DE102021101556A1

DE102021101556A1 - Wärmeverwaltungsbaugruppe für ein elektrifiziertes fahrzeug

Info

Publication number: DE102021101556A1
Application number: DE102021101556.1A
Authority: DE
Inventors: Franco Leonardi; Michael W. Degner; Prasad Dev Hanumalagutti; Myung Ki SUNG
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-01-29
Filing date: 2021-01-25
Publication date: 2021-07-29
Also published as: US20210234423A1; CN113270959A; US11658533B2

Abstract

Die Offenbarung stellt eine Wärmeverwaltungsbaugruppe für ein elektrifiziertes Fahrzeug bereit. Eine elektrische Maschine für ein elektrifiziertes Fahrzeug beinhaltet einen Statorkern, der dazu konfiguriert ist, eine Vielzahl von Wicklungen aufzunehmen, und einen aufgeformten Mittelteil, der um den Statorkern gebildet ist. Der Mittelteil definiert auch ein erstes Verriegelungsmerkmal, das nahe einer Endfläche des Statorkerns angeordnet ist. Die elektrische Maschine beinhaltet aul erdem eine Endabdeckung, die mindestens einen Abschnitt eines Kühlmittelkanals definiert, und ein zweites Verriegelungsmerkmal, das dazu konfiguriert ist, mit dem ersten Verriegelungsmerkmal in Eingriff zu treten und eine Fluiddichtung zu erzeugen, um Fluid innerhalb des Kühlmittelkanals zu halten. Der Kühlmittelkanal ist ferner eingerichtet, um Endabschnitte der Vielzahl von Wicklungen zu umschliel en und zirkulierendes Kühlmittel durch die Endabschnitte zu leiten.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Wärmeverwaltungsbaugruppe für eine elektrische Maschine eines elektrifizierten Fahrzeugs.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Technik für verlängerte Fahrreichweiten für elektrifizierte Fahrzeuge, wie etwa Batterieelektrofahrzeuge (battery electric vehicles - „BEVs“) und Plug-in-Hybridfahrzeuge (plug in hybrid vehicles - „PHEVs“), erhöht ständig die Anforderungen an elektriche Maschinen, die für den Fahrzeugantrieb verwendet werden. Konkret kann das Erreichen dieser Reichweiten Traktionsbatterien und elektrische Maschinen erfordern, um höhere Leistungsausgaben und zugeordnete Wärmeverwaltungssysteme mit erhöhten Kapazität in Bezug auf frühere BEV und PHEV aufzuweisen.
KURZDARSTELLUNG
Eine elektrische Maschine für ein elektrifiziertes Fahrzeug beinhaltet einen Statorkern, der dazu konfiguriert ist, eine Vielzahl von Wicklungen aufzunehmen, und einen aufgeformten Mittelteil, der um den Statorkern gebildet ist. Der Mittelteil definiert auch ein erstes Verriegelungsmerkmal, das nahe einer Endfläche des Statorkerns angeordnet ist. Die elektrische Maschine beinhaltet aul erdem eine Endabdeckung, die mindestens einen Abschnitt eines Kühlmittelkanals definiert, und ein zweites Verriegelungsmerkmal, das dazu konfiguriert ist, mit dem ersten Verriegelungsmerkmal in Eingriff zu treten und eine Fluiddichtung zu erzeugen, um Fluid innerhalb des Kühlmittelkanals zu halten. Der Kühlmittelkanal ist ferner eingerichtet, um Endabschnitte der Vielzahl von Wicklungen zu umschliel en und zirkulierendes Kühlmittel durch die Endabschnitte zu leiten.
Ein Wärmeverwaltungssystem für eine elektrische Maschine eines elektrifizierten Fahrzeugs beinhaltet eine Endabdeckung, die an der elektrischen Maschine befestigt ist und mindestens einen ersten Abschnitt eines geschlossenen Kühlmittelkanals definiert. Das Wärmeverwaltungssystem beinhaltet aul erdem einen Mittelteil, der um einen Statorkern aufgeformt ist und einen zweiten Abschnitt des geschlossenen Kühlmittelkanals definiert. Jedes von der Endabdeckung und des Mittelteils beinhaltet mindestens ein Dichtelement, um eine Fluiddichtung des Kühlmittelkanals aufrechtzuerhalten. Der Kühlmittelkanal ist aul erdem derart eingerichtet, dass Wickelköpfe der elektrischen Maschine darin angeordnet sind und mit Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkanal zirkuliert, in Wärmeverbindung stehen.
Ein Wärmeverwaltungssystem für eine elektrische Maschine eines elektrifizierten Fahrzeugs beinhaltet einen Statorkern, der eine Vielzahl von durch diesen geführten Wicklungen aufweist, wobei sich Endabschnitte der Wicklungen über eine Endfläche des Statorkerns hinaus erstrecken. Das Wärmeverwaltungssystem beinhaltet aul erdem einen aufgeformten Mittelteil, der um den Statorkern gebildet ist, der einen sich radial erstreckenden Flansch beinhaltet, der mindestens einen Abschnitt der Endfläche bedeckt. Das Wärmeverwaltungssystem beinhaltet ferner eine ringförmige Endabdeckung, die an dem Statorkern befestigt ist, um einen geschlossenen Kühlmittelzirkulationskanal zu bilden, wobei jedes von dem Mittelteil und der Endabdeckung entsprechende Verriegelungsmerkmale beinhaltet, die in Eingriff treten, um eine Fluiddichtung zu erzeugen, um Fluid in dem Kühlmittelzirkulationskanal zu halten.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften elektrifizierten Fahrzeugs.
2 ist eine auseinandergezogene Teilansicht einer beispielhaften elektrischen Maschine.
3 ist eine Teilabrissansicht einer elektrischen Maschine, die eine entfernte Endabdeckung aufweist.
4 ist eine auseinandergezogene Teilansicht einer Statorbaugruppe, die einen geschlossenen Kühlmittelzirkulationskanal aufweist.
5 ist eine Teilansicht B, die einen Abschnitt eines beispielhaften aufgeformten Mittelteils eines Statorkerns darstellt.
6 ist eine Teilansicht C, die einen Abschnitt der Endabdeckung darstellt.
7 ist ein Teilquerschnitt eines beispielhaften Wärmeverwaltungssystems im Allgemeinen entlang der Linie A-A aus 3.
8 ist ein Teilquerschnitt eines zweiten beispielhaften Wärmeverwaltungssystems im Allgemeinen entlang der Linie A-A aus 3.
9 ist ein Teilquerschnitt eines dritten beispielhaften Wärmeverwaltungssystems im Allgemeinen entlang der Linie A-A aus 3.
10 ist ein Teilquerschnitt eines vierten beispielhaften Wärmeverwaltungssystems im Allgemeinen entlang der Linie A-A aus 3.
11 ist ein Teilquerschnitt eines fünften beispielhaften Wärmeverwaltungssystems im Allgemeinen entlang der Linie A-A aus 3.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In dieser Schrift sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Dabei versteht es sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedenartige und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt mal stabsgetreu; einige Merkmale könnten vergröl ert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind in dieser Schrift offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann den unterschiedlichen Einsatz der vorliegenden Offenbarung zu lehren. Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass unterschiedliche Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
Eine elektrische Maschine kann eine Wärmeverwaltungsbaugruppe beinhalten, die Öl oder ein anderes dielektrisches Fluid in Abschnitte der elektrischen Maschine für Kühlzwecke einbringt. In einigen Beispielen kann das Öl kann auf Drahtwickelköpfe der elektrischen Maschine getropft oder gesprüht werden. Die Ungleichmäl igkeit eines Kühlmittelstroms, wie er auf die Wickelköpfe aufgetragen wird, kann jedoch den Kühlwirkungsgrad an den Wickelköpfen verringern. Eine luftgekühlte Wärmeverwaltungsbaugruppe kann alternativ bereitgestellt werden, um bei der Verwaltung von Wärmezuständen einer elektrischen Maschine zu unterstützten. Luftstromkühlung kann erfordern, dass ein Lüfter oder Gebläse in Fluidstromverbindung mit den Wickelköpfen steht, um Luft zu Kühlzwecken zu diesem zu drücken. Eine derartige Konfiguration kann aul erdem zusätzliche Komponenten erfordern, wie etwa Leitungen, die Bauraum einnehmen.
Gemäl Aspekten der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine elektrische Maschine ein integriertes Wärmeverwaltungssystem, das eine Endabdeckung aufweist, die mindestens einen Abschnitt des Kühlmittelzirkulationskanals definiert. Gemäl anderen Aspekten der vorliegenden Offenbarung beinhaltet die elektrische Maschine einen Stator, der einen aufgeformten Abschnitt aufweist, der mindestens einen Abschnitt des Kühlmittelzirkulationskanals definiert. Gemäl weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung beinhaltet mindestens eines von der Endabdeckung und dem aufgeformten Abschnitt des Stators Verriegelungsmerkmale, die eine Fluiddichtung bereitstellen, um ein Fluid innerhalb des Kühlmittelzirkulationskanals zu halten.
1 stellt ein Hybridelektrofahrzeug (hybrid-electric vehicle - HEV) 112 dar. Das HEV 112 beinhaltet ein elektrifiziertes Antriebssystem mit einer oder mehreren elektrischen Maschinen 114, die mechanisch an ein Hybridgetriebe (nicht gezeigt) gekoppelt sind. Die elektrischen Maschinen 114 können dazu in der Lage sein, als Elektromotor oder Generator betrieben zu werden. Zusätzlich ist das Hybridgetriebe mechanisch an eine Brennkraftmaschine 118 (internal combustion engine - ICE) gekoppelt. Die elektrischen Maschinen 114 sind dazu eingerichtet, eine Antriebsdrehmoment- sowie eine Verlangsamungsmomentfähigkeit bereitzustellen, während der Verbrennungsmotor 118 entweder betrieben wird oder ausgeschaltet ist. Die elektrischen Maschinen 114 sind dazu in der Lage, als Generatoren betrieben zu werden, um Kraftstoffeffizienzvorteile durch das Zurückgewinnen von Energie bereitzustellen, die in einem Reibungsbremssystem normalerweise als Wärme verloren gehen würde. Die elektrischen Maschinen 114 können zusätzlich ein Gegendrehmoment zu dem Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors übermitteln, um Strom zum Wiederaufladen einer Traktionsbatterie zu erzeugen, während das Fahrzeug betrieben wird. Die elektrischen Maschinen 114 können ferner Fahrzeugemissionen durch das Ermöglichen verringern, dass der Verbrennungsmotor 118 nahe des effizientesten Drehzahl- und Drehmomentbereichs betrieben wird. Wenn der Verbrennungsmotor 118 ausgeschaltet ist, kann das HEV 112 in einem rein elektrischen Antriebsmodus unter Verwendung der elektrischen Maschinen 114 als einzige Antriebsquelle betrieben werden. Das Hybridgetriebe ist aul erdem mechanisch an Laufräder gekoppelt, um Drehmoment von den elektrischen Maschinen 114 und/oder dem Verbrennungsmotor 118 auszugeben.
Eine Traktionsbatterie oder ein Batteriepack 124 speichert Energie, die zum Versorgen der elektrischen Maschinen 114 mit Leistung verwendet werden kann. Der Batteriepack 124 stellt eine Ausgabe von Hochspannungsgleichstrom (direct current - DC) bereit. Ein oder mehrere Schütze 142 können die Traktionsbatterie 124 von einem DC-Hochspannungsbus 154A isolieren, wenn sie geöffnet sind, und die Traktionsbatterie 124 an den DC-Hochspannungsbus 154A koppeln, wenn sie geschlossen sind. Die Traktionsbatterie 124 ist über den DC-Hochspannungsbus 154A elektrisch an ein oder mehrere Leistungselektronikmodule 126 gekoppelt. Das Leistungselektronikmodul 126 ist auch elektrisch an die elektrischen Maschinen 114 gekoppelt und stellt die Fähigkeit bereit, Energie bidirektional zwischen dem AC-Hochspannungsbus 154B und den elektrischen Maschinen 114 zu übertragen. Gemäl einigen Beispielen kann die Traktionsbatterie 124 einen Gleichstrom bereitstellen, während die elektrischen Maschinen 114 einen Dreiphasenwechselstrom (alternating current - AC) verwenden. Das Leistungselektronikmodul 126 kann den Gleichstrom in einen Dreiphasenwechselstrom umwandeln, um die elektrischen Maschinen 114 zu betreiben. In einem Regenerationsmodus kann das Leistungselektronikmodul 126 den Dreiphasenwechselstrom von den elektrischen Maschinen 114, die als Generatoren fungieren, in Gleichstrom umwandeln, der mit der Traktionsbatterie 124 kompatibel ist. Die Beschreibung in dieser Schrift gilt gleichermal en für ein vollelektrisches Fahrzeug ohne einen Verbrennungsmotor.
Zusätzlich zu dem Bereitstellen von Energie für den Antrieb, kann die Traktionsbatterie 124 Energie für andere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen. Das Fahrzeug 112 kann ein DC/DC-Wandlermodul 128 beinhalten, das elektrisch an den Hochspannungsbus 154 gekoppelt ist. Das DC/DC-Wandlermodul 128 kann elektrisch an einen Niederspannungsbus 156 gekoppelt sein. Das DC/DC-Wandlermodul 128 kann die Hochspannungs-DC-Ausgabe der Traktionsbatterie 124 in eine Niederspannungs-DC-Zufuhr umwandeln, die mit Niederspannungsfahrzeugverbrauchern 152 kompatibel ist. Der Niederspannungsbus 156 kann elektrisch an eine Hilfsbatterie 130 (z. B. eine 12-V-Batterie) gekoppelt sein. Die Niederspannungsverbraucher 152 können elektrisch an den Niederspannungsbus 156 gekoppelt sein. Die Niederspannungsverbraucher 152 können unterschiedliche Steuerungen innerhalb des Fahrzeugs 112 beinhalten.
Die Traktionsbatterie 124 des Fahrzeugs kann durch eine fahrzeugexterne Leistungsquelle 136 aufgeladen werden. Die fahrzeugexterne Leistungsquelle 136 kann eine Verbindung mit einer Steckdose sein. Die externe Leistungsquelle 136 kann elektrisch an eine Ladeeinrichtung oder eine andere Art von Versorgungseinrichtung für Elektrofahrzeuge (electric vehicle supply equipment - EVSE) 138 gekoppelt sein. Die fahrzeugexterne Leistungsquelle 136 kann ein Verteilungsnetzwerk für elektrische Leistung oder ein Stromnetz sein, wie es von einem Elektrizitätsversorgungsunternehmen bereitgestellt wird. Die EVSE 138 stellt Schaltungen und Steuerungen bereit, um die Übertragung von Energie zwischen der Leistungsquelle 136 und dem Fahrzeug 112 zu regeln und zu verwalten. Die fahrzeugexterne Leistungsquelle 136 kann der EVSE 138 elektrische Leistung als Gleichstrom oder Wechselstrom bereitstellen.
Die unterschiedlichen erörterten Komponenten können eine oder mehrere zugehörige Steuerungen aufweisen, um den Betrieb der Komponenten zu steuern, zu überwachen und zu koordinieren. Die Steuerungen können über einen seriellen Bus (z. B. ein Controller Area Network (CAN)) oder über separate Leiter kommunizieren. Zusätzlich kann eine Fahrzeugsystemsteuerung 148 bereitgestellt sein, um den Betrieb der unterschiedlichen Komponenten zu koordinieren, wie etwa das Bestimmen des elektrischen Stroms zu und von der einen der den mehreren elektrischen Maschinen.
2 stellt eine auseinandergezogene Ansicht einer elektrischen Maschine 200 dar, zum Beispiel zum Antrieb eines elektrifizierten Fahrzeugs. Die elektrische Maschine 200 kann einen Stator 202 und einen Rotor 206 beinhalten. Wie vorstehend erörtert, kann ein elektrifiziertes Fahrzeug eine Vielzahl von elektrischen Maschinen beinhalten. In einigen Beispielen kann eine der elektrischen Maschinen hauptsächlich als ein Elektromotor fungieren und die andere kann hauptsächlich als ein Generator fungieren. Der Elektromotor kann betrieben werden, um Elektrizität in mechanische Leistung umzuwandeln, und der Generator kann betrieben werden, um mechanische Leistung in Elektrizität umzuwandeln. In anderen Beispielen kann eine elektrische Maschine an einem oder mehreren Rädern angeordnet sein, um Antrieb und/oder Energieerzeugung an dem entsprechenden einzelnen Rad bereitzustellen.
Der Stator 202 kann einen Eisenstatorkern 218 beinhalten, der durch ein Blechpaket gebildet wird. Der Statorkern 218 definiert einen zentralen Hohlraum 210, bei dem der Rotor 206 zur Anordnung und zum Betrieb innerhalb des zentralen Hohlraums 210 bemessen ist. Eine Welle (nicht gezeigt) kann mit dem Rotor 206 wirkverbunden sein, um Antriebsdrehmoment aufzunehmen, das sich aus der Ausgaberotation der elektrischen Maschine des Rotors 206 um die Achse 212 ergibt.
Wie am besten in 3 zu sehen ist, können Wicklungen 230 um den Stator 202 angeordnet sein, um ein elektromechanisches Feld innerhalb des Hohlraums 210 zu erzeugen, wenn sie mit Energie versorgt werden, um den Rotor 206 anzutreiben. Der Stator 202 beinhaltet eine Anzahl von Schlitzen 214, die um einen Umfang des Stators beabstandet sind. Die Wicklungen 230 können serpentinenartig durch die Schlitze 214 geführt sein, um einen oder mehrere Wicklungspfade zu erzeugen, um Strom durch den Stator 202 zu übertragen. Auf Grundlage der Anordnung der Wicklungen 230 können Abschnitte der Wicklungen über eine Endfläche 216 des Statorkerns 218 hinausragen. In einigen konkreten Beispielen umfassen die Wicklungen 230 Haarnadelwicklungen aus Kupfer, die durch einen Statorkern aus einer Eisenlegierung geführt sind. Eine Vielzahl von einzelnen Haarnadeln kann axial durch die Schlitze 214 eingeführt werden und Endabschnitte 232 aufweisen, die über die Endfläche 216 hinausragen, um an Haarnadeln in benachbarten Schlitzen anzuliegen.
Während die elektrische Maschine 200 als Elektromotor betrieben wird, erzeugt der den Wicklungen 230 zugeführte Strom ein elektromechanisches Feld, das die Drehung des Rotors 206 treibt. Während die elektrische Maschine 200 als Generator betrieben wird, wird Strom in den Wicklungen 230 durch Trägheitsdrehung des Rotors 206 erzeugt und Energie kann in der Batterie gespeichert und/oder zum Versorgen anderer Fahrzeugkomponenten mit Strom verwendet werden. Während des Betriebs der elektrischen Maschine 200 sowohl als Elektromotor als auch als Generator kann Wärme im Statorkern 218 und in den Wicklungen 230 erzeugt werden. Diese Wärme kann der elektrischen Maschine unter Verwendung eines Kühlmediums (z. B. durch das Zirkulieren von Getriebeöl oder anderen geeigneten Kühlmedien) entzogen werden. Das Kühlmedium verringert die Temperatur der Wicklungen 230, wodurch die Strommenge erhöht wird, die der elektrischen Maschine bereitgestellt werden kann, ohne einen unerwünschten Grad der Wärmeerzeugung zu verursachen.
Eine geschlossene Kühlmittelkanalbaugruppe kann bereitgestellt sein, um das Verwalten von Wärmezuständen der Wicklungen der elektrischen Maschine zu unterstützen. In einigen konkreten Beispielen wird die geschlossene Kühlmittelkanalbaugruppe aus einer oder mehreren spritzgegossenen Polymerkomponenten gebildet und an dem Stator montiert. Gemäl einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung dienen die freiliegenden Endabschnitte 232 als der hauptsächliche Weg zum Entzug von Wärme aus den Wicklungen 230. Die geschlossene Kühlmittelkanalbaugruppe kann einen inneren Hohlraum definieren, der eingerichtet ist, um den Kühlmittelstrom so zu leiten, dass er mit den Endabschnitten 232 der Wicklungen 230 in Wärmeverbindung steht, die über Schlitzen 214 hinausragen, die sich an der Endfläche 216 befinden.
Das Wärmeverwaltungssystem kann eingerichtet sein, um Kühlmittel mit einem Behälter oder mit anderen Kühlmittelzirkulationssystemen in dem Fahrzeug auszutauschen. Daher kann das Wärmeverwaltungssystem einen oder mehrere Einlassanschlüsse 234 zum Aufnehmen eines Kühlmittelstroms aus einem Behälter oder einer anderen Quelle und einen oder mehrere Auslassanschlüsse 236 zum Ablassen von Kühlmittel aus dem Wärmeverwaltungssystem der elektrischen Maschine beinhalten. Abhängig von der Platzierung der Einlassanschlüsse 234 und Auslassanschlüsse 236 sowie der Gesamtmenge an Anschlüssen kann der Kühlmittelstrom durch die elektrische Maschine 200 eine Vielzahl von verschiedenen Kühlpfadausgestaltungen aufweisen. Zum Beispiel können die Kühlstrompfade in einer Reihenkonfiguration durch die elektrische Maschine oder alternativ in einer Parallelkonfiguration geführt sein. Ferner können die Kühlstromwege, abhängig von der Ausgestaltung, entweder schwerkraftgetrieben oder zwangsgespeist sein. Im Fall eines zwangsgespeisten Kühlstroms verbessert die Konvektionswärmeübertragung den Kühlwirkungsgrad. Dieser verbesserte Wirkungsgrad kann die Notwendigkeit der Verwendung von Vergussmaterialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit vermeiden, die im Vergleich zu anderen verfügbaren Materialien mit höheren Kosten verbunden sein können.
Eine Endabdeckung 220 kann nahe der Endfläche 216 des Stators 202 bereitgestellt sein. Die Endabdeckung 220 kann aul erdem mindestens einen Abschnitt eines Innenkanals definieren, der so gerichtet ist, um an den Endabschnitten 232 der Wicklungen 230 ausgerichtet zu sein, die über die Endfläche 216 des Statorkerns 218 hinausragen. Gemäl einigen Beispielen sind die Einlassöffnungen 234 und/oder Auslassöffnungen 236 als Teil der Endabdeckung 220 bereitgestellt. Der Kühlmittelkanal kann aul erdem eine ringförmige Innenwand 222 und eine ringförmige Aul enwand 224 beinhalten, die durch eine Endfläche 226 der Endabdeckung 220 verbunden sind. Die ringförmige Innenwand 222, die ringförmige Aul enwand 145 und die Endfläche 226 können gemeinsam einen Kanal 228 definieren, um Kühlmittel durch diesen zu zirkulieren. Der Kanal 228 kann derartig bemessen sein, dass Wicklungen, die über die Endfläche 216 des Statorkerns 218 hinausragen, innerhalb des Kanals 228 aufgenommen werden, wenn die Endabdeckung 220 an dem Statorkern 218 montiert ist. Die Endabdeckung 220 und der Statorkern 218 können in Bezug aufeinander eingerichtet sein, um eine Fluiddichtung dazwischen zu erzeugen, und derartig, dass Kühlmittel, das durch den Kanal 228 geleitet wird, darin gehalten wird. Die Endabdeckung 220 kann eingerichtet sein, um derartig eine ringförmige Form zu bilden, dass die ringförmige Innenwand 222 mindestens teilweise den Hohlraum 210 definiert, durch den sich der Rotor 206 ungestört erstreckt. Während beispielsweise ein im Wesentlichen U-förmiger Querschnitt bereitgestellt ist, kann eine alternative Querschnittsform geeignet sein, um gewünschte Kühlmittelzirkulationseigenschaften bereitzustellen.
Die Endabdeckung 220 kann aul erdem ein oder mehrere Merkmale an einer Aul enfläche definieren, um das Verwalten von Wärmezuständen von Wicklungen zu unterstützen, die durch den Stator 202 geführt sind. In einigen Beispielen können eine oder mehrere Aul enrippen an einem Aul enabschnitt der Endabdeckung 220 gebildet sein. Derartige Rippen können gleichmäl ig um einen Abschnitt der Aul enfläche der Endabdeckung 220 verteilt sein oder können dichter nahe einer hohen Wärmekonzentration bereitgestellt sein, um als Kühlkörper betrieben zu werden. Das Positionieren von Aul enrippen in der Nähe eines Abschnitts des Kanals 228, durch den Kühlmittel strömt, kann zum Beispiel beim Entziehen von Wärme aus dem Kühlmittel unterstützen, das während der Kühlmittelzirkulation aus den Wicklungen entnommen wird.
Die Endabdeckung 220 kann ferner ein oder mehrere Merkmale an einer Innenfläche des Kanals 228 definieren, um das Verwalten des Kühlmittelstroms innerhalb des Kanals zu unterstützen. Merkmale innerhalb des Kanals 228 können aul erdem beim Verwalten sowohl von Strömungs- als auch Wärmezuständen helfen, indem sie Turbulenzen des durch sie strömenden Kühlmittels fördern. Turbulenzen des Kühlmittelstroms können im Vergleich zu einem konstanten Kühlmittelstrom zusätzliche Wärme aus elektrifizierten Wicklungen ziehen. In einigen Beispielen kann die Endabdeckung 220 eine gewundene Mulde an einem Innenabschnitt des Kanals 228 definieren, um das Verteilen von Kühlmittel auf einen gewünschten Bereich zu unterstützen. Insbesondere kann die gewundene Mulde eine Aussparung sein, die eine Tiefe unter der Oberfläche der Endfläche 226 definiert. In anderen Beispielen kann die gewundene Mulde durch erhöhte Kanten definiert sein, die sich von der Endfläche 226 in den Kanal 228 erstrecken. Eine derartige gewundene Mulde kann als Teil eines spritzgegossenen Prozesses, der die Endabdeckung 220 bildet, einstückig gebildet sein. In weiteren Beispielen können die gewundenen Mulden durch eine getrennte Komponente definiert sein, wie etwa eine Epoxid-Aufformung.
Der Stator 202 kann aul erdem einen aufgeformten Mittelteil 240 beinhalten, der um den Statorkern 218 gebildet ist. Der Mittelteil 240 kann vor Ort aus einem Polymermaterial spritzgegossen sein, um mit der Form und den Merkmalen des Statorkerns 218 übereinzustimmen. Insbesondere kann der Mittelteil 240 einen Flansch 242 beinhalten, der sich radial erstreckt und mit der Endfläche 216 zusammenpasst. Der Mittelteil 240 kann ebenfalls Schlitze 214 beinhalten, die den Schlitzen 214 entsprechen, die in dem Statorkern 218 gebildet sind.
Wie am besten in Ansicht B aus 5 und Ansicht C aus 6 zu sehen ist, beinhaltet der Mittelteil 240 ein oder mehrere einstückig gebildete Verriegelungsmerkmale, um die Endabdeckung 220 an dem Stator 202 zu halten und den Kanal 228 abzudichten. Zum Beispiel kann sich eine Vielzahl von Nutabschnitten 244 axial von dem Flansch 242 erstrecken. Die Endabdeckung 220 kann eine Vielzahl von Federabschnitten 246 beinhalten, die den Nutabschnitten 244 entsprechen. Die Federabschnitte 246 sind dazu konfiguriert, in den Nutabschnitten 244 zu sitzen, um eine Fluiddichtung zu erzeugen und Kühlmittel innerhalb des Kanals 228 zu halten. In alternativen Beispielen können die Federabschnitte und Nutabschnitte derartig umgedreht sein, dass der Mittelteil 240 Montagemerkmale beinhaltet, die in entsprechenden Montagemerkmalen der Endabdeckung 220 sitzen. Gemäl Aspekten der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine erste der Endabdeckung 220 und des Mittelteils 240 einen Federabschnitt, der so eingerichtet ist, dass er in einem Nutabschnitt an der anderen der Endabdeckung 220 und des Mittelteils 240 sitzt. Nachstehend ausführlicher erörtert, kann das Wärmeverwaltungssystem aul erdem ein oder mehrere zusätzliche Dichtelemente beinhalten, die auf unterschiedlichen Abschnitten der Montagemerkmale der Endabdeckung und/oder des aufgeformten Mittelteils 240 aufgebracht sind.
Während dies nicht einschränkend ist, folgen zusätzliche Beispiele für Wärmeverwaltungssysteme, und diese Beispiele beinhalten eine Bezugszeichenkonvention für unterschiedliche Komponenten, die den vorstehend bereitgestellten Beispielen entspricht. Das heil t, dass ähnliche Komponenten der zusätzlichen Beispiele für das Wärmeverwaltungssystem ähnliche Nummern wie entsprechende Komponenten der zuvor beschriebenen Beispiele tragen.
Unter Bezugnahme auf 7 ist ein weiteres beispielhaftes Wärmeverwaltungssystem 300 in einem Teilquerschnitt dargestellt, der sich im Allgemeinen entlang der Linie A-A aus 3 befindet. Die Endabdeckung 320 beinhaltet einen Federabschnitt 346, der sich axial erstreckt, um in einem Nutabschnitt 344 des Mittelteils 340 zu sitzen. Der Federabschnitt 346 beinhaltet aul erdem mindestens eine Schulter 348, die eingerichtet ist, um mit einem distalen Abschnitt des Nutabschnitts 344 zusammenzupassen.
Eine Vielzahl von zusätzlichen Dichtelementen ist bereitgestellt, um durchgehende Dichtungspfade um das Wärmeverwaltungssystem 300 zu erzeugen. Gemäl dem Beispiel aus 7 sind vier unabhängige Dichtungspfade bereitgestellt, um Kühlmittel innerhalb des Hohlraums 328 zu halten. Insbesondere kann sich jeder Dichtungspfad um einen Umfang des Statormittelteils 340 erstrecken. Darüber hinaus kann ein Dichtmittel auf mindestens einen von dem Federabschnitt 346 und dem Nutabschnitt 344 aufgetragen werden. Gemäl einigen Beispielen wird ein pumpbares Dichtmittel auf eine von der Endabdeckung 320 und dem Mittelteil 304 aufgetragen, um eine Fluiddichtung dazwischen zu erzeugen. Das pumpbare Dichtmittel kann ein Dichtmittel vom Typ RTV (room temperature vulcanizing - bei Raumtemperatur vulkanisierend), ein Klebstoff oder andere geeignete Varianten sein. Ein erster Dichtmittelpfad 350 und ein zweiter Dichtmittelpfad 352 sind innerhalb des Nutabschnitts 344 bereitgestellt, um eine Fluiddichtung an jeder der radial nach aul en gerichteten Seite bzw. der radial nach innen gerichteten Seite des Federabschnitts 346 zu erzeugen. Ein dritter Dichtungspfad 354 und vierter Dichtungspfad 356 sind aul erdem aul erhalb des Nutabschnitts 344 bereitgestellt, um die Fluiddichtung zwischen der Schulter 348 der Endabdeckung 320 und den distalen Abschnitten des Nutabschnitts 344 weiter zu ergänzen. Der dritte Dichtungspfad 354 kann sich nahe der radial nach aul en gerichteten Schulter 348 befinden und der vierte Dichtungspfad kann sich an der radial nach innen gerichteten Schulter 348 befinden. Gemäl einigen Beispielen sind Dichtelemente an jeder von einer Vielzahl von seitlich gerichteten Flächen bereitgestellt, um eine Fluiddichtung zu erzeugen.
Unter Bezugnahme auf 8 ist ein weiteres beispielhaftes Wärmeverwaltungssystem 400 in einem Teilquerschnitt dargestellt, der sich im Allgemeinen entlang der Linie A-A aus 3 befindet. Die Endabdeckung 420 beinhaltet außerdem einen Federabschnitt 446, der sich axial erstreckt, um in einem Nutabschnitt 444 des Mittelteils 440 zu sitzen. Der Federabschnitt 446 beinhaltet aul erdem mindestens eine Schulter 448, die eingerichtet ist, um mit einem distalen Abschnitt des Nutabschnitts 444 zusammenzupassen.
Zusätzliche Dichtelemente können im Gegensatz zu pumpbaren Dichtelementen als feste Elemente bereitgestellt sein. Gemäl dem Beispiel aus 8 werden drei unabhängige Dichtungspfade durch eine Vielzahl von O-Ringen bereitgestellt. Die O-Ringe können einstückig mit einer von der Endabdeckung 420 und dem Mittelteil 440 gebildet sein, zum Beispiel durch ein Dual-Shot-Spritzgussverfahren. In anderen Beispielen können die O-Ringe entweder an die Endabdeckung 420 oder den Mittelteil 440 montiert sein, um eine Fluiddichtung zu bilden, wenn die zwei Komponenten aneinanderstoi en. Ein erster O-Ring 454 ist nahe der äul eren Schulter 448 auf einer radial nach aul en gerichteten Seite des Federabschnitts 446 angeordnet. Ein zweiter O-Ring 456 ist nahe einem Bodenabschnitt des Nutabschnitts 444 angeordnet und wird gegen ein distales Ende des Federabschnitts 446 gedrückt. Ein dritter O-Ring 458 ist in der Nähe der äul eren Schulter 448 auf einer radial nach innen gerichteten Seite des Federabschnitts 446 angeordnet. Obwohl O-Ringe, die einen im Allgemeinen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, beispielhaft bereitgestellt werden, können auch andere Formen von festen Anschlagsdichtelementen geeignet sein.
In einigen alternativen Beispielen können eine oder mehrere Dichtungsringe, die eine rechteckige Form aufweisen, ähnlich angewendet werden, um eine Fluiddichtung zwischen der Endabdeckung 420 und dem Mittelteil 440 zu erzeugen. Gemäl weiteren Beispielen sind Dichtelemente an jeder von einer Vielzahl von axial gerichteten Flächen bereitgestellt, um eine Fluiddichtung durch die Verdichtung der Endabdeckung 420 gegen den Mittelteil 440 zu erzeugen. Gemäl noch weiteren Beispielen kann ein zusätzliches Dichtelement ein einstückig gebildetes Ablenkelement sein, das auf eines von der Endabdeckung 420 und dem Mittelteil 440 aufgeformt ist. Insbesondere können Ablenkränder und/oder Druckdichtelemente derartig einstückig an der Endabdeckung oder dem Mittelteil gebildet sein, dass der Kühlmittelkanal selbstdichtend wird, wenn die Endabdeckung ohne zusätzliche Vorgänge oder getrennte Dichtungskomponenten an den Statorkern montiert wird.
Unter Bezugnahme auf 9 ist ein weiteres beispielhaftes Wärmeverwaltungssystem 500 in einem Teilquerschnitt dargestellt, der sich im Allgemeinen entlang der Linie A-A aus 3 befindet. Im Unterschied zu vorherigen Beispielen beinhaltet die Endabdeckung 520 einen äul eren Federabschnitt 546, der sich axial erstreckt, um an einer nach aul en gerichteten Fläche eines inneren Federabschnitts 544 des Mittelteils 540 zu sitzen. Der Federabschnitt 546 beinhaltet aul erdem mindestens eine Schulter 548, die eingerichtet ist, um mit einem distalen Abschnitt des inneren Federabschnitts 544 zusammenzupassen. Eine Kombination aus festen Dichtelementen und pumpbaren Dichtelementen kann bereitgestellt werden, um eine Fluiddichtung zu erzeugen. Ein erster Dichtmittelpfad 550 ist zwischen einer radial nach innen gerichteten Fläche des äul eren Federabschnitts 546 und einer radial nach aul en gerichteten Fläche des inneren Federabschnitts 544 bereitgestellt. Wie dazu beschrieben, kann der erste Dichtmittelpfad 550 durch eine beliebige von einer Anzahl geeigneter pumpbarer Dichtmittel bereitgestellt werden. Ein O-Ring 554 ist ebenfalls nahe einem distalen Abschnitt des Federabschnitts 544 bereitgestellt, um eine axiale Anschlagdichtung zwischen dem inneren Federabschnitt 544 und der Schulter 548 der Endabdeckung 520 zu erzeugen. Gemäl anderen Aspekten sind Dichtelemente sowohl an seitlich gerichteten Flächen als auch an axial gerichteten Flächen bereitgestellt, um eine Fluiddichtung zwischen der Endabdeckung 520 und dem Mittelteil 540 zu erzeugen, wodurch das Kühlmittel innerhalb des Kanals 528 gehalten wird.
Unter Bezugnahme auf 10 ist noch ein weiteres beispielhaftes Wärmeverwaltungssystem 600 in einem Teilquerschnitt dargestellt, der sich im Allgemeinen entlang der Linie A-A aus 3 befindet. Gemäl einigen Aspekten können andere Komponenten dazu konfiguriert sein, eine mechanische Verdichtungskraft bereitzustellen, um eine oder mehrere Dichtelemente zu verbessern. Zum Beispiel kann ein Getriebegehäuse 625 dazu konfiguriert sein, die elektrische Maschine zu tragen und zu umschliel en. Insbesondere ist das Getriebegehäuse 625 dazu konfiguriert, mit dem Statorkern 618 zusammenzupassen, um die elektrische Maschine zu befestigen. Da das Getriebegehäuse als strukturelle Komponente eingerichtet ist, kann ein zusätzliches Merkmal mit geringen Kosten zum Stützen der Endabdeckung 620 beinhaltet sein. Das Getriebegehäuse 625 ist derartig konfiguriert, dass eine Endfläche 627 an eine Endfläche 626 der Endabdeckung 620 anstöl t, um eine axiale Verdichtungskraft gegen die Endabdeckung 620 zu erzeugen. Im Fall einer Anschlagdichtung, wie etwa eines O-Rings 654, kann die durch das Befestigen des Getriebegehäuses 625 verursachte Kraft die Dichtung verbessern.
Das Getriebegehäuse 625 kann aul erdem Merkmale beinhalten, die seitlich gerichtete Flächen der Endabdeckung 620 in Eingriff nehmen. Zum Beispiel kann die Schulter 629 einstückig in dem Getriebegehäuse 625 gebildet sein, um mit einer radial nach aul en gerichteten Fläche 658 der Endabdeckung 620 in Eingriff zu treten. Auf diese Weise kann die Endabdeckung 620, die aus einem Kunststoffmaterial gebildet sein kann, ferner durch die strukturellen Aspekte des Getriebegehäuses 625 befestigt werden.
Unter Bezugnahme auf 11 ist noch ein weiteres beispielhaftes Wärmeverwaltungssystem 700 in einem Teilquerschnitt dargestellt, der sich im Allgemeinen entlang der Linie A-A aus 3 befindet. Gemäß einigen Aspekten können andere mechanische Rückhaltemerkmale bereitgestellt sein, um die Endabdeckung 720 an dem Statorkern 718 zu befestigen. Ein oder mehrere Gewindebefestigungselemente 760 können um den Umfang des Statorkerns 718 angeordnet sein und dabei unterstützen, die Endabdeckung 720 an dem Stator zu befestigen. Zum Beispiel kann die Endabdeckung 720 einen sich radial erstreckenden Flansch 762 definieren, der ein Loch 764 beinhaltet, um das Gewindebefestigungselement 760 aufzunehmen. Da das Befestigungselement 760 nach dem Befestigen eine Druckkraft erzeugt, können Anschlagdichtelemente bereitgestellt werden, um eine Fluiddichtung zu erzeugen, um Kühlmittel innerhalb des Kanals 728 zu halten. Darüber hinaus kann, da das Befestigungselement 760 mechanisch an dem Statorkern 718 befestigt ist, mindestens ein Dichtelement direkt zwischen der Endabdeckung 720 und dem Statorkern 718 bereitgestellt sein. Ein erster O-Ring 754 kann an einer Unterseite des Flansches 762 der Endabdeckung 720 angeordnet sein. Wenn die Endabdeckung 720 durch das Gewindebefestigungselement 760 befestigt ist, tritt die Verdichtungskraft mit dem ersten O-Ring 754 in Eingriff, wodurch ein erster Dichtungspfad erzeugt wird. Ein zweiter O-Ring 756 kann nahe einer radial äul eren Kante des Flansches 742 der Aufformung 740 angeordnet sein. Die durch das Befestigen des Gewindebefestigungselements 760 erzeugte Verdichtungskraft tritt gleichermal en mit dem zweiten O-Ring 756 in Eingriff, um zu bewirken, dass ein zweiter Dichtungspfad das Kühlmittel in dem Kanal 728 hält. Obwohl in dieser Schrift Gewindebefestigungselemente beispielhaft erörtert sind, kann ein beliebiges geeignetes Befestigungssystem, das die Endabdeckung gegen den Stator zusammendrückt, innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung liegen.
Ähnlich wie in den vorhergehenden Beispielen kann ein Getriebegehäuse 725 eine Endfläche 727 beinhalten, die an eine Endfläche 726 der Endabdeckung 620 anstöl t, um eine zusätzliche axiale Verdichtung gegen die Endabdeckung 720 zu erzeugen. Zusätzlich kann das Getriebegehäuse 725 ein oder mehrere Schulterelemente 729 definieren, um mit einer radial nach aul en gerichteten Fläche 758 in Eingriff zu treten, um die Endabdeckung 720 weiter zu befestigen.
Bei den in der Beschreibung verwendeten Ausdrücken handelt es sich eher um beschreibende als um einschränkende Ausdrücke und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder dargestellt sind. Obwohl verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben sein können, erkennt ein Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erreichen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Diese Attribute können Folgendes beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein: Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Platzbedarf, Gröl e, Betriebsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. Somit liegen Ausführungsformen, welche in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik beschrieben werden, nicht aul erhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Gemäl der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische Maschine für ein elektrifiziertes Fahrzeug bereitgestellt, die Folgendes aufweist: einen Statorkern, der dazu konfiguriert ist, eine Vielzahl von Wicklungen aufzunehmen; einen aufgeformten Mittelteil, der um den Statorkern gebildet ist und ein erstes Verriegelungsmerkmal definiert, das nahe einer Endfläche des Statorkerns angeordnet ist; und eine Endabdeckung, die mindestens einen Abschnitt eines Kühlmittelkanals und ein zweites Verriegelungsmerkmal definiert, das konfiguriert ist, um mit dem ersten Verriegelungsmerkmal in Eingriff zu treten und eine Fluiddichtung zu erzeugen, um Fluid innerhalb des Kühlmittelkanals zu halten, wobei der Kühlmittelkanal eingerichtet ist, um Endabschnitte der Vielzahl von Wicklungen zu umschliel en und zirkulierendes Kühlmittel durch die Endabschnitte zu leiten.
Gemäl einer Ausführungsform umfasst das erste Verriegelungsmerkmal einen Nutabschnitt, der sich axial von dem Mittelteil erstreckt, und das zweite Verriegelungsmerkmal umfasst einen Federabschnitt, der sich axial von der Endabdeckung erstreckt und dazu konfiguriert ist, innerhalb des Nutabschnitts zu sitzen.
Gemäl einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch mindestens ein Dichtelement gekennzeichnet, das innerhalb des Nutabschnitts angeordnet und dazu konfiguriert ist, mit dem Federabschnitt in Eingriff zu treten und die Fluiddichtung zu erzeugen, um Fluid innerhalb des Kühlmittelkanals zu halten.
Gemäl einer Ausführungsform umfasst das mindestens eine Dichtelement mindestens eines von einer festen Anschlagdichtung und einem pumpbaren Dichtmittel.
Gemäl einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch mindestens ein Dichtelement gekennzeichnet, das zwischen dem Mittelteil und der Endabdeckung angeordnet ist, um die Fluiddichtung des Kühlmittelkanals zu erzeugen.
Gemäl einer Ausführungsform ist mindestens eines von dem Mittelteil und der Endabdeckung aus einem spritzgegossenen Polymermaterial gebildet und das mindestens eine Dichtelement ist einstückig daran gebildet.
Gemäl einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch ein Getriebegehäuse gekennzeichnet, das dazu konfiguriert ist, den Statorkern zu befestigen und eine axiale Verdichtungskraft gegen die Endabdeckung zu erzeugen, um die Fluiddichtung zu verbessern.
Gemäl der vorliegenden Erfindung wird ein Wärmeverwaltungssystem für eine elektrische Maschine eines elektrifizierten Fahrzeugs bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine Endabdeckung, die an der elektrischen Maschine befestigt ist und mindestens einen ersten Abschnitt eines geschlossenen Kühlmittelkanals definiert; und einen Mittelteil, der um einen Statorkern aufgeformt ist und einen zweiten Abschnitt des geschlossenen Kühlmittelkanals definiert, wobei jedes von der Endabdeckung und dem Mittelteil mindestens ein Dichtelement beinhaltet, um eine Fluiddichtung des Kühlmittelkanals aufrechtzuerhalten, und wobei der Kühlmittelkanal derartig eingerichtet ist, dass Wickelköpfe der elektrischen Maschine darin angeordnet sind und in mit Kühlmittel in Wärmeverbindung stehen, das durch den Kühlmittelkanal zirkuliert wird.
Gemäl einer Ausführungsform beinhaltet das mindestens eine Dichtelement einen Federabschnitt, der einstückig an einer von der Endabdeckung und dem Mittelteil gebildet ist, und einen Nutabschnitt, der einstückig an dem anderen von der Endabdeckung und dem Mittelteil gebildet ist, und der Federabschnitt ist angepasst, in dem Nutabschnitt zu sitzen, um die Fluiddichtung zu erzeugen, wenn die Endabdeckung an den Statorkern montiert wird.
Gemäl einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch ein zusätzliches Dichtelement gekennzeichnet, das innerhalb des Nutabschnitts angeordnet und dazu konfiguriert ist, mit einem distalen Ende des Federabschnitts in Eingriff zu treten, wenn die Endabdeckung an den Statorkern montiert wird.
Gemäl einer Ausführungsform umfasst das zusätzliche Dichtelement mindestens eines von einem O-Ring, einem Dichtungsring, einem aufgeformten Ablenkelement und einem pumpbaren Dichtmittel.
Gemäl einer Ausführungsform definiert die Endabdeckung eine ringförmige Innenwand und eine ringförmige Aul enwand, die durch eine Endfläche verbunden sind, und die ringförmige Innenwand und die ringförmige Aul enwand beinhalten Dichtungsmerkmale, die mit einem Flansch des Mittelteils in Eingriff treten, um die Fluiddichtung des Kühlmittelkanals zu erzeugen.
Gemäl einer Ausführungsform ist mindestens eines von dem Mittelteil und der Endabdeckung aus einem spritzgegossenen Polymermaterial gebildet und das mindestens eine Dichtelement ist einstückig daran gebildet.
Gemäl einer Ausführungsform ist die Endabdeckung durch ein Gewindebefestigungselement an dem Statorkern befestigt, und eine Verdichtungskraft, die durch das Befestigen des Gewindebefestigungselements erzeugt wird, verdichtet ein Dichtelement, das zwischen der Endabdeckung und dem Mittelteil angeordnet ist.
Gemäl der vorliegenden Erfindung ist ein Wärmeverwaltungssystem für eine elektrische Maschine eines elektrifizierten Fahrzeugs bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Statorkern, der eine Vielzahl von durch diesen geführten Wicklungen aufweist, wobei sich Endabschnitte der Wicklungen über eine Endfläche des Statorkerns hinaus erstrecken; einen aufgeformten Mittelteil, der um den Statorkern gebildet ist, der einen sich radial erstreckenden Flansch beinhaltet, der mindestens einen Abschnitt der Endfläche bedeckt; und eine ringförmige Endabdeckung, die an dem Statorkern befestigt ist, um einen geschlossenen Kühlmittelzirkulationskanal zu bilden, wobei jedes von dem Mittelteil und der Endabdeckung entsprechende Verriegelungsmerkmale beinhaltet, die in Eingriff treten, um eine Fluiddichtung zu erzeugen, um Fluid innerhalb des Kühlmittelzirkulationskanals zu halten.
Gemäl einer Ausführungsform umfasst ein erstes Verriegelungsmerkmal einen Nutabschnitt, der sich axial von einem von der Endabdeckung und dem Mittelteil erstreckt, und ein zweites Verriegelungsmerkmal umfasst einen Federabschnitt, der sich axial von dem anderen von der Endabdeckung und dem Mittelteil erstreckt, und der Federabschnitt ist dazu konfiguriert, innerhalb des Nutabschnitts zu sitzen.
Gemäl einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch mindestens ein Dichtelement gekennzeichnet, das innerhalb des Nutabschnitts angeordnet und dazu konfiguriert ist, mit dem Federabschnitt in Eingriff zu treten und zu bewirken, dass die Fluiddichtung Fluid innerhalb des Kühlmittelzirkulationskanals hält.
Gemäl einer Ausführungsform umfasst das mindestens eine Dichtelement mindestens eines von einem O-Ring, einem Dichtungsring, einem aufgeformten Ablenkelement und einem pumpbaren Dichtmittel.
Gemäl einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch ein Getriebegehäuse gekennzeichnet, das dazu konfiguriert ist, den Statorkern zu befestigen und eine axiale Verdichtungskraft gegen die Endabdeckung zu erzeugen, um die Fluiddichtung zu verbessern.
Gemäl einer Ausführungsform ist die Endabdeckung durch mindestens ein Gewindebefestigungselement an dem Statorkern befestigt, und eine Verdichtungskraft, die durch das Befestigen des Gewindebefestigungselements erzeugt wird, verdichtet ein Dichtelement, das zwischen der Endabdeckung und dem Mittelteil angeordnet ist.

Claims

Elektrische Maschine für ein elektrifiziertes Fahrzeug, umfassend: einen Statorkern, der dazu konfiguriert ist, eine Vielzahl von Wicklungen aufzunehmen; einen aufgeformten Mittelteil, der um den Statorkern gebildet ist und ein erstes Verriegelungsmerkmal definiert, das nahe einer Endfläche des Statorkerns angeordnet ist; und eine Endabdeckung, die mindestens einen Abschnitt eines Kühlmittelkanals und ein zweites Verriegelungsmerkmal definiert, das dazu konfiguriert ist, mit dem ersten Verriegelungsmerkmal in Eingriff zu treten und eine Fluiddichtung zu erzeugen, um Fluid innerhalb des Kühlmittelkanals zu halten, wobei der Kühlmittelkanal eingerichtet ist, um Endabschnitte der Vielzahl von Wicklungen zu umschliel en und zirkulierendes Kühlmittel durch die Endabschnitte zu leiten.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei das erste Verriegelungsmerkmal einen Nutabschnitt umfasst, der sich axial von dem Mittelteil erstreckt, und das zweite Verriegelungsmerkmal einen Federabschnitt umfasst, der sich axial von der Endabdeckung erstreckt und dazu konfiguriert ist, innerhalb des Nutabschnitts zu sitzen.
Elektrische Maschine nach Anspruch 2, ferner umfassend mindestens ein Dichtelement, das innerhalb des Nutabschnitts angeordnet und dazu konfiguriert ist, mit dem Federabschnitt in Eingriff zu treten und die Fluiddichtung zu erzeugen, um Fluid innerhalb des Kühlmittelkanals zu halten.
Elektrische Maschine nach Anspruch 3, wobei das mindestens eine Dichtelement mindestens eines von einer festen Anschlagdichtung und einem pumpbaren Dichtmittel umfasst.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, ferner umfassend mindestens ein Dichtelement, das zwischen dem Mittelteil und der Endabdeckung angeordnet ist, um die Fluiddichtung des Kühlmittelkanals zu erzeugen.
Elektrische Maschine nach Anspruch 5, wobei mindestens eines von dem Mittelteil und der Endabdeckung aus einem spritzgegossenen Polymermaterial gebildet ist und das mindestens eine Dichtelement einstückig daran gebildet ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Getriebegehäuse, das dazu konfiguriert ist, den Statorkern zu befestigen und eine axiale Verdichtungskraft gegen die Endabdeckung zu erzeugen, um die Fluiddichtung zu verbessern.
Wärmeverwaltungssystem für eine elektrische Maschine eines elektrifizierten Fahrzeugs, umfassend: eine Endabdeckung, die an der elektrischen Maschine befestigt ist und mindestens einen ersten Abschnitt eines geschlossenen Kühlmittelkanals definiert; und einen Mittelteil, der um einen Statorkern aufgeformt ist und einen zweiten Abschnitt des geschlossenen Kühlmittelkanals definiert, wobei jedes von der Endabdeckung und dem Mittelteil mindestens ein Dichtelement beinhaltet, um eine Fluiddichtung des Kühlmittelkanals aufrechtzuerhalten, und wobei der Kühlmittelkanal derartig eingerichtet ist, dass Wickelköpfe der elektrischen Maschine darin angeordnet sind und in mit Kühlmittel in Wärmeverbindung stehen, das durch den Kühlmittelkanal zirkuliert wird.
Wärmeverwaltungssystem nach Anspruch 8, wobei das mindestens eine Dichtelement einen Federabschnitt, der einstückig an einer von der Endabdeckung und dem Mittelteil gebildet ist, und einen Nutabschnitt beinhaltet, der einstückig an dem anderen von der Endabdeckung und dem Mittelteil gebildet ist, und der Federabschnitt angepasst ist, in dem Nutabschnitt zu sitzen, um die Fluiddichtung zu erzeugen, wenn die Endabdeckung an den Statorkern montiert wird.
Wärmeverwaltungssystem nach Anspruch 9, ferner umfassend ein zusätzliches Dichtelement, das innerhalb des Nutabschnitts angeordnet und dazu konfiguriert ist, mit einem distalen Ende des Federabschnitts in Eingriff zu treten, wenn die Endabdeckung an den Statorkern montiert wird.
Wärmeverwaltungssystem nach Anspruch 10, wobei das zusätzliche Dichtelement mindestens eines von einem O-Ring, einem Dichtungsring, einem aufgeformten Ablenkelement und einem pumpbaren Dichtmittel umfasst.
Wärmeverwaltungssystem nach Anspruch 8, wobei die Endabdeckung eine ringförmige Innenwand und eine ringförmige Aul enwand definiert, die durch eine Endfläche verbunden sind, und die ringförmige Innenwand und die ringförmige Aul enwand Dichtungsmerkmale beinhalten, die mit einem Flansch des Mittelteils in Eingriff treten, um die Fluiddichtung des Kühlmittelkanals zu erzeugen.
Wärmeverwaltungssystem nach Anspruch 8, wobei mindestens eines von dem Mittelteil und der Endabdeckung aus einem spritzgegossenen Polymermaterial gebildet ist und das mindestens eine Dichtelement einstückig daran gebildet ist.
Wärmeverwaltungssystem nach Anspruch 8, wobei die Endabdeckung durch ein Gewindebefestigungselement an dem Statorkern befestigt ist, und eine Verdichtungskraft, die durch das Befestigen des Gewindebefestigungselements erzeugt wird, ein Dichtelement verdichtet, das zwischen der Endabdeckung und dem Mittelteil angeordnet ist.
Wärmeverwaltungssystem für eine elektrische Maschine eines elektrifizierten Fahrzeugs, umfassend: einen Statorkern, der eine Vielzahl von durch diesen geführten Wicklungen aufweist, wobei sich Endabschnitte der Wicklungen über eine Endfläche des Statorkerns hinaus erstrecken. einen aufgeformten Mittelteil, der um den Statorkern gebildet ist, der einen sich radial erstreckenden Flansch beinhaltet, der mindestens einen Abschnitt der Endfläche bedeckt; und eine ringförmige Endabdeckung, die an dem Statorkern befestigt ist, um einen geschlossenen Kühlmittelzirkulationskanal zu bilden, wobei jedes von dem Mittelteil und der Endabdeckung entsprechende Verriegelungsmerkmale beinhaltet, die in Eingriff treten, um eine Fluiddichtung zu erzeugen, um Fluid in dem Kühlmittelzirkulationskanal zu halten.