双电机冷却结构的制作方法

1.本发明涉及双电机冷却技术领域，尤其涉及一种双电机冷却结构。


背景技术：

2.随着新能源汽车在全球范围内的高速发展，搭载于混合动力汽车、插电式混合动力汽车和增程式电动汽车上的混合动力变速箱的应用越来越广泛。由于发动机舱的空间非常紧凑，这对电动机和发电机的功率密度提出了更高的要求，随之而来的电机升温和冷却散热问题也愈发重要。
3.通常，两个电机并行布置，并具有各自独立的壳体和水道结构，它们之间的冷却回路采用串联或并联的形式。水道串联布置，会导致处于串联序列末端的电机入水温度过高，降低其散热效率；水道并联布置，会导致分给两个电机的冷却液流量大大降低，流阻增大，同样影响冷却效果。尤其是后者会增加一套进水嘴和出水嘴，增加了物料成本和装配工序。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种双电机冷却结构，能够对两个电机均匀冷却、提高电机的散热效率，以克服现有技术的上述缺陷。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种双电机冷却结构，包括外壳和两个安装在外壳内的内壳，两个内壳均与外壳之间形成有沿内壳的轴向依次排列的多层冷却水道，单层冷却水道沿周向环绕内壳，一个内壳与外壳之间的多层冷却水道和另一个内壳与外壳之间的多层冷却水道通过外壳内设置的多个连接水路依次交叉串联连通形成双电机冷却液通路。
6.优选地，外壳设有位于两个内壳之间的连接板，连接板内设有多个连接水路，多个连接水路沿平行于内壳轴向的方向依次排列。
7.优选地，多个连接水路呈平行设置。
8.优选地，相邻连接水路呈空间交叉设置。
9.优选地，连接水路的两端分别与两个内壳呈相切设置。
10.优选地，单层冷却水道包括一圈或多圈环绕内壳的环形水道，多圈环形水道依次串联连通形成冷却水道。
11.优选地，内壳的外周面上设有将内壳与外壳之间的空间分隔成多圈环形水道的水道筋、用于将环形水道的首末两端隔断的连接隔板以及用于将相邻环形水道串联连通的过水口。
12.优选地，连接隔板与水道筋成锐角设置。
13.优选地，双电机冷却液通路的两端分别为进水口和出水口，进水口和出水口的布置位置的调整通过调节连接水路的数量和/或调节连接隔板及过水口的设置位置实现。
14.与现有技术相比，本发明具有显著的进步：
15.本发明的双电机冷却结构，通过在两个内壳与外壳之间分别设置多层冷却水道，
并将两个内壳与外壳之间的多层冷却水道通过外壳内设置的多个连接水路依次交叉串联连通形成双电机冷却液通路，使得冷却液通过双电机冷却液通路在两个电机壳体内交叉往复串行，因此流经两个电机壳体内的冷却液的温度是均匀的，避免了单一串联水道导致的处于串联序列末端的电机冷却效率低的问题，实现了冷却液对两个电机的交叉均匀冷却，兼顾并提高了两个电机的散热效率，进而可以提高双电机系统的功率密度。
附图说明
16.图1是本发明实施例的双电机冷却结构的第一种实施方式的示意图。
17.图2是图1示出的双电机冷却结构的外壳的主视示意图。
18.图3是图1示出的双电机冷却结构的两个内壳的示意图。
19.图4是图1示出的双电机冷却结构的双电机冷却液通路一个视角的示意图。
20.图5是图1示出的双电机冷却结构的双电机冷却液通路另一视角的示意图。
21.图6是本发明实施例的双电机冷却结构的第二种实施方式的示意图。
22.图7是图6示出的双电机冷却结构的外壳的主视示意图。
23.图8是图6示出的双电机冷却结构的两个内壳的示意图。
24.图9是图6示出的双电机冷却结构的双电机冷却液通路一个视角的示意图。
25.图10是图6示出的双电机冷却结构的双电机冷却液通路另一视角的示意图。
26.图11是本发明实施例的双电机冷却结构的第三种实施方式的示意图。
27.图12是图11示出的双电机冷却结构的外壳的主视示意图。
28.图13是图11示出的双电机冷却结构的两个内壳的示意图。
29.图14是图11示出的双电机冷却结构的双电机冷却液通路一个视角的示意图。
30.图15是图11示出的双电机冷却结构的双电机冷却液通路另一视角的示意图。
31.其中，附图标记说明如下：
[0032]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
外壳
[0033]
11
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连接板
[0034]
2a
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第一内壳
[0035]
2b
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第二内壳
[0036]
3a
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第一冷却水道
[0037]
3b
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第二冷却水道
[0038]
30
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环形水道
[0039]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
连接水路
[0040]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
双电机冷却液通路
[0041]
51
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进水口
[0042]
52
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出水口
[0043]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
清砂孔
[0044]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
碗形塞
[0045]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
水道筋
[0046]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
连接隔板
[0047]
10
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过水口
具体实施方式
[0048]
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
[0049]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0050]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0051]
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0052]
如图1至图15所示，本发明的双电机冷却结构的一种实施例。
[0053]
本实施例的双电机冷却结构包括外壳1和两个安装在外壳1内的内壳，分别为第一内壳2a和第二内壳2b，第一内壳2a和第二内壳2b均内套在外壳1内。第一内壳2a内部沿轴向贯通，用于安装第一电机；第二内壳2b内部沿轴向贯通，用于安装第二电机。第一内壳2a的轴线和第二内壳2b的轴线相平行设置。两个内壳均与外壳1之间形成有沿内壳的轴向依次排列的多层冷却水道，单层冷却水道沿周向环绕内壳，具体为：第一内壳2a与外壳1之间形成有沿第一内壳2a的轴向依次排列的多层第一冷却水道3a，单层第一冷却水道3a沿第一内壳2a的周向环绕第一内壳2a；第二内壳2b与外壳1之间形成有沿第二内壳2b的轴向依次排列的多层第二冷却水道3b，单层第二冷却水道3b沿第二内壳2b的周向环绕第二内壳2b。一个内壳与外壳1之间的多层冷却水道和另一个内壳与外壳1之间的多层冷却水道通过外壳1内设置的多个连接水路4依次交叉串联连通形成双电机冷却液通路5，即第一内壳2a与外壳1之间的多层第一冷却水道3a和第二内壳2b与外壳1之间的多层第二冷却水道3b通过外壳1内设置的多个连接水路4依次交叉串联连通形成双电机冷却液通路5。多层第一冷却水道3a和多层第二冷却水道3b通过多个连接水路4依次交叉串联是指第一层第一冷却水道3a的末端与第一层第二冷却水道3b的首端通过第一个连接水路4串联，第一层第二冷却水道3b的末端与第二层第一冷却水道3a的首端通过第二个连接水路4串联，第二层第一冷却水道3a的末端与第二层第二冷却水道3b的首端通第三个连接水路4串联，以此类推，至最后一层第一冷却水道3a与最后一层第二冷却水道3b相串联，使得多层第一冷却水道3a和多层第二冷却水道3b依次交叉串联连通形成双电机冷却液通路5。双电机冷却液通路5的两端分别为进水口51和出水口52，冷却液从进水口51通入双电机冷却液通路5中，沿第一层第一冷却水道3a绕第一内壳2a流过，冷却第一电机，然后通过第一个连接水路4进入第一层第二冷却水道3b，沿第一层第二冷却水道3b绕第二内壳2b流过，冷却第二电机，再通过第二个连接水路4进入第二层第一冷却水道3a，沿第二层第一冷却水道3a绕第一内壳2a流过，冷却第一电机，而后又通过第三个连接水路4进入第二层第二冷却水道3b，沿第二层第二冷却水道3b绕第
二内壳2b流过，冷却第二电机，如此循环往复，最终到达出水口52流出。由此，冷却液在两个电机壳体内(外壳1与内壳之间)交叉往复串行，使得流经两个电机壳体内的冷却液的温度是均匀的，避免了单一串联水道导致的处于串联序列末端的电机冷却效率低的问题，实现了冷却液对两个电机的交叉均匀冷却，兼顾并提高了两个电机的散热效率，进而可以提高双电机系统的功率密度。同时，本实施例的双电机冷却结构，流经两个电机壳体内的冷却液的流量是一样的，避免了并联水道流量减半导致的冷却速度下降的问题，并且，两个电机共用一个冷却回路(双电机冷却液通路5)，减少了一套进水嘴和出水嘴，降低了物料成本和装配成本。
[0054]
本实施例中，参见图2、图7和图12，优选地，外壳1设有位于两个内壳之间的连接板11，连接板11内设有多个连接水路4，单个连接水路4的两端分别与对应层的第一冷却水道3a和第二冷却水道3b串联连通，多个连接水路4沿平行于内壳轴向的方向依次排列。
[0055]
较佳地，参见图1和图2、图11和图12，多个连接水路4可以呈平行设置或近似平行设置。进一步，参见图11、图12、图14和图15，相邻连接水路4可以呈空间交叉设置。
[0056]
较佳地，参见图14和图15，各连接水路4的两端分别与两个内壳呈相切设置或尽可能相切设置，以减少冷却液的流动阻力，进而降低整个双电机冷却液通路5的压力损失(或称压降)。较佳地，各连接水路4的截面积与各层冷却水道的截面积相同或接近相同。
[0057]
本实施例中，优选地，外壳1的连接板11上在与各连接水路4中部对应位置处设有清砂孔6，以便于连接水路4通过砂型铸造的形式成型。清砂孔6采用碗形塞7、橡胶密封圈或焊接的方式密封。
[0058]
本实施例中，优选地，靠近双电机壳体端面的连接水路4的延长包络线高出双电机壳体端面，以便于其通过侧面抽芯的方式铸造，或通过钻削加工成型。
[0059]
本实施例中，参见图3、图8和图13，优选地，单层冷却水道(单层第一冷却水道3a/单层第二冷却水道3b)包括一圈或多圈环绕内壳的环形水道30，多圈环形水道30依次串联连通形成单层冷却水道，单层冷却水道的截面积为单圈环形水道30的截面积。
[0060]
优选地，内壳的外周面上设有将内壳与外壳1之间的空间分隔成多圈环形水道30的水道筋8、用于将环形水道30的首末两端隔断的连接隔板9以及用于将单层冷却水道的相邻环形水道30串联连通的过水口10。通过多个水道筋8、连接隔板9和过水口10的设置，将内壳与外壳1之间的空间分隔成多层冷却水道，连接隔板9和过水口10的设置位置可以根据两个内壳与外壳1之间的多层冷却水道依次交叉串联的顺序设计。
[0061]
较佳地，参见图13，连接隔板9与水道筋8成锐角设置，可以减少流阻。连接隔板9优选尽可能与水道筋8成较小的锐角设置，以尽可能减少流阻。
[0062]
本实施例中，两个内壳在各圈环形水道30的两侧边缘处均与外壳1密封配合，密封位置包括端面密封、侧面密封或轴承室外侧密封等，密封方式包括摩擦搅拌焊接、氩弧焊接或密封圈密封等。
[0063]
本实施例的双电机冷却结构，双电机冷却液通路5两端的进水口51和出水口52的布置位置的调整可以通过调节连接水路4的数量和/或调节连接隔板9及过水口10的设置位置实现，从而可以适应不同的整车冷却管路布置需求。改变两个内壳与外壳1之间的冷却水道的层数，连接水路4的数量随之改变，通过改变连接水路4的数量的奇偶性，可以调整进水口51和出水口52布置在同一电机侧或不同电机侧：参见图4和图14，当进水口51和出水口52
需要布置在不同电机侧时，连接水路4的数量可以设为偶数；参见图9，当进水口51和出水口52需要布置在同一电机侧时，连接水路4的数量可以设为奇数。通过调整内壳上连接隔板9及过水口10的设置位置，可以调整进水口51和出水口52在单个电机上的周向位置。
[0064]
以下提供本实施例的双电机冷却结构的三种具体实施方式。
[0065]
如图1至图5所示，为本实施例的双电机冷却结构的第一种实施方式。在第一种实施方式中，第一内壳2a与外壳1之间形成有三层第一冷却水道3a，第二内壳2b与外壳1之间形成有两层第二冷却水道3b。其中，沿图3纸面从下至上的方向(第一内壳2a和第二内壳2b的轴向)，第一层第一冷却水道3a包括一圈环绕第一内壳2a的环形水道30，第二层和第三层第一冷却水道3a均包括两圈串联连通的环形水道30；第一层和第二层第二冷却水道3b均包括两圈串联连通的环形水道30。环绕同一内壳的各圈环形水道30之间通过水道筋8分隔开，各圈环形水道30的首末两端通过连接隔板9隔断，包括多圈(如两圈)环形水道30的单层冷却水道中相邻的环形水道30的相同端(如首端或末端)通过过水口10串联连通。外壳1上位于第一内壳2a和第二内壳2b之间的连接板11中设有四个连接水路4，四个连接水路4平行设置。双电机冷却液通路5的进水口51设置在第一层第一冷却水道3a的首端，三层第一冷却水道3a和两层第二冷却水道3b通过四个连接水路4依次交叉串联，双电机冷却液通路5的出水口52设置在第三层第一冷却水道3a的末端，进水口51和出水口52布置在不同电机侧(分别位于连接板11的两侧)。
[0066]
如图6至图10所示，为本实施例的双电机冷却结构的第二种实施方式。在第二种实施方式中，第一内壳2a与外壳1之间形成有两层第一冷却水道3a，第二内壳2b与外壳1之间形成有两层第二冷却水道3b。其中，沿图8纸面从下至上的方向(第一内壳2a和第二内壳2b的轴向)，第一层第一冷却水道3a包括一圈环绕第一内壳2a的环形水道30，第二层第一冷却水道3a包括四圈依次串联连通的环形水道30；第一层和第二层第二冷却水道3b均包括两圈串联连通的环形水道30。环绕同一内壳的各圈环形水道30之间通过水道筋8分隔开，各圈环形水道30的首末两端通过连接隔板9隔断，包括多圈(如两圈或四圈)环形水道30的单层冷却水道中相邻的环形水道30的相同端(如首端或末端)通过过水口10依次串联连通。外壳1上位于第一内壳2a和第二内壳2b之间的连接板11中设有三个连接水路4。双电机冷却液通路5的进水口51设置在第一层第一冷却水道3a的首端，两层第一冷却水道3a和两层第二冷却水道3b通过三个连接水路4依次交叉串联，双电机冷却液通路5的出水口52设置在第二层第二冷却水道3b的末端，进水口51和出水口52布置在同一电机侧(位于连接板11的同一侧)。
[0067]
如图11至图15所示，为本实施例的双电机冷却结构的第三种实施方式。第三种实施方式与第一种实施方式基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于，在第三种实施方式中，连接隔板9与水道筋8成锐角设置，包括多圈(如两圈)环形水道30的单层冷却水道中相邻的环形水道30的不同端(首端和末端)通过过水口10串联连通。四个连接水路4平行设置且呈空间交叉设置，各连接水路4的两端分别与两个内壳呈相切设置。
[0068]
由以上三种实施方式可以看出，通过改变连接水路4的奇偶性，以及联动调整两个内壳上连接隔板9和过水口10的设置位置，可以灵活改变双电机冷却液通路5的进水口51和出水口52的相对位置，从而适应不同的整车冷却管路布置需求。
[0069]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人
员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。