CN102893501B - 用于电机的套筒构件 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种电机模块，所述电机模块包括模块外壳。模块外壳能够包括联接到至少一个端盖的套筒构件并且能够限定机腔。在一些实施例中，套筒构件能够包括内周边并且能够联接到电机的定子组件。在一些实施例中，电机能够定位在机器内并且至少部分地被模块外壳所封装。在一些实施例中，套筒构件的至少一部分和定子组件的至少一份能够限定冷却剂套。

Description

用于电机的套筒构件

技术领域

本申请根据U.S.C§119要求在2010年5月18日提交的美国临时专利申请No.61/345,946的优先权，其全部内容以援引的方式并入本申请。

背景技术

某些电机容纳在模块外壳内。某些模块外壳包括具有封装端和开口端的筒，并且电机能够穿过开口端定位在筒内部。模块外壳还包括盖，所述盖能够放置在筒的开口端上，以将电机封装在筒内。用于冷却电机的一些方法能够包括使冷却剂在电机的位于冷却套内部的部分周围循环。模块外壳的至少一部分能够限定冷却套的至少一部分。

发明内容

本发明的一些实施例提供了一种电机模块，所述电机模块包括模块外壳。模块外壳能够包括套筒构件，所述套筒构件联接到至少一个端盖并且能够限定机腔。在一些实施例中，套筒构件能够包括内周边并且能够联接到电机的定子组件。在一些实施例中，电机能够定位在机器内并且被模块外壳至少部分地封装。在一些实施例中，套筒构件的至少一部分和定子组件的至少一部分能够限定冷却剂套。

本发明的一些实施例提供了一种电机模块，所述电机模块包括电机。在一些实施例中，电机能够包括定子组件。在一些实施例中，套筒构件能够可操作地联接到定子组件的至少一部分。在一些实施例中，电机的至少一部分能够定位在模块外壳内，所述模块外壳能够包括联接到至少一个端盖的筒。在一些实施例中，电机能够基本定位在模块外壳内，以便套筒构件的至少一部分毗邻筒的至少一部分。在一些实施例中，冷却剂套能够被限定在套筒构件的至少一部分和筒的至少一部分之间。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的电机模块的局部剖视图；

图2是根据本发明的另一个实施例的电机模块的局部剖视图；

图3是根据本发明的一个实施例的定子套筒的透视图；

图4是根据本发明的另一个实施例的定子套筒的透视图；

图5是位于图3的定子套筒内部的定子的透视图；

图6是位于图3的定子套筒内部的定子的侧视图；

图7是根据本发明的一个实施例的电机模块的分解透视图。

具体实施方式

在详细解释本发明的任何实施例之前，应当理解的是，本发明的应用并不局限于在以下描述中所陈述的或在以下附图中所图解的部件的构造和布置方案的细节。本发明能够是其它实施例并且能够以多种方式加以实践或实施。而且，应当理解的是，在此使用的词组和术语用于描述的目的而不应当视为局限。在此使用“包含”、“包括”或“具有”以及它们的变体意指包含在此后所列举的条目和其等效物以及附加条目。除非明确规定或限制，否则，术语“安装的”、“连接的”、“支撑的”、和“联接的”以及它们的变体将被广义使用并且包括直接和间接的安装件、连接件、支撑件、和联接件。而且，“连接的”和“联接的”不局限于物理或机械连接件或联接件。

呈现以下讨论，以使得本领域中的技术人员能够制造并且使用本发明的实施例。所阐释的实施例的多种修改方案对于本领域中的技术人员是显而易见的，并且在不背离本发明的实施例的前提下，本文的基本原理能够应用于其它实施例和应用。因此，本发明的实施例并不旨在局限于所示出的实施例，而是被赋予与在此公开的原理和特征一致的最广泛的范围。参照附图阅读以下详细描述，在所述附图中，相同的元件具有相同的附图标记。所述附图不一定成比例并且描绘了选定的实施例并且并不旨在限制本发明的实施例的范围。技术人员将确认在此提供的示例具有落入本发明的实施例的范围内的多种有用替代方案。

图1图解了根据本发明的一个实施例的电机模块10的一部分。在一些实施例中，模块10能够包括模块外壳12，所述模块外壳12包括套筒构件14、第一盖16、和第二盖18。电机20的至少一部分能够容纳在机腔22内，所述机腔22至少部分地由模块外壳12所限定。例如，通过传统紧固件13或者其它联接方法能够联接套筒构件14和端盖16、18，以将电机20的至少一部分封装在机腔22内。而且，在一些实施例中，端盖16、18中的至少一个能够与套筒构件14成一体。如在下文进一步详细讨论的那样，如图2所示，在一些实施例中，模块外壳12能够包括基本圆筒形的筒15和至少一个端盖17。而且，在一些实施例中，模块外壳12能够包括：通常能包括热传导性的材料，诸如但不局限于铝或其它金属；和通常能够承受电机20的运转温度的材料。在一些实施例中，能够使用不同的方法制造模块外壳12，所述方法包括铸造、模制、挤压成型和其它制造方法。

电机20能够包括转子组件24、包括定子端部匝28的定子组件26、和轴承29，并且所述电机20能够布置成围绕输出轴33。如图1所示，定子26能够基本环绕转子24。在一些实施例中，转子组件24还能够包括转子轮毂31或能够具有如图2所示的“无轮毂”设计。在一些实施例中，转子组件24的内径的至少一部分能够包括多条花键，所述花键构造并且布置成与输出轴34和/或输入轴(未示出)上的多条花键紧密结合。

电机20能够是但不局限于是电动机，诸如混合式电动机、起动电动机、发电机或车用交流发电机。在一个实施例中，电机20能够是高压回弯管式(HighVoltageHairpin,HVH)电动机或用于混合动力汽车用途的内部永磁体电动机。

电机20的诸如但不局限于转子组件24、定子组件26和定子端部匝28的部件能够在电机20运转期间产生热量。能够冷却这些部件，以提高电机20的性能并且延长预期试用期限。

在一些实施例中，套筒构件14能够包括基本环形的形状并且能够包括内周边30和外周边32。在一些实施例中，套筒构件14能够包括其它形状，所述形状包括但不局限于椭圆、半球形、规则或不规则的多边形，或它们的任何组合。在一些实施例中，套筒构件14的至少一部分的形状能够与定子组件26的至少一部分的形状大体相似。在一些实施例中，套筒构件14能够包括不锈钢、铝、铸铝、铜和其它材料。在一些实施例中，如图1至2和5至6所示，套筒构件的内周边30的至少一部分能够可操作地联接到定子组件26的外周边34，以便套筒构件14和定子组件24基本相对于彼此保持在位。例如，在一些实施例中，套筒构件14能够基本上环绕定子组件26的至少一部分。仅仅举例说明，在一些实施例中，定子组件26和套筒构件14能够通过摩擦配合、干涉配合、焊接、钎焊、或其它联接方式联接在一起。在一些实施例中，诸如定子保持件36(如图6所示)的一个和多个元件能够提供套筒构件14和定子组件26之间的接触面，以便定子组件26能够联接到套筒构件14，并且能够在至少这些部件之间传递电机运转期间产生的扭矩。

如图1所示，在一些实施例中，电机模块10能够包括冷却剂套38。在一些实施例中，套筒构件14的至少一部分和定子组件26的外周边34的至少一部分能够至少部分地限定冷却剂套38。在一些实施例中，冷却剂套38能够通过至少一个冷却剂入口(未示出)接收来自冷却剂源(未示出)的冷却剂。在一些实施例中，冷却剂套38能够包含这样的冷却剂，所述冷却剂能够包括传动油、乙二醇、乙二醇/水混合物、水、油、机油或类似物质。在一些实施例中，冷却剂能够包括气体和/或喷雾。例如，在一些实施例中，冷却剂套38能够被限定在套筒构件内周边30和定子组件外周边34之间并且能够接收来自冷却剂源的冷却剂。在一些实施例中，套筒构件的内周边30和/或定子组件的外周边34能够包括O形环和/或其它密封结构(未示出)，以提供密封表面，以基本将冷却剂套38与模块10的其它部分隔离开。在一些实施例中，冷却剂套38能够基本环绕定子组件26的至少一部分。

图2图解了根据本发明的其它实施例的电机模块10。如图2所示，电机模块10能够包括套筒构件14，并且模块外壳12能够包括筒15和端盖17。在一些实施例中，筒15能够包括开口端和封装端。在其它实施例中，筒15能够包括两个基本开口端和附加的端盖(未示出)，所述附加的端盖联接到开口端中的至少一个，以大体形成筒15。在一些实施例中，在将套筒构件14和定子组件26联接在一起之前，套筒构件14和筒15能够联接在一起。在其它实施例中，在套筒构件14和定子组件26联接在一起之后和/或与其基本同步地，套筒构件14和筒15能够联接在一起。在一些实施例中，套筒构件14能够紧邻筒15，以便套筒构件14和筒15的部分能够实质性相互接触。在一些实施例中，套筒构件14和筒15能够联接在一起，以便冷却剂套38能够被限定在套筒构件14的至少一部分和筒15的至少一部分之间。例如，在一些实施例中，套筒构件的外周边32的至少一部分和筒15的内周边40的至少一部分能够限定冷却剂套38。在一些实施例中，至少一个冷却剂入口(未示出)能够定位成穿过筒15的一部分和/或端盖17的一部分，以便冷却剂能够从冷却剂源(未示出)循环通过冷却剂套38。在一些实施例中，套筒构件的外周边32和/或筒的内周边40能够包括O形环和/或其它密封结构(未示出)，以提供密封表面，以基本上将冷却剂套38与模块10的其它部分隔离开。例如，在一些实施例中，至少一个O形环能够定位在至少一条第一槽42中，如图2所示，所述第一槽42被限定在套筒构件的外周边32的至少一部分的周围。

在一些实施例中，如图1至5所示，至少一个安装件44能够分别位于套筒构件14和附加的外壳46(例如，传动壳、电动机壳、附加的电动机壳、另一个机器壳等)或筒15之间，以在电机20运转期间将套筒构件14基本保持在位并且有助于传递在电机20运转期间所产生的扭矩的至少一部分。另外，在一些实施例中，O形环或其它密封结构能够定位在至少一条第二槽46中，所述第二槽46基本位于套筒构件的外周边32的至少一部分和附加的外壳46的至少一部分之间。

在一些实施例中，套筒构件14的不同部分能够限定冷却剂套38的至少一部分。例如，如先前所述，在一些实施例中，由如图1所示的套筒构件的周边30的至少一部分和如图2所示的套筒构件的外周边32的至少一部分能够限定冷却剂套38，或者所述冷却剂套38能够相对于套筒构件14大体定位于内侧(未示出)。

如先前所示，在一些实施例中，定子套筒14、筒15和/或附加的外壳46能够包括至少一个冷却剂入口，以允许冷却剂流入到冷却剂套38中。在一些实施例中，能够将冷却剂引导到冷却剂套38中并且冷却剂能够循环通过冷却剂套38的至少一部分，以带走由电机20所产生的热能的至少一部分。例如，在一些实施例中，循环通过冷却剂套38的冷却剂能够带走由定子组件26所产生的热能的至少一部分，原因在于冷却剂套38能够基本上环绕定子组件26的至少一部分。

如图3和图4所示，在一些实施例中，套筒构件14能够包括多个冷却剂孔50，以便冷却剂套38与机腔22流体连通。在一些实施例中，冷却剂孔50能够定位成基本上毗邻定子端部匝28(例如，径向向外、径向向内、轴向向内、它们的组合等)，以便朝向定子端部匝28引导循环通过冷却剂套38的冷却剂的至少一部分。在一些实施例中，在通过冷却剂孔50离开冷却剂套38之后，冷却剂的至少一部分能够流动通过机腔22的部分并且能够接触模块10的元件，以在电机运转期间以及之后带走所产生的热能的至少一部分。

如图3和图5所示，在一些实施例中，套筒构件14、定子组件34的外周边，和/或筒40的内周边能够包括至少一个特征件52。尽管未来参考的特征件52是一个，但是在一些实施例中模块10能够包括多个特征件52。在一些实施例中，特征件52能够从套筒构件14、定子组件34的外周边、和/或筒40的内周边延伸到冷却剂套38中，以引导冷却剂沿着不同方向流动遍及冷却剂腔38，从而产生更多湍流。而且，在一些实施例中，特征件52能够提供更多的表面区域，从所述表面区域，热能能够从模块10传递到冷却剂。在一些实施例中，特征件52能够包括沿着基本轴向定向的方向呈现基本矩形的形状，并且在其它实施例中，特征件52能够包括其它形状并且能够沿着其它方向定向(例如，轴向、径向、它们的组合等)。而且，在一些实施例中，特征件52包括相对于冷却剂套38的凹陷的形状(例如，相对于冷却剂套38基本径向向内以及径向向外)。在一些实施例中，模块10能够包括特征件52，所述特征件52包括形状和尺寸的组合。由于更多的湍流和增大的热量传递表面面积，因此冷却剂能够更多地与套筒构件14相接触并且从电机模块10带走额外的热量。

在一些实施例中，如图3和4所示，通过排放管48，冷却剂能够离开冷却剂套38和/或机腔22。在一些实施例中，排放管48能够定位成穿过套筒构件14的一部分、筒15、或模块外壳12的其它部分。在一些实施例中，排放管48能够与冷却剂套38和机腔22中的至少一个流体连通，以便机腔22和/或冷却剂套38内的冷却剂的至少一部分能够离开模块10。在一些实施例中，冷却剂能够通过排放管48离开模块10，所述排放管48能够流体连接到热交换元件(未示出)。结果，在一些实施例中，能够在热交换元件处带走由冷却剂接收的热能的至少一部分并且冷却剂的至少一部分能够再循环至模块10。

本领域中的那些技术人员应当理解的是，尽管已经结合具体实施例和示例描述了本发明，但是本发明并不必受此局限，并且随附权利要求旨在涵盖多个其它实施例、示例、用法和所述实施例、示例、用法的修改方案和变更方案。在此引用的每个专利和公报的全部公开内容均以引用的方式并入本发明，犹如每个所述专利或公报在此以援引的方式单独并入本发明。在以下权利要求中陈述本发明的多个特征和优势。

Claims (16)

1.一种电机模块，所述电机模块包括：

模块外壳，所述模块外壳包括套筒构件，所述套筒构件联接到至少一个端盖，所述模块外壳的至少一部分限定了机腔，所述套筒构件包括内周边；

电机，所述电机包括转子组件和具有定子端部匝的定子组件，

所述定子组件包括外周边并且包围所述转子组件的至少一部分，

所述电机定位在所述机腔内并且至少部分地被所述模块外壳所封装，并且

其中，所述套筒构件的至少一部分可操作地联接到所述定子组件的至少一部分；

冷却剂套，所述套筒构件的所述内周边的至少一部分和所述定子组件的所述外周边的至少一部分限定所述冷却剂套；和

多个冷却剂孔，所述多个冷却剂孔定位成穿过所述套筒构件的一部分，以便所述冷却剂套与所述机腔流体连通，所述多个冷却剂孔定位成基本上毗邻所述定子端部匝的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的电机模块，所述电机模块还包括至少一个特征件。

3.根据权利要求2所述的电机模块，其中，所述套筒构件的所述内周边和所述定子组件的所述外周边中的至少一个包括所述至少一个特征件。

4.根据权利要求1所述的电机模块，其中，所述套筒构件包括至少一个定子保持件。

5.根据权利要求1所述的电机模块，所述电机模块还包括附加的外壳，所述附加的外壳构造并且布置成接收所述模块外壳。

6.根据权利要求5所述的电机模块，其中，所述套筒构件还包括至少一个安装件，所述至少一个安装件构造并且布置成有助于将所述模块外壳和所述附加的外壳联接在一起。

7.根据权利要求1所述的电机模块，所述电机模块还包括至少一根排放管，所述至少一根排放管定位成穿过所述套筒构件的一部分，所述至少一根排放管与所述冷却剂套和所述机腔中的至少一个流体连通。

8.一种电机模块，所述电机模块包括：

电机，所述电机包括转子组件和具有定子端部匝的定子组件，所述定子组件包围所述转子组件的至少一部分；

套筒构件，所述套筒构件可操作地联接到所述定子组件的至少一部分，所述套筒构件基本包围所述定子组件的至少一部分，并且所述套筒构件包括外周边；

模块外壳，所述模块外壳包括联接到至少一个端盖的筒，

所述模块外壳的至少一部分限定了机腔，

所述筒包括内周边，

且所述电机基本定位在所述机腔内，使得所述电机至少部分地被所述模块外壳所封装，并且所述套筒构件的至少一部分紧邻所述筒的内周边的至少一部分；

冷却剂套，所述套筒构件的外周边的至少一部分和所述筒的内周边的至少一部分限定了所述冷却剂套；和

多个冷却剂孔，所述多个冷却剂孔定位成穿过所述套筒构件的一部分，以便所述冷却剂套与所述机腔流体连通，所述多个冷却剂孔定位成基本上毗邻所述定子端部匝的至少一部分。

9.根据权利要求8所述的电机模块，所述电机模块还包括至少一个特征件。

10.根据权利要求9所述的电机模块，其中，所述套筒构件的外周边和所述筒的内周边中的至少一个包括所述至少一个特征件。

11.根据权利要求8所述的电机模块，其中，所述套筒构件包括至少一个第一槽。

12.根据权利要求8所述的电机模块，其中，所述套筒构件包括至少一个定子保持件。

13.根据权利要求8所述的电机模块，所述电机模块还包括至少一根排放管，所述排放管定位成穿过所述筒的一部分，所述至少一根排放管与所述冷却剂套和所述机腔中的至少一个流体连通。

14.根据权利要求8所述的电机模块，其中所述套筒构件包括不锈钢。

15.一种组装如权利要求1至14中的任意一项所述的电机模块的方法，所述方法包括：

设置电机，所述电机包括定子组件和定子端部匝，所述定子组件包括外周边；

将套筒构件联接到所述定子组件的至少一部分，以便在所述定子组件的外周边的至少一部分和所述套筒构件的内周边的至少一部分之间限定冷却剂套；

将至少一个端盖联接到套筒构件以形成模块外壳；以及

将多个冷却剂孔定位成穿过所述套筒构件的一部分以便所述多个冷却剂孔毗邻所述定子端部匝。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括将所述电机模块联接到附加的外壳。