CN108696008B

CN108696008B - 利用涂层材料的冷却剂流分布

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Publication number: CN108696008B
Application number: CN201810259604.6A
Authority: CN
Inventors: 成铭基; 纪昌俊; 迈克尔·W·德格内尔
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2018-03-27
Publication date: 2022-07-01
Anticipated expiration: 2038-03-27
Also published as: US20180287469A1; DE102018107187A1; US10560002B2; CN108696008A

Abstract

本公开涉及利用涂层材料的冷却剂流分布。公开了一种电机。所述电机包括定子芯，所述定子芯位于变速驱动桥壳体内并具有无通道的外表面部分。所述电机还包括：一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层，限定围绕定子芯的外周缠绕的边界；一个或更多个亲油或亲水涂层，位于边界内的一部分上，并被构造为引导冷却剂在边界内的亲油或亲水涂层上流动。

Description

利用涂层材料的冷却剂流分布

技术领域

本公开涉及例如在电机和/或逆变器中使用涂层材料进行冷却剂流分布。

背景技术

诸如电机和电力逆变器的电子装置的功率密度正在持续增大以满足降低重量和成本的目标。为了满足这些目标，提高电子装置的效率和性能通常是重要的。电机的性能和效率通常受到铜绕组的温度约束和/或应克服气隙中的摩擦损耗的最大电流的限制。对于电机热管理，在电机的端部绕组上保持均匀的冷却剂(例如，水/乙二醇、油或自动变速器流体)流动来消除局部热点会是重要的。电力逆变器的性能和效率通常受到绝缘栅双极晶体管(IGBT)和/或二极管的热约束的限制。对于逆变器热管理，可使用液体冷板来冷却逆变器内部的部件，诸如IGBT、二极管、焊料层(solder layer)等。

发明内容

根据实施例，公开了一种电机。所述电机包括定子芯，所述定子芯位于变速驱动桥壳体内并具有无通道的外表面部分。所述电机还包括：一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层，限定围绕定子芯的外周缠绕的边界；一个或更多个亲油或亲水涂层，位于边界内的一部分上，并被构造为引导冷却剂在边界内的亲油或亲水涂层上流动。

在一个或更多个实施例中，所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层可限定间隔开的至少两个边界线以引导冷却剂在至少一个直线冷却剂流动路径上流动。所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层可限定间断的边界以引导冷却剂在多个冷却剂流动路径上流动。进一步地，所述间断的边界可包括形成主冷却剂流动路径的间隔开的至少两个边界线以及位于所述主冷却剂流动路径的一部分中并形成一个或更多个次级冷却剂流动路径的至少一个边界，以将冷却剂引导至定子芯的目标区域。所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层可限定曲折的边界以引导冷却剂在曲折的冷却剂流动路径上流动。在一个或更多个实施例中，所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层分别可以是与油基冷却剂或水基冷却剂具有至少130度的接触角的超疏油或超疏水涂层。所述冷却剂可以是自动变速器流体。

根据实施例，公开了一种电机。所述电机包括：定子芯，位于变速驱动桥壳体内并具有无通道的外表面部分；一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层。所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层限定围绕所述定子芯的外周缠绕的边界并被构造为引导冷却剂在边界内的一部分上流动。

在一个或更多个实施例中，所述电机还可包括位于边界内的一部分上并被构造为在所述边界内引导冷却剂的一个或更多个亲油或亲水涂层。所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层可限定间隔开的至少两个边界线以引导冷却剂在所述外表面部分上的至少一个直线冷却剂流动路径上流动。所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层可限定间断的边界，所述间断的边界包括形成主冷却剂流动路径的间隔开的至少两个边界线以及位于所述主冷却剂流动路径的一部分中并在外表面部分上形成一个或更多个次级冷却剂流动路径的至少一个边界。进一步地，所述一个或更多个次级冷却剂流动路径可将冷却剂引导至所述定子芯的端部绕组。在一个或更多个实施例中，所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层可限定曲折的边界以引导冷却剂在所述外表面部分上的曲折的冷却剂流动路径上流动。所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层分别可以是与油基冷却剂或水基冷却剂具有至少130度的接触角的超疏油或超疏水涂层。所述冷却剂可以是自动变速器流体。

根据实施例，一种方法包括：将一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层涂覆到定子芯的外表面部分。所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层限定围绕定子芯的外周缠绕的边界并且被构造为引导冷却剂在边界内流动。

在一个或更多个实施例中，所述方法可以进一步包括：将一个或更多个亲油或亲水涂层涂覆到边界内的外表面部分以引导冷却剂在边界内流动。所述一个或更多个亲油或亲水涂层可以通过喷涂来涂覆。所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层可以通过喷涂来涂覆。所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层分别可以是与油基冷却剂或水基冷却剂具有至少130度的接触角的超疏油或超疏水涂层。

附图说明

图1A是示出电气化车辆的示例的示意图。

图1B是示例性的电机的透视图。

图2是具有至少130度的接触角的超疏水(或超疏油)涂层表面上的水(或油)的液滴的示意图。

图3是在两个涂层边界之间形成的示例性的冷却剂通道的俯视图。

图4是根据实施例的由(超)疏油或疏水涂层形成的冷却剂通道的图像。

图5是具有电机的变速驱动桥壳体的透视图。

图6A、图6B、图6C、图6D、图6E和图6F分别是可利用(超)疏油或疏水涂层形成的冷却剂通道的形状或图案的示例，包括直线的、多通道的、曲折的、具有次级流动的渐扩的、渐扩-渐缩的和中央供给的。

图7A、图7B、图7C和图7D分别是具有形成冷却剂通道形状或图案的(超)疏油或疏水涂层的定子芯外表面的正视图，所述冷却剂通道形状或图案包括单个流动路径、多个流动路径、中央供给路径和具有次级流动的渐扩的。

具体实施方式

根据需要，在此公开本发明的详细实施例；然而，应当理解的是，所公开的实施例仅是本发明的示例，本发明可按照各种和替代的形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为教导本领域技术人员以多种形式应用本发明的代表性基础。

一些电机(例如，用于混合动力车辆或电动车辆的电机)在恶劣条件下运行。恶劣条件可能包括温度、湿度、气流和碎片。恶劣条件可能归因于多个环境方面，而电机的需求(例如，对尺寸、配置、输入功率和输出功率的约束)可使所述多个环境方面进一步恶化。为了帮助减少在电机运行期间产生的热，可以使用冷却系统。冷却系统可以包括围绕电机的绕组和部件流动的流体。在一些情况下，流体与电机的绕组和部件接触。随后流体可以(例如)通过散热器来循环以从电机去除一些热。例如，在一些汽车系统中，电机利用自动变速器流体(ATF)进行冷却，ATF围绕绕组和部件循环，然后循环至散热器。通常，电机被构造成使得在定子和包含电机的变速驱动桥壳体之间形成间隙。该间隙由于热接触阻力而使电机最大温度增加。因此，减小间隙中的旋转阻力和摩擦是提高电机性能的重要方面。旋转阻力包括空气或其它液体与转子表面的摩擦。定子外表面和变速驱动桥之间的间隙可容纳冷却剂流以增加定子外表面上的热性能。

根据本公开的一个或更多个实施例，通过涂覆包括“排斥”涂层和“润湿”涂层的先进涂层材料来降低阻力和摩擦。例如，排斥涂层包括疏油、超疏油、疏水和超疏水涂层。润湿涂层包括亲油、超亲油、亲水和超亲水涂层。排斥涂层和润湿涂层两者都可涂覆到电机以提高效率。先进的涂层成分将增大或减小ATF(或其它液体)与涂覆表面的接触角。

图1A描绘了在此称为车辆的PHEV的示例的示意图。车辆12可包括机械地连接到混合动力变速器16的一个或更多个电机14。电机14能够作为马达或发电机运转。此外，混合动力变速器16可机械地连接到发动机18。混合动力变速器16还可机械地连接到驱动轴20，驱动轴20机械地连接到一组车轮22。电机14能够在发动机18开启或关闭时提供推进和减速的能力。电机14还可用作发电机并可通过回收在摩擦制动系统中通常将作为热损失掉的能量而提供燃料经济效益。由于混合动力电动车辆12可在某些状况下以电动模式或混合动力模式运转以减少车辆12的总燃料消耗，因此电机14还可减少污染物排放。

牵引电池或电池组24储存并提供可供电机14使用的能量。牵引电池24可从牵引电池24内的一个或更多个电池单元阵列(有时称为电池单元堆)提供高电压DC输出。电池单元阵列可包括一个或更多个电池单元。牵引电池24可通过一个或更多个接触器(未示出)电连接到一个或更多个电力电子模块26。一个或更多个接触器在断开时将牵引电池24与其它部件隔离，并在闭合时将牵引电池24连接到其它部件。电力电子模块26还可电连接到电机14，并在牵引电池24与电机14之间提供双向传输电能的能力。例如，牵引电池24可提供DC电压而电机14可能需要三相AC电压以运转。电力电子模块26可将DC电压转换为电机14所需的三相AC电压。在再生模式下，电力电子模块26可将来自用作发电机的电机14的三相AC电压转换为牵引电池24所需的DC电压。这里的部分描述同样适用于纯电动车辆。对于纯电动车辆，混合动力变速器16可以是连接到电机14的齿轮箱并且发动机18可不存在。

牵引电池24除提供用于推进的能量之外，还可提供用于其它车辆电力系统的能量。DC/DC转换器模块28可将牵引电池24的高电压DC输出转换为与其它车辆负载兼容的低电压DC供应。其它高电压负载(诸如压缩机和电加热器)可在不使用DC/DC转换器模块28的情况下直接连接到高电压。低电压系统可电连接到辅助电池30(例如，12V电池)。

电池电气控制模块(BECM)33可与牵引电池24通信。BECM 33可用作牵引电池24的控制器并且还可包括管理每个电池单元的温度和荷电状态的电子监测系统。牵引电池24可具有诸如热敏电阻或其它温度计的温度传感器31。温度传感器31可与BECM 33通信，以提供关于牵引电池24的温度数据。温度传感器31还可位于牵引电池24内的电池单元上或附近。还可预期可用于监测电池单元温度的一个以上的温度传感器31。

车辆12可以是(例如)包括用于PHEV、FHEV、MHEV或BEV的部件的电气化车辆。牵引电池24可通过外部电源36进行再充电。外部电源36可连接至电插座。外部电源36可电连接到电动车辆供电设备(EVSE，electric vehicle supply equipment)38。EVSE 38可提供电路和控制以调节并管理电源36和车辆12之间的电能传输。外部电源36可向EVSE 38提供DC电力或AC电力。EVSE 38可具有用于插入到车辆12的充电端口34中的充电连接器40。充电端口34可以是被构造为将电力从EVSE 38传输到车辆12的任何类型的端口。充电端口34可电连接至充电器或车载电力转换模块32。电力转换模块32可以调节从EVSE 38供应的电力，以向牵引电池24提供合适的电压和电流水平。电力转换模块32可与EVSE 38相互作用，以协调至车辆12的电力传输。EVSE连接器40可具有与充电端口34的对应的凹入匹配的插脚。所讨论的各种部件可具有一个或更多个相关联的控制器，以控制并监测部件的操作。控制器可经由串行总线(例如，控制器局域网(CAN))或经由离散的导体进行通信。

用于电机的热管理组件的当前示例可出于冷却的目的而将油引导到电机的局部。油可被滴到或喷到电机的导线端部绕组上。然而，这种做法可能因施加到端部绕组的冷却剂流的不均匀性而在冷却端部绕组时不是非常有效。风冷热管理组件是协助管理电机的热状况的另一示例性组件。在该示例中，出于冷却的目的，风扇或鼓风机可被定位成与端部绕组邻近，以将空气推送到端部绕组。

图1B示出了用于电气化车辆的电机(总体上称为电机100)的示例。电机100可包括定子芯102和转子106。电气化车辆可包括两个或更多个电机。例如，对于具有两个电机的电气化车辆而言，一个电机可主要作为马达运转，另一个电机可主要作为发电机运转。马达可运转以将电力转换为机械动力，发电机可运转以将机械动力转换为电力。定子芯102可限定有内表面108、外表面130和腔110。转子106可具有设置在腔110内且在腔110内运转的尺寸。轴(未示出)可以可操作地连接到转子106，以驱动其旋转。

绕组120可设置在定子芯102的腔110内。在电机作为马达运转的示例中，电流可被供应到绕组120以在转子106上获得旋转力。在电机作为发电机运转的示例中，通过转子106的旋转而在绕组120中产生的电流可被转移以对车辆部件供电。绕组120的一些部分(在此称为端部绕组126)可从腔110突出。在电机100运转期间，可沿绕组120和端部绕组126产生热。

在至少一个实施例中，本公开包括涂覆一个或更多个涂层以影响、改变和/或控制电子装置(诸如电机或电力逆变器)上的冷却剂分布。涂层可以是(超)疏水和/或(超)疏油涂层，或者(超)亲水和/或(超)亲油涂层。疏水涂层和疏油涂层分别是排斥水和油或者与水和油具有非常大的接触角的那些涂层。亲水涂层和亲油涂层分别是吸引水和油或者与水和油具有非常小的接触角的那些涂层。参照图2，示出了位于超疏水/超疏油涂层上的水或油(例如，自动变速器流体(ATF))的液滴的示意图。如图所示，液滴因涂层的排斥性而在涂层上形成了近乎完美的球形。超疏水/超疏油涂层可使水/油的液滴与涂层形成130度或更大的接触角。相比之下，在超亲水和超亲油涂层上，液滴在涂层上面扩散开并形成近乎均匀的层。超亲水/超亲油涂层可使水/油的液滴与涂层形成25度或更小的接触角。

根据本公开，可使用任何合适的疏水涂层、疏油涂层、超疏水涂层或超疏油涂层。通常，这种涂层可与水或油具有大的接触角。疏水/疏油材料通常可以是形成至少90度(诸如至少100度、110度、120度、130度或140度)的接触角的那些材料，而超疏水/超疏油材料通常可以是与水/油形成至少130度的接触角的那些材料。由于纳米级表面构造，涂层可形成如此大的接触角。例如，涂层的表面可覆盖有非常小的突起，使涂层粗糙度为纳米级。突起之间的间隙可存有空气并且非常不利于液体润湿表面。类似地，根据本公开，可使用任何合适的亲水涂层、亲油涂层、超亲水涂层或超亲油涂层。通常，这种涂层可与水或油具有小的接触角。亲水/亲油材料通常可以是形成最大50度的接触角(诸如最大40度或30度)的那些材料，而超亲水/超亲油材料通常可以是与水/油形成25度或更小的接触角的那些材料。

在第2013/0109261、2012/0009396、2010/0314575、2012/0045954和2006/0029808号美国专利公布以及第8007638、6103379、6645569、6743467、7985451、8187707、8202614、7998554、7989619、5042991、8361176、8258206、6458867、6503958和6723378号美国专利以及第WO2013/058843号国际公布中提供了各种(超)疏水/疏油组分和(超)亲水/亲油组分及处理方法的示例，它们所公开的内容通过引用被包含于此。

可利用任何合适的方法将(超)疏水/疏油涂层涂覆到电子装置，该方法可取决于涂层自身的组分。在一个实施例中，可通过喷涂来涂覆涂层。在另一个实施例中，可利用沉积(诸如物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD))的形式来涂覆涂层。在另一个实施例中，可将涂层物理地转移到电子装置，诸如通过滚压(roll)或刷涂(brush)。无论采用何种涂覆方法，都可使用掩模来仅涂覆某些期望的区域或区。

参照图3和图4，示出了疏水/疏油(在下文中称为“排斥”)涂层形成用于诸如冷却剂(例如，水或ATF)的液体的流动路径50的示意性示例和实验样品的图像。流动路径50可由排斥涂层的一个或更多个线、带、层或区域52形成，以形成边界。在图3中示出的示例中，两条间隔开的线52形成流动路径50的边界。线52可均匀地间隔开以形成具有恒定或基本上恒定的宽度的流动路径50。然而，在其它实施例中，流动路径50可具有非恒定的宽度。形成边界的线52可被构造为形成具有任意形状或图案的流动路径50。在图3中示出的实施例中，线52形成曲折的流动路径50，其还可称为迂回的流动路径50、蛇形的流动路径50、蜿蜒的流动路径50或振荡的流动路径50。

在至少一个实施例中，排斥涂层的线52可形成不具有任何凸起的壁或凹陷/雕刻状的通道的流动路径50的边界。即，可单纯由于涂层对液体(例如，冷却剂)的排斥性而形成流动路径50。因此，排斥涂层的边界线、带、区域等的使用可在不需要相对大的物理屏障(诸如通道壁、沟或槽)的情况下允许控制或影响冷却剂的流动。作为替代，可使用涂层来控制/影响冷却剂的流动。如图4所示，涂层可非常薄，以使涂层相对于被控制的冷却剂的高度而言基本上是均匀的或者与被涂覆的表面齐平。例如，涂层的厚度可小于1mm，诸如小于500μm、250μm、100μm、50μm、25μm或15μm。

在至少一个实施例中，除了排斥涂层的边界线52之外，还可涂覆亲水或亲油涂层54以形成流动路径50。在一个实施例中，流动路径50的至少一部分区域可以涂覆有亲水或亲油涂层(在下文中称为“润湿涂层”)。例如，流动路径50的整个区域都可以涂覆有润湿涂层。在另一个实施例中，可在流动路径50内涂覆润湿涂层的线。例如，可涂覆与排斥涂层的线52平行的线。因此，润湿涂层可进一步帮助控制流动路径中的冷却剂的流动。排斥涂层的线52可形成流动路径50的外边界，而润湿涂层促使冷却剂沿着期望的方向流过润湿涂层。

参照图5，示出了具有电机100的示例性变速驱动桥壳体140。在变速驱动桥壳体140中，电机包括限定腔的定子102和设置在腔内的转子106。尽管为了示出的目的而示出了两个定子和转子，但是根据车辆需求，变速驱动桥壳体可以包括一个或更多个定子和转子。虽然下文可能描述了单个转子或定子，但是本公开涉及包括在电机中的任何数量的定子和转子。定子包括绕组120和端部绕组126。定子102还包括外表面130，外表面130通过气隙与变速驱动桥壳体140分开。在定子的外表面130上使用先进涂层材料(例如，排斥涂层和润湿涂层)以在不需要向目标区域添加固定装置的情况下引导冷却剂在外表面130上流动。此外，排斥涂层和润湿涂层提供由图案化的涂层边界线形成的受控的冷却剂流动路径。涂层图案提供将冷却剂直接引导至关键区域(例如，端部绕组126上的中性点和热点)的边界。利用排斥涂层和润湿涂层能够控制冷却剂流动，从而通过使对定子外表面的冷却最大化来降低总体定子温度。

参照图6A至图6F，示出了可利用排斥涂层形成的不同形状和图案的流动路径50的示例。出于说明性目的而示出所述图案，并且可根据用于冷却的期望的流动路径而通过涂层边界形成未示出的其它图案。图6A示出了位于外表面130上的具有恒定宽度的直线流动路径50，其可由排斥涂层的间隔开的平行边界线52形成。图6B示出了位于外表面130上的具有恒定宽度的多个直线流动路径50，其可由排斥涂层的间隔开的多个平行边界线52形成。图6C示出了位于外表面130上的曲折的流动路径50，其还可称为迂回的流动路径50、蛇形的流动路径50、蜿蜒的流动路径50或振荡的流动路径50。该流动路径可由排斥涂层的间隔开的边界线52形成。边界线52的各段可以是平行的，使得流动路径50具有恒定宽度。此外，可包括排斥涂层的不形成线的额外的边界52，以在曲折的流动路径50中提供流动分布改变。图6D示出了分流式流动路径50，其具有形成朝向端部绕组的两个次级流动路径的边界52。流动路径50上的冷却剂的一部分由边界52引导至端部绕组，其余的冷却剂沿着渐扩的倾斜路径而流入恒定宽度的直线路径。如图所示，可以包括不形成线的额外的边界52，以在流动路径50中提供流体分布改变。图6E示出了位于外表面130上的流动路径50，其在一定距离上渐扩，随后在拐点处渐扩停止，然后渐缩或变窄。这可以被称为隆起形流动路径。图6F示出了中央供给构造，其中，排斥涂层提供围绕定子外表面130的外周的阶梯式边界52。流动路径50沿着外表面的中央行进，并随着部分冷却剂流由边界52引导到端部绕组而通向侧部。类似于以上关于图3至图4的描述，润湿涂层54也可以涂覆在流动路径50中以进一步控制冷却剂流动，然而这不是必需的。

图3至图6F中示出和描述的示例涉及流动路径50，其中边界52是两个或更多个间隔开的涂层线或带以形成至少一个流动路径。可存在更少的线(例如，一条)或者可存在更多的线(例如，三条或更多的，如在示例中示出的)以及包括不形成线的边界，以控制诸如冷却剂的液体的流动。边界52可被涂覆到外表面130，以防止或减少液体流越过该边界和/或者将液体保持在该边界的一侧。在其它示例中，边界52可被涂覆到表面，以建立多个流动路径50。在多个实施例中，可将单个流动路径50分为多个流动路径，诸如两个(两岔的)、三个(三岔的)或更多个流动路径。还可使用多组和多种类型的边界52来形成多个离散的流动路径50和流动分布。类似地，润湿涂层54的线、层、带或区域可被涂覆在流动路径50的一部分中或整个流动路径50中，以引导或促使冷却剂沿着涂层54的方向或流动路径的流动。润湿涂层54可与排斥涂层结合使用以更好地控制冷却剂流动。

在至少一个实施例中，排斥涂层可用于在电机(诸如电机100)上形成一个或更多个冷却剂流动路径50。例如，排斥涂层可用于在定子外表面130上形成流动路径50。在电机100运转期间，可将冷却剂(诸如油基冷却剂(例如，ATF))引导到变速驱动桥壳体140中，以去除热。根据特定的电机的设计，可以以各种方式引导冷却剂。在一些设计中，可将冷却剂泵送或以其它方式释放到变速驱动桥壳体140中。例如，可在变速驱动桥壳体140的顶端或上部引导冷却剂，并且允许冷却剂通过重力下落以冷却定子的外表面130。可以以一定角度引导冷却剂，使得冷却剂流在接触定子102的外表面130时具有水平分量和竖直分量，使得冷却剂可被由排斥涂层形成的边界52引导。可将排斥涂层和润湿涂层涂覆到定子102的外表面130，以控制或影响冷却剂在外表面130上的流动。可使用排斥涂层来形成限定流动路径的边界，与不存在涂层的情况相比，该流动路径在表面上提供更均匀的冷却剂流。排斥涂层还可用于形成边界以将冷却剂导向或引导到需要增强的冷却的区域或如果不调节冷却剂流就可能接受不到足够的冷却的区域。例如，接受不到足够的冷却的区域可形成称为“热点”的区域。可能需要额外的冷却剂流或从额外的冷却剂流获益的其它区域可包括中性点。中性点可以是三相电动马达的所有三相导线的连接处。由于中性点将所有导线连接于一点，因此热会集中在那个点并会形成一种类型的热点。

参考图7A至图7D，示出了在定子102的外表面130上由排斥涂层52的边界形成的不同形状和图案的流动路径50的示例。如前所述，所示出的图案仅仅是示例，并且可以根据期望的流动路径形成其它图案，例如到端部绕组126上的热点127或中性点。图7A示出了位于外表面130上的具有恒定宽度的直线流动路径50，其可以通过排斥涂层的间隔开的平行边界线52形成。图7B示出了位于外表面130上的具有恒定宽度的多个直线流动路径50，其可以通过排斥涂层的多个间隔开的平行边界线52形成。图7C示出了中央供给构造，其中排斥涂层提供围绕定子外表面130的外周的阶梯式边界52。流动路径50被供给到外表面130并随着部分冷却剂流在转子106旋转时由边界52引导到端部绕组而供给到侧部。图7D示出了分流式流动路径50，其具有边界52，边界52形成朝向端部绕组、热点127和外表面130的特定部分的多个次级流动路径。流动路径50上的一部分冷却剂由边界52引导到端部绕组，其余的冷却剂沿着具有额外边界52的直线路径流动，而将一些冷却剂流再次引导到外表面130的外部部分。如图所示，可包括不形成线的额外的边界52，以在一些冷却剂被引导到端部绕组之后在流动路径50中提供流体分布改变。类似于以上关于图3至图4和图6F的描述，润湿涂层54也可以涂覆在流动路径50中以进一步控制冷却剂流动，然而这不是必需的。

因此，可在电机热管理中利用(超)疏水和/或疏油涂层材料和/或(超)亲水或亲油涂层材料。在定子外表面上这些涂层材料的使用可在不需要表面上的固定装置(固定装置可需要额外的成本并且会导致效率损失)的情况下允许受控的流动分布。此外，涂层材料可通过消除局部热点并减小功率损失来提高电机的可靠性。此外，可由于超疏水/疏油涂覆表面而实现电机尺寸的减小。

尽管上面描述了示例性实施例，但不意味着这些实施例描述了本发明的所有可能的形式。更确切地，说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以作出各种改变。此外，可以组合实施的各个实施例的特征以形成本发明的进一步的实施例。

Claims

1.一种电机，包括：

定子芯，位于变速驱动桥壳体内，并具有无通道的外表面部分；

一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层，限定围绕所述定子芯的外周缠绕的边界；

一个或更多个亲油或亲水涂层，位于所述边界内的一部分上，并被构造为引导冷却剂在所述边界内的亲油或亲水涂层上流动。

2.根据权利要求1所述的电机，其中，所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层限定间隔开的至少两个边界线以引导冷却剂在至少一个直线冷却剂流动路径上流动。

3.根据权利要求1所述的电机，其中，所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层限定间断的边界以引导冷却剂在多个冷却剂流动路径上流动。

4.根据权利要求3所述的电机，其中，所述间断的边界包括形成主冷却剂流动路径的间隔开的至少两个边界线以及位于所述主冷却剂流动路径的一部分中并形成一个或更多个次级冷却剂流动路径的至少一个边界，以将冷却剂引导至所述定子芯的目标区域。

5.根据权利要求1所述的电机，其中，所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层限定曲折的边界以引导冷却剂在曲折的冷却剂流动路径上流动。

6.根据权利要求1所述的电机，其中，所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层分别是与油基冷却剂或水基冷却剂具有至少130度的接触角的超疏油或超疏水涂层。

7.根据权利要求1所述的电机，其中，所述冷却剂是自动变速器流体。

8.一种电机，包括：

一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层，限定围绕所述定子芯的外周缠绕的边界并被构造为引导冷却剂在所述边界内的一部分上流动；

一个或更多个亲油或亲水涂层，位于所述边界内的一部分上并被构造为在所述边界内引导冷却剂。

9.根据权利要求8所述的电机，其中，所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层限定间隔开的至少两个边界线以引导冷却剂在所述外表面部分上的至少一个直线冷却剂流动路径上流动。

10.根据权利要求8所述的电机，其中，所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层限定间断的边界，所述间断的边界包括形成主冷却剂流动路径的间隔开的至少两个边界线以及位于所述主冷却剂流动路径的一部分中并在外表面部分上形成一个或更多个次级冷却剂流动路径的至少一个边界。

11.根据权利要求10所述的电机，其中，所述一个或更多个次级冷却剂流动路径将冷却剂引导至所述定子芯的端部绕组。

12.根据权利要求8所述的电机，其中，所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层限定曲折的边界以引导冷却剂在所述外表面部分上的曲折的冷却剂流动路径上流动。

13.根据权利要求8所述的电机，其中，所述一个或更多个图案化的疏油或疏水涂层分别是与油基冷却剂或水基冷却剂具有至少130度的接触角的超疏油或超疏水涂层。

14.根据权利要求8所述的电机，其中，所述冷却剂是自动变速器流体。