CN103858322A - 电机模块冷却系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供了一种电机模块。该模块可包括限定机腔的壳体。该壳体可包括第一轴向端部、冷却剂套以及多条冷却剂通道。在一些实施例中,该冷却剂通道通过设置成穿过壳体的至少一个冷却剂孔与冷却剂套流体连接。壳体可包括邻近于所述第一轴向端部设置并且延伸进入机腔中的第一导向件。将该第一导向件设置成使得第一导向件的一部分基本邻近于转子组件的一部分。在一些实施例中,将第一导向件构造和布置成将冷却剂朝向转子组件引导。
Description
相关申请
本国际申请要求于2011年8月10日提交的美国申请序列第13/207,301号的优先权,其整个内容通过引证接合于此。
背景技术
电机,通常被容纳在壳体的机腔内,一般包括定子和转子。对于某些电机,能够使用不同的耦接技术将定子固定至壳体以大致将电机固定在壳体内。在电机的运行过程中,定子和转子两者以及电机的其他部件均可能产生热能。对于某些电机,热能的增加可能(至少在部分程度上)影响电机的运行。
发明内容
本发明的一些实施例提供了一种电机模块。该模块可包括限定机腔的壳体。在一些实施例中,壳体可包括冷却剂套、第一轴向端部和第二轴向端部。在一些实施例中,壳体可包括多条冷却剂通道,这些冷却剂通道至少部分由壳体限定并且通过设置成穿过壳体的至少一个冷却剂孔与冷却剂套流体连接。在一些实施例中,所述壳体可包括基本邻近于第一轴向端部设置的第一导向件,使得该第一导向件可延伸进机腔内。在一些实施例中,可将电机设置在机腔内。在一些实施例中,电机可包括转子组件。在一些实施例中,可将第一导向件设置成使得该第一导向件基本邻近于转子组件的至少一部分。此外,在一些实施例中,可将第一导向件构造和布置成将冷却剂中的一部分朝向转子组件的一部分引导。
本发明的一些实施例提供了一种包括壳体的电机模块。在一些实施例中,壳体可至少部分限定机腔并且可包括第一和第二轴向端部。在一些实施例中,壳体可包括多条冷却剂通道,可将这些冷却剂通道的至少一部分基本邻近于壳体的第一轴向端部设置并且可将这些冷却剂通道的另一部分基本邻近于壳体的第二轴向端部设置。在一些实施例中,可将包括第二导向件的传感器组件耦接至外壳的一部分,基本邻近于第二轴向端部。在一些实施例中,第一导向件和第二导向件中的至少一个可包括至少一个导向孔和至少一条导向通道。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的电机模块的截面图。
图2是根据本发明一实施例的电机模块的一部分的局部截面图
图3是图2中的电机模块的一部分的局部截面图。
图4是根据本发明一实施例的端盖的等距视图。
图5是根据本发明一实施例的端匝构件的等距视图。
图6是根据本发明一实施例的电机模块的一部分的局部截面图。
图7是根据本发明一实施例的端匝构件的局部截面图。
图8是根据本发明一实施例的定子组件的等距视图。
图9是图2中的电机模块的一部分的局部截面图。
图10A是根据本发明一实施例的电机模块的一部分的等距视图。
图10B是根据本发明一实施例的传感器组件的后部等距视图。
图10C是图10B中的传感器组件的传感器盖的等距视图。
图11是根据本发明一实施例的第一导向件的等距视图。
图12是根据本发明一实施例的第一导向件的等距视图。
图13是根据本发明一实施例的电机模块的一部分的截面图。
图14是根据本发明一实施例的电机模块的一部分的截面图。
图15是根据本发明一实施例的电机模块的一部分的截面图。
图16是根据本发明一实施例的电机模块的一部分的截面图。
具体实施方式
在对本发明的任何实施例进行详细说明前,应当理解本发明没有在其申请中局限于在以下描述中所阐述的或在以下附图所示出的部件的结构和布置细节。本发明能够有其他实施例并且能够通过不同的方式实践或实施。同样地,应当理解本文所使用的措辞和术语是出于描述的目的并且不应当视为局限性的。词语“包括”,“包含”或“具有”以及其在本文中的变体的使用意在包括其后罗列的项目和其等同物以及其他项目。除非特别说明或另外限制,术语“安装”、“连接”、“支撑”和“耦接”及其变体被广泛使用并且同时包括直接和间接的安装、连接、支撑、耦接。此外,“连接”和“耦接”不限制于物理或机械连结或连接。
呈现下面的讨论以使本领域技术人员能够制作和使用本发明的实施例。对于本领域技术人员来说,对所描绘实施例的各种修改例是显而易见的,并且本文的基本原理在不脱离本发明的实施例的情况下可应用于其他实施例和应用。因此,本发明的实施例并非旨在局限于所示的实施例,而是符合与本文所披露的原理和特征一致的最宽范围限定。参照附图阅读下面的详细实施方式,其中不同附图中的相同元件具有相同的参考标号。所述附图(不一定按照比例绘制)描绘了选择的实施例并且没有旨在局限本发明的保护范围。技术人员将意识到本文提供的实例具有多个落在本发明的保护范围的范围内的有用的替代物。
图1示出了根据本发明一实施例的电机模块10。电机模块10可包括壳体12,该壳体包括套筒构件14、第一端盖16和第二端盖18。电机20可被容纳在至少部分由套筒构件14和端盖16、18限定的机腔22内。例如,套筒构件14和端盖16、18可通过传统紧固件(未示出)或其他合适的耦接方法耦接,以将电机20的至少一部分包在机腔22内。在一些实施例中,壳体12可包括大致圆柱形的罐体和单个端盖(未示出)。此外,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可大体包含具有导热性的材料,诸如但不局限于铝或其他金属以及能够大体承受电机的操作温度的材料。在一些实施例中,壳体12可使用不同的方法加工,包括铸造成型、模铸成型、挤压成型,以及其他类似的制造方法。
电机20可包括转子组件24、定子组件26,该定子组件包括定子端匝28和轴承30,并且可被设置在轴34周围。如图1所示,定子组件26可大致环绕(circumscribing,外接)转子组件24的至少一部分。在一些实施例中,转子组件24还可包括转子毂32或可具有“无毂”设计(未示出)。
在一些实施例中,可将电机20操作地耦接至模块壳体12。例如,电机20可配合在壳体12内。在一些实施例中,可使用可至少部分操作地耦接机器20与壳体12的过盈配合、冷缩配合(shrink fit)、其他相似的基于摩擦的配合将电机20配合在壳体12内。例如,在一些实施例中,可将定子组件26冷缩配合进模块壳体12。此外,在一些实施例中,在轴向方向和周向方向两者上,配合可至少部分固定定子组件26,并且因此,固定电机20。在一些实施例中,在电机20的运行过程中,定子组件26与模块壳体12之间的配合可至少部分用作将扭矩从定子组件26传送给模块壳体12。在一些实施例中,配合可导致模块10保持大体更大量的扭矩。
电机20可为(不局限)电动机,诸如混合电动机、发电机或车用交流发电机。在一个实施例中,电机20可为用于混合动力汽车应用的高压海尔平(High Voltage Hairpin,HVH)电动机或内永磁电动机。
在电机20的运行过程中,诸如但不局限于转子组件24、定子组件26和定子端匝28的电机20的部件可产生热。可冷却这些部件以提升电机20的性能和寿命。
如图1和2所示,在一些实施例中,壳体12可包括冷却剂套36。在一些实施例中,壳体12可包括内壁38和外壁40并且冷却剂套36可大体位于至少一部分壁38、40之间。例如,在一些实施例中,机腔22可至少部分由内壁38限定(例如,壳体12的每个元件可包括内壁38的一部分)。在一些实施例中,冷却剂套36可大体围绕电机20的至少一部分。更具体地说,在一些实施例中,冷却剂套36可大体围绕定子组件26(包括定子端匝28)的外周的至少一部分。
此外,在一些实施例中,冷却剂套36可包含冷却剂,该冷却剂可包含传动液、乙二醇、乙二醇/水混合物、水、油、机油、气体、雾或类似的物质。冷却剂套36可与冷却剂源(未示出)流体连通,该冷却剂源在将冷却剂扩散进冷却剂套36中之前或在将冷却剂扩散进冷却剂套36中的同时给冷却剂加压,使得受压后的冷却剂可通过冷却剂套36循环。
同样地,在一些实施例中,内壁38可包括冷却剂孔42使得冷却剂套36可与机腔22流体连通。在一些实施例中,冷却剂孔42可设置成大致邻近于定子端匝28。例如,在一些实施例中,当加压冷却剂循环通过冷却剂套36时,至少一部分冷却剂可通过冷却剂孔42逸出冷却剂套36并且进入机腔22中。同样地,在一些实施例中,冷却剂可接触定子端匝28,这可引起至少部分冷却。在逸出冷却剂孔42后,至少一部分冷却剂可流过机腔22并且可接触模块10的各个元件,在一些实施例中,这引起对模块10的至少部分冷却。
根据本发明的一些实施例,冷却剂套36可包括多种构造。在一些实施例中,冷却剂套36的一部分可延伸通过套筒构件14与定子组件26的轴向长度基本相同的距离。例如,在一些实施例中,冷却剂套36的一部分的轴向长度可延伸至少与定子组件26(包括定子端匝28)的轴向长度相同的距离。在一些实施例中,根据制造者和/或终端用户的冷却需求,冷却剂套36的部分可延伸更长和更短的轴向距离。
在一些实施例中,冷却剂套36的一部分还可包括至少一个径向向内延伸部44。例如,如图2中所示,在一些实施例中,内壁38的一区域可大体径向凹陷使得冷却剂套36的径向向内延伸部44可大体邻近于定子端匝28中的至少一个。在一些实施例中,可将径向向内延伸部44设置成邻近于定子端匝28中的一个、两个,或不邻近于任何一个。此外,在一些实施例中,冷却剂套36可包括大体连续围绕定子端匝28中的至少一个的外径的一部分的径向向内延伸部44(即,围绕定子端匝28中的至少一个的一部分的一个连续的径向向内延伸部)。在其他实施例中,冷却剂套36可包括被设置成围绕至少一组定子端匝28的外径27的至少一部分的大体非连续(discrete,离散)径向向内延伸部44。在一些实施例中,壳体12可包括至少两个径向向内延伸部44。例如,在一些实施例中,壳体12可包括在基本轴向中央位置中连接在一起的两个半部,使得壳体12的每个半部均可包括径向向内延伸部44并且可将电机20基本设置于两个半部之间。
在一些实施例中,定子端匝28可包括与定子组件26相比大致较小的外径,并且,因此,在定子端匝28与冷却剂套36之间可存在较大的距离。与基本缺少径向向内延伸部44的实施例相比,在一些实施例中,由于一些冷却剂可相对更靠近定子端匝28循环的原因,冷却剂套36的径向向内延伸部44可增强模块10的冷却。因此,在一些实施例中,可大致最小化冷却剂与排斥热能区域(即,定子端匝)之间的距离,这可导致大致增加的热能传递。
在一些实施例中,模块10可包括至少两个轴向端部43、45。在一些实施例中,壳体12(无论结构如何)可包括第一轴向端部43和第二轴向端部45。在一些实施例中,轴向端部43、45可为基本可交换的,并且在其他实施例中,轴向端部可包括不同元件使得轴向端部43、45不是基本可交换的。此外,尽管始终参照和描述第一轴向端部43和第二轴向端部45,但在一些实施例中,被列举作为在第一轴向端部43处的元件也可位于第二轴向端部45处,反之亦然。
在一些实施例中,模块10可包括基本邻近于第一轴向端部43而定位的至少一条冷却剂通道46。如图2至图4中所示,在一些实施例中,冷却剂通道46可至少部分限定在壳体12的部分之间。例如,在一些实施例中,套筒构件14和/或端盖16、18中的至少一个(或端盖和罐体)可包括凹槽47,使得当耦接在一起时,凹槽47可形成冷却剂通道46,如图3中所示。在一些实施例中,冷却剂通道46可至少在大致径向方向上延伸并且可与机腔22流体连通。此外,在一些实施例中,模块10可包括多条冷却剂通道46。例如,在一些实施例中,可将冷却剂通道46至少部分地沿周向布置。
在一些实施例中,冷却剂孔42可将冷却剂套36流体连接至冷却剂通道46的至少一部分。在一些实施例中,一些冷却剂通道46中的至少一部分可大致邻近于冷却剂套36的一部分。例如,在一些实施例中,至少一条冷却剂通道46可基本轴向邻近于与径向向内延伸部44。因此,在一些实施例中,内壁38可包括至少一个冷却剂孔42,该至少一个冷却剂孔被构造并布置成流体连接冷却剂套36与冷却剂通道46。例如,在一些实施例中,可将冷却剂孔42设置成在大致轴向方向上通过内壁38的一部分以将两个元件流体流体连接。因此,至少一部分冷却剂可流过孔42并且进入至少一些冷却剂通道46。此外,在一些实施例中,冷却剂孔42不需要在大致轴向方向上延伸并且可在其他方向上延伸以将冷却剂套36与冷却剂通道46流体流体连接(例如,孔42可为基本倾斜的,使得它既在轴向方向上又在径向方向上延伸)。此外,在一些实施例中,冷却剂通道46可包括可在大致径向和/或轴向方向上引导来自至少一个冷却剂孔42的至少一部分冷却剂的结构和/或构造。
在一些实施例中,端盖16、18(或罐体及其端盖)中的至少一个可包括第一导向件48。在一些实施例中,端盖16、18(或罐体及其端盖)中的每个都可包括大致沿径向位于中央的轴孔50。在一些实施例中,轴34的至少一部分可轴向延伸通过轴孔50并且可操作地耦接至其他结构(未示出)。在一些实施例中,第一导向件48可被设置成基本径向地邻近于端盖16、18中的至少一个的轴孔50的至少一部分外周。例如,如图2至图4中所示,第一导向件48可基本径向地邻近于轴孔50的外周边的大致上部,但是,在其他实施例中,第一导向件48可基本围绕轴孔50的外周边和/或基本径向地邻近于轴孔50的外周边的大致下部。在一些实施例中,第一导向件48可被设置成基本邻近于第一轴向端部43,但在其他实施例中,第一导向件48可被设置成基本邻近于第二轴向端部45或基本邻近于两个轴向端部43、45。
在一些实施例中,可将第一导向件48耦接至端盖16、18中的至少一个。在一些实施例中,可通过焊接、铜焊、传统紧固件、粘合剂、或其他耦接方法将第一导向件48耦接至端盖16、18中的至少一个。在一些实施例中,第一导向件48可基本与端盖16、18中的至少一个整体形成。例如,在一些实施例中,可将端盖16、18铸造、模塑、机械加工等,使得第一导向件48可构成端盖16、18中的至少一个的一部分。
在一些实施例中,第一导向件48可轴向延伸进机腔22中。在一些实施例中,第一导向件48可相对于端盖16、18中的至少一个设置,使得第一导向件48的一部分延伸进机腔22中。因此,在一些实施例中,第一导向件48的至少一部分基本邻近于转子组件24的至少一部分,如图2和3中所示。例如,如图2中所示,在一些实施例中,第一导向件48的至少一部分可延伸进机腔22中,使得第一导向件48基本径向向内地邻近于转子组件24的一部分(例如,转子毂32)。
在一些实施例中,可将第一导向件48构造和布置成将来自至少一个冷却剂通道46的至少一部分冷却剂引导进机腔22中。在一些实施例中,第一导向件48可基本径向邻近于至少一部分冷却剂通道46的出口51。在一些实施例中,重力和其他力可使进入冷却剂通道46的冷却剂中的一部分径向向内流动并通过出口51流出通道46并且流过第一导向件48。因此,在一些实施例中,第一导向件48可将至少一部分冷却剂朝向转子组件24推动、导向、和/或引导,如图3中的箭头所反映的。因此,在一些实施例中,至少一部分冷却剂中可接触转子组件24(例如,转子毂32和其他转子组件24的元件)以接收至少一部分所产生的热能,这可引起模块10冷却。此外,在一些实施例中,由于转子组件24的运动的原因,可将至少一部分冷却剂在大致径向向外的方向上甩出。因此,在一些实施例中,至少一部分径向甩出的冷却剂可接触定子端匝28的内径72和定子组件24的其他部分以至少冷却那些元件。
如图2和3中所示,在一些实施例中,第一导向件48可包括多个区域。例如,在一些实施例中,第一导向件48可包括至少一个成角度的区域52和至少一个基本线性的区域54。如图2至图4所示,在一些实施例中,成角度的区域52可基本邻近于至少一些出口51,使得当至少一部分冷却剂流出冷却剂通道46时,可将成角度的区域52构造和布置成接收冷却剂并且大致轴向向内地引导冷却剂。此外,在一些实施例中,成角度的区域52可用于在冷却剂流过出口51时减少冷却剂的飞溅。然后,在一些实施例中,在流动离开第一导向件48和进入机腔22中且接触转子组件24之前,至少一部分冷却剂可流过线性区域54。此外,在一些实施例中,尽管线性区域54被描绘成线性的,但在一些实施例中,线性区域54可为至少部分成角度的、弯曲的、弓形的、或以其他方式基本非线性的以将冷却剂引导至制造者和/或终端用户所希望的位置。在一些实施例中,通过在向下的方向上接触和沿着壳体12的内壁38流动直到接触第一导向件48,可至少部分引导来自至少一些出口51中的冷却剂。
例如,如图4中所示,在一些实施例中,成角度的区域52可包括至少一个肋55。在一些实施例中,肋55可为端盖16、18(或罐体和端盖)中的至少一个的整体或非整体部分,该肋可从第一导向件48径向延伸至至少一个凹槽47。在一些实施例中,除了径向向内地引导冷却剂,肋55可至少部分地为壳体12提供结构性支撑。
参见图4,在一些实施例中,第一导向件48可包括至少一个挡板56。在一些实施例中,第一导向件48可包括两个挡板56。例如,如图4中所示,在一些实施例中,第一导向件48可包括挡板56以通过第一导向件48至少部分增强冷却剂的保持(retention)。在一些实施例中,可将挡板56设置在第一导向件48的横向边缘处使得在冷却剂接触第一导向件48并且至少一部分冷却剂飞溅时,挡板56可用于至少部分地保持一部分冷却剂。
在一些实施例中,端匝构件58可至少部分地改善模块10的运行。在一些实施例中,端匝构件58可为基本环状或环形的。在其他实施例中,端匝构件58可包括其他形状,诸如正方形、矩形、规则和/或不规则的多边形、以及其他类似的形状。在一些实施例中,端匝构件58可包括与定子组件26(包括定子端匝28)的大致形状基本相同的形状。此外,在一些实施例中,如图5中所示,端匝构件58可包括单个结构,然而,在其他实施例中,端匝构件58可包括耦接在一起的多个子单元。此外,在一些实施例中,端匝构件58可包括一般可具有导热性的材料,诸如但不局限于铝或其他金属以及能够大致承受电机的工作温度的材料。在一些实施例中,端匝构件58可使用不同的方法加工,该不同的方法包括铸造成型、模铸成型、挤压成型,和其他类似的制造方法。
在一些实施例中,壳体12的内壁38的至少一部分可包括端匝构件58。在一些实施例中,端匝构件58可耦接端盖16、18中的一个和/或套筒构件14的内壁38。例如,在一些实施例中,端匝构件58可使用耦接方法(诸如但不局限于传统紧固件、粘合剂等)通过压接配合、过盈配合、焊接、铜焊、或其他方式耦接至内壁38。此外,在一些实施例中,可将端匝构件58设置成基本邻近于壳体12的第二轴向端部45。
在一些实施例中,端匝构件58可包括被构造和布置成至少部分增强端匝构件58与壳体12的相互作用的至少一个特征60。例如,在一些实施例中,如图5中所示,特征60可包括孔、凹处、凹槽、凸缘、延伸部、以及任何其他相似的结构。在一些实施例中,特征60可包括围绕端匝构件58的部分周边设置的构造的组合。此外,在一些实施例中,特征60可包括多个定向,诸如径向、轴向、周向或其任意组合。在一些实施例中,无论特征60的结构如何,壳体12的内壁38可包括被构造和布置成接合端匝构件58的特征60(例如,特征60可接收壳体12的特征的一部分和/或反之亦然)的相应特征(未示出)以帮助将至少这两个元件耦接在一起。此外,在一些实施例中,特征60可基本用作扭矩保持元件以帮助保持电机20在运行过程中产生的扭矩。此外,特征60还可用作配准元件以在耦接至壳体12过程中帮助引导和/或对准端匝构件58。
在本发明的一些实施例中,端匝构件58可为与壳体12基本成整体的。在一些实施例中,壳体12可被制作成使得端匝构件58从壳体12的内壁38延伸。例如,在一些实施例中,端匝构件58可被制作(例如,铸造、模塑、挤压成型等)成壳体12的一部分,使得这些元件基本同时形成并且基本是一个元件。作为一个附加实例,在一些实施例中,端匝构件58可为与端盖16、18中的至少一个和/或套筒构件14是基本整体的,使得当将端盖16、18和套筒构件14连接在一起(如前面所述)时,可将端匝构件58设置成基本邻近于定子组件26。尽管以后的引用文件可能提出非整体式的端匝构件58,但这些引用文件绝不是旨在排除包括基本整体的端匝构件58和基本整体的端匝构件58的元件的实施例。
在一些实施例中,端匝构件58可起增强冷却的作用。例如,如前面所述,在一些实施例中,冷却剂套36可包括至少一个径向向内的延伸部44。然而,因为定子组件26和定子端匝28的相对尺寸,所以将定子组件26安装在套筒构件14内可能是复杂的。例如,在一些实施例中,因为端匝28的外径小于定子组件26的外径,所以难以定位定子组件26使得两个径向内部延伸部44位于定子组件26的两个轴向侧上。因此,在一些实施例中,模块10可包括邻近于定子组件26的一个轴向端部的径向向内的延伸部44和基本邻近于定子组件26的另一个轴向端部的端部元件58。因此,在一些实施例中,端匝构件58可帮助冷却定子组件26中的至少一部分。
在一些实施例中,可将端匝构件58构造和布置成引导一部分冷却剂。在一些实施例中,端匝构件58可包括至少一个第一构件孔62,该第一构件孔被构造和布置成当将端匝构件58定位成邻近于电机20时与冷却剂孔42中的至少一个基本对准。此外,在一些实施例中,第一构件孔62可包括基本径向的定向。例如,在一些实施例中,端匝构件58可包括与冷却剂孔42基本相同数目的第一构件孔62,使得当端匝构件58被定位在机腔22内时,流出冷却剂孔42的至少一部分冷却剂还可流过第一构件孔62。但是,在一些实施例中,端匝构件58可包括相对于冷却剂孔42的不同数量的第一构件孔62。
在一些实施例中,端匝构件58可包括径向外部的凸缘64、径向内部的凸缘66和中央区域68。如图5至图8中所示,在一些实施例中,端匝构件58可被形成使得凸缘64、66从中央区域68轴向延伸进机腔22中(例如,端匝构件58可包括侧向定向的“u”形)。在一些实施例中,端匝构件58可被形成(例如,铸造、模塑、机械加工等)为使得径向外部的凸缘64和径向内部的凸缘66可从中央区域68轴向延伸使得可将至少一部分定子端匝28接收在端匝构件58内。例如,在一些实施例中,当端匝构件58被设置成基本邻近于定子组件26时,径向外部的凸缘64可基本邻近于定子端匝28的外径70。此外,在一些实施例中,定子端匝可包括内径72。在一些实施例中,径向内部的凸缘66可基本邻近于定子端匝的内径72,如图5至图8中所示。因此,在一些实施例中,中央区域68可基本邻近于至少一部分定子端匝28的轴向最外部分。
由于端匝构件58与定子端匝28的基本邻近的空间关系,在一些实施例中,端匝构件58可至少部分增强热能传递。在一些实施例中,端匝构件58可包括基本导热的材料(例如,铝),如前面所述。因此,由于端匝构件58的部分可邻近于端匝28的部分并且与端匝28的至少一部分热交流,因而在电机20工作过程中,端匝构件58可接收端匝28产生的的至少一部分热能。此外,如前面所述,在一些实施例中,端匝构件58可紧邻于壳体12的内壁38(例如,摩擦配合、过盈配合、基本形成整体,等),这可通过包含导热材料的端匝构件58增强从端匝28至壳体12的热能传递。
此外,在一些实施例中,凸缘64、66可进一步帮助冷却。在一些实施例中,径向外部的凸缘64可包括第一构件孔62使得至少一部分冷却剂能流过冷却剂孔42和第一构件孔62并且能接触定子端匝28。在一些实施例中,在至少一部分冷却剂接触定子端匝28之前和/或之后,端匝构件58可通过保持至少一部分冷却剂邻近于端匝28而增强冷却。
例如,在一些实施例中,因为凸缘64、66和中央区域68基本邻近于端匝28的部分,所以在冷却剂接触端匝28之前和/或之后,冷却剂可接触端匝构件58。因此,冷却剂可至少部分紧邻于端匝28累积和/或从端匝构件58弹回至端匝28。在一些实施例中,无论机制如何,端匝构件58可至少部分提升冷却,因为它可用于使至少一部分冷却剂保持与定子端匝28极为贴近,使得更多的热能可传导至冷却剂。
此外,在一些实施例中,端匝构件58可将从定子端匝28接收的热能的一部分传导至壳体12。例如,因为在接触定子端匝28并且接收了一部分其热能后,至少一部分冷却剂流到端匝构件58,所以冷却剂可将热能中的一些传导给端匝构件58。此外,在一些实施例中,因为端匝构件58可与壳体12整体形成和/或接触壳体12,所以端匝构件58可将热能中的至少一部分传递给壳体12,该壳体通过对流将热能传递给周围的环境。此外,在一些实施例中,壳体12和/或端匝构件58可将热能中的至少一部分传导进通过冷却剂套36循环的冷却剂中,这可至少部分提高模块10的冷却。
此外,在一些实施例中,端匝构件58可用于增强模块10的运行。在一些实施例中,端匝构件58可包括不同的几何形状,该几何形状可与模块10的运行和冷却有关。例如,在一些实施例中,端匝构件58可包括各种环面、额外的孔、缝、其他几何形状,或其组合以有助于运行。因此,在一些实施例中,通过进一步增强基本邻近于端匝28的冷却剂累积,这些几何形状中的一些可至少部分用于增强冷却。
此外,在一些实施例中,端匝构件58可减少制造负担。例如,在一些实施例中,模块10可需要用于运行的前面所述几何形状和/或结构中的一些(例如,端匝28附近的额外空间或其他空间问题)。在一些实施例中,通过将这些特征整合在壳体12内,可导致额外的的成本以改变壳体12的制作工艺。通过将这些特征中的一些整合在端匝构件58内,壳体12的制造工艺可保持基本不变并且可将几何形状与端匝构件58基本整合。仅通过实例,在一些实施例中,为了容纳电机20中的一些特殊特征(例如,特殊的端匝部分、电气连接点等),端匝构件58可包括前面所述的几何形状中的至少一些以使电机20能够设置在壳体12内。因此,由于可在壳体12上执行简单的机械加工并且更复杂的机械加工可在端匝构件58上执行,因而可最小化成本和加工复杂度。
根据本发明的一些实施例,端匝构件58可在多个模块10构造中提高冷却。例如,在一些实施例中,冷却剂套36可包括基本密封的构造。因此,冷却剂可通过冷却剂套36循环,但不通过孔42进入机腔22中。因此,冷却剂不接触定子端匝28,在一些实施例中,这可影响模块10的冷却。
在一些实施例中,端匝构件58可至少部分有助于冷却定子端匝28,其中冷却剂套36包括基本密封的结构。例如,在一些实施例中,端匝构件58可包含基本非传导性的材料(例如,铝)使得凸缘64、66和中央区域68可基本邻近于端匝28的部分,如前面所述。因此,在一些实施例中,定子端匝28产生的热能中的至少一部分可通过对流传递至端匝构件58。此外,在一些实施例中,因为端匝构件58可与壳体12整体形成和/或接触该壳体,所以端匝构件58可将热能中的至少一部分传递给壳体12,该壳体可将热能通过对流传递至周围环境或可将热能传递至通过冷却剂套36循环的冷却剂。
在一些实施例中,定子端匝28可包括基本灌封的(potted,密封的)构造。在一些实施例中,至少一部分定子端匝28可通过涂覆、包住或其他方式被覆盖在灌封组合物中,这可至少部分提升端匝28的导热性。在一些实施例中,灌封组合物可包含树脂。例如,在一些实施例中,灌封组合物可包含环氧树脂,但是,灌封组合物可包含其他树脂。在一些实施例中,树脂可提供用于在涉及模块10的运行温度和电流的应用中使用的大致合适的介电常数、导热系数、热膨胀、耐化学性等。例如,在一些实施例中,可将灌封组合物转换成基本液体的状态(例如,通过加热)并且通过重力馈送或喷射在端匝28的上和/或周围。在一些实施例中,在重力馈送或喷射过程之前可将端匝28放置在模具中使得灌封组合物可覆盖至少一部分定子端匝28并且可包括至少部分对应模具形状的形状。因此,灌封后的定子端匝28可包括制造者和/或终端用户希望的形状和/或构造。在一些实施例中,灌封组合物可包括双成份混合物,使得混合灌封组合物的第一部分和灌封组合物的第二部分以应用至端匝28之前混合以激活灌封组合物。
在一些实施例中,端匝构件58可有助于冷却包括灌封结构的定子端匝28。例如,在一些实施例中,可将灌封后的端匝28构造和布置成使得灌封组合物在凝固后可与凸缘64、66和中央区域68紧邻和/或接触。因此,在一些实施例中,灌封后的端匝28可通过端匝构件58将定子端匝28产生的热能的至少一部分传给至壳体12。例如,如前面所述,在一些实施例中,灌封组合物可为大致导热的,使得定子端匝28产生的热能的至少一部分可通过灌封组合物大致从端匝28传导至端匝构件58。
在一些实施例中,端匝构件58可用于灌封定子端匝28的至少一部分。在一些实施例中,端匝构件58可用作模具,该模具用于形成灌封的定子端匝28。例如,在一些实施例中,可相对于端匝构件46设置定子组件26使得将定子端匝28中的至少一部分设置在端匝构件46内(例如,基本邻近于凸缘64、66和中央区域68),如前面所述。在一些实施例中,在相对于定子端匝28设置端匝构件58后,灌封组合物可通过重力馈送和/或喷射在定子端匝28中的至少一部分周围或通过该定子端匝中的至少一部分,使得定子端匝28被固化后的灌封组合物基本包裹,如前面所述。因此,在一些实施例中,端匝构件58可通过灌封组合物与定子端匝28接触,使得灌封组合物固化后可传导热能。可在模块10的组装之前、过程中、和/或之后将端匝构件58用于灌封过程。
在一些实施例中,端匝构件58可包括至少一个第二构件孔74。在一些实施例中,端匝构件58可包括多个第二构件孔74,如图5中所示。在一些实施例中,第二构件孔74可通过一部分中央区域68在大致轴向的方向上设置,如图5至图7中所示。在一些实施例中,第二构件孔74可(至少部分)相对于端匝构件58沿周向设置。例如,在一些实施例中,可将第二构件孔74以规则的图形(例如,每30度设置一个孔74)或不规则周向图形设置。此外,在一些实施例中,壳体12的内壁38可包括至少一些第二构件孔74,使得在没有端匝构件58的情况下起作用的至少一些实施例可按照下面所述的运行。例如,在一些实施例中,基本邻近于第一轴向侧面43的内壁可包括至少一个第二构件孔74。
在一些实施例中,第二构件孔74中的至少一部分可用作膨胀接合点。在包括至少一些灌封定子端匝28的一些实施例中,第二构件孔74可用于缓解(account for,补偿)灌封组合物膨胀。例如,在电机20的运行过程中,定子端匝28中的至少一部分产生热能可引起灌封材料的热膨胀。在一些实施例中,由于灌封材料的热膨胀,可能会将力和/或压力施加至定子端匝28的至少一部分、凸缘64、66和/或中央区域68,这导致对端匝构件58和/或定子端匝28的损坏。
在一些实施例中,第二构件孔74可用于至少部分解除与灌封组合物的热膨胀有关的压力。例如,在一些实施例中,当灌封组合物膨胀时,至少一部分灌封组合物可膨胀进和/或通过至少一些第二构件孔74。因此,在一些实施例中,施加在至少一些定子端匝28上的力和/或压力可至少部分通过第二构件孔74解除,这可至少部分降低由于灌封组合物热膨胀导致损坏定子端匝28和/或端匝构件46的风险。
在一些实施例中,可将第二构件孔74用在灌封过程中。在一些实施例中,在灌封过程中至少一些第二构件孔74可用作灌封组合物入口。例如,在一些实施例中,灌封组合物可围绕定子端匝28的至少一部分重力馈送或喷射,如前面所述。然而,在一些实施例中通过至少一些第二构件孔74,可围绕定子端匝28的部分馈送另一量的灌封组合物。
此外,在一些实施例中,在灌封过程中,至少一些第二构件孔74可通过密封结构(未示出)被基本密封(例如“脱盖(capped-off)”),使得在灌封过程中灌封组合物不流过第二构件孔74。然后,一旦灌封组合物已基本凝固(例如,固化),可移除密封结构并且在模块10工作过程中第二构件孔74可用作膨胀接合点,如前面所述。此外,在一些实施例中,在用于灌封过程之前,端匝构件58基本缺少第二构件孔74的至少一部分。在将端匝28灌封在灌封组合物中之后,可形成(例如,机械加工、钻取、冲压、压印等)第二构件孔74中的至少一部分,以用于前面所述的用途。
在一些实施例中,端匝构件58可包括至少一条冷却剂通道46。在一些实施例中,端匝构件58可包括多条冷却剂通道46。在一些实施例中,端匝构件58可包括径向定向通过中央区域68的一部分的多条冷却剂通道46。此外,在一些实施例中,如图9中所示,至少一些冷却剂通道46可延伸中央区域68和/或端匝构件58的一些部分的径向长度。此外,在一些实施例中,可将冷却剂通道46设置成通过端匝构件58的其他部分。在一些实施例中,至少一些冷却剂通道46可至少部分地沿周向布置成通过端匝构件58的部分。在一些实施例中,可将冷却剂通道46围绕端匝构件58的周向的至少一部分以常规或非常规图形沿周向布置。因此,可将至少一部分冷却剂通道46设置成通过端匝构件58的部分基本邻近于第一轴向端部43(例如,在凹槽47之间,如前面所述)和第二轴向端部45。
在一些实施例中,至少一部分冷却剂孔42可将冷却剂套36与端匝构件58的冷却剂通道46流体连接。在一些实施例中,如图9中所示,可将至少一些冷却剂孔42构造和布置成引导至少一部分冷却剂通过冷却剂套36流进端匝构件58的冷却剂通道46。例如,在一些实施例中,至少一部分冷却剂孔42可包括基本成角度的构造,如图9中所示,使得冷却剂可从冷却剂套36流向端匝构件58的至少一些冷却剂通道46中。
在一些实施例中,端匝构件58的冷却剂通道46的出口51可将至少一部分冷却剂通道46与机腔22流体连接。在一些实施例中,可将至少一部分内壁38构造和布置在大致轴向和径向向内的方向上引导至少一部分冷却剂。如图9中的箭头所示,在一些实施例中,至少一部分冷却剂可从冷却剂通道46进入机腔22,使得冷却剂可被用于冷却应用,如在下文进一步详述的。
在一些实施例中,模块10可包括传感器组件76,如图10A至图10C所示。在一些实施例中,可将传感器组件76耦接至壳体12的至少一部分,使得该传感器组件与转子组件24和/或轴34处于机械和/或电气连通。在一些实施例中,传感器组件76可包括分解器(resolver,解析器)组件,但是,在其他实施例中,传感器组件76可包括其他传感器。例如,在一些实施例中,传感器组件76可包括轴承组件、轴承组件防护件、霍尔效应传感器、温度传感器、速度传感器、方向传感器、位置传感器、以及可用于感应或检测与模块10有关的元件的其他元件。在一些实施例中,传感器组件76与转子组件24和/或轴34之间的机械连通可用于测量电机20运行过程中转子组件24和/或轴34的旋转。此外,在一些实施例中,传感器组件76可被电气连接至控制单元(未示出),使得可将检测到的任何数据输入控制单元以用于确定模块10的运行参数。此外,在一些实施例中,传感器组件76可包括传感器孔78,可将该传感器孔构造和布置成接收转子组件24和/或轴34的至少一部分以用于测量旋转。
在一些实施例中,传感器组件76可包括传感器盖80,如图10C中所示。在一些实施例中,传感器盖80可通过紧固件82耦接至壳体12的内壁38的至少一部分。在一些实施例中,传感器盖80可至少部分地保护传感器组件76不受壳体10内的任何潜在有害元件的损害(例如,偏离的冷却剂飞溅、碎片、由流过定子组件26的电流产生的电磁干涉等)。因此,传感器盖80可用作保护传感器组件76的机械、电气和/或电磁屏障。例如,如图10A和图10B所示,传感器盖80可包括多个孔84并且端盖16、18中的至少一个可包括相似构造的孔86,使得紧固件82至少可将这些元件耦接在一起。
在一些实施例中,传感器盖80可包括第二导向件88。如图2以及图10A至图10C中所示,在一些实施例中,第二导向件88可使用前面所述的任何和/或所有耦接方法耦接至传感器盖80。此外,在一些实施例中,第二导向件88可与传感器盖80基本形成整体。在一些实施例中,如图2以及图10A至图10C中所示,第二导向件88可从传感器盖80轴向延伸进机腔22中。例如,如图2中所示,在一些实施例中,第二导向件88可轴向地朝向转子组件24(例如,转子毂32)延伸。此外,在一些实施例中,第二导向件88可包括设置在传感器盖80和第二导向件88之间的耦接凸缘90,如图10B中所示。在一些实施例中,耦接凸缘90可使第二导向件88的设置能够用于冷却剂在机腔22内的分配。
在一些实施例中,可将第二导向件88构造和布置成将来自机腔22的冷却剂的至少一部分朝向转子组件24引导。在一些实施例中,至少一部分冷却剂可从端匝构件58的至少一些冷却剂通道46流出并且可进入机腔22中。一旦进入机腔22中,至少一些冷却剂可径向向内流向第二导向件88。例如,在一些实施例中,第二导向件88可包括成角度的区域92和基本线性的区域94。在一些实施例中,当一部分冷却剂径向向内流向第二导向件88时,成角度的区域92可用于截留至少一部分冷却剂并且将该冷却剂朝向线性区域94引导。尽管描绘成基本线性的(例如,与轴34的水平轴线基本平行),但线性区域94可为成角度的、弯曲的、曲线形的、或其他方式的,构造成将至少一部分冷却剂朝向希望的位置(例如,转子组件24)引导。
在一些实施例中,第二导向件88和线性部分94可将至少一部分冷却剂朝向转子组件24引导。因此,在一些实施例中,至少一部分冷却剂可接触转子组件24(例如,转子毂32和其他转子组件24的元件)以接收所产生的热能中的至少一部分,这可使模块10冷却。此外,在一些实施例中,由于转子组件24的运动的原因,至少一部分冷却剂可在大致径向向外的方向上被甩出。因此,在一些实施例中,至少一部分被径向甩出的冷却剂可接触定子端匝28的内径72和定子组件24中的其他部分以至少冷却那些元件。
如图4、图11和图12中所示,在一些实施例中,模块10可包括其他冷却和/或润滑构造。如图11和12中所示,在一些实施例中,可将第一导向件48构造和布置成将至少一部分冷却剂朝向模块10的其他元件径向向内地引导。在一些实施例中,模块10可包括至少一个冷却剂密封件96,将冷却剂密封件设置成紧邻于轴向端部43、45中的至少一个并且基本邻近于端盖16、18的轴孔50。在一些实施例中,模块10可包括位于两个轴向端部43、45处的冷却剂密封件96以将机腔22和模块10的其他部分同外部环境基本密封。例如,在一些实施例中,冷却剂密封件96可用于阻止任何量的(any material amounts of)冷却剂材料通过轴孔50流出机腔22。
在一些实施例中,第一导向件48可包括至少一个导向孔98。在一些实施例中,第一导向件48可包括多于一个导向孔98,如图4、图11和图12中所示。在一些实施例中,第一导向件48可包括至少一个导向孔98,将该导向孔设置成基本邻近于挡板56中的至少一个。例如,在一些实施例中,如图12中所示,在一些实施例中,第一导向件48可包括基本邻近于挡板56的两个孔98,这些挡板被设置在第一导向件48的侧部边缘处。在其他实施例中,第一导向件48可包括至少一个导向孔98,将该至少一个导向孔设置在沿着第一导向件48的表面的任何处。尽管描述和描绘成设置在第一导向件48上,但在一些实施例中,除了第一导向件48或替换第一导向件48,第二导向件88还可包括导向孔98。
在一些实施例中,壳体12可包括至少一个导向槽100。例如,如图12中所示,在一些实施例中,可将导向槽100设置在第一导向件48的径向向外的表面上。在一些实施例中,槽100可延伸通过第一导向件48的宽度,但是,在其他实施例中,槽100可延伸小于第一导向件48的宽度的距离。在一些实施例中,槽100可与壳体12和/或第一导向件48整体形成(例如,壳体12和/或第一导向件48可形成有槽100)。在一些实施例中,在导向件48和/或壳体12的形成后,可将槽100形成(例如,机械加工)进导向件48和/或壳体12中。尽管描述和描绘成设置在第一导向件48上,但在一些实施例中,除了第一导向件48或替换第一导向件48,第二导向件88还可包括导向槽100。
在一些实施例中,导向槽100可引导至少一部分冷却剂。在一些实施例中,导向槽100可引导从冷却剂通道46径向向内流动的至少一部分冷却剂。在一些实施例中,如图12中所示,槽100可相对于第一导向件48至少部分地沿周向布置。仅通过实例,在一些实施例中,如图12中所示,槽100从一个导向孔98延伸至另一个导向孔98,使得冷却剂径向向内流动,至少一部分冷却剂可进入槽100并且槽100可将冷却剂朝向孔98引导。
如图13中所示,在一些实施例中,模块10可包括至少一条导向通道102。例如,在一些实施例中,壳体12可包括导向通道102。此外,在一些实施例中,导向通道102可从导向孔98中的至少一个延伸。在一些实施例中,壳体12和/或第一导向件48可包括从每个导向孔98延伸的至少一条导向通道102。在一些实施例中,通道102可在大致径向和轴向方向上延伸。如图13中所示,在一些实施例中,可将通道102设置在壳体12和/或第一导向件48内,使得通道102是基本成角度的。例如,在一些实施例中,可将通道102的至少一部分设置成使得至少一部分冷却剂可流向轴孔50。在一些实施例中,导向通道102的至少一部分可与壳体12基本整体形成(例如,壳体12可将通道102形成在位)。在一些实施例中,在制作壳体12后,可在壳体12内形成(例如,机械加工)导向通道102的至少一部分。
在一些实施例中,模块10可包括至少一个密封腔104。如图13和图14中所示,在一些实施例中,密封腔104可至少部分由轴承30、冷却剂密封件96、轴34和壳体12(例如,端盖16、18的至少一个或罐体和/或罐体端盖)中的部分限定。在一些实施例中,密封腔104可包括壳体10内的凹处,该凹处基本环绕轴34紧邻于冷却剂密封件96和轴承30的至少一部分。此外,在一些实施例中,对于每个冷却剂密封件96,模块10可包括至少一个密封腔104(例如,模块10的每个轴向端部上紧邻于每个冷却剂密封件96设置一个密封腔104)。
在一些实施例中,可将导向通道102构造和布置成将至少一部分冷却剂朝向至少一个密封腔104引导。在包括多于一个密封腔104的一些实施例中,可将多于一个的导向通道102构造和布置成将至少一部分冷却剂朝向密封腔104引导。例如,如图13和图14所示,在一些实施例中,可将导向通道10设置成通过壳体12和/或第一导向件48的一部分,使得至少一部分冷却剂可到达密封腔104。
在一些实施例中,一旦冷却剂到达至少一个密封腔104,至少一部分冷却剂可接触限定密封腔104的一些元件。在一些实施例中,一旦通过通道102到达密封腔104,冷却剂可接触密封件96、轴34、壳体12和轴承30的一部分。在一些实施例中,冷却剂与这些元件中的至少一些的接触可提供润滑和/或冷却的好处。例如,在一些实施例中,至少一部分冷却剂可接触密封件96以接收密封件96产生的热能中的至少一部分。此外,在一些实施例中,至少一部分冷却剂可提供给密封件96和/或轴承30润滑的好处。因此,在一些实施例中,由于冷却和润滑的好处,流进密封腔104的冷却剂可至少部分提高模块10的运行。
在一些实施例中,导向通道102可包括多个构造。如图14中所示,在一些实施例中,至少部分导向通道102可包括第一导向通道102a,该第一导向通道与第二导向通道102b流体连接。在一些实施例中,第一导向通道102a通过导向储存器106与导向通道102b流体连接。在一些实施例中,导向储存器106通过塞108基本密封。在一些实施例中,第一和第二导向通道102a、102b的组合可实现将导向通道102的至少一部分设置在壳体12内部。例如,在包括罐体的一些实施例中,由于罐体构造,导向通道102的设置可能是复杂的(例如,轴向延伸的壁可使通道102的机械加工复杂)。仅通过实例,在一些实施例中,可将导向通道102机械加工进壳体12中以实现为至少一部分冷却剂提供通道以到达至少一个密封腔104。例如,在一些实施例中,可将第一导向通道102a、导向储存器106和第二导向通道102b设置在壳体12内使得进入导向孔98的冷却剂的至少一部分可到达密封腔104。此外,在一些实施例中,由于机械加工工艺,可将塞108至少部分地设置在导向储存器106内以基本密封储存器并且阻止大量冷却剂材料从储存器106流出(除了通过第二导向通道102b外)。
在一些实施例中,在接触限定密封腔104的元件中的至少一部分后至少一部分冷却剂可流出密封腔104。在一些实施例中,壳体12可包括出口槽110。在一些实施例中,壳体12可包括多于一个的出口槽110。在一些实施例中,出口槽110可基本延伸通过壳体12的至少一部分,并且可与密封腔104流体连通。例如,在一些实施例中,可将出口槽110设置成通过壳体12中的一部分使得将该出口槽大致设置在限定轴孔50的壳体12大致底部区域的部分处(例如,大致“6点钟”位置)。因此,在一些实施例中,至少一部分冷却剂可从导向通道102和/或102a和102b流动,可进入密封腔104中并且接触限定密封腔104的元件中的至少一些,并可通过出口槽110流出密封腔104。在一些实施例中,前面所述的构造可至少部分地使冷却剂流过密封腔104以提高一些模块10元件的冷却和/或润滑。在一些实施例中,如图15中所示,出口槽110可为基本成角度的,使得在冷却剂进入出口槽110时,冷却剂的至少一部分可被基本径向向外和轴向向内引导。
与导向通道102相似,在一些实施例中,出口槽110可包括不同的构造。如图16所示,在一些实施例中,出口槽110可包括第一出口槽110a,该第一出口槽与第二出口槽110b流体连通。在一些实施例中,第一出口槽110a可通过出口储存器112与第二出口槽110b流体连接。在一些实施例中,出口储存器112通过相同或不同的塞108基本密封。在一些实施例中,第一和第二出口槽110a、110b的组合可实现将出口槽110的至少一部分设置在壳体12内部。例如,在包括罐体的一些实施例中,由于罐体的构造,出口槽110的设置可能是复杂的(例如,轴向延伸的壁可使出口槽110的机械加工复杂)。仅通过实例,在一些实施例中,可将出口槽110的至少一部分加工进壳体12中以实现为至少一部分冷却剂提供通道以从至少一些密封腔104流动。例如,在一些实施例中,可将第一出口槽110a、出口储存器112和第二出口槽110b设置在壳体12内使得至少一部分冷却剂可从一些密封腔104中流出。此外,在一些实施例中,由于机械加工工艺,可将塞108可至少部分地设置在出口储存器112内以基本密封储存器112并且阻止大量冷却剂材料从储存器112流出而不通过第二出口槽110b。
在一些实施例中,出口槽110(或110a和110b)可将密封腔104的至少一部分与机腔22流体连接。例如,在一些实施例中,进入出口槽110的冷却剂的至少一部分可进入机腔22中并且流过机腔22的至少一部分并且接触模块10的元件。因此,在一些实施例中,接触部分冷却剂的模块10元件中的至少一部分可将产生的热能中的至少一部分传导至冷却剂,这可至少部分增强冷却。
此外,在一些实施例中,在进入机腔22后,至少一部分冷却剂可通过重力流向模块10的底部。在一些实施例中,模块10可包括大致位于模块10的底部处的传统排放系统(未示出),使得至少一部分冷却剂可从机腔22流进排放系统中。但是,在一些实施例中,至少一部分冷却剂可从冷却剂套36和/或导向件48、88直接进入排放系统中。在一些实施例中,排放系统可将机腔22流体连接至传统热交换元件(例如,散热器、热交换机等),该传统热交换元件可与模块10(未示出)整体形成、邻近于该模块和/或远离该模块。在一些实施例中,至少一部分冷却剂可通过热交换元件循环,在此处,可带走热能中的至少一部分并且可将冷却剂再次循环用于进一步冷却。
相对于一些传统电机模块,本发明的一些实施例可提供增强的电机20冷却。例如,至少一些传统电机可包括冷却剂分配系统,在该系统中冷却剂流过轴并且径向向外通过一些机器元件,例如转子毂。为了组装像一些传统机器的冷却剂分配系统一样的冷却剂分配系统,特殊构造的轴、密封件、装置、接口、以及模块的其他元件可能是必要的,这增加了组装过程的成本和复杂度。此外,用于该类型的传统冷却构造的一些轴可能需要内花键以将轴耦接至转子组件,这可能进一步增加复杂度。本发明的一些实施例可消除这些缺点中的至少一些。例如,在一些实施例中,由于冷却剂通过冷却剂套36被引导至转子组件24,因此可不需要专门、复杂和/或昂贵的轴、密封件、装置、接口、和其他元件。此外,在一些实施例中,无论内花键还是外花键都可被用于将机器20连接至轴34。此外,本发明的一些实施例可使模块10能够用于不允许冷却剂流过轴的一些系统中。例如,一些模块10系统和应用可被限制成不允许冷却剂流过轴,这会限制模块的用途和冷却。然而,在本发明的一些实施例中,如前面所述,冷却剂不需要流过轴来冷却模块10的部分。
此外,相对于一些传统电机,本发明的一些实施例可使具有较低温度的较大量冷却剂能够到达转子组件24。为了降低与复杂和昂贵的特殊元件有关的复杂度,如前面所述,一些传统电机可使通过冷却剂套循环的冷却剂中的一部分通过冷却剂孔并且到定子端匝上。然后,至少一部分冷却剂可径向向内流动并且接触转子组件以达到冷却目的。然而,在一些传统机器中,由于冷却剂已越过、通过和/或邻近于定子端匝,因而当到达转子组件时,冷却剂的温度已经升高。本发明的一些实施例可至少部分消除该问题。例如,在一些实施例中,至少一部分冷却剂可通过冷却剂通道46从冷却剂套36流到机腔22,使得到达机腔22的冷却剂中的至少一些不直接接触定子端匝28。因此,在一些实施例中,由于相比于传统电机,到达转子组件24的冷却剂中的至少一些可为较冷的,因此转子组件24的冷却可至少部分地提高。
本领域技术人员将理解的是,尽管上文已结合特定实施例和实例对本发明进行了描述,但本发明不局限于此,并且来自实施例、实例和用途的大量其他实施例、实例、用途和修改和变更(departure)都旨在被包含在附在本文中的权利要求书内。本文所引用的每个专利和公开文献的全部公开都通过引证结合于此,如同每个这样的专利或公开文献都单独地通过引证结合于此。本发明的各种特征和优势在下面的权利要求书中进行阐述。
Claims (20)
1.一种电机模块,所述电机模块包括:
壳体,至少部分地限定机腔,所述壳体还包括:
第一轴向端部和第二轴向端部,
内壁和外壁,
多条冷却剂通道,所述多条冷却剂通道由所述壳体的至少一部分限定,所述多条冷却剂通道中的至少一条冷却剂通道基本邻近于所述第一轴向端部设置并且与所述机腔流体连通,以及
第一导向件,所述第一导向件设置成基本邻近于所述第一轴向端部并且至少部分地延伸进所述机腔内;
冷却剂套,所述冷却剂套基本设置在所述壳体内;以及
电机,所述电机基本设置在所述机腔内并且至少部分地由所述壳体包围,所述电机包括转子组件,所述电机设置在所述机腔内,使得所述转子组件的至少一部分基本邻近于所述第一导向件,并且所述第一导向件构造并布置成将冷却剂朝向所述转子组件引导。
2.根据权利要求1所述的电机模块,还包括传感器组件,所述传感器组件耦接至所述壳体的内壁且基本邻近于所述第二轴向端部。
3.根据权利要求2所述的电机模块,其中,所述多条冷却剂通道中的至少一条冷却剂通道设置成基本邻近于所述第二轴向端部并且与所述机腔流体连通。
4.根据权利要求2所述的电机模块,其中,所述传感器组件包括传感器盖,所述传感器盖包括延伸进所述机腔的第二导向件,所述第二导向件设置成使得所述转子组件的至少一部分基本邻近于所述第二导向件,并且所述第二导向件构造和布置成将冷却剂朝向所述转子组件引导。
5.根据权利要求1所述的电机模块,其中,所述第一导向件包括至少一个导向孔和至少一条导向通道,并且其中所述至少一个导向孔将所述机腔与所述至少一条导向通道流体连接。
6.根据权利要求1所述的电机模块,其中,所述第一导向件包括槽和至少两个导向孔。
7.根据权利要求1所述的电机模块,还包括多个冷却剂孔,所述多个冷却剂孔设置成通过所述内壁的一部分,其中所述多个冷却剂孔中的至少一部分是基本轴向定向的并且所述多个冷却剂孔中的至少一部分是基本径向定向的。
8.根据权利要求1所述的电机模块,还包括端匝构件,所述端匝构件至少部分地设置在所述机腔内,其中所述端匝构件包括:
从中央区域轴向延伸的径向向内的凸缘和径向向外的凸缘,以及
至少一条冷却剂通道,所述至少一条冷却剂通道设置成通过所述中央区域的一部分。
9.根据权利要求8所述的电机模块,还包括多个冷却剂孔,所述多个冷却剂孔设置成通过所述内壁的部分,并且所述多个冷却剂孔中的至少一个冷却剂孔构造和布置成将所述冷却剂套与设置成通过所述中央区域的至少一部分的所述至少一条冷却剂通道流体连接。
10.根据权利要求9所述的电机模块,还包括至少一个构件孔,所述至少一个构件孔轴向定向为通过所述中央区域的至少一部分。
11.根据权利要求9所述的电机模块,还包括至少一个构件孔,所述至少一个构件孔径向定向为通过所述径向向外的凸缘的至少一部分。
12.一种电机模块,所述电机模块包括:
壳体,至少部分地限定机腔,所述壳体还包括:
第一轴向端部和第二轴向端部,以及
多条冷却剂通道,所述多条冷却剂通道由所述壳体的至少一部分限定,所述多条冷却剂通道中的至少一部分基本邻近于所述第一轴向端部和所述第二轴向端部设置并且与所述机腔流体连通;
传感器组件,所述传感器组件耦接至所述壳体的一部分,并且所述传感器组件包括导向件,所述导向件设置成基本邻近于所述第二轴向端部并且至少部分地延伸进所述机腔中;并且
所述导向件包括至少一个导向孔和至少一条导向通道,使得所述至少一个导向孔将所述机腔与所述至少一条导向通道流体连接。
13.根据权利要求12所述的电机模块,其中,所述壳体包括内壁、外壁以及冷却剂套,所述冷却剂套设置在所述内壁的一部分与所述外壁的一部分之间。
14.根据权利要求13所述的电机模块,还包括多个冷却剂孔,所述多个冷却剂孔设置成通过所述内壁的至少一部分,并且所述冷却剂孔中的至少一部分构造和布置成将所述冷却剂套与所述多条冷却剂通道中的至少一部分流体连接。
15.根据权利要求12所述的电机模块,还包括电机,所述电机设置在所述机腔内并且至少部分地由所述壳体包围,所述电机包括定子组件,所述定子组件基本环绕转子组件的至少一部分。
16.根据权利要求15所述的电机模块,其中,所述导向件基本邻近于所述转子组件设置并且所述导向件构造和布置成将来自所述机腔的至少一部分冷却剂朝向所述转子组件引导。
17.根据权利要求12所述的电机模块,还包括端匝构件,所述端匝构件至少部分地设置在所述机腔内,其中所述端匝构件包括:
从中央区域轴向延伸的径向向内的凸缘和径向向外的凸缘,以及
至少一条冷却剂通道,所述至少一条冷却剂通道设置成通过所述中央区域的至少一部分。
18.根据权利要求17所述的电机模块,还包括多个构件孔,所述多个构件孔限定成通过所述径向向外的凸缘的至少一部分。
19.一种制造电机模块的方法,所述方法包括:
提供壳体,所述壳体包括内壁、外壁、第一轴向端部以及第二轴向端部;
将冷却剂套设置在所述壳体内且位于所述外壁和所述内壁的至少一部分之间,将所述冷却剂套基本设置在所述第一轴向端部与所述第二轴向端部之间;
将多条冷却剂通道设置成通过所述壳体的至少一部分,使得所述多条冷却剂通道中的一部分基本邻近于所述第一轴向端部并且所述多条冷却剂通道中的另一部分基本邻近于所述第二轴向端部;
沿着所述内壁基本邻近于所述第一轴向端部而设置导向件;以及
将至少一个导向孔和导向通道设置成通过所述导向件的至少一部分。
20.根据权利要求19所述的方法,提供包括第二导向件的传感器组件,并且将所述传感器组件设置成基本邻近于所述第二轴向端部。
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