CN104685769A - 包括具有实质上一体形成的冷却剂通道的壳体和外套筒的电机 - Google Patents

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Abstract

电机壳体包括具有外表面的壳体本体，该外表面设置有限定多个冷却剂通道的多个实质上一体形成的肋部。所述多个实质上一体地形成的肋部中的每个肋部具有外表面部。套筒设置在壳体本体上并且围绕外表面延伸。套筒具有与实质上一体形成的肋部中的每个肋部的外表面部配合地接合的内表面区段。

Description

包括具有实质上一体形成的冷却剂通道的壳体和外套筒的电机
背景技术
示例性实施方式涉及电机领域，并且更具体地涉及包括具有实质上一体形成的冷却剂通道的壳体和外套筒的电机。
电机总体上包括封装转子和定子的壳体。转子通常包括转子毂。转子毂接合至由一个或更多个轴承支承的轴。转子毂支承多个转子绕组，所述多个转子绕组当受到由定子产生的磁场的作用时致使转子旋转。在一些情况下，转子将包括支承永磁体的叠片。永磁体还与由定子提供的磁场相互作用从而致使转子旋转。许多电机导引冷却剂通过壳体以吸收来自转子和/或定子的热。冷却剂可以采取包括气体和液体两者的流体流的形式。冷却剂可以直接供给至壳体的内部，直接穿过定子或在一些情况下直接穿过形成在壳体中的通路。
发明内容
公开了一种电机壳体，该电机壳体包括具有外表面的壳体本体，该外表面设置有限定多个冷却剂通道的多个实质上一体形成的肋部。所述多个实质上一体地形成的肋部中的每个肋部具有外表面部。套筒设置在壳体本体上并且围绕外表面延伸。套筒具有与实质上一体形成的肋部中的每个肋部的外表面部配合地接合的内表面区段。
还公开了一种电机，该电机包括具有内表面和外表面的壳体本体，该外表面设置有限定多个冷却剂通道的多个实质上一体形成的肋部。所述多个实质上一体地形成的肋部中的每个肋部具有外表面部。定子固定地安装至壳体的内表面。转子以相对于定子可旋转的方式安装在壳体中，并且套筒设置在壳体本体上并且围绕外表面延伸。套筒具有与实质上一体形成的肋部中的每个肋部的外表面部配合地接合的内表面区段。
还公开了一种冷却电机壳体的方法。该方法包括在电机壳体的外表面上实质上一体地形成具有外表面部的多个肋部。所述多个肋部建立了多个冷却剂通道。该方法还包括将具有内表面区段的套筒围绕电机壳体定位，并且使电机壳体热膨胀至套筒中。所述多个肋部中的一个或更多个肋部的外表面部抵靠套筒的内表面区段被压缩。冷却剂流过多个冷却剂通道以冷却电机壳体。
附图说明
以下描述不应视为以任何方式进行限制。参照附图，相同的元件采用相同的标号：
图1描绘了根据示例性实施方式的电机的截面侧视图，该电机包括具有实质上一体形成的冷却剂通道的壳体和外套筒；
图2描绘了根据示例性实施方式的一方面的图1的壳体的立体图，该图在没有外套筒的情况下示出了冷却剂通道中的相邻冷却剂通道之间的连接；
图3描绘了根据示例性实施方式的另一方面的在没有外套筒的情况下的环形肋部的截面细节图，该环形肋部设置在限定图1的冷却剂通道中的一个冷却剂通道的壁上；以及
图4描绘了根据示例性实施方式的又一方面的环形肋部的截面细节图，该环形肋部已经通过外套筒变形而在相邻冷却剂通道之间形成密封。
具体实施方式
参照附图，通过示例且非限制性的方式在本文中呈现公开的设备和方法的一个或更多个实施方式的详细说明。
根据示例性实施方式的永磁体电机在图1中总体上以2指示。电机2包括具有环形侧壁6的壳体4，该环形侧壁6从第一端壁8延伸至限定开口10的悬臂式端部9。第二端壁或盖12联接至悬臂式端部9并且横过开口10延伸。环形侧壁6、第一端壁8和盖12共同限定内部14。环形侧壁6包括内表面17和外表面18。壳体4由可以容易压铸并且具有相对较高的热膨胀系数(CTE)的材料形成。例如，壳体4可以由铝、铜、镁和/或其合金形成。当然，也可以采用其他材料。在这一点上，应该理解的是环形侧壁6可以呈许多形状并且不应视为限制成圆形。电机2还示出为包括布置在内表面17上的定子24。定子24包括支承多个定子绕组30的本体或定子芯28，所述多个定子绕组30具有第一端匝部32和第二端匝部34。
电机2还示出为包括以可旋转的方式支承在壳体4内的轴54。轴54包括延伸经过中间部59至第二端部57的第一端部56。轴54支承转子组件70。转子组件70包括安装至中间部59的转子毂72。第一轴承74相对于第二端壁或盖12支承第一端部56，并且第二轴承75相对于第一端壁8支承第二端部57。转子组件70包括支承多个磁体(未示出)的叠片组件84。在这一点上，应该理解的是尽管轴54示出为具有支承在壳体4的相对侧上的端部，然而轴54可以支承在单个端部上使得转子毂72悬臂伸出。同样地，尽管转子70被描述为具有叠片，然而转子70可以设置有绕组。
根据示例性实施方式，壳体4包括多个实质上一体形成的肋部106。根据示例性实施方式，多个肋部106与壳体4一起被压铸。然而，肋部106也可以通过加工过程形成。多个肋部106包括例如第一肋部109和第二肋部110。肋部109和110通过基部113彼此间隔开。在多个肋部106中的相邻肋部之间限定有多个冷却剂通道，所述多个冷却剂通道中的一个冷却剂通道以116指示。冷却剂通道116包括增强壳体4与冷却剂(未示出)之间的热交换的表面造形120。表面造形120以设置在基部113上的多个脊部124的形式示出。
如图2中所示，多个肋部106中的每个肋部包括多个中断区域，所述多个中断区域中的一个中断区域在第二肋部110上以130示出。中断区域130建立了多个冷却剂通道116之间的流体连接。同样如图2中所示，中断区域130相对于彼此偏移使得能够在壳体4的外表面18上形成蜿蜒的流动路径(未单独标记)。蜿蜒的流动路径允许冷却剂从设置在例如第一端壁8处的入口(未示出)流动至设置在例如悬臂式端部9的出口(也未示出)。蜿蜒的流动路径产生了基本完全覆盖外表面18的冷却剂流以移除从内部14导出的热。
如图3中所示，多个肋部106中的每个肋部包括设置有环形肋部或密封部138的外表面部134。环形密封部138采用构造成当受到压缩力时屈服或变形的屈服集中的脊部144。进一步根据示例性实施方式，电机2设置有围绕壳体4延伸的环形套筒160。套筒160包括具有外表面区段162和内表面区段164的套筒本体161。内表面区段164构造成与外表面部134和环形密封部138配合以提供横过多个冷却剂通道116的密封盖(未单独标记)从而产生围绕壳体4延伸的多个冷却剂通路(同样未单独标记)。密封盖确保了通过中断区域130基本完全保持相邻冷却剂通道/通路之间的流体连通。
仍进一步根据示例性实施方式，套筒160由例如具有相对低的CTE的材料比如钢形成。根据示例性实施方式的一方面，套筒160的CTE可以十分接近定子芯28的CTE。壳体4的CTE与套筒160的CTE之间的不匹配在两个部件之间产生机械结合。更具体地，在操作期间，壳体4将以比套筒160的任意膨胀率更高的第一速率加热且膨胀。壳体4的膨胀被套筒160限制，从而在肋部106的外表面部134与内表面区段164之间产生压缩力。该压缩力引起环形密封部138变形，从而在肋部106的外表面部134与套筒160的内表面区段164之间建立了密封，如图4中所示。
在这点上，应该理解的是示例性实施方式描述了具有一体形成的肋部的电机壳体，所述一体形成的肋部当与套筒接合时形成冷却剂通路。该冷却剂通路围绕壳体导引冷却剂从而吸收从内部导出的热。壳体和套筒由具有完全不同的热膨胀系数的材料形成。在这种方式下，壳体的热膨胀通过套筒被限制以形成密封。根据示例性实施方式的一方面，壳体的热膨胀还导致设置在肋部的外表面上的密封或屈服集中的脊部的变形。应该理解的是尽管已经提供了针对壳体和套筒的两者的材料的示例，然而还可以采用其他材料。
尽管已经参照示例性实施方式或多个示例性实施方式描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以做出多种改变并且可以用等同元件替代本发明的元件。此外，在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以做出多种修改以使特定情况或材料与本发明的教示相适应。因此，本发明意在不限于作为设想用于实现本发明的最佳形式而公开的具体实施方式，而是本发明将包括落入权利要求的范围内的所有实施方式。

Claims (20)

1.一种电机壳体，包括：
壳体本体，所述壳体本体包括外表面，所述外表面具有限定多个冷却剂通道的多个实质上一体形成的肋部，所述多个实质上一体形成的肋部中的每个肋部具有外表面部；以及
套筒，所述套筒设置在所述壳体本体上并且围绕所述外表面延伸，所述套筒具有与所述实质上一体形成的肋部中的每个肋部的所述外表面部配合地接合的内表面区段。
2.根据权利要求1所述的电机壳体，其中，所述多个冷却剂通道中的每个冷却剂通道包括基部，所述基部在所述多个实质上一体形成的肋部中的相邻肋部之间延伸，所述基部包括构造并设置成增强所述壳体本体与流过所述多个冷却剂通道的冷却剂之间的热传递的表面造形。
3.根据权利要求2所述的电机壳体，其中，所述表面造形包括多个脊部。
4.根据权利要求1所述的电机壳体，其中，所述多个肋部中的一个或更多个肋部包括在所述多个冷却剂通道中的相邻冷却剂通道之间建立流体连接的中断区域。
5.根据权利要求4所述的电机壳体，其中，所述多个肋部中的至少两个肋部包括中断区域，所述中断区域相对于彼此偏移并且流体连接所述多个冷却剂通道中的相邻冷却剂通道从而形成横过所述外表面的蜿蜒的冷却剂流动路径。
6.根据权利要求1所述的电机壳体，其中，所述壳体本体由具有第一热膨胀系数的第一材料形成，并且所述套筒由具有比所述第一热膨胀系数更小的第二热膨胀系数的第二材料形成。
7.根据权利要求6所述的电机壳体，其中，所述第一材料包括铝、锌、铜和镁中的一者并且所述第二材料包括钢。
8.根据权利要求7所述的电机壳体，还包括环形密封部，所述环形密封部设置在所述多个肋部中的每个肋部的所述外表面部上，所述环形密封部构造并设置成在所述壳体热膨胀时屈服至所述套筒中以在所述多个冷却剂通道中的相邻冷却剂通道之间建立密封。
9.根据权利要求8所述的电机壳体，其中，所述环形密封部与所述多个肋部中的每个肋部的外表面实质上一体地形成。
10.一种电机，包括：
壳体本体，所述壳体本体包括内表面和外表面，所述外表面具有限定多个冷却剂通道的多个实质上一体形成的肋部，所述多个实质上一体形成的肋部中的每个肋部具有外表面部；
定子，所述定子固定地安装至所述壳体的所述内表面；
转子，所述转子以相对于所述定子可旋转的方式安装在所述壳体中；以及
套筒，所述套筒设置在所述壳体本体上并且围绕所述外表面延伸，所述套筒具有与所述实质上一体形成的肋部中的每个肋部的所述外表面部配合地接合的内表面区段。
11.根据权利要求10所述的电机，其中，所述多个冷却剂通道中的每个冷却剂通道包括基部，所述基部在所述多个实质上一体形成的肋部中的相邻肋部之间延伸，所述基部包括构造并设置成增强所述壳体本体与流过所述多个冷却剂通道的冷却剂之间的热传递的多个脊部。
12.根据权利要求10所述的电机，其中，所述多个肋部中的一个或更多个肋部包括在所述多个冷却剂通道中的相邻冷却剂通道之间建立流体连接的中断区域。
13.根据权利要求12所述的电机，其中，所述多个肋部中的至少两个肋部包括中断区域，所述中断区域相对于彼此偏移并且流体连接所述多个冷却剂通道中的相邻冷却剂通道从而形成横过所述外表面的蜿蜒的冷却剂流动路径。
14.根据权利要求10所述的电机，其中，所述壳体本体由具有第一热膨胀系数的第一材料形成，并且所述套筒由具有比所述第一热膨胀系数更小的第二热膨胀系数的第二材料形成。
15.根据权利要求14所述的电机，其中，所述第一材料包括铝、锌、铜和镁中的一者并且所述第二材料包括钢。
16.根据权利要求15所述的电机，还包括环形密封部，所述环形密封部设置在所述多个肋部中的每个肋部的所述外表面部上，所述环形密封部构造并设置成在所述壳体热膨胀时屈服至所述套筒中以在所述多个冷却剂通道中的相邻冷却剂通道之间建立密封。
17.根据权利要求16所述的电机，其中，所述环形密封部与所述多个肋部中的每个肋部的外表面实质上一体地形成。
18.一种冷却电机壳体的方法，所述方法包括：
在电机壳体的外表面上实质上一体地形成具有外表面部的多个肋部，所述多个肋部建立多个冷却剂通道；
将具有内表面区段的套筒围绕所述电机壳体定位；
使所述电机壳体热膨胀至所述套筒中，使所述多个肋部中的一个或更多个肋部的所述外表面部抵靠所述套筒的所述内表面区段压缩；以及
使冷却剂流过所述多个冷却剂通道以冷却所述电机壳体。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，使所述电机壳体热膨胀至所述套筒中包括使设置在所述多个肋部中的每个肋部的所述外表面部上的环形密封部变形。
20.根据权利要求18所述的方法，还包括：将所述多个冷却剂通道中的相邻一个或更多个冷却剂通道流体地连接从而形成横过所述电机壳体的蜿蜒的冷却剂流动路径。
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