高转矩密度轮毂电机的散热结构的制作方法

1.本发明涉及一种高转矩密度轮毂电机，特别涉及一种高转矩密度轮毂电机的散热结构。


背景技术：

2.电驱动车轮是指将轮毂电机、传动系统和刹车系统集成在一起的车轮，车轮本身就带有电驱动功能；轮毂电机一般采用转子内嵌磁钢的永磁同步电机，包括定子、转子、轴承、端盖、转子位置检测装置、水下密封电连接插座等部件，轮毂电机转子转轴与车轮转轴是同轴设置的，在轮毂电机的驱动端，集成有减速器、轮辋和橡胶轮胎，在轮毂电机的非驱动端，集成了刹车系统，轮毂电机本体被夹持在集成的减速器与集成的刹车系统之间，轮毂电机属于体积小输出转矩大的高转矩密度水冷式电机，电机发热较大，有些电机还苛刻要求：当冷却水入水温度达75℃时，电机的温升不得超过115k；轮毂电机是通过电机壳体上的水冷套中的循环冷却水，对电机进行冷却的，高转矩密度定子铁芯中嵌入的线圈中电流所产生热量，直接通过定子铁芯，传导到壳体的水冷套的冷却水中，被冷却水带走冷却；定子绕组端部是悬挑在电机端盖内的空间中的，定子绕组端部线圈所产生的热量，或者靠空气传导到电机壳体上，再通过壳体上的水冷套，将热量带走，或者沿绕组铜线传导回定子铁芯，再由定子铁芯传导到水冷套中，存在该部分热量传导慢，直接导致电机壳体内温升超过115℃的苛刻要求的问题，如何解决该问题成为该类轮毂电机设计中的一个难题。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种高转矩密度轮毂电机的散热结构，解决了如何解决现有的水冷式电机散热不能满足电机苛刻的温升要求的技术问题。
4.本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：本发明的总体构思：在轮毂电机的定子安装机座中，设置双螺旋形冷却水水道，将双螺旋形冷却水水道的入水口设计成弧形，通过优化水道入水口结构，降低了冷却水入水的水阻，从而提高了散热效率；通过临时工装罩，将轮毂电机的驱动端定子绕组端部和非驱动端定子端部，分别设置在密封的临时工装罩体中，将氮化铝粉末与环保型快干无溶剂浸渍树脂混合后，填充在密封罩体中，待填充料凝固后，取出临时工装罩体，使绕组端部线圈所产生的热量，能通过填充后的高导热氮化铝填充材料，直接传导到电机壳体的水冷套中，被循环冷却水带走。
5.一种高转矩密度轮毂电机的散热结构，包括电机机座，在电机机座内设置有定子铁芯，在定子铁芯中设置有定子绕组，在定子铁芯的驱动端设置有绕组驱动端端部，在定子铁芯的非驱动端设置有绕组非驱动端端部，在电机机座中设置有双螺旋循环冷却水水路，绕组驱动端端部设置在驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块中，驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块与电机机座贴合连接在一起，绕组非驱动端端部设置在非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块中，非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块与电机机座贴合连接在一起。
6.在电机机座的驱动端设置有驱动端工装端盖，在驱动端工装端盖的中心孔中设置有驱动端工装端盖轴承；在电机机座的非驱动端设置有非驱动端端盖，在非驱动端端盖的中心孔中设置有非驱动端端盖轴承，在驱动端工装端盖轴承与非驱动端端盖轴承之间设置有轮毂电机转轴，在轮毂电机转轴上设置有横断面为“工”字形的电机转子支架，在横断面为“工”字形的电机转子支架的外圆上设置有转子铁芯。
7.驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块和非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块是通过以下步骤得到的：第一步、在轮毂电机的绕组驱动端端部设置临时驱动端定子绕组端部密封罩体工装；在轮毂电机的绕组非驱动端端部设置临时非驱动端定子绕组端部密封罩体工装；第二步、将环保型快干无溶剂浸渍树脂与氮化铝粉末，按1:5的体积比，混合并搅拌均匀，并预热到摄氏80度，得到高导热氮化铝灌注浆液；第三步、将第二步配置好的高导热氮化铝灌注浆液，分别灌注到临时驱动端定子绕组端部密封罩体工装中和临时非驱动端定子绕组端部密封罩体工装中；使电机定子绕组两端部、被灌注的高导热氮化铝灌注浆液和电机机座结合在一起；第四步、待高导热氮化铝灌注浆液凝固后，将临时驱动端定子绕组端部密封罩体工装和临时非驱动端定子绕组端部密封罩体工装去除，得到驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块和非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块。
8.本发明通过在定子绕组端部填充高导热材料氮化铝材料，使绕组端部的热直接通过填充的高导热材料传导到电机壳体上的水冷套中，被循环的双螺旋冷却水带走，大大降低了电机内的温度，满足了电机内温升不超限的要求。
附图说明
9.图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
10.下面结合附图对本发明进行详细说明：一种高转矩密度轮毂电机的散热结构，包括电机机座1，在电机机座1内设置有定子铁芯2，在定子铁芯2中设置有定子绕组，在定子铁芯2的驱动端设置有绕组驱动端端部3，在定子铁芯2的非驱动端设置有绕组非驱动端端部4，在电机机座1中设置有双螺旋循环冷却水水路5，绕组驱动端端部3设置在驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块12中，驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块12与电机机座1贴合连接在一起，绕组非驱动端端部4设置在非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块13中，非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块13与电机机座1贴合连接在一起。
11.在电机机座1的驱动端设置有驱动端工装端盖8，在驱动端工装端盖8的中心孔中设置有驱动端工装端盖轴承9；在电机机座1的非驱动端设置有非驱动端端盖10，在非驱动端端盖10的中心孔中设置有非驱动端端盖轴承11，在驱动端工装端盖轴承9与非驱动端端盖轴承11之间设置有轮毂电机转轴7，在轮毂电机转轴7上设置有横断面为“工”字形的电机转子支架6，在横断面为“工”字形的电机转子支架6的外圆上设置有转子铁芯14。
12.驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块12和非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结
块13是通过以下步骤得到的：第一步、在轮毂电机的绕组驱动端端部3设置临时驱动端定子绕组端部密封罩体工装；在轮毂电机的绕组非驱动端端部4设置临时非驱动端定子绕组端部密封罩体工装；第二步、将环保型快干无溶剂浸渍树脂与氮化铝粉末，按1:5的体积比，混合并搅拌均匀，并预热到摄氏80度，得到高导热氮化铝灌注浆液；第三步、将第二步配置好的高导热氮化铝灌注浆液，分别灌注到临时驱动端定子绕组端部密封罩体工装中和临时非驱动端定子绕组端部密封罩体工装中；使电机定子绕组两端部、被灌注的高导热氮化铝灌注浆液和电机机座1结合在一起；第四步、待高导热氮化铝灌注浆液凝固后，将临时驱动端定子绕组端部密封罩体工装和临时非驱动端定子绕组端部密封罩体工装去除，得到驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块12和非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块13；使驱动端定子绕组端部的热量通过高导热氮化铝灌注浆液凝固体，直接传导到电机铁芯上，再由铁芯传导给电机机座上的冷却水套中，被冷却水降热量带走，从而起到有效控制电机内温升的作用。


技术特征：
1.一种高转矩密度轮毂电机的散热结构，包括电机机座（1），在电机机座（1）内设置有定子铁芯（2），在定子铁芯（2）中设置有定子绕组，在定子铁芯（2）的驱动端设置有绕组驱动端端部（3），在定子铁芯（2）的非驱动端设置有绕组非驱动端端部（4），其特征在于，在电机机座（1）中设置有双螺旋循环冷却水水路（5），绕组驱动端端部（3）设置在驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块（12）中，驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块（12）与电机机座（1）贴合连接在一起，绕组非驱动端端部（4）设置在非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块（13）中，非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块（13）与电机机座（1）贴合连接在一起。2.根据权利要求1所述的一种高转矩密度轮毂电机的散热结构，其特征在于，在电机机座（1）的驱动端设置有驱动端工装端盖（8），在驱动端工装端盖（8）的中心孔中设置有驱动端工装端盖轴承（9）；在电机机座（1）的非驱动端设置有非驱动端端盖（10），在非驱动端端盖（10）的中心孔中设置有非驱动端端盖轴承（11），在驱动端工装端盖轴承（9）与非驱动端端盖轴承（11）之间设置有轮毂电机转轴（7），在轮毂电机转轴（7）上设置有横断面为“工”字形的电机转子支架（6），在横断面为“工”字形的电机转子支架（6）的外圆上设置有转子铁芯（14）。3.根据权利要求1或2所述的一种高转矩密度轮毂电机的散热结构，其特征在于，驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块（12）和非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块（13）是通过以下步骤得到的：第一步、在轮毂电机的绕组驱动端端部（3）设置临时驱动端定子绕组端部密封罩体工装；在轮毂电机的绕组非驱动端端部（4）设置临时非驱动端定子绕组端部密封罩体工装；第二步、将环保型快干无溶剂浸渍树脂与氮化铝粉末，按1:5的体积比，混合并搅拌均匀，并预热到摄氏80度，得到高导热氮化铝灌注浆液；第三步、将第二步配置好的高导热氮化铝灌注浆液，分别灌注到临时驱动端定子绕组端部密封罩体工装中和临时非驱动端定子绕组端部密封罩体工装中；使电机定子绕组两端部、被灌注的高导热氮化铝灌注浆液和电机机座（1）结合在一起；第四步、待高导热氮化铝灌注浆液凝固后，将临时驱动端定子绕组端部密封罩体工装和临时非驱动端定子绕组端部密封罩体工装去除，得到驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块（12）和非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块（13）。

技术总结
本发明公开了一种高转矩密度轮毂电机的散热结构，解决了如何解决现有的水冷式电机散热不能满足电机苛刻的温升要求的问题。在电机机座（1）内设置有定子铁芯（2），在定子铁芯的驱动端设置有绕组驱动端端部（3），在定子铁芯的非驱动端设置有绕组非驱动端端部（4），在电机机座（1）中设置有双螺旋循环冷却水水路（5），绕组驱动端端部（3）设置在驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块（12）中，驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块（12）与电机机座（1）贴合，绕组非驱动端端部（4）设置在非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块（13）中，非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块与电机机座（1）贴合连接；满足了电机内温升不超限的要求。机内温升不超限的要求。机内温升不超限的要求。


技术研发人员：王雨星 温丽萍 刘晓荣 吕东 张旭
受保护的技术使用者：中船重工电机科技股份有限公司
技术研发日：2021.09.10
技术公布日：2021/12/14