电机及包括其的车辆的制作方法-j9九游会真人

文档序号:35696983发布日期:2023-10-11 19:59阅读:3来源:国知局


1.本技术涉及新能源汽车技术领域,具体地涉及一种包括导电密封环的电机,并进一步涉及一种包括所述电机的车辆。


背景技术:

2.随着新能源汽车的发展,三电(电机、电池、电控)的引入使得混动或者纯电电机在开发过程中相继出现一些轴承电腐蚀的问题。其起因是变频电源使用的pwm(pulse width modulation,脉冲宽度调制)控制使三相在任何时刻共模电压都不等于零,并形成轴电流。此外,电机内部存在众多寄生电容,易于产生电荷累积形成电势。轴承油膜作为最薄弱的电容,其在运行中被击穿,从而发生edm(electrical discharge machining,电火花加工)放电。电流从轴承的内圈经滚子传到外圈然后到金属壳体。在电流击穿润滑油膜的过程中,高温使轴承表面发生熔融,形成微小的熔融坑。在滚道上,不断累积的电蚀熔融坑形成搓板纹。搓板纹及钢球表面的熔融坑进一步影响轴承的润滑和运转状态,如形成大片的磨损或剥落腐蚀等,带来轴承噪音、异常温升等问题,降低轴承寿命。
3.然而,现有的轴承放电保护方案通常结构复杂、需要较大的布置空间,并且价格昂贵,实际应用性差。


技术实现要素:

4.本技术旨在提供一种电机及包括其的车辆,以解决或缓解至少部分背景技术中提及的问题。
5.为了实现前述目的之一,根据本技术的一个方面,提供一种电机,所述电机包括:壳体,其上设置有安装孔;输入轴,其经由一个或多个轴承支承在所述壳体中,并且所述输入轴的端部插入所述安装孔中;以及导电密封环,所述导电密封环具有使其沿周向断开的开口,所述导电密封环设置在所述输入轴的所述端部与所述安装孔之间,以形成密封并将所述输入轴上累积的电荷疏导到所述壳体。
6.除了上述特征中的一个或多个之外,或者作为替代方案,在另外的实施例中,所述电机还包括经过所述导电密封环与所述输入轴的油路,所述导电密封环在所述油路中的油压作用下分别接触所述端部和所述安装孔以将所述输入轴上累积的电荷疏导到所述壳体。
7.除了上述特征中的一个或多个之外,或者作为替代方案,在另外的实施例中,所述输入轴的所述端部的外壁上周向地设置有第一凹槽,所述导电密封环套设在所述第一凹槽中,并与所述端部一起插入所述安装孔内。
8.除了上述特征中的一个或多个之外,或者作为替代方案,在另外的实施例中,所述导电密封环在所述油路中的油压作用下沿轴向抵靠所述第一凹槽的侧壁并张开所述开口以沿径向抵靠所述安装孔的内壁。
9.除了上述特征中的一个或多个之外,或者作为替代方案,在另外的实施例中,所述安装孔的内壁上周向地设置有第二凹槽,所述导电密封环设置在所述第二凹槽中,并套设
在所述输入轴的所述端部外部。
10.除了上述特征中的一个或多个之外,或者作为替代方案,在另外的实施例中,所述导电密封环在所述油路中的油压作用下沿轴向抵靠所述第二凹槽的侧壁并压缩所述开口以沿径向抵靠所述输入轴的所述端部的外壁。
11.除了上述特征中的一个或多个之外,或者作为替代方案,在另外的实施例中,所述开口的形状包括:与所述导电密封环的轴向平行的平开口、与所述导电密封环的轴向以一角度倾斜的斜开口、以及曲折形开口。
12.除了上述特征中的一个或多个之外,或者作为替代方案,在另外的实施例中,所述导电密封环的截面形状为矩形。
13.除了上述特征中的一个或多个之外,或者作为替代方案,在另外的实施例中,所述导电密封环由包括碳纤维的树脂材料制成。
14.为了实现前述目的之一,根据本技术的另一方面,提供一种车辆,所述车辆包括如前述方面所述的电机。
15.根据本技术的电机及包括其的车辆,通过设置导电密封环,显著降低了轴承电压,有效减少了轴承发生电腐蚀,延长了轴承的使用寿命,并且导电密封环结构简单、制造及安装方便,实现了简单、有效的轴承保护方式,同时优化了电机的整体布置结构、降低了其制造成本。
附图说明
16.参照附图,本技术的公开内容将更加方便理解。应当了解,这些附图仅仅用于说明的目的,而并非意在对本技术的保护范围构成限制。
17.图中:
18.图1示出了根据本技术的一种实施方式的电机的剖视图;
19.图2示出了图1中的电机的另一角度的剖视图;
20.图3示出了图1中圈a处的示意性放大图;
21.图4示出了图1中的导电密封环的一种实施方式的示意图;以及
22.图5示出了图1中的导电密封环的另一种实施方式的示意图。
具体实施方式
23.下文将参照附图中的示例性实施例来详细地描述本技术。但应当知道的是,本技术可通过多种不同的形式来实现,而不应该被理解为局限于本文所阐述的实施例。在此提供这些实施例旨在使得本技术的公开内容更为完整与清楚,并将本技术的构思完全传递给本领域技术人员。
24.此外,对于本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征,或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征,本领域技术人员容易想到在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行适当的组合或者删减,由此获得可能未在本文中直接提及的本技术的更多其它实施例,这些实施例并未脱离本技术的技术思想范围。
25.图1是根据本技术的一种实施方式的电机的剖视图,该电机可以是用于例如新能源汽车的三合一变速箱(即,电机、减速器、电机控制器三合一)的驱动电机。图1所示的电机
包括前壳体10、后壳体20、与后壳体20经由多个螺栓31固定连接的轴承板30。驱动电机的输入轴40经由前端圆柱轴承51、中间球轴承52(其可以安装到轴承板30)以及后端球轴承53支承在前壳体10与后壳体20之间。自输入轴40径向向外依次布置有衬套61、冷却转子62、冷却定子63(例如喷淋冷却定子)。该电机还包括经由密封圈71密封后壳体20上的装配孔的后壳体密封盖70(参见图2)。此外,轴承板30上还可以安装有旋转变压器32。应当理解,图1所示的电机的基本结构仅是示例性的,在其他实施方式中,可以增加或减少相应部件或者改变各个部件的结构和布置方式。
26.如图1的圈a处以及图3中圈a处的放大图(其中仅示出了上半部分,而省略了对称的下半部分)所示,后壳体20上构造有安装孔21,输入轴40的靠近后壳体20的端部41插入该安装孔21中,其中端部41与安装孔21之间设置有导电密封环100,以在端部41与安装孔21之间形成密封并将输入轴40上累积的电荷疏导到后壳体20,进而从后壳体20导出接地,从而降低输入轴40的轴电压,避免电荷在各个轴承处积聚达到一定程度后击破轴承的润滑油膜,造成轴承的电腐蚀。应当理解,在其他实施方式中,导电密封环100也可以设置在输入轴40与电机壳体(前壳体10、后壳体20)之间的能够将电荷从输入轴40疏导到电机壳体的其他位置处。
27.图2是图1中的电机的另一角度的剖视图,其中示出了为电机供应冷却油液的油管80,其中虚线箭头示出了冷却油液的流动方向,可以看到,油液自油管80流到后壳体密封盖70处,然后经由沿输入轴40的轴线延伸的通道42流向前端圆柱轴承51。冷却油液经由衬套61使冷却转子62冷却。在流动过程中,油液流到输入轴40的端部41与安装孔21的连接部位,从图3可以看到油压作用时的圈a处的示意性放大图。在图3所示的实施方式中,输入轴40的端部41的外壁上周向地设置有第一凹槽411,导电密封环100套设在第一凹槽411中,并与端部41一起插入安装孔21内,导电密封环100在油压的作用下张开开口,直径扩大,从而沿径向抵靠安装孔21的径向内壁,并且在油压的推动下(在图3中从左至右)沿轴向抵靠第一凹槽411的侧壁(即垂直于输入轴40的轴线的壁面,在图示实施方式中为图中的右边的侧壁),由此实现了与后壳体20和输入轴40两者的接触,从而可以将输入轴40上的电荷疏导到后壳体20进而导出接地,降低了输入轴40的轴电压,避免了电荷从输入轴40传导到各个轴承进而积聚到一定程度后击穿轴承的润滑油膜导致轴承电腐蚀。本技术的具有导电密封环设计的电机的搭载于变速箱进行实验测试,在420伏电压、电机12000rpm转速下,轴承电压仅为约1伏。
28.在此种布置下,本文述及的电机通过在电机壳体和输入轴之间设置导电密封环,显著降低了轴承电压,减少了其发生电腐蚀,延长了轴承的使用寿命,并且导电密封环结构简单、制造及安装方便,实现了简单、有效的轴承保护方式。
29.如下将通过示例性说明来介绍关于该电机的进一步的具体实施或细化、改进过程,以便进一步改善其工作效率、可靠性或出于其他方面的改进考虑。
30.例如,在另一种实施方式中,可以不在输入轴40的端部设置第一凹槽411,而在安装孔21的内壁上周向地设置第二凹槽(未图示),导电密封环100设置在第二凹槽中,并套设在输入轴40的端部41外部。导电密封环100在油路中的油压作用下沿轴向抵靠第二凹槽的侧壁并压缩开口以沿径向抵靠输入轴40的端部41的外壁。可以在第二凹槽中设置例如导流槽的结构以使油液可以流到导电密封环100的径向外侧,以使油压沿导电密封环100的径向
从外向内作用从而压缩开口以抱紧输入轴40。
31.在此基础上,图4和图5分别示出了导电密封环100的另外的实施方式。如图4,导电密封环100的两个端部101和102可以分别具有凹口,两个端部101和102分别搭接在彼此的凹口中,以形成曲折形的开口(或更具体地,例如迷宫形开口),从而能够沿整个周向方向更好地绝缘和导电。或者如图5所示,导电密封环100的两个端部101和102可以分别具有相互平行的平的端面,并形成与导电密封环100的轴向平行的平开口,以简化制造工艺、降低制造成本。或者在其他实施方式中,开口也可以设计成与导电密封环100的轴向以一角度倾斜的斜开口。在图4和图5所示的实施方式中,导电密封环100的截面形状为矩形的,在其他实施方式中,其也可以是其他合适的形状。
32.导电密封环100可以由包括碳纤维的树脂材料制成,例如由含30%碳纤维的peek(聚醚醚酮)材料制成,从而能够具有导电性并具有一定的弹性,以在油压的作用下扩张或收缩其开口来实现密封和导电,并且此种材料成本低、耐磨性好,能够有效降低电机的制造成本并且延长其使用寿命。
33.在此种布置下,根据本技术有效降低了电机内部的电荷积累,避免了轴承油膜击穿发生edm放电、进而产生高温使轴承表面熔融,提高了轴承的抗电腐蚀性、有效保护了电机轴承并延长了轴承的使用寿命。此外,导电密封环结构简单、制造成本低,并且占用空间小,便于在油冷、水冷电机中布置,从而优化了电机布置结构。
34.以上例子主要说明了本技术的电机和包括所述电机的车辆。尽管只对其中一些本技术的实施方式进行了描述,但是本领域普通技术人员应当了解,本技术可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此,所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的,在不脱离本技术的技术方案的精神及范围的情况下,本技术可能涵盖各种的修改与替换。
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