一种油冷电机及油冷电机过热保护方法技术

本发明专利技术公开一种油冷电机及油冷电机过热保护方法，涉及电机技术领域；该电机包括机壳，所述机壳两端分别固定设置有前端盖和后端盖，所述前端盖和后端盖之间转动连接有转轴，所述转轴上固定套设有转子；所述转子外环设有定子；所述机壳内部周向布置有第一流道，所述机壳内表面与所述定子外表面之间轴向布置有与所述第一流道连通的第二流道，所述第二流道端部连通有喷嘴，所述前端盖和后端盖内分别布置有端盖冷却环形油路，所述前端盖和后端盖内壁上分别开设有与所述端盖冷却环形油路连通的喷油孔。该电机及基于该电机的电机过热保护方法，可以对电机更好地冷却，保障电机的正常运行。行。行。

【技术实现步骤摘要】
一种油冷电机及油冷电机过热保护方法


[0001]本专利技术涉及电机
，特别是涉及一种油冷电机及油冷电机过热保护方法。

技术介绍

[0002]随着电机向着高功率密度、高转矩密度发展，电机的产热越来越严重。与此同时，市场对电动汽车动力系统性能需求不断提高使得动力系统结构能够尽量的紧凑且轻巧，对电机进行冷却十分重要。传统的水冷方案，需要设计水道，电机整体尺寸必然较大，无法满足市场的需求。且采用水冷却，绕组无法直接被冷却，导致温度堆积，会形成局部热点，严重影响电机性能和使用寿命。而油本身不导电不导磁的特性，成为直接冷却电机内部的理想介质，成为目前各大车企研究的重点。
[0003]现有对电机冷却的方法主要是对端部绕组径向进行喷油冷却，这种方法虽然一定程度上可以对端部绕组起到冷却的效果，但对于端部绕组内部的冷却较为不足，尤其是多层方导体电机，此外对于电机的过热保护方法，大都是以目前现有电机的油冷回路为基础，控制油泵转速或对电机进行降额，虽然普适性较好，但其对电机的冷却效果并不佳。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种油冷电机及油冷电机过热保护方法，以解决上述现有技术存在的问题，可以对电机更好地冷却，保障电机的正常运行。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种油冷电机，包括机壳，所述机壳两端分别固定设置有前端盖和后端盖，所述前端盖和后端盖之间转动连接有转轴，所述转轴上固定套设有转子；所述转子外环设有定子；所述机壳内部周向布置有第一流道，所述机壳内表面与所述定子外表面之间轴向布置有与所述第一流道连通的第二流道，所述第二流道端部连通有喷嘴，所述前端盖和后端盖内分别布置有端盖冷却环形油路，所述前端盖和后端盖内壁上分别开设有与所述端盖冷却环形油路连通的喷油孔。本专利技术采用极小的成本实现精准的油冷电机温度控制，能避免过温运行造成的电机损毁，能降低电机运行风险，提高使用电机使用寿命和安全性。可以实现对定子电枢铁心的有效冷却。同时，定子电枢铁心的冷却油道由机壳内腔的凹槽与定子铁心外表面装配后形成，由于冷却油与定子铁心直接接触，可以有效地实现对定子铁心及定子线圈槽内部分的冷却。
[0007]可选的，所述转子包括固定套设于所述转轴上的转子铁心，所述转子铁心内设置有永磁体；所述定子包括固定环设于所述转子外部的定子铁心，所述定子铁心内圆上嵌设有定子绕组；所述定子绕组端部安装有热电偶。
[0008]可选的，所述机壳底部开设有与所述第一流道连通的第一进油口，所述第一进油口两侧分别设置有与所述机壳内部连通的第一出油口和第二出油口；所述前端盖外壁上设置有与位于所述前端盖内的端盖冷却环形油路连通的第二进油口，所述后端盖外壁上设置有与位于所述后端盖内的端盖冷环形却油路连通的第三进油口；所述第一进油口、第二进
油口和第三进油口分别通过管道外接有油泵。
[0009]可选的，所述第一进油口、第一流道、第二流道、第一出油口、第二出油口和喷嘴构成主油路，所述第二进油口、第三进油口、喷油孔、第一出油口和第二出油口构成副油路；所述副油路与油泵连接的管道上安装有电磁阀；所述电磁阀和热电偶分别与控制器电连接。
[0010]可选的，所述第二流道两端固定设置有与所述第二流道内部连通的导油板，所述喷嘴固定安装于所述导油板内侧。
[0011]可选的，所述导油板上的所述喷嘴为三角形布置结构，位于中间的所述喷嘴与所述导油板法向平行，与相邻两侧喷嘴夹角为α，位于两侧的所述喷嘴与所述导油板法向夹角为β。
[0012]可选的，相邻两个所述导油板上的喷嘴交错布置，所述喷嘴形状为柱形、扇形、锥形中的一种或几种组合。
[0013]可选的，所述第一流道包括多个均匀布置的周向油路，相邻两个所述周向油路之间通过连接油路连通，相邻两个所述连接油路分别位于所述周向油路两端；所述第二流道包括多个均匀环设于所述机壳和所述定子之间的轴向油路，相邻两个所述轴向油路之间通过弧形油路连接，且相邻两个所述弧形油路分别布置于所述轴向油路两端。
[0014]可选的，所述端盖冷却环形油路的圆心高于所述转轴的圆心；所述热电偶设置于所述定子绕组端部的下方。
[0015]本专利技术还提供一种油冷电机过热保护方法，包括如下步骤：
[0016]步骤一，测量当前电机转速n和电机定子绕组端部温度T；
[0017]步骤二，由控制器获取步骤一所测得的数值，将定子绕组端部温度T和临界值温度T0进行比较，以判断是否打开副油路电磁阀，提高油泵转速；若定子绕组端部温度T不小于临界值温度T0，则打开副油路电磁阀，提高油泵转速；若定子绕组端部温度T小于临界值温度T0，则判断电机当前转速n是否小于电机基速n0；若电机当前转速n小于电机基速n0，则电机以当前功率运行，结束；若电机当前转速n大于电机基速n0，则打开副油路电磁阀，提高油泵转速；
[0018]步骤三，判断t时间后定子绕组端部温度T是否不小于临界值温度T0；若定子绕组端部温度T不小于临界值温度T0，则减小电机输出功率，返回步骤二；若定子绕组端部温度T小于临界值温度T0，则电机以当前功率继续运行，结束。
[0019]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0020]本专利技术采用的是主油路和副油路相结合的方式，以应对电机的不同运行工况；其次电机主油路包括机壳内部的周向流道、机壳内表面与定子外表面形成的轴向流道，两种流道形成叉流以充分换热，且入口位于电机下方，此油冷结构一方面可以对电机进行冷却，另一方面考虑了整个油冷电驱系统的散热，可以使得进入电机控制器和电机的冷却油温度更低，吸热更大；此外基于以上油冷结构，本专利技术专利提出了一种电机过热的保护方法，在端部绕组上布置有温度传感器，针对电机绕组温度以及电机当前的转速判断副油路是否参与喷油，油泵是否提高转速以及电机是否降额，基于此油冷结构的控制方法可以对电机更好地冷却，保障电机的正常运行。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术油冷电机剖面示意图；
[0023]图2为本专利技术第一流道示意图；
[0024]图3为本专利技术第二流道示意图；
[0025]图4为本专利技术机壳内表面示意图；
[0026]图5为本专利技术端盖冷却环形油路示意图；
[0027]图6为本专利技术导油板及喷嘴示意图；
[0028]图7为本专利技术中间喷嘴与相邻两侧喷嘴夹角示意图；
[0029]图8为本专利技术两侧的喷嘴与导油板法向夹角示意图；
[0030]图9为本专利技术温度传感器布置位置示意图；
[0031]图10为本专利技术油冷电机系统示意图；
[0032]图11为本专利技术油冷电机过热保护方法流程示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油冷电机，其特征在于：包括机壳，所述机壳两端分别固定设置有前端盖和后端盖，所述前端盖和后端盖之间转动连接有转轴，所述转轴上固定套设有转子；所述转子外环设有定子；所述机壳内部周向布置有第一流道，所述机壳内表面与所述定子外表面之间轴向布置有与所述第一流道连通的第二流道，所述第二流道端部连通有喷嘴，所述前端盖和后端盖内分别布置有端盖冷却环形油路，所述前端盖和后端盖内壁上分别开设有与所述端盖冷却环形油路连通的喷油孔。2.根据权利要求1所述的油冷电机，其特征在于：所述转子包括固定套设于所述转轴上的转子铁心，所述转子铁心内设置有永磁体；所述定子包括固定环设于所述转子外部的定子铁心，所述定子铁心内圆上嵌设有定子绕组；所述定子绕组端部安装有热电偶。3.根据权利要求2所述的油冷电机，其特征在于：所述机壳底部开设有与所述第一流道连通的第一进油口，所述第一进油口两侧分别设置有与所述机壳内部连通的第一出油口和第二出油口；所述前端盖外壁上设置有与位于所述前端盖内的端盖冷却环形油路连通的第二进油口，所述后端盖外壁上设置有与位于所述后端盖内的端盖冷环形却油路连通的第三进油口；所述第一进油口、第二进油口和第三进油口分别通过管道外接有油泵。4.根据权利要求3所述的油冷电机，其特征在于：所述第一进油口、第一流道、第二流道、第一出油口、第二出油口和喷嘴构成主油路，所述第二进油口、第三进油口、喷油孔、第一出油口和第二出油口构成副油路；所述副油路与油泵连接的管道上安装有电磁阀；所述电磁阀和热电偶分别与控制器电连接。5.根据权利要求1所述的油冷电机，其特征在于：所述第二流道两端固定设置有与所述第二流道内部连通的导油板，所述喷嘴固定安装于所述导油板内侧。6.根据权利要求5所述的油冷电机，其特征在于：所述导油板...

【专利技术属性】
技术研发人员：董伟，周增辉，杨松，孙平，朱华美，张成，冯锦程，史卫博，于秀敏，刘勃，范德彪，丛皓川，丛钰涛，廖伟添，程西庆，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：