[實用新型]內轉子電機的冷卻結構有效

申請號：	201220377078.1	申請日：	2012-07-31
公開（公告）號：	CN202818002U	公開（公告）日：	2013-03-20
發明（設計）人：	屈晨竹;陳思遠	申請（專利權）人：	聯合汽車電子有限公司
主分類號：	H02K9/19	分類號：	H02K9/19;H02K1/32;H02K9/22
代理公司：	上海浦一知識產權代理有限公司 31211	代理人：	殷曉雪
地址：	201206 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	轉子電機冷卻結構
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【說明書】：

技術領域

本申請涉及一種內轉子電機。

背景技術

根據定子與轉子之間的相對位置不同，電機可分為內轉子和外轉子兩類。內轉子電機的轉子被定子包圍，即轉子在內。外轉子電機的轉子包圍住定子，即轉子在外。

目前在新能源汽車中通常采用內轉子的永磁同步電機作為驅動電機，由于空間的限制和對高性能的追求，使得這種內轉子永磁同步電機的定子和轉子的發熱成為一個必須關注的問題。

現有的內轉子電機的定子冷卻結構是將一個冷卻套以過盈配合或過渡配合的形式固定在定子鐵芯外圍。該冷卻套通常為金屬材料，其中設計有冷卻介質的流道。定子鐵芯和繞組發出的熱量就通過冷卻介質的流動而帶走。

傳統情況下，由于空間和密封技術的限制，對于轉子并沒有采用額外的散熱設計。轉子鐵芯和永磁體（磁鋼）發出的熱量通過轉子軸傳遞到兩端的轉子軸承，再由轉子軸承經前、后端蓋傳遞到冷卻套。由于該條散熱路經較長，熱阻較大，轉子在高轉速和大扭矩輸出時熱量不能很好地散出，造成轉子溫升過高、磁鋼退磁和很難輸出大扭矩，影響電機性能。如果要提高電機性能，就需要選用成本較高、耐高溫的磁鋼材料，造成整體電機成本較高，產品缺乏市場競爭力。

為此，出于降低電機成本，提高電機性能的考慮，必須降低轉子的溫度。當前也出現了一些內轉子電機的轉子冷卻結構。其總體思路是給轉子軸內部直接通冷卻劑，這種設計的確可以很好地降低轉子的溫度，但對絕緣性、密封性上又帶來了新的風險。

仍以新能源汽車上的內轉子永磁同步電機為例，考慮到汽車的安全性要求，電機的高壓電部分不允許有導電液體的進入。但要使冷卻劑在轉子軸里流動，一方面需要采用動密封技術形成封閉的流道，另一方面需要對冷卻介質提供較大的壓力來克服流阻。在新能源汽車的E-Drive冷卻系統中，該壓力達到2.5Bar，這么高的壓力對動密封提出了非常大的挑戰。即使對冷卻介質所提供的壓力沒有這么大，能夠使其克服流阻的壓力也會對冷卻介質的動密封效果帶來風險。一旦這些導電的冷卻介質泄露進入高壓電部分，就會對汽車安全帶來難以估量的影響。

如果對內轉子永磁同步電機的轉子冷卻結構中采用不導電的導熱油脂材料，那么就要在新能源汽車的E-Drive冷卻系統（該系統中僅包含定子冷卻結構）之外新建轉子冷卻結構的流道設計。由于新能源汽車中用于安裝驅動電機的空間有限，為定子、轉子各建立一套包含流道的冷卻系統是非常困難的。

因而，如何能在安裝空間有限的前提下，為內轉子電機的定子和轉子設計出一套冷卻結構，并且能確保冷卻結構與電機之間的絕緣性、密封性，就成為一個亟待解決的問題。

實用新型內容

本申請所要解決的技術問題是提供一種內轉子電機的冷卻結構，可以滿足嚴格的空間限制和密封要求，并能實現對定子和轉子的良好散熱效果。

為解決上述技術問題，本申請一種內轉子電機的冷卻結構，所述內轉子電機包含轉子軸、轉子部、定子部、前端蓋和封蓋；所述冷卻結構包含前端蓋和封蓋之間的第三空腔，該第三空腔為冷卻介質通道的一部分；

轉子軸內具有導熱腔，其開口設在轉子軸位于前端蓋的一側，其內部具有導熱介質；

導熱棒的第一端位于導熱腔內且與導熱介質接觸，第二端位于第三空腔內與冷卻介質接觸，該第二端與前端蓋之間采用靜密封方式密封；

所述轉子軸與導熱棒之間采用動密封方式密封；

轉子部及轉子軸的熱量通過導熱腔內的導熱棒第一端傳遞到導熱棒第二端，并經由第三空腔中的冷卻介質散熱。

進一步地，所述冷卻結構還包含有包圍在定子部外側且與定子部相接觸的冷卻套，其內部具有第一空腔；所述前端蓋內還具有第二空腔，該第二空腔連接第一空腔和第三空腔，并構成了完整的冷卻介質通道，定子、轉子共用該冷卻介質通道散熱。

進一步地，所述導熱棒第一端的表面具有凸起或導流槽，通過增大表面積來增強與導熱介質之間的換熱能力。

進一步地，所述導熱棒的第二端包含底盤與底盤上的凸起結構，所述凸起結構與第三空腔內的冷卻介質接觸。