[发明专利]电动汽车永磁电机用磁钢冷却结构及其冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车驱动系统技术领域，特别涉及电动汽车电驱系统驱动电机技术领域，具体是一种电动汽车永磁电机用磁钢冷却结构及其冷却方法。

背景技术

随着环保问题被社会越来越多的关注，燃油汽车被新能源汽车代替也成为大势所趋，纯电动汽车随即得到了前所未有的发展机遇。受电池能源供给的制约，电动汽车需要具有体积小、重量轻等特点。驱动电机作为电动汽车主要动力源，其性能直接影响整车性能，所以驱动电机必须具有结构简单，体积小，质量轻，损耗小，效率高等特点，永磁电机很好的综合了这些特点。而体积小势必影响到电机的散热，高温却会带来导致磁钢退磁的风险。退磁导致永磁体磁性能的损失分可逆和不可逆两部分，不管是哪种损失将造成电机效率下降，稳定性下降，甚至停转。磁钢做为永磁电机极为重要的组成部分，其性能与稳定性直接影响到电机及整车的性能，随着第三代稀土永磁材料钕铁硼的出现，其较高的磁能积、矫顽力，丰富的原材料和便宜的价格使其得以迅速广泛应用，但其也有一些缺点：居里温度和工作温度低，温度高于150摄氏度时其磁性能的不可逆损失将超过5％。虽然可以在永磁体合金中添加镝等金属元素来降低这些缺点的影响，但磁体的成本将更高。

热管技术是1963年美国LosAlamos国家实验室的G.M.Grover发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业，但从未在永磁电动机转子上使用。

因此，期望结合热管技术提供一种电动汽车永磁电机用磁钢冷却结构，以提高驱动电机散热性，最终提高整车性能。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种电动汽车永磁电机用磁钢冷却结构及其冷却方法，该电动汽车永磁电机用磁钢冷却结构提高了电机散热性、稳定性和可靠性，最终提高了整车性能，且结构简单，适于大规模推广应用。

为了实现上述目的，在本发明的第一方面，提供了一种电动汽车永磁电机用磁钢冷却结构，包括转子铁心和磁钢，所述磁钢安设在所述转子铁心中，其特征在于，所述电动汽车永磁电机用磁钢冷却结构还包括热管，所述热管具有内腔，所述内腔中具有相变材料，所述热管安设在所述转子铁心中且所述热管的外壁与所述转子铁心紧密接触，所述内腔相对于所述转子铁心的轴线倾斜设置。

较佳地，所述热管相对于所述的转子铁心的轴线平行设置，所述内腔相对于所述热管的外壁沿所述热管长度方向倾斜设置。

更佳地，所述内腔相对于所述的热管的外壁沿所述热管长度方向成1.5°倾斜设置。

较佳地，所述热管的数目大于等于2，两所述热管的所述内腔成八字形设置。

较佳地，所述磁钢的上部和下部均设置有所述热管。

较佳地，所述转子铁心具有通槽，所述热管安设在所述通槽中，且所述热管的外壁与所述通槽的槽壁紧密接触。

在本发明的第二方面，提供了一种电动汽车永磁电机用磁钢冷却方法，其特点是，采用上述的电动汽车永磁电机用磁钢冷却结构，并包括以下步骤：

(1)所述转子铁心高速旋转产生离心力，所述相变材料在所述离心力作用下贴着所述热管的靠近所述轴线的内壁沿远离所述轴线方向运动并从所述的靠近所述轴线的内壁吸收热量；

(2)所述相变材料达到其相变温度后发生相变，导致体积膨胀和密度变小，从而所述相变材料上升接触所述热管的远离所述轴线的内壁，然后所述相变材料贴着所述的远离所述轴线的内壁沿靠近所述轴线方向运动并向所述的远离所述轴线的内壁释放出热量；

(3)当所述相变材料达到其相变温度以下时再次发生相变，导致体积收缩和密度变大，从而所述相变材料下降接触所述热管的靠近所述轴线的内壁，然后进行步骤(1)。

本发明的有益效果在于：本发明通过在转子铁心中安装内腔拥有一定倾斜角度的热管，热管内装入合适的相变材料，热管的外壁与转子铁心紧密接触，从而利用转子铁心转动的离心力，通过相变材料的相变，将热量从热管的靠近转子铁心轴线的内壁释放至热管的远离转子铁心轴线的内壁，从而将转子铁心内部、磁钢周围的热量导出的目的，从而可以避免高温退磁的发生，提高了电机散热性、稳定性和可靠性，最终提高了整车性能，且结构简单，适于大规模推广应用。

附图说明

图1是本发明的电动汽车永磁电机用磁钢冷却结构的一具体实施例的局部剖视示意图。

图2是图1所示的具体实施例的工作原理示意图。

具体实施方式