平衡板组件、电机转子和电机的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及可作为纯电动汽车和混合动力汽车动力单元的电机，具体介绍了一种用于电机的冷却结构。


背景技术：

2.当前，使用电能驱动或者使用电能与燃料混合驱动的新能源车辆越来越受到重视。在各种新能源车辆中，通常安装有一个或多个电机。由于电机转子转速极高(可达18000转/分钟以上)，因此生热量很大，需要对电机转子进行冷却。传统水冷电机通过冷却壳体进而对定子铁芯进行冷却，而对于散热严重的位于径向端部的定子绕组无法直接冷却，定子绕组的热量只能通过空气传导至壳体上进行冷却，冷却效果较差。大部分传统油冷电机只针对定子绕组进行冷却，而对于定子铁芯和转子磁钢则无法进行有效冷却，同时传统油冷电机还需要增加冷却器对油进行冷却，成本高，占用空间大。
3.由cn 112039275 a已知一种用于电机转子的平衡板组件。电机转子在运行过程中会产生热量，并会将热量传导到平衡板，在冷却油无法进入转子内部对转子直接进行冷却时，将冷却油喷淋到平衡板上，对平衡板进行冷却，间接将转子热量带走，对转子进行间接冷却。
4.在根据现有技术设计的平衡板中，只能通过转子轴和平衡板间接带走电机转子产生的热量，对电机转子的冷却效果受到限制；其次，转子轴上的出油孔距离定子端部绕组较远，因此当冷却油压较小时，冷却油不能喷向位于径向端部的定子绕组上部，定子端部绕组的冷却效果不好；最后，现有技术中的平衡板堵塞了由电机转子减重孔形成的通道，减少了转子与冷却液的接触面积，从而削弱了对转子的冷却效果。


技术实现要素：

5.因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种具有改进的冷却结构的平衡板组件，其能够克服上述现有技术中的缺点。
6.上述技术问题通过一种用于电机的电机转子的平衡板组件所解决。该平衡板组件被安装在电机的转子轴上并且抵接在电机转子的轴向端部上。电机的转子轴具有用于输送冷却液的冷却管和出油孔，其中，平衡板组件具有与出油孔连通的、向平衡板组件的径向端部延伸的冷却结构。根据本发明设计的平衡板直接与转子轴的出油口连通，提高了对平衡板的冷却效果。在平衡板的径向端部上具有更靠近定子端部绕组的出油口，因此即使在冷却液压力较小的情况下，冷却液也能很好地喷到位于远端的定子端部绕组上，以保证定子端部绕组更好的冷却效果。
7.根据本发明的优选实施方式，冷却结构具有与电机转子轴的出油孔连通的油室和多个从油室中引出、沿径向延伸的油槽。平衡板上的油室和油槽可以增加电机转子与冷却液的接触面积，从而提高对电机转子的冷却效果。进一步优选的是，在平衡板上具有与电机转子的减重孔连通的油孔。平衡板上的油孔与电机转子的减重孔形成的油道连接，使其与
冷却液直接接触，增加转子组与冷却油的接触面积，从而提高电机转子的冷却效果。进一步优选的是，油孔与油槽连通，从而能够将油槽中的冷却液至少部分地导引到油孔中，在通过油孔导引到电机转子的减重孔中，从而对电机转子进行直接冷却。
8.根据本发明的优选实施方式，冷却结构具有多个沿径向延伸的油槽，油槽在平衡板组件的周向上均匀分布，从而能够使得冷却液被均匀地排出到径向端部上，对位于径向远端的定子绕组进行冷却。进一步优选的是，油槽弯曲地延伸。因为平衡板安装在转子轴上并随着转子轴一起转动，因此弯曲形设计的油槽能够更有利于冷却液地排出，提高冷却效果。另外优选地是，油槽具有用于调整出油方向的出油斜坡。每个油槽上的坡度可以调整注入方向，使冷却液能够被更好地、定向地喷到定子端部绕组上。
9.根据本发明的优选实施方式，平衡板组件由铝合金材料制成，在减轻整体重量的情况下提高导热率。当然，也可以考虑其他轻质且导热率高的材料。
10.此外，上述技术问题还可以被一种电机转子所解决。该电机转子的转子轴具有用于输送冷却液的冷却管和出油孔。根据本发明的设计方案，电机转子具有上述的平衡板组件。在电机转子的轴向两端设有相同的平衡板组件，组装时只需调整安装角度即可实现。另外，上述技术问题还可以被一种电机所解决，该电机具有前面所述的电机转子。
附图说明
11.以下结合附图进一步描述本发明。图中以相同的附图标记来表示相同或功能相同的部件。附图为：
12.图1示出现有设计中的电机转子的剖面图和平衡板的立体图；
13.图2示出根据本发明设计的平衡板以及其装配到转子轴上的示意图；
14.图3示出装配有根据本发明设计的平衡板的电机的剖视图以及局部放大图。
15.在没有明确限定的情况下，本发明中的“轴向”和“径向”皆是指电机转子轴的轴向方向和径向方向。
具体实施方式
16.以下将结合附图描述根据本发明的平衡板组件的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的保护范围由权利要求书限定。
17.图1示出现有技术中电机的剖面图以及平衡板的放大图。如图所示，电机具有电机转子1和电机定子，电机转子1套接在转子轴2上。在电机转子1的两端设有平衡板5。转子轴2是空心轴，在其内部设有冷却管3，用来传导冷却液，图中的箭头表示了冷却液的流动方向。在转子轴2靠近平衡板5的位置上设有出油孔4，用于将冷却液导出以对平衡板5进行冷却。平衡板5是金属材料，一般是铝合金，电机转子1在运行过程中会产生热量，并会将热量传导到平衡板5，在冷却液无法进入电机转子1内部对转子直接进行冷却时，将冷却液喷淋到平衡板5上，对平衡板5进行冷却，间接将转子热量带走，对电机转子1进行间接冷却。
18.图2示出根据本发明设计的平衡板5的正视图以及与电机转子1和转子轴2的装配图。如图2右侧的正视图所示，平衡板5具有油室51、油槽52和油孔53。根据本发明设计的平衡板5安置在转子轴2的出油孔4的上方，使得油室51与出油孔4连通。冷却液通过转子2的冷
却管3和出油孔4流入到油室51中。从油室51中沿着径向方向向外引出若干个油槽52，使得油室51中的冷却液沿着油槽52流向远端的定子绕组。此外，在油槽52相应的位置上、尤其在能够与电机转子1的减重孔连通的位置上设置油孔53。油孔53与油槽52连通，从而油槽52内的冷却液能够通过油孔53直接流向电机转子1的表面，尤其直接流入电机转子1的减重孔内，因此能够对电机转子1进行直接的冷却。
19.图3示出装配有根据本发明设计的平衡板5的电机的剖视图以及局部放大图。图中箭头表示冷却液的流动方向。冷却液的流动路径为：转子轴2-冷却管3-出油孔4-油室51-油槽52-电机定子6。通过根据本发明设计的平衡板5能够将冷却液传送到远端的电机定子6，达到为电机定子6冷却的作用。在平衡板具有油孔53的情况下，冷却液还具有第二流动路径：转子轴2-冷却管3-出油孔4-油室51-油槽52-油孔53-电机转子1的减重孔。油孔53与电机转子1的减重孔连通，因此能够对电机转子1进行直接的冷却。
20.虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应当理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。
21.附图标记列表
22.1电机转子
23.2转子轴
24.3冷却管
25.4出油孔
26.5平衡板
27.51油室
28.52油槽
29.53油孔
30.54出油斜坡
31.6电机定子

技术特征：
1.一种用于电机的电机转子(1)的平衡板组件(5)，其被安装在所述电机的转子轴(2)上并且抵接在所述电机转子(1)的轴向端部上，所述转子轴(2)具有用于输送冷却液的冷却管(3)和出油孔(4)，其中，所述平衡板组件(5)具有与所述出油孔(4)连通的、向所述平衡板组件(5)的径向端部延伸的冷却结构(51，52，53，54)。2.根据权利要求1所述的平衡板组件(5)，其特征在于，所述冷却结构(51，52，53，54)具有与所述出油孔(4)连通的油室(51)和多个从所述油室(51)中引出、沿径向延伸的油槽(52)。3.根据权利要求2所述的平衡板组件(5)，其特征在于，所述冷却结构(51，52，53，54)具有与所述电机转子(1)的减重孔连通的油孔(53)。4.根据权利要求3所述的平衡板组件(5)，其特征在于，所述油孔(53)与所述油槽(52)连通。5.根据权利要求2所述的平衡板组件(5)，其特征在于，所述油槽(52)在所述平衡板组件(5)的周向上均匀分布。6.根据权利要求2所述的平衡板组件(5)，其特征在于，所述油槽(52)沿径向弯曲地延伸。7.根据权利要求2至6中任一项所述的平衡板组件(5)，其特征在于，所述油槽(52)具有用于调整出油方向的出油斜坡(54)。8.根据权利要求1至6中任一项所述的平衡板组件(5)，其特征在于，所述平衡板组件(5)由铝合金材料制成。9.一种电机转子(1)，所述电机转子包括具有用于输送冷却液的冷却管(3)和出油孔(4)的转子轴(2)，其特征在于，在所述转子轴(2)的两端安置根据权利要求1至8中任一项所述的平衡板组件(5)。10.一种电机，其特征在于，所述电机具有根据权利要求9所述的电机转子(1)。

技术总结
本发明涉及一种用于电机的电机转子(1)的平衡板组件，其被安装在所述电机的转子轴(2)上并且抵接在所述电机转子(1)的轴向端部上，所述转子轴(2)具有用于输送冷却液的冷却管(3)和出油孔(4)，其中，所述平衡板组件(5)具有与所述出油孔(4)连通的、向所述平衡板组件(5)的径向端部延伸的冷却结构(51，52，53，54)。此外，本发明还涉及一种具有上述平衡板组件的电机转子和电机。机转子和电机。机转子和电机。


技术研发人员：刘磊 万丰榕 龚宇
受保护的技术使用者：舍弗勒技术股份两合公司
技术研发日：2022.03.03
技术公布日：2023/9/12