[实用新型]一种新型车用动力电机定子总成结构及其冷却系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电机定子总成结构以及所述定子的冷却系统，属于车用电机领域，特别涉及一种新能源车用动力电机的定子总成结构及其油冷系统。

背景技术

在节能和环保成为汽车行业发展主题的今天，新能源汽车已经成为各国汽车厂商重点研究的对象，动力电机作为其主要动力源也被提出越来越高的要求。

动力电机在越来越高效地为新能源汽车提供动力的同时，也随之产生了很多问题，定子作为电机中使电能转换成机械能的重要结构部件和主发热源，所面临的问题尤其棘手。在新能源汽车，尤其是混合动力汽车的动力电机设计中，为了得到更小的空间尺寸和更高的转矩输出，越来越多地选用具有绕组端部尺寸小，铁芯利用率高，转矩输出高等特点的集中式绕组定子总成结构进行设计。

然而，在实际应用中却面临着诸多问题：1.由于定子是电机的主要发热源，定子的温度直接影响到电机的效率、性能、绝缘安全及寿命，为了实现更大的功率输出，如何在现有空间内进行更有效的冷却散热是一个难题；2.由于日益紧凑的动力总成布置空间与日益提高的电机性能要求之间的矛盾，在电机定子与冷却系统的设计中，一方面要保证电机总成外轮廓的最小设计空间，一方面还要求更大的铁芯利用率，因此电机定子的轭部尺寸被压缩的越来越小，这导致电机定子在实际加工过程中，无论是使用模具冲裁还是使用线切割加工都会遇到如下问题：由于定子轭部过薄，因此定子冲片的刚度很差，定子内外圆的圆度想要达到设计精度会非常困难，既影响生产节拍又影响电机实际的性能输出；3.目前主流的产品设计中，如附图9与附图10，为了保证定子总成热传导和传递扭矩，定子总成多采用铁芯与壳体过盈配合，这种方式既导致了对壳体的强度及材料都有较高要求，又由于冷却通道的存在，为保证高度需增加壳体壁厚，因此限制了壳体尺寸的进一步压缩，也间接加剧了问题2中的轭部尺寸过薄的问题。综上，具有更好的加工工艺性的定子总成结构研究以及新型冷却装置的设计成为当务之急。

专利CN101023572A中描述了一种电机的冷却装置，该装置有能力根据定子铁芯上不同部位的状况调整其冷却能力，实现不同铁芯位置的精密冷却。这种装置虽然却效果得到了一定的提高，但是其结构复杂，成本高，工程化应用难度大，并且无法对定子总成结构中真正的发热源(即定子绕组)进行直接冷却，冷却效率依旧不足以满足未来整车对电机的需求。

专利CN103296824A与专利CN103532307A各自描述了一种可以对定子绕组进行直接喷淋冷却的多喷油口电机结构。这种设计虽然冷却效率较高，但是为实现其冷却系统，电机壳体结构比较复杂，加工难度高，定子与壳体之间采用过盈限位更导致了其对壳体的高强度要求，这样的结构导致壳体占用较大的径向空间，使电机有效径向尺寸减小，铁芯利用率降低，电机功率密度及扭矩密度受限。

针对上述问题，如何在有限的空间内，提高电机有效直径，提高定子铁芯利用率，提高冷却效率，最大限度地发挥电机性能成为新能源汽车的新型车用动力电机定子及其冷却系统设计的关键。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型车用动力电机定子及其冷却系统，其既可以实现新能源车用电机系统要求的高效冷却，又可以较大地保证电机的有效径向尺寸(即定子外径尺寸)，提高定子铁芯利用率；在保证电机高性能输出的同时，也可以保证定子冲片的加工工艺性。

本实用新型所述的一种新型车用动力电机的定子总成结构及其冷却系统，其定子总成由定子铁芯、定子绕组及若干个导流管总成组成；其冷却系统由进油口、导流管总成、出油口、储油装置、过滤装置以及冷却油散热装置所构成。

所述定子铁芯由若干硅钢片叠压后经焊接或铆接而成，在结构上分为齿部与轭部两部分，在其轭部上开有通孔；

所述定子绕组，装配在定子铁芯齿部之上，与定子铁芯固定连接，绕组的轴向两端在定子铁芯之外；

所述导流管总成，装配在定子铁芯的轭部通孔中，导流管总成的主体为中空的导流管，导流管轴向长度长于定子铁芯。在导流管上布置有喷油孔、入油孔、密封装置及定位装置。其中，所述喷油孔，连通导流管与电机内腔，每个导流管总成中至少有一个喷油孔布置在定子绕组的端部的垂直上方；所述入油孔，连通导流管与布置在端盖之内的油道，或者连通导流管与供油管道；所述的密封装置，可以是密封堵块，或者密封圈，或者其他能够密封冷却油，使冷却油进入导流管后，只能从喷油孔流出的装置或结构；所述定位装置，可以是卡环，或者导流管自身的凸起结构，或者其他能够为定子铁芯与导流管总成之间或为定子总成与端盖之间进行轴向定位的结构或装置；