CN102039803B - 用于汽车动力系的油冷却电动机/发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于汽车动力系的位于变速器外部的油冷却电动机/发电机，例如BAS电动机/发电机。该电动机/发电机可具有定子、由定子环绕的转子和其上安装了转子而用于转动的电动机轴。壳体组件可环绕定子和转子，轴承位于壳体组件与电动机轴之间。流体控制构件可至少部分环绕转子并沿轴向与定子相邻。轴承架可定位成沿轴向与轴承相邻。转子端环可沿轴向与转子相邻。壳体组件可具有构造成接收冷却油的入口。壳体组件、流体控制构件、轴承架和转子端环构可造成分配来自入口的冷却油以便冷却定子、转子和轴承。
Description
技术领域
本发明涉及具有位于变速器壳体外部的油冷却电动机/发电机的汽车动力系。
背景技术
带式交流发电机启动机(BAS)型混合动力电动车使用电动机/发电机，该电动机/发电机以驱动方式连接到发动机曲轴，该连接通常通过蛇形带实现，这类似于传统交流发电机。电动机/发电机用于在汽车离开泊车位时再启动发动机。
交流发电机通常是水冷却或者气冷却的。通常使用水-乙烯乙二醇混合物的水冷却需要环绕定子的水罩来保持液体不直接接触定子的电气部件。水罩增加了交流发电机的封装尺寸。此外，水罩阻碍了对转子的冷却。转子的相对较高的温度降低了电动机的性能、效率和耐久性。气冷却使得定子线暴露于车道，有损坏的风险。针对具有位于变速器壳体外部的电动机/发电机的汽车系统已经提出了油冷却。一些喷气机具有油冷却发动机，来自其中的冷却油通流至位于发动机壳体外部的涡轮机上的轴承。
发明内容
汽车动力系设置有通过冷却油冷却并且位于变速器壳体外部的电动机/发电机。动力系可以是混合动力系，例如BAS型混合动力系，而电动机/发电机被用作发动机的自动启动机。电动机/发电机位于变速器壳体外部。电动机/发电机可以构造成接收冷却油以冷却电动机/发电机。优选地，电动机/发电机具有诸如流体控制特征、流体控制坝和轴承保持特征等特征以及壳体组件，壳体组件构造成提供冷却油以冷却定子、转子和一个或多个轴承，优选地，油通过壳体组件中的单一入口被提供到电动机/发电机。
电动机/发电机可以处于变速器的冷却回路中，从而冷却油从变速器提供给电动机/发电机(即，用于冷却变速器部件的同一冷却油被用来冷却电动机/发电机)。可选地，电动机/发电机可以被提供以独立冷却回路中的冷却油，该独立冷却回路不与变速器共享。以可操作方式与电动机/发电机连接而用于向定子提供电力的功率变换器模块可在与电机/发动机相同的冷却回路中冷却，或者可具有使用油、水-乙烯乙二醇或空气冷却的专用冷却回路。
在一个实施方式中，仅有单一油供给被从变速器提供到电动机/发电机以输送油而冷却位于电动机/发电机内的定子、转子以及优选地轴承。可以是部分或者完整环的流体控制构件以配合方式与电机/壳体相配置，用以将油以期望的流率分配到定子和转子。坝构件可与转子端环连接或者与转子端环一体形成，用以在冷却油被离心力向外甩向定子时将冷却油以圆周方式分配到定子。在轴承保持器上可设置一个特征，用以输送一些从流体控制构件流向轴承的油。
方案1、一种动力系，包括：
具有变速器壳体的变速器；和
位于所述变速器壳体外部的电动机/发电机；
其中所述电动机/发电机构造成接收冷却油以冷却所述电动机/发电机。
方案2、如方案1所述的动力系，进一步包括：
具有曲轴的发动机；
其中所述电动机/发电机以可操作方式与所述曲轴连接从而为所述曲轴提供动力。
方案3、如方案1所述的动力系，其中所述电动机/发电机具有：
定子；
转子；
环绕所述定子和所述转子的壳体组件；并且
其中所述壳体组件具有入口，所述入口构造成接收冷却油以便将其分配到所述定子和所述转子。
方案4、如方案3所述的动力系，其中所述电动机/发电机具有电动机轴和位于所述壳体组件与所述电动机轴之间的轴承；并且其中来自所述入口的冷却油被进一步分配到所述轴承。
方案5、如方案3所述的动力系，其中所述壳体组件具有其上安装了所述定子的定子壳体，并且具有轴向延伸的凹陷部，所述凹陷部在所述壳体组件和所述定子之间部分限定了与所述入口流体连通的供应通道，通过所述供应通道，冷却油被分配到所述定子和所述转子。
方案6、如方案5所述的动力系，其中所述凹陷部是第一凹陷部；其中所述壳体组件具有第二凹陷部，所述第二凹陷部与所述第一凹陷部大致相对地间隔开，用以收集冷却油，并且所述壳体组件具有与所述第二凹陷部流体连通的出口，用于从所述电动机/发电机中排出冷却油。
方案7、如方案5所述的动力系，其中所述电动机/发电机具有：
流体控制构件，其至少部分环绕所述转子并且在所述凹陷部处与所述定子轴向相邻；其中所述流体控制构件具有沿周向间隔开的开口，用以将冷却油从所述供应通道分配至所述定子。
方案8、如方案7所述的动力系，其中所述壳体组件包括大致沿径向延伸的第一端盖，所述第一端盖固定到所述定子壳体上；并且其中所述流体控制构件与所述第一端盖部分限定了介于所述第一端盖和所述流体控制构件之间的通道，冷却油通过所述通道沿着所述第一端盖的内表面径向向内被引导到所述转子。
方案9、如方案8所述的动力系，其中所述电动机/发电机具有：
轴承架，其沿轴向与所述轴承相邻并且构造成沿着所述第一端盖的内表面将一部分冷却油流引导到所述轴承。
方案10、如方案8所述的动力系，其中所述第一端盖沿轴向朝向所述转子渐缩，并且所述电动机/发电机具有：
转子端环，其沿轴向与所述转子相邻并连接成与所述转子一起转动；以及
坝构件，其与所述转子端环相连接并且朝向所述第一端盖延伸并且沿径向向内渐缩，从而形成位于所述第一端盖的径向外部的坝，用以收集通过离心力被沿径向向外甩出的冷却油，并且用以在冷却油被沿径向向外从所述坝构件甩出到所述定子之前将冷却油至少部分周向环绕所述坝构件进行分配。
方案11、如方案4所述的动力系，其中所述电动机/发电机具有电动机轴，所述电动机轴上安装了转子而用于转动；并且进一步包括：
带轮，其安装成与所述电动机轴一起转动并且与所述曲轴以可操作方式连接；
带轮止动环，其在所述带轮和所述轴承之间定位在所述电动机轴上；
将所述带轮止动环密封到所述电动机轴的第一密封件；以及
将所述第一端盖密封到所述带轮止动环的第二密封件。
方案12、如方案11所述的动力系，其中所述定子壳体具有一个端部，所述端部与所述第一端盖轴向相对并且在所述电动机轴和所述定子之间径向延伸，并且进一步包括：
将所述第一端盖密封到所述定子壳体的第三密封件；
封闭件，电线通过所述封闭件提供给所述定子；以及
将所述封闭件密封到所述定子壳体的端部的第四密封件。
方案13、如方案1所述的动力系，其中所述电动机/发电机接收来自所述变速器的冷却油。
方案14、如方案13所述的动力系，进一步包括阀，所述阀用于控制从所述变速器流向所述电动机/发电机的冷却油。
方案15、如方案13所述的动力系，进一步包括：
功率变换器模块，其以可操作方式连接到所述电动机/发电机，从而为所述电动机/发电机提供电力；其中所述功率变换器模块在所述电动机/发电机上游通过来自所述变速器的冷却油冷却，所述功率变换器模块和所述电动机/发电机由此处于共用的冷却回路中。
方案16、如方案15所述的动力系，进一步包括：
第一冷却器，其用于冷却从所述变速器流出的冷却油；以及
第二冷却器，其位于所述第一冷却器下游，用于进一步冷却从所述第一冷却器流向所述功率变换器模块的冷却油。
方案17、如方案15所述的动力系，进一步包括：
用于冷却从所述变速器流出的冷却油的冷却器；
冷却器返回通道，由所述冷却器冷却的冷却油从所述冷却器返回通道返回到所述变速器，而没有流过所述电动机/发电机。
方案18、如方案17所述的动力系，进一步包括：
电动机/发电机返回通道，冷却油通过所述电动机/发电机返回通道从所述电动机/发电机流向所述变速器；
喷射泵，其位于所述冷却器返回通道内并且与所述电动机/发电机返回通道流体连通以便从所述电动机/发电机返回通道吸取流体；以及
连接到所述变速器的变速器返回通道，所述电动机/发电机返回通道和所述冷却器返回通道通过所述喷射泵供给到所述变速器返回通道内。
方案19、如方案1所述的动力系，进一步包括：
功率变换器模块，其以可操作方式连接到所述电动机/发电机，从而为所述电动机/发电机提供电力；其中所述功率变换器模块通过与所述电动机/发电机共用的冷却回路内的冷却油冷却。
方案20、如方案1所述的动力系，进一步包括：
功率变换器模块，其以可操作方式连接到所述电动机/发电机，从而为所述电动机/发电机提供电力；其中所述功率变换器模块通过独立于所述电动机/发电机的冷却回路中的气冷却、油冷却和水乙烯基乙二醇冷却中的一种方式来冷却。
方案21、一种电动机/发电机，包括：
定子；
由所述定子环绕的转子；
电动机轴，所述转子安装在所述电动机轴上以便转动；
环绕所述定子和所述转子的壳体组件；
位于所述壳体组件和所述电动机轴之间的轴承；
流体控制构件，其至少部分环绕所述转子并且沿轴向与所述定子相邻；
沿轴向与所述轴承相邻的轴承架；
沿轴向与所述转子相邻并且连接成与所述转子一起转动的转子端环；
其中所述壳体组件具有构造成接收冷却油的入口；并且其中所述壳体组件、所述流体控制构件、所述轴承架和所述转子端环构造成分配来自所述入口的冷却油以便冷却所述定子、所述转子和所述轴承。
通过下面结合附图对实施本发明的最佳模式的详细描述，上述特征和优点以及本发明的其他特征和优点将变得清楚。
附图说明
图1是混合动力系的示意图，该混合动力系具有发动机、变速器和由来自变速器的油冷却的电动机/发电机；
图2是沿着图1的线2-2截取的图1的电动机/发电机的示意截面图；
图3是沿着图2的线3-3截取的图1和2的电动机/发电机的示意截面图；
图4是沿着图2中的电动机轴朝向端盖观察的图1-3的电动机/发电机的流体控制构件的示意立体图；
图5是用于图1的动力系的变速器、功率变换器模块、电动机/发电机的冷却回路的第一实施方式的示意图；
图6是用于图1的动力系的变速器、功率变换器模块、电动机/发电机的冷却回路的第二实施方式的示意图；
图7是用于图1的动力系的变速器、功率变换器模块、电动机/发电机的冷却回路的第三实施方式的示意图；
图8是用于图1的动力系的功率变换器模块和电动机/发电机的冷却回路的第三实施方式的示意图，该冷却回路与变速器相分离；
图9是用于图1的动力系的变速器和电动机/发电机的冷却回路的第五实施方式的示意图，该冷却回路与功率变换器模块相分离；
图10是用于图1的动力系的功率变换器模块和电动机/发电机的冷却回路的第六实施方式的示意图，该冷却回路与变速器的冷却相分离；
图11是用于图1的功率变换器模块的专用冷却回路的实施方式，该冷却回路使用油冷却并且与电动机/发电机和变速器的冷却相分离；
图12是用于图1的功率变换器模块的专用冷却回路的另一实施方式，该冷却回路使用水-乙烯乙二醇冷却并且与电动机/发电机的冷却相分离；以及
图13是用于图1的功率变换器模块的专用冷却回路的又一实施方式，该冷却回路使用气冷却并且与电动机/发电机和变速器的冷却相分离。
具体实施方式
参考附图，其中在所有几个附图中，类似的附图标记指代类似的部件，图1示出了混合动力系10，混合动力系10具有发动机12、变速器14和电动机/发电机16，电动机/发电机16以可操作方式通过带20和带轮22A、22B连接到发动机输出构件18，例如曲轴，从而输出构件18可驱动电动机/发电机16的电动机轴24以在以可操作方式连接到电动机/发电机16的电池36内存储能量，并且电动机/发电机16可将驱动动力传递到发动机12，例如用于从泊车状态再启动发动机12以及在需要时提供助力。在一些工作环境中，不需要来自发动机12的驱动动力，并且发动机12被停机以提高燃料经济性。电动机/发电机16用于在需要驱动动力时再启动发动机12。具有介于发动机12和电动机/发电机16之间的这种连接的混合动力称为BAS混合动力，其具有带式交流发电机启动机(BAS)系统17。由于电动机/发电机16可封装在与典型的交流发电机相同的位置，现有的车辆架构可相对容易地转换为BAS系统混合动力。动力系10是代表性动力系的一个实施方式。然而，电动机/发电机16也可在其他汽车或者其他应用中使用。
变速器14的输入构件26能够以可操作方式连接到发动机12。变矩器27以流体方式将发动机输出构件18联接到输入构件26，这是众所周知的。输出构件18和输入构件26之间的其他连接也是可能的，例如离合器连接。变速器14容纳变速器部件28A、28B，例如变速器壳体30内的离合器、制动器和齿轮。驱动动力通过变速器部件28A、28B传递到变速器输出构件32，变速器输出构件32通过主减速器34将牵引动力提供给车轮。
电力在电子控制器40的控制下通过功率变换器模块38从电池36提供给电动机/发电机16。由发动机12驱动的电动机/发电机16的机械能也可以转换为存储在电池36内的电能。在图1中仅仅示意性地示出功率变换器模块38安装到电动机壳体47上，并且在图2中示出在其实际位置安装到端部60上的盖板封闭件72上。位置传感器73邻近电动机轴24上的盖板封闭件72。
变速器部件28A、28B通过变速器壳体30内的冷却油冷却和润滑。参照图2描述的电动机/发电机16的部件也需要冷却。如参照图5至10所描述的，电动机/发电机16和变速器14可通过共用冷却回路冷却，或者电动机/发电机16可具有不与变速器14流体连通的专用冷却回路。冷却油被输送到电动机/发电机16的壳体组件47内的入口46。在冷却电动机/发电机16之后，冷却油从电动机/发电机16的出口48返回至变速器14。
参考图2，图中更详细地示出了电动机/发电机16。壳体组件47包括环形定子壳体56和第一端盖58。环形定子壳体56的一部分与第一端盖58轴向相对并且称为端盖部60。端盖部60优选与定子壳体56一体铸造而成。端盖58和端盖部60从电动机轴24径向向外延伸并且与定子壳体56一起限定了一个封闭的电动机腔62。
电动机/发电机16包括磁性转子64和定子66，转子64支撑成与电动机轴24一起转动，定子66环绕转子64并且固定到定子壳体56上。定子线圈的端部绕组68从定子66延伸并且在充电时形成了磁通量，磁通量促使转子64转动，这是已知的。三相电路70通过第二端盖60和盖板封闭件72从功率变换器模块38供应到定子66。
第一轴承74和第二轴承76支撑电动机轴24，用于相对于壳体组件47转动。轴向邻近轴承74的带轮止动环78用第一静态密封件80密封到电动机轴24。唇密封件82(其称为动态密封件，因为带轮止动环78与电动机轴24一起转动)将第一端盖58密封到带轮止动环78的表面上。密封件80、82防止冷却油通过带轮止动环78泄露。第二静态密封件84将定子壳体56密封到第一端盖58。第三环形静态密封件86将端盖部60密封到盖板封闭件72。
电动机/发电机16构造成使得通过单一入口46进入壳体组件47的冷却油被分配成在通过单一出口48离开电动机/发电机16之前直接冷却转子64、定子66和轴承74。这些部件的直接油冷却导致较低的工作温度、较低的旋转损失和较高的电动机效率。
参考图2和3，定子壳体56具有轴向延伸凹槽88，其形成了介于定子壳体56和定子66之间并且与流体入口46流体连通的流体供应通道90。由此，流体沿着箭头A所示的流动路径从入口46流入供应通道90。另一轴向延伸凹槽92形成在定子壳体56内，大致与凹槽88相对，形成了与流体出口48流体连通的收集腔94。离开供应通道90和收集腔94，定子壳体56以单一壁厚与定子66相对，与WEG冷却电动机所需的双壁和水套相比，这产生了明显较小的封装尺寸。
第一和第二流体控制构件96A、96B定位成沿轴向邻近定子66的任一侧。流体控制构件96A、96B是弧形的，大致为环形且优选是冲压构件，它们以弹力方式抵靠着定子壳体56的内径(即内表面)。由此，流体控制构件96A、96B在电动机/发电机组装过程中夹持到合适位置，并且提供油液路径以及提供定子66的轴向定位。在一些实施方式中，冷却油被以10kPa的量级加压，因此在流体控制构件96A、96B周围不需要密封件。在流体控制构件96A、96B和定子壳体56之间的一些泄露是可以接受的。如图2和3所示，流体控制构件96A具有邻近凹槽92的端部，使得流体控制构件96A在收集腔94处是开放的从而允许油液漏入收集腔94。流体控制构件96B具有类似构造。在图3中，为了图示目的而去除了第一端盖58、轴承74、轴承架112和坝构件118A。
两个流体控制构件96A、96B均具有多个沿周向隔开的开口100，开口100与供应通道90流体连通。开口100的尺寸构造成允许流体被引导出供应通道90进入定子66的端部绕组68，如箭头B的流动路径所示。流体控制构件96A、96B优选在开口100周围被穿透或者以其他方式形成凸起部102，用以更精确地将流体B引导进端部绕组68。供应通道90的弧形长度设计成将流体合适地分配到定子端部绕组68。在一个实施方式中，在150度的弧形内有六个流体开口100。在图3中，最上方的通道通过冲压方式形成或者以其他方式形成引导特征106A，用以引导油液来冷却转子64，如下所述。如果将定子66连接到定子壳体56或者将定子壳体56连接到端盖58的螺栓要求定子66必须间隔得较近一些以满足噪声、振动和平顺性的考虑，并由此限制供应通道的弧形长度，则槽104在每一个流体控制构件96A、96B的一部分内被冲压而成，用以在定子壳体56和相应的流体控制构件96A、96B之间限定通道105，使其延伸超过供应通道90，抵达最外部的孔100，由此有效地将流体的跨度延伸到端部绕组68。优选地，定子壳体56的一些铸造也在此区域中卸载。可选地，流体控制环96A、96B可在这些部分凹陷到一个较小的径向位置。流体控制环96A、96B可在端部具有凸缘107，用以在安装过程中以及安装之后帮助保持环的形状，并且防止流体控制环96A、96B短接到端部绕组68。
参考图2，每一个流体控制构件96A、96B均具有相应的冲压引导特征106A、106B，它们可以(但不是必须)沿轴向延伸过与定子66相对的开口100并且限定与供应通道90流体连通的通道108A、108B。如箭头C所示，冷却油流被引导而通过通道108A、108B，并且沿着端盖58和端盖部60的相应的内表面110A、110B。内表面110A、110B构造成向内朝转子64沿径向和轴向渐缩，从而大多数冷却油流C被引导至转子64。
轴承架112定位于转子64的端环114A和轴承74之间。轴承架112包括一个特征116，该特征116将一部分流体C通过轴承架112和端盖58之间的通道引导到轴承74以冷却轴承，如流动箭头D所示。特征116可以冲压到轴承架112上并由此与轴承架112一体形成，或者可以是固定到轴承架112的独立部件。端盖部60具有通过铸造或者以其他方式形成的堰(weir)113，用以收集一些冷却油流C并且将其引导过钻孔形成或者以其他方式形成的通道115而润滑轴承76，如冷却油流F所示。与通过油脂润滑并且密封的轴承相比，油冷却轴承由于冷却油的较低粘性而潜在地减少了旋转损失。
一部分撞击任一转子端环114A、114B的流体C通过离心力被沿径向向外甩出，如流动箭头E所示。每一转子端环114A、114B具有坝构件118A、118B，坝构件118A、118B可以是与转子端环114A、114B一体形成的转子端环114A、114B的一部分，这在感应电动机的情况下是可能的(在这种情况下，端环将不可能延伸到轴24)，或者可以是固定到转子端环114A、114B的独立部件，这在内部永磁电动机的情况下是可能的。坝构件118A、118B从转子端环114A、114B沿轴向向外并且沿径向向内延伸，从而产生了坝，在离心力导致冷却油从坝构件118A、118B向外溢出之前，所述坝临时捕获并在转子端环114A、114B周围沿圆周方向分配冷却油流E，如图2和3中的流动箭头G所示，由此在端部绕组68的内径处提供均匀分配的冷却。另外，坝构件118A、118B沿轴向从转子端环114A、114B移动冷却油，如箭头G所示，由此基本上防止了冷却油进入定子66和转子64之间的气隙120，从而降低了旋转损失。
在冷却转子64、轴承74、76以及定子的端部绕组68之后，重力导致冷却油汇集在收集腔94内，甚至在流经出口48之前填满了腔94而覆盖端部绕组68的一部分和定子66的侧部，如流动箭头H所示。冷却油压力和流率通过设计入口46和出口48以及开口100、供应通道90和腔94的尺寸来控制，使得油液充分地冷却转子64、定子66和轴承74，并且不会从收集腔94向上汇集在转子64上，这种汇集将增加旋转损失。
参考图5，在用于动力系10的一部分的冷却回路128的一个实施方式中，使用由变速器14提供的变速器冷却油来冷却电动机/发电机16。变速器冷却油还用来冷却功率变换器模块38。液流的方向由箭头J指示。变矩器27驱动机油泵130，机油泵130可位于图1的变速器输入构件26上。流体从变速器14内的机油箱被泵出并且从变速器出口132经过冷却通道134到达变速器冷却器136。阀138控制从变速器冷却器136到达用于功率电子模块38和电动机/发电机16的第二专用冷却器140的流体。阀138可具有通过电动机/发电机16内的流体水平、通过油温或者通过电子装置响应于这些或者其他变量中的一个而控制的固定或者可变孔口。当阀138打开时，冷却油从冷却器136通过通道142流向冷却器140，通过通道144流向功率变换器模块38，通过通道146流向电动机/发电机16的入口46，并随后通过电动机/发电机返回通道148(也称为重力排油管线)从电动机/发电机16的出口48流向变速器入口150。稳压罐152可定位成与电动机/发电机返回通道148流体连通以防止压力在通道148内累积。如果电动机/发电机返回通道148具有足够大的内径，则可不需要稳压罐152。
从变速器冷却器136至变速器入口156提供了一个独立的冷却器返回通道154，用以处理返回到变速器14的较高压力的冷却油。冷却回路128不需要独立的冷却剂泵来冷却功率变换器模块38和电动机/发电机16，不具有用于冷却这些部件的独立回路，从而避免了独立的填充要求。另外，去往功率变换器模块38和电动机/发电机16的冷却油由于变速器14而可更快地加热，尽管在阀138打开之前得不到冷却。由于冷却油起源于变速器14的机油箱，因此在电动机/发电机16的上游可进行过滤。
图6示出了动力系10A，其在所有方面都类似于动力系10，但是却具有不同的冷却回路228。变速器冷却器236具有足够的能力来降低出口温度(即通道244内的冷却油温度)，从而不需要用于功率变换器模块38的独立的专用冷却器。阀138被移动到功率变换器模块38的下游，而从功率变换器模块38至变速器14的返回通道254用作冷却器返回通道。
图7示出了动力系10B，其在所有方面都类似于动力系10，但是却具有不同的冷却回路328。位于冷却器返回通道254内的喷射泵260从电动机/发电机返回通道248吸取流体，允许变速器14内的单一返回和入口156，并且协助返回通道248的重力排油。回路328的部件的尺寸应当构造成用来防止电动机/发电机返回通道248变干并且防止导致通过喷射泵260通气。
图8、9和10示出了用于油冷却电动机/发电机16的三个不同的冷却回路选项。在图8中，电动机/发电机16在由泵430加压的油冷却回路428中冷却，其中受恒温调节阀438控制的流体流动通过冷却器436，并且在电动机/发电机返回通道448中有一个可选的稳压罐152。动力系10的功率变换器模块38不通过冷却回路428冷却，但是却需要一个独立的冷却回路，其可以是油冷却、气冷却或者水-乙烯基乙二醇冷却的。此外，冷却回路428独立于用于变速器14的冷却回路，并且用于电动机/发电机16的冷却油不从变速器14提供。与冷却回路和功率变换器模块38相结合的情况相比，独立冷却回路428具有较低的工作温度，允许使用较小的冷却器436。由此，恒温调节阀438控制液流通过冷却器436以防止与低冷却剂温度相关的不希望的高粘性和流动阻力。与冷却回路和电动机/发电机冷却回路428相结合的情况相比，用于功率变换器模块38的冷却回路将具有较低的负载，并且可以单独针对功率变换器模块38设定尺寸。
参考图9，在冷却回路528中，电动机/发电机16通过由变速器14提供并且由变速器泵130加压的冷却油冷却，其中使用变速器冷却器536。还提供了用于功率变换器模块38(未示出)的独立冷却回路，其可以是油冷却、气冷却或者水-乙烯基乙二醇冷却的。将变速器冷却回路与电动机/发电机冷却回路相结合降低了整体冷却系统成本。然而，与专用冷却回路相比，来自变速器机油箱的较高温度的冷却油可降低电动机/发电机16的冷却效率。可能需要过滤以防止来自机油箱的杂质到达电动机/发电机16。
参考图10，图中示出了冷却回路628，其中冷却油被提供给功率变换器模块38和电动机/发电机16，使用了独立于变速器冷却回路的泵630和冷却器636。泵630和稳压罐152(如果需要)可结合到冷却器636中。功率变换器模块38和电动机/发电机16的在单一回路中的结合冷却可降低成本，但是该效果可能会因为有可能需要为功率变换器模块38重新设计尺寸而被抵消，因为与用于功率变换器模块38的专用水-乙烯基乙二醇或空气冷却回路相比，在结合回路628中的油冷却会具有较小的散热能力。
图11-13示出了在用于电动机/发电机16的独立冷却回路中用于冷却功率变换器模块38的不同构造。在图11中，在冷却回路728中，功率变换器模块38使用水-乙烯基乙二醇冷却，具有专用的冷却器736、泵730和可选的稳压罐152。在图12中，功率变换器模块38使用两相冷却回路828冷却，其中使用了车辆加热通风和空气调节(HVAC)压缩机、冷凝器804和蒸发器806，具有用于功率变换器模块的专用蒸发器808。在蒸发器806、808之间的流动控制通过阀838来控制，阀838可响应于功率变换器模块38的温度而操作。回路828内的流体从变速器802的机油箱中吸取。
参考图13，用于功率变换器模块38的冷却回路依赖于其中流体通过空气过滤器902到达功率变换器模块38的空气冷却。风扇904抽动空气通过回路928。
虽然已经详细描述了用于实施本发明的最佳模式，熟悉本发明所涉及领域的技术人员将会设想出所附权利要求范围内的用于实施本发明的各种可选设计和实施方式。
Claims (16)
1.一种动力系，包括：
具有变速器壳体的变速器；和
位于所述变速器壳体外部的电动机／发电机；
其中所述电动机／发电机构造成接收冷却油以冷却所述电动机／发电机，
其中所述电动机／发电机具有：定子；转子；环绕所述定子和所述转子的壳体组件；并且其中所述壳体组件具有入口，所述入口构造成接收冷却油以便将其分配到所述定子和所述转子，
其中所述壳体组件具有其上安装了所述定子的定子壳体，并且具有轴向延伸的凹陷部，所述凹陷部在所述壳体组件和所述定子之间部分限定了与所述入口流体连通的供应通道，通过所述供应通道，冷却油被分配到所述定子和所述转子，
其中所述电动机／发电机具有：
流体控制构件，其至少部分环绕所述转子并且在所述凹陷部处与所述定子轴向相邻；其中所述流体控制构件具有沿周向间隔开的开口，用以将冷却油从所述供应通道分配至所述定子，
其中所述壳体组件包括大致沿径向延伸的第一端盖，所述第一端盖固定到所述定子壳体上；并且其中所述流体控制构件与所述第一端盖部分限定了介于所述第一端盖和所述流体控制构件之间的通道，冷却油通过所述通道沿着所述第一端盖的内表面径向向内被引导到所述转子。
2.如权利要求1所述的动力系，进一步包括：
具有曲轴的发动机；
其中所述电动机／发电机以可操作方式与所述曲轴连接从而为所述曲轴提供动力。
3.如权利要求2所述的动力系，其中所述电动机／发电机具有电动机轴和位于所述壳体组件与所述电动机轴之间的轴承；并且其中来自所述入口的冷却油被进一步分配到所述轴承。
4.如权利要求1所述的动力系，其中所述凹陷部是第一凹陷部；其中所述壳体组件具有第二凹陷部，所述第二凹陷部与所述第一凹陷部大致相对地间隔开，用以收集冷却油，并且所述壳体组件具有与所述第二凹陷部流体连通的出口，用于从所述电动机／发电机中排出冷却油。
5.如权利要求1所述的动力系，其中所述电动机／发电机具有：
轴承架，其沿轴向与所述轴承相邻并且构造成沿着所述第一端盖的内表面将一部分冷却油流引导到所述轴承。
6.如权利要求1所述的动力系，其中所述第一端盖沿轴向朝向所述转子渐缩，并且所述电动机／发电机具有：
转子端环，其沿轴向与所述转子相邻并连接成与所述转子一起转动；以及
坝构件，其与所述转子端环相连接并且朝向所述第一端盖延伸并且沿径向向内渐缩，从而形成位于所述第一端盖的径向外部的坝，用以收集通过离心力被沿径向向外甩出的冷却油，并且用以在冷却油被沿径向向外从所述坝构件甩出到所述定子之前将冷却油至少部分周向环绕所述坝构件进行分配。
7.如权利要求3所述的动力系，其中所述电动机轴上安装了转子而用于转动；并且进一步包括：
带轮，其安装成与所述电动机轴一起转动并且与所述曲轴以可操作方式连接；
带轮止动环，其在所述带轮和所述轴承之间定位在所述电动机轴上；
将所述带轮止动环密封到所述电动机轴的第一密封件；以及
将所述第一端盖密封到所述带轮止动环的第二密封件。
8.如权利要求7所述的动力系，其中所述定子壳体具有一个端部，所述端部与所述第一端盖轴向相对并且在所述电动机轴和所述定子之间径向延伸，并且进一步包括：
将所述第一端盖密封到所述定子壳体的第三密封件；
封闭件，电线通过所述封闭件提供给所述定子；以及
将所述封闭件密封到所述定子壳体的端部的第四密封件。
9.如权利要求1所述的动力系，其中所述电动机／发电机接收来自所述变速器的冷却油。
10.如权利要求9所述的动力系，进一步包括阀，所述阀用于控制从所述变速器流向所述电动机／发电机的冷却油。
11.如权利要求9所述的动力系，进一步包括：
功率变换器模块，其以可操作方式连接到所述电动机／发电机，从而为所述电动机／发电机提供电力；其中所述功率变换器模块在所述电动机／发电机上游通过来自所述变速器的冷却油冷却，所述功率变换器模块和所述电动机／发电机由此处于共用的冷却回路中。
12.如权利要求11所述的动力系，进一步包括：
第一冷却器，其用于冷却从所述变速器流出的冷却油；以及
第二冷却器，其位于所述第一冷却器下游，用于进一步冷却从所述第一冷却器流向所述功率变换器模块的冷却油。
13.如权利要求11所述的动力系，进一步包括：
用于冷却从所述变速器流出的冷却油的冷却器；
冷却器返回通道，由所述冷却器冷却的冷却油从所述冷却器返回通道返回到所述变速器，而没有流过所述电动机／发电机。
14.如权利要求13所述的动力系，进一步包括：
电动机／发电机返回通道，冷却油通过所述电动机／发电机返回通道从所述电动机／发电机流向所述变速器；
喷射泵，其位于所述冷却器返回通道内并且与所述电动机／发电机返回通道流体连通以便从所述电动机／发电机返回通道吸取流体；以及
连接到所述变速器的变速器返回通道，所述电动机／发电机返回通道和所述冷却器返回通道通过所述喷射泵供给到所述变速器返回通道内。
15.如权利要求1所述的动力系，进一步包括：
功率变换器模块，其以可操作方式连接到所述电动机／发电机，从而为所述电动机／发电机提供电力；其中所述功率变换器模块通过与所述电动机／发电机共用的冷却回路内的冷却油冷却。
16.如权利要求1所述的动力系，进一步包括：
功率变换器模块，其以可操作方式连接到所述电动机／发电机，从而为所述电动机／发电机提供电力；其中所述功率变换器模块通过独立于所述电动机／发电机的冷却回路中的气冷却、油冷却和水乙烯基乙二醇冷却中的一种方式来冷却。
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