本发明专利技术属于电机及其控制系统技术领域，具体涉及一种盘式电机风、液混合冷却装置。所述盘式电机风、液混合冷却装置包括：机壳、转子轴、第一盘式水道、第二盘式水道、转子、密封端盖、回风道、转子轴回风孔、送风道；该装置通过在轴中设置内置型风道、在机壳中设置盘形液冷通道，在不增加盘式电机轴向长度的前提下，实现盘式电机的高效风、液混合冷却散热效果。液混合冷却散热效果。液混合冷却散热效果。
【技术实现步骤摘要】
一种盘式电机风、液混合冷却装置
[0001]本专利技术属于电机及其控制系统
，具体涉及一种盘式电机风、液混合冷却装置。
技术介绍
[0002]随着新能源车辆交通领域和航空领域的快速发展，高功率密度的盘式电机成为陆空传动系统电机的主要发展方向。由于新能源领域对电机功率、转速要求的提升，盘式电机的温升问题也逐渐凸显。永磁体对工作温度十分敏感，当永磁体温度过高时，性能会急剧下降，导致电机性能随之下降，甚至会导致永磁体永久失磁。盘式电机内部结构紧凑，因此盘式电机的冷却散热，尤其是转子的冷却散热具有很大难度。
[0003]中国专利CN115085432A提供了新能源电机转子油冷系统，该系统能对转子内部的表层和里层进行冷却，供油稳定，进入转子后不会进行分油，避免了供油不足。但是利用电机高速旋转的离心力驱动冷却油喷洒至转子上的方法，会导致电机整体结构较为复杂，成本较高，且需要增加一套油冷设备，密封性以及可靠性不高。
[0004]中国专利CN108539888A和CN113949188A等专利提出了转子风冷等冷却方式及结构，但是这些专利均采用了在转子轴上添加风扇并且由于通过风扇扇叶带动外部气体进入气道，会将外部空气中的沙尘带入电机内部，导致电机安全性降低。
技术实现思路
[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本专利技术要解决的技术问题是：如何在盘式电机结构紧凑的现状下，实现盘式电机的高效冷却散热，且保证其密封性、可靠性及安全性。
[0007](二)技术方案
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种盘式电机风、液混合冷却装置，所述盘式电机风、液混合冷却装置包括：机壳1、转子轴2、第一盘式水道3、第二盘式水道4、转子6、密封端盖7、回风道10、转子轴回风孔11、送风道12；其中，
[0009]所述机壳1为扁平的空心圆柱结构；
[0010]所述转子轴2与机壳1通过两端的密封组件同轴固定；转子轴2一端一体形成的轴输出花键204伸出机壳1，该轴输出花键204所在的轴伸端201通过密封端盖7与机壳1之间密封；转子轴2上除轴伸端201以外的另一端，定义为非轴伸端202；所述轴中风道203延伸至非轴伸端202端部，形成开放性开口；
[0011]所述转子轴2的内部结构设置为：其轴输出花键204内部为实心；除轴输出花键204以外的转子轴2其余部分，内部设置有空心的轴中风道203用以流通空气；并在轴中风道203的壁面上设置有转子轴回风孔11和内置风扇型送风道12；所述转子轴回风孔11设置为靠近轴输出花键204端，用于导通机壳输出一侧的气流散热循环；所述内置风扇型送风道12的设置位置与盘式电机转子和定子间的气隙对齐，盘式电机工作时，转子轴2内气体被内置风扇
型送风道12旋转产生的离心力甩出；
[0012]所述机壳1沿轴方向的两侧分别设置有第一盘式水道3和第二盘式水道4，所述第一盘式水道3和第二盘式水道4布满电机径向平面，用于充分带走盘式电机热量；
[0013]所述盘式电机轴向两端均设置有一组沿圆周均匀径向分布的回风道10，两组回风道10的位置分别处于所述第一盘式水道3和第二盘式水道4各自的轴向外侧；所述第一盘式水道3和第二盘式水道4与各自附近的回风道10的位置关系为：水道置于回风道与定子中间，使得水道既可以带走定子热量，又可以充分冷却回风道中的空气温度。
[0014]其中，所述冷却装置工作过程为：
[0015]所述转子6旋转时，内置风扇型送风道12沿径向将轴中风道203内部的热空气向外甩风，空气沿转子和定子间的气隙以及定子绕组空隙向机壳1圆周输送，热空气流到机壳1圆周壁面时，由于壁面呈弧形，热空气将沿弧形壁面进入机壳1轴向两端的回风道10；
[0016]在轴伸端201侧，热空气沿回风道10进入密封组件、密封端盖7和转子轴2围成的空腔内，通过转子轴2在轴伸端201一侧的转子轴回风孔11，回到轴中风道203，再次通过内置风扇型送风道12向外甩出，从而形成闭合回路；
[0017]在非轴伸端202侧，热空气沿回风道10进入机壳1和转子轴2围成的空腔内，经非轴伸端202端部的开放性开口，进入转子轴2的轴中风道203，进而通过内置风扇型送风道12向外甩出，从而形成闭合回路；
[0018]当内置风扇型送风道12甩出的热空气到达机壳1的两端时，与第一盘式水道3和第二盘式水道4充分接触，实现快速降温，使得再次回到内置风扇型送风道12的空气成为冷空气，不断循环，给盘式电机内部结构进行降温，实现了盘式电机空气内循环的冷却方式。
[0019]其中，所述转子轴2两端通过两端的轴肩205与机壳1通过两端的密封组件同轴固定；
[0020]所述两端的密封组件分为第一密封轴承501和第二密封轴承502；
[0021]所述两端的轴肩205分别与第一密封轴承501和第二密封轴承502侧面贴合，使得转子轴2轴向固定在两个轴承中间。
[0022]其中，所述轴伸端201通过密封端盖7与机壳1密封，密封端盖7中同轴放置两个相同的唇形密封圈701，用以实现防尘和动态密封。
[0023]其中，所述转子轴回风孔11沿圆周均布设有4个；所述内置风扇型送风道12设有平行的两排，内型面均设置为螺旋形。
[0024]其中，所述第一盘式水道3和第二盘式水道4结构一致，均为环绕盘式电机轴线的盘式水道。
[0025]其中，两组回风道10各自回风道的数量根据有限元仿真计算结果进行确定，选择具有最佳通风效果的回风道尺寸和数量。
[0026]其中，两组回风道10各自沿圆周均匀开有18个回风道10。
[0027]其中，转子6的圆周，均匀分布有若干个导流片13，导流片13在转子6旋转时，用于提高转子6外侧的空气流速，将内置风扇型送风道12送出的空气，经过转子6后，快速送入机壳内。
[0028]其中，所述导流片13数量及形状位置均通过有限元仿真计算来确定。
[0029](三)有益效果
[0030]本专利技术为了适应新能源车辆电传动系统发展中对电机高功率、高转速等特性要求的逐步提升，以及盘式电机性能提升过程中对散热装置冷却效果的高要求，提出了一种盘式电机风、液混合冷却装置，通过在轴中设置内置型风道、在机壳中设置盘形液冷通道，在不增加盘式电机轴向长度的前提下，实现盘式电机的高效风、液混合冷却散热效果。
[0031]与现有技术相比较，本专利技术具有以下优点：
[0032](1)所述装置在转子轴内设置了离心风道，通过转子的旋转向外甩风，驱动盘式电机内部的空气流动，空气经过机壳风道再回到转子内部风道，在电机内部形成闭合循环回路，可实现对转子、定子、绕组等电机内部结构的全面冷却，使电机内部温度均匀；
[0033](2)所述装置所设置的转子轴内离心风道，代替了传统轴向外置风扇，由于盘式电机结构扁平，具有很小的轴向尺寸，这是其与普通径向电机在尺寸结构上最大的不同，也是盘式电机很大的优势所在。如果采用在轴向外置风扇本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种盘式电机风、液混合冷却装置，其特征在于，所述盘式电机风、液混合冷却装置包括：机壳(1)、转子轴(2)、第一盘式水道(3)、第二盘式水道(4)、转子(6)、密封端盖(7)、回风道(10)、转子轴回风孔(11)、送风道(12)；其中，所述机壳(1)为扁平的空心圆柱结构；所述转子轴(2)与机壳(1)通过两端的密封组件同轴固定；转子轴(2)一端一体形成的轴输出花键(204)伸出机壳(1)，该轴输出花键(204)所在的轴伸端(201)通过密封端盖(7)与机壳(1)之间密封；转子轴(2)上除轴伸端(201)以外的另一端，定义为非轴伸端(202)；所述轴中风道(203)延伸至非轴伸端(202)端部，形成开放性开口；所述转子轴(2)的内部结构设置为：其轴输出花键(204)内部为实心；除轴输出花键(204)以外的转子轴(2)其余部分，内部设置有空心的轴中风道(203)用以流通空气；并在轴中风道(203)的壁面上设置有转子轴回风孔(11)和内置风扇型送风道(12)；所述转子轴回风孔(11)设置为靠近轴输出花键(204)端，用于导通机壳输出一侧的气流散热循环；所述内置风扇型送风道(12)的设置位置与盘式电机转子和定子间的气隙对齐，盘式电机工作时，转子轴(2)内气体被内置风扇型送风道(12)旋转产生的离心力甩出；所述机壳(1)沿轴方向的两侧分别设置有第一盘式水道(3)和第二盘式水道(4)，所述第一盘式水道(3)和第二盘式水道(4)布满电机径向平面，用于充分带走盘式电机热量；所述盘式电机轴向两端均设置有一组沿圆周均匀径向分布的回风道(10)，两组回风道(10)的位置分别处于所述第一盘式水道(3)和第二盘式水道(4)各自的轴向外侧；所述第一盘式水道(3)和第二盘式水道(4)与各自附近的回风道(10)的位置关系为：水道置于回风道与定子中间，使得水道既可以带走定子热量，又可以充分冷却回风道中的空气温度。2.如权利要求1所述的盘式电机风、液混合冷却装置，其特征在于，所述冷却装置工作过程为：所述转子(6)旋转时，内置风扇型送风道(12)沿径向将轴中风道(203)内部的热空气向外甩风，空气沿转子和定子间的气隙以及定子绕组空隙向机壳(1)圆周输送，热空气流到机壳(1)圆周壁面时，由于壁面呈弧形，热空气将沿弧形壁面进入机壳(1)轴向两端的回风道(10)；在轴伸端(201)侧，热空气沿回风道(10)进入密封组件、密封端盖(7)和转子轴(2)围成的空腔内，通过转子轴(2)在轴伸端(201)一侧的转子轴回风孔(11)...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵欣哲，帅志斌，李国辉，张颖，宋振川，郑阳俊，
申请(专利权)人：中国北方车辆研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。