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气冷电机(技术文档4篇)

2020-09-16 23:59:28

  气冷电机 1篇:

  一种电机气冷壳体和气冷电机

  第一、技术领域

  本发明属于电机冷却技术领域,具体涉及一种电机气冷壳体和气冷电机。

  第二、背景技术

  随着热功率密度的增大,电机的冷却依次可采用自然冷却、风冷、油冷、水冷等方式。

  当冷却剂为空气时:在自然冷却条件下,壁面的对流换热系数范围为3~10W/m2/K;在强迫风冷条件下,壁面的对流换热系数范围为20~100W/m2/K。

  对于发热量较小的电机,一般采用空气自然冷却,并通过在壳体表面设置散热筋来增加换热面面积。由于空气自然冷却系数很小,自然冷却电机的壁面和空气的热阻很大,这就造成了自然冷却电机的温升很大、整体温度高。一般自然冷却电机加强散热的方法有增加散热筋数量和高度,而当散热筋的数量和高度增大到一定时,继续增加对加强散热的作用就不大了。

  对于冷却需求介于自然冷却和风冷之间的电机(例如需要表面对流换热系数在10~20W/m2/K的情况下)、或者发热量不大但是要求温升较小的电机,冷却方式的选择会出现以下问题:使用自然冷却会造成电机温度过高;使用风冷则余量过大造成浪费,且需要增加壳体、风扇等,使电机体积增大、噪音增大、成本偏高。

  第三、发明内容

  本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种电机气冷壳体和气冷电机,本电机气冷壳体和气冷电机通过主动振动元件对换热面流体进行驱动,提高流体的湍流度,主动减弱或破坏空气的边界层,从而增大换热面的对流换热系数,降低电机温升。

  为实现上述技术目的,本发明采取的技术方案为:

  一种电机气冷壳体,包括壳体,所述壳体壁面连接有主动振动元件,所述主动振动元件的振动部位贴近所述壳体壁面且与壳体壁面留有间隙,所述主动振动元件用于通过自身的振动驱动壳体壁面表面的空气。

  作为本发明进一步改进的技术方案,所述壳体壁面连接有多个主动振动元件,所述主动振动元件连接有振动片,所述振动片贴近所述壳体壁面且与壳体壁面留有间隙。

  作为本发明进一步改进的技术方案,一个所述主动振动元件连接有1个振动片或2个振动片。

  作为本发明进一步改进的技术方案,每两个主动振动元件之间连接有同一个振动片。

  作为本发明进一步改进的技术方案,所述振动片的表面开设有定位孔,所述壳体壁面上设有与该定位孔相适配的定位柱,所述定位柱插入所述振动片的定位孔内。

  作为本发明进一步改进的技术方案,所述振动片的表面设有通槽,所述通槽为圆形、长方形或椭圆形。

  作为本发明进一步改进的技术方案,所述振动片为表面水平的薄片结构或者表面有波纹的薄片。

  作为本发明进一步改进的技术方案,所述壳体壁面设有轴向散热筋或径向散热筋。

  作为本发明进一步改进的技术方案,所述主动振动元件采用压电式振动元件、电磁式振动元件或者机械式振动元件。

  为实现上述技术目的,本发明采取的另一个技术方案为:

  一种气冷电机,包括定子组件、转子组件和电机气冷壳体,所述电机气冷壳体的内部安装有定子组件,所述定子组件的内部布置有转子组件。

  本发明的有益效果为:

  (1)本发明对于冷却需求介于自然冷却和风冷之间的气冷电机、或者发热量小并要求温升较小的气冷电机,在电机的壳体外壁面安装主动振动元件,通过主动振动元件自身的振动或者主动振动元件驱动振动片的振动将换热面的空气加速,主动减弱或破坏换热面上空气的边界层,增大空气湍流,从而增大了对流换热系数,降低电机的温升。

  (2)本发明可以在不使用风扇、泵等强迫冷却系统、不改变壳体设计的情况下,通过在壳体壁面上安装主动振动元件来降低壳体壁面与冷却流体的对流换热热阻,实现有效降低电机温升的效果。通过本实施例的电机气冷壳体制成的电机体积小,噪音小以及成本低。

  (3)本发明的振动片上开设有通槽,便于壳体壁面流体的混合,有利于传热。

  第四、附图说明

  图1是壳体壁面安装主动振动元件的示意图。

  图2是图1中无振动片的主动振动元件示意图。

  图3是壳体壁面安装具有单边振动片的主动振动元件的示意图。

  图4是图3中有单边振动片的主动振动元件示意图。

  图5是壳体壁面安装具有双边振动片的主动振动元件的示意图。

  图6是图5中有双边振动片的主动振动元件示意图。

  图7是壳体壁面安装具有共用振动片的主动振动元件的示意图。

  图8是图7中有共用振动片的主动振动元件示意图。

  图9是壳体壁面安装具有开槽振动片的主动振动元件的示意图。

  图10是共用开圆形槽振动片的主动振动元件示意图。

  图11是共用开矩形槽振动片的主动振动元件示意图。

  第五、具体实施方式

  下面根据图1至图11对本发明的具体实施方式作出进一步说明:

  参见图1,一种电机气冷壳体,包括壳体3,所述壳体3壁面连接有主动振动元件1,所述主动振动元件1的振动部位贴近所述壳体3壁面(换热面)且与壳体3壁面留有小的间隙,所述主动振动元件1用于通过自身的振动驱动壳体3壁面表面的空气,加强电机换热面空气的湍流,减弱壁面边界层,提高对流换热系数。

  本实施例的主动振动元件1也可以通过连接振动片2来驱动壳体3壁面的空气,如图3、图5、图7、图9。振动片2在主动振动元件1的驱动下实现振动功能。

  本实施例的壳体3壁面上的主动振动元件1有多个,本实施例的主动振动元件1的形式有多种:无振动片2的主动振动元件1(如图2)、带单边振动片2的主动振动元件1(如图4)(即一个主动振动元件1连接1个振动片2)、带双边振动片2的主动振动元件1(如图6)(即一个主动振动元件1连接2个振动片2))、共用振动片2的主动振动元件1(如图8)(即两个主动振动元件1之间连接有同一个振动片2)等。

  当主动振动元件1连接有振动片2时,振动片2贴近壳体3壁面且与壳体3壁面留有间隙。

  其中,为了便于壳体壁面流体的混合,有利于传热,振动片2的表面可以开设有多个通槽5,通槽5为圆形(如图10)、长方形(如图11)或椭圆形。通槽5的大小可以不相同。

  对于较长的振动片2,振动片2的表面开设有定位孔6(如图10和图11),用来约束振动片2,同时不影响其主要方向的振动。壳体3壁面上设有与该定位孔6相适配的定位柱7,通过定位柱7插入振动片2的定位孔6内实现振动片2的约束,如图9。

  本实施例的主动振动元件1的数量不限,根据主动振动元件1与电机的尺寸和散热的需要决定。

  主动振动元件11可以安装在光滑的壳体3表面、具有轴向散热筋4的壳体3的表面、具有径向散热筋4的壳体3的表面、裸露的定子表面等。

  其中,振动片2为表面水平的薄片结构或者表面有波纹的薄片。

  其中,主动振动元件1为具有振动功能的元件(振动器),例如:压电式振动元件、电磁式振动元件或者机械式振动元件。

  本实施例的主动振动元件1通过自身的振动部件以及振动片2的振动来驱动流体,振动方向有多种:与壁面垂直方向、平行壁面方向和其他振动方向。

  本实施例在电机壳体3的换热面(壁面)安装主动振动元件1,通过主动振动元件1的振动以及振动片2的振动对换热面流体进行驱动,提高流体的湍流度,主动减弱或破坏空气的边界层,从而增大换热面的对流换热系数,降低电机温升。

  本实施例还提供一种气冷电机,该气冷电机包括定子组件、转子组件和电机气冷壳体3,电机气冷壳体3内安装有定子组件,定子组件内布置有转子组件,电机气冷壳体3的壳体3可以有散热筋4,也可以没有散热筋4;散热筋4可以是轴向、周向;在壳体3的表面安装主动振动元件1,主动振动元件1的振动部分贴近换热面,且留有小的间隙。通过主动振动元件1的振动将换热面的流体加速,从而达到减弱或破坏空气的边界层,增强对流传热的目的。

  本实施例的气冷电机在工作时,通过外部电源为主动振动元件1供电,主动振动元件1工作,通过主动振动元件1的振动、主动振动元件1驱动振动片2的振动来驱动流体,增强对流传热。

  本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式,本发明的保护范围以权利要求书为准,任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

  气冷电机 2篇:

  一种气冷电机

  第一、技术领域

  本发明涉及电机领域,具体涉及一种气冷电机。

  第二、背景技术

  电机在进行能量转换时,总是有一小部分损耗转变成热量,产生的量热量不仅会影响电机的正常使用还会对电机本身的性能造成影响,从而会降低电机的使用寿命,因此必须不断将热量散发出去,才能保证电机的正常工作和减少对周围部件的损坏。现有的电机散热技术一般为内封闭外部风冷却技术,电机的主要组成部分转子和定子密封在电机内部,使用风扇冷却外壳。但由于热量的传递非常复杂,传统的外部风冷技术很难真正给电机内部散热。目前,常用的降温方式是在电机上增加散热风叶,然而散热风叶通常会使用平板叶,平板叶产生的风量很小,散热效果差。电机传统冷却方式有两种:自由循环和机壳表面冷却。首先,采用自由循环的方式,需要通过介质与电机的接触时吸收热量进行散热,通常受电机结构的限制,结构复杂,需要的空间较大。其次,现有的机壳表面冷却的方式,散热效率低,通常不能满足电机散热的需求。

  因此,针对上述问题,本发明提出一种新的技术方案。

  第三、发明内容

  本发明提出一种性能稳定,高效的气冷电机。

  本发明是通过以下技术方案来实现的:

  一种气冷电机,包括机体,设置在机体内部的转轴,与转轴相连接的转子,设置在转子外侧的定子以及设置在转轴另一侧的风扇,所述风扇由叶片、端平面、定位孔座和轮毂组成,所述叶片呈环形分部于端平面一侧,所述叶片间设有通风口,所述端平面经轮毂与定位孔座相连接,所述定位孔座内设有螺纹,所述风扇周围设有若干散热翅片组,散热翅片组环绕分布于端盖内侧,所述端盖与机体一侧相连接,所述端盖处设有通风孔。

  进一步地,所述端平面为扁平的圆形状且与轮毂固定连接。

  进一步地,所述端平面与定位孔座间的空间由轮毂分隔成若干通风通道。

  进一步地,所述散热翅片组成交替分布于端盖内。

  进一步地,所述散热翅片组的直径由外到内依次递减。

  进一步地,所述机体前后端设有进气孔与出气孔,所述进气孔处设有过滤网。

  本发明的有益效果是:本发明结构合理,通过转轴一端风扇以及设置在风扇上的叶片、通风口及通风通道能够加速机体内部空气的流动,设置的散热翅片组能够有效的完成机体内部热量的传导,通过二者的组合提高了散热效率,降低了生产成本。

  第四、附图说明

  图1为本发明的结构示意图;

  图2为本发明风扇的结构示意图。

  其中:1、机体,2、转轴,3、转子,4、定子,5、风扇,6、叶片,7、端平面,8、定位孔座,9、轮毂,10、通风口,11、螺纹,12、散热翅片组,13、端盖,14、通风孔,15、通风通道,16、进气孔,17、出气孔,18、过滤网。

  第五、具体实施方式

  下面结合附图说明对本发明做进一步地说明。

  如图1~2所示,一种气冷电机,包括机体1,设置在机体1内部的转轴2,与转轴2相连接的转子3,设置在转子3外侧的定子4以及设置在转轴2另一侧的风扇5,风扇5由叶片6、端平面7、定位孔座8和轮毂9组成,叶片6呈环形分部于端平面7一侧,叶片6间设有通风口10,端平面7经轮毂9与定位孔座8相连接,定位孔座8内设有螺纹11,风扇5周围设有若干散热翅片组12,散热翅片组12环绕分布于端盖13内侧,端盖13与机体1一侧相连接,端盖13处设有通风孔14。

  在本实施例中,端平面7为扁平的圆形状且与轮毂9固定连接,通过设置成扁平圆形状的端平面7能够有效的减少其自身的重量,进而在转动过程中减少能源的消耗,通过端平面7与轮毂9的连接能有效的完成所需的任务,提高工作效率。

  在本实施例中,端平面7与定位孔座8间的空间由轮毂9分隔成若干通风通道15,通过端平面7及定位孔座8之间设置的轮毂9能有效完成端平面7及定位孔座8间连接的同时提供充足的空间,大量空间组成的通风通道15能够有效的达到冷却的效果,提高工作效率。

  在本实施例中,散热翅片组12成交替分布于端盖13内,通过设置在端盖13内交替分布的散热翅片组12能够更及时的与空气中的热量所接触并通过散热翅片组12将其及时导出,有效的提高了冷却的效果。

  在本实施例中,散热翅片组12的直径由外到内依次递减,通过设置直径由外向内依次递减的散热翅片组12能够更好的适应工作环境,提高冷却效果。

  在本实施例中,机体1前后端设有进气孔16与出气孔17,进气孔16处设有过滤网18,通过设置在前后端的进气孔16及出气孔17能够使得空气得以更迅速的流动,通过设置在进气口16的过滤网18能够滤出空气中的杂质,避免对机体1工作产生不必要的影响。

  在具体操作中,风扇5通过设置在定位孔座8中的螺纹11与转轴2紧密连接,通过风扇5的转动,空气从机体1一侧的进气孔16吸入,空气与机体1内部的转子3、定子4等部件充分接触后经机体1另一侧的出气孔17流出,流出出气孔17的部分空气经过风扇5的叶片6中间的通风口10和通风通道15后从端盖13一侧的通风孔14排出,部分空气与散热翅片组12接触后热量被散热翅片组12导出,空气经散热翅片组12所组成的通道内流动,最终通过端盖13处的通风孔14排出。

  本发明的有益效果是:本发明结构合理,通过设置在转轴一端的风扇及散热翅片组能够及时的散除机体内部的热量,同时又节约了更多的资源,提高了工作效率,节省了生产成本。

  以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

  气冷电机 3篇:

  一种电机气冷壳体和气冷电机

  第一、技术领域

  本实用新型属于电机冷却技术领域,具体涉及一种电机气冷壳体和气冷电机。

  第二、背景技术

  随着热功率密度的增大,电机的冷却依次可采用自然冷却、风冷、油冷、水冷等方式。

  当冷却剂为空气时:在自然冷却条件下,壁面的对流换热系数范围为3~10W/m2/K;在强迫风冷条件下,壁面的对流换热系数范围为20~100W/m2/K。

  对于发热量较小的电机,一般采用空气自然冷却,并通过在壳体表面设置散热筋来增加换热面面积。由于空气自然冷却系数很小,自然冷却电机的壁面和空气的热阻很大,这就造成了自然冷却电机的温升很大、整体温度高。一般自然冷却电机加强散热的方法有增加散热筋数量和高度,而当散热筋的数量和高度增大到一定时,继续增加对加强散热的作用就不大了。

  对于冷却需求介于自然冷却和风冷之间的电机(例如需要表面对流换热系数在10~20W/m2/K的情况下)、或者发热量不大但是要求温升较小的电机,冷却方式的选择会出现以下问题:使用自然冷却会造成电机温度过高;使用风冷则余量过大造成浪费,且需要增加壳体、风扇等,使电机体积增大、噪音增大、成本偏高。

  第三、发明内容

  本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种电机气冷壳体和气冷电机,本电机气冷壳体和气冷电机通过主动振动元件对换热面流体进行驱动,提高流体的湍流度,主动减弱或破坏空气的边界层,从而增大换热面的对流换热系数,降低电机温升。

  为实现上述技术目的,本实用新型采取的技术方案为:

  一种电机气冷壳体,包括壳体,所述壳体壁面连接有主动振动元件,所述主动振动元件的振动部位贴近所述壳体壁面且与壳体壁面留有间隙,所述主动振动元件用于通过自身的振动驱动壳体壁面表面的空气。

  作为本实用新型进一步改进的技术方案,所述壳体壁面连接有多个主动振动元件,所述主动振动元件连接有振动片,所述振动片贴近所述壳体壁面且与壳体壁面留有间隙。

  作为本实用新型进一步改进的技术方案,一个所述主动振动元件连接有1个振动片或2个振动片。

  作为本实用新型进一步改进的技术方案,每两个主动振动元件之间连接有同一个振动片。

  作为本实用新型进一步改进的技术方案,所述振动片的表面开设有定位孔,所述壳体壁面上设有与该定位孔相适配的定位柱,所述定位柱插入所述振动片的定位孔内。

  作为本实用新型进一步改进的技术方案,所述振动片的表面设有通槽,所述通槽为圆形、长方形或椭圆形。

  作为本实用新型进一步改进的技术方案,所述振动片为表面水平的薄片结构或者表面有波纹的薄片。

  作为本实用新型进一步改进的技术方案,所述壳体壁面设有轴向散热筋或径向散热筋。

  作为本实用新型进一步改进的技术方案,所述主动振动元件采用压电式振动元件、电磁式振动元件或者机械式振动元件。

  为实现上述技术目的,本实用新型采取的另一个技术方案为:

  一种气冷电机,包括定子组件、转子组件和电机气冷壳体,所述电机气冷壳体的内部安装有定子组件,所述定子组件的内部布置有转子组件。

  本实用新型的有益效果为:

  (1)本实用新型对于冷却需求介于自然冷却和风冷之间的气冷电机、或者发热量小并要求温升较小的气冷电机,在电机的壳体外壁面安装主动振动元件,通过主动振动元件自身的振动或者主动振动元件驱动振动片的振动将换热面的空气加速,主动减弱或破坏换热面上空气的边界层,增大空气湍流,从而增大了对流换热系数,降低电机的温升。

  (2)本实用新型可以在不使用风扇、泵等强迫冷却系统、不改变壳体设计的情况下,通过在壳体壁面上安装主动振动元件来降低壳体壁面与冷却流体的对流换热热阻,实现有效降低电机温升的效果。通过本实施例的电机气冷壳体制成的电机体积小,噪音小以及成本低。

  (3)本实用新型的振动片上开设有通槽,便于壳体壁面流体的混合,有利于传热。

  第四、附图说明

  图1是壳体壁面安装主动振动元件的示意图。

  图2是图1中无振动片的主动振动元件示意图。

  图3是壳体壁面安装具有单边振动片的主动振动元件的示意图。

  图4是图3中有单边振动片的主动振动元件示意图。

  图5是壳体壁面安装具有双边振动片的主动振动元件的示意图。

  图6是图5中有双边振动片的主动振动元件示意图。

  图7是壳体壁面安装具有共用振动片的主动振动元件的示意图。

  图8是图7中有共用振动片的主动振动元件示意图。

  图9是壳体壁面安装具有开槽振动片的主动振动元件的示意图。

  图10是共用开圆形槽振动片的主动振动元件示意图。

  图11是共用开矩形槽振动片的主动振动元件示意图。

  第五、具体实施方式

  下面根据图1至图11对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明:

  参见图1,一种电机气冷壳体,包括壳体3,所述壳体3壁面连接有主动振动元件1,所述主动振动元件1的振动部位贴近所述壳体3壁面(换热面)且与壳体3壁面留有小的间隙,所述主动振动元件1用于通过自身的振动驱动壳体3壁面表面的空气,加强电机换热面空气的湍流,减弱壁面边界层,提高对流换热系数。

  本实施例的主动振动元件1也可以通过连接振动片2来驱动壳体3壁面的空气,如图3、图5、图7、图9。振动片2在主动振动元件1的驱动下实现振动功能。

  本实施例的壳体3壁面上的主动振动元件1有多个,本实施例的主动振动元件1的形式有多种:无振动片2的主动振动元件1(如图2)、带单边振动片2的主动振动元件1(如图4)(即一个主动振动元件1连接1个振动片2)、带双边振动片2的主动振动元件1(如图6)(即一个主动振动元件1连接2个振动片2))、共用振动片2的主动振动元件1(如图8)(即两个主动振动元件1之间连接有同一个振动片2)等。

  当主动振动元件1连接有振动片2时,振动片2贴近壳体3壁面且与壳体3壁面留有间隙。

  其中,为了便于壳体壁面流体的混合,有利于传热,振动片2的表面可以开设有多个通槽5,通槽5为圆形(如图10)、长方形(如图11)或椭圆形。通槽5的大小可以不相同。

  对于较长的振动片2,振动片2的表面开设有定位孔6(如图10和图11),用来约束振动片2,同时不影响其主要方向的振动。壳体3壁面上设有与该定位孔6相适配的定位柱7,通过定位柱7插入振动片2的定位孔6内实现振动片2的约束,如图9。

  本实施例的主动振动元件1的数量不限,根据主动振动元件1与电机的尺寸和散热的需要决定。

  主动振动元件11可以安装在光滑的壳体3表面、具有轴向散热筋4的壳体3的表面、具有径向散热筋4的壳体3的表面、裸露的定子表面等。

  其中,振动片2为表面水平的薄片结构或者表面有波纹的薄片。

  其中,主动振动元件1为具有振动功能的元件(振动器),例如:压电式振动元件、电磁式振动元件或者机械式振动元件。

  本实施例的主动振动元件1通过自身的振动部件以及振动片2的振动来驱动流体,振动方向有多种:与壁面垂直方向、平行壁面方向和其他振动方向。

  本实施例在电机壳体3的换热面(壁面)安装主动振动元件1,通过主动振动元件1的振动以及振动片2的振动对换热面流体进行驱动,提高流体的湍流度,主动减弱或破坏空气的边界层,从而增大换热面的对流换热系数,降低电机温升。

  本实施例还提供一种气冷电机,该气冷电机包括定子组件、转子组件和电机气冷壳体3,电机气冷壳体3内安装有定子组件,定子组件内布置有转子组件,电机气冷壳体3的壳体3可以有散热筋4,也可以没有散热筋4;散热筋4可以是轴向、周向;在壳体3的表面安装主动振动元件1,主动振动元件1的振动部分贴近换热面,且留有小的间隙。通过主动振动元件1的振动将换热面的流体加速,从而达到减弱或破坏空气的边界层,增强对流传热的目的。

  本实施例的气冷电机在工作时,通过外部电源为主动振动元件1供电,主动振动元件1工作,通过主动振动元件1的振动、主动振动元件1驱动振动片2的振动来驱动流体,增强对流传热。

  本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式,本实用新型的保护范围以权利要求书为准,任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。

  气冷电机 4篇:

  气冷电机及新能源汽车电池加热装置

  第一、技术领域

  本发明涉及新能源汽车热管理系统,尤其是电机气冷散热方式及新能 源汽车电池的加热方式。

  第二、背景技术

  油电混合动力汽车与电动汽车由于其优于传统汽车的高经济性和低排 放,被列为新能源汽车的行业,并得到广泛关注。油电混合动力汽车 一般由发动机、电动机、动力电池或者超级电容以及控制系统组成, 其特点是由电动机作为发动机的辅助动力驱动汽车,其能量转换器为 发动机和电动机,能量储存系统为油箱和动力电池;而电动汽车(或 者叫做纯电动汽车)则是由动力电池给电动机提供能量,由电动机独 立驱动车辆。经过十几年的发展,混合动力系统已经相当成熟,但是 仍然存在很大改进的空间。

  混合动力汽车和电动汽车所用的电机在工作时会产生大量的热量,特 别是大功率电机,需要及时散热,否则会严重影响电机的工作效率。 目前电机的散热主要有风冷,水冷和油冷。一般的风冷电机利用电机 转子末端的叶片,在转子转动过程中对电机壳内的空气产生扰动气流 ,进而对电机内部进行散热。用于车辆的电机对密封性要求较高以适 应雨雪天气等工况,所以电机的壳体是封闭的,风冷散热的电机大多 只能通过对壳体材料进行设计以提高散热效率。油冷和水冷电机虽然 散热性较好,但是需要特别设计冷却管道,而且由于液体的加入,也 会使电机质量增加,给制造和维修造成不便。

  另一方面,混合动力车辆和电动车辆所使用的锂离子电池一般平均运 作温度为-20 ~60 ℃,正常运行的最适宜温度为30 ℃左右。这样 就导致车辆在严寒气候条件下启动时,电池包产生的能量大部分会用 来发热而不是产生车辆运行的电流。如果在低温下行驶会导致电池包 中电流不稳定,同时还会影响电池的寿命。为了保证电池正常有效运 行,必须在低温下对电池包加热,使电池温度组温度均匀分布,控制 在25~35℃,使其性能和寿命达到最佳状态。目前对电池组进行加热的 方法主要有利用相变材料生热对电池组加热、采用液体作为传热介质 加热以及使用加热板或电热膜包覆的方法。但是上述方式都不是最理 想的加热方式,原因在于:

  (1)利用相变材料加热的方法研发制造成本过高,不利于大范围推广 应用;

  (2)液体作为传热介质时,对传热通道密封性要求极高,否则造成泄 露引发危险;其结构复杂且液体的重量较大,造成维修和保养困难;

  (3)加热板加热、发热线缠绕加热、电热膜包覆加热等,能量损失大 ,不利于电池壳体的绝缘。

  第三、发明内容

  本发明提供一种气冷电机,包括电机轴、转子、定子、定子绕组、机 壳、前端盖、后端盖、转子支架,所述电机轴、机壳、前端盖、后端 盖形成密闭空间,电机定子、定子绕组、转子设置其中,所述转子支 架沿轴向带有镂空孔,其特征在于,所述机壳上设置有出风口和进 风口,所述出风口和所述进风口连通至所述定子绕组端部与前后端盖 形成的腔室,所述出风口与所述进风口在机壳外部通过管道连通,所 述管道上设置有散热部。

  作为本发明的一种优选方案,所述转子一端设置有叶片,所述出风口 设置于靠近所述叶片一侧机壳上,所述进风口设置于远离所述叶片一 侧机壳上。

  所述管道上可以设置有风机,用于增加管道内空气流动。

  所述管道上可以设置有阀门,开通或阻断管道内空气流动。

  本发明还提供一种新能源汽车电池加热装置,包括动力电池组、电池 管理系统、电动机、电动机控制器,所述动力电池组外部设置有电池 厢,其特征在于,所述电机是上述的气冷电机,所述电池厢设置于所 述散热部。

  所述电池厢设置有加热进气孔和加热出气孔,所述气冷电机的出风口 与所述电池厢的加热进气孔通过进风管道相连通;所述气冷电机的进 风口与所述电池厢的加热出气孔通过出风管道相连通。

  所述进风管道上设置有保温装置,以保持管道内的热量,用于电池加 热。

  所述风机设置于所述电池厢内部,所述阀门设置于所述电池厢内部。

  本发明的有益效果在于:

  1. 散热装置结构简单,用对电机内产生的热空气进行冷却的方式进 行电机冷却,克服了液体冷却方式中电机质量增大,系统结构复杂的 问题;

  2. 使用空气作为传热媒介对电池进行加热,结构简单成本低廉,较 液体作为传热介质的方式安全系数高,生产制造工艺上更易实现;

  3. 回收电机冷却废热进行电池加热,实现了系统能量的有效回收利 用,降低整个车辆系统的制造和维护成本,更加节能。

  第四、附图说明

  图1是本发明所涉及的气冷电机的剖面结构示意图;

  图2是本发明所涉及的新能源汽车加热装置所涉及的剖面结构示意图;

  1是电机转子轴,2是定子,3是转子,4是定子绕组,5是叶片,6是电 机壳,7是进风口,8是出风口,9是出风管道,10是动力电池组,11是 电池厢,12是加热进气孔,13是加热出气孔,14是进风管道,15是风 机,16是阀门,20是加热部,21是转子支架,22是前端盖,23是后端 盖。

  第五、具体实施方式

  下面结构附图1对本发明的气冷电动机及其工作方式进一步详细说明。

  附图仅表示为实现本发明目的所采取的技术方案的最佳实施例之一, 本发明所涉及的技术方案可能会有相类似的若干表现形式,并不唯一 地以附图为准。

  如图1所示,本发明中的气冷电机在机壳6上设置有进风口7和出风口8 ,进风口7和出风口8的位置不仅限于图上所示位置,可以根据实际情 况,在机壳6上靠近前后端盖的一侧设置进风口7,另一侧设置出风口 8。进风口7与出风口8之间在电机外部通过连通管道连通,所连通管道 上设置有散热部20。进风口7与出风口8分别连通至端盖与定子绕组4、 转子3、转子支架21之间的空腔内。电机工作时,由于定子绕组4的发 热产生的热量可以使绕组周围的空气达到 上百度的高温,转子3的转动使电机内空气产生扰动,使高温空气通过 出风口8进入连通管道,在散热部20散热后冷却的空气通过进风口7回 到电机内部,达到电机散热的效果。电机与连通管道、散热部20形成 封闭的循环回路,可以保证气流通畅,并且满足电机密封性的要求。

  作为一种优选的方式,气冷电机的转子3末端设置叶片5,此时,进风 口7和出风口8的位置取决于电动机转子3上的叶片5的位置。具体地讲 ,当叶片5处于电机后端盖23一侧时,即图1所示的位置,出风口8位于 电机后端盖23一侧机壳上,连通至电机后端盖23与定子绕组4、转子3 、转子支架21所形成的空腔内,进风口7位于电机前端盖22一侧机壳上 ,连通至电机前端盖22与定子绕组4、转子3、转子支架21所形成的空 腔内;当叶片5处于电机前端盖22一侧时,出风口8设置于电机前端盖 22一侧的机壳6上,连通至前端盖22与定子绕组4、转子3、转子支架2 1所形成的空腔内,进风口7设置于电机后端盖23一侧机壳6上,连通至 后端盖23与定子绕组4、转子3、转子支架21所形成的空腔内。叶片5的 作用在于,转子3转动时通过叶片5扰动电机壳6内气流,使电机前后端 盖与转子3、定子绕组4形成的空间内产生压强差,空气通过转子支架 21缕空孔流动,在电机内部形成气流。一方面,电机中带有转子叶片 5的一端形成相对高压,高温空气通过出风口8被推入连通管道内,在 散热部20进行散热;另一方面,电机转子无叶片的一端由于空气的流 动形成相对低压,经散热部20冷却后的空气通过连通管道被吸入电机 内部,从而形成空气的循环,加强散热效果,如图1中箭头所示。

  为了加强散热效果,可以在连通管道上安装风机15,使电机内空气流 动更快,进一步加强散热效果。另外,在连通管道上安装阀门 16,通过控制装置控制阀门16的打开或者闭合,从而控制空气是否流 动,可以增加散热装置的操控灵活性。

  本发明中所述的设置于连通管道上的散热部20,是指设置的用于降低 管道内空气温度的机构,如风扇、冷媒或者管道本身的特殊设计以及 其它可以起到类似效果的机构。可以是设置于整个连通管道上的上述 机构,也可以设置在整个管道中的其中一段。

  本发明中所述的进风口7和出风口8,可以是一个或多个,但是至少存 在一个出风口和一个进风口。当进风口和出风口是多个时可以有多条 连通管道。

  除此之外,本说明书中还将介绍一种利用电机气热对电池组进行加热 的装置,用动力电池组作为上面所提到的散热部。下面结合附图2对这 一装置进行说明。

  动力电池组10外设置有电池厢11,所述电池厢11上开设有加热进气孔 12和加热出气孔13,所述的连通管道分为进风管道14和出风管道9两部 分,其中设置于电机机壳6上的出风口与设置于电池厢上的加热进气1 2孔之间设置出风管道,设置于电机机壳上的进风口8与设置于电池厢 11上的加热出气孔13之间设置有进风管道。

  为了达到本发明的给电池加热的目的,在所述的出风管道9上设置有保 温装置,以保持从电机腔内排出的气体的热量。出风管道9上还可以设 置风机15,以增加气流的速度,加强电池加热效率。阀门16的设置可 以根据需要决定是否对电池加热,比如电池温度较低,需要对电池加 热时,应将阀门16打开;电池温度适宜或较高,不需要对电池加热时 ,可以将阀门16关闭。

  从电机内部排出的热气通过出风管道9进入电池厢,由于电池组10在连 结时各电池单元间留有一定的空隙,故热空气可以从各电池 单元间的空隙进入电池组,对电池组进行均匀加热,比使用液体容器 加热以及相变材料更加经济和高效。当然,本发明也可以使用均匀的 由热导材料制作的管道布置于各电池单元之间,或者布置于电池厢内 ,热空气流过管道,从而加热电池单元,但是这种方式比热空气直接 接触电池单元效率偏低。

  经过与电池热量交换,冷却后的空气通过进风管道回到电机内部,形 成循环,在冷却电机的同时,加热电池,使能量利用效率更高。

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