【技术实现步骤摘要】
本专利技术应用于纯电/混合动力汽车、航空电推、工业机器人、重载agv、特种车辆的动力系统，具体涉及一种集成内外双环喷油冷却和空油换热的轴向磁通电机。
技术介绍
1、在轮毂电机、轮边电机、关节电机等要求功率密度和扭矩密度要求高、转速较低的应用场景中，电机常匹配单级或多级减速器、rv减速器或谐波减速器，或者直驱。虽然径向磁通永磁同步电机可以满足大部分场合应用，但是在某些对轴向空间要求严格的场合，轴向磁通电机成了替代选择。轴向磁通电机的冷却，也随着上述应用场合要求由自然冷却、风冷、逐步发展为水冷、油冷冷却方案。
2、美国专利us20180013323a1(axial flux machine)、美国专利us20180026500a1(axial flux machine manufacture)、中国专利cn102396134b(电机-冷却)、中国专利cn107408875b(轴向磁通电机)、中国专利cn1023916138a(电机-磁通)、中国专利cn202310997472.8，一种拥有双循环空水换热器的轴向磁通轮毂电机系统和中国专利cn112491197b，一种带内置轴流风机的油冷轴向磁通电机中介绍的轴向磁通电机采用单定子/双转子拓扑、定子无轭(yasa)封闭油冷方案；
3、中国专利cn115733325a，一种带离心风机内置式转子且定子油冷的轴向磁通电机、中国专利cn112383193b，一种内置集成双轴流风机的油冷轴向磁通电机、中国专利cn202310987203.3，一种集成空水换热器且全域水冷轴向
4、上述油冷方案显著提高了电机的功率和扭矩密度，较完美的解决了电机防护等级低的问题。但定子两侧密封的挡油板的存在，占用气隙物理空间，降低了气隙磁密、电磁转矩等关键技术指标，而且在油压升高时，挡油板易产生鼓包现象导致与转子发生扫膛刮擦后果。
技术实现思路
1、本专利技术就是在此技术背景下，封闭定子循环油冷方案，存在油压较小、在槽内流量流速小的挑战，本专利技术针对油冷轴向磁通电机存在的问题提出的改进方案。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种集成内外双环喷油冷却和空油换热的轴向磁通电机。本专利技术实现电机、行星减速器和盘式刹车的深度集成；同时提高了电机的换热效率、降低损耗、提高防护等级，满足ip68防护等级要求。
3、为了达到上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：
4、一种集成内外双环喷油冷却和空油换热的轴向磁通电机，轮毂内集成内外双环喷油冷却和空油换热的轴向磁通电机、单级行星减速器、盘式刹车；单级行星减速器布置在盘式刹车和轴向磁通电机中间。集成内外双环喷油冷却和空油换热的轴向磁通电机采用双定子/单转子拓扑、转子具有表贴的径向分段磁钢、机壳内壁集成空油换热器、非驱动端定子和驱动端定子设计有喷油和循环油冷却通道。
5、冷却路径：冷却油→增压泵→机壳铜管入口→空油换热器→机壳铜管出口→五通球阀→两侧的定子→两侧的回油槽→储油箱。
6、具体的，本专利技术提出一种集成内外双环喷油冷却和空油换热的轴向磁通电机，所述轴向磁通电机采用双定子、单转子拓扑结构，转子具有表贴的径向分段磁钢，机壳内壁集成空油换热器、非驱动端定子和驱动端定子设计有喷油和循环油冷却通道，内外圈压板圆周上的喷油小孔负责喷油冷却定子绕组内外端部，带走定子绕组内外端部产生的热量；与定子铁芯贴合的端盖设计有回旋油道，油在回旋油道中流动，带走定子铁芯和定子绕组槽内部分产生的热量；转子旋转扰动电机内部的空气，转子产生的热量通过机壳的空油换热器带走。
7、进一步，非驱动端定子包含非驱动端端盖，非驱动端端盖的外圆周面上设计有第一铜管接头、第二铜管接头、第三铜管接头、第一温检接头和第二温检接头，其中第一铜管接头、第二铜管接头分别作为油路入口支路一和油路入口支路二，第三铜管接头作为油路出口一，使用第二螺钉，第三螺钉将第一压板、第二压板固定到非驱动端端盖，第一压板和第二压板沿圆周方向分别设计有第一喷油小孔和第二喷油小孔，喷射方向分别对准第一定子绕组的外端部和内端部位置，第一定子铁芯缠绕有第一定子绕组，第一定子铁芯使用第一筋板和第四螺钉固定到非驱动端端盖上，第一定子铁芯的定子槽内插入第一槽楔用于压紧第一定子绕组，非驱动端端盖的第一凸台设计有两个凸台，将非驱动端端盖的端面一分为二，与第一定子铁芯的第一键槽配合，承担电机的大部分扭矩；冷却油经油路入口支路一和油路入口支路二，分别进入第一回旋油道和第二回旋油道，然后经过内外圈压板的第一喷油小孔和第二喷油小孔，最后回到第一储油槽。
8、进一步，驱动端定子拥有与非驱动端定子相同的结构与冷却方案配置，其中，驱动端定子包含驱动端端盖，驱动端端盖的外圆周面上设计有第四铜管接头、第五铜管接头、第六铜管接头、第三温检接头和第四温检接头，其中第四铜管接头、第五铜管接头分别作为油路入口支路三和油路入口支路四，第六铜管接头作为油路出口二，使用第六螺钉，第七螺钉将第三压板、第四压板固定到非驱动端端盖，第三压板和第四压板沿圆周方向分别设计有第三喷油小孔和第四喷油小孔，喷射方向分别对准第二定子绕组的外端部和内端部位置，第二定子铁芯缠绕有第二定子绕组，第二定子铁芯使用第二筋板和第八螺钉固定到驱动端端盖上，第二定子铁芯的定子槽内插入第二槽楔用于压紧第二定子绕组。
9、进一步，非驱动端定子与驱动端定子对应的内外端部采用圆环型挡油板设计，构成了定子的半封闭设计，第一喷油小孔～第四喷油小孔喷出的冷却油，喷完驱动端定子和非驱动端定子的内外端部，沿定子铁芯轭部圆周面回油，到达各自的第一储油槽和第二储油槽，在第一挡油板～第四挡油板的挡油作用下，不进入气隙，减小转子旋转的粘滞力。
10、进一步，总体油路流向布局：增压泵从储油箱吸油，经机壳的空油换热器，进入五通球阀，分成四个支路，其中的两个支路进入非驱动端定子的油路入口支路一和油路入口支路二，经第一回旋油道和第二回旋油道，然后经过内外圈压板的第一喷油小孔和第二喷油小孔，回到第一储油槽，然后经第三铜管接头流入储油箱；另外两个支路进入驱动端定子的油路入口支路三和油路入口支路四，经第三回旋油道和第四回旋油道，然后经过内外圈压板的第三喷油小孔和第四喷油小孔，沿定子铁芯轭部圆周面回油，回到第二储油槽，然后经第六铜管接头流入储油箱。
11、本专利技术的有益效果：
12、内外圈压板圆周上的喷油小孔负责喷油冷却定子绕组内外端部，带走定子绕组内外端部产生的热量；与定子铁芯贴合的端盖设计有回旋油道，油在回旋油道中流动，带走定子铁芯和定子绕组槽内部分产生的热量；转子旋转扰动电机内部的空气，转子产生的热量通过机壳的空油换热器带走。本专利技术的集成内外双环喷油冷却和空油换热的轴向磁通电机巧妙的利用沿路径的喷油小孔冷却定子绕组内外端部，同时又兼顾冷却定子铁芯，兼顾了定子和转子内部散热难题，电机产生的热量被喷油冷却和空油换热器带走，提高本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种集成内外双环喷油冷却和空油换热的轴向磁通电机，其特征在于，所述轴向磁通电机采用双定子、单转子拓扑结构，转子具有表贴的径向分段磁钢，机壳内壁集成空油换热器、非驱动端定子和驱动端定子设计有喷油和循环油冷却通道，内外圈压板圆周上的喷油小孔负责喷油冷却定子绕组内外端部，带走定子绕组内外端部产生的热量；与定子铁芯贴合的端盖设计有回旋油道，油在回旋油道中流动，带走定子铁芯和定子绕组槽内部分产生的热量；转子旋转扰动电机内部的空气，转子产生的热量通过机壳的空油换热器带走。
2.根据权利要求1所述的一种集成内外双环喷油冷却和空油换热的轴向磁通电机，其特征在于：其中，非驱动端定子包含非驱动端端盖，非驱动端端盖的外圆周面上设计有第一铜管接头、第二铜管接头、第三铜管接头、第一温检接头和第二温检接头，其中第一铜管接头、第二铜管接头分别作为油路入口支路一和油路入口支路二，第三铜管接头作为油路出口一，使用第二螺钉，第三螺钉将第一压板、第二压板固定到非驱动端端盖，第一压板和第二压板沿圆周方向分别设计有第一喷油小孔和第二喷油小孔，喷射方向分别对准第一定子绕组的外端部和内端部位置，第一定子铁芯缠
3.根据权利要求2所述的一种集成内外双环喷油冷却和空油换热的轴向磁通电机，其特征在于：驱动端定子拥有与非驱动端定子相同的结构与冷却方案配置，其中，驱动端定子包含驱动端端盖，驱动端端盖的外圆周面上设计有第四铜管接头、第五铜管接头、第六铜管接头、第三温检接头和第四温检接头，其中第四铜管接头、第五铜管接头分别作为油路入口支路三和油路入口支路四，第六铜管接头作为油路出口二，使用第六螺钉，第七螺钉将第三压板、第四压板固定到非驱动端端盖，第三压板和第四压板沿圆周方向分别设计有第三喷油小孔和第四喷油小孔，喷射方向分别对准第二定子绕组的外端部和内端部位置，第二定子铁芯缠绕有第二定子绕组，第二定子铁芯使用第二筋板和第八螺钉固定到驱动端端盖上，第二定子铁芯的定子槽内插入第二槽楔用于压紧第二定子绕组。
4.根据权利要求3所述的一种集成内外双环喷油冷却和空油换热的轴向磁通电机，其特征在于：非驱动端定子与驱动端定子对应的内外端部采用圆环型挡油板设计，构成了定子的半封闭设计。
5.根据权利要求3所述的一种集成内外双环喷油冷却和空油换热的轴向磁通电机，其特征在于：总体油路流向布局：增压泵从储油箱吸油，经机壳的空油换热器，进入五通球阀，分成四个支路，其中的两个支路进入非驱动端定子的油路入口支路一和油路入口支路二，经第一回旋油道和第二回旋油道，然后经过内外圈压板的第一喷油小孔和第二喷油小孔，回到第一储油槽，然后经第三铜管接头流入储油箱；另外两个支路进入驱动端定子的油路入口支路三和油路入口支路四，经第三回旋油道和第四回旋油道，然后经过内外圈压板的第三喷油小孔和第四喷油小孔，回到第二储油槽，然后经第六铜管接头流入储油箱。
...【技术特征摘要】
1.一种集成内外双环喷油冷却和空油换热的轴向磁通电机，其特征在于，所述轴向磁通电机采用双定子、单转子拓扑结构，转子具有表贴的径向分段磁钢，机壳内壁集成空油换热器、非驱动端定子和驱动端定子设计有喷油和循环油冷却通道，内外圈压板圆周上的喷油小孔负责喷油冷却定子绕组内外端部，带走定子绕组内外端部产生的热量；与定子铁芯贴合的端盖设计有回旋油道，油在回旋油道中流动，带走定子铁芯和定子绕组槽内部分产生的热量；转子旋转扰动电机内部的空气，转子产生的热量通过机壳的空油换热器带走。
2.根据权利要求1所述的一种集成内外双环喷油冷却和空油换热的轴向磁通电机，其特征在于：其中，非驱动端定子包含非驱动端端盖，非驱动端端盖的外圆周面上设计有第一铜管接头、第二铜管接头、第三铜管接头、第一温检接头和第二温检接头，其中第一铜管接头、第二铜管接头分别作为油路入口支路一和油路入口支路二，第三铜管接头作为油路出口一，使用第二螺钉，第三螺钉将第一压板、第二压板固定到非驱动端端盖，第一压板和第二压板沿圆周方向分别设计有第一喷油小孔和第二喷油小孔，喷射方向分别对准第一定子绕组的外端部和内端部位置，第一定子铁芯缠绕有第一定子绕组，第一定子铁芯使用第一筋板和第四螺钉固定到非驱动端端盖上，第一定子铁芯的定子槽内插入第一槽楔用于压紧第一定子绕组，非驱动端端盖的第一凸台设计有两个凸台，将非驱动端端盖的端面一分为二，与第一定子铁芯的第一键槽配合，承担电机的大部分扭矩；冷却油经油路入口支路一和油路入口支路二，分别进入第一回旋油道和第二回旋油道，然后经过内外圈压板的第一喷油小孔和第二喷油小孔，最后回到第一储油槽。
3.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈起旭，王群京，吴立建，李国丽，钱喆，刘霄，郁亚南，李维吕，杨雅云，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：
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