[發明專利]一種永磁同步電機定子散熱結構及其設計方法

有效

• 申請號: 202011168483.8
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112636497B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 劉蕾;楊超
• 申請（專利權）人: 合肥巨一動力系統有限公司
• 主分類號: H02K1/20
• 分類號: H02K1/20;H02K5/04;H02K9/19
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

本發明公開了一種永磁同步電機定子散熱結構，包括定子和殼體，所述定子外表面加工一螺旋水槽；所述殼體內表面光滑，定子外表面和殼體內表面進行過盈配合形成內部封閉水道。本發明提供的永磁同步電機定子散熱結構及設計方法，該結構的殼體無水道，可有效降低殼體設計的復雜程度、外形尺寸和加工成本；此外冷卻液可以與定子直接接觸，增加了冷卻液與定子的換熱效率，改善電機的溫升特性，能夠進一步提升殼體過盈下的受力均勻，提升殼體的可靠性。

技術領域

本發明涉及電機散熱領域，特別涉及一種永磁同步電機定子散熱結構及其設計方法。

背景技術

目前新能源汽車電機散熱方案主要是在殼體內部設計散熱水道，運行過程中，水道里通入冷卻液對電機進行散熱。現有方案存在以下幾個問題：

(1)由于需包含水道結構，因此殼體尺寸較大，成本高，加工復雜；

(2)定子熱量首先通過殼體再傳遞到冷卻液，熱傳遞效率不高，定子冷卻不理想；

(3)極寒條件下，殼體受定子擠壓，由于內部水道結構，會存在應力集中，易漲裂。

發明內容

本發明目的是：提供一種永磁同步電機定子散熱結構及其設計方法，在定子表面重新設計了水道結構，降低了殼體結構的設計復雜性，便于加工，成本降低，大大提高了定子與殼體的使用壽命。

本發明的技術方案是：

一種永磁同步電機定子散熱結構，包括定子和殼體，所述定子外表面加工一螺旋水槽；所述殼體內表面光滑，定子外表面和殼體內表面進行過盈配合形成內部封閉水道。

一種永磁同步電機定子散熱結構的設計方法，包括：

S1，計算參數的設置：設定相應的計算參數，通過此步驟建立殼體徑向的變形量ε₁與接觸壓強P之間的關系；設定定子與殼體接觸面間的單邊過盈量為ε，殼體徑向的變形量為ε₁，定子徑向的變形量為ε₂，定子與殼體配合的接觸壓強為P；

S2，計算殼體徑向的變形量ε₁：此步驟是建立定子徑向變形量ε₂與接觸壓強P之間的關系，其計算公式如下：

其中：E₁為殼體的彈性模量、μ₁為殼體的泊松比、R₁為殼體外圓半徑、R為定子的外圓半徑、P為殼體與定子的接觸壓強；

S3，計算定子徑向的變形量ε₂，其計算公式如下：

其中：E₂為定子的彈性模量、μ₂為定子的泊松比、R₂為定子內圓半徑、R為定子的外圓半徑、P為殼體與定子的接觸壓強；

S4，將殼體與定子聯合計算，通過聯立方程組，約去未知參數ε₁、ε₂，將接觸壓強P用已知的設計參數來表示；

聯立殼體徑向的變形量ε₁、定子徑向的變形量ε₂、定子與殼體配合的單邊過盈量ε，其計算公式為：

ε＝ε₁+ε₂；

計算定子與殼體的接觸壓強P，計算公式如下：