CN117394602A - 用于轴向磁通电动马达的定子芯的热连接系统 - Google Patents

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Abstract

一种轴向磁通电动马达包括壳体和定子，壳体具有内表面，定子固定地安装在壳体中。定子包括多个定子段、内部支撑构件和外部环形构件，每个定子段支撑绕组，内部支撑构件限定中心通路，外部环形构件约束所述多个定子段。外部环形构件包括邻接壳体内表面的外表面部分。热连接系统设置在外部环形构件的外表面部分与内表面之间。热连接系统将热量从定子传递到壳体中。

Description

用于轴向磁通电动马达的定子芯的热连接系统
技术领域
本公开涉及电机领域，并且更具体地说，涉及一种用于轴向磁通电动马达定子芯的热连接系统。
背景技术
电机包括支撑在壳体内表面处的定子和邻近定子定位的转子。定子包括定子绕组，定子绕组被激励以在转子内产生磁场。磁场使转子旋转并产生电力。在操作期间，定子和转子产生热量。采用各种系统来减少电机产生的热量，包括使气流穿过壳体或将冷却剂套并入到壳体中。
在某些电机中，例如轴向磁通机器，定子通常通过绝缘体联接到壳体。诸如环氧树脂的绝缘体可以将定子芯结合或固定到壳体。诸如环氧树脂之类的材料导热性差。这样，可能减少定子芯与壳体之间的热传递。因此，希望在定子芯到周围壳体之间形成热流路径，以便在不增加磁通泄漏的情况下改善散热。
发明内容
在一个非限制性示例中，轴向磁通电动马达包括壳体和定子，壳体具有内表面，定子固定地安装在壳体中。定子包括多个定子段、内部支撑构件和外部环形构件，每个定子段支撑绕组，内部支撑构件限定中心通路，外部环形构件约束所述多个定子段。外部环形构件包括邻接壳体内表面的外表面部分。热连接系统设置在外部环形构件的外表面部分与内表面之间。热连接系统将热量从定子传递到壳体中。
除了本文描述的特征中的一个或多个特征之外，热连接系统包括从内表面突伸的环形肋和形成在外部环形构件的外表面部分中的环形凹部，环形凹部接纳环形肋。
除了本文描述的特征中的一个或多个特征之外，环形肋包括第一环形肋和与第一环形肋轴向隔开的第二环形肋。
除了本文描述的特征中的一个或多个特征之外，环形凹部包括接纳第一环形肋的第一环形凹部和接纳第二环形肋的第二环形凹部。
除了本文描述的特征中的一个或多个特征之外，所述多个定子段中的每一个包括接纳定子绕组的开口。
除了本文描述的特征中的一个或多个特征之外，所述多个定子段中的每一个包括围绕定子绕组延伸的微通道，该微通道流体连接到环形凹部。
除了本文描述的特征中的一个或多个特征之外，热连接系统包括设置在壳体的内表面与外部环形构件的外表面部分之间的冷却管。
除了本文描述的特征中的一个或多个特征之外，壳体的内表面包括环形凹部，并且外部环形构件的外表面部分包括环形凹部部分，冷却管嵌套在环形凹部和环形凹部部分中。
除了本文描述的特征中的一个或多个特征之外，外部环形构件的外表面部分的一部分直接接触壳体的内表面，并且冷却管直接接触外部环形构件的外表面部分和壳体的内表面。
除了本文描述的特征中的一个或多个特征之外，外部环形构件的外表面部分与壳体的内表面直接接触。
在另一个非限制性示例中，车辆包括车身、支撑车身的多个车轮以及通过变速器连接到所述多个车轮中的至少一个车轮的轴向磁通电动马达。轴向磁通电动马达包括壳体和定子，壳体具有内表面，定子固定地安装在壳体中。定子包括多个定子段、内部支撑构件和外部环形构件，每个定子段支撑绕组，内部支撑构件限定中心通路，外部环形构件约束所述多个定子段。外部环形构件包括邻接壳体内表面的外表面部分。热连接系统设置在外部环形构件的外表面部分与内表面之间。热连接系统将热量从定子传递到壳体中。
除了本文描述的特征中的一个或多个特征之外，热连接系统包括从内表面突伸的环形肋和形成在外部环形构件的外表面部分中的环形凹部，环形凹部接纳环形肋。
除了本文描述的特征中的一个或多个特征之外，环形肋包括第一环形肋和与第一环形肋轴向隔开的第二环形肋。
除了本文描述的特征中的一个或多个特征之外，环形凹部包括接纳第一环形肋的第一环形凹部和接纳第二环形肋的第二环形凹部。
除了本文描述的特征中的一个或多个特征之外，所述多个定子段中的每一个包括接纳定子绕组的开口。
除了本文描述的特征中的一个或多个特征之外，所述多个定子段中的每一个包括围绕定子绕组延伸的微通道，该微通道流体连接到环形凹部。
除了本文描述的特征中的一个或多个特征之外，热连接系统包括设置在壳体的内表面与外部环形构件的外表面部分之间的冷却管。
除了本文描述的特征中的一个或多个特征之外，外部环形构件的外表面部分与壳体的内表面直接接触。
除了本文描述的特征中的一个或多个特征之外，壳体的内表面包括环形凹部，并且外部环形构件的外表面部分包括环形凹部部分，冷却管嵌套在环形凹部和环形凹部部分中。
除了本文描述的特征中的一个或多个特征之外，外部环形构件的外表面部分的一部分直接接触壳体的内表面，并且冷却管直接接触外部环形构件的外表面部分和壳体的内表面。
当结合附图时，从以下详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
其他特征、优点和细节仅通过举例说明的方式出现在以下详细描述中，详细描述参考附图，其中：
图1示出了根据非限制性示例的包括轴向磁通马达的车辆，该轴向磁通马达具有带热连接系统的定子；
图2是根据非限制性示例的图1的轴向磁通电动马达的一部分的透视图；
图3是根据非限制性示例的沿线3-3截取的图2的轴向磁通电动马达的局部横截面侧视图；
图4是根据非限制性示例的具有热连接系统的第一部分的图3的定子芯的定子芯段的局部透视图；
图5是根据非限制性示例的具有热连接系统的第二部分的图3的电动马达的壳体的内表面的局部透视图；
图6是根据非限制性示例的联接到图5的壳体的内表面的图4的定子芯段的局部透视图；
图7是根据非限制性示例的由定子绕组连接的一对定子芯段的局部透视图；
图8是根据另一个非限制性示例的电动马达的内表面的局部透视图，描绘了热连接系统的第二部分，热连接系统的第二部分描绘了冷却管；以及
图9描绘了根据非限制性示例布置在定子的外表面部分与壳体的内表面之间的图8的冷却管。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、其应用或用途。应当理解，在所有附图中，对应的附图标记指示相同或对应的部分和特征。
根据非限制性示例，车辆在图1中总体上以10指示。车辆10包括支撑在多个车轮16上的车身12。所述多个车轮16中的至少一个是可转向车轮。也就是说，改变所述多个车轮16中的至少一个相对于车身12的位置将导致车辆10改变方向。在所示的非限制性示例中，所述多个车轮16的两个前轮(未单独标记)都是可转向的。车身12部分地限定乘客舱20，乘客舱20具有定位在仪表板26后方的座椅23。转向控制器30布置在座椅23与仪表板26之间。操作转向控制器30来控制（多个）可转向轮的取向。车辆10包括连接到变速器36的电动马达34，变速器36向所述多个车轮16中的一个或多个提供动力。
在非限制性示例中，电动马达34采取轴向磁通电动马达40的形式，其具有如图2和3所示的壳体46。壳体46包括外表面50和内表面52。在非限制性示例中，定子56布置在壳体46内。定子56包括内部支撑构件58和外部环形构件62，内部支撑构件58限定通路60。外部环形构件62包括内表面部分64和外表面部分66。多个定子段（其中一个以72指示）设置在内部支撑构件58与外部环形构件62之间。
多个定子段72被布置成定子段对，如图7中的74所示。所述多个定子段72中的每一个都包括开口76，开口76接纳定子绕组82。也就是说，定子绕组82布置在开口76中，并且由每个定子段对74支撑。轴向磁通电动马达40包括第一转子85（图3）和第二转子87（图3），第一转子85沿第一方向布置在定子56的轴向外侧，第二转子87（图3）沿与第一方向相反的第二方向布置在定子56的轴向外侧。第一转子85和第二转子87由延伸穿过通路60的轴(未示出)支撑或安装在该轴上。
在非限制性示例中，定子56通过热连接系统92联结到壳体46的内表面52。热连接系统92在外部环形构件62的外表面部分66与壳体46的内表面52之间产生或建立直接的表面对表面接触。定子56可以压配合到壳体46中。热连接系统92采取形成在外部环形构件62的外表面部分66和内表面52上的表面特征(未单独标出)的形式，其在定子56与壳体46之间形成增加的接触面积。
在图4所示的非限制性示例中，热连接系统92可包括形成在外部环形构件62的外表面部分66中的第一环形凹部105和第二环形凹部107。第二环形凹部107与第一环形凹部105轴向隔开。热连接系统92还包括第一环形肋109和第二环形肋111，它们形成在壳体42的内表面52上，并在壳体42内表面52径向外侧突出，如图5所示。
在图6所示的非限制性示例中，热连接系统92由当第一环形肋109和第二环形肋111分别嵌套在第一环形凹部105和第二环形凹部107内时建立的壳体46的内表面52与外部环形构件62的外表面部分66之间的界面限定。如图7所示，可以通过将（多个）微通道117并入到每个定子段72中来提供额外的冷却。（多个）微通道117围绕开口76延伸，并将热量从定子绕组82运走。（多个）微通道117可以连接到第一环形凹部105和/或第二环形凹部107，以进一步循环冷却剂。（多个）微通道117也可以经由开口76穿过定子段72，以提供额外的冷却。
现在将参考图8和图9描述根据另一个非限制性示例的热连接系统92。代替第一环形肋109和第二环形肋111，热连接系统92包括第一冷却管122和第二冷却管124。第一冷却管122和第二冷却管124设置在壳体46的内表面52上，并且当定子56安装到壳体46中时，嵌套在第一环形凹部105和第二环形凹部107内。
在非限制性示例中，第一冷却管122和第二冷却管124不仅增加了壳体46的内表面52与外部环形构件62的外表面部分66之间的接触表面积，而且还运送传热流体，传热流体吸收由定子56产生的热量。在一个非限制性示例中，外部环形构件62的外表面部分66的（多个）部分直接接触壳体46的内表面52，并且外表面部分66的其他部分与第一冷却管122和第二冷却管124接触。直接表面对表面的接触以及与第一冷却管122和第二冷却管124的接触增加了热传递能力。在这一点上，应该理解冷却管的数量、大小和布置可以变化。
在非限制性示例中，在被重新引入轴向磁通电动马达40之前，可以在热交换器(未示出)中从通过第一冷却管122和第二冷却管124的流体中移除热量。应当理解，第一冷却管122和第二冷却管124可以与壳体46一体形成，或者可以由第一环形凹部105和第二环形凹部107限定。在这种布置中，冷却管可以通过收缩配合材料或通过使用O形环来密封。
虽然已经参考示例性实施例描述了上述公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离其范围的情况下，可以进行各种改变并且等效物可以替代其元件。此外，在不脱离本公开的实质范围的情况下，可以进行许多修改以使特定的情况或材料适应本公开的教导。因此，意图是本公开不限于所公开的特定实施例，而是将包括属于其范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种轴向磁通电动马达，包括：
壳体，所述壳体包括内表面；
定子，所述定子固定地安装在所述壳体中，所述定子包括多个定子段、内部支撑构件和外部环形构件，每个定子段支撑绕组，所述内部支撑构件限定中心通路，所述外部环形构件约束所述多个定子段，所述外部环形构件包括邻接所述壳体的所述内表面的外表面部分；和
热连接系统，所述热连接系统设置在所述外部环形构件的所述外表面部分与所述内表面之间，所述热连接系统将热量从所述定子传递到所述壳体中。
2.根据权利要求1所述的轴向磁通电动马达，其中，所述热连接系统包括从所述内表面突伸的环形肋和形成在所述外部环形构件的所述外表面部分中的环形凹部，所述环形凹部接纳所述环形肋。
3.根据权利要求2所述的轴向磁通电动马达，其中，所述环形肋包括第一环形肋和与所述第一环形肋轴向隔开的第二环形肋。
4.根据权利要求3所述的轴向磁通电动马达，其中，所述环形凹部包括接纳所述第一环形肋的第一环形凹部和接纳所述第二环形肋的第二环形凹部。
5.根据权利要求2所述的轴向磁通电动马达，其中，所述多个定子段中的每一个都包括接纳定子绕组的开口。
6.根据权利要求5所述的轴向磁通电动马达，其中，所述多个定子段中的每一个包括围绕所述定子绕组延伸的微通道，所述微通道流体连接到所述环形凹部。
7.根据权利要求1所述的轴向磁通电动马达，其中，所述热连接系统包括冷却管，所述冷却管设置在所述壳体的内表面与所述外部环形构件的外表面部分之间。
8.根据权利要求7所述的轴向磁通电动马达，其中，所述壳体的所述内表面包括环形凹部，并且所述外部环形构件的所述外表面部分包括环形凹部部分，所述冷却管嵌套在所述环形凹部和所述环形凹部部分中。
9.根据权利要求8所述的轴向磁通电动马达，其中，所述外部环形构件的所述外表面部分的一部分直接接触所述壳体的所述内表面，所述冷却管直接接触所述外部环形构件的所述外表面部分和所述壳体的所述内表面。
10.根据权利要求1所述的轴向磁通电动马达，其中，所述外部环形构件的所述外表面部分与所述壳体的所述内表面直接接触。
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