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当前各大车企及零部件厂商都在研发满足市场需求的新能源汽车及其配套设施，电机作为核心零部件之一，功率密度要求也开始越来越高了，不管是作为一个整体还是单电机，电机的散热问题都在变得更加重要，对冷却方式也有了更高的要求。
目前多数油冷电机主要是在电机定子顶部及绕线端部附近布置油管且在油管上设计喷油孔，冷却油从喷油口喷射到定子铁芯外圆面及绕线端部。这种结构中定子顶部的油路与绕线端部的油路为并联连结。但是这种设计定子顶部的油路只能分配到较少的油液，电机的散热性能也较差。油液喷淋到定子铁芯顶部后，油液在重力的作用下沿着铁芯外表面流淌到定子铁芯底部。流淌的油液也不能覆盖定子铁芯外表面的全部区域，流淌的速度也较低。所以这种油冷散热的性能其实还有很多提高的空间。上期面向未来之定子篇中答应过大家，如果各位感兴趣的话出一期博格华纳的向心式冷却的专利说，后台也有不少小伙伴私信想具体全面的了解一下，本期「专利说」笔者在力所能及的范围内跟大家聊聊其具体的冷却结构。
整体来看博格华纳的向心式油冷就是把喷油部件设于定子铁芯的两端，由喷油部件、定子铁芯与电机的机壳形成了冷却介质的流通腔体。这其中的喷油部件其实就是在定子铁芯端部设有阶梯型喷油结构，定子铁芯中部的油液从阶梯型喷油结构直接喷射到定子端部绕线上，省却了油管及油管连接件，定子铁芯的散热与端部绕线散热采用串联油路连接，使得每个部分都能使用最大流量的冷却油对其散热，整体看下来这套冷却方式对冷却油的利用率整体大了很多，电机散热能力也得到了提升。
具体是怎么实现的（公开号：CN113612322A）根据其专利信息了解到其喷油孔其实是设有四种结构，这些个喷油孔沿着喷油部件面向定子铁芯的一侧至另一侧依次设置，且相邻喷油孔的轴线之间有一定的距离，以使得多个喷油孔呈倾斜方向设置。
这项专利的油通道设计是由喷油部件的端面向定子端部绕组方向倾斜设置，确保冷却介质能喷淋至定子端部绕组上。喷油通道包含多个喷油孔，沿喷油部件面向定子铁芯的一侧依次设置，相邻喷油孔轴线间具有距离，以此来优化喷淋效果。喷油孔设于喷油通道的进油端或出油端，增大截面形状的平台结构，稳定冷却介质的流动。◎喷油孔的布局：在不同硅钢片上的喷油孔至定子铁芯轴线的距离可不相同，这样也能实现更灵活的喷淋覆盖。喷油孔也可沿硅钢片径向方向多排设置，每组喷油孔中多个喷油孔沿周向依次设置，且至定子铁芯轴线的距离不同，形成阶梯式布局。◎散热件的设计：在定子铁芯外表面设置多个散热件可增大冷却介质的流动速度，提高散热性能。散热件可设置为多组，沿定子铁芯周向或轴线方向依次设置，每组散热件包括三阻挡杆，通过阻挡和分流冷却介质，增强散热效果。散热件的具体布局方式多样，如第一阻挡杆与第二阻挡杆设于同一直线上，第三阻挡杆设于间隙对应位置；或散热件呈阶梯设置，改变冷却介质的流动状态。冷却介质的流动路径从机壳上部的进油口进入冷却介质流通腔体，沿定子铁芯外表面流动，对定子铁芯进行降温。冷却介质通过喷油通道喷淋至定子端部绕组上，并在重力作用下流经定子绕组内表面，最终从机壳下部的出油口流出，形成串联油路连接。这项专利所带来的技术效果省去了现有设计中的油管及油管连接件，简化了散热结构和安装工艺，这也使得冷却介质的利用率更大了，而且每个部分都能使用最大流量的冷却介质进行散热，大大提高了电机的整体散热效果。在电机工作时，冷却介质从机壳上部的进油口进入冷却介质流通腔体内，并在该腔体内沿着定子铁芯的外表面流通，并在流动的过程中，从定子铁芯的两端的喷油部件的喷油通道喷出，直接喷淋至定子端部绕组上，冷却介质在重力的作用下流经定子绕组的内表面，并在机壳的下半部的内部空间汇聚，从机壳下半部分的出油口流出。◎冷却介质从喷油通道喷出时，由于喷油通道为变径结构，使得冷却介质呈扇形状态喷出，增大冷却介质的喷淋面积，增大散热面积。◎冷却介质进入冷却介质流通腔体内后，由于喷油通道的宽度较小，此处会有油阻，在油阻的作用下冷却介质会充满冷却介质流通空间中，所有的表面都能与冷却介质接触起到散热的效果。◎冷却介质在冷却介质流通腔体内流通时，在散热件的阻挡作用下，冷却介质由层流状态变为湍流状态，分离再混合，提高冷却介质的流动速度，提高电机的散热性能。02.
一般的喷油通道都会受限于定子槽数量的限制，喷油通道数量较少，喷射的落点间距大，这部分区域只能靠流淌的油液来冷却，与喷射落点相比这部分区域温度偏高，这也使得电机的温度一致性不怎么好。博格华纳的这项多孔型油冷电机散热结构专利（公开号：CN114337106A），就可以解决上述的问题，从而提高电机定子及绕组的散热效率和温度一致性。这项专利设计有多组喷油通道，每组喷油通道中的冷却介质流出方向设计为相交，以扇形方式喷出，从而增加冷却面积和效率。该专利把喷油通道被分为三类，并且它们在周向方向上交错排列，保证了冷却介质的均匀分布。相邻通道之间的角距离由特定数学公式（n+x）β或（m+y）β确定，其中n、m为正整数，0这其中的喷油孔可以是双孔或多孔结构，并且位于中间的喷油孔与两侧的喷油孔流出方向交叉设置，以实现更好的冷却效果。定子铁芯内部还设有汇流槽（200）、分流槽（110）和散热通道（100），用于汇集和分散进入电机的冷却介质，确保能在整个定子铁芯及端部绕组中高效流动并进行热交换。电机在工作时，冷却介质从进油口进入电机的机壳内，进入分流槽内，并沿着分流槽流动，冷却介质在流动过程中，进入各个散热通道，并沿着散热通道流动，进入汇流槽内，在汇流槽内流动，并从喷油部件的喷油通道倾斜喷出，倾斜喷淋至端部绕组上，对定子绕组进行降温，冷却介质在散热通道内流动时，对定子铁芯进行降温。定子铁芯散热与端部绕线散热采用串联油路连接，每个部分使用最大流量的冷却介质对其散热，冷却油的利用率更大，冷却介质进入铁芯的散热通道内部，由于阶梯型喷油通道较小，此处会有油阻，在油阻的作用下冷却介质会充满铁芯上的散热通道的空间内，所有的表面都能与冷却介质接触，以此提高散热效果。下期内容大家如果有感兴趣的话题或想了解方向，可以在评论区发表意见，笔者会统一意见为大家梳理好的内容！-END-
