CN103384101A

CN103384101A - 电机模块冷却系统和方法

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Publication number: CN103384101A
Application number: CN2013101577897A
Authority: CN
Inventors: B·D·钱伯林; J·J·雷米
Original assignee: Remy Technologies LLC
Current assignee: Remy Technologies LLC
Priority date: 2012-05-02
Filing date: 2013-05-02
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2033-05-02
Also published as: CN103384101B; US20130293040A1; KR20130123317A; DE102013104434A1; US10069375B2

Abstract

本发明的实施例提供电机模块。该模块可以包括壳体，该壳体可以限定出电机腔体。壳体可以包括套筒构件，该套筒构件可以包括第一轴向套筒构件，该第一轴向套筒构件包括第一凸缘、第二凸缘以及至少部分地限定在第一凸缘和第二凸缘之间的第一凹部。套筒构件还可以包括第二轴向套筒构件，该第二轴向套筒构件包括第三凸缘、第四凸缘以及至少部分地限定在第一凸缘和第二凸缘之间的第二凹部。第一轴向套筒构件可以联接到第二轴向套筒构件以形成套筒构件，并且使得第一凹部和第二凹部形成冷却剂套。电机可以定位在电机腔体内，使得其基本上被冷却剂套的一部分围绕。

Description

电机模块冷却系统和方法

背景技术

通常容纳在壳体的电机腔体内的电机大致包括定子和转子。对于某些电机，定子可以利用不同的联接技术固定到壳体，以将电机大致固定在壳体内。在某些电机操作期间，定子和转子以及电机的其它部件可能产生热能。对于某些电机，热能的增加可能至少部分地影响电机的操作。

发明内容

本发明的一些实施例提供电机模块。该模块可以包括壳体，该壳体可以限定出电机腔体。在一些实施例中，壳体可以包括套筒构件，该套筒构件联接到至少一个端盖。在一些实施例中，套筒构件可以包括外部套筒构件和内部套筒构件，外部套筒构件可以包括径向向内延伸的凸缘，内部套筒构件可以包括径向向外延伸的凸缘、热凸缘和阻挡区域。在一些实施例中，外部套筒构件可以联接到内部套筒构件，从而在外部套筒构件和内部套筒构件之间限定出至少一个冷却剂套。在一些实施例中，冷却剂套可以包括至少一个径向延伸部。在一些实施例中，电机可以大致定位在电机腔体内，并且可以至少部分地由壳体包围。在一些实施例中，电机可以包括定子组件，该定子组件可以包括定子端线匝。在一些实施例中，电机可以定位在电机腔体内，从而定子端线匝的至少某些部分可以与径向内延伸部相邻。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的电机模块的等轴视图。

图2为根据本发明一个实施例的电机模块的一部分的剖视图。

图3为根据本发明一个实施例的定子组件的透视图。

图4为根据本发明一个实施例的定子叠片的前视图。

图5为根据本发明一个实施例的导体的透视图。

图6为根据本发明一个实施例的电机模块的一部分的局部剖视图。

图7A为根据本发明一个实施例的第一轴向套筒构件的透视图。

图7B为根据本发明一个实施例的第二轴向套筒构件的透视图。

图8A为根据本发明一个实施例的机加工的第一轴向套筒构件的透视图。

图8B为根据本发明一个实施例的机加工的第二轴向套筒构件的透视图。

图9为根据本发明一个实施例的套筒构件透视剖面图。

图10为根据本发明一个实施例的套筒构件的剖视图。

图11为图10的套筒构件的一部分的放大图。

图12为图10的套筒构件的一部分的放大图。

图13为图10的套筒构件的一部分的放大图。

图14为根据本发明一个实施例的第二轴向套筒构件的放大剖视图。

图15为根据本发明一个实施例的第二轴向套筒构件的透视剖视图。

图16为根据本发明一个实施例的第二轴向套筒构件的放大剖视图。

图17为根据本发明一个实施例的套筒构件透视剖面图。

图18为根据本发明一个实施例的套筒构件的透视图。

图19A为根据本发明一个实施例的外部套筒构件的透视图。

图19B为根据本发明一个实施例的内部套筒构件的透视图。

图20A为根据本发明一个实施例的机加工的外部套筒构件的透视图。

图20B为根据本发明一个实施例的机加工的内部套筒构件的透视图。

图21为根据本发明一个实施例的套筒构件的一部分的剖面图。

图22为根据本发明一个实施例的套筒构件的一部分的透视图。

图23为根据本发明一个实施例的套筒构件的一部分的剖面图。

图24A为根据本发明一个实施例的外部套筒构件的透视图。

图24B为根据本发明一个实施例的内部套筒构件的透视图。

图25为根据本发明一个实施例的套筒构件的透视图。

图26为根据本发明一个实施例的套筒构件的一部分的剖面图。

图27为根据本发明一个实施例的包括“S形”冷却剂流动路径的套筒构件的示意图。

具体实施方式

在详细说明本发明的任何实施例之前，应当理解本发明在其应用中并不受限于在下文描述中提及的或下列附图中所示的结构细节和部件布置。本发明能够具有其他实施例并能够以各种方式实践或实施。另外应当理解的是，本文中所用的用语和术语的目的是为了进行说明，不应被认为是限制性的。本文中所用的“包括”、“包含”或“具有”以及它们的变化形式意在涵盖其后所列举的项目及其等同项目以及附加项目。除非指明或另外限定，术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变型按广义使用，均涵盖直接和间接的安装、连接、支撑和联接。另外，“连接”和“联接”不限于物理或机械连接或联接。

以下的描述是为了使得本领域技术人员能够制造和利用本发明的实施例。对所示实施例的各种修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的，并且在不脱离本发明的实施例的情况下，本文的一般性原理可以应用于其它实施例和应用。因此，本发明的实施例并不是被限制为所示的实施例，而是具有与本文所公开的原理和特征一致的最宽泛的范围。下面的详细描述应参考附图来阅读，其中不同附图中的相同元件具有相同的附图标记。未必按比例绘制的各附图示出了所选的实施例，并不意在限制本发明的实施例的范围。本领域技术人员将会认识到，本文所提供的例子具有落在本发明的实施例的范围内的许多有用的替代形式。

图1和2示出了根据本发明一个实施例的电机模块10。模块10可以包括壳体12，该壳体12包括套筒构件14、第一端盖16和第二端盖18。电机20可以容纳在至少部分地由套筒构件14和端盖16、18限定的电机腔体22内。例如，套筒构件14和端盖16、18可以经由常规紧固件17或另一种合适的联接方法联接，以将电机20的至少一部分封闭在电机腔体22内。在一些实施例中，壳体12可以包括大致圆柱形的罐和单个端盖（未示出）。另外，在一些实施例中，包括套筒构件14和端盖16、18的模块壳体12可以包括通常能够包括导热特性的材料（例如但不限于铝或其它金属）以及通常能够承受电机的操作温度的材料。在一些实施例中，壳体12可以利用不同的方法制成，包括浇注、模制、挤出和其它类似的制造方法。

电机20可以包括转子组件24、定子组件26和轴承30，并且可以绕轴35设置，该定子组件包括定子端线匝28。如图2所示，定子组件26可以大致围绕转子组件24的至少一部分。在一些实施例中，转子组件24还可以包括转子毂32，或者可以具有“无毂”设计（未示出）。

在一些实施例中，电机20可以操作地联接到模块壳体12。例如，电机20可以装配在壳体12内。在一些实施例中，电机20可以利用能够至少部分地联接电机20和壳体12的过盈配合、收缩配合、其它类似的基于摩擦的配合而配合在壳体12内。例如，在一些实施例中，定子组件26可以收缩配合到模块壳体12中。另外，在一些实施例中，该配合可以至少部分地固定定子组件26，并且由此沿轴向和周向两个方向固定电机20。在一些实施例中，在电机20的操作期间，定子组件26和模块壳体12之间的配合可以至少部分地用来将转矩从定子组件26传递到模块壳体12。在一些实施例中，该配合可以使得模块10保持通常较大量的转矩。

电机20可以（非限制性地）为电动马达（例如混合式电动马达）、发电机或车辆交流发电机。在一个实施例中，电机20可以是用于混合电动车应用的高压发针（HVH）电动电机或内部永磁体电动马达。

电机20的各个部件，例如但不限于转子组件24、定子组件26和定子端线匝28，在电机20操作期间可能产生热。这些部件可以被冷却，以增强电机20的性能并且提高电机20的使用寿命。

如图3所示，在一些实施例中，定子组件26可以包括定子芯34和至少部分地设置在定子芯34的一部分内的定子绕组36。例如，在一些实施例中，定子芯34可以包括多个叠片38。参见图4，在一些实施例中，叠片38可以包括多个基本上沿径向取向的齿状物40。在一些实施例中，如图3所示，当多个叠片38的至少一部分基本上组装时，齿状物40可以基本上对准，以限定多个狭槽42，该多个狭槽被构造和布置成支撑定子绕组36的至少一部分。如图4所示，在一些实施例中，叠片38可以包括六十个齿状物40，由此定子芯28可以包括六十个狭槽42。在其它实施例中，叠片38可以包括更多的或更少的齿状物40，因此定子芯34可以包括更多的或更少的狭槽42。此外，在一些实施例中，定子芯34可以包括内周边41和外周边43。例如，在一些实施例中，定子芯34可以包括大致圆柱形构造，从而内周边和外周边41、43分别可以包括内径和外径。然而，在其它实施例中，定子芯34可以包括其它构造（例如方形、矩形、椭圆形、规则的或不规则的多边形等），因此内周边和外周边41、43可以包括其它尺寸。

在一些实施例中，定子绕组36可以包括多个导体44。在一些实施例中，导体44可以包括大致分段的构造（例如发针构造），如图3和5所示。例如，在一些实施例中，导体44的至少一部分可以包括线匝部分46和至少两个腿部部分48。线匝部分46可以设置在两个腿部部分48之间，以连接这两个腿部部分48，这两个腿部部分可以是基本平行的。此外，在一些实施例中，线匝部分46可以包括大致“U形”构造，但是在一些实施例中，线匝部分46可以包括V形、波浪形、弯曲形和其它形状。另外，在一些实施例中，如图5所示，导体44的至少一部分可以包括大致矩形横截面。在一些实施例中，导体44的至少一部分可以包括其它横截面形状，例如大致圆形、方形、半球状、规则的或不规则的多边形等。在一些实施例中，导体44可以包括其它构造（例如基本上不分段的构造）。

在一些实施例中，如图3所示，导体44的至少一部分可以基本上定位在狭槽42中。例如，在一些实施例中，定子芯34可以被构造成使得多个狭槽42基本上沿轴向布置。腿部部分48可以插入到狭槽42中，使得腿部部分48中的至少一些能够沿轴向延伸通过定子芯34。在一些实施例中，腿部部分48可以插入到相邻的狭槽42中。例如，导体44的腿部部分48可以设置在狭槽中，大约间隔开一个磁极节距（例如，六个狭槽、八个狭槽等）。在一些实施例中，多个导体44可以设置在定子芯34中，使得导体44的线匝部分46中的至少一些在定子芯34的第一轴向端部50处从定子芯34沿轴向延伸，并且腿部部分48中的至少一些在定子芯34的第二轴向端部52处从定子芯34沿轴向延伸。在一些实施例中，在轴向端部50、52处从定子芯34沿轴向延伸的导体44区域的至少一部分可以包括定子端线匝28。

在一些实施例中，导体44通常可以由大致线性导体44制成，该大致线性导体44可以被构造和布置成与图5中的导体的形状基本上类似。例如，在一些实施例中，机器（未示出）可以向导体44的至少一部分施加力（例如弯曲、推压、拉引、或者其它致动），以基本上形成单个导体44的线匝部分46和两个腿部部分48。

在一些实施例中，腿部部分48中的至少一些可以包括多个区域。腿部部分48可以包括槽内部分54、倾斜部分56和连接部分58。在一些实施例中，如上所述，腿部部分48可以设置在狭槽42中，并且可以从第一端部50沿轴向延伸到第二端部52。在一些实施例中，在插入之后，定位在狭槽42中的腿部部分48的至少一部分可以包括槽内部分58。在一些实施例中，在某些或全部狭槽42中，腿部部分48可以大致沿径向对准，如图3所示。在一些实施例中，在某些或全部狭槽42中，腿部部分48可以包括其它构造。

在一些实施例中，在第二轴向端部52处从定子芯34延伸的定子端线匝28中的至少一些可以包括倾斜部分56和连接部分58。在一些实施例中，在将导体44插入到定子芯34中之后，在第二轴向端部52处从定子芯34延伸的腿部部分48可以承受扭转处理（未示出），这可以形成倾斜部分56和连接部分58。例如，在一些实施例中，扭转处理可以在沿轴向更加向内的位置处产生倾斜部分56，并且可以在沿轴向更加向外的位置处产生连接部分58，如图3和5所示。在一些实施例中，在扭转处理之后，导体44的至少一部分的连接部分58可以紧邻其它导体44的连接部分58。因此，连接部分58可以联接在一起，以形成一个或多个定子绕组36。在一些实施例中，连接部分58可以经由焊接、钎焊、熔接、熔融、粘接或其它联接方法进行联接。另外，在一些实施例中，倾斜部分56和连接部分58可以从第一轴向端部50延伸，并且可以以与如上所述的某些实施例类似的方式进行构造和布置。

如图2和6所示，在一些实施例中，壳体12可以包括冷却剂套60。在一些实施例中，壳体12可以包括内表面62和外表面64，并且冷却剂套60可以至少部分地基本上定位在表面62、64之间。例如，在一些实施例中，电机腔体22可以至少部分地由内表面62限定（例如壳体12的每个元件都可以包括内表面62的一部分）。在一些实施例中，冷却剂套60可以大致围绕电机20的至少一部分。例如，在一些实施例中，冷却剂套60可以大致围绕定子组件26（例如定子芯34和定子绕组36）的外周边43的至少一部分，包括定子端线匝28的各部分。

另外，在一些实施例中，冷却剂套60可以含有冷却剂，该冷却剂可以包括传动流体、乙二醇、乙二醇/水混合物、水、油、马达油、气体、喷雾或另一种物质。冷却剂套60可以与冷却剂源（未示出）流体连通，在冷却剂散布到冷却剂套60中之前或在冷却剂散布到冷却剂套60中时，该冷却剂源可以将冷却剂增压，从而增压的冷却剂可以循环通过冷却剂套60。

另外，在一些实施例中，内表面62可以包括一个或多个冷却剂孔口66，从而冷却剂套60可以与电机腔体22流体连通。在一些实施例中，冷却剂孔口66可以大致定位成与定子端线匝28相邻。例如，在一些实施例中，当增压的冷却剂循环通过冷却剂套60时，冷却剂的至少一部分可以通过冷却剂孔口66离开冷却剂套60并且进入电机腔体22。另外，在一些实施例中，冷却剂可以接触定子端线匝28，这可以导致至少部分冷却。在离开冷却剂孔口66之后，冷却剂的至少一部分可以流过电机腔体22，并且能够接触各个模块10元件，在一些实施例中，这可以至少部分冷却模块10。

根据本发明的一些实施例，冷却剂套60可以包括多种构造。在一些实施例中，冷却剂套60的至少一部分可以延伸通过壳体12的各部分（例如套筒构件14），延伸的距离基本上类似于定子组件26的轴向长度。例如，冷却剂套60的一部分的轴向长度可以延伸与包括定子端线匝28的定子组件26的轴向长度至少相同的距离。在一些实施例中，根据制造者和/或终端使用者的冷却期望，冷却剂套60的各部分可以延伸更大或更小的轴向距离。

在一些实施例中，冷却剂套60的一部分还可以包括至少一个径向延伸部68。例如，如图6所示，在一些实施例中，内表面62的区域可以径向地凹入（例如阻挡区域，如下所述），从而冷却剂套60的径向延伸部68可以大致与定子端线匝28的一部分相邻。在一些实施例中，径向延伸部68可以定位成与定子端线匝28的一侧或两侧相邻，或者可以定位不与定子端线匝28的任一侧相邻。另外，在一些实施例中，冷却剂套60可以包括径向延伸部68，该径向延伸部与至少一组定子端线匝28的外径70的至少一部分基本上连续地相邻（即绕至少一组定子端线匝28的周边的至少一部分的一个连续径向延伸部68）。在其它实施例中，冷却剂套60可以包括基本上分立的径向延伸部68，该径向延伸部绕至少一组定子端线匝28的外径70的至少一部分定位。在一些实施例中，壳体12可以包括至少两个径向延伸部68。例如，在一些实施例中，壳体12可以包括在大致轴向中心位置中联接在一起的两个半部，从而壳体12的每个半部可以包括径向延伸部68，并且电机20可以大致定位在两个半部之间。

在一些实施例中，与定子芯34的外径43相比，定子端线匝28通常可以包括较小的外径70。因此，在某些常规构造中，在定子端线匝28和冷却套60之间可以存在较大的距离，这是因为至少某些常规的冷却剂套60包括大致线性的和/或均匀的构造（例如，某些常规的冷却剂套60包括大致平面的构造）。在一些实施例中，冷却剂套60的径向延伸部68可以增强模块10冷却，这是因为与缺少径向延伸部68的常规冷却剂套60构造相比，一些冷却剂能够相对更加靠近定子端线匝28进行循环。因此，在一些实施例中，循环冷却剂和排斥热能的区域（例如定子端线匝28）之间的距离可以被最小化，这通常可以使得热能传递增加。

在一些实施例中，壳体12（例如套筒构件14）和/或冷却剂套60可以包括其它构造。在一些实施例中，壳体12的至少某些部分可以至少部分地利用浇注工艺形成。以仅仅举例的方式，在一些实施例中，套筒构件14可以利用模具浇注工艺（例如常规的开闭浇注工艺）形成，相对于其它形式的壳体12制造（例如挤出、机加工等），这可以至少部分地降低壳体12的成本和复杂度。在一些实施例中，壳体12可以形成（例如浇注）为使得冷却剂套60基本上与本发明其它实施例类似地定位。在一些实施例中，壳体12可以形成为使得冷却剂套60可以包括其它构造，如下所述。

在一些实施例中，壳体12的至少一部分可以包括可供选择的构造。如图7A-8B所示，在一些实施例中，套筒构件14可以包括多个轴向套筒构件。例如，如图7A和7B所示，套筒构件14可以包括第一轴向套筒构件72，该第一轴向套筒构件能够联接到第二轴向套筒构件74。在一些实施例中，第一轴向套筒构件72和第二轴向套筒构件74可以包括基本上类似的构造。在其它实施例中，第一轴向套筒构件72和第二轴向套筒构件74可以包括不同的构造。此外，在一些实施例中，第一轴向套筒构件72可以利用常规焊接、摩擦焊接、钎焊、粘接剂、常规紧固件或任何其它合适的联接方法中的至少一种联接到第二套筒构件74。

在一些实施例中，第一和第二轴向套筒构件72、74可以利用常规浇注工艺形成。在一些实施例中，该浇注工艺可以包括常规的开闭浇注工艺。另外，在一些实施例中，第一和第二轴向套筒构件72、74可以由一种或多种材料（例如包括铝的材料）浇注而成。在其它实施例中，第一和第二轴向套筒构件72、74中的至少一个可以利用其它制造工艺形成，例如但不限于模制、挤出、机加工等。此外，尽管第一和第二轴向套筒构件72、74的以下讨论涉及浇注的套筒构件72、74，但是这仅仅是用作示例性实施例，而并不用来限制本发明的范围。

在一些实施例中，第一和第二轴向套筒构件72、74可以包括一个或多个凸缘。如图7A和8A所示，在一些实施例中，第一轴向套筒构件72可以形成（例如浇注）为使得其包括第一凸缘76和第二凸缘78。在一些实施例中，凸缘76、78可以被构造和布置成在它们之间限定出第一凹部80。如图7A和8A所示，在一些实施例中，第一轴向套筒构件72可以被构造成使得第一凸缘76沿径向设置在第二凸缘78外侧。例如，在一些实施例中，当第一和第二轴向套筒构件72、74联接在一起时，第一凸缘76的外表面可以包括套筒构件14的外表面64的一部分。此外，在一些实施例中，当第一和第二轴向套筒构件72、74联接在一起时，第二凸缘78的内表面可以包括套筒构件14的内表面62的一部分。

如图7B和8B所示，在一些实施例中，第二轴向套筒构件74可以包括基本上类似的构造。例如，第二轴向套筒构件74可以形成（例如浇注）为使得其包括第三凸缘82和第四凸缘84。在一些实施例中，凸缘82、84可以被构造和布置成在它们之间限定出第二凹部86。如图7B和8B所示，在一些实施例中，第二轴向套筒构件74可以被构造成使得第三凸缘82沿径向设置在第四凸缘84外侧。例如，在一些实施例中，当第一和第二轴向套筒构件72、74联接在一起时，第三凸缘82的外表面可以包括套筒构件14的外表面64的一部分。此外，在一些实施例中，当第一和第二轴向套筒构件72、74联接在一起时，第四凸缘84的内表面可以包括套筒构件14的内表面62的一部分。

在一些实施例中，第一和第二轴向套筒构件72、74可以形成有额外的元件。例如，如图7B和8B所示，第一轴向套筒构件72和/或第二轴向套筒构件74可以包括一个或多个入口88。在一些实施例中，第一和第二轴向套筒构件72、74中的一个可以包括至少一个入口88。例如，如图7B和8B所示，在一些实施例中，第二轴向套筒构件74可以包括多个入口88（例如三个）和至少一个出口90。在一些实施例中，第二轴向套筒构件74可以包括大致环形的构造，并且入口88和出口90可以分开大约九十度（例如，入口88设置成靠近三点钟、九点钟和十二点钟位置，而出口90设置成靠近六点钟位置）。如图7B和8B所示，入口88和出口90的至少一部分可以与第二凹部86流体连通。另外，在一些实施例中，在完成电机模块10的制造之后，最终使用者和/或制造商可以选择入口88中的一个或多个进行使用，而密封剩下的入口88中的一些或全部，从而没有外来材料进入第二凹部86和/或冷却剂套60。

在一些实施例中，第二轴向套筒构件74可以包括其它元件。如图7B和8B所示，第二轴向套筒构件74可以包括阻挡区域94和热凸缘96。例如，第二轴向套筒构件74可以被浇注成包括阻挡区域94和热凸缘96。在一些实施例中，阻挡区域94和热凸缘96可以包括第二轴向套筒构件74的内表面62的径向内延伸部。

此外，在一些实施例中，如图6所示，热凸缘96和阻挡区域94可以被构造和布置成接合定子组件26的各部分和/或与定子组件26的各部分热连通。例如，在一些实施例中，在电机模块10组装期间，定子芯34的轴向表面98可以接合阻挡区域94。因此，阻挡区域94可以用来将定子组件26定位在壳体12内（例如，在组装期间，阻挡区域94可以限制定子组件26的轴向运动）。此外，阻挡区域94和定子芯34的接合能够改进定子组件26和壳体12之间的热连通。阻挡区域94和定子芯34的接合能够将热能从定子组件26传导到壳体12，这能够改善冷却。

另外，在一些实施例中，热凸缘96可以相似地构造。如图6、7B和8B所示，热凸缘96可以沿径向向内延伸，并且在将定子组件26安装在壳体12内的情况下，定子端线匝28的位置可以设置成与热凸缘96相邻。热凸缘96靠近定子端线匝28的各部分的结果是，由定子端线匝28产生的热能的至少一部分可以被传递到热凸缘96，以用于改善冷却。此外，在一些实施例中，定子端线匝28的各部分可以至少部分地受到保护，而免于热凸缘96的某些或全部可能的破坏力。另外，在一些实施例中，通过用来将冷却剂的至少一部分集中在定子端线匝28附近，热凸缘96和阻挡区域94可以进一步增强冷却（例如，冷却剂经由一个或多个冷却剂孔口66离开冷却剂套60）。

此外，如图7A和8A所示，在一些实施例中，第一轴向套筒构件72可以包括额外的元件。例如，如图7A和8A所示，第一轴向套筒构件72可以包括高电压区域92。在一些实施例中，在安装之后，定子绕组36可以经由高电压区域92联接到车辆（未示出）的电气系统的各部分。在一些实施例中，第一轴向套筒构件72可以包括入口88和/或出口90的至少一部分，并且第二轴向套筒构件74可以包括高电压区域92。

在一些实施例中，可以在制造之后进一步构造第一和第二轴向套筒构件72、74。在一些实施例中，在浇注之后，第一和第二轴向套筒构件72、74的至少某些部分可以进一步进行处理，以供轴向套筒构件72、74的下游使用。例如，在一些实施例中，如图8A和8B所示，可以处理凸缘76、78、82、84的边缘（例如经由常规机加工工艺），以提供在将第一和第二轴向套筒构件72、74联接在一起时能够采用的结构。

如图9-16所示，在一些实施例中，凸缘76、78、82、84中的至少一些可以包括至少一个联接凸缘100和/或至少一个联接凹部102。例如，如图9-13所示，在一些实施例中，第一和第二凸缘76、78可以包括联接凸缘100，第三和第四凸缘82、84可以包括联接凹部102。在一些实施例中，在浇注之后，凸缘76、78、82、84的轴向边缘可以包括基本上平面的和/或平的表面。在凸缘76、78、82、84机加工期间，联接凸缘100和联接凹部102可以形成为用于将第一和第二轴向套筒构件72、74联接在一起。在一些实施例中，联接凸缘100可以机加工到第三和第四凸缘82、84中，联接凹部102可以机加工到第一和第二凸缘76、78中。此外，在一些实施例中，第一轴向套筒构件72可以包括具有联接凹部102的凸缘（例如第一凸缘76或第二凸缘78）以及具有联接凸缘100的凸缘（例如第一凸缘76或第二凸缘78）。第二轴向套筒构件74可以包括基本上类似的构造（即第三和第四凸缘82、84中的一个包括联接凸缘100，第三和第四凸缘82、84中的另一个包括联接凹部102）。

在一些实施例中，联接凸缘100和联接凹部102可以被构造和布置成用于将第一和第二轴向套筒构件72、74联接在一起。例如，在一些实施例中，从第一和第二凸缘76、78延伸的联接凸缘100的尺寸可以形成为接纳在限定于第三和第四凸缘82、84内的联接凹部102中。在一些实施例中，在套筒构件14组装期间，制造商可以利用凸缘76、78、82、84的联接凸缘100和联接凹部102来对准第一和第二轴向套筒构件72、74，并且至少部分地相对于彼此保持轴向套筒构件72、74，以用于进行联接。例如，在一些实施例中，在完成机加工之后，第一轴向套筒构件72的联接凸缘100可以插入到第二轴向套筒构件74的联接凹部102中，以便将第一和第二轴向套筒构件72、74相对于彼此保持就位，如图9-13所示。在一些实施例中，当联接凸缘100至少部分地设置在联接凹部102中时，第一轴向套筒构件72和第二轴向套筒构件74可以联接在一起（例如经由常规的焊接、摩擦焊接、铆接、钎焊、粘接剂、诸如螺钉、螺栓的联接结构等）。此外，在一些实施例中，联接凸缘100和联接凹部102之间的交界部可以包括O形环、垫圈或另一种密封元件（未示出）中的至少一种，以便在第一和第二轴向套筒构件72、74之间形成不透流体的密封。

在一些实施例中，第一和第二轴向套筒构件72、74可以被处理成包括其它特征。如图8-10和17所示，在一些实施例中，一个或多个保持特征104可以被机加工到套筒构件14的内表面62的一部分中。在一些实施例中，可以在第一和第二轴向套筒构件72、74联接在一起之前机加工保持特征104，在其它实施例中，可以在联接之前将保持特征104机加工到第一和第二轴向套筒构件72、74中。在一些实施例中，保持特征104可以被构造和布置成接合定子芯34的外周边43上的类似特征（未示出），以用来将定子芯34保持在壳体12中。此外，在一些实施例中，保持特征104还可以在电机模块10组装期间用来引导定子芯34（例如，保持特征104接合定子芯34的外周边43，以在组装期间限制周向运动）。

在一些实施例中，第一和第二轴向套筒构件72、74中的至少一个可以包括一个或多个冷却剂孔口66。例如，如图8A、9、10和17所示，在一些实施例中，第一轴向套筒构件72可以包括多个冷却剂孔口66。在一些实施例中，第一轴向套筒构件72可以包括绕内表面62的周边的一部分的冷却剂孔口66。例如，在一些实施例中，冷却剂孔口66可以设置成穿过第二凸缘78的某些部分。在一些实施例中，可以在第一和第二轴向套筒构件72、74联接在一起之前机加工冷却剂孔口66，在其它实施例中，可以在联接之前将冷却剂孔口66机加工到第一和第二轴向套筒构件72、74中。此外，在一些实施例中，第一和第二轴向套筒构件72、74两者均可以包括冷却剂孔口66。在一些实施例中，第二轴向套筒构件74而不是第一轴向套筒构件72可以包括冷却剂孔口66，或反之亦然。

如上所述且如图9-13、17和18所示，在一些实施例中，第一和第二轴向套筒构件72、74可以联接在一起，以形成壳体12的至少一部分。例如，在一些实施例中，在机加工之后，联接凸缘100可以至少部分地插入到联接凹部102中以对准凸缘76、78、82、84，并且轴向套筒构件72、74可以联接在一起（例如，经由常规的和/或摩擦焊接、钎焊、粘接剂等）。联接凸缘76、78、82、84的结果是，第一和第二凹部80、86可以变得流体地联接。此外，当流体地联接时，第一和第二凹部80、86可以限定出冷却剂套60，如图9-13、17和18所示。此外，当第一和第二轴向套筒构件72、74联接在一起以形成套筒构件14时，定子组件26可以利用保持特征104、阻挡区域94和热凸缘96中的至少一些用于组装中的引导而定位在套筒构件14中。

在一些实施例中，由第一和第二凹部80、86形成的冷却剂套60可以包括与常规的冷却剂套60不同的构造。在一些实施例中，冷却剂套60可以包括基本上或完全不均匀的径向长度。为了方便浇注工艺，第一和第二轴向套筒构件72、74中的至少某些部分可以包括设计构造（例如，第一和第二轴向套筒构件72、74的各部分可以包括倾斜构造，以便能够移除浇注工艺中使用的浇注模具）。例如，在一些实施例中，凸缘76、78、82、84可以至少部分地向外（即沿径向向外）倾斜，以便能够在完成制造过程的情况下移除浇注模具。因此，在一些实施例中，当第一和第二凸缘76、78联接到第三和第四凸缘82、84时，组合凹部80、86形成的冷却剂套60在大致中间轴向位置处（例如，在凸缘76、78、82、84联接在一起的位置处）可以具有比冷却剂套60的其它部分大的径向长度。

在一些实施例中，壳体12的各部分可以包括排出系统106。在一些实施例中，在将第一和第二轴向套筒构件72、74联接在一起之前或之后，排出系统106可以设置成穿过内表面62的一部分（例如，第二和第四凸缘76、84的部分）。例如，如图18所示，在一些实施例中，排出系统106可以定位在套筒构件14的大致下部部分中，从而冷却剂的至少经由冷却剂孔口66从冷却剂套60进入电机腔体22的部分可以通过排出系统106离开电机腔体22。在一些实施例中，排出系统106可以包括与系列号为13/181,264的美国专利申请中描述的某些实施例基本上类似的构造，该专利申请被转让给与本申请相同的受让人，并且全文以引用方式并入本文。简而言之，在一些实施例中，一个或多个排出孔口108可以定位成沿周向和/或轴向方向穿过内表面62的各部分（例如，第二和第四凸缘76、84的部分），如图18所示。在一些实施例中，排出孔口108可以与出口90流体连通。在一些实施例中，冷却剂套60的紧邻排出系统106的部分可以基本上或完全被密封，以使得冷却剂能够进入排出系统106和经由出口90离开模块10。例如，在一些实施例中，一个或多个隔离件（未示出）可以设置在冷却剂套60中，以将来自一个或多个入口88的冷却剂流与经由排出系统106和出口90离开电机腔体22的冷却剂分隔开。因此，在一些实施例中，冷却剂可以从冷却剂套60进入电机腔体22，且经由排出孔口108和出口90离开电机腔体22。

此外，在一些实施例中，冷却剂套60可以包括不同的构造。例如，在一些实施例中，冷却剂的至少进入冷却剂套60的部分可以在套筒构件14的上部部分处从入口88进入，并且沿两个周向方向（即顺时针和逆时针）流动。在一些实施例中，冷却剂可以沿一个周向方向（例如顺时针或逆时针）流动。在其它实施例中，套筒构件14可以被构造成使得冷却剂在第一轴向侧处进入冷却剂套60，并且周向地流过冷却剂套60的至少一部分，然后通到套筒构件14的另一个轴向侧，并且也周向地流过冷却剂套60的另一个部分。在其它实施例中，通过冷却剂套60的冷却剂流可以包括能够基于热传递需要而被优化的任何其它的构造。

在一些实施例中，壳体12的各部分可以包括可供选择的构造。如图19A和19B所示，在一些实施例中，套筒构件14可以包括内部套筒构件110和外部套筒构件112。在一些实施例中，内部套筒构件110可以被构造和布置成至少部分地接纳在外部套筒构件112中。例如，在一些实施例中，外部套筒构件112的内径114的一部分可以具有与内部套筒构件110的外径116的一部分基本上相似的尺寸。例如，在一些实施例中，内部套筒构件110可以至少部分地设置在外部套筒构件112中，以在它们之间限定冷却剂套60的至少一部分，如以下进一步详细描述的。

在一些实施例中，内部套筒构件110和外部套筒构件112中的至少一个可以以与第一和第二轴向套筒构件72、74基本上类似的方式制造。在一些实施例中，内部和外部套筒构件110、112可以利用浇注工艺而形成。例如，在一些实施例中，内部和外部套筒构件110、112中的至少一个（例如内部套筒构件110）可以利用常规的浇注工艺（例如常规的开闭浇注）制造而成。此外，在一些实施例中，内部和外部套筒构件110、112中的至少一个（例如外部套筒构件112）可以利用其它浇注工艺（例如利用四滑拉和模具浇注）而形成。这些浇注工艺的结果是，可以降低壳体12制造的成本的复杂度，从而得到改进的且更加节省成本的产品。

如图19A和20A所示，在一些实施例中，外部套筒构件112可以包括一个或多个入口88和一个或多个出口90。例如，与第一和第二轴向套筒构件72、74类似，外部套筒构件112可以包括间隔开大约九十度的三个入口88和一个出口90（例如，入口88设置成靠近三点钟、九点钟和十二点钟位置，而出口90设置成靠近六点钟位置）。在一些实施例中，外部套筒构件112可以包括至少一个径向向内延伸的凸缘118。如图19A、20A和21所示，内径114可以包括大致平面构造，其中径向向内延伸的凸缘118在外部套筒构件112的轴向端部处从内径114延伸。

在一些实施例中，内部套筒构件110可以包括阻挡区域94和热凸缘96，与第一和/或第二轴向套筒构件72、74类似。在一些实施例中，内部套筒构件110可以在内部套筒构件110的轴向侧处包括阻挡区域94和热凸缘96。如图19-21所示，在一些实施例中，阻挡区域94可以具有比内部套筒构件110的其余部分小的直径。此外，在一些实施例中，热凸缘96可以以与第一和/或第二轴向套筒构件72、74基本上类似的方式沿径向向内延伸。此外，在一些实施例中，阻挡区域94和热凸缘96可以具有与第一和第二轴向套筒构件72、74中的阻挡区域94和热凸缘96基本上类似的构造和功能。

另外，如图19-21所示，在一些实施例中，内部套筒构件110可以包括至少一个径向向外延伸的凸缘120。例如，在一些实施例中，径向向外延伸的凸缘120可以设置在与内部套筒构件110的包括阻挡区域94和热凸缘96的轴向侧相对的内部套筒构件110轴向侧处，如图19-21所示。在一些实施例中，径向向外延伸的凸缘120可以具有比内部套筒构件110的其它部分大的直径。

另外，如图20A和20B所示，在一些实施例中，在制造（例如浇注）之后，内部和外部套筒构件110、112还可以被进一步处理（例如机加工），以精整某些部分并且使这些元件形成适当的尺寸以用于下游组装。此外，如图21所示，在一些实施例中，一个或多个冷却剂孔口66可以被限定为穿过内部套筒构件110的某些部分。如以下进一步详细讨论的，在一些实施例中，冷却剂孔口66可以流体地联接在内部和外部套筒构件110、112与电机腔体22之间限定的冷却剂套60。

在一些实施例中，内部套筒构件110可以联接到外部套筒构件112。例如，如图21所示，在一些实施例中，内部套筒构件110的各部分可以利用常规焊接、摩擦焊接、钎焊、粘接剂、常规紧固件等中的至少一种联接到外部套筒构件112的各部分。联接的结果是，内部和外部套筒构件110、112可以形成套筒构件14的至少一部分，如图22所示。

如图21所示，在一些实施例中，冷却剂套60可以至少部分地限定在内部和外部套筒构件110、112之间。参见图21，在一些实施例中，冷却剂套60可以至少部分地由内部套筒构件110的外径116、外部套筒构件116的内径114、径向向内延伸的凸缘118、径向向外延伸的凸缘120和阻挡区域94各部分限定。例如，在一些实施例中，径向向内延伸的凸缘118和径向向外延伸的凸缘120可以形成冷却剂套60的轴向部分。

另外，在一些实施例中，冷却剂套60可以包括至少一个径向延伸部68，如图21所示，该径向延伸部可以与某些前述实施例基本上类似。此外，在一些实施例中，径向延伸部68可以至少部分地由内部套筒构件110的阻挡区域94形成，如图21所示。例如，如上所述，径向延伸部68可以沿径向设置成与定子端线匝28相邻（例如相对于某些常规的冷却剂套60更加靠近定子端线匝28），相对于常规的基本上均匀的冷却剂套60，这可以改善冷却。在一些实施例中，如上所述，径向延伸部68可以包括比冷却剂套60的其它部分大的径向长度。这种较大径向长度的结果是，径向延伸部68可以包括较大体积的冷却剂，这在一些实施例中可以改善从操作电机20到冷却剂和离开模块10的热传递。因此，在一些实施例中，在内部和外部套筒构件110、112联接以形成套筒构件14和组装模块10之后，冷却剂可以经由穿过外部套筒构件112设置的一个或多个入口88进入冷却剂套60和径向延伸部68，并且循环通过冷却剂套60和径向延伸部68的至少一部分，以用于接收由电机20排出的热能。此外，在一些实施例中，一个或多个冷却剂孔口66可以限定成穿过内部套筒构件110，以将冷却剂套60和径向延伸部68与电机腔体22流体地联接，从而冷却剂的至少一部分可以接触电机20的某些部分。

另外，在一些实施例中，凸缘76、78、82、84、96、118和120以及阻挡区域94中的任何一个可以包括任何形状。尽管图示为大致圆形或完全圆形，但是这些元件中任一个和任何其它元件可以包括非圆形构造（例如方形、椭圆形、规则的或不规则的多边形等）。因此，附图中示出的圆形构造仅仅是示例性实施例。

在一些实施例中，冷却剂套60可以包括可供选择的构造。例如，如图23所示，在一些实施例中，径向延伸部68可以包括可供选择的构造。在一些实施例中，外部套筒构件112的内径114和内部套筒构件110的外径116可以被构造和布置成使得当这些元件联接在一起时，形成径向延伸部68，该径向延伸部68具有与冷却剂套60的其余部分基本上类似的径向长度。在一些实施例中，具有与冷却剂套60的其余部分基本上类似的径向长度的径向延伸部68可以减小和/或消除冷却剂流动路径中的压降，这种压降可能是由于包括具有比冷却剂套60的其余部分大的径向长度的径向延伸部68而产生的。因此，从操作电机20到冷却剂的冷却剂流和热传递可以至少部分地得到改善。

在一些实施例中，内部和外部套筒构件110、112中的至少一个可以包括可供选择的构造，如图24A和24B所示。例如，在一些实施例中，内部套筒构件110可以包括从外径116（即内部套筒构件110的外表面）延伸的一个或多个流动构件122，如图24B所示。此外，在一些实施例中，如图24所示，流动构件122可以绕内部套筒构件110的一些或全部周边而布置。

在一些实施例中，流动构件122可以具有与径向向外延伸的凸缘120的径向长度基本上类似的径向长度。例如，在一些实施例中，流动构件122的至少一部分可以基本上或完全与径向向外延伸的凸缘120形成一起，并且延伸内部套筒构件110的轴向长度的一部分。此外，如图24B所示，在一些实施例中，流动构件122中的一些可以设置成图案样式。例如，在一些实施例中，流动构件122a的第一部分（例如流动构件122的大约一半）可以结合和/或联接到径向向外延伸的凸缘120且朝向阻挡区域94延伸，并且流动构件122b的另一个部分可以相对于内部套筒构件110的轴向长度定位在更加轴向中心的位置，如图24B所示。以仅仅举例的方式，在一些实施例中，流动构件122a、122b的第一和第二部分可以相对于彼此沿轴向错开，并且绕内部套筒构件110的周边交替地布置，如图24B所示。另外，在一些实施例中，可以在制造过程（例如浇注）期间形成流动构件122，在其它实施例中，在浇注工艺完成之后，流动构件122可以被机加工到内部套筒构件110中。在一些实施例中，包括流动构件122的内部套筒构件110可以联接到外部套筒构件112，以形成套筒构件14，如图25和26所示。例如，在一些实施例中，如以下进一步详细讨论的，流动构件122可以具有与冷却剂套60的至少某些部分的径向长度基本上类似的径向长度。因此，在一些实施例中，流动构件122可以密封冷却剂套60的各部分和/或阻止冷却剂流，以帮助冷却电机模块10。

在一些实施例中，流动构件122可以被构造和布置成提供冷却剂流动路径。例如，如图27中的箭头所示，在一些实施例中，流动构件122可以被布置成提供“S形”冷却剂流型。如上所述，在一些实施例中，流动构件122可以绕内部套筒构件110的一部分的周边相对于彼此沿轴向错开。因此，冷却剂可以绕错开的流动构件122的各部分流动，从而冷却剂在冷却剂套60的各部分内沿轴向和周向两个方向运动。在一些实施例中，这种多方向流动可以增加冷却剂流的紊流，这可以使得从内部套筒构件110到冷却剂的热传递增加。另外，在一些实施例中，流动构件122可以提供额外的表面面积，以将热能从电机20和壳体12传递到冷却剂，这可以进一步增强模块10冷却。在一些实施例中，第一和/或第二轴向套筒构件72、74可以包括一个或多个流动构件122（未示出）。例如，与内部套筒构件110和外部套筒构件112类似，第一和第二轴向套筒构件72、74中的流动构件122能够使得不同的冷却剂流型通过冷却剂套66（例如S形流型、冷却剂沿轴向和周向方向流动的流型等）。

本领域技术人员将会理解，虽然以上已经结合具体实施例和例子描述了本发明，但是本发明并不受限于此，所附的权利要求涵盖了从实施例、例子和用途衍生的其它实施例、例子、用途、修改和变更。本文引用的每个专利和公开的所有公开内容都通过参考并入本文，就好像每个这样的专利或公开通过参考单独结合在本文中一样。本发明的各种特征和优点在下列权利要求书中给出。

Claims

1.一种电机模块，其包括：

壳体，所述壳体至少部分地限定电机腔体，所述壳体还包括与至少一个端盖联接的套筒构件，所述套筒构件包括：

外部套筒构件，所述外部套筒构件包括径向向内延伸的凸缘，和

内部套筒构件，所述内部套筒构件包括径向向外延伸的凸缘、热凸缘和阻挡区域，所述外部套筒构件联接到所述内部套筒构件，从而在所述外部套筒构件和所述内部套筒构件之间限定至少一个冷却剂套，其中所述冷却剂套包括至少一个径向延伸部；以及

电机，所述电机基本上定位在所述电机腔体内，并且至少部分地由所述壳体封闭，所述电机包括具有定子端线匝的定子组件，所述电机定位在所述电机腔体内，使得所述定子端线匝的至少一部分与所述径向延伸部相邻。

2.根据权利要求1所述的电机模块，其还包括穿过所述外部套筒构件的一部分设置的至少一个入口。

3.根据权利要求1所述的电机模块，其还包括穿过所述外部套筒构件的一部分设置的至少一个出口。

4.根据权利要求1所述的电机模块，其还包括穿过所述内部套筒构件的一部分设置的至少一个冷却剂孔口，使得所述冷却剂套与所述电机腔体流体连通。

5.根据权利要求1所述的电机模块，其中所述定子组件包括定子芯。

6.根据权利要求5所述的电机模块，其中所述阻挡区域被构造和布置成接合所述定子芯的一部分。

7.根据权利要求1所述的电机模块，其中所述内部套筒构件利用焊接和钎焊中的至少一种联接到所述外部套筒构件。

8.根据权利要求1所述的电机模块，其还包括从所述内部套筒构件的外表面延伸的多个流动构件。

9.根据权利要求8所述的电机模块，其中所述多个流动构件被构造和布置成引导冷却剂沿轴向和周向方向通过所述冷却剂套。

10.根据权利要求1所述的电机模块，其中所述冷却剂套的所述径向延伸部具有与所述冷却剂套的其余部分不同的径向长度。

11.根据权利要求1所述的电机模块，其中所述冷却剂套的所述径向延伸部具有与所述冷却剂套的其余部分基本上类似的宽度。

12.一种电机模块，其包括：

第一轴向套筒构件，所述第一轴向套筒构件包括第一凸缘、第二凸缘以及至少部分地限定在所述第一凸缘和所述第二凸缘之间的第一凹部，和

第二轴向套筒构件，所述第二轴向套筒构件包括第三凸缘、第四凸缘以及至少部分地限定在所述第一凸缘和所述第二凸缘之间的第二凹部，所述第一轴向套筒构件联接到所述第二轴向套筒构件以形成所述套筒构件，使得所述第一凹部和所述第二凹部形成冷却剂套；以及

电机，所述电机基本上定位在所述电机腔体内，并且至少部分地由所述壳体封闭，所述电机包括定子组件，所述电机定位在所述电机腔体内，使得所述定子组件的至少一部分基本上被所述冷却剂套的至少一部分围绕。

13.根据权利要求12所述的电机模块，其中所述第一轴向套筒构件和所述第二轴向套筒构件包括排出系统的各部分。

14.根据权利要求12所述的电机模块，其中所述第一轴向套筒构件和所述第二轴向套筒构件利用焊接和钎焊中的至少一种联接在一起。

15.根据权利要求12所述的电机模块，其中所述冷却剂套具有不均匀的径向长度。

16.根据权利要求12所述的电机模块，其中所述第一凸缘联接到所述第三凸缘，并且所述第二凸缘联接到所述第四凸缘，以联接所述第一轴向套筒构件和所述第二轴向套筒构件。

17.根据权利要求16所述的电机模块，其中所述冷却剂套在与所述第一凸缘联接到所述第三凸缘和所述第二凸缘联接到所述第四凸缘的位置相邻的位置处具有比所述冷却剂套的其它部分大的径向长度。

18.根据权利要求11所述的电机模块，其中所述第一轴向套筒构件和所述第二轴向套筒构件中的至少一个包括至少一个入口。

19.一种制造电机模块的方法，所述方法包括：

浇注第一轴向套筒构件，所述第一轴向套筒构件包括第一凸缘、第二凸缘以及至少部分地限定在所述第一凸缘和所述第二凸缘之间的第一凹部；

浇注第二轴向套筒构件，所述第二轴向套筒构件包括第三凸缘、第四凸缘以及至少部分地限定在所述第一凸缘和所述第二凸缘之间的第二凹部；

通过将所述第一凸缘联接到所述第三凸缘和将所述第二凸缘联接到所述第四凸缘而形成套筒构件，其中所述第一凹部和所述第二凹部形成冷却剂套；以及

将电机的至少一部分基本上定位在由所述套筒构件限定的电机腔体内，所述电机包括定子组件，所述电机定位在所述电机腔体内，使得所述定子组件的至少一部分基本上被所述冷却剂套的至少一部分围绕。

20.根据权利要求19所述的方法，其中将所述第一凸缘联接到所述第三凸缘和将所述第二凸缘联接到所述第四凸缘包括焊接、钎焊、螺栓连接、铆接和利用粘接剂联接中的至少一种。