介绍
电机的油冷技术对于转子和定子来说，有多种技术路线可以选择，每种路线都有其独特的特点和适用场景。以下是对目前的主要油冷技术路线：
（1）浸油冷却转子是一种直接冷却方式，通过将转子浸入冷却油中，使冷却油与转子直接接触，达到散热的效果。这种方式冷却效果较好，能够有效地降低转子的温度。上汽的CN110323895A方案就是用冷却油淹没部分转子，同时利用转子搅动冷却油，将其甩到定子端部达到冷却定子的目的。此方案油温需要维持在较高的温度，以降低油的粘稠度，否则会有较大的电机转子的搅油损耗[14]。
（2）油冷轴是通过在转轴上设置油路，使冷却油能够流经转轴内部，从而实现对转轴的冷却。这种方式能够直接对转轴进行冷却，散热效果较为显著。适用场景：适用于转轴温度较高且需要精确控制温度的场合，如高速电机等。
Tesla采用空心轴套的方式，在转轴内部布置油路，同时对转子和轴承进行冷却，空心轴套的难点在于空心轴和进油管之间需要刚性连接[8-9]。在冷却轴的同时，还可以在压板上开甩油孔，利用离心力将转轴中的冷却油通过压板甩向定子端部内测，达到冷却定子的目的[10-12,15-16,18]。这种方案因为油路布置原因，前后压板中的油压会有差异，导致对定子前后端部的冷却效果不均匀。
也有方案使用引油板将冷却油引导至转子套筒内侧，进而通过压板将冷却油甩向定子端部[19]。
（3）对于定子油冷却，常见的是绕组喷淋冷却，一种是通过设计不同的定子冲片或错位叠片工艺，在定子铁心冲叠压出冷却油道和端部喷油口，对定子铁心直接进行冷却，同时利用喷油孔对定子端部进行喷淋冷却[1-7]。这种方案同时冷却铁心和端部，冷却效果较好，但是需要设计多种冲片规格，且冲片拓扑结构较为复杂，开模成本和工艺难度较高。
（4）大部分方案采用的是多种技术路线并行，在电机内部布置多条冷却油道，同时冷却定子铁心，转子和定子端部，确实在提升冷却效率上具有一定的优势，但同时也带来了一些问题，特别是关于油阻和冷却效果的不均匀性。
电机内部布置多条冷却油道意味着冷却油需要在更复杂的路径中流动。这增加了冷却系统的复杂性和制造成本，同时也可能导致油阻的升高。高油阻不仅会增加冷却系统的能耗，还可能影响冷却油的流动速度和流量，进而影响冷却效果。
其次，由于电机内部的结构和散热需求存在差异，不同部件的冷却效果也可能有所不同。例如，定子铁心、转子和定子端部的材料和结构差异可能导致它们对冷却油的需求和散热能力不同，这可能导致某些部件的冷却效果不理想。
1、Tesla-US11125315B（定子铁心喷油）
该技术方案最大的特点就是在定子铁芯表面开有162个方形油道，与机壳过盈形成油路。并在定子两端各设置有喷油环，对绕组端部进行喷淋冷却。
冷却油从壳体310的进油孔303进入定子铁芯116的环状凹槽200，油流从定子表面的方形油道202、203沿轴向流入铁芯前后端部，再通过前后喷油环120、121的喷油孔315、317喷淋在绕组端部
如图显示出了喷油环和密封件的装配关系，密封圈500通过凸起506装配在喷油环的凹槽504中，并与壳体挤压形成密封腔体。密封圈502装配在喷油环凹槽508中，使冷却油从方形油道出来后可以全部通过喷油环喷射在绕组端部，避免油泄露到气隙中。
2、Lucid-US10128701B2、US20210351641A1（定子铁心喷油）
冷却油1101从铁芯1103的中间段进入铁芯内部，再沿着冷却通道1105和冷却通道1109轴向流两端。最后1109排出的冷却剂1101穿过由叠片1205形成的冷却通道1207，和叠片1203形成的1211喷淋在定子端部1107。该定子铁芯通过四种不同结构的铁芯冲片，按照一定规律叠压，最终形成了内部的轴向喷油油道。
3、博格华纳（天津）-CN113612322B、CN114337106B（定子喷油）
如图冷却液从进油口7进入定子中间段，并沿着定子铁芯2的外表面冷却通道5流通，实现对定子铁芯2表面降温，再通过第二类冲片旋转叠压构成的喷油部件3，形成阶梯型喷油通道4，使冷却液可以倾斜喷射在绕组端部。并在重力作用下，冷却液流经下半部分定子绕组6和绕组内表面，对定子绕组进行降温。
4、华为-CN115333265A（定子压板喷油）
冷却油从壳体1中间段的进油口11进入，与其他中间进油方案不同，该壳体具有环形通道12，中间端铁芯外径与其他段相同。进液口11将冷却液引入定子铁心21表面，定子铁芯1表面上有多个凹槽结构用于形成轴向冷却流道a。定子铁芯21沿轴向方向的两端的端面13和端面214冲片具有导流槽，形成径向的冷却通道b。第一端板23和第二端板24分别位于定子铁芯21轴向方向的两端，在端板23、24上分别具有喷油孔232和241，将冷却液体喷淋在绕组上。
5、华为-CN116865465A（定子压板孔喷油）
华为在原先专利CN115333265A上做出了改进，该冷却系统不仅在定子轭部有斜喷的第一冷冷却口11，在槽底上方还有第二冷却口孔12。多个第一冷却孔分别与多个第二冷却孔相邻排列，每个径向流道贯穿定子硅钢片并连通一个第一冷却孔和一个第二冷却孔。油路走向如下：
冷却油从壳体进油口501进入，通过壳体环形通道502，将冷却油引入第一类定子铁芯T1表面，并沿着T1表面上有多个的轴向冷却液流道D1分别流向前后两端，其中流向前端冷却油经过第二类定子铁芯T2、第三类定子铁芯（端板）T31和T32从第一冷却口11倾斜喷在绕组上方。流向后端的冷却油经过第二类定子铁芯T2的导油槽形成的径向流道15，经过第二冷却口12回流到铁芯T1的轴向冷却流道D2，并通过第二类定子铁芯T2、第三类定子铁芯（端板）T31和T32从槽底上方的第二冷却口12直喷在绕组上。第二类定子铁芯T2、第三类定子铁芯（端板）T31和T32通过前后通过旋转错位装配可以在绕组前后端均形成相互串联的冷却通道11、12。
6、小米-CN116014928A（定子油环喷油）
专利采用冷却油环方案，所述冷却第一冷却油环21、第二冷却22设于所述定子铁芯1的前后端部，且与定子铁芯1同轴布置。冷却油环上设有多个进油通道23和多个出油通道24，进油通道23和出油通道24均与定子铁芯轴向的喷油孔形成的冷却通道12连通。
冷却油从壳体进油孔201进入，通过第一油环21的第一进油通道231通入至冷却通道12内，然后冷却油液沿冷却通道12的长度方向移动并由冷却通道12的另一端流出，流出的冷却油液可以进入至第二油环22的第二进油通道232。由于第二进油通道232与其相邻的第二出油通道242连通，从而可以将冷却油液通过第二出油通道242排出至第二油环22，最后再通过另一冷却通道12将冷却油液回流至第一出油通道241。同时冷却油环上设置有油喷孔，冷却油通过喷油孔喷淋在绕组端部
7、小米-CN116613907A（（定子油环喷油））
为了使前后两端和圆周方向绕组冷却更加均匀，得到更好的散热效果，小米在该专利中进行了改进设计。冷却介质由壳体4的第一进油口41进入定子后，沿定子铁芯21流向两侧，经过两侧的油环1后喷淋到定子绕组22的整个外周，以分别实现对定子铁芯21和定子绕组22的冷却。
小米的技术方案定子铁芯包含两种叠片，通过将多个叠片叠压和旋转设计，能够形成不同冷却介质流动路径，以提高对定子铁芯的冷却效果。
8、Tesla-空心轴套（专利号：US7579725）（空心转子间接冷却）
驱动轴103是一根较粗的驱动轴，在105端封闭，在107端打开。空心冷却剂进油管109通过多个辐条支架111，刚性地连接到轴103上。在运行过程中，冷却剂通过从113端进入进油管109，直到流到闭合端105的内表面，冷却剂将重新沿115方向重新流回，从而冷却传动轴和所驱动的转子。其中闭合端105的内表面设计成凸出式结构701，可以有效的减小管路的压头损失。在此方案中需要两个密封圈117和113，防止冷却液泄露。空心轴套的难点在于空心轴103和进油管109同时旋转需要他们之间刚性连接。
9、Tesla-空心轴套+机壳冷却（专利号：US6191511）
在Tesla2007的基础上，特斯拉在2009年做了改进。用机械离心泵代替了外置油泵，也不需要外置的散热器，并且在机壳上做了冷却流道来使定子部分充分冷却。冷却液通过定子和转子之间循环保证了良好的温度循环，也减少了温差引起的热膨胀量不同造成轴承的磨损。
电机的空心轴11通过轴承6和7固定在在定子法兰4和法兰5上，轴上的中心孔12延伸长度覆盖到整个电枢10和前后轴承6、7，这样不仅可以冷却到转子温度还能有效的冷却轴承的发热。
10、宇通客车-机壳冷却+端部灌封（专利号：CN201720950781）
冷却油从电机壳体的进油口（3）进入通过壳体油路（21），流入电机的前端盖油路（6）。其中油路（6）和轴承室（8）连通，冷却油对定子和轴承室进行冷却后，最后从后端盖（5）流回壳体（1）的出油口（4）。整个回路中，壳体油路（21）与端盖油路（6）之间的对接处设有密封圈（15），防止冷却油的外泄。如图二，电机前后端盖的端面上设有用于将定子（14）的热量传递至前后端盖（5）的导热绝缘材料——灌封胶或导热硅胶（16）。
10、长城汽车-转子支架+甩油冷却（专利号：CN201620387763）
电机冷却方式（主要通过端盖（11）进油，通过转子支架（2）的转动，将油甩至转子和定子进行散热。
前端盖（11），其内表面设有凸台（13），冷却油从凸台外圈的进油口流入道其内部的油道（6），并从出油口（12）流入到转子支架（2）上。
电机的转子支架（2），冷却油从端盖侧流入进油槽口（28），并在槽口旁设置有安装环形密封圈的密封槽（29），冷却油通过油道（24），在转子支架的旋转作用下，冷却油受离心力的作用经内圈油孔（25），径向甩出到外油孔（26），进入外圈油道（27）并与转子（3）和定子（4）进行冷却，其中外油孔（26）、外圈油道（27）朝向各自接近的转子油道（7）倾斜，实现导向作用，将外圈油道（27）的冷却油在离心力的作用下进入平衡端板（5）上的油道（7）（如图四），在对转子（3）冷却的同时会同时冷却定子（4）的绕线端部，提升冷却效率，还能使转子受力均匀。
10、北京牟特科技-平衡板+甩油冷却（专利号CN208078826U）
后端盖（200）纵向方向上开有后端盖油路（201），且设有后轴承座（202），其中后轴承座（202）内设置有与后端盖管路（201）相连的轴承座管路（203），油路（201）中有部分油通过油路（203）流至电机的主轴（400），通过主轴的油路，一部分从前轴承位置处的出孔（403）流出对前轴承进行冷却，一部分端板冷却出孔（401）、（402）将油送至端板（700）内部，再从端板（700）末端甩处对定子绕阻进行冷却。
11、通用-喷油环+甩油冷却(专利号:US8169110）
冷却油从机壳右上端A侧进入，经过喷油环（100）。其中一部分油经过喷油环（100）流入绕阻端部，另一部分顺着机壳冷却通道A流入后端盖C通道。其中C通道的油，一部分通过后端盖的弧面设计，使油甩在绕阻端部的内表面；一部沿着E方向通过平衡端板弧形槽，把油带入下侧，实现对下侧绕阻的甩油；还有一部分油经过D和F通道，把油送入轴承室，对轴承进行冷却，以降低轴承温度减少转动损失。最终油都落入储油腔，经H通道流出，此设计的亮点在于，通过端板、端盖、喷油环的设计让电机各部件都可以冷却到，尤其是对绕阻端部内外表面都有喷油的冷却效果，大大增加了冷却的均匀性。保持电机各部件温度的一致性。
12、北京牟特科技-外置油路喷油+甩油冷却（专利号CN201810168100）
电机工作时，进油管（4）输入冷却油，一部分冷却油流入机壳内部的管路（11），其中管路（11）在绕阻端部上侧开有径向方向的出油孔，实现绕阻端部的喷油，最终落入电机底部的储油腔（14）。另一部分冷却油通过外置油管5流入电机主轴（8）内，在主轴（8）的高速旋转的离心作用下从主轴（8）的出油孔甩出，用来冷却电机腔体内的其他零部件。转子支架（9）上设置有沿圆周方向的多个散热孔，使其于转子铁芯连通，给转子铁芯散热。
13、上汽—CN207382136U（油管喷油冷却）
电机由定子总成（1）、油管（2）、筒状钢套（3）构成，其中定子总成（1）与筒状钢套（3）过盈配合，油管（2）装配在筒状钢套（3）外侧。
系统油路：冷却油通过进油口（6）进入油管（2），一部分冷却油由油管（4）上喷嘴（7）透过对应的冷却槽（8）喷射在定子端部绕组（9），实现对两端端部绕组（9）的冷却；另一部分冷却油由直线油管（5）上的喷嘴（7）喷射至筒状钢套（3）的表面，实现对筒状钢套（3）的冷却，进而冷却定子总成（1）。
14、上汽—CN110323895A（机壳水冷+搅动储油冷却）
电机壳体(2)在底部设有储存变速箱油的储油区(14)，储油区（14）与变速箱（16）相连通，其油位超过驱动电机的最低气隙，并淹没部分电机转子（11）。电机工作时，通过转子（11）搅动储油区（14）的变速箱油，并且通过转子（11）旋转甩油冷却定子的上半部分。
油区（14）底部与电机定子（10）之间有一定间距，如图示电机壳体底部向下扩展成矩形形状，以便有足够空间来形成储油。储油区（14）底部设有水冷腔，水冷腔由“S”形水道（7）和进出水口（15）构成，带走变速箱油传递给电机壳体（2）的热量。
电机转子（11）设有平衡盘（17），在平衡盘（17）上分别设有8个甩油结构，甩油结构由甩油槽（18）、甩油孔（19）构成，其中甩油槽呈矩形位于平衡盘内壁，甩油孔为圆形孔位于平衡盘外壁且尺寸小于油槽（18）尺寸，且每一个油槽（18）对应一个甩油孔（19）。甩油结构可将油带到电机腔内高位，实现电机端部绕组的冷却，冷却油跌落时可对电机轴承进行润滑。
该系统需要将油温维持在较高的温度，以降低油的粘稠度，否则会有较大的变速箱齿轮和电机转子的搅油损耗。
15、长春一汽—CN209329892U（喷油冷却定子+空心转子）
通过端盖使冷却油分别进入第一机壳油路和第二轴油路，第一机壳油路冷却定子和逆变器组件并同时通过喷洒孔设计冷却电机绕组端部，第二轴油路冷却转子和轴承。
16、比亚迪—CN206149098U（喷油+甩油）
如图6.1、图6.2此系统油路：冷却油从进油口（101）流入壳体（10），壳体油路（14）分为两路，一路通过壳体喷油口（14a）喷洒在绕组端部；另一路流入端盖油道（12b）并流向转子油路（21a），通过端板油路（23a）和端板喷油口（24a）向定子甩油，回落至空腔（13）的油通过出油口（102）与外部回油管路连通。
17、大洋—CN203554162U（机壳水冷+负压转子甩油）
在机壳（4）的空腔（41）里装有部分冷却油，当转轴（1）转动时带动叶轮（7）旋转，并产生负压，将机壳（4）空腔（41）底部的冷却油前后通过第二进油孔（52）、第一油道（53）、第一进油孔（510）吸入到后轴承室（512）。后轴承室（512）里的冷却油从转轴（1）端部流入转子内部的第二油道（11）由于转轴（1）高速离心力的作用，冷却油会通过转轴上的出油孔（12）沿周向冷却定子组件、转子组件以及前轴承。
18、精进—CN103296824A（机壳油冷+甩油+喷油）
该油冷系统通过壳体（1）中的进油口（10），分别流向由壳体和定子配合构成的第一油道（15）冷却定子、壳体和油封环配合构成第二油道（12）、壳体和后端盖油封环构成的第三油道（17）冷却定子端部，以及通向转子内腔的导游管利用离心力甩油冷却端部。
19、恒大—CN109194035A（机壳油冷+喷油+导油环甩油）
电机冷却系统油路：冷却油由机壳顶部进油口（31）经过机壳环形油道（33）到达前后导油环（2）（5）处，通过导油环的喷油口将冷却油均匀喷射在定子绕组上端部，绕组上端部的冷却油受重力影响跌落至引油板（12）（72），经引油板将冷却油引如转子支架（64）的内腔，由于电机转子（6）旋转离心力的作用，油液沿着转子支架（64）的带斜度内腔向外侧流动，到达平衡板（62）时，被平衡板（62）高出转子支架（64）的部分挡住，随后油液进入平衡板（62）的集油槽内，在离心力的作用下，油液从甩油孔甩出对定子绕组端部内侧进行冷却。
