电动空压机制造技术

本申请公开了一种电动空压机，具有由壳体(10)所限定的内部空间，所述壳体(10)内设置定子(20)和转子(30)，所述定子(20)设置在所述转子(30)的径向外侧，所述转子(30)具有永磁体(31)，以及至少围绕所述永磁体(31)设置的护套(32)，所述转子(30)与所述定子(20)之间具有允许冷却流体通过的轴向间隙(40)，所述护套(32)在其朝向定子(20)的外表面上排列有若干粗糙元(33)，所述电动空压机运转时，流经所述轴向间隙(40)的冷却流体的流向至少部分被所述粗糙元(33)改变。

【技术实现步骤摘要】
电动空压机
本申请涉及燃料电池
，特别涉及一种用于为燃料电池的电堆提供空气的电动空压机。
技术介绍
电动空压机(EAC)是由电机和压缩机组成的，电机带动压缩机转动，从而实现压缩空气的作用。为了使空气能达到电堆需求的压比，需要电机高速旋转，其转速可达120000rpm。在现有技术中，电动空压机运行时，电机产生的热量很难快速有效地消散，而持续高温容易导致转子中的永磁体出现热失效，进而影响空压机的工作效率。因此，如何快速降低永磁体的温度，增强永磁体周边的换热效率是本申请所要解决的问题。
技术实现思路
本申请公开了一种电动空压机，其能够解决
技术介绍
中所提到的问题。专利技术人经研究发现，永磁体中的热量主要来自于涡轮损耗，而这部分热量的消散途径主要是通过空压机的定子和转子之间的轴向间隙中的冷却空气与转子铁芯的护套对流换热来完成的。因此，增强轴向间隙中冷却空气的对流换热效率可以带走更多的热量。本申请的电动空压机，具有由壳体所限定的内部空间，所述壳体内设置定子和转子，所述定子设置在所述转子的径向外侧，所述转子具有永磁体以及至少围绕所述永磁体设置的护套，所述转子与所述定子之间具有允许冷却流体通过的轴向间隙，所述护套在其朝向定子的外表面上排列有若干粗糙元(roughnesselements)，所述电动空压机运转时，流经所述轴向间隙的冷却流体的流向至少部分被所述粗糙元改变。在可行的实施方式中，所述粗糙元凸出或凹陷于所述护套的外表面设置。在可行的实施方式中，所述粗糙元为多面体、圆柱体或立方体。在可行的实施方式中，所述粗糙元为多面体，其朝向冷却流体流入所述轴向间隙的方向具有一平缓上升且逐渐收窄的迎流面。在可行的实施方式中，所述迎流面为等腰三角形或等腰梯形，所述粗糙元的最高点高度与所述转子与所述定子的轴向间隙之间的气流边界正相关。在可行的实施方式中，所述粗糙元的最高点高度为所述转子与所述定子的轴向间隙高度的1/10。在可行的实施方式中，若干所述粗糙元采用交错排列的方式布置。在可行的实施方式中，在同一个护套上，所述粗糙元的凹凸形式和大小形状一致。在可行的实施方式中，所述粗糙元的迎流面与底面的夹角不大于30度。在可行的实施方式中，所述粗糙元与所述护套采用相同材质。本申请中粗糙元的作用是阻碍热边界层的形成并增强湍流，从而增强对流换热的效果。将粗糙元布置在护套的外表面上，增强了轴向间隙中流动的冷却空气与护套之间的对流换热效率，由此，永磁体的温度能够快速降低。为了能更进一步了解本申请的特征以及
技术实现思路
，请参阅以下有关本申请的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本申请加以限制。附图说明本申请的前述和其它方面将通过下面参照附图所做的详细介绍而被更完整地理解和了解，在附图中：图1为本申请电动空压机的简单示意图；图2是图1中A部分的局部放大图；图3为本申请电动空压机的护套的一个具体实施方式的示意图；图4为图3中护套上的粗糙元的一个具体实施方式的示意图。具体实施方式为帮助本领域的技术人员确切地理解本申请要求保护的主题，下面结合附图详细描述本申请的具体实施方式。可以理解的是，在空压机的简单示意图中，一些与本申请内容关联不大的部件已被简化或未被示出。参见图1～图4所示，一种电动空压机，其具有由壳体10所限定的内部空间。所述壳体10内设置定子20和转子30，所述转子30包括带有推力盘的左轴34和右轴35、还包括永磁体31，以及至少围绕所述永磁体31设置的护套32；在一些实施方式中，护套32也可能不仅围绕所述永磁体31设置，也部分围绕左轴34和/或右轴35设置。所述定子20设置在所述转子30的径向外侧，所述定子20包括绕组21、铁芯22和槽楔23，所述转子30与所述定子20之间具有允许冷却流体通过的轴向间隙40，所述护套32在其朝向定子20的外表面上具有若干粗糙元33，所述空压机运转时，所述轴向间隙40之间的流体流向至少部分被所述粗糙元33改变。如图3所示，在本具体实施方式中，所述粗糙元33凸出设置在护套32的外表面上。在其它实施方式中，粗糙元33也可以凹陷于所述护套32的外表面设置。在不同的实施方式中，粗糙元33的形状可以是多面体、圆柱体或立方体。综合考虑到加工的便捷程度和扰流的效率，向外凸出的多面体是比较理想的实施方式。可以理解的是，粗糙元33可以均布在护套32的整个外表面，也可以只存在于护套32外表面的一部分区域。如图4所示，在本具体实施方式中，所述粗糙元33为楔形多面体，其朝向冷却流体流入所述轴向间隙的方向具有一平缓上升且逐渐收窄的迎流面33a。作为比较理想的实施方式，所述迎流面33a为等腰三角形或等腰梯形。此外，粗糙元33的最高点高度h与所述转子与所述定子的轴向间隙40之间的气流边界正相关。作为较佳的实施方式，所述粗糙元33的最高点高度h为所述转子与所述定子的轴向间隙高度的1/10，所述粗糙元33的迎流面33a与底面33b的夹角α不大于30度。这样既不会阻塞流体的流动速度，又能够十分有效地形成湍流，提高散热效率。同样出于平衡流体流动速度和散热效率的考虑，若干所述粗糙元33采用交错排列的方式布置会好于采用横平竖直的方式布置；在同一个护套32上，所述粗糙元33的凹凸形式和大小形状一致，所述粗糙元33与所述护套采用相同材质。由此，当冷却流体流入轴向间隙40时，布置在护套32上的若干粗糙元33部分影响了流体的流动方向，阻碍了热边界层的形成并增强湍流，从而提高了对流换热的效果，有利于永磁体31迅速散热。虽然基于特定的实施方式显示和描述了本申请，但本申请并不限制于所示出的细节。相反地，在权利要求及其等同替换的范围内，本申请的各种细节可以被改造。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动空压机，具有由壳体(10)所限定的内部空间，所述壳体(10)内设置定子(20)和转子(30)，所述定子(20)设置在所述转子(30)的径向外侧，所述转子(30)具有永磁体(31)，以及至少围绕所述永磁体(31)设置的护套(32)，所述转子(30)与所述定子(20)之间具有允许冷却流体通过的轴向间隙(40)，其特征在于，所述护套(32)在其朝向定子(20)的外表面上排列有若干粗糙元(33)，所述电动空压机运转时，流经所述轴向间隙(40)的冷却流体的流向至少部分被所述粗糙元(33)改变。/n

【技术特征摘要】
1.一种电动空压机，具有由壳体(10)所限定的内部空间，所述壳体(10)内设置定子(20)和转子(30)，所述定子(20)设置在所述转子(30)的径向外侧，所述转子(30)具有永磁体(31)，以及至少围绕所述永磁体(31)设置的护套(32)，所述转子(30)与所述定子(20)之间具有允许冷却流体通过的轴向间隙(40)，其特征在于，所述护套(32)在其朝向定子(20)的外表面上排列有若干粗糙元(33)，所述电动空压机运转时，流经所述轴向间隙(40)的冷却流体的流向至少部分被所述粗糙元(33)改变。


2.如权利要求1所述的电动空压机，其特征在于，所述粗糙元(33)凸出或凹陷于所述护套(32)的外表面设置。


3.如权利要求2所述的电动空压机，其特征在于，所述粗糙元(33)为多面体、圆柱体或立方体。


4.如权利要求3所述的电动空压机，其特征在于，所述粗糙元(33)为凸出所述护套的外表面设置的多面体，其朝向冷却流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永恒，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE