[发明专利]一种带有喷油管设计的电机定子与壳体安装结构及其喷油管的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车电机技术领域，具体来说是一种带有喷油管设计的电机定子与壳体安装结构及其喷油管的设计方法。

背景技术

随着电动汽车行业的飞速发展，相关技术也在不断进步，永磁同步电机作为电动汽车内核心部件，直接决定电动汽车的性能。

新能源汽车领域内对永磁同步电机的要求越来越高，电机功率密度越做越大，散热已成为制约电机功率密度不断提高的最主要因素。目前电动汽车用永磁同步电机绝大部分采用水冷结构，即电机定子产生的热量通过壳体传递至壳体水道内部冷却介质，由冷却介质将其带出系统。同时定子与壳体之间依靠过盈配合来保证两者不发生相对位移，具体装配方式为通过热套工艺实现。

采用此种结构设计主要存在以下不足：

1、传统水冷电机只针对定子外表面进行散热，绕组部分散热路径较长，散热较为困难，难以满足功率密度很高的电机散热需求；

2、由于电机工作过程中产生的热量主要是通过定子铁芯直接传递给壳体，由壳体水道内部冷却介质带出，这要求定子铁芯与壳体内表面接触十分良好。否则两部件之间的装配间隙会造成较大的接触热阻，热量很难传递出来，势必造成绕组温升较快。因此此结构对定子铁芯表面粗糙度以及过盈量的控制要求较高，加工难度较大；

3、电机定子与壳体采用过盈的装配方式，对过盈量的控制十分严格，过大则易对壳体造成损坏、过小对散热不利。并且针对过盈量的控制只能模糊化处理，无法做到量化，致使在工作过程中易出现随着温度的升高定子与壳体发生相对位移。

4、采用过盈配合的装配方式，在维护过程中壳体或定子出现损坏时，无法对壳体或定子进行单独替换维修。

如何开发出一种全新的电机定子与壳体的安装结构已经成为急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中电机定子与壳体的安装结构无法满足实际使用需要的缺陷，提供一种带有喷油管设计的电机定子与壳体安装结构及其喷油管的设计方法来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种带有喷油管设计的电机定子与壳体安装结构，包括壳体和定子铁芯，定子铁芯安装在壳体内，

所述壳体内表面的两个端部处分别设有环状凸台A和环状凸台B，壳体位于环状凸台A处的内径小于壳体位于环状凸台B处的内径，壳体内表面上位于环状凸台A与环状凸台B之间等分设置有若干个凹槽，凹槽与壳体的轴向相平行；凹槽内均放置有喷油管，喷油管的一端设有油嘴，喷油管的另一端接有进油软管，进油软管通过进油分接头与右进油管相接，油嘴的喷洒方向朝向定子铁芯端部的绕组处。

还包括左进油管，所述的喷油管分为数量均等的左喷油管和右喷油管，左进油管位于壳体的左端，右进油管位于壳体的右端，左进油管依次通过进油分接头、进油软管与左喷油管相接，右进油管依次通过进油分接头、进油软管与右喷油管相接，左喷油管的油嘴的喷洒方向朝向定子铁芯右端部的绕组处，右喷油管的油嘴的喷洒方向朝向定子铁芯左端部的绕组处。

所述定子铁芯的外表面设有若干个定位槽，定位槽与壳体的轴向相平行，定位槽与凹槽两者数量相同，定位槽与凹槽两者依序对应，喷油管放置在凹槽与定位槽之间。

所述的喷油管数量为12个。

所述的喷油管的纵向截面为矩形。

一种带有喷油管设计的电机定子与壳体安装结构中喷油管的设计方法，包括以下步骤：

根据电机输出的最大扭矩，计算单个喷油管承受的扭矩，其计算公式如下：

其中：为电机输出最大扭矩；为喷油管数量；

根据单个喷油管所承受的扭矩，计算出单个喷油管与凹槽接触面的最大应力，其计算公式如下：

，

其中：为喷油管宽；为喷油管位于凹槽内长度；为定子铁芯的外径；

获取定子铁芯许用挤压应力值、壳体许用挤压应力值和喷油管许用挤压应力值，计算定子铁芯、壳体和喷油管三者的挤压应力值的最小值，

，

其中，为最小值计算函数；

获取单个喷油管与凹槽接触面的最大应力且，设计出喷油管参数判断方程式，其方程式如下：

；

喷油管的参数设计，在喷油管参数判断方程式中输入单个喷油管的宽、喷油管位于凹槽内长度和喷油管数量，判断其是否满足喷油管参数判断方程式；

若满足喷油管参数判断方程式，则认定当前喷油管的参数设计合格；