[发明专利]一种水冷电机的冷却管路结构及其水冷电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机和其水冷系统领域，具体地说是一种水冷电机的冷却管路结构及其水冷电机。

背景技术

电机单位体积损耗大，功率密度高，散热条件差，极易使永磁体产生不可逆退磁，影响电机的正常运转。由于电机高速旋转带来的很大的风摩耗和电机本身发热导致电机发热量过大问题，传统自然冷却的方式对于这类高功率密度电机已经无法满足要求，使得强制风冷和液冷成为主要的散热方式。强制风冷方式设计简单，但是空气传热能力有限，对于散热量需求大的高功率密度电机无法胜任。而且风冷会产生很大的噪音，恶化了工作环境。液冷的传热能力远远大于空气，具有低噪音、高效的特点，同时设计通道减少了电机的重量。特别是水冷的方式，因造价较低，方便使用，被广泛运用。

水冷散热效果的好坏关键体现在水路设计是否合理上。对于一个系统来说，水路设计不仅要实现有效的散热，还要兼顾到供水的泵体和对水降温的散热器，尽量降低它们的负荷。可见水路设计是一个综合考虑各种因素和不断优化的过程，具有很重要的研究意义。传统的螺旋水道电机外壳和直槽水道电机外壳存在着以下问题：一、传统的螺旋水道电机外壳和直槽水道电机外壳散热效率低；二、传统的螺旋水道电机外壳和直槽水道电机外壳温升不均匀。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，而提供一种水冷电机的冷却管路结构及其水冷电机，通过应用均匀规律布置的丁胞结构，提高水冷电机的冷却效率。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种水冷电机的冷却管路结构，包括水冷壳体，水冷壳体的内部制有水冷流道，水冷流道的表面具有间隔设置的球形凸胞状的丁胞结构。

为优化上述技术方案，本发明还包括以下改进的技术方案。

上述的丁胞结构的宽度与所处流道的宽度成比例。丁胞结构的厚度小于流道的厚度，采用较小的深度，只会影响到冷却介质表面的流动，并不会产生较大的流阻，在牺牲较小的流阻下大大提高散热能力。

本发明还对水冷流道作了进一步的改进，在水冷壳体中具有双层树状的水冷流道。每层的水冷流道包括绕水冷壳体周向延伸的主流道、从主流道两侧分离并轴向延伸的分支流道，从分支流道分离并周向延伸的分叉流道。内层分叉流道的末端与外层分叉流道的末端相连通。该结构采用了双层树状流道，在不明显增大流阻的前提下，能够有效提高电机散热能力，并且可以使电机温升更加均匀。

上述两层分叉流道的末端具有工字型将内外两层分叉流道连通的连通流道。

上述内层的主流道具有带进水口的进水支路，外层的主流道具有带出水口的出水支路。

上述的丁胞结构均匀间隔分布于内层水冷流道的内侧表面和外层水冷流道的外侧表面。

上述的水冷壳体设有两组独立分布在半圆壳体内的双层的水冷流道。

上述的进水支路与主流道的中部相连接。分支流道与主流道的两端呈工字型连接。分叉流道与分支流道的两端呈工字型连接。

上述进水支路的进水口和出水支路的出水口分布在水冷壳体的两端。

本发明提供了应用上述冷却管路结构的水冷电机，包括前端盖和后端盖。在前端盖与后端盖之间配装有上述的冷却管路结构，冷却管路结构的内部安装有电机定子和电机转子。

与现有技术相比，本发明的冷却管路结构及水冷电机，可以在传统的各种冷却流道上应用球形凸胞状的丁胞结构，通过规律放置的丁胞结构让流体通过时产生涡流，破坏了流道边界层，增大了流道的散热系数、努塞尔数和湍动能，大大提高散热效率。

进一步改进后的双层树状冷却管路结构，使电机水冷系统在同等水泵的驱动下，不会明显增大流道流阻，比传统水道冷却效果显著，而且电机温升均匀，不会出现传统散热方案入口温度过低，出口温度过高的情况，保证了电机的稳定运转。

附图说明

图1是本发明实施例的剖视结构示意图。

图2是实施例1的水冷流道的立体结构示意图。

图3是实施例2的水冷流道的立体结构示意图。

图4是实施例3的水冷流道的立体结构示意图。

图5是图4中一组水冷流道的立体结构示意图。

图6是双层树状冷却管路结构与传统冷却系统的温升对比图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

图1至图6所示为本发明的结构示意图。