CN115596712B - 流体压缩机装置、涡轮增压器以及制造流体压缩机装置的方法 - Google Patents

Abstract

一种流体压缩机装置包括壳体和旋转群组，所述旋转群组被支撑以在所述壳体内围绕轴线旋转。所述装置还包括压缩机级，所述压缩机级包括被支撑在所述旋转群组的轴上的所述旋转群组的压缩机叶轮。所述装置还包括电机级，所述电机级包括电机，所述电机可操作地联接到所述轴并且被构造成作为马达和发电机中的至少一者操作。此外，所述装置包括集成控制器，所述集成控制器围绕所述轴线沿周向方向至少部分地在所述电机级上延伸。所述集成控制器包括冷却剂芯部，所述冷却剂芯部接收通过其中的冷却剂流以便冷却所述集成控制器。所述冷却剂芯部围绕所述轴线沿周向方向在所述电机级上延伸。

Description

流体压缩机装置、涡轮增压器以及制造流体压缩机装置的 方法

技术领域

本公开一般地涉及涡轮机器，并且更具体地涉及用于涡轮机器的集成电机控制器的冷却剂系统。

背景技术

一些涡轮机器包括电机（e-machine），例如电马达或发电机。更具体地，一些涡轮增压器、机械增压器或其它流体压缩装置可包括电马达，该电马达可操作地联接到支撑压缩机叶轮、涡轮机叶轮等的同一轴上。电马达可以驱动性地使轴旋转，例如以辅助该装置的涡轮机级。在一些实施例中，电机可以被构造为发电机，其将旋转的轴的机械能转换为电能。

这些装置还可包括控制器，其例如控制电机的操作。更具体地，控制系统可控制电机的扭矩、速度或其它操作参数，并且因此控制涡轮机器的旋转群组的操作参数。

然而，这种流体压缩装置的常规控制器具有各种缺陷。这些控制器可能是笨重的和/或体积庞大的。此外，被包括在控制器中的电子器件可产生大量的热，这会不利地影响操作。类似地，装置的操作环境可使电子器件经受高温、振动负载或者负面地影响操作的其它条件。此外，常规控制系统的制造和组装可能是困难的、耗时的或以其他方式低效的。

因此，希望提供一种用于流体压缩装置的电机控制器，其是紧凑的、高效运行的并且提供高效的冷却效果。还希望提供一些改进措施，其提高这种控制器的制造效率。结合附图和该背景讨论，从随后的详细描述和所附权利要求中，本公开的其它期望的特征和特性将变得明白。

发明内容

在一个实施例中，公开了一种流体压缩机装置，其包括壳体和旋转群组，所述旋转群组被支撑以在所述壳体内围绕轴线旋转。所述流体压缩机装置还包括压缩机级，所述压缩机级包括被支撑在所述旋转群组的轴上的所述旋转群组的压缩机叶轮。所述装置还包括电机级，所述电机级包括电机，所述电机可操作地联接到所述轴并且被构造成作为马达和发电机中的至少一者操作。此外，所述压缩机装置包括集成控制器，所述集成控制器围绕所述轴线沿周向方向至少部分地在所述电机级上延伸。所述集成控制器包括冷却剂芯部，所述冷却剂芯部接收通过其中的冷却剂流以便冷却所述集成控制器。所述冷却剂芯部围绕所述轴线沿周向方向至少部分地在所述电机级上延伸。

在另一实施例中，公开了一种制造流体压缩机装置的方法。所述方法包括支撑旋转群组以在壳体内围绕轴线旋转。所述旋转群组包括被支撑在轴上的压缩机叶轮。此外，所述方法包括将电机级的电机可操作地联接到所述轴。所述电机被构造成作为马达和发电机中的至少一者操作。所述方法还包括将集成控制器连接到所述电机。所述集成控制器围绕所述轴线沿周向方向至少部分地在所述电机级上延伸。所述集成控制器包括冷却剂芯部，所述冷却剂芯部被构造成接收通过其中的冷却剂流以便冷却所述集成控制器。所述冷却剂芯部围绕所述轴线沿周向方向至少部分地在所述电机上延伸。

此外，公开了一种涡轮增压器。所述涡轮增压器包括壳体和旋转群组，所述旋转群组被支撑以在所述壳体内围绕轴线旋转。所述涡轮增压器还包括压缩机级，所述压缩机级包括被支撑在所述旋转群组的轴上的所述旋转群组的压缩机叶轮。所述涡轮增压器另外包括涡轮机级，所述涡轮机级包括被支撑在所述旋转群组的所述轴上的所述旋转群组的涡轮机叶轮。所述涡轮增压器还包括马达级，所述马达级包括电马达，所述电马达可操作地联接到所述轴并且被构造成驱动性地使所述旋转群组围绕所述轴线旋转。此外，所述涡轮增压器包括集成控制器，所述集成控制器围绕所述轴线沿周向方向至少部分地在所述马达级上延伸。所述集成控制器包括冷却剂芯部，所述冷却剂芯部接收通过其中的冷却剂流以便冷却所述集成控制器。所述冷却剂芯部围绕所述轴线沿周向方向至少部分地在所述马达级上延伸。

附图说明

下文将结合以下附图描述本公开，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是根据本公开的示例性实施例的发动机系统的示意图，该发动机系统具有流体压缩机装置，该流体压缩机装置包括集成控制器；

图2是根据本公开的示例性实施例的集成控制器的分解等距视图；

图3是从第一视角观察的图2的集成控制器的冷却剂芯部的分解等距视图；以及

图4是从第二视角观察的图2的集成控制器的冷却剂芯部的分解等距视图。

具体实施方式

以下详细描述本质上仅是示例性的，并且不旨在限制本公开或本公开的应用和用途。此外，不希望受前述背景技术或以下详细描述中呈现的任何理论的约束。

宽泛地，本文公开的示例性实施例包括用于涡轮机器的改进的控制器。控制器可集成到涡轮机器中、封装在涡轮机器中并且紧凑地布置在涡轮机器上，以用于改进性能且用于减小涡轮机器的尺寸和轮廓。在一些实施例中，集成控制器可以周向地包绕、延伸、跨越或以其它方式围绕由涡轮机器的旋转群组限定的旋转轴线布置。在一些实施例中，控制器的壳体可以是大致弓形的，并且内部部件（例如，支撑结构、电子部件和/或冷却剂系统特征）可围绕轴线成形、构造、组装和布置，以减小涡轮机器的尺寸。

另外，涡轮机器可以是压缩机装置，并且集成控制器可布置成靠近压缩机区段（例如，靠近压缩机壳体）。此外，涡轮机器可包括涡轮机区段，并且压缩机装置可设置成靠近涡轮机区段（例如，靠近涡轮机壳体）。在一些实施例中，控制器可紧凑地布置在涡轮机器的压缩机区段和涡轮机区段之间。此外，在一些实施例中，集成控制器可围绕涡轮机器的电机（例如，马达）包绕或设置。控制器可以被构造成控制电机，并且它们的紧密接近可以增加操作效率。因此，控制器可紧密地集成和封装在涡轮机器内。部件可以被安全且鲁棒地支撑在集成控制器内。

集成控制器还可包括用于冷却集成控制器的电子部件和/或用于冷却涡轮机器的周围部件的多个特征。例如，集成控制器可以包括冷却剂芯部，其接收冷却剂流以从电子部件和/或其它部件去除热量。冷却剂芯部可包括一个或多个安装件、座部、附接区域等，其可用于支撑电子部件，并且所得到的界面可增加冷却效果。因此，电子部件可被紧密地封装，并且涡轮机器可在极端条件下操作，而冷却特征可将温度保持在可接受的范围内。

图1是示例性涡轮机器的示意图，例如涡轮增压器100，其被结合在发动机系统101内并且包括本公开的一个或多个特征。应当理解，在本公开的另外的实施例中，涡轮增压器100可以是另一涡轮机器（例如，机械增压器、无涡轮机的压缩机装置等）。此外，本公开的涡轮机器可被结合到除发动机系统之外的许多系统中，而不脱离本公开的范围。例如，本公开的涡轮机器可被结合在燃料电池系统内，用于压缩被供给到燃料电池堆的空气，或者涡轮机器可被结合在另一系统内，而不脱离本公开的范围。

通常，涡轮增压器100可包括壳体103和旋转群组102，该旋转群组102被支撑在壳体103内，以便通过轴承系统105围绕轴线104旋转。轴承系统105可以是任何合适的类型，例如滚子元件轴承或空气轴承系统。

如图示的实施例中所示，壳体103可包括涡轮机壳体106、压缩机壳体107和中间壳体109。中间壳体109可轴向地设置在涡轮机壳体106和压缩机壳体107之间。

另外，旋转群组102可包括涡轮机叶轮111、压缩机叶轮113和轴115。涡轮机叶轮111基本位于涡轮机壳体106内。压缩机叶轮113基本位于压缩机壳体107内。轴115沿着旋转轴线104延伸，穿过中间壳体109，以将涡轮机叶轮111连接到压缩机叶轮113。因此，涡轮机叶轮111和压缩机叶轮113可以作为一个单元一起围绕轴线104旋转。

涡轮机壳体106和涡轮机叶轮111协作以形成涡轮机级（即，涡轮机区段），其被构造成周向地接收来自发动机（特别地，来自内燃发动机125的排气歧管123）的高压和高温排气流121。涡轮机叶轮111以及因此旋转群组102的其它部件由高压和高温排气流121驱动而围绕轴线104旋转，该高压和高温排气流121变成被释放到下游排气管126中的低压和低温排气流127。

压缩机壳体107和压缩机叶轮113协作以形成压缩机级（即，压缩机区段）。由排气驱动的涡轮机叶轮111驱动旋转的压缩机叶轮113被构造成将所接收的输入空气131（例如，环境空气或者来自多级压缩机中的前级的已经加压的空气）压缩成加压空气流133，该加压空气流133从压缩机壳体107周向地喷射。压缩机壳体107可具有一定的形状（例如，涡形或其他形状），其被构造成引导从压缩机叶轮113吹出的空气并对其加压。由于该压缩过程，加压空气流的特征在于比输入空气131的温度升高的温度。

加压空气流133可被引导通过空气冷却器135（即，中间冷却器），例如对流冷却的增压空气冷却器。空气冷却器135可被构造成从加压空气流133散热，从而增加其密度。所得到的冷却且加压的输出空气流137被引导到内燃发动机125的进气歧管139中，或者替代地，被引导到随后级的串联的压缩机中。

此外，涡轮增压器100可以包括电机级112。电机级112可以由中间壳体109和容纳在其内的电机114协作地限定。轴115可延伸穿过电机级112，并且电机114可被可操作地联接到其上。电机114可以是电马达、发电机或两者的组合。因此，电机114可被构造为马达，以将电能转换为轴115的机械（旋转）能，用于驱动旋转群组102。此外，电机114可被构造为发电机，以将轴115的机械能转换为电能，该电能被存储在电池等中。如所述的，电机114可被构造为组合式马达/发电机，并且在一些实施例中，电机114也可被构造成在马达和发电机模式之间切换功能。

为了讨论的目的，电机114将被称为马达116。马达116可包括转子构件（例如，多个永磁体），该转子构件被支撑在轴115上以便与旋转群组102一起旋转。马达116还可包括定子构件（例如，多个绕组等），该定子构件被容纳和支撑在中间壳体109内。在一些实施例中，马达116可轴向地设置在轴承系统105的第一轴承141和第二轴承142之间。而且，马达116可以由中间壳体109的马达壳体118容纳。马达壳体118可以是薄壁或壳状壳体，其包围马达116的定子构件。马达壳体118也可以环绕轴线104，并且轴115可以延伸穿过其中。

此外，涡轮增压器100可以包括集成控制器150。集成控制器150通常可包括控制器壳体152和容纳在控制器壳体152内的多个内部部件154（例如，电路、电子部件、冷却部件、支撑结构等）。集成控制器150可以控制各种功能。例如，集成控制器150可控制马达116，从而控制旋转群组102的某些参数（扭矩、角速度、起动/停止、加速度等）。在一些实施例中，集成控制器150还可以与电池、电控制单元（ECU）或相应车辆的其它部件通信。更具体地，集成控制器150可以从车辆电池接收DC电力，并且集成控制器150可以将电力转换成AC电力以控制马达116。在电机114是组合式马达/发电机的另外的实施例中，集成控制器150可操作以使电机114在其马达和发电机功能之间切换。

在一些实施例中，集成控制器150可相对于轴线104轴向地设置在涡轮增压器100的压缩机级和涡轮机级之间。因此，如图所示，集成控制器150可设置在并且可集成在马达116附近。例如，如图示的实施例所示，集成控制器150可以设置在马达壳体118上并且可以径向地布置在马达壳体118上。更具体地，集成控制器150可以延伸并围绕轴104包绕以覆盖在马达116上，使得马达116径向地设置在轴115和集成控制器150之间。集成控制器150也可以围绕轴线104在周向方向上延伸，并且可以覆盖、重叠和包裹马达壳体118的至少一部分。在一些实施例中，集成控制器150可以围绕轴线104在大约四十五度（45°）和三百六十五度（365°）之间包绕。例如，如图2-4所示，控制器150可围绕轴线104包绕大约一百八十度（180°）。

控制器壳体152在图2中示意性地示出。如图所示，壳体152可以是大致弓形的，以便围绕轴线104延伸并且大致符合涡轮增压器100的圆形轮廓。壳体152还可以是外壳状构件，其是中空的并且封装内部部件154。电连接器可以延伸穿过壳体152，用于对内部部件154进行电连接。此外，可以存在用于流体联接（例如，用于流体冷却剂的联接）的开口。另外，控制器壳体152可以限定涡轮增压器100的外部的一部分。控制器壳体152的外表面153可以围绕轴线104延伸并且可以径向地背离轴线104。外表面153可以是如图所示的围绕轴线102至少部分平滑地成形的，或者外表面153可以包括相对于轴线104切向布置的一个或多个平坦面板（例如，围绕轴线104布置的一系列这样的平坦面板）。外表面153可设置在与相邻的压缩机壳体107和/或涡轮机壳体106大致相同的半径处，如图1所示。因此，包括控制器150的涡轮增压器100的总体尺寸和轮廓可非常紧凑。

内部部件154可以被容纳在控制器壳体152内。而且，内部部件154中的至少一些可以弓形地延伸、围绕轴线104包绕和/或可以围绕轴线104布置，如将要讨论的。此外，如将要讨论的，内部部件154可以沿轴线104轴向地紧密靠近地堆叠，使得控制器150非常紧凑。这样，集成控制器150可以与涡轮增压器100的涡轮机级、压缩机级和/或其它部件紧凑地布置和集成。此外，控制器150的内部部件154可以非常靠近马达116以提供某些优点。例如，由于这种紧密靠近，可以存在减小的噪声、较小的电感等，以便更高效地控制马达116。

此外，控制器150可包括提供鲁棒支撑并提供高效冷却的多个部件。因此，涡轮增压器100可以在由于升高的温度、机械负载、电负载等引起的极端条件下运行。无论如何，控制器150可以紧密地集成到涡轮增压器100中而不损害性能。

现在参考图2，将根据各种实施例更详细地讨论集成控制器150的内部部件154。通常，集成控制器150可以包括冷却剂芯部202。为了清楚起见，冷却剂芯部202在图3和4中单独示出。如将要讨论的，冷却剂芯部202可以被构造成支撑集成控制器150的多个电子部件、紧固结构和其他部件。这样，冷却剂芯部202可以被称为“支撑结构”。冷却剂芯部202也可以限定一个或多个冷却剂通道，流体冷却剂流过该冷却剂通道。这样，冷却剂芯部202可以接收通过其中的冷却剂流以冷却集成控制器150。

冷却剂芯部202可以是长型的但弯曲的且弓形的形状，并且可以围绕轴线104沿切向和/或周向方向延伸。换句话说，冷却剂芯部202可至少部分地围绕轴线104包绕以围绕涡轮增压器100的马达116装配。因此，冷却剂芯部202可以限定面向轴线104的内径向区域204和背离轴线104的外径向区域206。此外，冷却剂芯部202可以包括第一轴向端部208和第二轴向端部210，其在相反的轴向方向上背离。在一些实施例中，第一轴向端部208可面向涡轮增压器100的压缩机区段，并且在一些实施例中，第二轴向端部210可面向涡轮机区段。冷却剂芯部202还可限定轴向宽度212，其可被限定为在第一轴向端部208和第二轴向端部210之间平行于轴线104。另外，冷却剂芯部202可以是半圆形且长型的，以便在第一角端部231和第二角端部232之间周向延伸，第一角端部231和第二角端部232围绕轴线成在角方向上间隔开（例如，间隔开大约一百八十度（180°））。

如图3和4所示，冷却剂芯部202可以由多个部件共同限定，例如贮器主体214和盖板216。贮器主体214和盖板216均可由具有相对高的导热特性的坚固且轻质的材料（例如，金属，如铝）制成。在一些实施例中，贮器主体214和/或盖板216可经由铸造工艺（例如，高压模铸）形成。

盖板216可以是相对平坦的，可以是弓形的（例如，半圆形），并且可以基本垂直于轴线104。而且，盖板216可以限定冷却剂芯部202的第一轴向端部208。贮器主体214可以是大致薄壁且中空的主体，其具有由盖板216覆盖的开口侧209以及限定冷却剂芯部202的第二轴向端部210的第二侧211。盖板216可以固定到贮器主体214并且用垫圈、密封件等密封到贮器主体214。一个或多个紧固件（例如，螺栓或其它紧固件）可轴向延伸穿过盖板216和贮器主体214以便附接它们。盖板216和贮器主体214可包括一个或多个紧固件孔270，其接收螺栓或其它紧固件以便将第一侧电子器件附接到冷却剂芯部202。因此，盖板216和贮器主体214可协作以限定延伸穿过冷却剂芯部202的流体通道220。在一些实施例中，流体通道220可以是长型的并且可大致围绕轴线104从第一角端部231延伸到第二角端部232。

冷却剂芯部202还可包括通向流体通道220的至少一个流体入口222和从流体通道220出来的至少一个流体出口224。在一些实施例中，例如，可以存在单个单独的入口222。入口222可以被设置成靠近第一角端部231并且可以包括圆形、圆柱形和中空的连接器223，该连接器223沿着轴线104从盖板216远离第一轴向端部208突出。此外，在一些实施例中，可以存在单个单独的出口224。出口224可以被设置成靠近第二角端部232并且可以包括圆形、圆柱形和中空的连接器226，该连接器226沿着轴线104从盖板216远离第一轴向端部208突出。

冷却剂芯部202可流体地连接到图1中示意性地示出的冷却剂回路225。冷却剂回路225可使任何合适的流体（例如液体冷却剂）在流体通道220和热交换器203（图1）之间循环。更具体地，冷却剂可以从入口222通过流体通道220流到出口224，从而从集成控制器150去除热量，并且可以继续流过热交换器203以在流回到冷却剂芯部202的入口222之前被冷却，等等。此外，如图1所示，在一些实施例中，热交换器203可以是分离的并且在流体上独立于对发动机125进行冷却的发动机冷却剂系统207。

如图4所示，冷却剂芯部202的第二轴向端部210可以包括一个或多个内孔口240。内孔口240可以包括多个凹穴、凹部、插孔口等，其在贮器主体214的第二侧211处开口并且在径向方向上被设置成靠近芯部202的内径向区域204。如图所示，在一些实施例中，内孔口240可以是具有圆形轮廓的大致圆柱形，并且其纵向轴线布置成平行于轴线104。可以存在多个内孔口240，其沿着芯部202的内径向区域204相对于轴线104布置在不同的角位置处。内孔口240的尺寸和形状可对应于集成控制器150的内部部件154中的某些部件。例如，内孔口240可以是圆柱形的，如图所示，以接收和支撑内部电子部件，例如控制器150的一系列电容器241（图2）。此外，如图3和4所示，贮器主体214可以限定具有相对薄壁245或其他结构的孔口240，其将孔口240内的电容器241与流体通道220内的冷却剂分开。因此，电容器241可以被冷却剂回路225有效地冷却。

类似地，如图4所示，贮器主体214的第二侧211可以包括第二侧孔口246，其具有卵形轮廓并且沿轴向方向凹入贮器主体214中。第二侧孔口246可被布置成其卵形的长轴相对于轴线104切向地延伸。此外，短轴可径向地延伸，并且可足够大以在冷却剂芯部202的内径向区域204和外径向区域206两者上延伸。此外，第二侧孔口246的形状可以被设置成对应于另一电子部件，例如逆变器、电容器、电池或另一件控制设备。

另外，冷却剂芯部202的外径向区域206可以围绕轴线104延伸并且可以包括一个或多个座部219。座部219可以是矩形的并且可以位于相对于轴线104的相应切向平面内。座部219可相对于轴线104以不同的角位置设置并间隔开。此外，座部219可包括径向延伸穿过其中的相应的外孔口250。在一些实施方式中，至少一个外孔口250可以是矩形孔，该矩形孔在相应的座部219内居中并且穿过贮器主体214到达其内的流体通道220。这些外孔口250的尺寸可被设计成并且可被构造成接收外部电子部件251（图2），例如基本扁平的矩形晶体管、电路部件、开关部件、MOSFET晶体管等。电子部件251可被部分地接收在相应的外孔口250中，并且可被支撑和安装在相应的座部219上，以便覆盖在相应的外孔口250上。可以存在垫圈或其它密封构件，其将电子部件251密封到座部219。而且，电子部件251可以包括一个或多个导热突起254（图2），例如翅片、轨道、柱、销等的阵列），其从其下侧突出以延伸到流体通道220中。因此，冷却剂回路225内的冷却剂可以流过突起254，以向电子部件251提供高效的冷却。

另外，基本由盖板216限定的第一轴向端部208可以提供用于安装和支撑第一侧电子封装件260的一个或多个表面。第一侧电子封装件260在图2中示意性地表示为大致对应于冷却剂芯部202的形状的半圆形主体，并且将理解的是，第一侧电子封装件260可包括多个电子部件，例如一个或多个导电汇流条、电路板组件等。还可以存在支撑结构，例如支架、板等，用于支撑电子封装件260。此外，可以存在用于将第一侧电子封装件260附接到冷却剂芯部202的第一轴向端部208的多个紧固件。第一侧电子封装件260可以层叠在第一轴向端部208上，使得两者都围绕轴线104弓形地延伸。第一侧电子封装件260可以以任何合适的方式（例如紧固件）附接到第一轴向端部208。因此，第一侧电子封装件260可以紧密靠近，封装件260的至少一个表面层叠在冷却剂芯部202的相对表面上并且邻接该相对表面，使得冷却剂芯部202可以以高的效率和有效性从其吸收热量。

类似地，冷却剂芯部202的第二轴向端部210可提供用于安装和支撑第二侧电子封装件262的一个或多个表面。与第一侧电子封装件262类似，第二侧电子封装件262被示意性地示出，然而，应当理解，封装件262可以包括多个电子和/或机械支撑/紧固部件。第二侧电子封装件262可以是弓形的并且可以部分地围绕轴线104延伸。第二侧电子封装件262可以层叠在第二轴向端部210上，使得两者都围绕轴104弓形地延伸。第二侧电子封装件262可以以任何合适的方式（诸如紧固件）附接到第二轴向端部210。此外，第二侧电子封装件262可以紧密靠近冷却剂芯部202，封装件262的至少一个表面层叠在冷却剂芯部202的相对表面上并且邻接该相对表面，以用于高效且有效的冷却。

用于冷却剂芯部202内的冷却剂的流体通道220可以被限定在贮器主体214的内表面、盖板216的内表面和外部电子部件251的内表面之间。流体通道220也可以围绕轴线104从入口222弓形地延伸到出口224。冷却剂可经由入口222进入，大致从第一角端部231流动到第二角端部232，并且经由出口224离开。因此，冷却剂可以紧密靠近外部电子部件251、电容器241、第一侧电子封装件260和第二侧电子封装件262的面向芯部的表面流动并且流过这些面向芯部的表面。

因此，在一些实施例中，冷却剂芯部202可以基本被产生热量的电子部件包围。由于紧密靠近，并且在一些区域中由于其间的邻接接触，冷却剂芯部202可以热联接到这些部件。一些界面（例如，在突起254处）可提供与冷却剂的直接流体接触。如图2所示，冷却剂芯部202可在内径向区域204、外径向区域206、第一轴向端部208和第二轴向端部210上热联接到电子部件。流体通道220可以被径向地限定在内径向区域204和外径向区域206之间，以接收来自内部电子部件（例如，电容器241）和外部电子部件251的热量。而且，流体通道220可以被轴向地限定在第一轴向端部208和第二轴向端部210之间，以接收来自第一侧电子封装件260和第二侧电子封装件262两者的热量。

此外，控制器150可被集成和封装在涡轮机区段、马达116和/或压缩机区段中，它们中的任一者可在升高的温度下操作。冷却剂芯部202和冷却剂回路225也可以提供对这些周围部件的冷却。因此，将理解的是，控制器150可被紧凑地封装，并且可以有在操作期间产生热的若干特征；然而，冷却剂芯部202、冷却剂回路225和以上讨论的其它特征可以提供有效且高效的冷却。

此外，控制器150可以被鲁棒地支撑在涡轮增压器100上。冷却剂芯部202可以给控制器150提供机械支撑，同时还提供紧凑的封装。而且，部件数量可以相对较低，并且控制器150可以以高效的方式制造和组装。

虽然在上述详细描述中已经给出了至少一个示例性实施例，但是应当理解，存在大量的变型。还应当理解，一个或多个示例性实施例仅是示例，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围、适用性或构造。相反，前面的详细描述将为本领域技术人员提供用于实现本公开的示例性实施例的方便的路线图。应当理解，在不背离所附权利要求中阐述的本公开的范围的情况下，可以对示例性实施例中描述的元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (16)

1.一种流体压缩机装置，包括：

壳体；

旋转群组，所述旋转群组被支撑以在所述壳体内围绕轴线旋转；

压缩机级，所述压缩机级包括被支撑在所述旋转群组的轴上的所述旋转群组的压缩机叶轮；

电机级，所述电机级包括电机，所述电机可操作地联接到所述轴并且被构造成作为马达和发电机中的至少一者操作；和

集成控制器，所述集成控制器围绕所述轴线沿周向方向至少部分地在所述电机级上延伸，所述集成控制器包括冷却剂芯部，所述冷却剂芯部接收通过其中的冷却剂流以便冷却所述集成控制器，所述冷却剂芯部围绕所述轴线沿周向方向至少部分地在所述电机级上延伸，所述冷却剂芯部包括孔口，所述孔口被构造成接收所述集成控制器的电子部件，所述冷却剂芯部被构造成从其接收热量，

其中，所述冷却剂芯部包括相对于所述轴线径向间隔开的内径向区域和外径向区域；

其中，所述孔口是靠近所述内径向区域的内孔口，并且其中，所述电子部件是被接收在所述内孔口中的内部电子部件。

2.如权利要求1所述的流体压缩机装置，其中，所述冷却剂芯部是弓形的；

其中，所述冷却剂芯部包括靠近所述外径向区域的外孔口；

还包括被接收在所述外孔口中的外部电子部件，所述冷却剂芯部被构造成从所述外部电子部件接收热量；并且

其中，所述冷却剂芯部包括流体通道，所述冷却剂流流动通过所述流体通道，并且其中，所述流体通道相对于所述轴线被径向地限定在所述内径向区域和所述外径向区域之间，使得所述冷却剂流被构造成从所述内部电子部件和所述外部电子部件两者接收热量。

3.如权利要求1所述的流体压缩机装置，其中，所述冷却剂芯部还包括延伸穿过所述冷却剂芯部的外壁的孔，其中，所述电子部件被至少部分地接收在所述孔内以堵塞所述孔；以及

其中，所述电子部件包括导热突起，所述导热突起设置在所述冷却剂芯部的流体通道内，其被构造成接收所述冷却剂流。

4.如权利要求1所述的流体压缩机装置，其中，所述冷却剂芯部是弓形的并且包括轴向端部；并且

还包括端部电子封装件，所述端部电子封装件被支撑并设置在所述轴向端部处，所述冷却剂芯部热联接到所述电子封装件并且被构造成从其接收热量。

5.如权利要求4所述的流体压缩机装置，其中，所述轴向端部是第一轴向端部，并且所述端部电子封装件是第一端部电子封装件；

其中，所述冷却剂芯部包括第二轴向端部；并且

还包括第二端部电子封装件，所述第二端部电子封装件被支撑并设置在所述第二轴向端部处，所述冷却剂芯部热联接到所述第二端部电子封装件并且被构造成从其接收热量。

6.如权利要求2所述的流体压缩机装置，其中，所述外径向区域包括至少一个座部，所述至少一个座部基本位于相对于所述轴线的切向平面内，所述至少一个座部被构造成支撑所述外部电子部件。

7.如权利要求1所述的流体压缩机装置，其中，所述冷却剂芯部包括具有开口端部的贮器主体和固定到所述贮器主体以覆盖所述开口端部的盖构件，其中，所述贮器主体和所述盖构件协作地限定所述冷却剂芯部内的流体通道，所述流体通道被构造成接收所述冷却剂流。

8.如权利要求1所述的流体压缩机装置，其中，所述冷却剂芯部包括通向流体通道的入口和从所述流体通道出来的出口，所述入口和所述出口相对于所述轴线周向地间隔开。

9.如权利要求1所述的流体压缩机装置，其中，所述冷却剂芯部围绕所述轴线延伸至少四十五度(45°)。

10.如权利要求9所述的流体压缩机装置，其中，所述冷却剂芯部围绕所述轴线延伸大约一百八十度(180°)。

11.一种制造流体压缩机装置的方法，包括：

支撑旋转群组以在壳体内围绕轴线旋转，所述旋转群组包括被支撑在轴上的压缩机叶轮；

将电机级的电机可操作地联接到所述轴，所述电机被构造成作为马达和发电机中的至少一者操作；以及

将集成控制器连接到所述电机，所述集成控制器围绕所述轴线沿周向方向至少部分地在所述电机级上延伸，所述集成控制器包括冷却剂芯部，所述冷却剂芯部被构造成接收通过其中的冷却剂流以便冷却所述集成控制器，所述冷却剂芯部围绕所述轴线沿周向方向至少部分地在所述电机上延伸，所述冷却剂芯部包括孔口，所述孔口被构造成接收所述集成控制器的电子部件，所述冷却剂芯部被构造成从其接收热量，

其中，所述冷却剂芯部包括相对于所述轴线径向间隔开的内径向区域和外径向区域；

其中，所述孔口是靠近所述内径向区域的内孔口，并且其中，所述电子部件是被接收在所述内孔口中的内部电子部件。

12.一种涡轮增压器，包括：

壳体；

旋转群组，所述旋转群组被支撑以在所述壳体内围绕轴线旋转；

压缩机级，所述压缩机级包括被支撑在所述旋转群组的轴上的所述旋转群组的压缩机叶轮；

涡轮机级，所述涡轮机级包括被支撑在所述旋转群组的所述轴上的所述旋转群组的涡轮机叶轮；

马达级，所述马达级包括电马达，所述电马达可操作地联接到所述轴并且被构造成驱动性地使所述旋转群组围绕所述轴线旋转；和

集成控制器，所述集成控制器围绕所述轴线沿周向方向至少部分地在所述马达级上延伸，所述集成控制器包括冷却剂芯部，所述冷却剂芯部接收通过其中的冷却剂流以便冷却所述集成控制器，所述冷却剂芯部围绕所述轴线沿周向方向至少部分地在所述马达级上延伸，所述冷却剂芯部包括孔口，所述孔口被构造成接收所述集成控制器的电子部件，所述冷却剂芯部被构造成从其接收热量，

其中，所述冷却剂芯部包括相对于所述轴线径向间隔开的内径向区域和外径向区域；

其中，所述孔口是靠近所述内径向区域的内孔口，并且其中，所述电子部件是被接收在所述内孔口中的内部电子部件。

13.如权利要求12所述的涡轮增压器，其中，所述冷却剂芯部是弓形的并且还包括第一轴向端部和第二轴向端部；并且

还包括多个电子部件，其中，所述多个电子部件中的第一个被支撑在所述内径向区域处，所述多个电子部件中的第二个被支撑在所述外径向区域处，所述多个电子部件中的第三个被支撑在所述第一轴向端部处，并且所述多个电子部件中的第四个被支撑在所述第二轴向端部处，所述冷却剂芯部被构造成冷却所述多个电子部件中的所述第一个、第二个、第三个和第四个。

14.如权利要求12所述的涡轮增压器，其中，所述冷却剂芯部包括具有开口端的贮器主体和固定到所述贮器主体以覆盖所述开口端的盖构件，其中，所述贮器主体和所述盖构件协作地限定所述冷却剂芯部内的流体通道。

15.如权利要求12所述的涡轮增压器，其中，所述冷却剂芯部包括通向流体通道的入口和从所述流体通道出来的出口，所述入口和所述出口相对于所述轴线周向地间隔开。

16.如权利要求12所述的涡轮增压器，其中，所述马达级相对于所述轴线轴向地设置在所述压缩机级和所述涡轮机级之间。