本實用新型屬于電機冷卻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輪轂電機腔內(nèi)動態(tài)可調(diào)油量浸油冷卻結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著新能源電動汽車和混動技術(shù)的發(fā)展，緊湊高效的輪轂電機驅(qū)動方式漸漸受到青睞，對汽車極致動力性能的追求導致輪轂電機功率越來越高，因此電機產(chǎn)生的廢熱相應(yīng)的提高(總功率的3％-5％)，如果這些廢熱不能及時有效散入環(huán)境，會造成電機內(nèi)部熱量聚集而產(chǎn)生高溫，輪轂電機內(nèi)部的溫度過高會造成線圈絕緣性遭到破壞、永磁體不可逆退磁等后果，這將大大降低輪轂電機的壽命，影響汽車的安全性，所以輪轂電機內(nèi)部溫度必須控制在所允許的范圍內(nèi)。由于輪轂電機直接裝配在車輪上，受裝配空間限制，其體積并不能隨心所欲增加，而且輪轂外殼兩側(cè)需要裝配制成結(jié)構(gòu)和車輪，單純依靠外殼表面散熱將熱量散出的量非常有限，因此輪轂電機的散熱需求越來越凸顯出來。

現(xiàn)在對于20KW以上的高功率輪轂電機，普遍采用了強制水冷散熱方式，以求獲得較優(yōu)優(yōu)異的散熱性能，參照圖1所示，一般水冷套布置在輪轂電機圓周外殼與定子01之間，受電機結(jié)構(gòu)限制，定子01與水冷套接觸面積有限，定子其它部分懸空，如果在不與定子01接觸的外殼上布置水冷套，依靠空氣將定子01線圈產(chǎn)熱傳導到這部分水冷套上進行散熱，由于空氣導熱系數(shù)較低，其散熱效果有限，投入大收益有限，得不償失，因此有人提出了在電機導油腔內(nèi)部加入少量導熱油，依靠轉(zhuǎn)子02轉(zhuǎn)動將油拋甩到定子與殼壁水冷套上進行散熱，用油代替空氣作為內(nèi)部傳熱媒介，能有效減小內(nèi)部熱阻，提高水冷套換熱效率。但是這種方式，考慮到油對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動阻力，加入過多會影響電機效率，只能加入少量導熱油，依靠轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動將油拋甩到電機定子和外殼上進行散熱，這對于方式對于正常運行的電機散熱效果較好，而輪轂電機在爬坡轉(zhuǎn)速低速運轉(zhuǎn)或是堵轉(zhuǎn)工況下，發(fā)熱量是正常運轉(zhuǎn)工況下的3倍左右，這時候轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速慢或不轉(zhuǎn)動，導熱油沉積在電機導油腔底部，其導熱油散熱作用就非常有限了。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有散熱方式的弊端，保證輪轂電機各種運行工況下的散熱需求，本實用新型提出一種輪轂電機腔內(nèi)動態(tài)可調(diào)油量浸油冷卻結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)電機運行工況自動動態(tài)調(diào)節(jié)，可以滿足電機工作全工況的散熱需求，而且避免了散熱過程中導熱油對轉(zhuǎn)子運行產(chǎn)生較大的阻礙。

為實現(xiàn)上述技術(shù)方案，本實用新型提供了一種輪轂電機腔內(nèi)動態(tài)可調(diào)油量浸油冷卻結(jié)構(gòu)，包括：電機外殼；安裝在電機外殼內(nèi)側(cè)的定子線圈；以及安裝在電機外殼內(nèi)側(cè)且可繞定子線圈旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；其特征在于：所述電機外殼與定子線圈之間安裝有水冷套，所述定子線圈和轉(zhuǎn)子之間設(shè)置有導油腔，所述導油腔的上端通過導油管連接到第一換向閥的油路出口，所述第一換向閥的油路進口通過導油管連接到儲油盒；所述導油腔的下端通過導油管連接到第二換向閥的油路出口，所述第二換向閥的油路進口通過導油管連接到儲油盒，所述第一換向閥和第二換向閥之間通過油泵連接。

在上述技術(shù)方案中，導油腔、第一換向閥、儲油盒、第二換向閥以及油泵之間形成一個導熱油的通路，可以控制針對電機的不同工況進行調(diào)節(jié)，當電機由靜止啟動、堵轉(zhuǎn)或緩慢爬坡時，發(fā)熱量巨大，此時油泵啟動，油泵從儲油盒中抽油并泵送至電機導油腔內(nèi)，導熱油將導油腔充滿后，油泵持續(xù)動作，使導油腔內(nèi)的導熱油循環(huán)流動，實現(xiàn)對流換熱，將定子線圈和轉(zhuǎn)子的發(fā)熱量傳導至水冷套中進行散熱，如此一來，可以將定子線圈和轉(zhuǎn)子發(fā)出的巨大熱量通過對流換熱從水冷套中快速散發(fā)，從而解決了輪轂電機啟動時或者在爬坡轉(zhuǎn)速低速運轉(zhuǎn)或是堵轉(zhuǎn)工況下，發(fā)熱量是正常運轉(zhuǎn)工況下的3倍左右，而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速慢或不轉(zhuǎn)動，導熱油沉積在電機導油腔底部，導致導熱油散熱作用非常有限的缺陷。當電機緩慢加速至穩(wěn)定運行過程中，油泵將電機導油腔內(nèi)滿載的導熱油抽出至儲油盒，保證導熱油的容量在導油腔三分之一左右后，油泵停止工作，依靠轉(zhuǎn)子帶動導油腔內(nèi)導熱油對流，將定子線圈和轉(zhuǎn)子的發(fā)熱量傳導至水冷套進行換熱，如此一來就可以減少高速運轉(zhuǎn)過程中，滿載導熱油對轉(zhuǎn)子的運行產(chǎn)生很大阻力的缺陷。

優(yōu)選的，所述第一換向閥上設(shè)置有a位導通口和b位導通口，所述第二換向閥上設(shè)置有c位導通口和d位導通口。通過第一換向閥上的a位導通口、b位導通口以及第二換向閥上的c位導通口、d位導通口之間的配合，可以實現(xiàn)導熱油從導油腔內(nèi)的導入和導出，并可以精確控制導熱油的流向和流量。

優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)子上設(shè)置有速度檢測器，所述導油腔內(nèi)安裝有液位檢測器，所述速度檢測器和液位檢測器分別與油泵、第一換向閥和第二換向閥連接。通過速度檢測器和液位檢測器與油泵、第一換向閥、第二換向閥之間的配合可以實現(xiàn)導熱油流向和流量的智能控制。

本實用新型提供的一種輪轂電機腔內(nèi)動態(tài)可調(diào)油量浸油冷卻結(jié)構(gòu)的有益效果在于：

(1)本輪轂電機腔內(nèi)動態(tài)可調(diào)油量浸油冷卻結(jié)構(gòu)通過油泵、儲油盒、第一換向閥、第二換向閥等附加裝置，可調(diào)整不同工況下輪轂電機導油腔內(nèi)部的充油量，在啟動、低轉(zhuǎn)速或堵轉(zhuǎn)的情況下，使電機導油腔內(nèi)注滿導熱油，并在油泵的工作用下在導油腔內(nèi)部進行強制對流，與水冷套進行換熱，對電機進行冷卻；當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速慢慢增速到正常轉(zhuǎn)速工況下，電機導油腔內(nèi)部導熱油被慢慢抽出，僅留下少量油，在轉(zhuǎn)子拋甩作用下進行散熱，以減少高速運轉(zhuǎn)下導熱油對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的阻力，從而實現(xiàn)根據(jù)電機運行工況進行動態(tài)調(diào)節(jié)，滿足對電機在全工況散熱的需求；

(2)本輪轂電機腔內(nèi)動態(tài)可調(diào)油量浸油冷卻結(jié)構(gòu)中，油泵可以根據(jù)輪轂電機運行工況，動態(tài)、智能調(diào)節(jié)電機導油腔內(nèi)的導熱油量，始終保持腔體內(nèi)導熱油處于運動對流換熱狀態(tài)，實現(xiàn)對電機內(nèi)部進行換熱，對堵轉(zhuǎn)工況溫升有很好的抑制作用，同時當電機高速轉(zhuǎn)動時，將電機導油腔內(nèi)導熱油降至散熱需要的最低油量，從而減少導熱油對電機工作效率的影響。

(3)本輪轂電機腔內(nèi)動態(tài)可調(diào)油量浸油冷卻結(jié)構(gòu)克服了定量浸油冷卻方案無法對慢速爬坡和堵轉(zhuǎn)工況下進行有效散熱的缺點，能夠根據(jù)電機不同運行工況下的發(fā)熱特點，全工況下滿足電機的散熱需求，徹底解決輪轂電機的散熱問題，同時避免了嚴重損害輪轂電機的工作效率。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)輪轂電機的剖視圖。

圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、油泵；2、儲油盒；31、第一換向閥；32、第二換向閥；4、轉(zhuǎn)子；5、定子線圈；6、水冷套；7、電機外殼；8、導油腔；9、導油管。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。本領(lǐng)域普通人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，均屬于本實用新型的保護范圍。

實施例1：一種輪轂電機腔內(nèi)動態(tài)可調(diào)油量浸油冷卻結(jié)構(gòu)。

參照圖2所示，一種輪轂電機腔內(nèi)動態(tài)可調(diào)油量浸油冷卻結(jié)構(gòu)，包括：電機外殼7；安裝在電機外殼7內(nèi)側(cè)的定子線圈5；以及安裝在電機外殼7內(nèi)側(cè)且可繞定子線圈5旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子4；所述電機外殼7與定子線圈5之間安裝有水冷套6，所述定子線圈5和轉(zhuǎn)子4之間設(shè)置有導油腔8，所述導油腔8的上端通過導油管9連接到第一換向閥31的油路出口，所述第一換向閥31的油路進口通過導油管9連接到儲油盒2；所述導油腔8的下端通過導油管9連接到第二換向閥32的油路出口，所述第二換向閥32的油路進口通過導油管9連接到儲油盒2，所述第一換向閥31和第二換向閥32之間通過油泵1連接。

本實用新型的工作原理是：導油腔8、第一換向閥31、儲油盒2、第二換向閥32以及油泵1之間形成一個導熱油的通路，可以控制針對電機的不同工況進行調(diào)節(jié)，當電機由靜止啟動、堵轉(zhuǎn)或緩慢爬坡時，發(fā)熱量巨大，此時油泵1啟動，油泵1從儲油盒2中抽油并泵送至電機導油腔8內(nèi)，導熱油將導油腔8充滿后，油泵持續(xù)動作，使導油腔8內(nèi)的導熱油循環(huán)流動，實現(xiàn)對流換熱，將定子線圈5和轉(zhuǎn)子4的發(fā)熱量傳導至水冷套6中進行散熱，如此一來，可以將定子線圈5和轉(zhuǎn)子4發(fā)出的巨大熱量通過對流換熱從水冷套6中快速散發(fā)，從而解決了輪轂電機啟動時或者在爬坡轉(zhuǎn)速低速運轉(zhuǎn)或是堵轉(zhuǎn)工況下，發(fā)熱量是正常運轉(zhuǎn)工況下的3倍左右，而轉(zhuǎn)子4轉(zhuǎn)速慢或不轉(zhuǎn)動，導熱油沉積在電機導油腔8底部，導致導熱油散熱作用非常有限的缺陷。當電機緩慢加速至穩(wěn)定運行過程中，油泵1將電機導油腔8內(nèi)滿載的導熱油抽出至儲油盒2，保證導熱油的容量在導油腔8體積的三分之一左右后，油泵1停止工作，依靠轉(zhuǎn)子4帶動導油腔8內(nèi)導熱油對流，將定子線圈5和轉(zhuǎn)子4的發(fā)熱量傳導至水冷套6進行換熱，如此一來既可以保證定子線圈5和轉(zhuǎn)子4的散熱效率，又可以減少高速運轉(zhuǎn)過程中，滿載導熱油對轉(zhuǎn)子4的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生很大的阻力的缺陷。

參照圖2所示，所述第一換向閥31上設(shè)置有a位導通口和b位導通口，所述第二換向閥32上設(shè)置有c位導通口和d位導通口。通過第一換向閥31上的a位導通口、b位導通口以及第二換向閥32上的c位導通口、d位導通口之間的配合，可以實現(xiàn)導熱油從導油腔8內(nèi)的導入和導出，并可以精確控制導熱油的流向和流量。

參照圖2所示，所述轉(zhuǎn)子4上設(shè)置有速度檢測器，所述導油腔8內(nèi)安裝有液位檢測器，所述速度檢測器和液位檢測器分別與油泵1、第一換向閥31和第二換向閥32連接。通過速度檢測器和液位檢測器與油1泵、第一換向閥31、第二換向閥32之間的配合可以實現(xiàn)導熱油流向和流量的智能控制。

具體而言，本實施例中，當電機由靜止啟動、堵轉(zhuǎn)或緩慢爬坡時，速度檢測器檢測到轉(zhuǎn)子4運行速度低于設(shè)定值，油泵1啟動，第二換向閥32的c位導通口和第一換向閥31的b位導通口導通，第一換向閥31的a位導通口和第二換向閥32的d位導通口關(guān)閉，油泵1從儲油盒2中抽油，泵入電機導油腔8內(nèi)，當液位檢測器檢測到導熱油充滿導油腔8后，第二換向閥32的c位導通口閉合以及d位導通口導通，這時第一換向閥31的b位導通口和第二換向閥32的d位導通口導通，第一換向閥31的a位導通口和第二換向閥32的c位導通口關(guān)閉，油泵1從電機導油腔8內(nèi)先將導熱油抽出至儲油盒2進行降溫，然后再泵入導油腔8，使導油腔8內(nèi)的導熱油循環(huán)流動，實現(xiàn)對流換熱，將定子線圈5和轉(zhuǎn)子4的發(fā)熱量傳導至水冷套6中進行散熱。當電機緩慢加速至穩(wěn)定運行過程中，速度檢測器檢測到轉(zhuǎn)子4運行速度等于或者高于設(shè)定值，第一換向閥31的b位導通口閉合，第一換向閥31的a位導通口導通，這時第一換向閥31的a位導通口和第二換向閥32的d位導通口導通，第一換向閥31的b位導通口和第二換向閥32的c位導通口關(guān)閉，油泵1從電機導油腔8內(nèi)將導熱油抽出，泵入儲油盒2，液位檢測器檢測使得電機導油腔8內(nèi)的導熱油液面逐漸下降至腔體高度的1/3后油泵1關(guān)閉，依靠轉(zhuǎn)子4帶動腔內(nèi)導熱油對流，將定子線圈5和轉(zhuǎn)子4的發(fā)熱量傳導至水冷套6進行換熱。

通過上述冷卻結(jié)構(gòu)，油泵1可以根據(jù)輪轂電機運行工況，動態(tài)、智能調(diào)節(jié)電機導油腔8內(nèi)的導熱油量，始終保持腔體內(nèi)導熱油處于運動對流換熱狀態(tài)，實現(xiàn)對電機內(nèi)部進行換熱，對堵轉(zhuǎn)工況溫升有很好的抑制作用，同時當電機高速轉(zhuǎn)動時，將電機導油腔8內(nèi)導熱油降至散熱需要的最低油量，從而減少導熱油對電機工作效率的影響。同時本冷卻方法克服了定量浸油冷卻方案無法對慢速爬坡和堵轉(zhuǎn)工況下進行有效散熱的缺點，能夠根據(jù)電機不同運行工況下的發(fā)熱特點，全工況下滿足電機的散熱需求，徹底解決輪轂電機的散熱問題，同時避免了嚴重損害輪轂電機的工作效率。

以上所述為本實用新型的較佳實施例而已，但本實用新型不應(yīng)局限于該實施例和附圖所公開的內(nèi)容，所以凡是不脫離本實用新型所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本實用新型保護的范圍。