一种采用喷淋和风冷混合冷却方式的轮毂电机驱动系统技术方案

本发明专利技术公开一种采用喷淋和风冷混合冷却方式的轮毂电机驱动系统，包括轮辋、轮毂电机、电机外壳、转子支架、电机支撑轴、喷淋装置等,所述轮辋与转子支架侧壁相连，并通过轴承支撑在电机外壳上。电机外壳通过螺柱与电机支撑轴相连，转子支架通过轴承支撑在电机支撑轴上，电机支撑轴上设计有进油道和回油道，电机外壳上设计有螺旋油道，电机外壳油道上安装有喷淋装置提供喷淋冷却；转子支架内有通风通道，并安装有扇叶以提供空气流动。电机外壳底部设计有回油口收集喷淋出的冷却油，并经回油道进入过滤散热装置，经冷却后进入下一次循环。两种冷却方式的使用可以达到较好的冷却效果，更有利于轮毂电机驱动系统综合性能的提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种轮毂电机驱动系统,尤其涉及一类采用喷淋和风冷混合冷却方式的轮毂电机驱动系统。
技术介绍
目前，各种新能源汽车技术层出不穷，分布式轮毂电机驱动电动汽车因其在底盘结构布置及主动控制方面的明显技术优势，受到业界的高度重视，轮毂电机驱动汽车将驱动电机直接集成于车轮内，其是汽车运行的主要动力元件，在运行过程中定子线圈等必定会产生大量的热量；其次由于车轮内部空间有限，不能够很好的散热。这就需要我们将不同的冷却方式运用在轮毂电机上以达到散热的目的。但是目前的冷却方式有水冷、油冷、风冷、喷淋冷却等，其中尤其以喷淋冷却效果最好。不同的冷却方式都可以在轮毂电机上得到实现，但是冷却效果未必能达到轮毂驱动系统的性能要求，所以多种冷却方式在轮毂电机上不同部位发挥各自的功用可以得到较优的冷却效果。但是考虑到电机的密封性和电磁特性，必须在选择冷却方式的同时对轮毂电机的整体结构进行改善，使其能够在满足散热的情况下正常工作。目前，关于轮毂电机驱动系统冷却方面的研究工作还十分有限，根据相关检索后,申请号为CN201310355901.8公开了一种具有冷却功能的电动驱动轮，申请号为CN201210154194.1公开了一种水冷式轮毂电机。上述专利只对单一的冷却形式进行结构的设计，对于多种冷却形式共同实现在一个轮毂电机上没有涉及，同时没有涉及轮毂电机内的喷淋冷却形式。
技术实现思路
针对目前轮毂电机驱动系统冷却方面的薄弱环节，本专利技术的目的是提供一种适用于内转子轮毂电机驱动系统的冷却结构，其通过喷淋和风冷两种冷却方式的综合使用完成对轮毂电机驱动系统的散热，以保证轮毂电机驱动系统的正常工作。本专利技术的目的通过如下技术方案实现：该系统主要由轮辋、油道、电机外壳、转子支架、定子、转子、喷淋装置、扇叶、制动器等组成。本专利技术的轮毂电机是内转子式的结构，采用的冷却方式有喷淋冷却和风冷两种冷却方式进行混合冷却。整体轮胎及轮毂由转子支架侧壁及电机外壳进行支撑，与转子支架侧壁部分是通过螺钉连接，与电机外壳部分通过轴承进行连接。转子支架部分由两部分组成。一部分与转子直接相连，通过轴承支撑在电机支撑轴上；另一部分即转子支架侧壁通过螺钉分别与轮辋和上一部分连接。与电机支撑轴相连的还有固定定子及其绕组的电机外壳部分，这部分与电机支撑轴通过螺柱进行连接，为了方便装配，电机外壳侧壁通过螺钉与电机外壳相连。定子通过定位销固定在电机外壳上。定子绕组以及转子被密封在由电机外壳和转子支架形成的密闭空间，电机外壳与转子支架通过密封性好的轴承相互连接。在上述结构外部，从回油道出来的冷却油需要经过粗滤器、散热器、油泵、细滤器、干燥器，又输送到冷却油道的进油道中去。冷却油道在上述轮毂电机结构下进行了设计，其中包括了进油道、回油道、回油口、喷淋油道、喷淋装置。进油道与回油道都设计在电机支撑轴上，然后通过电机外壳上的油道分别进入到喷淋油道和螺旋型的冷却油道中去。喷淋冷却是通过电机外壳上的油道将冷却油输送到喷淋装置中去。喷淋装置分布在电机外壳及其侧壁的内表面以及周向内表面上。喷淋油道及喷淋装置的组合在电机外壳上可以分布有多个，以提供足够的冷却效果。喷淋冷却的用油通过分布在电机外壳底部的回油口进入回油管道里去，并与通过螺旋管路油冷的冷却油最终汇合到一条油路中去，从电机支撑轴的回油道输送出去。风冷结构主要设计在转子支架和电机外壳上，包括扇叶和通风口。在不影响油道的情况下，在靠近轮辐的电机外壳侧壁上设计通风口。同样将转子支架及其侧壁的内部掏空，做出通风通道来，扇叶安装在其半径较大的周向表面上通风通道使得转子支架轴向可以导通，以使风可以从一侧进入，另一侧导出。在上述结构下，制动器安装在轮毂电机外部，将制动盘设计在转子支架侧壁外侧上。在满足制动性能的基础上，让轮毂电机内部空间更加简单。结合上述结构，喷淋冷却对定子及其绕组、转子等进行冷却，而风冷对定子支架起到散热作用。通过这两种冷却方式对轮毂电机进行全面的冷却，提高了轮毂电机的散热能力。相对于现有技术，本专利技术具有如下优点和有益效果：(1)喷淋冷却在轮毂电机上的使用可以明显提高轮毂电机驱动系统的散热能力。(2)喷淋冷却的冷却油道在提供喷淋冷却油的同时可以对电机外壳进行散热，提高了散热能力。(3)两种冷却方式的混合冷却，提高了轮毂电机的散热能力，可以满足轮毂电机的性能要求。(4)将制动器安装在轮毂电机外部，便于检修的同时充分利用了轮毂内部空间。附图说明图1是整体结构示意图图2是油道及电机外壳示意图图3是图二的正视图图4是图二的右视图图5是定子支架示意图图6是图五的正视图图7是图五的右视图图8是无扇叶转子支架示意图图9是扇叶在其他位置的转子支架示意图图中：1.轮胎2.轮辋3.油道3-1.进油道3-2.回油道3-3.喷淋油道3-4.螺旋型油道4.定子铁芯及绕组5.磁钢6.转子7.转子支架7-1.转子支架通风通道7-2.转子支架侧壁8.孔用卡环9.深沟球轴承10.电机支撑轴11.电机外壳11-1.电机外壳侧壁12.内六角圆柱头螺钉13.定位销14.制动盘15.制动器16.喷淋装置17.套筒18.内六角圆柱头螺钉19.回油口20.双头螺柱21.外壳通风口22.扇叶23.粗滤器24.散热器25.油泵26.细滤器27.干燥器具体实施方式下面结合附图对本专利技术做详细描述。实施实例1下面结合附图对本专利技术作进一步详细的说明，但本专利技术的实施方式不限于此。如图1所示的采用喷淋冷却和风冷两种冷却方式的轮毂电机驱动系统，主要是轮胎1、轮辋2、电机支撑轴10、电机外壳11、定子4、磁钢5、转子6、转子支架7、制动器15等组成。轮辋2是通过转子支架侧壁7-2、转子支架7直接与转子6相连。轮辋2还通过轴承支撑在电机外壳11上。定子铁芯及绕组4是通过定位销13与电机外壳11相连。电机外壳11通过双头螺柱20与固定的电机支撑轴10相连接。电机外壳11以及电机外壳侧壁11-1通过轴承与转子支架7相互连接。制动盘14安装在转子支架侧壁11-1上。由示意图图2及其正视图图3和右视图图4中可以看出油道3分布在电机支撑轴10、电机外壳11以及电机外壳侧壁11-1上。进油道3-1以及回油道3-2都从电机支撑轴10上通过。冷却油通过进油道3-1进入电机外壳11上的油道3内，分别进入油冷的螺旋型油道3-4和喷淋油道3-3内。一个喷淋油道3-3上可以进行安装多个喷淋装置16，同时在电机外壳11及电机外壳侧壁11-1上可以有多个喷淋油道3-3，如示意图2所示，只画了三个喷淋油道3-3。喷淋装置16安装在电机外壳11以及电机外壳侧壁11-1上的内表面。喷淋的冷却油通过喷淋装置16将油喷出，对定子铁芯及绕组4、磁钢5以及转子6冷却。油冷的冷却油则通过螺旋油道3-4对电机进行散热。喷淋出来的冷却油通过位于电机外壳11底部的回油口19进入回油道3-2内，螺旋油道3-4内的冷却油也最终进入了回油道3-2内。进入回油道的油通过粗滤器23、散热器24、油泵25、细滤器26、干燥器27，又进入到进油道3-1中去，进行下一次循环。其中粗滤器23以及细滤器26是为了过滤冷却油中杂质；散热器24可以冷却已经吸收热量的冷却油；干燥器27是除去冷却油中水分，以防影响轮毂电机的性能。风冷结构从示意图2及其正视图图3和右本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术公开一种采用喷淋冷却、风冷混合冷却方式的轮毂电机驱动系统，主要结构包括：油道、外定子、内转子、电机外壳、电机轴、轮辋以及制动器，其特征是：轮辋直接与转子支架外壁相连，同时又通过轴承支撑在电机外壳上，电机外壳通过轴承与转子支架相连接，形成密闭空间，空间内是外定子内转子的结构，钉子通过定位销连接在电机外壳上，转子直接与转子支架相连，转子支架通过轴承连接在电机支撑轴上，电机支撑轴通过双头螺柱与电机外壳相连，进出油道都设计在电机轴上，冷却油进入喷淋油道和螺旋冷却油道，分别进行喷淋冷却和油冷，最终通过回油口和回油道进行回油，循环后的冷却油通过轮毂电机外部的粗滤器、散热器、油泵、细滤器、干燥器进突下一次循环，风冷结构设计在转子支架，并将制动器安装在转子支架外部。

【技术特征摘要】
1.本发明公开一种采用喷淋冷却、风冷混合冷却方式的轮毂电机驱动系统，主要结构包括：油道、外定子、内转子、电机外壳、电机轴、轮辋以及制动器，其特征是：轮辋直接与转子支架外壁相连，同时又通过轴承支撑在电机外壳上，电机外壳通过轴承与转子支架相连接，形成密闭空间，空间内是外定子内转子的结构，钉子通过定位销连接在电机外壳上，转子直接与转子支架相连，转子支架通过轴承连接在电机支撑轴上，电机支撑轴通过双头螺柱与电机外壳相连，进出油道都设计在电机轴上，冷却油进入喷淋油道和螺旋冷却油道，分别进行喷淋冷却和油冷，最终通过回油口和回油道进行回油，循环后的冷却油通过轮毂电机外部的粗滤器、散热器、油泵、细滤器、干燥器进突下一次循环，风冷结构设计在转子支架，并将制动器安装在转子支架外部。2.根据权利要求1所述的采用喷淋冷却和风冷混合冷却方式的轮毂电机驱动系统，其特征在于：所述喷淋装置分布在电机外壳的两侧内表面以及周向表面上，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭迪，吴延寿，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37