CN105553183A - 驱动电动机的冷却单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于冷却驱动电动机的定子的驱动电动机的冷却单元，其包括设置在电动机壳体的内侧和定子的外侧之间的引导路径，该引导路径在定子的轴向上形成冷却剂反复流经的流动路径。

Description

驱动电动机的冷却单元

技术领域

本公开总体上涉及用于环境友好车辆的驱动电动机，并且更具体地，涉及用于冷却从驱动电动机的定子产生的热量的驱动电动机的冷却单元。

背景技术

一般而言，混合动力车辆或电动车辆可以通过使用从电能获得驱动扭矩的电动机(下文中称为“驱动电动机”)产生驱动扭矩。例如，混合动力车辆在作为仅使用源自驱动电动机的动力的纯电动车辆模式的电动车辆(EV：electricvehicle)模式下行驶，或者在使用发动机的扭矩和驱动电动机的扭矩二者作为动力的混合动力电动车辆(HEV：hybridelectricvehicle)模式行驶。进一步地，电动车辆使用源自驱动电动机的扭矩作为动力行驶。

驱动电动机通常包括定子和转子。定子被联接在电动机壳体中，并且转子与定子的内侧隔开。定子包括由电钢板制成的定子铁心和卷绕在定子铁心上的线圈。根据施加到线圈的电流(AC)产生大量的热。基于电流在定子铁心中产生涡流，并且因为由旋转磁体产生的磁通量的变化导致反向电压。

因此，安装在混合动力车辆中的驱动电动机中，因为电流导致在定子铁心中产生大量的热，所以为了防止由于热导致损坏和连续地保证稳定的操作性，应当充分执行冷却。在电动机被固定在变速器内的混合动力车辆中，用于冷却驱动电动机的技术包括使用变速器油的油冷却方案和使用冷却水的水冷却方案。例如，在使用水冷却方案的驱动电动机的冷却单元中，冷却剂流动路径形成在定子的外侧和电动机壳体的内侧之间，并且冷却剂在流动路径流动使得由定子产生的热量可被冷却剂冷却。

如上所述，在常规的冷却单元中，在定子的外侧形成有突出部，从而降低通过在电动机壳体的上部设置的冷却剂供应部靠自重供应到冷却剂流动路径的冷却剂的流速。因此，可以通过定子的外侧的突出部减小在定子和电动机外壳之间形成的冷却剂流动路径的间隙的尺寸从而降低冷却剂的流速。然而，在这种情况下，因为冷却流动路径为环形(在定子的外侧与电动机壳体的内侧之间，取决于定子的外侧)，冷却剂流动路径的长度被限制为2πr(r：定子的半径)，从而定子与冷却剂之间的接触时间减少。

在背景部分中公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可能包含不构成本国本领域技术人员所知晓的现有技术的信息。

发明内容

本公开致力于提供驱动电动机的冷却单元，其具有降低在电动机壳体的内侧和定子的外侧之间循环的冷却剂的流速和增加冷却剂与定子的接触时间的优点。本公开的实施例提供了用于冷却驱动电动机的定子的驱动电动机的冷却单元，其包括设置在电动机壳体的内侧和定子的外侧之间的引导路径，该引导路径在定子的轴向上形成冷却剂反复流经的流动路径。

引导路径可以在定子的轴向上形成有多个台阶。

引导路径可以形成有多个第一台阶来引导冷却剂从定子的上部向下流动，并形成有多个第二台阶来引导冷却剂从定子的下部向上流动。

引导路径可以在多个第一台阶与多个第二台阶之间形成连接通道。

引导路径可以在定子的轴向上形成Z字形流动路径。

引导路径可以在定子的轴向上形成蛇曲形流动路径。

引导路径可以包括突出到定子的外侧并且紧密地接合到电动机壳体的内侧的一体突出部。

引导路径可以包括突出到电动机壳体的内侧并且紧密地接合到定子的外侧的一体突出部。

引导路径可以被分开设置在电动机壳体的内侧和定子的外侧之间，并且可以紧密地接合到电动机壳体的内侧和定子的外侧。

附图说明

图1是根据本公开的实施例示出驱动电动机的冷却单元的透视图。

图2是根据本公开的实施例示出驱动电动机的冷却单元的平面图。

图3是根据本公开的实施例示出驱动电动机的冷却单元的局部剖透视图。

图4是根据本公开的实施例示出驱动电动机的冷却单元的变型例的视图。

图5是根据本公开的实施例示出驱动电动机的冷却单元的另一个变型例的视图。

附图标记说明

1...电动机壳体3...定子

4...定子铁心5...转子

10、110、210...引导路径11、111、211...单元引导部

21...流动路径31...第一台阶

32...第二台阶35...连接通道

具体实施方式

在下文中，本公开的示例性实施例将参考附图来进行详细描述。如本领域技术人员将认识到的，在全不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以以各种不同方式修改描述的实施例。进一步地，在整个说明书中，相同附图标记表示相同的元件。

本文使用的术语只用于说明特定的实施例，并不意图限制本公开。本文使用的单数形式“一个”、“一”和“所述”意图还包括复数形式，除非上下文明确地另有说明。还应该理解，当用在本说明书中时，术语“包含”和/或“包括”指定陈述的特征、整数、台阶、操作、元件和/或组件的存在，不过并不排除一个或多个其他特征、整数、台阶、操作、元件、组件和/或它们的组合的存在或增加。本文使用的术语“和/或”包括相关的列举项目中的一个或多个随便任意组合。

应该理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其他类似术语包括通常的机动车辆，诸如包括运动型多用途车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的客车，包括各种小舟和轮船的船只、飞机等，并且包括混合动力车、纯电动汽车、插电式混合动力车、氢动力汽车和其他替代燃料汽车(例如，从除石油以外的资源得到的燃料)。本文使用的混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如使用汽油动力和电动力的车辆。

现在参考公开的实施例，图1是根据本公开的实施例示出驱动电动机的冷却单元的透视图，图2是根据本公开的实施例示出驱动电动机的冷却单元的平面图。

如图1和图2所示，驱动电动机的冷却单元100可应用到在环境友好车辆诸如混合动力车辆中通过电能获得驱动扭矩的驱动电动机(例如，电动机)。例如，驱动电动机可包括电动机壳体1、安装在电动机壳体1的内部的定子3、以及以预定间隙与定子3隔开安装在定子3的内侧的转子5。

定子3可被配置成定子铁心4被定子线圈(未示出)卷绕的结构，转子5可以被配置成永久磁铁被插入到转子铁心(未示出)中或被转子线圈(未示出)卷绕的结构。也就是说，本公开适用于永久磁铁被插入到转子5的转子铁心中的永磁同步电动机(PMSM)：permanentmagnetsynchronousmotor)，并且适用于转子线圈卷绕在转子5的转子铁心上的绕线转子同步电动机(WRSM：woundrotorsynchronousmotor)。定子3和转子5被配置为应用于本领域公知的PMSM或WRSM的定子和转子结构，因此在说明书中省略详细说明。

另一方面，用于散发由应用于定子3的具有高集成度和高密度的定子线圈产生的热量的冷却单元100被用于上述驱动电动机。冷却单元100通过使冷却剂在电动机壳体1的内侧和定子3的外侧之间流动使用冷却剂冷却定子3。因此，驱动电动机的冷却单元100可使冷却水作为冷却剂在电动机壳体1的内侧和定子3的外侧之间循环，并且可以通过定子铁心4间接冷却从定子线圈(未示出)产生的热。

下面描述的驱动电动机的冷却单元10具有可以通过降低在电动机壳体1的内侧和定子3的外侧之间循环的冷却剂的流速并增加冷却剂与定子3的接触时间来改善驱动电动机的冷却效率的结构。

图3是根据本公开的实施例示出驱动电动机的冷却单元的局部剖透视图。

如图1至图3所示，驱动电动机的冷却单元100包括形成于其中的引导路径10。引导路径10用于在电动机壳体1的内侧和定子3的外侧之间形成流动路径21(即，“冷却通路”)。即引导路径10可以在电动机壳体1的内侧和定子3的外侧之间在定子3的轴向上形成反复流动的冷却剂的流动路径21。换句话说，在电动机壳体1的内侧和定子3的外侧之间，除了引导路径10之外的区域可以形成为上述流动路径21。

引导路径10被设置在电动机壳体1的内侧和定子3的外侧之间。例如，引导路径10一体突出到定子3的外侧，并且可紧密地接合到电动机壳体1的内侧。也就是说，引导路径10的一体突出部可以突出到定子3的外侧并且紧密地接合到电动机壳体1的内侧。

详细地，引导路径10包括具有与电动机外壳1的内侧对应的曲面的多个单元引导部11。单元引导部11在定子3的轴向上连续地突出到定子3的外侧。引导路径10的单元引导部11通过层叠多个电钢板而具有预定的厚度，并且可一体突出到定子3的外侧。单元引导部11的曲面可以紧密地接合到电动机壳体1的内侧，并且可以具有与定子3的外侧和电动机壳体1的内侧对应的曲率。单元引导部11从定子3的上部向下部在轴向上彼此形成台阶地连续形成，并且从定子3的下部向上部在轴向上彼此形成台阶地连续形成。即单元引导部11可以在定子3的轴向上从定子3的上部向下部并且从定子3的下部向上部反复形成。

因此，引导路径10可形成通过单元引导部11在定子3的轴向上反复的多个台阶31和32，并且可以构成基于台阶31和32在定子3的轴向上反复流动的冷却剂的流动路径21。如上所述，多个台阶31和32可以被分成在电动机壳体1的内侧与定子3的外侧之间在轴向上引导冷却剂从定子3的上部向下流动的多个第一台阶31、以及在电动机壳体1的内侧与定子3的外侧之间在轴向上引导冷却剂从定子3的下部向上流动的多个第二台阶32。第一台阶31和第二台阶32可以形成流动路径21，从而持续且反复地在电动机壳体1的内侧与定子3的外侧之间在定子3的轴向上引导冷却剂从定子3的上部向下和从定子3的下部向上流动。

另外，由单元引导部11构成的引导路径10在电动机壳体1的内侧和定子3的外侧之间，在第一台阶31和第二台阶32之间形成连接通道35。连接通道35是在电动机壳体1的内侧和定子3的外侧之间将被单元引导部11划分的区域(例如，空间)相互连接的通道。因此，引导路径10可在电动机壳体1的内侧和定子3的外侧之间通过单元引导部11的第一台阶31和第二台阶32在定子3的轴向上形成Z字形或蛇曲形的流动路径21。

根据驱动电动机的冷却单元100，因为在电动机壳体1的内侧和定子3的外侧之间设置有引导路径10，所以根据引导路径10可以形成在定子3的轴向上反复流动的冷却剂的流动路径21。因此，如果在电动机壳体1的内侧和定子3的外侧之间供给冷却剂，冷却剂在定子3的轴向上沿着流动路径21反复流动，并且可以通过定子铁心4间接地冷却从定子线圈(未示出)产生的热量。

冷却剂可以通过单元引导部11的第一台阶31和第二台阶32在定子3的轴向上反复流动，并且可流经第一台阶31和第二台阶32之间的连接通道35。因此，因为引导路径10形成在电动机壳体1的内侧和定子3的外侧之间，所以可以增加冷却剂的流动路径21的长度，可以降低冷却剂的流速，并且可以进一步增加冷却剂与定子3的接触时间。因为增加了在电动机壳体1的内侧和定子3的外侧之间的冷却剂与定子3的接触时间，所以驱动电动机的冷却效率可以被进一步地改善。

图4是根据本公开的实施例示出驱动电动机的冷却单元的变型例的视图。

如图4所述，在驱动电动机的冷却单元10的变型例中，引导路径110可一体突出到电动机壳体1的内侧并且紧密地接合到定子3的外侧。也就是说，引导路径110的一体突出部可以突出到电动机壳体1的内侧并且紧密地接合到定子3的外侧。引导路径110包括具有与定子3外侧对应的曲面的多个单元引导部111。在电动机壳体1的铸造过程中，单元引导部111可以一体地形成在电动机外壳1的内侧。根据变型例，因为引导路径110的其余的配置和操作效果已在先前被描述，所以省略其详细描述。

图5是根据本公开的实施例示出驱动电动机的冷却单元的另一个变型例的视图。

如图5所述，在驱动电动机的冷却单元100的另一个变型例中，引导路径210可被分开配置在电动机壳体1的内侧和定子3的外侧之间，并且可以分别紧密地接合到电动机壳体1的内侧和定子3的外侧。在这种情况下，引导路径210包括在两侧面形成有分别与电动机壳体1的内侧和定子3的外侧对应的曲面的多个单元引导部211。例如，单元引导部211可以被焊接到电动机壳体1的内侧或定子3的外侧。根据变型例，因为引导路径210的其余的配置和操作效果已在先前被描述，所以省略其详细描述。

虽然本公开已经结合目前认为是实际的实施例进行了描述，应当理解，本公开不限于公开的实施例。相反，本公开意在涵盖包含于所附权利要求书精神和范围内的各种修正和等效安排。

Claims (9)

1.一种用于冷却驱动电动机的定子的驱动电动机的冷却单元，所述冷却单元包括：

设置在电动机壳体的内侧和所述定子的外侧之间的引导路径，所述引导路径在所述定子的轴向上形成冷却剂反复流经的流动路径。

2.根据权利要求1所述的驱动电动机的冷却单元，其中所述引导路径在所述定子的轴向上形成有多个台阶。

3.根据权利要求1所述的驱动电动机的冷却单元，其中所述引导路径形成有多个第一台阶来引导冷却剂从所述定子的上部向下流动，并形成有多个第二台阶来引导所述冷却剂从所述定子的下部向上流动。

4.根据权利要求3所述的驱动电动机的冷却单元，其中所述引导路径在所述多个第一台阶与所述多个第二台阶之间形成连接通道。

5.根据权利要求4所述的驱动电动机的冷却单元，其中所述引导路径在所述定子的轴向上形成Z字形流动路径。

6.根据权利要求4所述的驱动电动机的冷却单元，其中所述引导路径在所述定子的轴向上形成蛇曲形流动路径。

7.根据权利要求1所述的驱动电动机的冷却单元，其中所述引导路径的一体突出部突出到所述定子的外侧，并且紧密地接合到所述电动机壳体的内侧。

8.根据权利要求1所述的驱动电动机的冷却单元，其中所述引导路径的一体突出部突出到所述电动机壳体的内侧，并且紧密地接合到所述定子的外侧。

9.根据权利要求1所述的驱动电动机的冷却单元，其中所述引导路径被分开设置在所述电动机壳体的内侧和所述定子的外侧之间，并且紧密地接合到所述电动机壳体的内侧和所述定子的外侧。