[實用新型]外轉子電機的冷卻水道、外轉子電機及其冷卻系統

有效

• 申請號: 201821800966.3
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN209119984U
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 陳漢平;萬珍平;吳柏禧;莫海軍;湯勇
• 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;H02K15/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 付茵茵

外轉子電機的冷卻水道，其所作用的外轉子電機包括定子鐵芯、電機端蓋、內機殼；內機殼緊密貼合安裝在外轉子電機的定子鐵芯內側，水道設置在內機殼中；水道為折返型，沿外轉子電機的軸向層層分布，水道的兩端設有軸向的進水段、出水段；進水段、出水段的端口分別為進水口、出水口；進水口、出水口設置在外轉子電機的同一端；進水口、出水口所在一端的電機端蓋上設置了進水嘴、出水嘴，分別與進水口、出水口相接。還涉及外轉子電機及其冷卻系統。屬于電機熱控技術領域。使具有該冷卻水道或冷卻系統的外轉子電機工作中溫升小，均溫性好，控溫能耗較小。

技術領域

本實用新型屬于電機熱控技術領域，尤其涉及外轉子電機的冷卻水道、具有該冷卻水道的外轉子電機及其冷卻系統。

背景技術

當前，能源短缺和污染問題是影響我國發展的重大問題，而新能源汽車是緩解這兩大問題的重要工具，新能源汽車電機是影響新能源汽車性能及其發展的重要因素。為了滿足高功率密度，輕量化的要求，外轉子電機的研發需求日益強烈，但是隨著較高的功率密度要求，外轉子電機的單位體積熱負荷越來越大，使得電機產生過大的溫升，導致電機的性能和壽命下降。所以，電機的溫控技術的研究尤為關鍵，水冷式散熱系統具有良好的散熱效果，是控制電機溫升的有效技術。但是水冷式散熱系統的水道確存在溫升過高或者壓降太大的缺點。

水冷電機的冷卻水道結構主要有螺旋型和折返型兩種形式。螺旋型水道結構雖然具有較小的壓降損失，但其水道的進水口和出水口分布于電機的前后兩端，導致電機的前后兩端形成較大的溫度梯度，不利于電機整體的溫升控制。折返型水道結構的設置雖然比較靈活，但現有的折返型水道結構設置不夠合理；不能很好地保證電機的均溫性，也不便于整體水冷系統的布置；另外其水路方向所需要改變的次數較多，存在壓降較大的問題，需要較多的能耗。

實用新型內容

針對現有技術中存在的技術問題，本實用新型的第一個目的是：提供外轉子電機的冷卻水道、冷卻系統；能有效地控制外轉子電機的溫升，并保證外轉子電機的均溫性。

本實用新型的另一個目的是：提供溫升較小、溫控所需能耗較少的外轉子電機。

為了達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

外轉子電機的冷卻水道，其所作用的外轉子電機包括定子鐵芯、電機端蓋、內機殼；內機殼緊密貼合安裝在外轉子電機的定子鐵芯內側，水道設置在內機殼中：水道為折返型，沿外轉子電機的軸向層層分布，水道的兩端設有軸向的進水段、出水段；進水段、出水段的端口分別為進水口、出水口；進水口、出水口設置在外轉子電機的同一端；進水口、出水口所在一端的電機端蓋上設置了進水嘴、出水嘴，分別與進水口、出水口相接。采用這種結構后，能有效地控制外轉子電機的溫升，并保證外轉子電機的均溫性，有利于外轉子電機發揮最佳性能，方便整體冷卻系統的布置。

作為一種優選，相鄰層水道的寬度不相等，各層寬度呈“大小大小”的規律分布。采用這種結構后，使得冷卻水在每層水道之間產生入口段效應，提高了湍流度從而提高換熱效率。

作為一種優選，水道轉角處為圓角過渡；圓角的半徑R根據水道的寬度選取；R的選取范圍為10mm≤R≤20mm。采用這種結構后，使冷卻水穩定過渡，減小了壓力損耗，并消除流動死區。

作為一種優選，進水口與進水嘴的相接處、出水口與出水嘴相接處的過渡皆為光滑圓弧過渡。采用這種結構后，使冷卻水穩定過渡，減小了壓力損耗，并消除流動死區。

作為一種優選，折返型水道的軸向層數N、水道寬度L和水道高度h根據外轉子電機的定子尺寸進行調整；其中，軸向層數N的選取范圍為2≤N≤5，N取整數；水道高度h的選取范圍為6mm≤h≤9mm。采用這種結構后，可適應不同型號的外轉子電機，采取最優軸向層數和寬度取得最佳的傳熱系數和壓降損失。