[发明专利]一种电机定子冷却结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机制造领域，特别涉及电机定子冷却结构及其制备方法。

背景技术

目前，多数电动汽车，尤其是特种电动车辆要求使用高功率密度电机，然而，目前的高功率密度电机的冷却方法普遍采用定子外加水套冷却这一传统冷却方式(以后简称传统冷却方法)。

首先，电机采用传统冷却方法，电机定子外要加装水套，增加了电机的体积和重量，严重影响了电机的转矩密度和功率密度的提高。电机的热必须先通过热传导的方式传递给水套，再由水套传递给冷却液，因此，水套必须用导热性良好的金属加工制造；而且，水套位于电机外部，所以水套必须具有一定的机械强度，因此，金属水套需要具有一定的厚度。水套厚度的增加直接增加了电机的体积和重量，导致电机功率体积密度、功率重量密度、转矩体积密度和转矩重量密度降低。

其次，电机采用传统冷却方法，由于通过水套进行热传导，增加了电机散热的热阻，不利于电机散热。电机运行过程中，最热的部位为电机定子的齿部，但采用传统冷却方式，电机齿部的热量要通过电机的轭部传递给水套，热阻较大，不利于电机定子快速散热；同时，电机内耐热能力最差的定子槽内绕组的热量也要通过轭部传递给水套，同样热阻较大，因此传统方法的散热效果有限，严重制约电机转矩密度、功率密度的提高。

最后，传统冷却方法无法冷却电机的定子绕组端部，电机运行过程中，绕组端部热量只能通过热辐射进行散热，这一问题同样是传统冷却方法制约电机高转矩密度、高功率密度发展的瓶颈。

发明内容

为了解决现有电机定子冷却结构散热效果差，冷却部位不全面的缺陷，本发明提供一种电机定子冷却结构及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供一种电机定子冷却结构，所述冷却结构包括前端部导流罩，隔离层，后端部导流罩；

所述隔离层为圆筒状，置于定子齿的径向内壁处；所述前端部导流罩和后端部导流罩为圆环状凹槽，分别罩住定子的前端和后端；所述前端部导流罩与所述隔离层的前端为密封连接，所述隔离层的后端与后端部导流罩为密封连接；所述前端部导流罩与定子绕组前端部之间有间隙，所述后端部导流罩与定子绕组后端部之间有间隙；所述隔离层与定子的槽楔之间有间隙。

本发明提供一种电机定子冷却结构，所述冷却结构包括前端部导流罩，定子绕组前端部，定子齿，槽楔，隔离层(或称：冷却液隔离层)，定子绕组后端部，后端部导流罩；

所述隔离层为圆筒状，置于定子齿的径向内壁处；所述前端部导流罩和后端部导流罩为圆环状凹槽，分别罩住定子的前端和后端；所述前端部导流罩与所述隔离层的前端为密封连接，所述隔离层的后端与后端部导流罩为密封连接；所述前端部导流罩与定子绕组前端部之间有间隙，所述后端部导流罩与定子绕组后端部之间有间隙；所述隔离层与所述槽楔之间有间隙；所述定子绕组前端部、前端部导流罩、定子齿、槽楔、隔离层、定子绕组后端部、后端部导流罩形成冷却液通道。

进一步的，所述前端部导流罩上设置有冷却液进口，所述后端部导流罩上设置有冷却液出口。

进一步的，所述圆筒状隔离层的外径尺寸与所述电机定子的内径尺寸相适配，隔离层固定在电机定子齿的内壁处。所述隔离层紧贴所述定子齿径向内壁。

进一步的，所述冷却液隔离层为薄壁型隔离层，隔离层厚度为1.5mm-2.5mm，优选厚度为2mm。所述定子齿的相邻齿的两个相邻表面之间的距离为4mm-12mm，优选距离为5mm。所述隔离层与所述槽楔之间的距离为3mm-8mm，优选距离为5mm。

所述隔离层与所述槽楔之间的距离与所述定子齿的相邻齿的两个相邻表面之间的距离可以相同，也可以不同。

进一步的，所述冷却液进口和所述冷却液出口之间设置有电机外冷却循环系统。该电机外冷却循环系统为现有的电机定子外部的冷却循环系统。

进一步的，所述电机外冷却循环系统包括冷却系统和泵；

所述冷却液从冷却液出口流出，经冷却系统冷却，之后由泵输送至所述冷却液进口。

进一步的，所述前端部导流罩，后端部导流罩，隔离层由高强度、绝缘、耐温材料制成。所述耐温材料优选耐高温材料。

进一步的，所述前端部导流罩，后端部导流罩，隔离层由工程塑料，例如，聚四氟乙烯制成。

所述槽楔采用现有技术制备，根据不同的电机，选用不同的材料。所述槽楔可以由高强度、绝缘、耐温材料制成。所述耐温材料优选耐高温材料，例如，聚四氟乙烯。另一方面，所述槽楔可采用非导磁材料或磁性材料。

进一步的，所述槽楔为硅钢片。