404的隔水棱402正对进水口403或出水口404，导流筋405为直段或是不设置导流筋405，其余，远离进水口403和出水口404的隔水棱402上设置l形导流筋405，即朝进水口403或出水口404的方向弯折，能够引导冷却水进入或流出水冷通道。
29.此外，在导流筋405的端部设有水道扰流筋406，水道扰流筋406一体成型于导流筋405的端部，水道扰流筋406的宽度大于导流筋405的宽度。当然，对于不设置导流筋405的隔水棱402，水道扰流筋406可之间设置在隔水棱402的端部。水道扰流筋406位于进水口403或出水口404的位置，能够减小隔水棱402的应力集中，提升整体内套4的强度，水道扰流筋406头部的设计形状不做要求，以能达到的效果较优为宜。
30.请参照图1，中部出油孔包括前端出油孔105和后端出油孔106，转子10的前端设有前平衡端板6，前平衡端板6内开设有连通前端出油孔105的前进油通道601，转子10的后端设有后平衡端板7，后平衡端板7内开设有连通后端出油孔106的后进油通道701，前进油通道601和后进油通道701用于冷却定子5的两端。
31.具体的，前端出油孔105的数量为多个，多个前端出油孔105周向开设在转动轴1上；同样的，后端出油孔106的数量为多个，多个后端出油孔106周向开设在转动轴1上，多个前端出油孔105和多个后端出油孔106均与储油腔102相连通。
32.转动轴1的前端开设有进油孔101，进油孔101与储油腔102相连通。前平衡端板6和后平衡端板7均为环形板，套设在转动轴1上。前平衡端板6的周向开设有多个前进油通道601，多个前进油通道601与多个前端出油孔105一一对应连通，后平衡端板7的周向开设有多个后进油通道701，多个后进油通道701与多个后端出油孔106一一对应连通。
33.在前平衡端板6上设有连通前进油通道601的前出油口602，前出油口602朝定子5前端倾斜设置，在后平衡端板7上设有连通前进油通道601的后出油口702，后出油口702朝定子5后端倾斜设置。
34.此外，第一出油孔103和第二出油孔104同样为多个，周向开设有转动轴1的前端和后端，第一出油孔103朝向前端轴承2倾斜开设，第二出油孔104朝向后端轴承8倾斜开设。
35.具体的，冷却油通过进油口进入到转动轴1内的储油腔102，冷却油通过多个第一出油孔103流向前端轴承2，从而对前端轴承2进行冷却；冷却油依次通过多个前端出油孔105、前进油通道601以及前出油口602流向定子5的前端，从而对转子10和定子5的前端进行冷却；冷却油依次通过多个后端出油孔106、后进油通道701以及后出油口702流向定子5的后端，从而对转子10和定子5的后端进行冷却；冷却油通过多个第二出油孔104流向后端轴承8，从而对后端轴承8进行冷却。冷却油经过内部循环冷却后，分别通过不同的回油孔流出。
36.请参照图3，回油孔包括第一回油孔301和第二回油孔901，第一回油孔301开设在电机壳体3的前端并倾斜设置，用于冷却前端轴承2和定子5前端的冷却油通过第一回油孔301流出，以形成一条最短的回油路径；同样的，第二回油孔901开设在电机壳体3的后端盖9上并倾斜设置，用于冷却后端轴承8和定子5后端的冷却油通过第二回油孔901流出，以形成另一条最短的回油路径。形成最短的回油路径，能够避免转子10浸泡在油液中导致电机运转时搅油，造成效率损失的问题。
37.请参照图1，内套4的后端与电机壳体3的内壁固定连接，内套4的前端与电机壳体3的内壁通过端密封圈407和周向密封圈408密封连接。
38.具体的，内套4后端与电机壳体3的内壁采用搅拌摩擦焊焊接固定，内套4前端的端面通过密封槽安装有端密封圈407，内套4前端的周向面通过周向密封槽安装有周向密封圈408。端密封圈407防止电机内部冷却油进入电机的水冷通道，周向密封圈408防止水冷通道内的冷却水泄漏到电机内部；此密封圈结构形式不限，也可将周向和端面密封设计为一体，以能达到密封效果为宜；此内套4的密封形式避免了一侧采用密封圈密封带来的密封圈失效问题，另一侧采用双重密封，可靠性更高。
39.请参照图4，电机壳体3与转动轴1的前端之间开设有防护间隙302。该防护间隙302为小间隙配合结构，在满足卸油的同时，防止变速器侧轴齿啮合带来的铁屑进入电机内部，
进而提高电机的可靠性。
40.基于同一发明构思，本使用新型还提供了一种车辆，该车辆使用了上述的复合冷却电机。
41.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种复合冷却电机，包括电机壳体(3)、内套(4)、定子(5)、转子(10)和转动轴(1)，所述内套(4)设于所述电机壳体(3)内，所述转动轴(1)通过前端轴承(2)和后端轴承(8)安装在所述电机壳体(3)内，所述转子(10)安装在所述转动轴(1)上，所述定子(5)安装在所述内套(4)内且套设于所述转子(10)的外周，其特征在于，所述内套(4)和所述电机壳体(3)之间设有水冷结构，所述转动轴(1)内同轴开设有储油腔(102)，所述转动轴(1)的前端周向开设有连通所述储油腔(102)的第一出油孔(103)，所述第一出油孔(103)用于引导冷却油冷却所述前端轴承(2)，所述转动轴(1)的后端周向开设有连通所述储油腔(102)的第二出油孔(104)，所述第二出油孔(104)用于引导冷却油冷却所述后端轴承(8)，所述转动轴(1)的中部周向开设有连通储油腔(102)的中部出油孔，所述中部出油孔用于引导冷却油冷却所述转子(10)和所述定子(5)的两端。2.如权利要求1所述的一种复合冷却电机，其特征在于，所述水冷结构包括多条设于所述内套(4)外周面的水冷通道，多条所述水冷通道的一端共同设置有进水口(403)，多条所述水冷通道的另一端设置有出水口(404)。3.如权利要求2所述的一种复合冷却电机，其特征在于，所述内套(4)的外周面间隔设置有多个隔水棱(402)，所述水冷通道形成于所述隔水棱(402)的两侧，所述隔水棱(402)的端部设有导流筋(405)。4.如权利要求3所述的一种复合冷却电机，其特征在于，所述导流筋(405)的端部设有水道扰流筋(406)，所述水道扰流筋(406)的宽度大于所述导流筋(405)的宽度。5.如权利要求1所述的一种复合冷却电机，其特征在于，所述中部出油孔包括前端出油孔(105)和后端出油孔(106)，所述转子(10)的前端设有前平衡端板(6)，所述前平衡端板(6)内开设有连通所述前端出油孔(105)的前进油通道(601)，所述转子(10)的后端设有后平衡端板(7)，所述后平衡端板(7)内开设有连通所述后端出油孔(106)的后进油通道(701)，所述前进油通道(601)和所述后进油通道(701)用于冷却所述定子(5)的两端。6.如权利要求5所述的一种复合冷却电机，其特征在于，所述前平衡端板(6)上设有连通前进油通道(601)的前出油口(602)，所述前出油口(602)朝所述定子(5)前端倾斜设置，所述后平衡端板(7)上设有连通前进油通道(601)的后出油口(702)，所述后出油口(702)朝所述定子(5)后端倾斜设置。7.如权利要求1所述的一种复合冷却电机，其特征在于，所述转动轴(1)的前端开设有连通所述储油腔(102)的进油孔(101)，所述电机壳体(3)的前端倾斜设置有第一回油孔(301)，所述电机壳体(3)的后端盖(9)倾斜设置有第二回油孔(901)。8.如权利要求1所述的一种复合冷却电机，其特征在于，所述内套(4)的后端与所述电机壳体(3)的内壁固定连接，所述内套(4)的前端与所述电机壳体(3)的内壁通过端密封圈(407)和周向密封圈(408)密封连接。9.如权利要求1所述的一种复合冷却电机，其特征在于，所述电机壳体(3)与转动轴(1)的前端之间开设有防护间隙(302)。10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的一种复合冷却电机。

技术总结
本实用新型提供了一种复合冷却电机及车辆，属于汽车技术领域，包括电机壳体、内套、定子、转子和转动轴，内套设于电机壳体内，转动轴通过前端轴承和后端轴承安装在电机壳体内，内套和电机壳体之间设有水冷结构，转动轴内同轴开设有储油腔，转动轴的前端周向开设有连通储油腔的第一出油孔，转动轴的后端周向开设有连通储油腔的第二出油孔，转动轴的中部周向开设有连通储油腔的中部出油孔。本实用新型提供的一种复合冷却电机，能够实现水冷和油冷的复合冷却方式，在不增加额外复杂结构的前提下，对转子、定子，前端轴承及后端轴承等电机中主要的发热部件进行冷却，大大提升了电机的冷却效率。率。率。


技术研发人员：邵长志 孙厚朝
受保护的技术使用者：蜂巢传动系统（江苏）有限公司
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/9/26