CN107394961B - 用于电动马达的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于电动马达的冷却系统。定子壳体具有环形壁，该环形壁包括第一端部、第二端部、外表面以及限定内部腔体的内表面。定子设置在内部腔体内。定子包括外表面部分、第一端匝部和第二端匝部。冷却剂环路绕定子壳体的至少一部分延伸。该冷却剂环路包括设置成将冷却剂喷雾引导至第一端匝部和第二端匝部中的一者处的至少一个冷却剂喷射通道。冷却剂密封及分配器在第一端部处联接至定子壳体，从而对定子进行密封。冷却剂密封及分配器包括设置成将冷却剂喷雾引导到第一端匝部和第二端匝部中的另一者上的一个或更多个冷却剂喷射喷嘴。

Description

用于电动马达的冷却系统

在先申请的交叉引用

本申请要求于2016年5月9日提交的美国临时申请No.62/333,376的优先权，该申请的内容通过参引全部明确地并入本文中。

技术领域

示例性实施方式涉及电动马达的技术领域，并且更具体地，涉及用于电动马达的冷却系统。

背景技术

在运转期间，电能流在电动马达的转子部分和定子部分中产生热。混合型电动马达可以通过一个或更多个离合器的操作而产生额外的热。热会降低电机的操作性能和整体使用寿命。为了减少热积聚，通常使冷却剂通过电动马达。冷却剂可以采取流体比如空气、水或油的形式。

发明内容

公开了一种电机，该电机包括具有环形壁的定子壳体，该环形壁包括第一端部、第二端部、外表面以及限定内部腔体的内表面。定子设置在内部腔体内。定子包括外表面部分、第一端匝部和第二端匝部。冷却剂环路绕定子壳体的至少一部分延伸。该冷却剂环路包括设置成将冷却剂喷雾引导至第一端匝部和第二端匝部中的一者处的至少一个冷却剂喷射通道。冷却剂密封及分配器在第一端部处联接至定子壳体，从而对定子进行密封。冷却剂密封及分配器包括设置成将冷却剂喷雾引导到第一端匝部和第二端匝部中的另一者上的一个或更多个冷却剂喷射喷嘴。

还公开了一种电机，该电机包括具有环形壁的定子壳体，该环形壁包括第一端部、第二端部、外表面以及限定内部腔体的内表面。定子壳体包括至少两个对准特征。定子设置在内部腔体内。定子包括外表面部分、第一端匝部和第二端匝部。定子包括至少两个对准构件，所述至少两个对准构件与所述至少两个对准特征中的对应的对准特征配合，以建立定子在定子壳体中的期望的位置。冷却剂贮存器形成在定子壳体中。冷却剂环路在所述至少两个对准特征和所述至少两个对准构件中的一方之间绕定子的一部分延伸，该冷却剂环路流体地连接至冷却剂贮存器。

附图说明

以下描述不应被认为是以任何方式进行限制的。参照附图，相同的元件被赋予相同的附图标记：

图1描绘了根据示例性实施方式的包括定子壳体和定子的电机的一部分；

图2描绘了根据示例性实施方式的图1的定子壳体和定子的截面侧视图，其示出了定子冷却回路；

图3描绘了根据示例性实施方式的图1的定子壳体和定子的截面侧视图，其示出了第一流体供给回路；

图4描绘了根据示例性实施方式的图1的定子壳体和定子的截面侧视图，其示出了第二流体供给回路；

图5描绘了根据示例性实施方式的另一方面的定子壳体和定子；

图6描绘了根据示例性实施方式的另一方面的定子壳体和定子的分解视图；

图7描绘了用于图6的定子和定子壳体的安装装置的详细视图；

图8描绘了根据示例性实施方式的一方面的定子壳体和定子的平面图；

图9描绘了根据示例性实施方式的一方面的图8的定子壳体和定子的局部截面图；以及

图10描绘了根据示例性实施方式的另一方面的定子壳体和定子的局部截面图。

具体实施方式

在本文中参照附图通过例示而非限制的方式呈现了所公开的装置和方法的一个或更多个实施方式的详细描述。

根据示例性实施方式的电机在图1和图2中总体上以10表示。电机10包括定子壳体14、定子17和转子组件(未示出)。定子壳体14包括具有第一端部22、第二端部23、外表面25以及内表面26的环形壁20。环形壁20限定内部腔体28并联接至具有中央转子轴支承构件33的轴向端壁30。

定子17包括外表面部分40、第一端匝部42和第二端匝部43。定子17布置在定子壳体14中并与内表面26间隔开以限定冷却剂环路49，冷却剂环路49接纳被引导到定子17上的冷却剂，比如油。冷却剂环路49可以绕整个定子17延伸或者仅绕定子17的一部分延伸。冷却剂环路49可以部分地由从轴向端壁30沿轴向向外突出的壁部段55限定。壁部段55可以设置有将冷却剂喷雾引导至第二端匝部43处的冷却剂喷射通道，冷却剂喷射通道中的一个冷却剂喷射通道以57指示。

根据示例性实施方式的方面，电机10包括可以通过一个或更多个机械紧固件(未单独标记)而绕定子17安装至定子壳体14的冷却剂密封及分配器60。冷却剂密封及分配器60可以被密封元件61环绕并将冷却剂保持在定子壳体14内。冷却剂密封及分配器60可以由具有压缩限制器和不具有压缩限制器的注射成型塑料形成，或者还可以由冲压金属形成。应当理解的是，形成冷却剂密封及分配器60的方法和所使用的材料可以改变。冷却剂密封及分配器60包括第一表面或外表面(未单独标记)以及在定子17处提供期望的密封以将冷却剂保持在定子壳体14内的相反的第二表面或内表面(也未单独标记)。从冷却剂密封及分配器60的外表面突出多个冷却剂喷射喷嘴，其中一个冷却剂喷射喷嘴以63指示。冷却剂喷射喷嘴63可以与冷却剂密封及分配器60一体地形成或者可以形成为通过铸造、机加工、模制等形成的单独的部件。冷却剂喷射喷嘴63可以由包括塑料、金属等的多种材料形成。应当理解的是，形成冷却剂喷射喷嘴63的方法以及所使用的材料可以改变。冷却剂喷射喷嘴63将冷却剂引导到第一端匝部42上。

进一步根据示例性实施方式，定子壳体14包括具有定子冷却剂入口69的定子冷却剂通道68，定子冷却剂通道68将冷却剂输送到冷却剂环路49中。冷却剂流入到冷却剂环路49中并且以热交换关系被引导到第一端匝部42和第二端匝部43上。冷却剂环路49中的冷却剂也可以以与外表面部分40成热交换的关系流通。冷却剂可以绕外表面部分40流通并被喷射到第一端匝部42和第二端匝部43上，以降低定子操作温度并提高电机10的整体可靠性和使用寿命。

根据图3和图4中示出的示例性实施方式的方面，定子壳体14包括具有离合器组件冷却剂入口72的离合器组件冷却剂通道71。离合器组件冷却剂通道71延伸穿过定子壳体14和转子轴支承构件33。定子壳体14还包括具有离合器组件液压入口75的离合器组件液压通道74。离合器组件液压通道74延伸穿过定子壳体14和转子轴支承构件33。离合器组件冷却剂通道71和离合器组件液压通道74分别将冷却剂和液压流体输送至由转子承载的一个或更多个离合器组件(未示出)。

根据示出的示例性方面，定子壳体14包括设置在外表面25的径向外侧的冷却剂排出部80。还示出的是，定子冷却剂入口69、离合器组件冷却剂入口72和离合器组件液压入口中的每者延伸穿过冷却剂排出部80。然而，应当理解的是，冷却剂排出部可以采取其他形式。如图5中所示，根据示例性实施方式的方面的定子壳体90包括外表面92、内表面93以及设置在内表面93的径向内侧的冷却剂排出部94。冷却剂密封及分配器98延伸越过冷却剂排出部94。冷却剂密封及分配器98可以以与上述方式类似的方式形成并且可以包括多个冷却剂喷射喷嘴和一对排出开口，所述多个冷却剂喷射喷嘴中的一个冷却剂喷射喷嘴以100指示，所述一对排出开口中的一个排出开口以102指示。排出开口102与冷却剂排出部94流体地连接。应当理解的是，排出开口102的数目和位置可以改变。

如图6中观察到的，定子壳体14包括多个对准特征114。对准特征114采取第一开口117、第二开口118以及另外的开口(未示出)的形式。比如以119指示的衬套可以延伸到第一开口117中，以为定子17提供期望的位置或对准。应当理解的是，可以在每个对准特征处采用另外的衬套(未单独标记)。还应当理解的是，对准特征的数目、位置和类型可以改变。

定子17包括可以与定子壳体14中的所述多个对准特征114对齐或对准的多个对准构件121。对准构件121可以采取第一安装耳状部122、第二安装耳状部123、第三安装耳状部124以及第四安装耳状部125(图7)的形式。每个安装耳状部122至125包括接纳对应的第一机械紧固件128、第二机械紧固件129、第三机械紧固件130和第四机械紧固件131的对应的开口(未单独标记)。如图7中所示，衬套119被接纳在第四安装耳状部125中。第四机械紧固件延伸穿过第四安装耳状部125以及与第一开口117接合的衬套119。换言之，第一开口117可以包括与第四机械紧固件131上的对应的螺纹(未单独标记)配合以将定子17定位并固定在定子壳体14内的螺纹(未示出)。

现在将参照图8至图9，图8至图9描述了根据示例性实施方式的另一方面的定子壳体140。定子壳体140包括环形壁143，环形壁143具有第一端部145、第二端部146、外表面148以及限定内部腔体152的内表面149。定子壳体140还包括可以支承转子轴支承构件(未示出)的轴向端壁154。定子壳体140包括第一对准构件158、第二对准构件159和第三对准构件160。第一对准构件158和第二对准构件159采取从内表面149沿径向向内延伸的第一突出部162和第二突出部163的形式。第三对准构件160可以采取延伸到内表面149中的凹部165的形式。对准构件158至160接纳定子17的外表面部分40，以相对于定子壳体140建立期望的位置或对准。

定子壳体140还包括冷却剂贮存器180。冷却剂贮存器180可以被铸造或机加工到定子壳体140中。冷却剂贮存器180可以包括至少部分地限定冷却剂环路184的壁部段183。壁部段183可以包括将冷却剂输送到冷却剂环路184中并输送到外表面部分40上的一个或更多个冷却剂喷射通道186以及将冷却剂以与上述方式类似的方式输送到定子17的第二端匝部43上的至少一个冷却剂喷射通道187。根据示例性实施方式的一方面，冷却剂环路184仅在第一突出部162与第二突出部163之间延伸。应当理解的是，冷却剂环路184可以采取其他构型。

定子壳体140还可以包括冷却剂密封及分配器191，冷却剂密封及分配器191具有将冷却剂引导到第一端匝部42上的多个冷却剂喷射通道，其中一个冷却剂喷射通道以193指示。应当理解的是，冷却剂贮存器180可以通过多种技术形成。还应当理解的是，冷却剂贮存器可以如图10中示出的那样形成为不具有壁部段。在图10中，冷却剂与定子17的外表面部分40直接接触。

本文中使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的而并非意在对本发明进行限制。如本文中所使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式的“一”、“一个”和“该”也意在包括复数形式。还将理解的是，术语“包含”和/或“包括”在该说明书中使用时指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或附加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。

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，但是本领域技术人员将理解的是，在不背离本发明的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等同物来替代本发明的元件。另外，在不背离本发明的实质范围的情况下，可以进行许多修改以适应针对本发明的教示的特定情况或材料。因此，本发明不限于作为用于实施本发明所设想的最佳模式而公开的特定实施方式，而是本发明将包括落入权利要求书的范围内的所有实施方式。

Claims (20)

1.一种电机，包括：

定子壳体，所述定子壳体包括环形壁，所述环形壁包括第一端部、第二端部、外表面以及限定内部腔体的内表面；

定子，所述定子设置在所述内部腔体内，所述定子包括外表面部分、第一端匝部和第二端匝部；

冷却剂环路，所述冷却剂环路绕所述定子壳体的至少一部分延伸，所述冷却剂环路包括设置成将冷却剂喷雾引导至所述第一端匝部和所述第二端匝部中的一者处的至少一个冷却剂喷射通道；以及

冷却剂密封及分配器，所述冷却剂密封及分配器在所述第一端部处联接至所述定子壳体，从而对所述定子进行密封，所述冷却剂密封及分配器包括设置成将冷却剂喷雾引导到所述第一端匝部和所述第二端匝部中的另一者上的一个或更多个冷却剂喷射喷嘴，所述冷却剂密封及分配器包括内表面和外表面，所述内表面在所述定子处提供密封，其中，所述一个或更多个冷却剂喷射喷嘴从所述外表面突出。

2.根据权利要求1所述的电机，其中，所述冷却剂环路基本上绕整个所述环形壁延伸。

3.根据权利要求1所述的电机，还包括定子冷却剂通道，所述定子冷却剂通道延伸穿过所述定子壳体并流体地连接至所述冷却剂环路。

4.根据权利要求3所述的电机，其中，所述定子壳体包括位于所述第二端部处的轴向端壁，所述轴向端壁包括转子轴支承构件。

5.根据权利要求4所述的电机，还包括延伸穿过所述定子壳体和所述转子轴支承构件的离合器组件冷却剂通道。

6.根据权利要求5所述的电机，还包括延伸穿过所述定子壳体和所述转子轴支承构件的离合器组件液压通道。

7.根据权利要求6所述的电机，其中，所述定子冷却剂通道包括定子冷却剂入口，所述离合器组件冷却剂通道包括离合器组件冷却剂入口，并且所述离合器组件液压通道包括离合器组件液压入口。

8.根据权利要求7所述的电机，其中，所述定子冷却剂入口、所述离合器组件冷却剂入口和所述离合器组件液压入口中的每者设置在所述环形壁的径向外侧。

9.根据权利要求7所述的电机，还包括设置在所述环形壁的径向外侧的冷却剂排出部。

10.根据权利要求9所述的电机，其中，所述定子冷却剂入口、所述离合器组件冷却剂入口和所述离合器组件液压入口中的每者延伸穿过所述冷却剂排出部。

11.根据权利要求1所述的电机，还包括设置在所述环形壁的径向内侧的冷却剂排出部。

12.根据权利要求11所述的电机，其中，所述冷却剂密封及分配器包括与所述冷却剂排出部流体地连接的开口。

13.根据权利要求1所述的电机，其中，所述定子包括至少两个对准构件，所述至少两个对准构件包括第一安装耳状部和第二安装耳状部。

14.根据权利要求13所述的电机，其中，所述定子壳体包括至少两个对准特征，所述至少两个对准特征包括定位成与所述第一安装耳状部对准的第一开口以及定位成与所述第二安装耳状部对准的第二开口。

15.根据权利要求14所述的电机，还包括设置在所述第一开口中的第一衬套以及设置在所述第二开口中的第二衬套，所述第一衬套和所述第二衬套分别接纳穿过所述第一安装耳状部和所述第二安装耳状部中的对应的安装耳状部的第一机械紧固件和第二机械紧固件。

16.一种电机，包括：

定子壳体，所述定子壳体包括环形壁，所述环形壁包括第一端部、第二端部、外表面以及限定内部腔体的内表面，所述定子壳体包括至少两个对准特征；

定子，所述定子设置在所述内部腔体内，所述定子包括外表面部分、第一端匝部和第二端匝部，所述定子包括至少两个对准构件，所述至少两个对准构件与所述至少两个对准特征中的对应的对准特征配合，以建立所述定子在所述定子壳体中的期望的位置；

冷却剂密封及分配器，所述冷却剂密封及分配器在所述第一端部处联接至所述定子壳体，从而对所述定子进行密封，所述冷却剂密封及分配器包括内表面和外表面，所述内表面在所述定子处提供密封，并且，所述外表面支承一个或更多个冷却剂喷射喷嘴，所述一个或更多个冷却剂喷射喷嘴设置成将冷却剂喷雾引导到所述第一端匝部和所述第二端匝部中的一者上；

冷却剂贮存器，所述冷却剂贮存器形成在所述定子壳体中；以及

冷却剂环路，所述冷却剂环路在所述至少两个对准特征和所述至少两个对准构件中的一方之间绕所述定子的一部分延伸，所述冷却剂环路流体地连接至所述冷却剂贮存器。

17.根据权利要求16所述的电机，还包括流体地连接至所述冷却剂贮存器的至少一个冷却剂喷射通道，所述至少一个冷却剂喷射通道指向所述第一端匝部和所述第二端匝部中的一者。

18.根据权利要求16所述的电机，还包括将所述冷却剂贮存器与所述冷却剂环路分开的壁部段，所述壁部段包括指向所述定子的外表面的一个或更多个冷却剂喷射通道。

19.根据权利要求16所述的电机，其中，所述至少两个对准特征包括从所述内表面沿径向向内延伸的第一突出部以及从所述内表面沿径向向内延伸的与所述第一突出部间隔开的第二突出部。

20.根据权利要求19所述的电机，其中，所述至少两个对准构件包括从所述定子沿径向向外延伸的第一安装耳状部以及从所述定子沿径向向外延伸的与所述第一安装耳状部间隔开的第二安装耳状部。

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