本實(shí)用新型屬于電機(jī)冷卻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輪轂電機(jī)腔內(nèi)動(dòng)態(tài)可調(diào)油量浸油冷卻結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著新能源電動(dòng)汽車和混動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，緊湊高效的輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式漸漸受到青睞，對(duì)汽車極致動(dòng)力性能的追求導(dǎo)致輪轂電機(jī)功率越來(lái)越高，因此電機(jī)產(chǎn)生的廢熱相應(yīng)的提高(總功率的3％-5％)，如果這些廢熱不能及時(shí)有效散入環(huán)境，會(huì)造成電機(jī)內(nèi)部熱量聚集而產(chǎn)生高溫，輪轂電機(jī)內(nèi)部的溫度過(guò)高會(huì)造成線圈絕緣性遭到破壞、永磁體不可逆退磁等后果，這將大大降低輪轂電機(jī)的壽命，影響汽車的安全性，所以輪轂電機(jī)內(nèi)部溫度必須控制在所允許的范圍內(nèi)。由于輪轂電機(jī)直接裝配在車輪上，受裝配空間限制，其體積并不能隨心所欲增加，而且輪轂外殼兩側(cè)需要裝配制成結(jié)構(gòu)和車輪，單純依靠外殼表面散熱將熱量散出的量非常有限，因此輪轂電機(jī)的散熱需求越來(lái)越凸顯出來(lái)。

現(xiàn)在對(duì)于20KW以上的高功率輪轂電機(jī)，普遍采用了強(qiáng)制水冷散熱方式，以求獲得較優(yōu)優(yōu)異的散熱性能，參照?qǐng)D1所示，一般水冷套布置在輪轂電機(jī)圓周外殼與定子01之間，受電機(jī)結(jié)構(gòu)限制，定子01與水冷套接觸面積有限，定子其它部分懸空，如果在不與定子01接觸的外殼上布置水冷套，依靠空氣將定子01線圈產(chǎn)熱傳導(dǎo)到這部分水冷套上進(jìn)行散熱，由于空氣導(dǎo)熱系數(shù)較低，其散熱效果有限，投入大收益有限，得不償失，因此有人提出了在電機(jī)導(dǎo)油腔內(nèi)部加入少量導(dǎo)熱油，依靠轉(zhuǎn)子02轉(zhuǎn)動(dòng)將油拋甩到定子與殼壁水冷套上進(jìn)行散熱，用油代替空氣作為內(nèi)部傳熱媒介，能有效減小內(nèi)部熱阻，提高水冷套換熱效率。但是這種方式，考慮到油對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)阻力，加入過(guò)多會(huì)影響電機(jī)效率，只能加入少量導(dǎo)熱油，依靠轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)將油拋甩到電機(jī)定子和外殼上進(jìn)行散熱，這對(duì)于方式對(duì)于正常運(yùn)行的電機(jī)散熱效果較好，而輪轂電機(jī)在爬坡轉(zhuǎn)速低速運(yùn)轉(zhuǎn)或是堵轉(zhuǎn)工況下，發(fā)熱量是正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況下的3倍左右，這時(shí)候轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速慢或不轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)熱油沉積在電機(jī)導(dǎo)油腔底部，其導(dǎo)熱油散熱作用就非常有限了。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有散熱方式的弊端，保證輪轂電機(jī)各種運(yùn)行工況下的散熱需求，本實(shí)用新型提出一種輪轂電機(jī)腔內(nèi)動(dòng)態(tài)可調(diào)油量浸油冷卻結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)電機(jī)運(yùn)行工況自動(dòng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，可以滿足電機(jī)工作全工況的散熱需求，而且避免了散熱過(guò)程中導(dǎo)熱油對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)行產(chǎn)生較大的阻礙。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型提供了一種輪轂電機(jī)腔內(nèi)動(dòng)態(tài)可調(diào)油量浸油冷卻結(jié)構(gòu)，包括：電機(jī)外殼；安裝在電機(jī)外殼內(nèi)側(cè)的定子線圈；以及安裝在電機(jī)外殼內(nèi)側(cè)且可繞定子線圈旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；其特征在于：所述電機(jī)外殼與定子線圈之間安裝有水冷套，所述定子線圈和轉(zhuǎn)子之間設(shè)置有導(dǎo)油腔，所述導(dǎo)油腔的上端通過(guò)導(dǎo)油管連接到第一換向閥的油路出口，所述第一換向閥的油路進(jìn)口通過(guò)導(dǎo)油管連接到儲(chǔ)油盒；所述導(dǎo)油腔的下端通過(guò)導(dǎo)油管連接到第二換向閥的油路出口，所述第二換向閥的油路進(jìn)口通過(guò)導(dǎo)油管連接到儲(chǔ)油盒，所述第一換向閥和第二換向閥之間通過(guò)油泵連接。

在上述技術(shù)方案中，導(dǎo)油腔、第一換向閥、儲(chǔ)油盒、第二換向閥以及油泵之間形成一個(gè)導(dǎo)熱油的通路，可以控制針對(duì)電機(jī)的不同工況進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)電機(jī)由靜止啟動(dòng)、堵轉(zhuǎn)或緩慢爬坡時(shí)，發(fā)熱量巨大，此時(shí)油泵啟動(dòng)，油泵從儲(chǔ)油盒中抽油并泵送至電機(jī)導(dǎo)油腔內(nèi)，導(dǎo)熱油將導(dǎo)油腔充滿后，油泵持續(xù)動(dòng)作，使導(dǎo)油腔內(nèi)的導(dǎo)熱油循環(huán)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)流換熱，將定子線圈和轉(zhuǎn)子的發(fā)熱量傳導(dǎo)至水冷套中進(jìn)行散熱，如此一來(lái)，可以將定子線圈和轉(zhuǎn)子發(fā)出的巨大熱量通過(guò)對(duì)流換熱從水冷套中快速散發(fā)，從而解決了輪轂電機(jī)啟動(dòng)時(shí)或者在爬坡轉(zhuǎn)速低速運(yùn)轉(zhuǎn)或是堵轉(zhuǎn)工況下，發(fā)熱量是正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況下的3倍左右，而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速慢或不轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)熱油沉積在電機(jī)導(dǎo)油腔底部，導(dǎo)致導(dǎo)熱油散熱作用非常有限的缺陷。當(dāng)電機(jī)緩慢加速至穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中，油泵將電機(jī)導(dǎo)油腔內(nèi)滿載的導(dǎo)熱油抽出至儲(chǔ)油盒，保證導(dǎo)熱油的容量在導(dǎo)油腔三分之一左右后，油泵停止工作，依靠轉(zhuǎn)子帶動(dòng)導(dǎo)油腔內(nèi)導(dǎo)熱油對(duì)流，將定子線圈和轉(zhuǎn)子的發(fā)熱量傳導(dǎo)至水冷套進(jìn)行換熱，如此一來(lái)就可以減少高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，滿載導(dǎo)熱油對(duì)轉(zhuǎn)子的運(yùn)行產(chǎn)生很大阻力的缺陷。

優(yōu)選的，所述第一換向閥上設(shè)置有a位導(dǎo)通口和b位導(dǎo)通口，所述第二換向閥上設(shè)置有c位導(dǎo)通口和d位導(dǎo)通口。通過(guò)第一換向閥上的a位導(dǎo)通口、b位導(dǎo)通口以及第二換向閥上的c位導(dǎo)通口、d位導(dǎo)通口之間的配合，可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱油從導(dǎo)油腔內(nèi)的導(dǎo)入和導(dǎo)出，并可以精確控制導(dǎo)熱油的流向和流量。

優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)子上設(shè)置有速度檢測(cè)器，所述導(dǎo)油腔內(nèi)安裝有液位檢測(cè)器，所述速度檢測(cè)器和液位檢測(cè)器分別與油泵、第一換向閥和第二換向閥連接。通過(guò)速度檢測(cè)器和液位檢測(cè)器與油泵、第一換向閥、第二換向閥之間的配合可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱油流向和流量的智能控制。

本實(shí)用新型提供的一種輪轂電機(jī)腔內(nèi)動(dòng)態(tài)可調(diào)油量浸油冷卻結(jié)構(gòu)的有益效果在于：

(1)本輪轂電機(jī)腔內(nèi)動(dòng)態(tài)可調(diào)油量浸油冷卻結(jié)構(gòu)通過(guò)油泵、儲(chǔ)油盒、第一換向閥、第二換向閥等附加裝置，可調(diào)整不同工況下輪轂電機(jī)導(dǎo)油腔內(nèi)部的充油量，在啟動(dòng)、低轉(zhuǎn)速或堵轉(zhuǎn)的情況下，使電機(jī)導(dǎo)油腔內(nèi)注滿導(dǎo)熱油，并在油泵的工作用下在導(dǎo)油腔內(nèi)部進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流，與水冷套進(jìn)行換熱，對(duì)電機(jī)進(jìn)行冷卻；當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速慢慢增速到正常轉(zhuǎn)速工況下，電機(jī)導(dǎo)油腔內(nèi)部導(dǎo)熱油被慢慢抽出，僅留下少量油，在轉(zhuǎn)子拋甩作用下進(jìn)行散熱，以減少高速運(yùn)轉(zhuǎn)下導(dǎo)熱油對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)電機(jī)運(yùn)行工況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，滿足對(duì)電機(jī)在全工況散熱的需求；

(2)本輪轂電機(jī)腔內(nèi)動(dòng)態(tài)可調(diào)油量浸油冷卻結(jié)構(gòu)中，油泵可以根據(jù)輪轂電機(jī)運(yùn)行工況，動(dòng)態(tài)、智能調(diào)節(jié)電機(jī)導(dǎo)油腔內(nèi)的導(dǎo)熱油量，始終保持腔體內(nèi)導(dǎo)熱油處于運(yùn)動(dòng)對(duì)流換熱狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)內(nèi)部進(jìn)行換熱，對(duì)堵轉(zhuǎn)工況溫升有很好的抑制作用，同時(shí)當(dāng)電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將電機(jī)導(dǎo)油腔內(nèi)導(dǎo)熱油降至散熱需要的最低油量，從而減少導(dǎo)熱油對(duì)電機(jī)工作效率的影響。

(3)本輪轂電機(jī)腔內(nèi)動(dòng)態(tài)可調(diào)油量浸油冷卻結(jié)構(gòu)克服了定量浸油冷卻方案無(wú)法對(duì)慢速爬坡和堵轉(zhuǎn)工況下進(jìn)行有效散熱的缺點(diǎn)，能夠根據(jù)電機(jī)不同運(yùn)行工況下的發(fā)熱特點(diǎn)，全工況下滿足電機(jī)的散熱需求，徹底解決輪轂電機(jī)的散熱問(wèn)題，同時(shí)避免了嚴(yán)重?fù)p害輪轂電機(jī)的工作效率。

附圖說(shuō)明

圖1為傳統(tǒng)輪轂電機(jī)的剖視圖。

圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、油泵；2、儲(chǔ)油盒；31、第一換向閥；32、第二換向閥；4、轉(zhuǎn)子；5、定子線圈；6、水冷套；7、電機(jī)外殼；8、導(dǎo)油腔；9、導(dǎo)油管。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本領(lǐng)域普通人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1：一種輪轂電機(jī)腔內(nèi)動(dòng)態(tài)可調(diào)油量浸油冷卻結(jié)構(gòu)。

參照?qǐng)D2所示，一種輪轂電機(jī)腔內(nèi)動(dòng)態(tài)可調(diào)油量浸油冷卻結(jié)構(gòu)，包括：電機(jī)外殼7；安裝在電機(jī)外殼7內(nèi)側(cè)的定子線圈5；以及安裝在電機(jī)外殼7內(nèi)側(cè)且可繞定子線圈5旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子4；所述電機(jī)外殼7與定子線圈5之間安裝有水冷套6，所述定子線圈5和轉(zhuǎn)子4之間設(shè)置有導(dǎo)油腔8，所述導(dǎo)油腔8的上端通過(guò)導(dǎo)油管9連接到第一換向閥31的油路出口，所述第一換向閥31的油路進(jìn)口通過(guò)導(dǎo)油管9連接到儲(chǔ)油盒2；所述導(dǎo)油腔8的下端通過(guò)導(dǎo)油管9連接到第二換向閥32的油路出口，所述第二換向閥32的油路進(jìn)口通過(guò)導(dǎo)油管9連接到儲(chǔ)油盒2，所述第一換向閥31和第二換向閥32之間通過(guò)油泵1連接。

本實(shí)用新型的工作原理是：導(dǎo)油腔8、第一換向閥31、儲(chǔ)油盒2、第二換向閥32以及油泵1之間形成一個(gè)導(dǎo)熱油的通路，可以控制針對(duì)電機(jī)的不同工況進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)電機(jī)由靜止啟動(dòng)、堵轉(zhuǎn)或緩慢爬坡時(shí)，發(fā)熱量巨大，此時(shí)油泵1啟動(dòng)，油泵1從儲(chǔ)油盒2中抽油并泵送至電機(jī)導(dǎo)油腔8內(nèi)，導(dǎo)熱油將導(dǎo)油腔8充滿后，油泵持續(xù)動(dòng)作，使導(dǎo)油腔8內(nèi)的導(dǎo)熱油循環(huán)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)流換熱，將定子線圈5和轉(zhuǎn)子4的發(fā)熱量傳導(dǎo)至水冷套6中進(jìn)行散熱，如此一來(lái)，可以將定子線圈5和轉(zhuǎn)子4發(fā)出的巨大熱量通過(guò)對(duì)流換熱從水冷套6中快速散發(fā)，從而解決了輪轂電機(jī)啟動(dòng)時(shí)或者在爬坡轉(zhuǎn)速低速運(yùn)轉(zhuǎn)或是堵轉(zhuǎn)工況下，發(fā)熱量是正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況下的3倍左右，而轉(zhuǎn)子4轉(zhuǎn)速慢或不轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)熱油沉積在電機(jī)導(dǎo)油腔8底部，導(dǎo)致導(dǎo)熱油散熱作用非常有限的缺陷。當(dāng)電機(jī)緩慢加速至穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中，油泵1將電機(jī)導(dǎo)油腔8內(nèi)滿載的導(dǎo)熱油抽出至儲(chǔ)油盒2，保證導(dǎo)熱油的容量在導(dǎo)油腔8體積的三分之一左右后，油泵1停止工作，依靠轉(zhuǎn)子4帶動(dòng)導(dǎo)油腔8內(nèi)導(dǎo)熱油對(duì)流，將定子線圈5和轉(zhuǎn)子4的發(fā)熱量傳導(dǎo)至水冷套6進(jìn)行換熱，如此一來(lái)既可以保證定子線圈5和轉(zhuǎn)子4的散熱效率，又可以減少高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，滿載導(dǎo)熱油對(duì)轉(zhuǎn)子4的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生很大的阻力的缺陷。

參照?qǐng)D2所示，所述第一換向閥31上設(shè)置有a位導(dǎo)通口和b位導(dǎo)通口，所述第二換向閥32上設(shè)置有c位導(dǎo)通口和d位導(dǎo)通口。通過(guò)第一換向閥31上的a位導(dǎo)通口、b位導(dǎo)通口以及第二換向閥32上的c位導(dǎo)通口、d位導(dǎo)通口之間的配合，可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱油從導(dǎo)油腔8內(nèi)的導(dǎo)入和導(dǎo)出，并可以精確控制導(dǎo)熱油的流向和流量。

參照?qǐng)D2所示，所述轉(zhuǎn)子4上設(shè)置有速度檢測(cè)器，所述導(dǎo)油腔8內(nèi)安裝有液位檢測(cè)器，所述速度檢測(cè)器和液位檢測(cè)器分別與油泵1、第一換向閥31和第二換向閥32連接。通過(guò)速度檢測(cè)器和液位檢測(cè)器與油1泵、第一換向閥31、第二換向閥32之間的配合可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱油流向和流量的智能控制。

具體而言，本實(shí)施例中，當(dāng)電機(jī)由靜止啟動(dòng)、堵轉(zhuǎn)或緩慢爬坡時(shí)，速度檢測(cè)器檢測(cè)到轉(zhuǎn)子4運(yùn)行速度低于設(shè)定值，油泵1啟動(dòng)，第二換向閥32的c位導(dǎo)通口和第一換向閥31的b位導(dǎo)通口導(dǎo)通，第一換向閥31的a位導(dǎo)通口和第二換向閥32的d位導(dǎo)通口關(guān)閉，油泵1從儲(chǔ)油盒2中抽油，泵入電機(jī)導(dǎo)油腔8內(nèi)，當(dāng)液位檢測(cè)器檢測(cè)到導(dǎo)熱油充滿導(dǎo)油腔8后，第二換向閥32的c位導(dǎo)通口閉合以及d位導(dǎo)通口導(dǎo)通，這時(shí)第一換向閥31的b位導(dǎo)通口和第二換向閥32的d位導(dǎo)通口導(dǎo)通，第一換向閥31的a位導(dǎo)通口和第二換向閥32的c位導(dǎo)通口關(guān)閉，油泵1從電機(jī)導(dǎo)油腔8內(nèi)先將導(dǎo)熱油抽出至儲(chǔ)油盒2進(jìn)行降溫，然后再泵入導(dǎo)油腔8，使導(dǎo)油腔8內(nèi)的導(dǎo)熱油循環(huán)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)流換熱，將定子線圈5和轉(zhuǎn)子4的發(fā)熱量傳導(dǎo)至水冷套6中進(jìn)行散熱。當(dāng)電機(jī)緩慢加速至穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中，速度檢測(cè)器檢測(cè)到轉(zhuǎn)子4運(yùn)行速度等于或者高于設(shè)定值，第一換向閥31的b位導(dǎo)通口閉合，第一換向閥31的a位導(dǎo)通口導(dǎo)通，這時(shí)第一換向閥31的a位導(dǎo)通口和第二換向閥32的d位導(dǎo)通口導(dǎo)通，第一換向閥31的b位導(dǎo)通口和第二換向閥32的c位導(dǎo)通口關(guān)閉，油泵1從電機(jī)導(dǎo)油腔8內(nèi)將導(dǎo)熱油抽出，泵入儲(chǔ)油盒2，液位檢測(cè)器檢測(cè)使得電機(jī)導(dǎo)油腔8內(nèi)的導(dǎo)熱油液面逐漸下降至腔體高度的1/3后油泵1關(guān)閉，依靠轉(zhuǎn)子4帶動(dòng)腔內(nèi)導(dǎo)熱油對(duì)流，將定子線圈5和轉(zhuǎn)子4的發(fā)熱量傳導(dǎo)至水冷套6進(jìn)行換熱。

通過(guò)上述冷卻結(jié)構(gòu)，油泵1可以根據(jù)輪轂電機(jī)運(yùn)行工況，動(dòng)態(tài)、智能調(diào)節(jié)電機(jī)導(dǎo)油腔8內(nèi)的導(dǎo)熱油量，始終保持腔體內(nèi)導(dǎo)熱油處于運(yùn)動(dòng)對(duì)流換熱狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)內(nèi)部進(jìn)行換熱，對(duì)堵轉(zhuǎn)工況溫升有很好的抑制作用，同時(shí)當(dāng)電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將電機(jī)導(dǎo)油腔8內(nèi)導(dǎo)熱油降至散熱需要的最低油量，從而減少導(dǎo)熱油對(duì)電機(jī)工作效率的影響。同時(shí)本冷卻方法克服了定量浸油冷卻方案無(wú)法對(duì)慢速爬坡和堵轉(zhuǎn)工況下進(jìn)行有效散熱的缺點(diǎn)，能夠根據(jù)電機(jī)不同運(yùn)行工況下的發(fā)熱特點(diǎn)，全工況下滿足電機(jī)的散熱需求，徹底解決輪轂電機(jī)的散熱問(wèn)題，同時(shí)避免了嚴(yán)重?fù)p害輪轂電機(jī)的工作效率。

以上所述為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，但本實(shí)用新型不應(yīng)局限于該實(shí)施例和附圖所公開(kāi)的內(nèi)容，所以凡是不脫離本實(shí)用新型所公開(kāi)的精神下完成的等效或修改，都落入本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。