CN106921248B

CN106921248B - 用于电机的壳体装置

Info

Publication number: CN106921248B
Application number: CN201610940493.6A
Authority: CN
Inventors: A.布劳恩
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-11-05
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2020-06-05
Anticipated expiration: 2036-10-24
Also published as: CN106921248A; DE102015221777A1

Abstract

本发明涉及一种用于电机(例如电动机和/或发电机)的壳体装置，包括：‑具有定子容纳区域(120)的壳体(110)；‑电机的布置在壳体(110)的定子容纳区域(120)中的定子(140)；和‑包围定子(140)的、用于定子(140)液体冷却的冷却套(130)；其中，定子(140)的定子外壁同时构成冷却套(130)的内部冷却套面。

Description

用于电机的壳体装置

技术领域

本发明涉及一种用于电机的壳体装置，其具有壳体，该壳体具有(至少一个)定子容纳区域、电机的布置在壳体的定子容纳区域中的定子和包围定子的用于定子液体冷却的冷却套。

背景技术

所述电机指的是电气机械式的转换器，其使电能向机械能和/或使机械能向电能转换。尤其指的是电动发动机(电动机)和/或具有不动的定子或者支架和能转动地支承在定子中的转子或者转动件(内转动件)的发电机。

在应用于车辆领域中时，例如作为牵引发动机或者驱动发动机和/或发电机(车用发电机)时，电机可以在定子这侧布置在壳体中，其中，由于功率高和安装空间受到限制会出现高的功率密度，所以需要主动式冷却。该冷却大多借助包围定子的用于液体冷却(水冷)的冷却套进行。冷却套通常由封闭的、基本上环式的或者空心筒式的空腔组成，该空腔具有用于冷却液的入口和出口。通过径向外部的冷却套面、径向内部的冷却套面和侧向的或者轴向的冷却套面限定冷却套。可供使用的径向结构空间通常仅为10mm至20mm，这使得制造由于复杂的加工技术而变的昂贵。

专利文献DE 10 2013 006 623 A1公开了一种用于电机的冷却套和用于制造具有冷却套的电机的方法。首先，电机的定子布置在内部件(也称为内筒或者定子支承件)中或者与该内部件连接。然后内部件与外部件(也称为外筒)组装，其中，在这些部件之间构成空腔，该空腔可由冷却液流过。专利文献DE 10 2009 031 727 A1公开了一种用于液冷式电机的壳体装置，其具有原则上相同的冷却套构造。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种上述种类的壳体装置，其可以简便和低成本地制造。

所述技术问题通过按照本发明的壳体装置解决，即一种用于电机的壳体装置，包括：

-具有定子容纳区域的壳体；

-电机的布置在壳体的定子容纳区域中的定子；和

-包围定子的、用于定子液冷的冷却套；

其特征在于，定子外壁同时构成内部冷却套面。

本发明的优选的改进设计和设计方案由下文中的说明和附图中得出。

按照本发明的壳体装置的特征在于，定子的定子外壁或者定子周面同时构成冷却套的内部冷却套面。即冷却套或者可以以冷却液通流的空腔向内或者定子侧地通过定子自身限定，就是说定子的外面用作内部冷却套面。因此，定子在一定程度上就是冷却套的组成部件。冷却套优选地是环筒式的或者空心筒式的空腔。

由此以有利的方式实现简便和低成本制造容纳定子的壳体(其中，典型的是铸件壳体并且尤其是轻质金属铸件壳体)，组件的简便安装和组件的紧凑的布置可能性。此外，所述壳体装置可以用更少的和/或成本更低的部件或者组件实现并且也实现节省安装空间。

该定子相对于壳体的扭矩支承(Drehmomentabstützung)可以借助封闭冷却套的盖件和/或底件完成。该盖件和/或底件可以与定子焊接或者钎焊。通过焊接或者钎焊可以同时实现定子侧的密封。壳体侧的密封可以通过至少一个密封环或者类似装置实现。

定子可以由多个定子板材构成(所谓的定子叠片组)，这些定子板材为了冷却套向内密封的目的而互相焊接或者钎焊。钎焊例如可以借助浸渗池进行，定子叠片组的外面在连续转动的条件下浸入浸渗池中。

对于由单独的定子板材构成的定子，冷却套向内的密封也可以借助套在定子上的套筒或者借助密封筒完成。优选的是，套筒由金属材料、例如钢构成并且具有不大于0.8毫米的厚度。套筒或者密封筒可以与盖件和/或底件焊接或者钎焊，其中，该焊接或者钎焊也可以同时具有密封功能。该焊接例如通过电阻焊、尤其借助电容放电完成。

对于由单独的定子板材构成的定子，出于冷却套向内密封的目的也可以用弹性体包套、尤其注塑包封或者以弹性体注塑包封构造。该弹性体指的是具有弹性特征的塑料，例如也指硅酮。弹性体包套例如也可以通过收缩的热收缩管构成。弹性体包套或者弹性体注塑包封可以具有0.1mm至2mm、优选0.2mm至1.0mm和尤其约为0.5mm的厚度。

定子叠片组可以通过多个在圆周分布地布置的稳定杆支承。稳定杆例如插入槽中。在此尤其是金属的稳定杆。稳定杆可以由弹性体包塑。然而优选地规定，稳定杆至少部分地沿径向突伸穿过弹性体层或者弹性体注塑包封、并且直接伸向水套中并且可以以此与冷却液接触。

通过使用套筒或者弹性体注塑包封可以省掉定子板材的焊接或者钎焊，然而尽管这样还是规定有焊接或者钎焊。

优选的是在冷却套中布置构造为塑料插入件的冷却结构，以便冷却液可以以限定的方式流过冷却套。塑料插入件指的是例如注塑浇注件。对于按照本发明的壳体装置，冷却套在安装组件时才被构成和封闭，使得塑料插入件可以顺利地定位。相对于其他的变型设计、例如相对于通过使用相应的细线成形的盐芯的浇注集成，本发明具有显著的优点。

壳体是任意的、具有集成的定子冷却装置的、尤其应用于车辆领域的电动机/发电机壳体。本发明同样也适合用于具有纯电驱动的车辆也适用于具有混合驱动的车辆。因此，所述壳体也可以是所谓的用于机动车的混合驱动壳体或者混合驱动壳体部件。该混合驱动壳体具有例如用于布置(Anordnung)作为牵引电机或者驱动电机的(必要时也具有发电功能的)电机和/或发电机的定子容纳区域，其中，电机和/或发电机或者其定子可以通过包在周围的、按照本发明设计的冷却套主动式地冷却。

附图说明

下面以非设限的方式根据可能的实施例参照附图进一步阐述本发明。在附图中所示的和/或下文阐述的特征、也包括从具体的特征组合中分离的特征都是本发明的一般特征并且拓展本发明。

图1示出混合驱动壳体部件的侧视图。

图2示出相应于图1所绘剖切线剖切冷却套的剖切示意图。

图3示出具有弹性体包套的定子的立体视图。

具体实施方式

图1示出用于具有混合驱动的机动车(客车)的混合驱动100的混合驱动壳体部件110。该壳体部件110是轻质金属和尤其铝压铸部件。附图标记120表示用于布置在混合驱动100中的电机(牵引电机)和/或发电机的构造为盆状空穴(空腔)的定子容纳区域。在运行时，电机和/或发电机必须被主动式冷却，以便可靠地导出产生的热量。在此设置包围定子容纳区域或者定子容纳部段120的冷却通道或者冷却套130，冷却液可以在该冷却通道或冷却套中流通。虚线表示的圆圈示出环筒式的冷却套130具有例如250mm至300mm的内径。在集成的冷却套130的内部中可以布置构造为插入件的冷却结构(未示出)。

图2示出按照在图1中所绘的剖切线A-A剖切冷却套130所得的剖切图，该冷却套带有装入的或者安装的定子140。定子140由大量单独的定子板材141构成，单独的定子板材141堆叠或者组装成所谓的定子叠片组。以附图标记125表示在定子容纳区域120外布置的冷却、稳定和声学作用片。

按照本发明规定，定子外壁同时也构成冷却套130的内部冷却套面。冷却套130沿径向r向内通过定子外壁和向外通过壳体100的定子容纳区域120限定。冷却套130沿轴向l通过底件150和盖件160限定边界。底件150和/或盖件160由金属材料、尤其钢构成，但是原则上也可以由塑料或者塑料合成材料构造。盖件160与壳体或者壳体部件110螺栓连接(见螺栓165)或者以另外的合适的方式固定在壳体110上，其中，同时也以此进行定子140相对于壳体110的扭矩支承。在所示实施例中，圆环形的底件150和圆环形的盖件160与定子140焊接，其中，原则上其他的连接方式也是可以的。通过焊缝152和162同时进行冷却套130定子侧的密封。借助弹性的、布置在环槽172和174中的密封件(密封环)171和173进行壳体侧的密封。

冷却套130(径向)向内的密封可以通过使定子板材141相互焊接或者钎焊完成。备选地或者作为补充地，内部密封可以借助套装在定子或者定子叠片组140上的薄套筒或者借助薄壁式的密封筒180进行。套筒或者密封筒180是由金属构成，并且在其端侧上通过焊缝152和162固定和密封。套筒180也可以平面地、也就是说在其内圆周上与定子140焊接或者钎焊。该焊接例如通过电阻焊进行、尤其借助电容放电进行。

定子叠片组140也可以具有弹性体包套，以此来代替金属套筒180，并且例如用弹性体或者弹性体层注塑包封。在此，该弹性体注塑包封也可以覆盖或者蒙盖底件150和/或盖件160的内面，并且以此在底件150或者盖件160上形成定子侧的密封。

图3示出用弹性体190注塑包封的定子或者定子叠片组140。弹性体层190直接地铺设在定子叠片组140的外周面上，如通过示出的缺口所图示的那样。弹性体注塑包封190实现和承受单独的定子板材141(例如在振动时)的轻微相对运动。

定子叠片组140通过多个金属的或者必要时也由塑料构成的稳定杆195支承，稳定杆195在圆周上分布地插入轴向延伸(就是说沿定子140的轴向I延伸)的外部槽中并且被弹性体注塑包封190包塑。稳定杆195防止定子板材141相对彼此扭转。稳定杆195也可以沿轴向突伸穿过弹性体注塑包封190并直接伸入水套130中，以便改善热传导。

由金属、特别是钢或者必要时也由塑料或者塑料合成材料构成的稳定杆195可以焊接、钎焊、粘接或者以其他方式置入定子叠片组140的外部槽中。

优选地设定，焊接连接162不是围绕式地构造，而是仅点状式地设计，并且在盖件160的内壁与稳定杆195之间构成连接。可以通过如上所述的弹性体注塑包封进行密封。

上文阐述的和/或在附图中所示的特征在本发明范围内可以组合成其他按照本发明的实施可能性。

附图标记列表

1 混合驱动

110 混合驱动壳体部件

120 定子容纳区域

125 作用片

130 冷却套

140 定子

141 定子板材

150 底件

152 焊缝

160 盖件

162 焊缝

165 螺栓

171 密封件

172 密封槽

173 密封件

174 密封槽

180 套筒、密封筒

190 弹性体注塑包封

195 稳定杆

l 轴向

r 径向

Claims

1.一种用于电机的壳体装置，包括：

-具有构造为盆状空穴的定子容纳区域(120)的壳体(110)；

-电机的布置在壳体(110)的定子容纳区域(120)中的定子(140)；和

-包围定子(140)的、用于定子(140)液体冷却的冷却套(130)；

其特征在于，

定子外壁同时构成内部冷却套面，冷却套(130)沿径向向外通过壳体(110)的定子容纳区域(120)限定。

2.按照权利要求1所述的壳体装置，

其特征在于，

所述定子(140)相对于壳体(110)的扭矩支承借助封闭所述冷却套(130)的盖件(160)和/或底件(150)完成。

3.按照权利要求2所述的壳体装置，

其特征在于，

盖件(160)和/或底件(150)与所述定子(140)焊接。

4.按照权利要求1至3之一所述的壳体装置，

其特征在于，

所述定子(140)由多个定子板材(141)构成，所述定子板材出于密封的目的而互相焊接。

5.按照权利要求1至3之一所述的壳体装置，

其特征在于，

所述定子(140)由多个定子板材(141)构成、并通过套上的套筒(180)密封。

6.按照权利要求5所述的壳体装置，

其特征在于，

所述套筒(180)由金属材料构成、并具有不大于0.8mm的厚度。

7.按照权利要求1至3之一所述的壳体装置，

其特征在于，

所述定子(140)由多个定子板材(141)构成，所述定子板材出于密封的目的被用弹性体(190)注塑包封。

8.按照权利要求1至3之一所述的壳体装置，

其特征在于，

定子(140)通过多个在圆周分布地布置的金属的稳定杆(195)支承。

9.按照权利要求8所述的壳体装置，

其特征在于，

稳定杆(195)沿径向(r)突伸穿过弹性体层(190)并且直接伸向冷却套(130)中。

10.按照权利要求1至3之一所述的壳体装置，

其特征在于，

在所述冷却套(130)中布置构造为塑料插入件的冷却结构。