CN112272914A - 通过介电传热流体冷却的电动机器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电动车辆或混合动力车辆的电动机器，该电动机器包括：冷却系统，该冷却系统适合于将电介质传热流体喷洒到机器的主动部件上；贮存器(OT)，该贮存器用于收集在重力作用下流过分隔所述主动部件和所述贮存器(OT)的壁中的孔口(TR)的流体；该机器的特征在于，其包括翻板、弹性装置以及止回装置，该翻板在所述孔口(TR)处附接至壁并且适合于关闭孔口(TR)，该弹性装置适合于在液体的重力作用下打开翻板，当在贮存器(OT)中的流体上施加的力使液体抵靠翻板时，该止回装置适合于使翻板保持关闭。

Description

通过介电传热流体冷却的电动机器
本发明总体上涉及电子技术和机动车辆的领域、更具体地涉及用于电动或混合动力机动车辆的电动机器。
用于电动车辆或混合动力车辆的电动机器(尤其是向这种车辆的传动系统提供转矩的电动车辆或混合动力车辆的马达)需要高性能的冷却系统。
已知的用于电动马达的冷却系统(比如文献CN 201355790中所描述的)用于使用油型介电传热液体来冷却电动马达的主动部件的至少一部分。冷却回路将液体注射到马达定子的上部部分，液体在重力作用下朝向定子的下部部分流动，并且经由位于马达底部部分的孔而收集到贮存器中。
这种冷却系统在电动车辆或混合动力车辆上的某些马达架构中具有缺点。实际上，当这种车辆移动时，通过这种系统，车辆加速、制动或转向时，液体将在油贮存器中移动，使得液体将经由马达的底部部分的孔向上移动返回，并且将淹没转子与定子之间的部分气隙。这将导致马达的性能损失和液体乳化，这样将损害马达的良好冷却和转子轴的轴承的良好润滑。
本发明的目的之一是通过提供一种用于电动车辆或混合动力车辆的、由介电传热冷却液体冷却的电动机器来弥补现有技术缺点中的至少部分缺点，该电动机器不会由于车辆转向、加速或制动而经历性能损失。
为此，本发明提出了一种用于电动或混合动力机动车辆的电动机器，该电动机器包括：外壳，该外壳能够保护所述电动机器的主动部件；冷却系统，该冷却系统包括用于将介电传热冷却液体喷洒到所述主动部件的至少一部分上的装置；贮存器，该贮存器能够在重力作用下收集流过分隔所述主动部件和所述贮存器的壁的至少一个孔口的所述冷却液体，所述机器的特征在于该机器包括翻板、弹性装置以及止回装置，该翻板在所述至少一个孔口的水平处固定至所述壁并且能够封闭所述至少一个孔口，该弹性装置能够在所述冷却液体的重力作用下打开所述翻板，当施加在所述贮存器中的所述冷却液体上的力使所述液体压靠所述翻板时，该止回装置能够使所述翻板保持关闭。
藉由本发明，冷却液体不会向上上升返回到外壳中淹没转子并产生乳化液。这保护了机器的性能。
根据本发明的一个有利的特征，所述翻板、所述弹性装置和所述止回装置由弹性材料制成的单个膜组成，该单个膜附接在所述至少一个孔口的一侧上，并且在制作了所述翻板的孔口中，所述膜的固定部分的边缘覆盖所述翻板的边缘，所述翻板的边缘形成朝向所述贮存器的下坡。
本发明的这种实施方式具有成本效益且易于制造的优点。
所述膜优选由硅树脂制成，硅树脂具有能够承受高温且具有作为机械特性的变形的优点。
还有利地，所述膜包括凹的外边缘，这些外边缘可以通过弹性而紧固在所述至少一个孔口的边缘上。这使得膜易于安装，因为仅需在用于冷却液体的流动孔口的水平处将膜夹紧到壁上。而且，这种安装不需要修改现有技术电动机器的现有外壳。
替代性地，所述翻板布置在所述壁的下方，并且所具有的尺寸大于所述孔口的尺寸，所述止回装置包括复位弹簧，该复位弹簧被固定至将所述翻板连接至所述壁的枢转连接件上。该替代性方案具有的优点是它可以用于大尺寸的油流动孔口，在该替代性实施方式中，翻板是刚性的。
有利地，在该替代性方案中，所述翻板通过所述枢转连接件固定至框架，该框架通过夹子在所述孔口的边缘上固定至所述壁。这使得可以在不修改现有技术电动机器的现有外壳的情况下得益于本发明。
优选地，所述翻板和所述框架由塑料材料制成，其具有生产是有成本效益的优点。
其他特征和优点将在阅读参考附图所描述的优选实施例后显露出来，在附图中：
-图1描绘了根据本发明的电动机器，
-图2详细描绘了图1的电动机器的底部部分，
-图3以截面描绘了在所述底部部分中使用的膜，
-图4鲜明地描绘了所述膜的视图，
-并且图5详细描述了在根据本发明的电动机器的底部部分中的本发明的变体实施例。
据本发明的一个优选实施例，图1所示的根据本发明的电动机器ME包括外壳CA，该外壳保护机器的主动部件，比如该机器的定子STA和转子ROT。电动机器ME旨在向电动车辆或混合动力车辆的车轮提供转矩，因此需要高性能的冷却系统。
为此，该电动机器特别地包括冷却回路OC，该冷却回路能够使油从油贮存器OT循环到电动机器ME的主动部件，在这种情况下循环到转子束。在油回路OC的出口处，油通过固定在外壳CA的平面壁中的喷嘴而被喷洒到电动机器ME的面对电动机器ME的转子束的任一侧上。在油回路OC的出口处的其他喷嘴将油喷洒到转子轴的轴承RO上，这些轴承在电动机器ME的任一侧上被固定在外壳CA的每个平面壁的接纳器中。
由这些不同喷嘴喷洒的油在重力的作用下流动到电动机器ME的底部部分，然后通过位于外壳CA的下部壁中的孔TR进入油贮存器OT。定位在冷却回路OC上的泵OP从油贮存器OT中抽取油，并且将抽取的油送回到电动机器ME的主动部件。在本发明的该实施例中，三个流动孔口TR规则地分布在外壳CA的下部壁上，但是在变体中，使用单个中央流动孔口TR，这会减小油向上上升返回的风险。
为了防止油向上上升返回到电动机器ME的气隙中，图2所示的膜MB封闭孔口TR，而允许油流过膜MB。图3和图4详细示出了这些膜中的一个膜MB，该膜由柔性材料制成，比如硅树脂或可以承受-40℃(摄氏度)与120℃之间的温度的任何等效材料。该膜包括柔性翻板V，该柔性翻板在从电动机器ME的主动部件流出的油的重量下朝向油贮存器OT下垂。通过在膜MB上形成切口或通过与膜MB同时模制而制成翻板V。在相对于电动机器ME的竖直方向上，也就是说在正常运行过程中在油的流动方向上，翻板的截面是倾斜的。因此，翻板V的边缘形成斜坡，该斜坡允许油流入贮存器，但当油从油贮存器OT压靠膜MB时，这些边缘固定地抵靠在膜MB其余部分的对应边缘上，这防止了油向上上升返回到气隙中。作为变体，翻板V的边缘未被制成为规则的斜面，而是形成到贮存器OT的更不规则的下坡，例如阶梯式下坡。膜MB进一步包括轨道形的边缘，借助于这些轨道形的边缘，该膜可以在孔口TR处夹紧到外壳CA的壁的边缘上。
根据图5所示的一个替代性实施例，塑料框架被夹紧到孔口TR的边缘上。同样由塑料制成的刚性翻板V2借助于枢转连接件LP而固定在位于贮存器中的框架的边缘上。翻板V2和框架所使用的塑料能够承受-40℃与120℃之间的温度。可调节的复位弹簧用于使翻板V2与框架保持接触。所述弹簧绕中央杆盘绕，所述杆借助于铰链连接件而连接翻板和框架。
因此，当车辆在笔直的道路上以恒定速度行驶时，当该油从机器ME的主动部件流出时，复位弹簧允许翻板V2打开并允许油进入贮存器OT。翻板V2的尺寸大于孔口TR的尺寸，因此，在转向或突然加速/减速的情况下，贮存器OT中包含的油压靠翻板V2，该翻板由外壳CA的壁的边缘固定，并且防止油向上上升返回到气隙中。
当然，可以想到本发明的其他变体实施例，例如，可以使用除油之外的介电传热冷却液体。

Claims (7)

1.一种用于电动或混合动力机动车辆的电动机器(ME)，该电动机器包括：外壳(CA)，该外壳能够保护所述电动机器(ME)的主动部件(ROT，STAT)；冷却系统，该冷却系统包括用于将介电传热冷却液体喷洒到所述主动部件的至少一部分上的装置；贮存器(OT)，该贮存器能够在重力作用下收集流过分隔所述主动部件和所述贮存器(OT)的壁的至少一个孔口(TR)的所述冷却液体，所述机器(ME)的特征在于，该机器包括翻板(V，V2)、弹性装置以及止回装置，该翻板在所述至少一个孔口(TR)的水平处固定至所述壁并且能够封闭所述至少一个孔口(TR)，该弹性装置能够在所述冷却液体的重力作用下打开所述翻板(V，V2)，当施加在所述贮存器(OT)中的所述冷却液体上的力使所述液体压靠所述翻板(V，V2)时，该止回装置能够使所述翻板(V，V2)保持关闭。
2.如权利要求1所述的电动机器(ME)，其特征在于，所述翻板(V)、所述弹性装置和所述止回装置由弹性材料制成的单个膜(MB)组成，该单个膜附接在所述至少一个孔口(TR)的任一侧上，并且在所述翻板(V)被制作的孔口中，所述膜(MB)的固定部分的边缘覆盖所述翻板(V)的边缘，所述翻板(V)的边缘形成朝向所述贮存器(OT)的下坡。
3.如权利要求2所述的电动机器(ME)，其特征在于，所述膜(MB)由硅树脂制成。
4.如权利要求2和3中任一项所述的电动机器(ME)，其特征在于，所述膜(MB)包括凹的外边缘，这些外边缘能够通过弹性而紧固在所述至少一个孔口(TR)的边缘上。
5.如权利要求1所述的电动机器(ME)，其特征在于，所述翻板(V2)布置在所述壁的下方，并且所具有的尺寸大于所述孔口(TR)的尺寸，所述止回装置包括复位弹簧，该复位弹簧固定至将所述翻板(V2)连接至所述壁的枢转连接件(LP)上。
6.如权利要求5所述的电动机器(ME)，其特征在于，所述翻板(V2)通过所述枢转连接件(LP)固定至框架，该框架通过夹子在所述孔口(TR)的边缘上固定至所述壁。
7.如权利要求6所述的电动机器(ME)，其特征在于，所述翻板(V2)和所述框架由塑料材料制成。
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