電動汽車驅動電機的製作方法
2024-03-10 06:30:15 1
專利名稱：電動汽車驅動電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種交通工具用動力裝置，特別是一種驅動力強勁的電動汽車驅動電機。
背景技術：
燃油汽車對地球的生態建設、環境汙染和石油能源的枯竭問題，都是世界性的大課題。所以世界各國不惜花費重金，競相研製既不汙染環境又開闢新能源或利用充電為能源的電動汽車，特別是其中驅動功率大、電耗小和性能優越的汽車驅動電機。
目前，世界各國所使用的電動汽車驅動電機，不外乎直流電機和交流永磁同步電機。直流電機雖能解決大調速範圍，大起動力矩，但結構複雜，故障率較高。交流永磁電機調速性能好，效率較高，但力矩不易調節，永磁鋼的振動失磁問題較難突破，且難實現大功率設計生產。磁阻電機在功率，力矩及調速等指標都較好，但體積大，噪音大。以及三相異步電機等數種電機，其共同的不足之處在於體積大、重量重、潤滑和冷卻的性能都很不理想，從而造成電機功耗大，直接影響了電動汽車的整車性能和使用。所以，無論交流永磁電機，還是磁阻電機等形式，效率都不理想。
發明內容
本發明創造的目的在於公開一種驅動強勁、體積小巧、重量較輕、潤滑和冷卻的性能都理想，電機功耗小，直接為電動汽車提供較高性能和物理性能的電動汽車驅動電機。
為了達到上述發明目的所採取的技術方案是本發明是由轉子、定子、外殼和底座相連接構成的電動汽車驅動電機，其特徵在於所述的轉子1，為了獲得較高的電感量，與相同類型電機相比較，採用既深又窄的槽。為同一目的，轉子鐵芯也採用鼠籠型結構，衝片設計為深槽形的，其槽高h與槽寬b的比例達到1∶15左右，而普通電機僅僅在1∶4之內。轉子端環上取消傳統電機的風扇，改設速度傳感器5。這樣的技術改革方案一、既可以使轉子1獲得很高的驅動感應量，又可以使轉子1動平衡精確度比傳統電機高許多；二、還避免了現有電機轉子在變速運轉時不僅因風扇引起的動平衡差減小到最低，而且噪音也得到很好的控制，從而使電機達到高動平衡率和無噪音電機的要求；三、速度傳感器5，可以準確地將電機轉速信息傳達給速度顯示和處理機構，便於監視電機轉速，以達到對汽車行車速度的控制。
所述的定子2，採用既寬又淺的槽。在定子磁密設計時，一般電機設計功率小於1.7T，本電機設計為2T。定子鐵芯用優質低損耗矽鋼片衝壓製造，衝片兩面塗有0.01的H級矽鋼片漆層2.3，內嵌有三相對稱的繞組2.4，導線和絕緣均採用H級絕緣層。普通電機都採用熱軋片，兩面都不塗絕緣漆，使整個電機受熱嚴重。我們所採用的此技術方案可以減小相同容量電機熱量達25％。電機引出線2.2從後端蓋3.5處引出，使電機外形儘量小，引出線沒有傳統的接線盒，而直接用導電線引出。這樣既可保證機座的機械強度，又可達到減少佔據汽車有效空間的效果。
所述的冷卻水腔3採用整個電機機殼被冷卻水腔3環繞通水冷卻，水腔採用螺旋形水道3.1循環，使電機產生的熱量能高效地、均勻地被冷卻水帶走，螺旋形水道3.1替代傳統電機外殼的風冷式散熱筋，而是改用中間層帶有螺旋散熱稜3.2，與外密封殼3.3配合形成螺旋形水道3.1的循環水腔雙層結構。電機產生的熱量靠外部通水冷卻，其冷卻率極高。螺旋散熱筋3.2和外密封殼3.3材質採用鋁合金鑄造，從而減輕整機重量。同類型電機都採用機座外壁帶散熱筋風冷結構，散熱效率很低，不利於提高電機的熱負荷設計。採用水冷式結構後，增大了散熱面積，提高了散熱效率，使電機內部溫度能迅速傳遞到螺旋散熱稜3.2上，並快速被冷卻水帶走。
底座電機機座4，端蓋3.4均採用高強度，優質合金鋁澆鑄而成，其機械強度大於200N/mm，在結構設計也採取了許多特殊形式，從而達到重量輕，機械強度好的使用要求。同類型電機機座都採用鑄鐵或鋼焊接結構，雖然機座強度較高，但重量很重，極不適合電動汽車使用。本發明採用合金鋁結構的機座僅佔同等體積鋼結構機座重量的34％，從結構設計上最大可能地減輕了結構件重量。
本發明的優點在於
通常變頻電機不能超額定功率運行，轉速比在1∶3以下。而本發明電機最大功率能達3倍額定功率運行，轉速比能在1∶5以上。為了提高起動轉矩，在轉子衝片設計時採用深槽形(圖二)，槽高h與槽寬b比達1∶15，而普通電機都在1∶4內。在定子磁密設計時，一般電機設計小於1.7T，本電機設計為2T。通過電路，磁路結構設計，本電機千瓦重量為1.8kg/kW，而普通電機達到6kg/kW，因此只有本電機完全滿足電動汽車對驅動電機的技術指標要求。
具體實施例方式
圖1是本發明總體結構示意圖。
圖2是本發明水冷卻殼體結構示意圖。
圖3是本發明轉子矽鋼片形狀示意圖。
其中1、轉子；1.1、轉子矽鋼片；2、定子；2.1、定子矽鋼片；2.2、電機引出線；2.3、矽鋼片漆層；2.4三相對稱繞組；3、外殼；3.1、機殼螺旋形水腔；3.2、螺旋散熱筋；3.3、冷卻水管口；3.4、前端蓋；3.5、後端蓋；4、底座；5、速度傳感器。
實施例如圖1所示。一種由轉子、定子、外殼和底座構成的電動汽車驅動電機，其特徵在於所述的轉子1採用較深較窄槽。轉子鐵芯為鼠籠型結構，衝片設計採用深槽形的槽高h與槽寬b比達1∶15，而普通電機都在1∶4內。轉子端環上取消傳統電機的風扇，設置有速度傳感器5接觸。一可以使轉子動平衡精度較傳統電機高許多，同時使電機轉子在變速運轉時因風扇引起的噪音得到很好的控制，從而達到無噪音電機的要求；二、速度傳感器5，便於控制，監視電機轉速，以達到行車速度控制。
如圖1所示。所述的定子2採用較寬較淺槽。在定子磁密設計時，一般電機設計小於1.7T，本電機設計為2T。定子鐵芯用優質低損耗矽鋼片衝壓製造，衝片兩面塗0.01的H級矽鋼片漆層2.3，內嵌三相對稱繞組2.4，導線和絕緣均採用H級絕緣。普通電機採用熱軋片，兩面都不塗絕緣漆，使整個電機收熱嚴重。我們所採用的結構措施可以減小同容量的電機熱量達25％-30％。
如圖1、2所示。所述的外殼3採用機殼水腔3.1通水冷卻。電機機殼上沒有散熱筋，而是採用雙層結構，中間層帶有螺旋散熱筋3.2，電機產生的熱量靠外部通水冷卻，使冷卻率極高。電機殼同時採用鋁合金鑄造，而減輕整機重量。電機引出線2.2從後端蓋3.5處引出，使電機外形儘量小，引出線沒有傳統的接線盒，而直接用導電線引出。機殼3採用螺旋形水道3.1循環，使電機多生的熱量能高效地被冷卻水帶走，這樣既可保證機座的機械強度，又可達到理想的效果。同類型電機都採用機座外壁帶散熱筋風冷結構，散熱效率較低，不利於提高電機的熱負荷設計。採用冷式結構後，增大了散熱面積，提高了散熱效率，使電機內部溫度能迅速傳遞到散熱筋上，並快速被冷卻水帶走。
底座電機機座4，端蓋3.4均採用高強度，優質合金鋁澆鑄而成，其機械強度大於200N/mm，在結構設計也採取了許多特殊形式，從而達到重量輕，機械強度好的使用要求。同類型電機機座都採用鑄鐵或鋼焊接結構，雖然機座強度較高，但重量很重量。採用合金鋁結構的機座僅佔同等體積鋼結構機座重量的34％，從結構設計上最大可能減輕結構件重量。
權利要求
1.一種由轉子、定子、外殼和底座構成的電動汽車驅動電機，其特徵在於a、所述的轉子1，採用既深又窄的槽，轉子鐵芯採用鼠籠型結構，衝片設計為深槽形的，其槽高h與槽寬b的比例達到1∶15；b、轉子端環上取消傳統電機的風扇，改設速度傳感器5，速度傳感器5可以準確地將電機轉速信息通過電線傳達給速度顯示和處理機構。
2.根據權利要求1所述的電動汽車驅動電機，其特徵在於a、所述的定子2，採用既寬又淺的槽；b、磁密設計1.8-2.2T；c、定子鐵芯用優質低損耗矽鋼片衝壓製造，衝片兩面塗有0.01的H級矽鋼片漆層2.3，內嵌有三相對稱的繞組2.4，導線和絕緣均採用H級絕緣層。
3.根據權利要求1所述的電動汽車驅動電機，其特徵在於a、所述的冷卻水腔3，是指整個電機機殼被冷卻水腔3環繞通水冷卻；b、水腔採用螺旋形水道3.1循環，用中間層帶有螺旋散熱稜3.2，與外密封殼3.3配合形成螺旋形水道3.1的循環水腔雙層結構；c、螺旋散熱筋3.2和外密封殼3.3材質採用鋁合金鑄造。
4.根據權利要求1所述的電動汽車驅動電機，其特徵在於底座電機機座4，端蓋3.4均採用高強度，優質合金鋁澆鑄而成，其機械強度大於200N/mm。
全文摘要
一種由轉子、定子、外殼和底座構成的電動汽車驅動電機，其特徵在於a.所述的轉子1，採用既深又窄的槽，轉子鐵芯採用鼠籠型結構，衝片設計為深槽形的，其槽高h與槽寬b的比例達到1∶15；b.轉子端環上取消傳統電機的風扇，改設速度傳感器5，速度傳感器5可以準確地將電機轉速信息通過電線傳達給速度顯示和處理機構。
文檔編號H02K5/18GK1540837SQ20031011081
公開日2004年10月27日 申請日期2003年10月30日 優先權日2003年10月30日
發明者鄒春陽, 王明川 申請人:四川東風電機廠有限公司