NE时代

随着新能源电驱向高功率密度发展，如何把槽内绕组产生的热量及时带走，成为电机热设计中的一个重点。外周水套主要通过铁芯间接冷却绕组，端部喷淋则集中作用于伸出铁芯的绕组部分。对于埋在线槽中的导体，尤其是轴向中部区域，热量仍需经过绝缘材料、浸渍材料和铁芯向外传递。这也推动了冷却通道向定子内部布置，让换热位置进一步靠近热源。

槽间冷却就是其中一条技术路线。槽间冷却主要指在相邻绕组槽之间的定子齿部设置冷却通道，使冷却介质流经铁芯内部，通过通道壁面换热带走铁芯及邻近绕组的热量。其典型结构是由叠片开孔形成轴向通道，再与进出液结构连接。相较于仅依靠外周冷却，这种布置有助于缩短绕组向冷却介质传热的路径，改善定子内部的温度分布，为持续高负荷运行提供散热支持。

近几年，冷却液直接接触槽内绕组的方案受到较多关注。相比之下，槽间冷却主要在铁芯侧布置液道，对绕组排列和槽内绝缘体系的改动通常较小，在部分电机平台上可能更便于工程导入。不过，“更容易落地”并不意味着只需在冲片上增加几个孔。齿部既是传热路径，也是磁通通路和承力结构，液道的加入会同时影响散热、电磁性能、制造工艺与可靠性。

01.

从结构设计到量产，槽间冷却还要解决什么

槽间冷却通过在相邻绕组槽之间的定子齿部布置冷却通道，使冷却介质接近电机内部热源，但也增加了电磁、热管理和结构设计之间的协调难度。由于齿部承担导磁作用，开设通道会减少有效导磁截面积，可能引起局部磁饱和，影响电机转矩和损耗。

因此，通道的位置、截面形状及尺寸需要兼顾散热需求、磁路性能和结构强度。同时，绕组热量仍需经过槽绝缘、浸渍材料和铁芯传递至冷却介质，实际冷却效果不仅取决于通道与热源的距离，还受到各层材料及接触界面热阻的影响。

在流路设计方面，槽间通道受到齿部空间限制，容易出现流动阻力较大、并联通道流量分配不均等问题。提高流速虽有助于强化换热，但也会增加压降和泵功耗；采用油冷时，还需考虑低温黏度升高对供油能力的影响。进出液腔与各支路的阻力匹配尤为关键，否则即使总流量满足要求，局部区域仍可能因供液不足形成热点。

此外，通道及其连接结构还需承受液体压力、电磁振动和冷热循环，并与端部冷却合理配合，以保证整个绕组的温度分布满足要求。

制造方面，槽间冷却对冲片加工、叠片装配和密封工艺提出了更高要求。细小通道及周边薄壁结构需要严格控制孔位偏差和毛刺，避免叠装后出现通道错位、局部缩颈或片间绝缘损伤。对于由叠片孔直接形成的流道，片间缝隙可能成为渗漏路径，需要采用适当的密封工艺，同时防止密封材料侵入通道。

后续浸漆、灌封和总装过程中，还应防止树脂、胶液及加工残留物堵塞流道。由于内部通道难以直接检查且成品返修困难，量产过程中需要结合泄漏、耐压、流量与压降以及电气绝缘检测，验证产品的一致性和可靠性。

02.

当前各家的槽间冷却设计

槽间冷却的代表首先就是Lucid，其槽间冷却结构通过在定子叠片上开孔，并沿轴向对齐叠压，在相邻绕线槽之间形成靠近绕组的冷却通道。液道可布置于定子齿内或齿轭交界处，使槽内绕组的热量经过绝缘和局部铁芯传递至冷却液，缩短向外周散热所需的传热路径。

供液方面，该方案在定子轴向中部集成分配歧管，将冷却液分别送入左右两侧的轴向液道，再由中部流向两端。为改善流出液体对端部绕组的覆盖，其还进一步利用端部叠片通孔与主体液道的局部重叠形成节流区域，并通过外侧叠片对出液方向进行约束，使冷却液以微射流形式喷向端部绕组。由此，同一股冷却液先在铁芯内部吸热，再用于端部绕组的直接冷却。

国内的话，星驱科技的NDE36电驱定子就是采用的近槽冷却，其实也算是槽间冷却的方案，此前我们拆机就有发现，算是国内量产产品里比较前沿的设计了。

另外，对于槽间冷却各家也都有布局，这次我们也是挑了几家比较有意思的设计供大家参考。

比亚迪的专利提出了一种绕组层间通液方案，算是槽间冷却向槽内冷却延伸的变种。该方案将同一定子槽内沿径向排列的多层线圈分为若干组，在组间预留贯穿铁芯轴向的冷却液道，并通过定子齿侧面的凸起对线圈进行限位，保持液道的过流空间。

例如，在八层线圈的实施例中，液道位于第四层与第五层之间，使冷却液能够沿轴向直接接触相邻线圈表面，将冷却界面引入槽内绕组中部。在配套流路中，冷却液由一端的导液环进入，先流经定子轭部的轴向液道，再通过另一端导液板上的径向导液槽转入绕组层间液道，沿轴向返回并排出，同时分流至两端喷液孔，对绕组端部进行喷淋。这一方案保留了在线圈之间布置冷却通道的思路，又将通道深入到同一槽内的导体层间，因此具有介于槽间冷却与槽内冷却之间的特征；就实际液道位置而言，则更接近槽内层间冷却。

小米汽车的专利也提出了一种将槽侧通液与端部定向喷淋结合的定子冷却方案。该方案在线槽两侧的叠片边缘设置缺口，叠压后形成与线槽连通的轴向液道，使冷却液沿槽内绕组侧面流动。

其供液结构由铁芯外周凹槽与电机外壳配合形成，并在靠近铁芯两端的位置分别向两条并联支路供液：一条通过较短的流道直接喷向同侧绕组端部；另一条先沿铁芯外周附近的轴向通道流向中部，再经径向通道转入槽侧液道，沿绕组侧面折返至端部，兼顾铁芯、槽内绕组和端部绕组的冷却。

针对端部喷淋，小米进一步利用端部叠片上不同形状通孔的错位叠合，形成逐级收缩并改变导流方向的喷射通道，使冷却液以设定角度喷向绕组端部。

为配合槽侧通液，专利还提出绝缘纸局部开口或仅在槽两端设置绝缘部等结构，使部分绕组表面能够直接与冷却液接触，并通过局部发泡实现固定与密封。与比亚迪通过分隔绕组层形成液道的方式相比，小米主要通过槽壁局部扩展形成冷却空间，将设计重点转向槽侧换热、绝缘密封以及端部喷淋与内部冷却的流量分配。

总结.

对于已有电机平台，齿内槽间冷却在尽量保留绕组结构的同时，为改善内部散热提供了一条可选路径；对于更强调功率密度的新平台，槽侧或层间通液则值得与电磁设计、绝缘体系及制造工艺共同开发。几种方案没有脱离具体工况的优劣排序，关键在于它们解决了哪个热点，又付出了多少空间、损耗和制造代价。

最终评价一套冷却方案，不能只看液道离绕组有多近，也不能只比较单一工况下的温降。应在明确电机尺寸、损耗、入口液温、流量或泵功耗等条件后，考察绕组最高温度、温度均匀性及持续输出能力，并把电磁性能、低温供液、密封寿命和量产一致性纳入判断。