[發明專利]一種軸向磁場電機及其冷卻結構

在審

• 申請號: 202010952797.0
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN111953096A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 袁崢;黃厚佳;田井呈;夏辰宇
• 申請（專利權）人: 浙江盤轂動力科技有限公司
• 主分類號: H02K1/20
• 分類號: H02K1/20;H02K3/24
• 代理公司: 北京信遠達知識產權代理有限公司 11304
• 代理人: 王會會

本發明公開了一種軸向磁場電機及其冷卻結構，該電機冷卻結構用于軸向磁場電機，軸向磁場電機包括機殼、設置于機殼內的定子鐵芯及設置于定子鐵芯上的三相繞組，電機冷卻結構包括管路結構，管路結構內置于上述機殼，管路結構包括一條或多條冷卻管，冷卻管用于供冷卻工質流過以對三相繞組進行冷卻，管路結構盤繞設置于三相繞組的外側、內側以及頂部中的至少一處；上述電機冷卻結構，將冷卻管直接設置于電機定子內部、靠近定子鐵芯及三相繞組的位置，對定子鐵芯及三相繞組的導熱速度更快，在電機運行時，向冷卻管內通入循環冷卻液，可以將定子鐵芯和三相繞組產生的熱量快速地導出，增強電機的散熱能力，有助于實現高功率電機的小型化。

技術領域

本發明涉及軸向磁場電機技術領域，特別涉及一種軸向磁場電機及其冷卻結構。

背景技術

隨著新能源汽車市場的發展，對高功率電機的小型化、輕量化提出了更高的要求。現在制約電機實現此目標的主要因素是散熱問題，電磁計算得出的電機體積不能滿足散熱需求，只能擴大體積、增加重量，這就導致了電機的過設計。電機在運行時，內部的鐵芯和繞組會產生很多熱量，電機的功率越大，產生的熱量越多，意味著散熱壓力也越大。

目前，軸向磁場電機的散熱水道設計于電機殼體內部，又因為制作工藝原因，鐵芯和殼體之間接觸面不能完全貼合，實際上只有很少的面積直接接觸，大部分面積是使用導熱硅脂(或導熱膠)填充縫隙。鋁合金殼體導熱系數為167W/mK，硅鋼片導熱系數為30W/mK，導熱硅脂(或導熱膠)導熱系數為1～3W/mK。可以看到導熱硅脂(或導熱膠)的導熱系數比鋁合金和硅鋼片相差1～2個數量級，所以鐵芯到殼體之間的整體傳熱效率不高，熱量堆積在電機內部，導致鐵芯和繞組溫度升高，損耗增加。

因此，如何設計一種軸向磁場電機的散熱冷卻結構，以改善軸向磁場電機的散熱性能，成為本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的第一個目的在于提供一種電機冷卻結構，以改善軸向磁場電機的散熱性能，為高功率電機的小型化提供便利。

本發明的第二個目的在于提供一種采用上述電機冷卻結構的軸向磁場電機。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種電機冷卻結構，用于軸向磁場電機，所述軸向磁場電機包括機殼、設置于所述機殼內的定子鐵芯以及設置于所述定子鐵芯上的三相繞組，所述電機冷卻結構包括：

內置于所述機殼的管路結構，所述管路結構包括一條或多條冷卻管，所述冷卻管用于供冷卻工質流過以對所述三相繞組進行冷卻，所述管路結構盤繞設置于所述三相繞組的外側、內側以及頂部中的至少一處。

優選地，所述三相繞組采用內圈過橋結構，所述管路結構包括盤繞于所述三相繞組外側的外層冷卻管路以及盤繞于所述三相繞組頂部的頂部冷卻管路。

優選地，所述外層冷卻管路與所述頂部冷卻管路由一條所述冷卻管構成，所述冷卻管從所述三相繞組外側由底部向頂部呈螺旋上升后呈S形繞過所述定子鐵芯的各個齒部。

優選地，所述冷卻管由導熱系數高的材料制成。

優選地，所述冷卻管由金屬或陶瓷制成。

優選地，所述冷卻管由電阻率高的金屬制成。

優選地，所述冷卻管的橫截面為圓形、矩形、橢圓、腰形中的一種。

優選地，所述管路結構中的各條所述冷卻管的橫截面形狀相同或不同，所述管路結構中的各條所述冷卻管的橫截面積相同或不同。

優選地，所述冷卻管的外壁面和/或內壁面上設置有散熱翅片。

一種軸向磁場電機，包括如上任意一項所述的電機冷卻結構，所述電機冷卻結構的冷卻管的兩端接入所述軸向磁場電機的冷卻系統。