一種純電動汽車用高效節能的電動機的製作方法
2023-04-28 10:46:41
本發明涉及純電動汽車的電動機領域，具體而言，涉及一種電動機。
背景技術：
現有的電動機內部電子線路複雜，電動機內部散熱通過空氣向外傳導，散熱效率低，如果採用大功率的電動機，根據焦耳定理，電動機在使用時線路中的電流將會產生更高的熱量，有可能過熱將線路燒壞，造成電動機的損壞，使用不方便，電能大部分轉化成了熱能，沒有能夠高效利用。
技術實現要素：
本發明供一種電動機，以解決上述的問題。
在本發明的提供的電動機，包括外殼、導油板和動力源，所述動力源包括定子、與定子對應的轉子，所述定子固定設置於所述外殼內，所述轉子旋轉設置在所述外殼內，所述外殼還開設有進油口和出油口，所述進油口設置在所述轉子的一側，所述出油口設置在所述轉子的另一側，所述導油板固定設置在所述轉子的轉軸上，所述導油板設置在所述定子和所述進油口之間，所述導油板上開設有導油口，所述導油口上設有傾斜的葉片。
轉子通過轉軸在外殼內能夠繞轉軸的軸心線轉動，與定子配合，電動機通電後，在磁場力的作用下，轉子轉動，同時充滿外殼內的冷卻油在導油板旋轉產生的推力的帶動下也開始流動，冷卻油從進油口進入外殼內，在導油板上的傾斜的葉片的作用下，導油板產生推力，冷卻油被導油板從進油口的一側吸入，並壓縮流向出油口的一側，冷卻油通過導油板的驅動，流經轉子和定子之間的縫隙，最後通過外殼上的出油口流出。導油板上導油口的設置，通過利用傾斜葉片旋轉產生的推力，實現了冷卻油在外殼內的流動和排出。冷卻油在流動的過程中，將電動機因電流產生的電熱吸收，通過出油口隨冷卻油排出，將轉子和定子上的熱量帶走，達到了對電動機的冷卻，由於液體的換熱係數要高於空氣，所以採用冷卻油進行降溫，冷卻速度更快，冷卻效率更高，同時採用冷卻油作為冷卻介質能夠防止電動機在靜電、高頻率的條件下工作產生跳火現象（跳火現象：在定子線圈被轉子的永磁體磁力線切割時會在感應電流下出現高壓電，高壓電在空氣介質中進行放電）。
進一步地，所述定子固定設置在所述外殼的內部的中央，所述轉子環繞對應所述定子設置在外殼內。採用轉子設置在定子外側的外轉子模式，能夠更好的適用於大功率電動機。
進一步地，所述轉子設置在外殼的內部的中央，所述轉子通過轉軸旋轉支承在外殼內，所述定子環繞對應所述轉子固定設置在外殼內。採用內轉子的模式，結構簡單製造方便。
進一步地，還包括封油環和回流環，所述封油環設在所述外殼內壁上，所述封油環相鄰所述導油板設置，所述回流環設置在所述封油環和所述導油板之間，所述回流環一側的邊緣固定連接在所述封油環上，所述回流環的另一側的邊緣貼合所述導油板。由於回流環的設置，使得冷卻油在一定壓力下只能實現沿從進油口向出油口附近的單向流動，防止冷卻油的回流，提高了冷卻油的流動速率，進而提高了散熱速度和效率，另一方面，當超過臨界壓力後，冷卻油才能通過回流環進行回流，減小了外殼內導油輪與轉子之間的冷卻油的壓強。
進一步地，所述封油環為兩個，兩個所述封油環分別設置在所述導油板兩側，每個所述封油環上分別設有所述回流環，每個所述回流環靠近所述轉子的一側向所述外殼傾斜，所述回流環遠離所述轉子的一側向所述轉軸傾斜。兩個封油環和兩個回流環構成了一組完整的回流體系，一組回流環回流閥值有限，兩個回流環的回流閥值有效提高，在低速與怠速時，其壓力較小，不足以推開回流環回流，而在高速下，壓力上升的情況中，壓力大過回流環的閥值後，回流環就會被頂開，平衡整體外殼內的壓力。
進一步地，所述動力源至少為兩個，所述至少兩個動力源相鄰並排設置在所述外殼內。這樣設置的兩個動力源能夠通過控制系統對多個動力源進行分組，對不同組的動力源進行單獨控制，這樣就能夠實現不同馬力的輸出來適應不同的使用需求。
進一步地，所述轉子為永磁體轉子，所述永磁體轉子的磁極沿所述轉子的外圓環形陣列並交叉設置。
進一步地，相鄰的兩個所述動力源之間的磁極交叉排列。交叉排列的磁極構成互補，能夠補充換向時相鄰轉子之間產生的反旋與扭力，提高電動機扭力的輸出。
進一步地，相鄰的兩個所述動力源之間的相同磁極並排排列。相鄰的動力源之間對應位置設置相同的極性，通過永磁體轉子的極性疊加，受到定子的磁場力更大，使得電動機能夠快速的變速與變馬力。
進一步地，所述電動機還包括發電腔外殼和至少一個發電源，每個所述發電源包括發電轉子和發電定子，所述發電轉子旋轉設置在所述發電腔外殼內，與所述發電轉子相對的所述發電定子固定在所述發電腔外殼內，所述發電轉子與所述轉軸相連。利用將發電機和電動機相連，通過與電動機相連的發電輪帶動發電源工作，能夠實現在電動機工作的同時，生成一部分電力，供其他部分使用，提高電能的高效利用。
本發明提供的電動機的有益效果是通過採用冷卻油作為冷卻介質，通入到電動機中，讓電動機在保證正常運轉的同時通過冷卻油進行換熱，提高了電動機的散熱效率，保證了電動機的正常運轉，高效節能，實現了對電力高效利用。
附圖說明
圖1是本發明第一實施例提供的電動機的示意圖；
圖2是本發明第二實施例提供的電動機的示意圖；
圖3是本發明第二實施例提供的電動機的導油板的局部放大示意圖；
圖4是本發明第二實施例提供的導油板主視圖；
圖5是本發明第二實施例提供的導油板的示意圖；
圖6是本發明第三實施例提供的電動機的示意圖；
圖7是本發明第三實施例提供的電動機的轉子的主視圖；
圖8是本發明第三實施例提供的電動機的轉子的側視圖；
圖9是本發明第四實施例提供的電動機的示意圖；
圖10是本發明第四實施例提供的電動機的轉子的側視圖。
具體實施方式
下面通過具體的實施例子並結合附圖對本發明做進一步的詳細描述。
如圖1所示是本發明第一實施例提供的電動機，包括外殼1和一個動力源，動力源包括定子2、與定子2對應的轉子3，定子2固定設置於外殼1內，定子2貼合在外殼1內部，轉子3通過轉軸31旋轉支承設置在外殼1內，外殼1還開設有進油口4和出油口5，進油口4設置在轉子3的一側，出油口5設置在轉子3的另一側，導油板6固定設置在轉子的轉軸31上，導油板6設置在定子2和進油口4之間，導油板6上開設有導油口，導油口上設有傾斜的葉片。定子2固定設置在外殼1內的內部的中央，轉子3環繞對應定子2設置在外殼1內。
本實施例的電動機的轉子3通過轉軸31在外殼1內能夠繞轉軸31的軸心線旋轉，轉軸31旋轉支承在外殼1內，定子2環繞對應轉子3固定設置在外殼1內，每個動力源的轉子3和定子2的位置相對應，轉子3和定子2能夠進行配合，通過電磁感應產生動力。對定子2通電後，轉子3在定子2產生的磁場中，轉子3和定子2的磁場力相互作用，轉子3發生轉動，與轉子3的轉軸31相連的導油板6一同旋轉，導油口的傾斜的葉片產生推力，利用推力將冷卻油從靠近進油口4的一側壓入到靠近出油口5的一側，冷卻油在導油板6產生的推力作用下，流過轉子3和定子2之間的縫隙，流到靠近出油口5處，通過出油口5排出。冷卻油在這個流動的過程中，吸收了定子2產生的電熱，將外殼1內的熱量攜帶走，通過出油口5排出，降低了電動機外殼1內的溫度，達到了對電動機的冷卻降溫，由於液體的換熱係數遠大於空氣，所以採用冷卻油對發動機進行降溫散熱，能夠達到更好的冷卻效果，同時還能夠有效的防止電動機在靜電、高頻率的條件下工作產生跳火現象。
如圖2-5所示是本發明第二實施例提供的電動機，包括外殼1和一個動力源，動力源包括定子2、與定子2對應的轉子3，定子2固定設置於外殼1內，定子2貼合在外殼1內部，轉子3通過轉軸31旋轉支承設置在外殼1內，外殼1還開設有進油口4和出油口5，進油口4設置在轉子3的一側，出油口5設置在轉子3的另一側。
轉子3設置在外殼1的內部的中央，轉子3通過轉軸31旋轉支承在外殼1內，定子2環繞對應轉子3固定設置在外殼1內。
本實施例提供的電動機還包括導油板6、封油環7和回流環8。導油板6固定設置在轉子3的轉軸31上，導油板6設置在定子2和進油口4之間，導油板6上開設有導油口，導油口上設有傾斜的葉片。
封油環7為兩個，封油環7設置在外殼1內壁上，封油環7相鄰導油板6設置，兩個封油環7分別設置在導油板6兩側，每個封油環7上設有回流環8，回流環8設置在封油環7和導油板6之間，回流環8一側的邊緣固定連接在封油環7上，回流環8的另一側的邊緣貼合導油板6。設置在靠近轉子3一側的回流環8向轉軸31傾斜，設置在遠離轉子3一側的回流環8向外殼1傾斜。每個回流環8靠近轉子3的一側向外殼1傾斜，回流環8遠離轉子3的一側向轉軸31傾斜。
本實施例的電動機的轉子3通過轉軸31在外殼1內能夠繞轉軸31的軸心線轉動，轉軸31旋轉支承在外殼1內，定子2固定安裝在外殼1內，轉子3和定子2的為位置相對應，轉子3和定子2能夠進行電磁感應配合，對定子2通電後，定子2產生磁場，轉子3在定子2的磁場力的作用下發生轉動，同時冷卻油從進油口4流入外殼1內，流到導油板6處，導油板6隨轉軸31旋轉，冷卻油被導油板6從靠近進油口4的一側吸入，並壓縮流向出油口5的一側，冷卻油通過導油板6的推動，流經轉子3和定子2之間的縫隙，流到靠近出油口5處，通過出油口5排出。冷卻油在這個流動的過程中，吸收了外殼1內定子線圈電流產生的電熱，將外殼1內的大量熱量攜帶走，通過出油口5排出，降低了電動機外殼1內的溫度，達到了對電動機的冷卻降溫，由於液體的換熱係數遠大於空氣，所以採用冷卻油對發動機進行降溫散熱，能夠達到更好的冷卻效果。
同時，由於導油板6、封油環7和回流環8的存在，將整個電動機外殼1內部劃分為幾個腔室，分別為負壓腔，高壓腔和平壓腔，負壓腔因為進油口4較小，流入的冷卻油量較小，所以相對壓強較低。高壓腔則是因為轉子3在中高速轉動時，動力源之間的縫隙縫隙不足以讓五分之三到五分之四的冷卻油流過，造成了在高壓腔內冷卻油的積壓，從而形成的高壓腔，但是當高壓腔內的壓強過大時，會衝開回流環8，流入到負壓腔中，從而降低高壓腔的壓力，直到冷卻油的壓力不能頂開回流環8。最後一個是平壓腔，從高壓腔流出的高溫冷卻油的暫時停留處，因出油口5較大，所以冷卻油不會在此腔體積壓形成較高的壓力。其中，在高壓區中轉子3和導油板6之間的區域為相對特高壓腔，是屬於高壓腔的一部分，由於電動機轉子3在中高速轉動的時候，冷卻油不能快速的通過轉子3和定子2之間的縫隙，造成大量的冷卻油滯留，從而使得這裡的冷卻油壓強相對較高。
設置在導油板6兩側的封油環7和回流環8組成一組完整的雙重回流系統，在低速與怠速時，高壓腔內的冷卻油的壓力不足以推開兩個回流環8進行回流，而在高速下，冷卻油大量滯留，高壓腔的壓力持續上升，特別是相對特高壓腔壓力上升更大，當壓力大過了回流環8的阻擋的閥值後，回流環8就會被頂開，部分冷卻油流進低壓腔，減少了高壓腔的部分高壓，平衡了整個外殼1內的冷卻油的整體壓力。
如圖6-8所示是本發明第三實施例提供的電動機，包括外殼1和六個動力源，六個動力源並排設置在轉軸31上。動力源包括定子2、與定子2對應的轉子3，定子2固定設置於外殼1內，定子2貼合在外殼1內部，轉子3通過轉軸31旋轉支承設置在外殼1內，外殼1還開設有進油口4和出油口5，進油口4設置在轉子3的一側，出油口5設置在轉子3的另一側，導油板6固定設置在轉子的轉軸31上，導油板6設置在定子2和進油口4之間，導油板6上開設有導油口，導油口上設有傾斜的葉片。
同時，在本實施例中，轉子3為永磁體轉子，轉子3的磁極交叉設置並沿轉子3的外圓環形陣列。多個動力源之間相鄰設置，相鄰的動力源之間的永磁體轉子3磁極交叉排列，能夠補充換向時相鄰轉子3之間產生的反旋與扭力，提高電動機扭力的輸出。永磁體轉子的磁極沿所述轉子的外圓環形陣列並交叉設置，整個轉子3如圖5所示，這種結構的轉子3和定子2通過多磁極的共同配合，實現了動力最大化的輸出，有效的提高了轉子3轉動的扭力輸出。同時相鄰的動力源之間的永磁體轉子3的極性也是交叉排列，當全部動力源的轉子3同時旋轉時，相鄰的轉子3之間交叉排列的磁極能夠進行磁場力的互補，提高電動機的扭力輸出。
本實施例的電動機的所有動力源的轉子3通過轉軸31在外殼1內能夠繞轉軸31的軸心線轉動，轉軸31旋轉支承在外殼1內，所有動力源的定子2固定安裝在外殼1內，每個動力源的轉子3和定子2的為位置相互對應，轉子3和定子2能夠進行配合，定子2通電後，轉子3在定子2形成的磁場力的作用下發生轉動，由於導油板6和轉子3共同設置在轉軸31上，導油板6也開始旋轉，導油板6上的傾斜的葉片開始產生推力，充滿外殼1內的冷卻油在導油板6的推力作用下開始流動，冷卻油從進油口4流入外殼1內，流到導油板6處，冷卻油被導油板6從靠近進油口4的一側吸入，並壓縮流向出油口5那側，冷卻油通過導油板6的推動，流過轉子3和定子2之間的縫隙，流至出油口5處，通過出油口5排出。冷卻油在這個流動的過程中，吸收了定子2產生的大量電熱，將定子2上的熱量攜帶走，通過出油口5排出，降低了電動機外殼1內的溫度，達到了對電動機的冷卻降溫，由於液體的換熱係數遠大於空氣，所以採用冷卻油對發動機進行降溫散熱，能夠達到更好的冷卻效果，同時還能夠有效的防止電動機在靜電、高頻率的條件下工作產生跳火現象。
如圖9-10所示是本發明第四實施例提供的電動機，包括外殼1和動力源，動力源包括定子2、和定子2對應的轉子3，定子2固定設置於外殼1內，定子2貼合在外殼1內部，轉子3通過轉軸31旋轉支承設置在外殼1內並與定子2的位置相對應，外殼1還設有進油口4和出油口5，進油口4設置在轉子3的一側，出油口5設置在轉子3的另一側。
動力源為六個。多個轉子3和定子2相鄰並排設置在外殼1內，轉子3為永磁體轉子，轉子3的的磁極交叉設置並沿轉子3外圓環形排列。相鄰的動力源之間的轉子的相同磁極並排排列，相鄰的動力源的磁極的極性在相同位置對應相同，這樣的多個動力源進行組合後，通過磁場之間的相互疊加，使得電動機能夠快速的變速與變馬力。而且通過加裝控制系統，對六個動力源進行分組控制，能夠適用於不同的動力需求。
本實施例提供的電動機還包括導油板6、封油環7和回流環8。導油板6固定設置在轉子3的轉軸31上，導油板6設置在定子2和進油口4之間，導油板6上開設有導油口，導油口上設有傾斜的葉片。
封油環7為兩個，封油環7設置在外殼1內壁上，封油環7相鄰導油板6設置，兩個封油環7夾設在導油板6兩側，每個封油環7上設有回流環8，回流環8設置在封油環7和導油板6之間，回流環8一側的邊緣固定連接在所述封油環7上，回流環8的另一側的邊緣貼合導油板6。每個回流環8靠近轉子3的一側向外殼1傾斜，回流環8遠離轉子3的一側向轉軸31傾斜。
本實施例的電動機的轉子3通過轉軸31在外殼1內能夠繞轉軸31的軸心線轉動，轉軸31旋轉支承在外殼1內，定子2固定安裝在外殼1內，轉子3和定子2的為位置相對應，轉子3和定子2能夠進行配合，定子2的線圈通電後，轉子3在定子2產生的磁場力的作用下發生轉動，同時充滿外殼1內的冷卻油也開始流動，冷卻油從進油口4流入外殼1內，流到導油板6處，轉軸31旋轉同時帶動導油板6和轉子3一同進行旋轉，冷卻油流到導油板6處，冷卻油在導油板6的轉動產生的推力作用下，向著出油口5處流動，通過定子2和轉子3之間的縫隙，最後經出油口5流出電動機。冷卻油在這個流動的過程中，吸收了轉子3和定子2產生的電熱，將轉子3和定子2上的熱量攜帶走，通過出油口5排出，降低了電動機外殼1內的溫度，達到了對電動機的冷卻降溫，由於液體的換熱係數遠大於空氣，所以採用冷卻油對發動機進行降溫散熱，能夠達到更好的冷卻效果。
由於封油環7和回流環8的設置，特別是回流環8與導油板6成角度的傾斜設置，形成一組單向閥，使得在限制的壓力下，冷卻油只能向單一方向流動，即向從進油口4向出油口5的方向流動。單向流動能夠有效的防止冷卻油未流經轉子3和定子2之間的縫隙就回流，沒有及時通過出油口5排出，影響電動機的冷卻效率。只有當在導油板6與轉子3之間的冷卻油的內壓過大，超過回流環8的壓力界限的時候，冷卻油會衝開回流環8，向進油口4和導油板6之間進行回流，從而降低導油板6和轉子3之間的相對特高壓腔的冷卻油的油壓，直至冷卻油的油壓和回流環8的壓力界限相平衡。冷卻油在流經定子2和轉子3的縫隙的時候，將定子2和轉子3上存在的熱量吸收並攜帶走，並最後一齊從出油口5排出，達到了對整個電動機的冷卻，又由於冷卻油比空氣具有更高的導熱係數，冷卻油的換熱效果更好，提高了電動機的冷卻效率。
本電動機還包括發電腔外殼11、發電輪9和兩個發電源，發電源包括發電轉子32和發電定子22，發電轉子32旋轉設置在發電腔外殼11內，與發電轉子32相對的發電定子22固定在發電腔外殼11內，發電轉子32與轉軸31相連。
將發電腔外殼11設置到電動機的外殼1外，發電轉子32與轉軸31的一端相連，這樣當轉軸31旋轉時，發電轉子也一起旋轉，同時還發電定子22固定設置在發電腔外殼11內，發電定子22和發電轉子32相對應，發電定子22環繞發電轉子32設置。當電動機旋轉開始旋轉之後，電動機的轉軸31開始轉動，發電定子22同時旋轉，帶動發電源的發電轉子32開始旋轉，通過和發電源的發電定子22發生電磁感應現象，產生一定的電流，將電流引出就能夠供應到其他部分機構進行供電。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。