[發(fā)明專利]電動(dòng)汽車永磁電機(jī)用磁鋼冷卻結(jié)構(gòu)及其冷卻方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010253082.2
• 申請日: 2010-08-13
• 公開（公告）號(hào): CN101951070A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅建;張磊;陳自偉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海中科深江電動(dòng)車輛有限公司
• 主分類號(hào): H02K9/22
• 分類號(hào): H02K9/22
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔;鄭暄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及電動(dòng)汽車電驅(qū)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種電動(dòng)汽車永磁電機(jī)用磁鋼冷卻結(jié)構(gòu)及其冷卻方法。

背景技術(shù)

隨著環(huán)保問題被社會(huì)越來越多的關(guān)注，燃油汽車被新能源汽車代替也成為大勢所趨，純電動(dòng)汽車隨即得到了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。受電池能源供給的制約，電動(dòng)汽車需要具有體積小、重量輕等特點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為電動(dòng)汽車主要?jiǎng)恿υ矗湫阅苤苯佑绊懻囆阅埽则?qū)動(dòng)電機(jī)必須具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕，損耗小，效率高等特點(diǎn)，永磁電機(jī)很好的綜合了這些特點(diǎn)。而體積小勢必影響到電機(jī)的散熱，高溫卻會(huì)帶來導(dǎo)致磁鋼退磁的風(fēng)險(xiǎn)。退磁導(dǎo)致永磁體磁性能的損失分可逆和不可逆兩部分，不管是哪種損失將造成電機(jī)效率下降，穩(wěn)定性下降，甚至停轉(zhuǎn)。磁鋼做為永磁電機(jī)極為重要的組成部分，其性能與穩(wěn)定性直接影響到電機(jī)及整車的性能，隨著第三代稀土永磁材料釹鐵硼的出現(xiàn)，其較高的磁能積、矯頑力，豐富的原材料和便宜的價(jià)格使其得以迅速廣泛應(yīng)用，但其也有一些缺點(diǎn)：居里溫度和工作溫度低，溫度高于150攝氏度時(shí)其磁性能的不可逆損失將超過5％。雖然可以在永磁體合金中添加鏑等金屬元素來降低這些缺點(diǎn)的影響，但磁體的成本將更高。

熱管技術(shù)是1963年美國LosAlamos國家實(shí)驗(yàn)室的G.M.Grover發(fā)明的一種稱為“熱管”的傳熱元件，它充分利用了熱傳導(dǎo)原理與致冷介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì)，透過熱管將發(fā)熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外，其導(dǎo)熱能力超過任何已知金屬的導(dǎo)熱能力。熱管技術(shù)以前被廣泛應(yīng)用在宇航、軍工等行業(yè)，但從未在永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上使用。

因此，期望結(jié)合熱管技術(shù)提供一種電動(dòng)汽車永磁電機(jī)用磁鋼冷卻結(jié)構(gòu)，以提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)散熱性，最終提高整車性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種電動(dòng)汽車永磁電機(jī)用磁鋼冷卻結(jié)構(gòu)及其冷卻方法，該電動(dòng)汽車永磁電機(jī)用磁鋼冷卻結(jié)構(gòu)提高了電機(jī)散熱性、穩(wěn)定性和可靠性，最終提高了整車性能，且結(jié)構(gòu)簡單，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的第一方面，提供了一種電動(dòng)汽車永磁電機(jī)用磁鋼冷卻結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)子鐵心和磁鋼，所述磁鋼安設(shè)在所述轉(zhuǎn)子鐵心中，其特征在于，所述電動(dòng)汽車永磁電機(jī)用磁鋼冷卻結(jié)構(gòu)還包括熱管，所述熱管具有內(nèi)腔，所述內(nèi)腔中具有相變材料，所述熱管安設(shè)在所述轉(zhuǎn)子鐵心中且所述熱管的外壁與所述轉(zhuǎn)子鐵心緊密接觸，所述內(nèi)腔相對于所述轉(zhuǎn)子鐵心的軸線傾斜設(shè)置。

較佳地，所述熱管相對于所述的轉(zhuǎn)子鐵心的軸線平行設(shè)置，所述內(nèi)腔相對于所述熱管的外壁沿所述熱管長度方向傾斜設(shè)置。

更佳地，所述內(nèi)腔相對于所述的熱管的外壁沿所述熱管長度方向成1.5°傾斜設(shè)置。

較佳地，所述熱管的數(shù)目大于等于2，兩所述熱管的所述內(nèi)腔成八字形設(shè)置。

較佳地，所述磁鋼的上部和下部均設(shè)置有所述熱管。

較佳地，所述轉(zhuǎn)子鐵心具有通槽，所述熱管安設(shè)在所述通槽中，且所述熱管的外壁與所述通槽的槽壁緊密接觸。

在本發(fā)明的第二方面，提供了一種電動(dòng)汽車永磁電機(jī)用磁鋼冷卻方法，其特點(diǎn)是，采用上述的電動(dòng)汽車永磁電機(jī)用磁鋼冷卻結(jié)構(gòu)，并包括以下步驟：

(1)所述轉(zhuǎn)子鐵心高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，所述相變材料在所述離心力作用下貼著所述熱管的靠近所述軸線的內(nèi)壁沿遠(yuǎn)離所述軸線方向運(yùn)動(dòng)并從所述的靠近所述軸線的內(nèi)壁吸收熱量；

(2)所述相變材料達(dá)到其相變溫度后發(fā)生相變，導(dǎo)致體積膨脹和密度變小，從而所述相變材料上升接觸所述熱管的遠(yuǎn)離所述軸線的內(nèi)壁，然后所述相變材料貼著所述的遠(yuǎn)離所述軸線的內(nèi)壁沿靠近所述軸線方向運(yùn)動(dòng)并向所述的遠(yuǎn)離所述軸線的內(nèi)壁釋放出熱量；

(3)當(dāng)所述相變材料達(dá)到其相變溫度以下時(shí)再次發(fā)生相變，導(dǎo)致體積收縮和密度變大，從而所述相變材料下降接觸所述熱管的靠近所述軸線的內(nèi)壁，然后進(jìn)行步驟(1)。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過在轉(zhuǎn)子鐵心中安裝內(nèi)腔擁有一定傾斜角度的熱管，熱管內(nèi)裝入合適的相變材料，熱管的外壁與轉(zhuǎn)子鐵心緊密接觸，從而利用轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)動(dòng)的離心力，通過相變材料的相變，將熱量從熱管的靠近轉(zhuǎn)子鐵心軸線的內(nèi)壁釋放至熱管的遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子鐵心軸線的內(nèi)壁，從而將轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)部、磁鋼周圍的熱量導(dǎo)出的目的，從而可以避免高溫退磁的發(fā)生，提高了電機(jī)散熱性、穩(wěn)定性和可靠性，最終提高了整車性能，且結(jié)構(gòu)簡單，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的電動(dòng)汽車永磁電機(jī)用磁鋼冷卻結(jié)構(gòu)的一具體實(shí)施例的局部剖視示意圖。

圖2是圖1所示的具體實(shí)施例的工作原理示意圖。

具體實(shí)施方式