一種電動汽車電機的冷卻水套的製作方法

2023-07-14 03:31:46 3

專利名稱：一種電動汽車電機的冷卻水套的製作方法
技術領域：
本發明屬於汽車構造的技術領域，涉及電動汽車、尤其是混合動力的電動汽車的電機冷卻系統，更具體地說，本發明涉及一種電動汽車電機的冷卻水套。
背景技術：
電動汽車尤其是混合動力電動汽車的電機在負載較大且複雜的工況下工作時，將產生大量的熱量。如果熱量不及時排出，將會對電機的性能造成影響。如果電機位於汽車的前艙，由於前艙環境溫度很高(一般超過100℃)，也會使電機的溫度隨之上升。對一些將電機集成在發動機和變速箱之間的混合動力車，變速箱離合器殼體內的溫度更高，局部區域在某些情況下可能達到300℃左右。發動機和變速箱的產生的熱量會傳到電機上，引起電機溫度進一步升高，對電機的正常工作造成嚴重威脅。因此必須在汽車電機上設置一套有效的冷卻系統，使電機的溫度保持在合理的範圍內。
目前的電動汽車尤其是混合動力電動汽車的電機受結構條件的限制，大多採用自然通風方式或強制通風方式進行冷卻，很少採用水冷的方式，冷卻效果不夠理想。
中國專利號為CN03205425.4的專利文獻公開了一種永磁同步電機，其中涉及到電機的水冷的技術，但是該專利文獻中關於冷卻水套部分過於簡單和含糊，且結構不合理。其存在的問題主要為1、進出水口位於最下端，難以排出氣體。
2、沒有明確給出水道結構。如果是鑄造結構，在其內部沒有體現出出砂工藝孔；如果是兩個零件配合形成的水道，則沒有體現出這兩個件的各自結構，更沒有在兩個件之間設置密封結構。這種既沒有出砂工藝孔、又不是兩個件裝配形成的冷卻水套，顯然是難以製造出來的。
3、從該專利文獻所提供的技術方案、實施例及附圖上看不出進出水口之間是否隔開以及是如何隔開的，此處的結構沒有表達清楚，容易被理解為進出水口是相通的，冷卻水從進水口進去後馬上從出水口排出，另外進出水的密封結構也不明確。
顯然該專利關於電機冷卻水套部分的技術方案沒有很好解決目前存在的問題，其發明構思是不清楚、不完善和不合理的，使本領域的技術人員難以理解、更無法實現。

發明內容
本發明所要解決的問題是提供一種電動汽車電機的冷卻水套，其目的是提高電動汽車電機的冷卻效果。
為了實現上述目的，本發明採取的總體技術方案為所提供的電動汽車電機的冷卻水套，其形狀為圓環形，套裝在電機定子的外圓上，所述的冷卻水套上設有冷卻水流通的冷卻水道及與冷卻水道兩端連通的進出水口，所述的冷卻水套在其軸線方向上分為水套體和水套蓋兩件，且兩者端面密封連接，其內圓上的凹槽與電機定子的外圓面構成所述的冷卻水道，冷卻水套與電機定子為密封連接。
本發明中所提出的冷卻水道的結構技術方案為所述的冷卻水道的凹槽設在水套體的內圓上，其形狀為螺旋形，構成螺旋凹槽，相鄰螺旋凹槽之間形成凹槽側壁，在其螺旋線的兩頭的位置，水套體上各設一個進出水口與其相通，所述的進出水口為通孔，通到水套體外圓表面上。
由於本發明直接採用電機定子作為冷卻水道的組成部分，所以對其採取的絕緣技術方案為所述的電機定子的外表面上，設有一層絕緣導熱膠並與電機定子的外表面緊密粘合。
本發明的進出水口及其水管接頭的結構和連接的技術方案為所述的電動汽車電機在車身上的安裝使其軸線為水平位置或接近於水平位置，使整個冷卻水道有高度的差異，所述的進出水口中的一個或兩個位於冷卻水套外圓的上部。
所述的兩個進出水口上各設一個用於進水和出水的、中間為通孔的水管接頭，所述的水管接頭的外圓與進出水口的內孔之間通過水管接頭密封圈形成密封配合連接，在安裝水管接頭的冷卻水套的外表面上設水管接頭擋板，所述的水管接頭由水管接頭擋板軸向固定在進出水口的孔內，所述的水管接頭擋板通過多個水管接頭擋板連接螺釘固定在冷卻水套上。
本發明所涉及的冷卻水套的外形的技術方案可以採用下面的兩個方案之一所述的冷卻水套的外形為其軸線方向上直徑一致的圓柱形；或者所述的冷卻水套的外形為其軸線方向上直徑不相等的臺階圓柱。
本發明中，所述的水套體和水套蓋的端面密封連接的結構技術的技術方案為在水套體和水套蓋的連接端面之間，設有水套體與水套蓋密封圈。
本發明中，冷卻水套與電機定子的密封連接的結構的技術方案為在水套體與電機定子連接表面之間，設有環形的水套體與定子密封圈；在水套蓋與電機定子連接表面之間，設有環形的水套蓋與定子密封圈。
本發明採用上述技術方案，與現有技術相比具有以下特點冷卻水在水道內與水套接觸面積大，冷卻效果好；結構緊湊，安裝方便，尤其適合在空間狹小的汽車上使用；密封性能好，不會產生冷卻水的洩漏；水道結構簡單，加工製造方便；冷卻水流動通暢，阻力小，冷卻功耗小。


下面對本說明書各幅附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明圖1為本發明的結構沿軸線剖切的剖視示意圖；圖2為本發明的立體結構示意圖；圖3為本發明的結構正面投影示意圖；圖4為本發明中的冷卻水道的剖視結構示意圖。
圖中標記為1、水套體，2、水套蓋，3、冷卻水道，4、進出水口，5、進水管接頭，6、出水管接頭，7、水套連接孔，8、水套總成安裝孔，9、電機定子，10、水套蓋與定子密封圈，11、水套體與定子密封圈，12、水套體與水套蓋密封圈，13、水套連接螺釘，14、螺旋凹槽，15、凹槽側壁，16、冷卻水套，17、絕緣膠，18、水管接頭，19、水管接頭擋板，20、水管接頭擋板連接螺釘，21、水管接頭密封圈。
具體實施例方式
下面對照附圖，通過對實施例的描述對本發明的具體實施方式
如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關係、各部分的作用及工作原理、製造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域的技術人員對本發明的發明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。
如圖1至圖4所表達的本發明的結構，本發明為一種電動汽車電機的冷卻水套。所提供的電動汽車電機的冷卻水套，其形狀為圓環形，套裝在電機定子9的外圓上，冷卻水套16上設有冷卻水流通的冷卻水道3及與冷卻水道3兩端連通的進出水口4。冷卻水套16的形狀為中間空心的圓環形結構，中間的空心部分用於裝配電機定子9。冷卻水套16既有冷卻電機的作用，同時作為電機的殼體，對電機有保護作用。
為了實現提高電動汽車電機的冷卻效果的目的，本發明所採取的總體的技術方案為
如圖1和圖4所示的冷卻水套16，在其軸線方向上分為水套體1和水套蓋2兩件，且兩者端面密封連接，其內圓上的凹槽與電機定子9的外圓面構成所述的冷卻水道3，冷卻水套16與電機定子9為密封連接。
由上所述可知，冷卻水套16由水套體1和水套蓋2兩部分組成，水套體1和水套蓋2同軸線的端面配合，兩者之間用螺釘緊固連接，並通過螺釘裝配成一個整體。水套體1和水套蓋2和電機定子9外表面圍合成的空腔即冷卻水道3，是冷卻液的流動通道，冷卻液直接接觸電機定子9的外表面，冷卻效果有了明顯提高。冷卻液在冷卻水道3內流動從而帶走電機定子9和冷卻水套16從電機吸收來的熱量。
冷卻水套16的材料可以選用貧鐵鋁，這種材料質地細密，不容易產生砂眼，重量輕，且也有良好的導熱性能。
本發明對冷卻水道3的結構採取的具體實施方式
如下如圖1、圖2和圖4所示的冷卻水道3的凹槽，設在水套體1的內圓上，其形狀為螺旋形，構成螺旋凹槽14，相鄰螺旋凹槽14之間形成凹槽側壁15，在其螺旋線的兩頭的位置，水套體1上各設一個進出水口4與其相通，所述的進出水口4為通孔，通到水套體1外圓表面上。圖1和圖4顯示了冷卻水套16的內部結構，由於水套體1內表面是螺旋形的凹槽，所以在圖1中，剖視圖的上方有4道凹槽，而下方只有3道凹槽。凹槽側壁15增加與冷卻水的接觸面積，增加冷卻效果。
冷卻水套16可以做成如上述的帶幾個凹槽的形式，也可以做成不帶凹槽的形式。帶凹槽可以增大散熱面積，不帶凹槽可以減小流動阻力。凹槽的數量和尺寸可以綜合考慮空間、散熱量和流體阻力等確定。本發明附圖顯示的冷卻水套16的冷卻水道3在水套體1的內表面上成螺旋形的溝槽狀，冷卻液從進水口進入後繞螺旋形水道旋轉幾圈後再從出水口排出。
冷卻水道3的形狀可以根據具體情況與附圖所示有所不同，可以增加凹槽從而增大散熱面積，也可以減少凹槽使水流阻力減小。
電機定子9的外表面上，設有一層絕緣膠17並與電機定子9的外表面緊密粘合。絕緣膠17是一種絕緣導熱膠，保證良好的導熱性能。由於冷卻液直接接觸電機定子9外表面，電機定子9的外表面上需要噴塗絕緣膠17，防止冷卻液滲入電機定子9的矽鋼片內，造成電機損壞。圖1顯示了冷卻水套16與電機定子9裝配好的內部結構，可見在冷卻水套16和冷卻水套16外表面之間圍合形成了冷卻水道3，冷卻液直接接觸到電機定子9外表面，從而明顯加強了冷卻效果，同時在定子外表面上需要噴塗絕緣膠17，以保護電機定子9。
本發明對進出水口4所採取的具體實施方式
如下如圖2、圖3和圖4所示的電動汽車電機，在車身上的安裝使其軸線為水平位置或接近於水平位置，使整個冷卻水道3有高度的差異，所示的進出水口4中的一個或兩個位於冷卻水套16外圓的上部。水套的進水口和出水口的其中一個或兩個都位於水套的頂部，使水道內的氣體容易排出，避免出現氣體堵塞水道的情況；進水管接頭和出水管接頭的其中之一位於水套的頂部，利於排出水套內的氣體。
圖中所示的兩個進出水口4上，各設一個用於進水和出水的、中間為通孔的水管接頭18，所述的水管接頭18的外圓與進出水口4的內孔之間通過水管接頭密封圈21形成密封配合連接，在安裝水管接頭18的冷卻水套16的外表面上設水管接頭擋板19，所述的水管接頭18由水管接頭擋板19軸向固定在進出水口4的孔內，所述的水管接頭擋板19通過多個水管接頭擋板連接螺釘20固定在冷卻水套16上。
進水口和出水口分別與兩個水管接頭18配合，水管接頭18分別為進水管接頭5和出水管接頭6，進水管接頭5和出水管接頭6與進出水口4之間有水管接頭密封圈21，防止冷卻液洩露。
水管接頭18與冷卻水套16之間有水管接頭擋板19，水管接頭擋板19卡進水管接頭18的槽中，同時用水管接頭擋板連接螺釘固定在冷卻水套16上，防止水管接頭18從進出水口4中滑出。
本發明對冷卻水套16的外圓結構所採取的具體實施方式
如下下面兩種方式可選其一冷卻水套16的外形為其軸線方向上直徑一致的圓柱形；或者冷卻水套16的外形為其軸線方向上直徑不相等的臺階圓柱。
冷卻水套16在其軸線方向上的外圓直徑可以是一致的，也可以是不一樣成臺階式的，本發明的各幅附圖只顯示了成臺階式的；圖示水套體1和水套蓋2裝配成階梯形，水套體1內表面有螺旋形的凹槽，與電機定子9外表面配合形成螺旋形水道。
如果軸向空間足夠水套可以不做成階梯形。外徑一致的冷卻水套16可以使其內部的冷卻水道3的一致性較好，減小對冷卻液的阻力，使冷卻液流速增加，提高冷卻效率。
製成臺階式的冷卻水套16可以有效節省軸向空間，例如當冷卻水套16裝配在發動機和變速箱之間時，外徑較小的部分可以伸入到變速箱離合器殼體的內部，從而節省了軸向空間。
如果是階梯式的水套，較狹窄的部分可以不設置凹槽。水套蓋2與電機定子9外表面圍合形成的空間較小，因此可以不設沒有凹槽，而是一個貫通的冷卻水道3。
本發明的水套體1和水套蓋2的端面密封連接的具體結構為在水套體1和水套蓋2的連接端面之間，設有水套體與水套蓋密封圈12。實現有效的密封，防止冷卻液洩露。
冷卻水套16與電機定子9的密封連接的結構為在水套體1與電機定子9連接端面之間，設有環形的水套體與定子密封圈11；在水套蓋2與電機定子9連接表面之間，設有環形的水套蓋與定子密封圈10。其目的是防止冷卻液的洩露，保證了良好的密封。
本發明的冷卻水套16裝配結構的具體實施方式
如下靠近冷卻水套16外表面的端面上有一圈孔即水套連接孔7，用以連接水套體1和水套蓋2，採用水套連接螺釘13連接。孔的位置和數量可以根據實際情況確定。冷卻水套16圓周上的一圈水套安裝固定孔即水套總成安裝孔8，用於安裝水套。
冷卻水套16的安裝位置根據實際情況確定，例如可以位於發動機和變速箱之間，用螺栓將發動機、水套和變速箱固定在一起。
水套安裝孔中有兩個大孔用以裝定位套，使冷卻水套16水套和與之裝配的部件保持同心，螺栓從定位套中穿過。
通過匹配合適的水泵、風扇和散熱器等與冷卻水套16水套組成一個完整的冷卻系統。
上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現並不受上述方式的限制，只要採用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用於其它場合的，均在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種電動汽車電機的冷卻水套，其形狀為圓環形，套裝在電機定子(9)的外圓上，所述的冷卻水套(16)上設有冷卻水流通的冷卻水道(3)及與冷卻水道(3)兩端連通的進出水口(4)，其特徵在於所述的冷卻水套(16)在其軸線方向上分為水套體(1)和水套蓋(2)兩件，且兩者端面密封連接，其內圓上的凹槽與電機定子(9)的外圓面構成所述的冷卻水道(3)，冷卻水套(16)與電機定子(9)為密封連接。
2.按照權利要求1所述的電動汽車電機的冷卻水套，其特徵在於所述的冷卻水道(3)的凹槽設在水套體(1)的內圓上，其形狀為螺旋形，構成螺旋凹槽(14)，相鄰螺旋凹槽(14)之間形成凹槽側壁(15)，在其螺旋線的兩端的位置，水套體(1)上各設一個進出水口(4)與其相通，所述的進出水口(4)為通孔，通到水套體(1)外圓表面上。
3.按照權利要求1或2所述的電動汽車電機的冷卻水套，其特徵在於所述的電機定子(9)的外表面上，設有一層絕緣膠(17)並與電機定子(9)的外表面緊密粘合。
4.按照權利要求3所述的電動汽車電機的冷卻水套，其特徵在於所述的電動汽車電機在車身上的安裝使其軸線為水平位置或接近於水平位置，使整個冷卻水道(3)有高度的差異，所述的進出水口(4)中的一個或兩個位於冷卻水套(15)外圓的上部。
5.按照權利要求1或2或4所述的電動汽車電機的冷卻水套，其特徵在於所述的兩個進出水口(4)上各設一個用於進水和出水的、中間為通孔的水管接頭(18)，所述的水管接頭(18)的外圓與進出水口(4)的內孔之間通過水管接頭密封圈(21)形成密封配合連接，在安裝水管接頭(18)的冷卻水套(16)的外表面上設水管接頭擋板(19)，所述的水管接頭(18)由水管接頭擋板(19)軸向固定在進出水口(4)的孔內，所述的水管接頭擋板(19)通過多個水管接頭擋板連接螺釘(20)固定在冷卻水套(16)上。
6.按照權利要求5所述的電動汽車電機的冷卻水套，其特徵在於所述的冷卻水套(16)的外形為其軸線方向上直徑一致的圓柱形。
7.按照權利要求5所述的電動汽車電機的冷卻水套，其特徵在於所述的冷卻水套(16)的外形為其軸線方向上直徑不相等的臺階圓柱。
8.按照權利要求1或2或4或6或7所述的電動汽車電機的冷卻水套，其特徵在於所述的水套體(1)和水套蓋(2)的端面密封連接的結構為在水套體(1)和水套蓋(2)的連接端面之間，設有水套體與水套蓋密封圈(12)。
9.按照權利要求1或2或4或6或7所述的電動汽車電機的冷卻水套，其特徵在於冷卻水套(16)與電機定子(9)的密封連接的結構為在水套體(1)與電機定子(9)連接表面之間，設有環形的水套體與定子密封圈(11)；在水套蓋(2)與電機定子(9)連接表面之間，設有環形的水套蓋與定子密封圈(10)。
全文摘要
本發明公開了一種電動汽車電機的冷卻水套，該冷卻水套(16)在其軸線方向上分為水套體(1)和水套蓋(2)兩件，且兩者端面密封連接，其內圓上的凹槽與電機定子(9)的外圓面構成所述的冷卻水道(3)，冷卻水套(16)與電機定子(9)為密封連接。冷卻水在水道內與水套接觸面積大，冷卻效果好；結構緊湊，安裝方便，尤其適合在空間狹小的汽車上使用；密封性能好，不會產生冷卻水的洩漏；水道結構簡單，加工製造方便；冷卻水流動通暢，阻力小，冷卻功耗小。
文檔編號H02K9/00GK101087083SQ20071002267
公開日2007年12月12日 申請日期2007年5月25日 優先權日2007年5月25日
發明者李明軍, 劉豔 申請人:奇瑞汽車有限公司