一種相變散熱電機機殼及其應用的風冷電機的製作方法
2023-05-04 14:10:31
技術領域：
本發明涉及一種相變散熱電機機殼及其應用的電機。
背景技術：
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近年來隨著電機功率的提升，電機的散熱直接影響到電機的性能，特別是當車用電機運行於啟動、爬坡、加速等大功率極限工況時，繞組最高溫度區與電機機殼的溫差相差很大，容易導致電機燒毀等嚴重失效現象，而電機的散熱主要是通過機殼進行風冷或水冷進行散熱。傳統的機殼上設有擠壓式一體散熱翅片，機殼內部僅依靠合金的熱傳導進行導熱，傳熱效率低，翅片頂端與底部溫差大。為了解決上述諸多問題，各大車用電機生產企業紛紛從增大電機體積、增大散熱翅片面積、增大水泵流量、多物理場耦合結構設計及其控制方法優化等多個方面進行設計優化。但是這毫無疑問將導致車用電機重量的大幅度增加以及附屬散熱冷卻系統所直接引起的成本增加，最終使其功率密度降低，不符合新能源汽車的輕量化以及高功率密度化要求。
技術實現要素：
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本發明的目的是提供一種相變散熱電機機殼及其應用的電機，能既保證電機體積小，又增大電機機殼內部傳熱效率，使電機機殼散熱快、溫度均衡。
本發明的目的是通過下述技術方案予以實現的。
本發明的第一個目的是提供一種相變散熱電機機殼，包括環形殼體，所述環形殼體外部沿周向凸出有若干間隔排列的散熱翅片，其特徵在於：所述散熱翅片包括翅片本體，翅片本體內設有若干真空相變散熱通道，所述真空相變散熱通道內設有相變工質。
上述所述環形殼體外表面周向設有若干間隔排列的凹槽，所述翅片本體由微通道鋁扁管制成，所述微通道鋁扁管嵌裝在所述凹槽內，所述微通道鋁扁管內排列設有多個散熱通孔，所述散熱通孔兩端封口形成所述真空相變散熱通道。
上述所述微通道鋁扁管的側面截面為曲線狀或直線狀，所述側面與所述凹槽內壁緊密結合。
上述所述微通道鋁扁管的寬度為20～60mm、厚度為1.5～3mm，管壁厚度為0.2～1.5mm。
上述所述微通道鋁扁管可通過焊接裝配在所述凹槽內。
上述所述真空相變散熱通道軸向設置，所述真空相變散熱通道的兩端分別靠近翅片本體的上端面和下端面。
上述所述真空相變散熱通道軸向設置，至少一個所述真空相變散熱通道位於所述凹槽內。
上述所述相變工質為丙酮或者氟利昂製冷劑。
上述所述真空相變散熱通道的密封真空度小於或等於100帕，所述相變工質的液態灌注量為所述真空相變散熱通道總容積的20％～80％。
本發明的第二個目的是提供一種風冷電機，包括外殼組件、定子組件、轉子組件和轉軸，所述轉子組件安裝在所述轉軸上，所述定子組件嵌套安裝在所述外殼組件裡面，所述轉子組件套設於所述定子組件裡面，其中所述定子組件包括定子鐵芯以及繞設於所述定子鐵芯上的線圈繞組，其特徵在於：所述外殼組件包括外殼殼體、上端蓋和下端蓋，所述外殼殼體為上述所述的相變散熱電機機殼。
本發明與現有技術相比，具有如下效果：
1)本發明所述散熱翅片內設有若干真空相變散熱通道，所述真空相變散熱通道內設有相變工質，通過液體工質在真空環境下的相變特性，使真空相變散熱通道內擁有極其高效的傳熱能力，使環形殼體內的熱量迅速傳至散熱翅片端部，電機機殼體積小、內部傳熱快、溫度均衡；
2)所述翅片本體由微通道鋁扁管制成，所述微通道鋁扁管內的散熱通孔兩端封閉形成所述真空相變散熱通道，使用微通道鋁扁管制成散熱翅片，可降低生產難度及生產成本；
3)所述微通道鋁扁管的側面與所述凹槽內壁緊密結合，有利於環形殼體與微通道鋁扁管之間的熱量傳遞。
4)所述真空相變散熱通道軸向設置，有利於熱量從散熱翅片中部向兩端迅速傳導。
5)所述風冷電機，通過使用了相變散熱電機機殼，使電機內部的熱量迅速傳導至散熱翅片端部，提高了電機的散熱效果，保證了電機的運行穩定性。
附圖說明：
圖1是本發明實施例一提供的相變散熱電機機殼的結構示意圖；
圖2是本發明實施例一提供的相變散熱電機機殼的主視圖；
圖3是圖2的a－a剖視圖；
圖4是圖3的b處放大圖；
圖5是本發明實施例二提供的相變散熱電機機殼的橫向剖視圖；
圖6是圖5的c處放大圖；
圖7是本發明實施例二提供的相變散熱電機機殼中環形殼體的結構示意圖；
圖8是本發明實施例二提供的相變散熱電機機殼中微通道鋁扁管的結構示意圖；
圖9是本發明實施例三提供的風冷電機的剖視圖。
具體實施方式：
下面通過具體實施例並結合附圖對本發明作進一步詳細的描述。
實施例一：
如圖1至圖4所示，本實施例提供的是一種相變散熱電機機殼，包括環形殼體1，所述環形殼體1外部沿周向凸出有若干間隔排列的散熱翅片2，其特徵在於：所述散熱翅片2包括翅片本體21，翅片本體21內設有若干真空相變散熱通道22，所述真空相變散熱通道22內設有相變工質。
本實施例所述相變散熱電機機殼，通過液體工質在真空環境下的相變特性，使真空相變散熱通道22內擁有極其高效的傳熱能力，使環形殼體1內的熱量迅速傳至散熱翅片2端部，電機機殼體積小、內部傳熱快、溫度均衡。
上述所述真空相變散熱通道22軸向設置，所述真空相變散熱通道22的兩端分別靠近翅片本體21的上端面211和下端面212。有利於熱量從散熱翅片2中部向兩端迅速傳導。
上述所述相變工質為丙酮或者氟利昂製冷劑。所述佛裡昂製冷劑可選用環保工質r123a。
上述所述真空相變散熱通道22的密封真空度小於或等於100帕，所述相變工質的液態灌注量為所述真空相變散熱通道14總容積的20％～80％。
本實施例所述的相變散熱電機機殼，體積小，散熱迅速。
實施例二：
如圖5至圖8所示，本實施例所述相變散熱電機機殼與實施例一所述相變散熱電機機殼類似，不同之處在於：
上述所述環形殼體1外表面周向設有若干間隔排列的凹槽11，所述翅片本體21由微通道鋁扁管制成，所述微通道鋁扁管嵌裝在所述凹槽11內，所述微通道鋁扁管23內排列設有多個散熱通孔231，所述散熱通孔231兩端封口形成所述真空相變散熱通道22。所述微通道鋁扁管23的散熱通孔231可通過冷壓封口的工藝進行封口。
本實施例所述相變散熱電機機殼，使用微通道鋁扁管23製成散熱翅片2，可降低生產難度及生產成本。
上述所述微通道鋁扁管23的側面232截面為曲線狀或直線狀，所述側面232與所述凹槽11內壁緊密結合。有利於環形殼體1與微通道鋁扁管23之間的熱量傳遞。
上述所述微通道鋁扁管的寬度為20～60mm，厚度為1.5～3mm，管壁233厚度為0.2～1.5mm。
上述所述微通道鋁扁管23可通過焊接，特別是釺焊工藝裝配在所述凹槽11內，所述微通道鋁扁管23也可通過過盈配合的方式裝配在所述凹槽11內。
上述所述真空相變散熱通道22軸向設置，至少一個所述真空相變散熱通道22位於所述凹槽11內，更利於熱量從所述環形殼體1內傳至微通道鋁扁管23中。
本實施例所述相變散熱電機機殼，結構簡單，散熱快，生產成本低。
實施例三：
如圖9所示，本實施例提供的是一種風冷電機，包括外殼組件、定子組件4、轉子組件5和轉軸6，所述轉子組件5安裝在所述轉軸6上，所述定子組件4嵌套安裝在所述外殼組件裡面，所述轉子組件5套設於所述定子組件4裡面，其中所述定子組件4包括定子鐵芯41以及繞設於所述定子鐵芯41上的線圈繞組42，其特徵在於：所述外殼組件包括外殼殼體10、上端蓋71和下端蓋72，所述外殼殼體10為實施例一或實施例二所述的相變散熱電機機殼。
本實施例所述風冷電機，通過使用了相變散熱電機機殼，使電機內部線圈繞組42和定子鐵芯41的熱量迅速傳導至散熱翅片2端部，提高了電機的散熱效果，保證了電機的運行穩定性。
以上實施例為本發明的較佳實施方式，但本發明的實施方式不限於此，其他任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。