一種一體化散熱內(nèi)置式盤式電動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及純電動(dòng)、混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域的電動(dòng)機(jī)，具體涉及一種一體化散熱內(nèi)置式盤式電動(dòng)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)或者三相異步電動(dòng)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)座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)運(yùn)行產(chǎn)生的熱量，因機(jī)座內(nèi)空氣的導(dǎo)熱能力比較差，有時(shí)僅僅靠機(jī)座水冷或者端蓋水冷來換熱往往不能及時(shí)散出，給電機(jī)的熱管理帶來極大挑戰(zhàn)。
【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種一體化散熱內(nèi)置式盤式電動(dòng)機(jī)，具有換熱效率高，換熱面積大，導(dǎo)熱速度快的優(yōu)點(diǎn)，采用這種散熱結(jié)構(gòu)的盤式電機(jī)，功率密度、扭矩密度可以做得更大，結(jié)構(gòu)更加緊湊，適應(yīng)于未來對(duì)電機(jī)安裝空間有苛刻要求的場(chǎng)合。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為:
[0006]—種一體化散熱內(nèi)置式盤式電動(dòng)機(jī)，是一種軸向磁通電機(jī)，包括非驅(qū)動(dòng)端定子組件1、轉(zhuǎn)子組件2、驅(qū)動(dòng)端定子組件3、機(jī)座組件4、出線盒組件5和旋轉(zhuǎn)變壓器組件6，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，非驅(qū)動(dòng)端定子組件I和驅(qū)動(dòng)端定子組件3固定在機(jī)座組件4上，旋轉(zhuǎn)變壓器組件6固定到非驅(qū)動(dòng)端定子組件I上，出線盒組件5固定到機(jī)座組件4上。
[0007]所述的驅(qū)動(dòng)端定子組件3包括定子鐵芯8，定子鐵心8由高磁導(dǎo)率、低損耗、超薄硅鋼片卷繞而成，定子鐵心8加工有燕尾槽，燕尾槽中放置橫梁14，通過緊定螺釘15鎖緊橫梁14，達(dá)到定子鐵芯8完全貼合到驅(qū)動(dòng)端端蓋9的端面上;定子鐵心8與驅(qū)動(dòng)端端蓋9的貼合面涂覆導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂，定子鐵心8外的定子繞組7為散下線的集中式繞組，定子繞組7外部設(shè)有導(dǎo)熱陶瓷片10，導(dǎo)熱陶瓷片10和驅(qū)動(dòng)端端蓋9、機(jī)座組件4相接觸，驅(qū)動(dòng)端端蓋9內(nèi)側(cè)設(shè)有軸承外蓋12和唇形密封11，水道蓋板13通過緊定螺釘固定到驅(qū)動(dòng)端端蓋9上，形成封閉水道，磁性槽楔16安裝到定子鐵芯8中的槽中，楔緊定子繞組7。
[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]所述的轉(zhuǎn)子組件2包括磁鋼18，磁鋼18外圓周及底面涂覆磁鋼底面膠，使用轉(zhuǎn)子鐵芯17來定位磁鋼18，在磁鋼18的上下兩側(cè)安裝有主磁極19和漏磁極20，通過緊定螺釘28和螺母27實(shí)現(xiàn)主磁極19和漏磁極20的軸向方向的固定，轉(zhuǎn)子鐵芯17與主軸21通過花鍵副傳遞較大扭矩，轉(zhuǎn)子組件2的驅(qū)動(dòng)端設(shè)有第一角接觸球軸承22，非驅(qū)動(dòng)端設(shè)計(jì)有第二角接觸球軸承24以及固定用的圓螺母25和止動(dòng)墊圈26。
[0010]所述的一體化散熱內(nèi)置式盤式電動(dòng)機(jī)整個(gè)冷卻水路包括驅(qū)動(dòng)端端蓋9的回旋水道、內(nèi)機(jī)座30中的回旋水道和非驅(qū)動(dòng)端端蓋38中的回旋水道，驅(qū)動(dòng)端端蓋9設(shè)有I組進(jìn)出水口:第一進(jìn)水口32、第一出水口33;非驅(qū)動(dòng)端端蓋38設(shè)有I組進(jìn)出水口:第二進(jìn)水口36、第二出水口 37;機(jī)座組件4上設(shè)有第三進(jìn)水口 34和第三出水口 35，整個(gè)冷卻水路流向依次為:第一進(jìn)水口 32—驅(qū)動(dòng)端端蓋9的回旋水道—第一出水口 33—第三進(jìn)水口 34—內(nèi)機(jī)座30的回旋水道—第三出水口 35—第二進(jìn)水口 36—非驅(qū)動(dòng)端端蓋38的回旋水道—第二出水口 37。
[0011]所述的驅(qū)動(dòng)端端蓋9的端面設(shè)計(jì)成回旋型水道。
[0012]所述的機(jī)座組件4由內(nèi)機(jī)座30和外機(jī)座31組成，其中第三進(jìn)水口 34、第三出水口 35焊接在外機(jī)座31上，內(nèi)機(jī)座30加工有回旋型水道，外機(jī)座31焊接到內(nèi)機(jī)座30上，第三進(jìn)水口34、內(nèi)機(jī)座30加工有回旋型水道和第三出水口35形成密封的水道空間，定子繞組7的引出線通過內(nèi)機(jī)座30上的過線孔29與動(dòng)力電纜連接。
[0013]所述的出線盒組件5包括出線盒蓋板41、出線盒42、大填料函39、小填料函40和緊定螺釘43，大填料函39與小填料函40通過螺紋固定到出線盒蓋板41上，出線盒蓋板41通過緊定螺釘43固定到出線盒42上，出線盒42通過緊定螺釘43固定到內(nèi)機(jī)座30上，將定子繞組7的引接線和電機(jī)的動(dòng)力線，通過空心銅管壓緊連接，電機(jī)的動(dòng)力線通過大填料函39固定，電機(jī)的溫檢信號(hào)線，通過小填料函40壓緊固定。
[0014]所述的旋轉(zhuǎn)變壓器組件6包括軸盤47，軸盤47固定在主軸21上，軸盤47通過軸盤套筒52定位，使用緊定螺栓49，通過旋變轉(zhuǎn)子壓板50定位固定旋變轉(zhuǎn)子44，旋變定子45由旋變定子壓板51通過限位槽固定，旋變定子45外的旋變定位板46通過緊定螺釘固定到非驅(qū)動(dòng)端定子I的軸承外蓋上，旋變轉(zhuǎn)子44和旋變定子45外的旋變蓋板48通過螺釘固定到旋變定位板46上。
[0015]所述的磁鋼18采用耐溫等級(jí)更高的N38EH，最高工作溫度達(dá)到200°C。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
[0017]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定子鐵芯8和轉(zhuǎn)子鐵芯17來降低鐵耗，磁鋼18采用環(huán)氧鍍層來阻斷渦流以降低渦流損耗，定子繞組7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)的驅(qū)動(dòng)端端蓋9水道、機(jī)座組件4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;通過驅(qū)動(dòng)端端蓋9、機(jī)座組件4，以及采用導(dǎo)熱陶瓷10、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7漆包線采用耐溫等級(jí)更高的漆膜，磁鋼18采用耐溫等級(jí)更高的N38EH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；轉(zhuǎn)子采用了交/直軸磁路不相等內(nèi)置式結(jié)構(gòu)，擁有了較寬的弱磁調(diào)速能力，適合純電動(dòng)、混合動(dòng)力汽車等對(duì)空間要求苛刻、直驅(qū)或者配變速箱的動(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)端定子組件的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖3為本發(fā)明轉(zhuǎn)子組件的結(jié)構(gòu)圖。[0021 ]圖4為本發(fā)明電機(jī)冷卻水路的結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖5為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)端端蓋的結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖6為本發(fā)明機(jī)座組件的結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖7為本發(fā)明出線盒組件的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖8為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)變壓器組件的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
[0027]如圖1所不，一種一體化散熱內(nèi)置式盤式電動(dòng)機(jī)，是一種軸向磁通電機(jī)，米用雙定子單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其中轉(zhuǎn)子采用磁鋼內(nèi)置式結(jié)構(gòu)，熱管理采用雙端蓋水冷、機(jī)座水冷與導(dǎo)熱陶瓷傳導(dǎo)的組合散熱模式;包括非驅(qū)動(dòng)端定子組件1、轉(zhuǎn)子組件2、驅(qū)動(dòng)端定子組件3、機(jī)座組件
4、出線盒組件5和旋轉(zhuǎn)變壓器組件6，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，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固定在機(jī)座組件4上，旋轉(zhuǎn)變壓器組件6通過緊定螺釘將其固定到非驅(qū)動(dòng)端定子組件I上，出線盒組件5通過緊定螺釘固定到機(jī)座組件4上。
[0028]如圖2所示，所述的驅(qū)動(dòng)端定子組件3包括定子鐵芯8，定子鐵心8由高磁導(dǎo)率、低損耗、超薄硅鋼片卷繞而成，定子鐵心8加工有燕尾槽，燕尾槽中放置橫梁14，通過緊定螺釘15鎖緊橫梁14，達(dá)到定子鐵芯8完全貼合到驅(qū)動(dòng)端端蓋9的端面上;定子鐵心8與驅(qū)動(dòng)端端蓋9的貼合面涂覆導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂，定子鐵心8外的定子繞組7為散下線的集中式繞組，定子鐵芯8產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到驅(qū)動(dòng)端端蓋9上，然后通過其上的回旋型水道的水流將熱量帶走，定子繞組7外部設(shè)有導(dǎo)熱陶瓷片10，導(dǎo)熱陶瓷片10和驅(qū)動(dòng)端端蓋9、機(jī)座組件4相接觸，定子繞組7—部分熱量通過傳導(dǎo)，傳遞到定子鐵芯8上，另一部分熱量通過導(dǎo)熱陶瓷片10分別傳導(dǎo)到驅(qū)動(dòng)端端蓋9上和機(jī)座組件4的上，通過其水道內(nèi)的水流帶走，驅(qū)動(dòng)端端蓋9內(nèi)側(cè)設(shè)有軸承外蓋12和唇形密封11，軸承外蓋12實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承外圈的固定，而唇形密封11實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承的密封，防止灰塵、固體顆粒物等的進(jìn)入，水道蓋板13通過緊定螺釘固定到驅(qū)動(dòng)端端蓋9上，形成封閉水道，磁性槽楔16安裝到定子鐵芯8中的槽中，楔緊定子繞組7。
[0029]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。
[0030]如圖3所示，為了使電機(jī)具有寬的弱磁調(diào)速能力，將轉(zhuǎn)子組件2設(shè)計(jì)成內(nèi)置式結(jié)構(gòu)，達(dá)到交直軸磁阻不相等，同時(shí)可牢靠固定磁鋼以及降低漏磁通的目的，所述的轉(zhuǎn)子組件2包括磁鋼18，磁鋼18外圓周及底面涂覆磁鋼底面膠，使用轉(zhuǎn)子鐵芯17來定位磁鋼18，在磁鋼18的上下兩側(cè)安裝有主磁極19和漏磁極20，通過緊定螺釘28和螺母27實(shí)現(xiàn)主磁極19和漏磁極20的軸向方向的固定，轉(zhuǎn)子鐵芯17與主軸21分別設(shè)計(jì)有內(nèi)外花鍵，通過花鍵副傳遞較大扭矩，轉(zhuǎn)子組件2的驅(qū)動(dòng)端設(shè)有第一角接觸球軸承22，非驅(qū)動(dòng)端設(shè)計(jì)有第二角接觸球軸承24以及固定用的圓螺母25和止動(dòng)墊圈26，每個(gè)角接觸球軸承內(nèi)圈都做絕緣處理，有效防止軸電流對(duì)角接觸球軸承的損傷，角接觸球軸承采用專用的軸承潤(rùn)滑脂，弧鍵23通過焊接直接固定到主軸21