[發明專利]一種直接噴淋式電機冷卻系統

有效

• 申請號: 201310562995.6
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103683673A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 羅玉濤
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02K9/19
• 分類號: H02K9/19;H02K5/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及一種電機冷卻系統，具體是以直接向電機定（轉）子噴淋冷卻介質方式工作的電機冷卻系統。

背景技術

隨著化石能源日漸緊張和環境問題日益嚴重，電動汽車越來越受到人們的重視。為滿足電動汽車的驅動要求，驅動電機需具備較高的功率密度，而這又將使電機的發熱更嚴重，因此一種高效的電機繞組冷卻方案成為電動汽車驅動電機發展的迫切需要。

目前電機繞組的冷卻方式主要是風冷和循環水冷。風冷的冷卻效果隨風扇的轉速升高而增大，但風扇轉速越高時阻力越大，將降低電機的整體效率且容易產生振動噪聲問題，故只在較小型的電機上采用。循環水冷的冷卻效果比風冷好，但其冷卻水道往往需要特別設計，致使結構復雜，加工困難，制造維護成本高；冷卻水泄漏到電機內部會稀釋電機軸承的潤滑脂，降低軸承壽命，且對于具有內定子外轉子結構的電機而言，其電樞繞組難以冷卻。

申請號為01139907.4的中國發明專利提出的電機冷卻裝置由兩端形成各方向突起的轉子和轉子回轉時產生流動氣流的多個相同葉片組成。它利用轉子旋轉產生的氣流對電機繞組進行冷卻，本質上屬于風冷，雖然省去了風扇，使結構更緊湊，但仍然難以避免上述風冷系統的缺點，而且其轉子和葉片結構復雜，增加制造難度。

申請號為200580031556.6的中國發明專利采用在電機外殼或定子上布置熱管的方式對電機繞組進行冷卻。由于熱管的導熱性能良好，這種方案可獲得較好的冷卻效果。但是熱管價格昂貴，且難以對轉子繞組實施冷卻，因為需要在機殼或定子上挖孔道，機殼的剛性將會降低。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有的電機繞組冷卻系統的不足，提供一種冷卻效果好，不受電機類型限制的直接噴淋式電機冷卻系統。

本發明目的通過如下技術方案實現：

一種直接噴淋式電機冷卻系統，包括散熱器、油泵、細濾器、干燥器、噴嘴、油底殼和粗濾器；噴嘴為多個，所述散熱器、油泵、細濾器和干燥器通過管道依次連接，干燥器通過管道與多個噴嘴連接；多個噴嘴設置在電機殼體上，至少一個噴嘴與電機內側的內轉子或者定子連通，另外至少一個噴嘴直接對著電機外側的定子或轉子殼體；電機殼體底部內端設有油底殼，油底殼與粗濾器連接，粗濾器與散熱器連接。

優選地，所述直接噴淋式電機冷卻系統應用的電機為對轉雙轉子電機，所述對轉雙轉子電機包括電機殼體、外轉子繞組和內轉子；外轉子繞組通過外轉子殼體設置在電機轉軸上，外轉子殼體與電機轉軸分別通過第一滑動軸承和第二滑動軸承連接；在外轉子殼體的兩端沿圓周方向各開道環槽，噴嘴為四個，其中第一噴嘴和第四噴嘴對著環槽，從第一噴嘴和第四噴嘴噴出的冷卻油通過這些環槽直達繞組和內轉子；第二噴嘴和第三噴嘴對著外轉子殼體沒有開設環槽之處。

所述直接噴淋式電機冷卻系統應用的電機為具有外定子內轉子結構的電機，所述具有外定子內轉子結構的電機定子在外，電機殼體分成內殼體和外殼體兩部分，外殼體與電機轉軸分別通過第一滑動軸承和第二滑動軸承連接；內外殼體間形成一環形空腔，定子固定在內殼體上；轉子固定在電機轉軸上；噴嘴為4個，其中第二噴嘴和第三噴嘴從外殼體插入，對著環形空腔內定子鐵芯；第一噴嘴和第四噴嘴則穿過內外殼體，對著定子繞組和轉子。

所述直接噴淋式電機冷卻系統應用的電機為具有外轉子內定子結構的電機，所述具有外轉子內定子結構的電機的定子在內，轉子在外；電機殼體只有一層，噴嘴為四個，第一噴嘴、第二噴嘴、第三噴嘴和第四噴嘴都設置在電機殼體上；外轉子殼體的兩端沿圓周方向各開6道環槽，第一噴嘴和第四噴嘴對著環槽，從第一噴嘴和第四噴嘴噴出的冷卻油通過這些環槽直達定子繞組上，第二噴嘴和第三噴嘴對著外轉子殼體沒有開設環槽之處。

所述直接噴淋式電機冷卻系統用于具有外定子內轉子或外轉子內定子結構的直流電機、交流異步電機、交流同步電機和永磁電機。

所述冷卻油優選為絕緣機油。

相對于現有技術技術，本發明具有如下優點：

1）本發明冷卻油直接噴淋在定（轉）子繞組或鐵芯上，與發熱體直接接觸，可以最大限度地吸收電機的熱量，獲得最佳的冷卻效果。

2）本發明電機底部積存一定量的冷卻油，對電機定（轉）子實現浸油（飛濺）冷卻，增強系統的整體冷卻效果。由于冷卻油能噴淋到轉子繞組上，因此能有效解決傳統水冷系統難以冷卻轉子繞組的問題。