用于电动汽车电机的电机壳及该电机冷却方法与流程

1.本发明属于电机技术领域，具体是用于电动汽车电机的电机壳及该电机冷却方法。


背景技术：

2.电机驱动的电动汽车，为了对电机进行保护会将电机设置在密封箱体内，在密封箱体内存在空气流通不畅导致的冷却效率低的问题，因此需要设置额外设置电机泵，实现冷却介质的流动，该方法虽然增加了冷却介质的流速，提高了冷却效率，但是增加了能耗，降低了电动汽车的续航。
3.现有技术为了克服这一缺陷一般会设置电机泵功率调节单元，使用电机泵根据电机功率调节冷却介质流速，进而降低电机泵能耗，但是该方法存在增加的电机泵功率调节单元一般是单片机等电子控制器，还要设置传感器和算法来根据电机功率调节电机泵的功率，导致了信息传递链复杂冗长、生产成本高、耗电量增加以及电气设备故障率高的问题，因此需要提供一种故障率低、耗电量低且能够增加冷却介质流速的技术方案。


技术实现要素：

4.发明目的：提供用于电动汽车电机的电机壳及该电机冷却方法，以解决现有技术存在的上述问题。
5.技术方案：用于电动汽车电机的电机壳包括：壳体，套设在电机定子外，开设有若干个冷却腔。
6.冷却动力组件，设置在壳体的端部，与电机输出轴连接并沿冷却腔的轴线方向做往复运动。
7.在冷却动力组件运动的过程中，将冷却腔内的冷却液排出，使外界冷却液进入冷却腔内。
8.在进一步的实施例中，所述冷却腔的进液端设置在靠近冷却动力组件的一端，出液端设置在远离冷却动力组件的一端。
9.所述冷却动力组件包括：转轮，与电机输出轴连接。
10.连接杆，一端与转轮连接，另一端向冷却腔方向延伸。
11.活塞，收容在冷却腔内，并与连接杆连接。
12.复位件，一端收容在冷却腔内，另一端与活塞连接，用于对活塞施加朝向转轮方向的复位力，使连接杆与转轮抵接。
13.所述连接杆和活塞的数量与冷却腔的数量相配合。
14.在进一步的实施例中，所述冷却动力组件还包括：导向板，与壳体的一端固定连接。
15.导向件，与导向板固定连接，并与连接杆套接，用于对连接杆进行导向，使连接杆的延伸方向与冷却腔的开设方向平行配合，通过导向件对连接杆进行导向，能够保证连接
杆沿预定方向位移的同时减少摩擦，提高了连杆的使用寿命的同时进一步的减少了热量的产生。
16.在进一步的实施例中，所述复位件是收容在冷却腔内的弹簧，其一端与冷却腔的端面抵接，另一端与活塞的端面抵接。
17.每个所述冷却腔的出液端包括至少两个出液口，分别设置在弹簧的圆周范围内和圆周范围外，现有冷却腔的排液口一般仅设置一个，由于活塞挤压弹簧进行排液工作时存在弹簧挤压，通过间隙减小导致了排液口无论是设置在圆周范围内，还是圆周范围外都会出现一侧排液困难的问题，因此通过设置两个出液口，并使其分别设置在弹簧的圆周范围内和圆周范围外解决了现有技术的设计惯性所存在的排液困难的问题。
18.在进一步的实施例中，所述复位件设置在壳体外，所述连接杆的侧壁延伸有凸缘部。
19.所述复位件的一端与壳体的端面抵接，另一端与连接杆的凸缘部抵接，通过将复位件设置在冷却腔外，可以避免弹簧表面组织脱落产生的粉末进入冷却腔内对冷却腔的进液端和出液端造成堵塞。
20.在进一步的实施例中，所述冷却动力组件包括：两个转轮，分别设置在壳体的两端，并与电机输出轴连接。
21.两套连接杆，分别设置在壳体的两端，一端与转轮连接，另一端向冷却腔方向延伸。
22.活塞，收容在冷却腔内，并与连接杆连接。
23.所述冷却腔是通腔，两个转轮的排液位和进液位的位置相配合，其中一个转轮处于排液位时，另一个转轮处于进液位。
24.所述冷却腔的进液端设置在冷却腔的中间位置，出液端设置在冷却腔的两端。
25.所述进液端和出液端的间距大于活塞的长度，通过设置两套转轮和连接杆，并使两个转轮的排液位和进液位的位置相配合，能够在不设置复位件的情况下使活塞自动复位循环工作，实现冷却液的循环。
26.在进一步的实施例中，所述转轮是与电机输出轴连接的平面凸轮，所述平面凸轮设置有至少两个峰点，以及至少两个谷点。
27.所述峰点和谷点均分设置。
28.谷点向峰点位移的区间是排液位，峰点向谷点位移的区间是进液位，通过均分设置峰点和谷点为平面凸轮配重，能够避免电机输出轴长期受单侧压力导致的侧弯，还能够通过峰点处的重量增加转轮的旋转惯性减小电机匀速时的负载。
29.在进一步的实施例中，所述连接杆靠近转轮的一端设置有滚轮，所述滚轮与转轮抵接。
30.在进一步的实施例中，所述连接杆靠近转轮的一端嵌入有滚珠，所述滚珠与转轮抵接。
31.在进一步的实施例中，基于电机壳的电机冷却方法包括：s1. 电机工作时，电机输出轴带动转轮旋转。
32.s2. 复位件对活塞施加朝向转轮方向的复位力，使连接杆与转轮抵接。
33.s3. 在转轮旋转的过程中，与谷点向峰点位移区间抵接的连接杆被转轮施加远离
转轮方向的推力，使连接杆和活塞克服复位件的弹力，使活塞向靠近冷却腔的出液端的方向位移，将冷却腔内的冷却液排出。
34.s4. 在转轮旋转的过程中，与峰点向谷点位移区间抵接的连接杆被复位件施加朝向转轮方向的复位力，使活塞向远离冷却腔的出液端的方向位移，使冷却腔内处于负压状态，使冷却液从冷却腔的进液端进入。
35.有益效果：本发明公开了用于电动汽车电机的电机壳及该电机冷却方法，通过与电机转子连接的冷却动力组件将冷却腔内的冷却液排出，使外界冷却液进入冷却腔内，能够利用电机自身的转动实现冷却，虽然增加了电机负载提高了电机的耗电量，但是增加的耗电量远低于维持一个电机泵工作所需的耗电量，而且冷却动力组件与电机转子是机械连接，其功率随电机输出转速变化，在电机功率大、热量高时，冷却动力组件的功率也随之提高，冷却效率也随之提高，满足了电机的散热需求的同时，还解决了现有冷却系统信息传递链复杂冗长、生产成本高、耗电量增加以及电气设备故障率高的问题。
附图说明
36.图1是本发明的轴测示意图。
37.图2是本发明的两套转轮实施例示意图。
38.图3是本发明的复位件设置在冷却腔内实施例示意图。
39.图4是本发明的复位件套设在连接杆外实施例示意图。
40.图1至图4所示附图标记为：壳体1、电机输出轴2、冷却动力组件3、转轮31、连接杆32、活塞33、复位件34、导向板35、导向件36、滚珠321、凸缘部322。
具体实施方式
41.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
42.本技术公开了一种故障率低、耗电量低且能够增加冷却介质流速的用于电动汽车电机的电机壳。
43.在图2、图3和图4所示实施例中，中间部分的连接杆32是为了显示连杆所在位置才显示出来的示意图，并非实际工程图，在实际工程图中中间部分的连接杆32部分应当显示的是电机转子及电机输出轴2。
44.该电机壳包括：壳体1和冷却动力组件3。
45.壳体1套设在电机定子外，壳体1内开设有若干个冷却腔。
46.冷却动力组件3设置在壳体1的端部，冷却动力组件3与电机输出轴2连接并沿冷却腔的轴线方向做往复运动。
47.在冷却动力组件3运动的过程中，将冷却腔内的冷却液排出，使外界冷却液进入冷却腔内。
48.在本实施例中，冷却腔的进液端设置在靠近冷却动力组件3的一端，出液端设置在远离冷却动力组件3的一端。
49.冷却动力组件3包括：转轮31、连接杆32、活塞33和复位件34。
50.转轮31与电机输出轴2连接。
51.连接杆32的一端与转轮31连接，另一端向冷却腔方向延伸。
52.活塞33收容在冷却腔内，并与连接杆32连接，活塞33的侧壁还套设有至少两个密封圈，在图2、3和4所示实施例中设置有三个密封圈。
53.复位件34的一端收容在冷却腔内，另一端与活塞33连接，用于对活塞33施加朝向转轮31方向的复位力，使连接杆32与转轮31抵接。
54.连接杆32和活塞33的数量与冷却腔的数量相配合。
55.在本实施例中，冷却动力组件3还包括：导向板35和导向件36。
56.导向板35与壳体1的一端固定连接。
57.导向件36与导向板35固定连接，并与连接杆32套接，用于对连接杆32进行导向，使连接杆32的延伸方向与冷却腔的开设方向平行配合，在本实施例中导向件36是直线轴承，导向件36还可以是与连接杆32固定连接的导轨组件。
58.通过导向件36对连接杆32进行导向，能够保证连接杆32沿预定方向位移的同时减少摩擦，提高了连杆的使用寿命的同时进一步的减少了热量的产生。
59.在本实施例中，转轮31是与电机输出轴2连接的平面凸轮，平面凸轮设置有至少两个峰点，以及至少两个谷点，其中峰点和谷点均分设置。
60.谷点向峰点位移的区间是排液位，峰点向谷点位移的区间是进液位。
61.通过均分设置峰点和谷点为平面凸轮配重，能够避免电机输出轴2长期受单侧压力导致的侧弯，还能够通过峰点处的重量增加转轮31的旋转惯性减小电机匀速时的负载。
62.工作原理：冷却方法包括：s1. 电机工作时，电机输出轴2带动转轮31旋转。
63.s2. 复位件34对活塞33施加朝向转轮31方向的复位力，使连接杆32与转轮31抵接。
64.s3. 在转轮31旋转的过程中，与谷点向峰点位移区间抵接的连接杆32被转轮31施加远离转轮31方向的推力，使连接杆32和活塞33克服复位件34的弹力，使活塞33向靠近冷却腔的出液端的方向位移，将冷却腔内的冷却液排出。
65.s4. 在转轮31旋转的过程中，与峰点向谷点位移区间抵接的连接杆32被复位件34施加朝向转轮31方向的复位力，使活塞33向远离冷却腔的出液端的方向位移，使冷却腔内处于负压状态，使冷却液从冷却腔的进液端进入。
66.通过与电机转子连接的冷却动力组件3将冷却腔内的冷却液排出，使外界冷却液进入冷却腔内，能够利用电机自身的转动实现冷却，虽然增加了电机负载提高了电机的耗电量，但是增加的耗电量远低于维持一个电机泵工作所需的耗电量，而且冷却动力组件3与电机转子是机械连接，其功率随电机输出转速变化，在电机功率大、热量高时，冷却动力组件3的功率也随之提高，冷却效率也随之提高，满足了电机的散热需求的同时，还解决了现有冷却系统信息传递链复杂冗长、生产成本高、耗电量增加以及电气设备故障率高的问题。
67.在图3所示实施例中，复位件34是收容在冷却腔内的弹簧，其一端与冷却腔的端面抵接，另一端与活塞33的端面抵接。
68.在本实施例中，每个冷却腔的出液端包括至少两个出液口，分别设置在弹簧的圆周范围内和圆周范围外。
69.现有设计中一个冷却腔一般仅设置一个排液口，由于活塞33挤压弹簧进行排液工作时存在弹簧挤压，通过间隙减小导致了排液口无论是设置在圆周范围内，还是圆周范围外都会出现一侧排液困难的问题，因此通过设置两个出液口，并使其分别设置在弹簧的圆周范围内和圆周范围外解决了现有技术的设计惯性所存在的排液困难的问题。
70.在进一步的实施例中，弹簧在伸缩变量时存在表面损伤导致表面组织脱落产生粉末堵塞冷却腔的进液端和出液端的问题。
71.为了解决上述问题，在图4所示的另一实施例中，复位件34设置在壳体1外，连接杆32的侧壁延伸有凸缘部322。
72.复位件34的一端与壳体1的端面抵接，另一端与连接杆32的凸缘部322抵接。
73.在设置有导向板35的实施例中，复位件34的一端与导向板35的端面抵接，另一端与连接杆32的凸缘部322抵接，此时导向板35还兼任了隔离复位件34和冷却腔的功能，进一步的避免了粉末进入到冷却腔内造成堵塞。
74.在本实施例中复位件34与连接杆32套接。
75.通过将复位件34设置在冷却腔外，可以避免弹簧表面组织脱落产生的粉末进入冷却腔内对冷却腔的进液端和出液端造成堵塞。
76.在图1和图2所示实施例中，冷却动力组件3包括：两个转轮31、两套连接杆32和一组活塞33。
77.两个转轮31，分别设置在壳体1的两端，并与电机输出轴2连接。
78.两套连接杆32，分别设置在壳体1的两端，一端与转轮31连接，另一端向冷却腔方向延伸。
79.活塞33，收容在冷却腔内，并与连接杆32连接。
80.冷却腔是通腔，两个转轮31的排液位和进液位的位置相配合，其中一个转轮31处于排液位时，另一个转轮31处于进液位。
81.冷却腔的进液端设置在冷却腔的中间位置，出液端设置在冷却腔的两端。
82.进液端和出液端的间距大于活塞33的长度。
83.在此实施例中，如图2所示导向板35靠近壳体1的一端还设置有与连接杆32相配合的密封圈等密封件，避免排液过程中冷却液从连接杆32处泄漏，此时导向板35还兼任了密封功能。
84.通过设置两套转轮31和连接杆32，并使两个转轮31的排液位和进液位的位置相配合，能够在不设置复位件34的情况下使活塞33自动复位循环工作，实现冷却液的循环，还不用设置复位件34避免了弹簧表面组织脱落产生的粉末进入冷却腔内对冷却腔的进液端和出液端造成堵塞，以及通过取消弹性的复位件34提高了使用寿命。
85.在进一步的实施例中，连接杆32靠近转轮31的一端设置有滚轮，滚轮与转轮31抵接。
86.在图2、图3和图4所示实施例中，连接杆32靠近转轮31的一端嵌入有滚珠321，滚珠321与转轮31抵接，此实施例的滚珠321是通过压接工艺将滚珠321压在连接杆32端部的收容腔内。
87.通过滚轮和滚珠321能够降低连接杆32与转轮31之间的摩擦阻力，提高连接杆32的使用寿命，降低电机的负载，其中在连接杆32的端部嵌入滚珠321与设置滚轮的实施例相
比还具有零部件少、结构简单的优点，减少了传递链，降低了机械损耗和故障率。
88.如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。