电机及电机定子冷却结构制造技术

一种电机及电机定子冷却结构，电机定子冷却结构包括：水套，套设于电机定子的外环面上，与电机定子过盈配合；水套的内环面上开设有轴向延伸的水套凹槽，水套凹槽内设置有中间介质，中间介质和电机定子的外环面形成有定位孔；弹性销，整体呈环形结构，弹性销固定于定位孔内，定位孔的形状与弹性销的形状相匹配，弹性销开设有径向开口，径向开口与弹性销的内环面相连通且径向开口沿弹性销的轴向一端延伸至轴向另一端。本发明专利技术实施例所提供的电机及电机定子冷却结构能够降低水套凹槽处的应力集中效应，防止水套因水套凹槽处的应力超出极限屈服强度导致水套产生变形，有利于保证低温环境下电机定子和水套之间扭矩的正常传递。

【技术实现步骤摘要】
电机及电机定子冷却结构
本专利技术实施例涉及电机
，尤其涉及一种电机及电机定子冷却结构。
技术介绍
热设计和热管理是新能源汽车面临的重大挑战之一，对于新能源汽车的驱动电机而言，由于电机安装空间和自身重量的限制，使得电机的体积结构越来越小，但对输出功率和输出扭矩的要求却越来越高，这就使得电机的冷却设计面临更大的技术问题，大多数水冷电机选用定子外水冷技术，即采用水套结构。水套是一种空腔的套接于电机的定子绕组外侧的结构，通过液体流经水套中的水槽而对电机进行降温。电机定子和水套之间为过盈配合。通过过盈配合结构，可以在二者之间传递扭矩。然而，由于电机定子和水套的材料不同，故二者的热膨胀系数相差较大，导致在高温环境下在二者之间不能很好地进行扭矩传递。通常，采用在电机定子和水套之间插入圆柱形弹性销来解决上述问题。但是，在低温环境下(比如，-40℃)，弹性销的引入又会使水套产生变形，甚至导致水套无法起到传递扭矩的作用。
技术实现思路
本专利技术实施例解决的技术问题是保证水套在低温下仍然能够发挥传递扭矩的作用。为解决上述问题，本专利技术实施例提供一种电机定子冷却结构，包括：水套，套设于电机定子的外环面上，与电机定子过盈配合；所述水套的内环面上开设有轴向延伸的水套凹槽，所述水套凹槽内设置有中间介质，所述中间介质和电机定子的外环面形成有定位孔；弹性销，整体呈环形结构，所述弹性销固定于所述定位孔内，所述定位孔的形状与所述弹性销的形状相匹配，所述弹性销开设有径向开口，所述径向开口与所述弹性销的内环面相连通且所述径向开口沿所述弹性销的轴向一端延伸至轴向另一端。可选地，所述水套凹槽为弧形凹槽，所述中间介质的形状与所述弧形凹槽相匹配。可选地，所述弹性销为圆柱形弹性销。可选地，所述中间介质上开设有中间介质凹槽，所述电机定子上开设有定子凹槽，所述中间介质凹槽和所述定子凹槽均为半圆弧凹槽，所述弹性销的圆心位于所述水套和电机定子的配合弧面上。可选地，所述水套凹槽的轴向长度为所述水套轴向长度的1/6-1/4。可选地，所述中间介质包括第一端中间介质和第二端中间介质，所述第一端中间介质设置于所述水套的轴向第一端，所述第二端中间介质设置于所述水套的轴向第二端；所述弹性销包括第一端弹性销和第二端弹性销，所述第一端弹性销设置于所述水套的轴向第一端，所述第二端弹性销设置于所述水套的轴向第二端。可选地，所述中间介质的材料为A380型铝合金。可选地，所述中间介质的数量至少为3个，分别沿所述水套的周向均匀分布。可选地，所述弹性销的材料为钢。为解决上述问题，本专利技术实施例提供一种电机，包括电机定子和上述的电机定子冷却结构，所述电机定子冷却结构套设于所述电机定子的外环面上。与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下优点：本专利技术实施例所提供的电机定子冷却结构，包括：水套，套设于电机定子的外环面上，与电机定子过盈配合；所述水套的内环面上开设有轴向延伸的水套凹槽，所述水套凹槽内设置有中间介质，所述中间介质和电机定子的外环面形成有定位孔；弹性销，整体呈环形结构，所述弹性销固定于所述定位孔内，所述定位孔的形状与所述弹性销的形状相匹配，所述弹性销开设有径向开口，所述径向开口与所述弹性销的内环面相连通且所述径向开口沿所述弹性销的轴向一端延伸至轴向另一端。中间介质的设置，使得弹性销固定于所述中间介质和所述电机定子之间，通过在中间介质上开设用于组成定位孔的凹槽，避免了直接在水套上开设用于组成所述定位孔的凹槽，由于水套凹槽的尺寸大于组成所述定位孔的凹槽尺寸，因此减轻了水套凹槽处的应力集中效应，即使在低温下，水套收缩量大于电机定子的收缩量，水套对电机定子产生压力作用力的情况下，水套凹槽处的应力不会超出极限屈服强度，水套不会产生变形，从而能够保证电机定子和水套之间扭矩的正常传递；在高温环境下，水套的热膨胀系数大于电机定子的膨胀系数，即水套和电机定子之间的过盈量减小，而由于弹性销具有沿轴向一端延伸至轴向另一端的轴向开口，在将弹性销放入由中间介质和电机定子的外环面形成的定位孔时，弹性销会产生收缩变形量，收缩变形量的级别远远大于电机定子和中间介质之间因高温膨胀产生的过盈量缩小值，即弹性销的收缩变形量回弹时能够补偿因电机定子和水套的热膨胀出现的减少的过盈量，因此水套和电机定子之间仍然可以保证过盈配合。可见，中间介质的设置，提高了电机定子和水套的温度适应性，即无论是高温还是低温环境下，电机定子和水套之间均能够正常的传递扭矩，从而维持电机的正常运行。可选方案中，所述水套凹槽为弧形凹槽。通过将水套凹槽设置为弧形结构，使得水套凹槽各区域均为光滑连续过渡，减轻了弧形凹槽形状有突变产生的应力集中效应，避免水套凹槽形状突变处的应力值超出屈服强度而导致水套变形，进一步保证电机定子和水套之间扭矩的正常传递。可选方案中，所述弹性销为圆柱形弹性销。由于弹性销固定于所述定位孔内，因此所述定位孔的开口形状为圆形。一方面，当将弹性销插入所述定位孔内时，可以直接将弹性销插入定位孔，而无需先根据定位孔的形状放置弹性销，使弹性销对准定位孔，之后再将弹性销插入定位孔内，从而提高了装配效率；另一方面，圆柱形弹性销也易于加工。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1是一种电机定子冷却结构的俯视图；图2是图1中的水套和弹性销的示意图；图3是本专利技术实施例所提供的一种电机定子冷却结构的俯视图；图4是图3中水套、弹性销及中间介质(将电机定子隐藏)的局部示意图；图5是图4的水套、弹性销销及中间介质的局部放大示意图。其中：1-水套；2-电机定子；3-弹性销；10-第一凹槽；20-第二凹槽；50-水套；60-中间介质；600-中间介质凹槽；70-弹性销；500-水套凹槽；80-电机定子；800-定子凹槽。具体实施方式由
技术介绍
可知，在低温环境下(比如，-40℃)，弹性销的引入又会使水套产生变形，甚至导致水套无法起到传递扭矩的作用。现结合一种电机定子冷却结构分析其原因。请参考图1和图2，图1是一种电机定子冷却结构的俯视图；图2是图1中的水套和弹性销的示意图。结合图1和图2，水套1套设于电机定子2的外环面上，弹性销3固定于水套1和电机定子2之间，通过在水套1内环面开设第一凹槽10，在电机外环面上开设第二凹槽20，第一凹槽10和第二凹槽20围成的空间尺寸小于弹性销3自由状态下的外环面尺寸，通过将弹性销3插入第一凹槽10和第二凹槽20围成的空间内，将弹性销3固定于水套1和电机定子2之间。为了降低成本，通常电机定子的材料选用钢，水套的材料选用铝，由于电机定子和水套的材料不同，铝的冷收缩系数远大于钢的冷收缩系数，水套收缩量远大于电机定子的收缩量，即水套和电机定子之间的过盈量增加，一般弹性销的尺寸较小，则水套上开设的第一凹槽的尺寸较小，那么第一凹槽与水套的内环面的交界处的应力较大，通过有限元分析，发现低温下(比如，-40℃)第一凹槽边缘的应力值将会超出极限屈服强度，导致第一凹槽变形，弹性销无法固定于第一凹槽和第二凹槽围成的空间内，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机定子冷却结构，其特征在于，包括：水套，套设于电机定子的外环面上，与电机定子过盈配合；所述水套的内环面上开设有轴向延伸的水套凹槽，所述水套凹槽内设置有中间介质，所述中间介质和电机定子的外环面形成有定位孔；弹性销，整体呈环形结构，所述弹性销固定于所述定位孔内，所述定位孔的形状与所述弹性销的形状相匹配，所述弹性销开设有径向开口，所述径向开口与所述弹性销的内环面相连通且所述径向开口沿所述弹性销的轴向一端延伸至轴向另一端。

【技术特征摘要】
1.一种电机定子冷却结构，其特征在于，包括：水套，套设于电机定子的外环面上，与电机定子过盈配合；所述水套的内环面上开设有轴向延伸的水套凹槽，所述水套凹槽内设置有中间介质，所述中间介质和电机定子的外环面形成有定位孔；弹性销，整体呈环形结构，所述弹性销固定于所述定位孔内，所述定位孔的形状与所述弹性销的形状相匹配，所述弹性销开设有径向开口，所述径向开口与所述弹性销的内环面相连通且所述径向开口沿所述弹性销的轴向一端延伸至轴向另一端。2.如权利要求1所述的电机定子冷却结构，其特征在于，所述水套凹槽为弧形凹槽，所述中间介质的形状与所述弧形凹槽相匹配。3.如权利要求2所述的电机定子冷却结构，其特征在于，所述弹性销为圆柱形弹性销。4.如权利要求3所述的电机定子冷却结构，其特征在于，所述中间介质上开设有中间介质凹槽，所述电机定子上开设有定子凹槽，所述中间介质凹槽和所述定子凹槽均为半圆弧凹槽，所述弹性销的圆心位于所述水套和电机定子的配合弧面上。5.如权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟干，王荣偲，李向阳，张小林，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE