一种电动机定子及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种电动机定子及其制造方法，其中制作方法包括以下步骤：形成定子内芯；通过可溶性材料制作围绕所述定子内芯一周的管路模具；将定子内芯和管路模具放置到定子模具腔体中，其中管路模具位于定子内芯外侧；在一定条件下，将液态金属引入到定子模具内壁和定子内芯外壁之间的腔体中形成定子外芯；待液态金属凝固后，将金属筹建取出并放置到可溶解管路模具的溶液中，将管路模具形成散热通道。本发明专利技术制作的定子能够实现高效散热。

【技术实现步骤摘要】
一种电动机定子及其制造方法
本专利技术涉及一种电动汽车用电动机定子及其制造方法。
技术介绍
电动机是电动汽车的关键部件，它将电能转换为机械能，提供旋转扭矩，从而转化成车辆的直线运动。像所有从一种能量转化为另一种能量的机理一样，电动机正常运行的过程中会产生热量。当电流通过硅钢或永磁体组件时，动力的一部分以热的形式散失，从而使电动机发热、温度升高。但是电动机的工作温度必须限制在一定范围，一旦到达居里温度，永磁转子就会不可逆转的退磁，从而丧失电磁转换能力，电动机也就失去功能。而且，电动机的功率越大，产生的热能也越多，电动机的温度也会越高。因此，加速散热，降低电动机的温度升高就成为提高电动机效率的关键手段。随着现代电动汽车对功率转换的要求越来越高，电动机的冷却已成为提高电动机效率的关键。更重要的是，即使在同一厂商生产的电动机中，电动机效率也不同。这虽然取决于电动机的额定功率和电机极数，但是电动机的效率极大地受控于电动机的发热。由于电动机根据其额定效率划分为标准、高级和高端类别，并据此定价，为节省运行成本，更高效率的电动机是首选。因此，该行业需要的不仅是电动机设计，更需要通过集成制造提高电动机效率。普遍认为，提高电动机的冷却速度不仅可以提高电动机效率，而且还可以提高电动机的运行可靠性。通常情况下，电动机中高热能会在不需要外力做功的条件下自动的传递到低能量区域。因此，电动机工作过程中所产生的热量只能通过热传导、对流或辐射的方式传递到电机的其他部件，或者传递到外部环境中。电动机的冷却一般可以通过减少系统发热或者通过增加总散热量两种不同方式实现。采用高级硅钢等优质材料以及优化电气/机械系统的设计就有利于减少发热。增加总散热量则与制造方法息息相关。采用强制性的直接喷雾冷却或采用液体循环强化冷却是提高总散热量最有效的途径。此外，电动汽车用电动机的冷却更倾向于采用直冷式或者采用冷却通道来增加对流换热能力。更重要的是易于在现实中实现。水和油是两种常用的液体介质。可能的技术包括微通道液体冷却、喷雾冷却和射流冲击直接冷却。由于电子系统的功耗水平不断提高，采用通道液体冷却的技术更为可靠和方便易行，因此会成为将来采用的必然趋势。另一方面，集成制造的结构能明显的提高换热效率，增加电动机的散热量。因此，高集成度结构的制造是提高电动机效率的有效途径。工业用电动机效率一般在70％至80％之间。电动机效率是消耗功率P和耗散功率PL的差除以消耗功率P的值，可表示为η＝(P-PL)/P。损耗功率PL可以从液冷套的入口和出口处所测量的温度差(ΔT)进行计算。公式是PL＝cfΔT，其中c是液体介质的比热容，f是液体介质的流量。在实践中，流量会进行调整，从而使电动机不会超过温差，理想情况下在5-10K的水平。在电动机的制造中，转子、定子和容器是三个关键部件。转子是旋转的电气部件，它的转动轴传递机械动力。转子中通常有导体置于其中，它携带的电流与定子磁场相互作用，从而产生使轴转动的力量。转子位于定子内部，并安装在电动机轴上。定子是电动机电磁回路的固定部分，通常由绕组组成。定子铁心由许多薄硅钢制成，从而实现高磁导率以及低磁滞。转子和定子必须坚固，并且要精密加工使定子与转子同心。定子和转子装配在同一个容器中，该容器可以用铸铝或铸铁制造。和直接铸造出来的传统空气冷却叶片容器不同，冷却通道目前大多是由具有特定形状的铸件加工而来的。主要原因是传统的铸造工艺无法制造复杂的冷却通道。特别是采用压力铸造的时候，一般的铸芯强度不够强。同时，经过加工的铸造容器与定子装配时，定子和容器之间有一个装配操作的机械间隙。由于转子和定子内产生的热量通过容器传递到环境中，定子和容器的之间的间隙对传热和散热十分不利。本专利技术就是为了解决上述问题的。对于从业人员而言，现有的电动汽车用电机的制造技术有几个固有的缺点。例如，采用加工制造的冷却通道限制了它的形状和分布的复杂性。特别是加工后的冷却通道需要焊接密封。这个制造过程分了很多步骤，因此不仅增加了质量控制的难度，而且增加了制造成本。同时，电动机的结构低集成度造成了较差的散热能力。因此，增加结构的集成度不仅可以提高冷却效率，而且可以减少制造步骤，从而降低成本。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种散热效果更佳的电动汽车用电动机定子。本专利技术的技术方案如下：一种电动机定子的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：形成定子内芯；通过可溶性材料制作围绕所述定子内芯一周的管路模具；将定子内芯和管路模具放置到定子模具腔体中，其中管路模具位于定子内芯外侧；在一定条件下，将液态金属引入到定子模具内壁和定子内芯外壁之间的腔体中形成定子外芯；待液态金属凝固后，将金属筹建取出并放置到可溶解管路模具的溶液中，将管路模具形成散热通道。进一步的，所述定子内芯通过多片薄硅钢片叠压而成。进一步的，所述液态金属为铜合金、铝合金、镁合金、锌合金中的一种或多种形成。进一步的，所述一定条件为在高压下引入液态金属。进一步的，所述一定条件为在真空下下引入液态金属。一种电动机定子，其特征在于，包括：定子内芯(11)；定子外芯(12)，通过液态金属铸造到定子内芯(11)外侧形成；以及设置在所述定子外芯(12)内的散热管道(13)，通过在定子外芯(12)铸造之前制作管路模具，再通过溶解管路模具形成。进一步的，所述管道(13)包括长通道(131)和短通道(132)，其中所述长通道(131)和短通道(132)首尾相连呈“S”形，所述长通道(131)沿所述定子外芯(12)轴向均匀分布在所述定子外芯(12)内部，所述短通道(132)所述定子外芯(12)周向均匀间隔分布在所述定子外芯(12)两端。进一步的，所述管道(13)为设置在所述定子外芯(12)内部的螺旋形管道。进一步的，所述管道(13)一端连接有进液口(133)，一端连接有出液口(134)。进一步的，所述定子内芯(11)通过多片薄硅钢片(111)叠压而成。借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：(1)通过将定子外芯直接铸造到定子内芯上，减小了和定子内芯之间的间隙；(2)定子外芯内部通过可溶型芯来制作冷却通道，可以将散热通道设计的散热空间较大，增加热交换的面积，提高散热能力；(3)本专利技术的制作方法简单，能够减少制造步骤和节省制作成本。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术一个实施例的定子外芯的结构示意图；图3是本专利技术另一个实施例的定子外芯的结构示意图；图4是本专利技术薄硅钢片的结构示意图；图5是本专利技术定子内芯的结构示意图。图中：10-电动机定子；11-定子内芯；111-薄硅钢片；12-定子外芯；13-管道；131-长通道；132-短通道；133-进液口；134-出液口。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本专利技术涉及电动汽车用电动机定子，其制作方法为：形成定子内芯；通过可溶性材料制作围绕所述定子内芯一周的管路模具；将定子内芯和管路模具放置到定子模具腔体中，其中管路模具位于定子内芯外侧；在一定条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机定子的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：形成定子内芯；通过可溶性材料制作围绕所述定子内芯一周的管路模具；将定子内芯和管路模具放置到定子模具腔体中，其中管路模具位于定子内芯外侧；在一定条件下，将液态金属引入到定子模具内壁和定子内芯外壁之间的腔体中形成定子外芯；待液态金属凝固后，将金属筹建取出并放置到可溶解管路模具的溶液中，将管路模具形成散热通道。

【技术特征摘要】
1.一种电动机定子的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：形成定子内芯；通过可溶性材料制作围绕所述定子内芯一周的管路模具；将定子内芯和管路模具放置到定子模具腔体中，其中管路模具位于定子内芯外侧；在一定条件下，将液态金属引入到定子模具内壁和定子内芯外壁之间的腔体中形成定子外芯；待液态金属凝固后，将金属筹建取出并放置到可溶解管路模具的溶液中，将管路模具形成散热通道。2.根据权利要求1所述的一种电动机定子的制造方法，其特征在于：所述定子内芯通过多片薄硅钢片叠压而成。3.根据权利要求1所述的一种电动机定子的制造方法，其特征在于：所述液态金属为铜合金、铝合金、镁合金、锌合金中的一种或多种形成。4.根据权利要求1所述的一种电动机定子的制造方法，其特征在于：所述一定条件为在高压下引入液态金属。5.根据权利要求1所述的一种电动机定子的制造方法，其特征在于：所述一定条件为在真空下下引入液态金属。6.一种电动机定子，其特征在于，包括：定子内芯(11)；定子外芯(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：冀守勋，程凯，张二林，
申请(专利权)人：江苏工大金凯高端装备制造有限公司，冀守勋，
类型：发明
国别省市：江苏,32