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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Endkappe eines Rotors für eine Elektromaschine.
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HINTERGRUND
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Viele Fahrzeuge hängen Elektromaschinen als eine Quelle mechanischer Energie ab. Statorwicklungen empfangen elektrischen Strom, um Magnetfelder zu erzeugen, die mit gegenüberliegenden Magnetfeldern des Rotors zusammenwirken, um Drehmoment bereitzustellen. Von der Elektromaschine erzeugtes Drehmoment kann wegen resistiver Erwärmung der Statorwicklungen begrenzt sein, was durch den elektrischen Strom verursacht wird.
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KURZDARSTELLUNG
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Eine Elektromaschine eines Fahrzeugs kann einen Stator umfassen, der Endwicklungen aufweist, die axial vom Stator verlaufen. Ein Rotor kann im Stator angeordnet sein und eine Endkappe umfassen, die eine äußere Fläche aufweist, die Auslässe und einen gefurchten äußeren Umfang mit einer Kante definiert, die dazu ausgelegt ist, aus den Auslässen abgegebenes Kühlmittel während der Rotation auf die äußere Fläche an verschiedene axiale Stellen der Endwicklungen zu verteilen. Der gefurchte äußere Umfang kann sich in Richtung eines inneren flachen Teils verjüngen. Die Auslässe können im inneren flachen Teil enthalten sein. Der gefurchte äußere Umfang kann um eine Achse, die senkrecht zu einer Rotationsachse des Rotors ist und durch diese verläuft, symmetrisch sein. Die äußere Fläche kann ferner Kanäle definieren, die von den Auslässen zur Kante verlaufen. Die Kanäle können in die äußere Fläche eingelassen sein. Der gefurchte äußere Umfang kann konzentrische umlaufende Kämme definieren.
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Eine Elektromaschine eines Fahrzeugs kann einen Stator umfassen, der Endwicklungen aufweist, die axial vom Stator verlaufen. Ein Rotor kann im Stator angeordnet sein und kann eine Endkappe umfassen, die eine äußere Fläche aufweist, die Auslässe und einen äußeren Umfang mit konzentrischen umlaufenden Kämmen, die dazu ausgelegt sind, aus den Auslässen abgegebenes Kühlmittel während der Rotation auf die äußere Fläche an verschiedene axiale Stellen der Endwicklungen zu verteilen, definiert. Der gefurchte äußere Umfang kann sich in Richtung eines inneren flachen Teils verjüngen. Die Auslässe können im inneren flachen Teil enthalten sein. Der gefurchte äußere Umfang kann um eine Achse, die senkrecht zu einer Rotationsachse des Rotors ist und durch diese verläuft, symmetrisch sein. Die äußere Fläche kann ferner Kanäle definieren, die von den Auslässen zur Kante verlaufen. Die Kanäle können in die äußere Fläche eingelassen sein. Der gefurchte äußere Umfang kann in Form konzentrisch umlaufender Kämme ausgebildet sein.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Hybridfahrzeugs.
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2 ist eine Seitenansicht im Querschnitt eines Teils einer beispielhaften Elektromaschine.
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3 ist eine isometrische Ansicht eines Stators einer Elektromaschine.
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4 ist eine Beschichtung eines Stators einer Elektromaschine.
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5 ist ein Abschnitt der Elektromaschine und zeigt verschiedene Auftreffbereiche für Kühlmittel, das die Endkappe durchquert hat.
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6 ist eine Endkappe eines Rotors.
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7 ist eine weitere Ausführungsform einer Endkappe eines Rotors.
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8 ist eine weitere Ausführungsform einer Endkappe eines Rotors, die Kanäle aufweist.
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9 ist eine weitere Ausführungsform einer Endkappe eines Rotors, die Kanäle aufweist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Hier werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details besonderer Komponenten zu zeigen. Die speziellen strukturellen und funktionalen Details, die hier offenbart werden, sollen deshalb nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise einzusetzen ist. Für einen Durchschnittsfachmann liegt auf der Hand, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu schaffen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben werden. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten allerdings für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungsformen erwünscht sein.
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Elektro- und Hybridfahrzeuge umfassen Permanentmagnetfahrmotoren, um das Fahrzeug anzutreiben. Permanentmagnete sind in der Regel um den Rotor eines Elektromaschinenrotors eingebettet. Gegenüberliegende Magnetfelder, die durch die Statorwicklungen induziert werden, werden genutzt, um den Rotor relativ zum Stator zu rotieren. Der Stator weist einen Kern auf, der aus elektrischem Stahl oder Material, das eine hohe relative magnetische Durchlässigkeit aufweist, gebildet ist. Mehrere Schlitze sind entlang eines Innendurchmessers des Stators verteilt. Jeder ist dabei dazu dimensioniert, Leiter aufzunehmen, die in der Lage sind, elektrischen Strom zu führen. Leiter sind um durch die Schlitze gebildete Zähne gewickelt, um Wicklungen zu bilden. Die Wicklungen können dazu angeordnet sein, drei gesonderte elektrische Phasen zu unterstützen, um das erzeugte Magnetfeld zu verbessern. Die Wicklungen können parallel zur Rotationsachse des Rotors über den Statorkern hinaus verlaufen, um es zu ermöglichen, dass Wendungen gemacht werden. Wendungen ermöglichen es, dass zusätzliche Wicklungen gemacht werden, während die Kontinuität des Stromkreises gewahrt wird. Diese Endwendungen oder Endwicklungen bilden zusammen einen Ring auf beiden äußeren Flächen der Elektromaschine.
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Dreiphasenwechselstrom kann durch die Statorwicklungen geführt werden, um Magnetfelder zu induzieren. Strom kann eine resistive Erwärmung der Statorwicklungen bewirken. Die Statorwicklungen können in der Folge den Kern und den umgebenden Bereich erwärmen. Wegen thermischer Beschränkungen kann resistive Erwärmung unnötig die mechanische Leistung beschränken oder eine Verschlechterung der Maschine bewirken. Kühlsysteme können genutzt werden, um Wärme von Heißstellen wegzuleiten, den Verschleiß der Maschine zu verringern und die mechanische Energieleistung zu verbessern.
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Der Rotor kann Kühlkanäle umfassen, um Kühlmittel im Rotor zu verteilen. Das Kühlmittel kann an jedem Ende des Rotors austreten. Eine Endkappe, die an jedem Ende angeordnet ist, kann Kühlmittel zu den Endwicklungen schleudern. Die Endkappe umfasst Auslässe oder Öffnungen, um das Kühlmittel aus mehreren Stellen abzugeben. Die Endkappe kann gekrümmt oder geformt sein, um Kühlmittel an bestimmte Stellen auf den Endwicklungen zu schleudern. Die Endkappe kann Merkmale aufweisen, die dazu ausgelegt sind, das Kühlmittel gleichmäßig auf einen wesentlichen Teil der Endwendungen, die vom Statorkern verlaufen, zu verteilen. Die Endkappe kann Kanäle aufweisen oder definieren, um die Verteilung von Kühlmittel auf die Endwendungen zu führen.
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Die Endkappe kann einen teilweise konvexen Querschnitt aufweisen, um das Kühlmittel in einem Abstand zu verteilen, der axial von der Endwendung versetzt ist. Die Endkappe kann einen inneren planaren oder flachen Abschnitt aufweisen. Der innere planare Abschnitt kann die Auslässe definieren. Der äußere Abschnitt der Endkappe umfasst Kämme, Furchen, Wölbungen, Wellungen oder ähnliche Merkmale, um aus den Auslässen strömendes Kühlmittel zu bewegen und seine Richtung zu ändern. Der äußere Abschnitt könnte ein einzelnes Merkmal oder mehrere Merkmale umfassen, um das Öl zu bewegen. In einer Auslegung mit mehreren Merkmalen können die Wölbungen in einer periodischen oder sporadischen Art geordnet sein. Eine Ansammlung unterschiedlicher Merkmale kann die beste Verteilung von Kühlmittel auf die Endwicklungen bereitstellen. Während sich die Endkappe dreht, verteilt der durch die Merkmale erzeugte verwirbelte Pfad das Kühlmittel vorzugsweise entlang des gesamten Vorsprungs der Endwendung oder Endwicklung vom Statorkern. Die Endkappenmerkmale können sich in der radialen oder umlaufenden Richtung wellen. Um den äußeren Umfang der Endkappe herum ändern die Erhöhungen und Vertiefungen der Merkmale den Weg des Kühlmittels sporadisch.
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Ein beispielhaftes Plug-In-Hybridelektrofahrzeug (PHEV) ist in 1 abgebildet und wird hierin allgemein als ein Fahrzeug 16 bezeichnet. Das Fahrzeug 16 enthält ein Getriebe 12 und wird von wenigstens einer Elektromaschine 18 mit selektiver Unterstützung von einer Kraftmaschine 20 mit innerer Verbrennung angetrieben. Die Elektromaschine 18 kann ein Wechselstrom-Elektromotor sein, der in 1 als „Elektromotor“ 18 gezeigt ist. Die Elektromaschine 18 empfängt elektrische Leistung und stellt Drehmoment für den Fahrzeugvortrieb bereit. Die Elektromaschine 18 wirkt auch als ein Generator zur Umwandlung von mechanischer Leistung in elektrische Leistung durch Rekuperationsbremsung.
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Das Getriebe 12 kann eine leistungsverzweigte Auslegung aufweisen. Das Getriebe 12 enthält die erste Elektromaschine 18 und eine zweite Elektromaschine 24. Die zweite Elektromaschine 24 kann ein Wechselstrom-Elektromotor sein, der in 1 als „Generator“ 24 gezeigt ist. Wie die erste Elektromaschine 18, empfängt die zweite Elektromaschine 24 elektrische Leistung und stellt Ausgangsdrehmoment bereit. Die zweite Elektromaschine 24 wirkt auch als ein Generator zum Umwandeln von mechanischer Leistung in elektrische Leistung und zum Optimieren von Leistungsfluss durch das Getriebe 12. Bei anderen Ausführungsformen weist das Getriebe keine leistungsverzweigte Auslegung auf.
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Das Getriebe 12 kann eine Planetenradeinheit 26 enthalten, die ein Sonnenrad 28, einen Planetenträger 30 und ein Hohlrad 32 enthält. Das Sonnenrad 28 ist mit einer Ausgangswelle der zweiten Elektromaschine 24 zum Empfangen von Generatordrehmoment verbunden. Der Planetenträger 30 ist mit einer Ausgangswelle der Kraftmaschine 20 zum Empfangen von Kraftmaschinendrehmoment verbunden. Die Planetenradeinheit 26 kombiniert das Generatordrehmoment und das Kraftmaschinendrehmoment und stellt ein kombiniertes Ausgangsdrehmoment über das Hohlrad 32 bereit. Die Planetenradeinheit 26 wirkt als ein kontinuierlich variables Getriebe, ohne irgendwelche festen oder „abgestuften“ Verhältnisse.
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Das Getriebe 12 kann auch eine Freilaufkupplung (O.W.C. – One-Way Clutch) und eine Generatorbremse 33 enthalten. Die O.W.C ist mit der Ausgangswelle der Kraftmaschine 20 gekoppelt, um eine Drehung der Ausgangswelle in nur einer Richtung zu erlauben. Die O.W.C verhindert einen Rückwärtsantrieb der Kraftmaschine 20 durch das Getriebe 12. Die Generatorbremse 33 ist mit der Ausgangswelle der zweiten Elektromaschine 24 gekoppelt. Die Generatorbremse 33 kann aktiviert werden, um eine Drehung der Ausgangswelle der zweiten Elektromaschine 24 und des Sonnenrads 28 zu „bremsen“ oder zu verhindern. Alternativ können die O.W.C. und die Generatorbremse 33 eliminiert und durch Steuerstrategien für die Kraftmaschine 20 und die zweite Elektromaschine 24 ersetzt werden.
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Das Getriebe 12 kann weiterhin eine Vorgelegewelle mit Zwischenzahnrädern enthalten, zu denen ein erstes Zahnrad 34, ein zweites Zahnrad 36 und ein drittes Zahnrad 38 zählen. Ein Planetenabtriebsritzel 40 ist mit dem Hohlrad 32 verbunden. Das Planetenabtriebsritzel 40 greift mit dem ersten Zahnrad 34 ineinander, um Drehmoment zwischen der Planetenradeinheit 26 und der Vorgelegewelle zu übertragen. Ein Abtriebsritzel 42 ist mit einer Ausgangswelle der ersten Elektromaschine 18 verbunden. Das Abtriebsritzel 42 greift mit dem zweiten Zahnrad 36 ineinander, um Drehmoment zwischen der ersten Elektromaschine 18 und der Vorgelegewelle zu übertragen. Ein Getriebeabtriebsritzel 44 ist mit einer Antriebswelle 46 verbunden. Die Antriebswelle 46 ist durch ein Differenzial 50 mit einem Paar angetriebener Räder 48 verbunden. Das Getriebeabtriebsritzel 44 greift mit dem dritten Zahnrad 38 ineinander, um Drehmoment zwischen dem Getriebe 12 und den angetriebenen Rädern 48 zu übertragen.
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Das Fahrzeug 16 enthält eine Energiespeichervorrichtung, wie zum Beispiel eine Traktionsbatterie 52, zum Speichern elektrischer Energie. Die Batterie 52 ist eine Hochspannungsbatterie, die in der Lage ist, elektrische Leistung auszugeben, um die erste Elektromaschine 18 und die zweite Elektromaschine 24 zu betreiben. Die Batterie 52 empfängt auch elektrische Leistung aus der ersten Elektromaschine 18 und der zweiten Elektromaschine 24, wenn sie als Generatoren arbeiten. Die Batterie 52 ist ein Batteriesatz, der aus mehreren (nicht gezeigten) Batteriemodulen besteht, wobei jedes Batteriemodul mehrere (nicht gezeigte) Batteriezellen enthält. Bei anderen Ausführungsformen des Fahrzeugs 16 kommen unterschiedliche Arten von Energiespeichervorrichtungen, wie zum Beispiel Kondensatoren und Brennstoffzellen (nicht gezeigt), die die Batterie 52 ergänzen oder ersetzen, in Betracht. Ein Hochspannungsbus verbindet die Batterie 52 elektrisch mit der ersten Elektromaschine 18 und mit der zweiten Elektromaschine 24.
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Das Fahrzeug enthält ein Batterieenergiesteuermodul (BECM – Battery Energy Control Module) 54 zum Steuern der Batterie 52. Das BECM 54 empfängt eine Eingabe, die bestimmte Fahrzeugzustände und Batteriezustände, wie z. B. Batterietemperatur, -spannung und -strom, anzeigt. Das BECM 54 berechnet und schätzt Batterieparameter, wie z. B. den Batterieladezustand und die Batterieleistungsfähigkeit. Das BECM 54 stellt Ausgangsgrößen (BSOC, Pcap) bereit, die für andere Fahrzeugsysteme und -steuerungen einen Batterieladezustand (BSOC – Battery State of Charge) und eine Batterieleistungsfähigkeit (Pcap) angeben.
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Das Fahrzeug 16 enthält einen Gleichspannungswandler oder einen einstellbaren Spannungswandler (VVC – Variable Voltage Converter) 10 und einen Wechselrichter 56. Der VVC 10 und der Wechselrichter 56 sind zwischen der Traktionsbatterie 52 und der ersten Elektromaschine 18 und zwischen der Batterie 52 und der zweiten Elektromaschine 24 elektrisch verbunden. Der VVC 10 setzt das Spannungspotential der elektrischen Leistung „hoch“, die von der Batterie 52 bereitgestellt wird, oder erhöht es. Der VVC 10 setzt gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen auch das Spannungspotential der elektrischen Leistung „herab“, die der Batterie 52 bereitgestellt wird, oder verringert es. Der Wechselrichter 56 wandelt den Gleichstrom, der von der Hauptbatterie 52 (durch den VVC 10) geliefert wird, in Wechselstrom um, um die Elektromaschinen 18, 24 zu betreiben. Der Wechselrichter 56 richtet auch Wechselspannungsleistung, die von den Elektromaschinen 18, 24 bereitgestellt wird, in Gleichspannung zum Aufladen der Traktionsbatterie 52 gleich. Andere Ausführungsformen des Getriebes 12 enthalten mehrere (nicht gezeigte) Wechselrichter, zum Beispiel einen Wechselrichter, der mit jeder Elektromaschine 18, 24 verknüpft ist. Der VVC 10 enthält eine Induktorbaugruppe 14.
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Das Getriebe 12 enthält ein Getriebesteuermodul (TCM – Transmission Control Module) 58 zum Steuern der Elektromaschinen 18, 24, des VVC 10 und des Wechselrichters 56. Das TCM 58 ist dazu ausgelegt, um unter anderem die Stellung, die Drehzahl und den Leistungsverbrauch der Elektromaschinen 18, 24 zu überwachen. Das TCM 58 überwacht auch elektrische Parameter (z. B. Spannung und Strom) an verschiedenen Stellen innerhalb des VVC 10 und des Wechselrichters 56. Das TCM 58 stellt Ausgangssignale für andere Fahrzeugsysteme bereit, die diesen Informationen entsprechen.
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Das Fahrzeug 16 enthält eine Fahrzeugsystemsteuerung (VSC – Vehicle System Controller) 60, die mit anderen Fahrzeugsystemen und -steuerungen in Verbindung steht, um ihre Funktion zu koordinieren. Obgleich die VSC 60 als eine einzige Steuerung gezeigt wird, kann sie mehrere Steuerungen enthalten, die zum Steuern mehrerer Fahrzeugsysteme gemäß einer Gesamtfahrzeugsteuerlogik oder -software verwendet werden können.
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Die Fahrzeugsteuerungen, einschließlich der VSC 60 und des TCM 58, enthalten im Allgemeinen irgendeine Anzahl von Mikroprozessoren, ASICs, ICs, Speichern (z. B. FLASH, ROM, RAM, EPROM und/oder EEPROM) und Softwarecode, um miteinander zum Ausführen einer Reihe von Operationen zu kooperieren. Die Steuerungen enthalten weiterhin vorbestimmte Daten oder „Nachschlagetabellen“, die auf Berechnungen und Testdaten basieren und im Speicher gespeichert sind. Die VSC 60 kommuniziert mit anderen Fahrzeugsystemen und -steuerungen (z. B. dem BECM 54 und dem TCM 58) über eine oder mehrere drahtgebundene oder drahtlose Fahrzeugverbindungen unter Verwendung üblicher Busprotokolle (z. B. CAN und LIN). Die VSC 60 empfängt eine Eingabe (PRND), die eine aktuelle Stellung des Getriebes 12 (z. B. Parken, Rückwärtsgang, Leerlauf oder Fahren) darstellt. Die VSC 60 empfängt auch eine Eingabe (APP), die eine Gaspedalstellung darstellt. Die VSC 60 stellt eine Ausgabe, die ein gewünschtes Radmoment, eine gewünschte Kraftmaschinendrehzahl und Generatorbremsbefehl an das TCM 58 darstellt, und Schützsteuerung für das BECM 54 bereit.
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Das Fahrzeug 16 enthält ein Kraftmaschinensteuermodul (ECM – Engine Control Module) 64 zum Steuern des Verbrennungsmotors 20. Die VSC 60 stellt eine Ausgabe (gewünschtes Kraftmaschinendrehmoment) für das ECM 64 bereit, die auf einer Reihe von Eingangssignalen, einschließlich APP, basiert und einer Fahrzeugvortriebanforderung des Fahrers entspricht.
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Falls das Fahrzeug 16 ein PHEV ist, kann die Batterie 52 periodisch Wechselstromenergie aus einer externen Leistungsversorgung oder dem Stromnetz über einen Ladeanschluss 66 aufnehmen. Das Fahrzeug 16 enthält auch ein Onboard-Ladegerät 68, das die Wechselstromenergie aus dem Ladeanschluss 66 aufnimmt. Das Ladegerät 68 ist ein AC-DC-Wandler, der die aufgenommene Wechselstromenergie in Gleichstromenergie umwandelt, die zum Aufladen der Batterie 52 geeignet ist. Das Ladegerät 68 führt wiederum der Batterie 52 während des Wiederaufladens Gleichstromenergie zu. Wenngleich die Elektromaschinen 18, 24 im Zusammenhang mit einem PHEV 16 dargestellt und beschrieben wurden, versteht sich, dass sie an anderen Arten von Elektrofahrzeugen, wie zum Beispiel einem Hybridelektrofahrzeug oder einem Vollelektrofahrzeug implementierbar sind.
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Bezug nehmend auf 2, 3, und 4 enthält eine beispielhafte Elektromaschine 70 einen Stator 74 mit mehreren Beschichtungen 78. Jede der Beschichtungen 78 enthält eine Vorderseite 101 und eine Rückseite. Im gestapelten Zustand sind die Vorder- und Rückseiten an benachbarte Vorder- bzw. Rückseiten angrenzend angeordnet, um einen Statorkern 80 auszubilden. Jede der Beschichtungen 78 kann kreisringförmig sein und eine hohle Mitte definieren. Jede Beschichtung 78 umfasst auch einen Außendurchmesser (oder eine Außenwand) 82 und einen Innendurchmesser (oder eine Innenwand) 84. Die Außendurchmesser 82 wirken zusammen, um eine äußere Oberfläche 86 des Statorkerns 80 zu definieren, und die Innendurchmesser 84 wirken zusammen, um einen Hohlraum 88 zu definieren.
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Jede Beschichtung 78 enthält mehrere Zähne 90, die radial nach innen zum Innendurchmesser 84 verlaufen. Angrenzende Zähne 90 wirken zusammen, um Schlitze 92 zu definieren. Die Zähne 90 und die Schlitze 92 jeder Beschichtung 78 sind mit angrenzenden Beschichtungen ausgerichtet, um Statorschlitze 94 zu definieren, die durch den Statorkern 80 zwischen den gegenüberliegenden Stirnflächen 112 verlaufen. Mehrere Wicklungen (auch als Spulen, Drähte, oder Leiter bekannt) 96 sind um den Statorkern 80 gewickelt und innerhalb der Statorschlitze 94 angeordnet. Die Wicklungen 96 können in einem Isolationsmaterial (nicht gezeigt) angeordnet sein. Teile der Wicklungen 96 verlaufen im Allgemeinen in einer Axialrichtung entlang der Statorschlitze 94. An den Stirnflächen 112 des Statorkerns biegen sich die Wicklungen, um umlaufend um die Stirnflächen 112 des Statorkerns 80 zu verlaufen und die Endwicklungen 98 auszubilden. Die Stirnflächen 112 definieren die gegenüberliegenden Enden des Kerns 80 und sind durch die erste und die letzte Beschichtung des Statorkerns 80 ausgebildet. Wenngleich mit verteilten Wicklungen gezeigt, können die Wicklungen auch vom konzentrierten Typ sein.
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Innerhalb des Hohlraums 88 ist ein Rotor 72 angeordnet. Der Rotor 72 ist an einer Welle 76 befestigt, die mit dem Getriebe wirkverbunden ist. Wird dem Stator 74 Strom zugeführt, so wird ein Magnetfeld erzeugt, das den Rotor 72 veranlasst, sich innerhalb des Stators 74 zu drehen und ein Drehmoment zu erzeugen, das über eine oder mehrere Wellen dem Getriebe zugeführt wird.
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Während des Betriebs erzeugt die Elektromaschine 70 Wärme innerhalb des Statorkerns 80 und der Wicklungen 96. Um ein Überhitzen der Elektromaschine zu verhindern, kann ein Fluidkreislauf bereitgestellt sein, um während des Betriebs erzeugte Wärme abzuführen. Kühlmittel kann durch die Antriebswelle 76, die auf einer Achse 250 rotiert, in die Elektromaschine 70 eintreten. Während die Antriebswelle 76 rotiert, strömt Kühlmittel durch hohle Tunnel in den Rotor 72. Dann wird Kühlmittel aus den Rotorendkappen 200 abgegeben. Die Endkappen 200 können eine gekrümmte oder gebogene Form aufweisen, um vom Rotor 72 abgegebenes Kühlmittel auf die Endwicklungen oder Endwendungen 98 an verschiedenen axialen Stellen zu schleudern.
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In den 5 und 6 ist eine Endkappe 200 gezeigt, die einen planaren inneren Abschnitt 210 aufweist. Der innere Abschnitt kann in anderen Ausführungsformen Furchen oder Wellungen aufweisen. Der innere Abschnitt 210 umfasst Auslässe oder Öffnungen 204, um Kühlmittel aus dem Rotorkörper (nicht gezeigt) abzugeben. Die Auslässe 204 können verschiedene Größen aufweisen, um verschiedene Mengen an Kühlmittel abzugeben. Die Auslässe 204 können sich auch auf dem äußeren Abschnitt 202 oder an anderen Stellen befinden. Obgleich die Auslässe 204 an ähnlichen radialen Entfernungen vom Mittelpunkt der Endkappe 200 gezeigt sind, können sie an unterschiedlichen radialen Entfernungen vom Mittelpunkt der Endkappe 200 platziert sein. Der äußere Abschnitt 202 kann Merkmale aufweisen, die einen gefurchten oder gewellten äußeren Umfang 206 definieren. Wie gezeigt, heben und senken sich die Merkmale entlang des Umfangs der Endkappe. Die Merkmale verjüngen sich zum inneren Teil hin. Der äußere Umfang 206 weist eine Kante 208 auf, die Kühlmittel an verschiedene Stellen der Endwicklungen 98 verteilt. In einer weiteren Ausführungsform können sich die Merkmale auch zur Außenkante 208 hin verjüngen. Eine Wölbung oder ein Rücken, die bzw. der verjüngte Kanten sowohl zur Außenkante 208 als auch zum inneren Abschnitt 210 hin aufweist, kann eine geeignete Verteilung von Kühlmittel bereitstellen. Die Höhe der Wölbung oder des Rückens kann im Verhältnis zur Länge der Wicklungen, die von der äußeren Fläche des Stators verlaufen, stehen. Zum Beispiel kann die Höhe der Wölbung oder des Rückens 209 im Verhältnis zum flachen inneren Bereich weniger als eine Hälfte des Verlaufs der Wicklungen über die äußere Fläche des Stators hinaus sein.
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In 7 ist die Endkappe 200 in mindestens einer weiteren Ausführungsform als einen planaren inneren Abschnitt 210 aufweisend gezeigt. Der innere Abschnitt 210 umfasst Auslässe 204, um Kühlmittel aus dem Rotorkörper (nicht gezeigt) abzugeben. Die Endkappe 200 kann einen konvexen Querschnitt aufweisen. Die Endkappe kann mindestens eine Wellung 212 auf dem äußeren Umfang umfassen, die in der radialen Richtung zu einer Außenkante 208 verläuft. Kühlmittel, das die Wellungen durchquert, wird unterschiedliche Bewegungsbahnen aufweisen und verschiedene Teile der Endwicklungen (nicht gezeigt) kühlen.
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In den 8 und 9 ist die Endkappe 200 gezeigt, in der Auslässe 204 ausgebildet sind. In der Endkappe 200 können Kanäle 214 ausgebildet sein, um aus jedem der Auslässe 204 abgegebenes Kühlmittel zu leiten. Die Kanäle 214 können einen rechteckigen oder gebogenen Querschnitt aufweisen. Die Kanäle 214 können von der Endkappe 200 vorstehen oder von der Endkappe 200 als Hohlräume ausgebildet sein. Die Kanäle 214 können zur Kante 208 der Endkappe 200 verlaufen oder davor aufhören. Die Kanäle 214 können gekrümmt wie Lamellen eines Treibrads sein, um Kühlmittel zu den Endwicklungen zu leiten.
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Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind beschreibende und nicht einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Gedanken und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind.
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Verschiedene Ausführungsformen könnten zwar als Vorteile bietend oder bevorzugt gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen des Stands der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften beschrieben worden sein, jedoch können, wie für den Durchschnittsfachmann offensichtlich ist, zwischen einem oder mehreren Merkmalen oder einer oder mehreren Eigenschaften Kompromisse geschlossen werden, um die gewünschten Gesamtsystemmerkmale zu erreichen, die von der besonderen Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Diese Eigenschaften können Kosten, Festigkeit, Langlebigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Packaging, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Ausführungsformen, die bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen des Stands der Technik beschrieben werden, liegen somit nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
