一種電動汽車用電機的端蓋的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種電動汽車用電機的端蓋，包括：基座；凸臺，其設置在基座上，并且距離基座的周邊保持預定距離；軸承孔，其位于凸臺的幾何中心位置，并且貫通凸臺和基座；貫通凹槽，其設置在基座中，位于凸臺在基座上的相反側。本實用新型提供的電動汽車用電機的端蓋，通過增加冷卻劑接觸面積，以增加電機的冷卻效果，并且制造簡單、成本低。
【專利說明】
一種電動汽車用電機的端蓋
技術領域
[0001]本實用新型涉及電動汽車電機制造技術領域，具體而言，涉及一種電動汽車用電機的端蓋。
【背景技術】
[0002]伴隨著汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，石油資源短缺、環(huán)境變暖和氣候變暖等一系列問題已經(jīng)突現(xiàn)。以純電動汽車為代表的新能源汽車必將成為我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向之一。而汽車電力驅(qū)動系統(tǒng)作為純電動汽車唯一的動力源，其性能直接影響整車的動力性、穩(wěn)定性以及舒適性。
[0003]剛開始直流電機被發(fā)展用作電動汽車的牽引電機，這是因為直流電機具有起步加速牽引力大，控制系統(tǒng)較簡單等優(yōu)點。然而，直流電機的缺點是存在機械換向器，當在高速大負載下運行時，換向器表面會產(chǎn)生火花，因此電機轉(zhuǎn)速不能太高。所以近些年電動汽車的牽引電機以交流異步電機和永磁電機為主。交流異步電機的矢量控制調(diào)速技術比較成熟，使得異步電機驅(qū)動系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢，因此被較早的應用于電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，目前仍然是電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的主流產(chǎn)品，但與永磁電機相比，其功率密度偏低。永磁電機的優(yōu)勢和劣勢。
[0004]由于電動汽車用電機的設計要求需要滿足體積小、重量輕、功率密度高、散熱能力好等特征，所以電動汽車用電機(主要指交流異步電機和永磁電機)一般選擇采用液冷散熱方式，電機的冷卻流道一般設置在電機的定子周圍，通過冷卻介質(zhì)的流動/循環(huán)，帶走電機的熱量。
[0005]現(xiàn)有的采用冷卻流道散熱的電機全部都是采用砂型鑄造、壓鑄或內(nèi)外殼加工裝配的方式制造定子部件。但是，(I)砂型鑄造工藝存在的問題是:鑄造過程中容易產(chǎn)生氣孔，引起冷卻流道泄露;而且，不同產(chǎn)品系列中，針對不同長度的定子都需要重新開模，從而造成電機制造成本過高；另外，砂型鑄造工藝鑄造的定子部件強度較低，容易磨損。(2)機加工內(nèi)外殼組裝工藝存在的問題是:內(nèi)外殼配合尺寸精度要求高，裝配工藝復雜。(3)壓鑄工藝存在的問題是:受壓鑄模具設計的限制，冷卻流道截面會變大，與預設冷卻效果相比，實際冷卻效果會變差；不同產(chǎn)品系列中，針對不同長度的定子都需要重新開模，從而造成成本高;另外，砂型鑄造工藝鑄造的定子部件強度較低，容易磨損。
[0006]因此，砂型鑄造、壓鑄或內(nèi)外殼加工裝配制造工藝:一方面工藝本身不利于小型電機的生產(chǎn)，另一方面也存在廢品率高，可靠性差，機加工和裝配難度大，使得電機制造成本居尚不下。
[0007]有鑒于此，針對現(xiàn)有電動汽車的電機散熱結構所存在的技術問題，需要尋找新的制造工藝并設計相應的機械結構，使得大大提高帶冷卻流道的定子成品率，簡化機加工和裝配難度，從而實現(xiàn)大批量制造，降低電機制造成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]針對上述技術問題，本實用新型設計一種電動汽車用電機的端蓋，以提高馬達的冷卻效果。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，實用新型提供了一種電動汽車用電機的端蓋，包括:基座I;凸臺2，其設置在基座I上，并且距離基座I的周邊保持預定距離;軸承孔3，其位于凸臺2的幾何中心位置，并且貫通凸臺2和基座I;貫通凹槽5，其設置在基座I中，位于凸臺2在基座I上的相反側。
[0010]進一步地，所述貫通凹槽5的縱向深度根據(jù)冷卻介質(zhì)所需流速配置。
[0011]進一步地，所述貫通凹槽5的截面形狀和尺寸根據(jù)不同的冷卻子通道的截面形狀和尺寸以及它們之間的間隔距離配置，使得在端蓋與定子外殼閉合后能夠橫向密封不同的冷卻子通道并且縱向貫通該不同的冷卻子通道。
[0012]進一步地，所述貫通凹槽5的截面形狀為矩形、腰型或扁口型的任一種。
[0013]進一步地，所述基座I包括:至少兩個貫通凹槽5，所述貫通凹槽5之間的間隔距離為等間距。
[0014]進一步地，還包括:固定孔4，其設置在基座I除凸臺2以外的預定距離上。
[0015]進一步地，所述固定孔4設置并穿過在貫通凹槽5之間的間隔距離中。
[0016]進一步地，所述貫通凹槽5的數(shù)量為6個。
[0017]進一步地，所述基座I包括:圍墻壁1-1，其為封閉的且具有一定厚度的支撐壁;端面1-2，其蓋在圍墻壁1-1的一側。
[0018]進一步地，還包括:加強筋6，其設置在端面1-2上，并且位于端面1-2朝圍墻壁1-1內(nèi)的一側上。
[0019]本實用新型提供的電動汽車用電機的端蓋，通過增加冷卻劑接觸面積，以增加電機的冷卻效果，并且制造簡單、成本低。
[0020]本實用新型附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】
[0021]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0022]圖1是本實用新型一實施例的端蓋一側的示意圖；
[0023]圖2是本實用新型一實施例的端蓋另一側的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為使本領域技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。下文中將詳細描述本實用新型的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能解釋為對本實用新型的限制。
[0025]本技術領域技術人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括復數(shù)形式。應該進一步理解的是，本實用新型的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應該理解，當我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個或更多個相關聯(lián)的列出項的任一單元和全部組合。
[0026]本技術領域技術人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本實用新型所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現(xiàn)有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0027]圖1是本實用新型一實施例的端蓋一側的示意圖。圖2是本實用新型一實施例的端蓋另一側的示意圖。如圖1-2所示，實用新型提供了一種電動汽車用電機的端蓋，包括:基座I;凸臺2，其設置在基座I上，并且距離基座I的周邊保持預定距離;軸承孔3，其位于凸臺2的幾何中心位置，并且貫通凸臺2和基座I;貫通凹槽5，其設置在基座I中，位于凸臺2在基座I上的相反側。
[0028]如圖1-2所示，貫通凹槽5的縱向深度根據(jù)冷卻介質(zhì)所需流速配置。
[0029]如圖1-2所示，貫通凹槽5的截面形狀和尺寸根據(jù)不同的冷卻子通道的截面形狀和尺寸以及它們之間的間隔距離配置，使得在端蓋與定子外殼閉合后能夠橫向密封不同的冷卻子通道并且縱向貫通該不同的冷卻子通道。
[0030]如圖1-2所示，貫通凹槽5的截面形狀為矩形、腰型或扁口型的任一種。
[0031]如圖1-2所示，基座I包括:至少兩個貫通凹槽5，所述貫通凹槽5之間的間隔距離為等間距。
[0032]如圖1-2所示，本實用新型提供的電動汽車用電機的端蓋還可以包括:固定孔4，其設置在基座I除凸臺2以外的預定距離上。
[0033]如圖1-2所示，所述固定孔4設置并穿過在貫通凹槽5之間的間隔距離中。
[0034I如圖1-2所示，所述貫通凹槽5的數(shù)量為6個。
[0035]如圖1-2所示，所述基座I包括:圍墻壁1-1，其為封閉的且具有一定厚度的支撐壁；端面I _2，其蓋在圍墻壁1-1的一側。
[0036]如圖1-2所示，本實用新型提供的電動汽車用電機的端蓋還可以包括:加強筋6，其設置在端面1-2上，并且位于端面1-2朝圍墻壁1-1內(nèi)的一側上。
[0037]本實用新型提供的電動汽車用電機的端蓋，通過增加冷卻劑接觸面積，以增加電機的冷卻效果，并且制造簡單、成本低。
[0038]本實用新型的端蓋使用于一種帶冷卻流道的電機定子。該電機定子，適用于交流異步電機或永磁電機，包括:定子本體;定子外殼，其沿定子本體的外輪廓周向包圍并套接定子本體(例如，采用套接方式裝配)；上端蓋和下端蓋，其分別位于定子外殼軸向的兩側端部;定子用冷卻流道，分布在所述定子外殼、上端蓋和下端蓋中；緊固件，用于緊固定子外殼與兩側端蓋，以形成所述冷卻流道的密封結構。
[0039]作為一種實施例，定子外殼中設置有直通式冷卻子通道，上端蓋和下端蓋中分別設置有貫通凹槽。直通式冷卻子通道其設置在定子外殼中，沿所述定子外殼軸線方向延伸并且貫穿所述定子外殼；貫通凹槽，其設置在定子外殼的端蓋中，用于在端蓋與外殼配合后，密封并貫通不同的冷卻子通道，使得冷卻介質(zhì)在不同的冷卻子通道內(nèi)流通。進一步地，定子外殼具有內(nèi)壁和外壁，直通式冷卻子通道設置在定子外殼的內(nèi)壁和外壁之間。進一步地，定子外殼中的不同直通式冷卻子通道之間設置有不間斷的分隔區(qū)域；同樣地，同一端蓋的不同貫通凹槽之間也設置有不間斷的分隔區(qū)域。
[0040]可以理解的是，本實用新型設計的定子用冷卻流道分成兩個不同部分，一部分設置在兩側端蓋中(稱為“貫通凹槽”)，另一部分設置在定子外殼中(稱為“直通式冷卻子通道”)，使得設置在定子外殼中的直通式冷卻子通道的截面形狀和尺寸根據(jù)不同定子本體的外輪廓弧度而設定，從而實現(xiàn)所述冷卻子通道與定子本體之間的接觸面最大化。作為一種實施例，直通式冷卻子通道的截面形狀與定子本體的外輪廓弧度形狀相一致。優(yōu)選地，直通式冷卻子通道的截面形狀為矩形、腰型或扁口型。
[0041]本實用新型使用的電機是將傳統(tǒng)整體設計制造的冷卻流道拆分成直通式冷卻子通道與貫通凹槽分別設計制造的方案，將直通式冷卻子通道設置在定子外殼中，將貫通凹槽設置在定子外殼端蓋中，這種分布式設計引入“冷卻子通道”概念從而簡化了傳統(tǒng)冷卻流道的設計方案，并且將可規(guī)格化制造的“冷卻子通道”設置在定子外殼中，使得本實用新型提供的帶“冷卻子通道”的定子外殼能夠采用擠壓工藝制造。進一步地，根據(jù)直通式冷卻子通道的不同設計方案，可以隨時調(diào)整貫通凹槽的形狀、尺寸和結構，例如，當冷卻子通道的通道直徑擴大或縮小時，可以相應的增加或減少貫通凹槽的截面尺寸；當冷卻子通道彼此之間的間隔距離擴大或縮小時，可以相應的增加或減少截面寬度。本實用新型提供的這種設計方案使得帶有冷卻流道的定子結構得到大大簡化，通過采用擠壓工藝提高產(chǎn)品的可靠性和成品率，并且由于避免了機加工使得制造成本大大降低。
[0042]直通式冷卻子通道的主要功能在于采用規(guī)格化設計便于采用擠壓工藝制造，并且盡可能增大與定子本地的接觸面積以提高冷卻效率。定子外殼中的直通式冷卻子通道是設置在定子外殼中的平行于定子4的軸線延伸的通道，并且定子外殼中的直通式冷卻子通道在軸向上貫穿定子外殼，從而形成多個從定子外殼的一個軸向端部貫穿到定子外殼的另一個軸向端部的通道。本領域普通技術人員可以根據(jù)實際需要設置直通式冷卻子通道的數(shù)量、截面形狀(例如橢圓形截面)和尺寸，這些變型不脫離本實用新型的保護范圍。而且，每一天定子外殼中的冷卻子通道都是封閉的、直通式的、與定子軸向平行的規(guī)格化設計的，有利于采用擠壓工藝制造。
[0043]貫通凹槽的主要功能在于貫通相鄰的冷卻子通道，貫通凹槽既可是一種類型，也可以是兩種不同類型，或者根據(jù)冷卻子通道的種類配置相應種類。優(yōu)選地，本實用新型實施例以兩種類型的貫通凹槽為例進行說明。本實用新型將冷卻流道的部分結構設置在兩側端蓋中使得冷卻流道的整體結構簡單，通過兩側端蓋與定子外殼裝配后形成閉合的循環(huán)冷卻介質(zhì)流動渠道。進一步地，這種設計使得端面密封性提高，結構簡單可靠。
[0044]可以理解的是，現(xiàn)有技術提供的定子用冷卻流道受限于制造工藝或配置部件的尺寸和形狀只能提前計算所需接觸面，并根據(jù)接觸面設計接觸形狀，隨后采用砂型鑄造、壓鑄或內(nèi)外殼加工裝配制造工藝，這種方式需要多次楷模，制造冷卻流道的工藝不夠靈活，成本較高；而本實用新型引入了分布式冷卻流道設計，并采用擠壓工藝制造帶有直通式冷卻子通道的定子外殼，使得制造工藝靈活，無需多次開模，降低了制造成本。
[0045]作為一種實施例，由于貫通凹槽5用于貫通兩兩靠近的具有第一間隔距離的冷卻子通道，貫通凹槽5可以是直接在上端蓋上開出的凹槽。所述凹槽的截面形狀和尺寸根據(jù)不同的冷卻子通道的截面形狀和尺寸以及它們之間的間隔距離配置，使得在端蓋與定子外殼閉合后能夠橫向密封不同的冷卻子通道并且縱向貫通該不同的冷卻子通道。作為一種實施例，當設置在定子外殼中的不同的直通式冷卻子通道數(shù)量為至少三條以上時，第一冷卻子通道a與第二冷卻子通道b之間的第一間隔距離小于第二冷卻子通道b與第三冷卻子通道c之間具有第二間隔距離，使得可以在第二間隔距離的范圍內(nèi)配置用于緊固件旋進的孔道，以便通過緊固件的旋進將定子兩側端蓋緊密固定在定子外殼上。進一步地，當?shù)谝婚g隔距離小于第二間隔距離時，貫通凹槽5的截面尺寸Wgl彡第一冷卻流道的截面尺寸Wal+第二冷卻流道的截面尺寸Wbl+第一間隔距離D1。作為另一種實施例，當?shù)谝婚g隔距離等于第二間隔距離時，貫通凹槽可以僅僅是同一類型的凹槽，即各個冷卻子通道之間的間隔距離都相等時，兩側端蓋內(nèi)設置的凹槽形狀可以完全一樣，只是在配合時按照錯位設置兩側端蓋內(nèi)的貫通凹槽，從而閉合后形成冷卻流道。進一步地，貫通凹槽的截面尺寸多任一條冷卻流道的截面尺寸+相鄰的另一條冷卻流道的截面尺寸+兩條冷卻流道之間的間隔距離。
[0046]進一步地，所述凹槽的縱向深度根據(jù)冷卻介質(zhì)所需流速配置?？梢岳斫獾氖牵绢I域普通技術人員可以借鑒物理學或機械學中關于部件截面與不同流通介質(zhì)物理性質(zhì)之間的數(shù)學關系進行具體機械結構的設計。
[0047]因此，本實用新型提供的定子用冷卻流道可以包括:直通式冷卻子通道，其設置在定子外殼中，沿定子外殼軸線方向延伸并且貫穿所述定子外殼;貫通凹槽62，其設置在定子外殼的端蓋中，用于在端蓋與外殼配合后，密封并貫通不同的冷卻子通道，使得冷卻介質(zhì)在不同的冷卻子通道內(nèi)流通?？梢岳斫獾氖牵瑢⒍ㄗ油鈿?、上端蓋和下端蓋裝配在一起之后，定子外殼、上端蓋和下端蓋中的冷卻子通道和貫通凹槽彼此流體連通從而形成完整的冷卻流道。
[0048]在將所述定子外殼、上端蓋和下端蓋裝配在一起之后，在與上端蓋相鄰的端部上，定子外殼中的兩個相鄰的冷卻子通道通過上端蓋上的凹槽結構而彼此流體連通;在與下端蓋相鄰的端部上，定子外殼中的兩個相鄰的冷卻子通道通過下端蓋中的內(nèi)置通道而彼此流體連通，從而形成完整的冷卻流道。當電機運行時，在冷卻流道中流動的冷卻介質(zhì)(例如冷卻水)對電機進行降溫冷卻，從而控制電機的溫度。本實用新型中的冷卻流道不僅設置在定子外殼中，而且還設置在上端蓋和下端蓋中，從而增大了冷卻介質(zhì)的作用面積，有利于對電機的快速均勻冷卻。
[0049]雖然本實用新型的上述【具體實施方式】中將上端蓋和下端蓋中的冷卻流道的組成部分設置成上述兩種不同形式。但是，本領域技術人員應該理解，上端蓋和下端蓋中的冷卻流道的組成部分也可以設置為相同形式，例如都可以設置為例如上端蓋中的凹槽結構形式，也可以設置為例如下端蓋內(nèi)部的內(nèi)置通道。又或者，上端蓋和下端蓋中也可以設置其它的形式，從而實現(xiàn)與定子外殼中的冷卻流道的組成部分流體連通的技術效果，這些變型不脫離本實用新型的保護范圍。
[0050]在本實用新型的具有冷卻流道的電機中，冷卻流道不僅設置在定子外殼中，而且還設置在第一端蓋和第二端蓋中，從而增大了冷卻介質(zhì)的作用面積，有利于對電機的快速均勻冷卻。并且，本實用新型的電機的定子外殼和端蓋能夠僅通過緊固件而緊固連接在一起，從而不需要復雜的裝配過程。另外，由于本實用新型的定子外殼中的冷卻流道的結構簡單，因此可以采用工藝成熟、成本低且次品率低的擠壓成型技術來制造定子外殼，從而降低了電機制造的總成本并且減少了次品率。
[0051]為實現(xiàn)上述目的，一方面，本實用新型提供了一種定子用冷卻流道，包括:直通式冷卻子通道，其設置在定子外殼中，沿所述定子外殼軸線方向延伸并且貫穿所述定子外殼；貫通凹槽，其設置在定子外殼的端蓋中，用于在端蓋與外殼配合后，密封并貫通不同的冷卻子通道，使得冷卻介質(zhì)在不同的冷卻子通道內(nèi)流通。
[0052]凹槽的縱向深度根據(jù)冷卻介質(zhì)所需流速配置。凹槽的截面形狀和尺寸根據(jù)不同的冷卻子通道的截面形狀和尺寸以及它們之間的間隔距離配置，使得在端蓋與定子外殼閉合后能夠橫向密封不同的冷卻子通道并且縱向貫通該不同的冷卻子通道。
[0053]以上所述僅是本實用新型的部分實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種電動汽車用電機的端蓋，其特征在于，包括: 基座(I); 凸臺(2)，其設置在基座(I)上，并且距離基座(I)的周邊保持預定距離； 軸承孔(3)，其位于凸臺(2)的幾何中心位置，并且貫通凸臺(2)和基座(I); 貫通凹槽(5)，其設置在基座(I)中，位于凸臺(2)在基座(I)上的相反側。2.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車用電機的端蓋，其特征在于，所述基座(I)包括: 至少兩個貫通凹槽(5)，所述貫通凹槽(5)之間的間隔距離為等間距。3.根據(jù)權利要求2所述的電動汽車用電機的端蓋，其特征在于，還包括: 固定孔(4)，其設置在基座(I)的除凸臺(2)以外的預定距離上。4.根據(jù)權利要求3所述的電動汽車用電機的端蓋，其特征在于，所述固定孔(4)設置并穿過在貫通凹槽(5)之間的間隔距離中。5.根據(jù)權利要求2所述的電動汽車用電機的端蓋，其特征在于，所述貫通凹槽(5)的數(shù)量為6個。6.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車用電機的端蓋，其特征在于，所述基座(I)包括: 圍墻壁(1-1)，其為封閉的且具有一定厚度的支撐壁； 端面(1-2)，其蓋在圍墻壁(1-1)的一側。7.根據(jù)權利要求6所述的電動汽車用電機的端蓋，其特征在于，還包括: 加強筋(6)，其設置在端面(1-2)上，并且位于端面(1-2)朝圍墻壁(1-1)內(nèi)的一側上。8.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車用電機的端蓋，其特征在于，所述貫通凹槽(5)的縱向深度根據(jù)冷卻介質(zhì)所需流速配置。9.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車用電機的端蓋，其特征在于，所述貫通凹槽(5)的截面形狀和尺寸根據(jù)不同的冷卻子通道的截面形狀和尺寸以及它們之間的間隔距離配置，使得在端蓋與定子外殼閉合后能夠橫向密封不同的冷卻子通道并且縱向貫通該不同的冷卻子通道。10.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車用電機的端蓋，其特征在于，所述貫通凹槽(5)的截面形狀為矩形、腰型或扁口型的任一種。
【文檔編號】H02K5/20GK205647144SQ201620531939
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】李金康
【申請人】大陸汽車投資（上海）有限公司