DE102022204249A1

DE102022204249A1 - Elektrische Achse mit direkter Rotor- und Kopfspritzkühlung

Info

Publication number: DE102022204249A1
Application number: DE102022204249.2A
Authority: DE
Inventors: Carl Trudel; Steven VANHEE; Luke Miller
Original assignee: Dana TM4 Inc
Current assignee: Dana TM4 Inc
Priority date: 2021-04-30
Filing date: 2022-04-29
Publication date: 2022-11-03
Also published as: US20220348063A1; CN115257232A; US20220352782A1

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme für eine elektrische Achse in einem Fahrzeug angegeben. Eine elektrische Achse weist auf: einen elektrischen Motor mit einem Stator und einem Rotor, Rotor-Kühlmittelleitungen, die sich axial durch den Rotor erstrecken, so dass sie über einen endmontierten Kühlmittelverteiler Kühlmittel empfangen und das Kühlmittel axial innerhalb des Rotors zu radial ausgerichteten Strömungsleitungen strömen lassen, die an Kühlmittel-Wärmeübertragungsleitungen angeschlossen sind, die innerhalb des radial auswärtigen Abschnitts des Rotors radial entlang radial auswärtiger Kanäle verlaufen, um Wärme von diesem zu übertragen, wobei die radial auswärtigen Rotorkanäle Kühlmittel axial zu den axialen Enden des Rotors und über gerichtete Strömungsöffnungen aus den Rotorenden strömen lassen, wobei sie Kühlmittel auf axiale Endwicklungen des Stators lenken; Spritzring-Kühlleitungen, die Kühlmittel Spritzringen zuführen, die in Umfangsrichtung um jede von den axialen Statorendwicklungen herum positioniert sind, wobei die Kühlmittelspritzringe Kühlmittel von Kühlmittelleitungen innerhalb eines Trägers des elektrischen Motors oder einem Kühlmittelverteiler des Trägers empfangen, wobei der Kühlmittelverteiler ferner eingerichtet ist, Wärme von den radial äußeren Umfangsflächen des Statorkerns zu übertragen, und die Spritzringe Kühlmittel empfangen und das Kühlmittel über gerichtete Strömungsöffnungen der Spritzringe aus dem Innenumfang der Spritzringe strömen lassen; und ein Motorsumpfsystem, das eingerichtet ist, Kühlmittel zu empfangen, das auf die Statorendwicklungen strömen gelassen wurde, wobei das Sumpfsystem eine Pumpe aufweist, um das Kühlmittel zu einem Wärmetauscher zurückzubefördern, wonach das Kühlmittel zu dem Kühlmittelverteiler zurückkehrt.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 30. April 2021 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 63/182,720 mit dem Titel „ELECTRIC AXLE WITH DIRECT ROTOR AND HEAD SPRAY COOLING“. Der gesamte Inhalt der oben genannten Anmeldung wird hiermit durch Bezugnahme für alle Zwecke einbezogen.
GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Beschreibung betrifft allgemein Verfahren und Systeme für eine elektrische Achse, und genauer Verfahren und Systeme, die auf eine Kühlung eines elektrischen Antriebsmotors der elektrischen Achse gerichtet sind.
STAND DER TECHNIK UND ABRISS
Elektrische Achsbaugruppen und damit verbundene Antriebsstrangs- und Steuerungssysteme/elektronische Systeme benötigen eine Kühlung und ein Wärmemanagement, um Wärme von verschiedenen Komponenten abzuführen, um Leistungseigenschaften solcher Komponenten zu verbessern.
Elektrische Achsbaugruppen umfassen typischerweise einander gegenüberliegende Halbwellen mit einem angetriebenen Differential dazwischen, wobei Radanschlüsse oder Naben an den außen liegenden Enden der Halbwellen und Antriebsstrangkomponenten mit dem angetriebenen Differential verbunden sind, um Drehleistung zu dem Differential und demgemäß zu einer oder beiden von den Halbwellen zu liefern. Eine elektrische Achsbaugruppe umfasst einen elektrischen Motor, der eingerichtet ist, über eine Verzahnung einen oder mehrere von den Radanschlüssen anzutreiben, typischerweise über das Antreiben der Zahnräder, die zu dem angetriebenen Differential gehören. Das Fahrzeug, in dem die elektrische Achse positioniert und eingerichtet sein kann, umfasst ferner Antriebsräder und andere Antriebsstrangkomponenten, die typischerweise Kühlmittelhandhabungssysteme, Steuersysteme, die elektronische Schaltungseinrichtungen umfassen, und eine oder mehrere Steuereinrichtungen, die eingerichtet sind, die Kühlmittelhandhabungssysteme zu steuern, und andere Komponenten einschließen. Die eine oder die mehreren Steuereinrichtungen können einen oder mehrere Sensoren und Stellantriebe umfassen, die eingerichtet sind, ein oder mehrere Kühlmittel zu steuern
Der elektrische Motor (wie etwa ein elektrischer Antriebsmotor, der antriebsmäßig mit dem angetriebenen Differential verbunden ist) umfasst einen Wechselrichter zum Umwandeln von Gleichspannungsenergie aus einer Quelle für Gleichspannungsenergie, wie etwa Gleichspannung aus einer Batterie (die ferner ein Ladesystem umfassen kann, das mit ihr verbunden ist oder verbunden werden kann), wobei der Wechselrichter die Gleichspannungsenergie in Wechselspannungsenergieeingaben in einen Rotor und einen Stator des elektrischen Motors umwandelt. Der Rotor kann eine rotierende Komponente umfassen, die über eine Verzahnung mit dem angetriebenen Differential verbindbar ist, und der Stator kann eine stationäre Komponente umfassen, die an einer Struktur wie etwa einem Kasten oder einer Ummantelung oder einem Gehäuse des elektrischen Motors, die fest mit einer anderen, nicht-rotierenden Struktur eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs verbunden sein kann, fixiert ist.
Der Wechselrichter erzeugt beträchtliche Wärme und umfasst demgemäß Kühlmittelströmungswege, die eingerichtet sind, ein Kühlmittel (wie beispielsweise ein Kühlöl) zu empfangen, um Wärme von den elektronischen Wechselrichterkomponenten (z.B. Schaltern/Leistungs-Feldeffekttransistoren (Leistungs-FETs)) abzuführen. Der Rotor und der Stator (die für eine Drehbewegung zwischen den beiden eingerichtet sind) erzeugen beträchtliche Wärme und umfassen demgemäß vorzugsweise Kühlmittelströmungswege, die eingerichtet sind, ein Kühlmittel (wie beispielsweise ein Kühlöl) zu empfangen, um Wärme von Bereichen des Rotors, die Wärme erzeugen (wie etwa den Bereichen des Rotors, die nahe an dem Stator liegen), abzuführen und um Wärme von Bereichen des Stators, die Wärme erzeugen (wie etwa Bereichen des Stators, die nahe an dem Stator liegen, und insbesondere zu dem Stator gehörenden Windungen, durch die elektrische Energie strömen kann, um die rotativen Momente und eine Drehung des Rotors in Bezug auf den Stator zu erzeugen), abzuführen.
Um Wärme effektiver und effizienter von Komponenten der elektrischen Achse abzuführen, schließt die vorliegende Offenbarung Ausführungsformen einer elektrischen Achse ein, die umfasst: einen elektrischen Motor mit einem Stator und einem Rotor, einen Kühlmittelverteiler, der an einer Endplatte des Rotors montiert ist, wobei der Kühlmittelverteiler eingerichtet ist, ein Kühlmittel zu Rotorkühlmittelleitungen, die sich axial durch den Rotor erstrecken, strömen zu lassen, und einen Spritzring, der Kühlmittelleitungen umfasst, die mit dem Kühlmittelverteiler gekoppelt sind, wobei Kühlmittel, das von dem Kühlmittelverteiler zu dem Spritzring strömt, in einer Richtung strömt, die zu einer axialen Richtung abgewinkelt ist, wobei der Spritzring in Umfangsrichtung um axiale Statorendwicklungen herum positioniert ist.
In verschiedenen Ausführungsformen umfasst ein System aus Rotor und Spritzringkühlsystem einer elektrischen Achse Kombinationen der hierin offenbarten Merkmale.
In verschiedenen Ausführungsformen umfasst ein elektrischer Motor Kühlungsmerkmale wie in der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
In verschiedenen Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Kühlen eines elektrischen Motors, der in einer elektrischen Achse verwendet wird, dass ein Kühlmittel strömen gelassen wird wie in der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
In verschiedenen Ausführungsformen schließen die Verfahren und Systeme, mit denen eine verbesserte Kühlung erreicht wird, beliebige von den Verfahren zum Kühlen eines Rotors und/oder Stators eines elektrischen Motors wie hierin beschrieben und/oder dargestellt ein.
Es versteht sich, dass der obige Abriss bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter erläutert werden. Er soll nicht dazu dienen, wichtige oder essentielle Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu bezeichnen, dessen Schutzumfang durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche eindeutig definiert wird. Darüber hinaus ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche vorstehend oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung erwähnte Nachteile beheben.
Figurenliste
Die hierin beschriebenen Vorteile werden durch Lesen eines Beispiels für eine Ausführungsform, auf die hierin als Ausführliche Beschreibung Bezug genommen wird, allein oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, besser verstanden werden, wobei:

1 eine Explosionsansicht eines Abschnitts einer elektrischen Achse zeigt;
2 eine Baugruppe der elektrischen Achse zeigt;
3 eine Baugruppe eines Kühlmantels der elektrischen Achse zeigt;
4 einen elektrischen Motor zeigt, der einen Rotor aufweist, der innerhalb eines Stators positioniert ist;
5 ein Kühlmittelstrom-Blockschema zeigt;
6 eine Querschnittsansicht des elektrischen Motors zeigt, die entlang einer x-y-Ebene genommen ist;
7 eine detaillierte Ansicht einer Kühlung des Rotors zeigt;
8 eine Ansicht einen Kühlmittelverteiler zeigt, der mit dem Kühlmantel gekoppelt ist;
9 eine Ansicht eines Polymerkühlrings proximal zu Wicklungen des Stators zeigt;
10 den Kühlmittelverteiler zeigt, der Kühlmittelkanäle aufweist, die mit einem oberen Abschnitt eines Spritzrings und in eine axiale Welle des Rotors gekoppelt sind;
11 ein entgegengesetztes Ende des elektrischen Motors, distal zu dem Kühlmittelverteiler zeigt; und
12 eine Ausführungsform des Spritzrings zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Erfinder haben Probleme mit existierenden Designs hinsichtlich eines Mangels an kontinuierlicher Leistung und kontinuierlichem Drehmoment festgestellt, der zu einer geringen Leistungs- und Drehmomentdichte bei solchen Designs führt, wobei Leistungsanforderungen so sind, dass ein angemessen großer elektrischer Motor nicht in von Kunden gewünschte Konfektionierungsspezifikationen passen würde. Die Erfinder haben die hierin beschriebenen Designs gefunden und bestimmt, die zwei verschiedene, zusammenarbeitende direkte Kühlverfahren aufweisen, für die Öl verwendet wird. Erstens wird das (Kühlfluid oder) Öl durch zwei Kühlringe, die zwischen dem Haarnadelkopf-Außendurchmesser (OD) und dem Kühlmantel-Innendurchmesser (ID) eingefügt sind, zu sowohl einem vorderen als auch einem hinteren Haarnadelwicklungskopf geliefert. Zweitens wird Öl, das durch den Rotor strömt, aus den Rotorendplatten zu dem Innendurchmesser der Haarnadelköpfe gespritzt. Dieser Ölstrom wird auch verwendet, um die Rotorblechpakete zu kühlen und eine kontrollierte Magnettemperatur zu gewährleisten. Das Öl wird dann durch Schwerkraft nach unten und zu einem Sumpfhohlraum strömen gelassen, wo eine elektrische Pumpe und Ölfiltration den Getriebekasten beliefern oder eine Kühlung der Zahnräder / des Rädergetriebes direkt erfolgen kann (siehe das Ablaufdiagramm, das in 5) gezeigt ist.
1 zeigt eine Explosionsansicht 100 eines Abschnitts einer elektrischen Achse 110 gemäß Ausführungsformen. Wie gezeigt kann ein elektrischer Motor 120, der einen zylindrischen Stator 122 (Kern) (vom Haarnadeltyp) und einen darin positionierten Rotor 124 umfasst, von einem Kühlmantel 126 umschlossen sein. Der Kühlmantel 126 (in dem der Rotor und der Stator positioniert sind) kann in die Ummantelung / das Gehäuse 112 des Motors eingepasst werden. Die Kanäle, die in Umfangsrichtung an dem Kühlmantel gezeigt sind, stellen in Kombination mit der Innenfläche der Ummantelung/ des Gehäuses 112 (oder des Trägers / Kastens) Wege für ein Kühlfluid (wie etwa Wasser oder eine andere Kühlfluidzusammensetzung) bereit, das über die Umfangsflächen des Kühlmantels strömen kann, wodurch Wärme von dem darin positionierten Statorkern abgeführt wird. Wie in der Explosionsansicht von 1 gezeigt ist, kann außerdem eine Antriebswelle 130 des elektrischen Motors (entlang der Drehachse des Motors) über Zahnräder 132 auf solche Weise getriebemäßig mit einem Differential 140 verbunden sein, dass Halbwellen (und Radanschlüsse) die antriebsmäßig damit verbunden sind, angetrieben werden. Es ist ein Wechselrichter 150 gezeigt, der an dem Träger / Kasten 112 fixiert werden kann, wobei der Wechselrichter 150 elektrische Energie an dem Rotor 124 und dem Stator 122 bereitstellt.
2 zeigt eine Baugruppe 200 der elektrischen Achse 110 gemäß Ausführungsformen. Wie gezeigt, kann ein Beispiel für eine elektrische Achse Radanschlüsse, Halbwellen, ein Differential und Zahnräder, die mit der Abtriebswelle eines elektrischen Motors verbunden sind, umfassen. Komponenten, die oben vorgestellt wurden, können somit in diesen und folgenden Figuren ähnlich nummeriert sein.
3 zeigt eine Ausführungsform 300 des Kühlmantels 126 gemäß Ausführungsformen, wie in 1 gezeigt. Der gezeigte Mantel weist in Umfangsrichtung orientierte Rippen 302 auf, die, wenn sie mit der Innenfläche des Trägers / Kastens, in den die Mantelbaugruppe durch Einfügen gepasst ist, gekoppelt werden, Kanäle für ein Kühlfluid erzeugen, das über die Außenfläche des Kühlmantels 126 strömen soll, wodurch Wärme von diesem abgeführt wird (wodurch Wärme effektiv von dem Material des Statorkerns, das von dem Kühlmantel umgeben ist, abgezogen wird). Ein Kühlmittelverteiler 310 ist an dem Ende des Kühlmantels 126 gezeigt. In einem Beispiel ist der Kühlmittelverteiler 310 ein endmontierter Kühlmittelverteiler. Der endmontierte Kühlmittelverteiler 310 empfängt Kühlfluid (wie etwa Öl) und liefert das Öl zu sowohl einem Kanal innerhalb der Rotorwelle (zum direkten Kühlen des Rotors) als auch einem Kanal innerhalb des Trägers / Kastens (zum Liefern von Öl zu einem Paar Kühlringe / Spritzringe, die proximal zu jedem Ende des Statorkerns liegen, so dass das Kühlöl radial einwärts auf den Außendurchmesser des Kopfes (oder den Kopf-OD oder die Endwicklungen) des Stators gespritzt werden kann.
Der Kühlmittelverteiler 310 kann einen Spritzarm 312 aufweisen, der sich von einer Mitte davon radial auswärts erstreckt. Ein Durchlass kann sich von der Mitte des Spritzarms 312 aus und vollständig durch diesen hindurch erstrecken. Der Durchlass kann Kühlmittel zu mehreren axialen Kühlmitteldurchlässen strömen lassen, die innerhalb des Rotors und des Kühlmantels 126 angeordnet sind.
4 zeigt den elektrischen Motor 120 gemäß Ausführungsformen, der den Rotor 124 aufweist, der innerhalb des Stators 122 positioniert ist, wie in der Explosionsansicht von 1 gezeigt. Der Rotor ist von dem Statorkern umgeben. Der Stator kann Haarnadelwindungen 402 umfassen, die, wie gezeigt, an jedem Ende von dem Statorkern axial überstehen, wobei die überstehenden Abschnitte der Wicklungen als Endwicklungen oder als Statorkopf bezeichnet werden. Die axial einander entgegengesetzten Endwicklungen (oder Köpfe) weisen jeweils einen Innendurchmesser (ID) und einen Außendurchmesser (OD) auf.
5 zeigt ein Blockschema 500 gemäß Ausführungsformen, das Kühlmittelströme zeigt. Das gezeigte Blockschema 500 umfasst ein Beispiel für Kühlmittelströme und kann als Boundary- bzw. Abgrenzungsdiagramm bezeichnet werden. Wie gezeigt umfasst die E-Achse 110 (die elektrische Achse) vorzugsweise einen Träger mit einem darin befindlichen Rädergetriebe 132 und umfasst außerdem einen Wechselrichter 150 oben auf dem Träger 112, der unmittelbar über dem Abschnitt der Baugruppe, der den Motor / Antriebsmotor 120 beinhaltet, positioniert ist. Öl (oder Kühlfluid) strömt von einem Wasser-zu-ÖI-Wärmetauscher in den endmontierten Kühlmittelzufuhrverteiler 310 (wie in 3), um Öl in einem Kanal in einer Rotorwelle 324 bereitzustellen. Das Öl, das in die Rotorwelle 324 gelangt, kann vorzugsweise axial in der Mitte zwischen den Rotorenden und Statorendwicklungen / -köpfen zur Mitte des Rotors strömen, wo das Öl dann durch radial auswärts gerichtete Kanäle innerhalb des Rotors 124 zu Kanälen, die axial (parallel zu der Drehachse) verlaufen, entlang radial äußerer Abschnitte des Rotors 124 strömt, bevor es den Rotor 124 über Rotorendplatten und Öffnungen verlässt, die so bemessen und darin ausgerichtet sind, dass sie Kühlöl auf den Innendurchmesser (Kopf-ID) der Endwicklungen lenken, wodurch der Endwicklungs-ID gekühlt wird. Das Öl strömt dann durch Schwerkraft abwärts zu einem Motorsumpf und möglicherweise durch Abschnitte des Gehäuses / Hohlraums für das Rädergetriebe, wo eine Pumpe 320 dann das Öl zurück zu dem Wasser-zu-ÖI-Wärmetauscher (oben rechts in dem in 5 gezeigten Diagramm) schickt.
Vom Kühlmittelzufuhrverteiler (wie in 3) wird Kühlöl ebenfalls (zusätzlich zu dem Rotorwellenkanal) den Kühlringen / Spritzringen zugeführt, entweder direkt über Kanäle in die Spritzringstruktur (für den Spritzring, der proximal zu dem Kühlmittelzufuhrverteiler ist), oder das Öl strömt vorzugsweise durch mindestens einen Kanal in dem Träger und wird in den Spritzring zugeführt (für den Spritzring, der zwischen dem Träger und/oder Kühlmantel und den Statorendwicklungen, die axial gegenüber der Kühlmittelzufuhr-Zweigleitung liegen (dem Kopf-OD) positioniert ist. Öffnungen / Löcher in den Spritzringen (wie sie in 12 dargestellt sind), sind vorzugsweise so bemessen und ausgerichtet/orientiert, dass Kühlöl auf den Endwicklungs-OD (Kopf-OD) gespritzt wird.
Auf diese Weise wird Kühlöl verwendet, um sowohl den Rotor und den Endwicklungs-ID direkt zu kühlen, als auch den Endwicklungs-OD über die Kühlringe / Spritzringe zu kühlen. Ferner wird Kühlmittel von dem Kühlmantel über (WEG-) Kühlleitungen (oberer mittlerer Block, der in 5 gezeigt ist) bereitgestellt. Die Kühlleitungen stellen Kühlmittel (wie Wasser) an den Kühlmantelkanälen bereit, um dadurch die Umfangsflächen, die den Statorkern umgeben, zu kühlen. Die WEG-Kühlleitungen erstrecken sich vorzugsweise (wie in 5 gezeigt) zu dem Wasser-zu-ÖI-Wärmetauscher, und außerdem schließen sich WEG-Kühlleitungen vorzugsweise von dem Fahrzeug (von Kühlsystemen) aus an.
6 ist eine Schnittansicht 600 des elektrischen Motors 120, wie in 1 gezeigt, gemäß Ausführungsformen. Der Motor kann den Stator 122 vom Haarnadeltyp mit Haarnadelverbindungen an einem (axialen) Ende des Stators umfassen, und werden als Endwicklungen 402 (oder die Statorköpfe) bezeichnet. Jede von den Haarnadeln kann einen Haarnadeldraht / magnetischen Draht mit rechtwinkligem Querschnitt umfassen. In einem Beispiel ist der elektrische Motor 120 ein Gleichstrommotor. Der Motor umfasst etwas, das als hybride Statorkühlung bezeichnet werden kann, wodurch eine Kühlung unter Verwendung einer Vorder- und Hinterendenwicklungs-Ölkühlung ebenso wie einer WEG-Mantelkühlung (für eine aktive Längenkühlung entlang der axialen Außenflächen des Statorkerns, über den Kühlmantel und die Kühlfluidkanäle, die in Umfangsrichtung darauf angeordnet sind) bewerkstelligt wird. Ferner wird eine Rotorkühlung (in 7 gezeigt) über eine direkte Ölkühlung des Rotorkerns (über Kühlöl, das in die Rotorwelle eingeführt wird, wie oben beschrieben) bereitgestellt.
7 zeigt eine detailliertere Ansicht 700 der Rotorkühlung gemäß Ausführungsformen. Wie bereits beschrieben, wird Kühlfluid (wie etwa Öl) in der Rotorwelle 324 empfangen, wie gezeigt. Der Kanal erstreckt sich bis zum Mittelpunkt zwischen den axialen Enden der Rotorwelle 324, wonach radiale Kanäle 724, 726 ermöglichen, dass sich Kühlöl radial auswärts in axial orientierte Kanäle 742, 744, die axial verlaufen, zu den axialen Enden des Rotors 124 bewegt. Endplatten 730 und 732 mit Löchern/Öffnungen 734, 736 ermöglichen ein Verspritzen des Öls nach außen und radial auswärts auf den Kopf-ID/den Innendurchmesser der Endwicklungen. Die Rotorwelle 324 kann einen Rotorwellendurchlass 722 aufweisen, der sich in einer axialen Richtung zu den radialen Kanälen 724, 726 erstreckt. Der Rotorwellendurchlass 722 kann mit dem Kühlmittelzufuhrverteiler in Fluidverbindung stehen.
8 zeigt eine vergrößerte detaillierte perspektivische Ansicht 800 des endmontierten Kühlmittelverteilers 310 (oder des Kühlmittelzufuhrverteilers des Rotors oder des Kühlmittelzufuhrverteilers des Rotors und des Spritzrings), der an den Kühlmantel angebaut ist, wie in 3, und der ferner in den äußeren Kasten / die Ummantelung eingebaut ist, wie in der Explosionsansicht von 1 gezeigt ist, gemäß Ausführungsformen. Wie dargestellt wird der Kühlmittelverteiler 310 in den Kühlmantel 126 eingeführt, wobei der Kühlmantel 126 physisch über eine Mehrzahl von Befestigungsmitteln 802 mit dem Gehäuse 112 gekoppelt wird. Der Kühlmantel 126 umfasst ferner eine Grenzfläche 804, die für eine Koppelung mit einer Gehäuseabdeckung, wie etwa der Gehäuseabdeckung 160 von 1, eingerichtet ist. Der radiale Arm 312 erstreckt sich in einer Richtung zu einem Rädergetriebe (z.B. zu den Zahnrädern 132) und grenzt an die Grenzfläche 804 an.
9 zeigt eine Ansicht 900 gemäß Ausführungsformen, die Statorendwicklungen 402 radial zwischen einem Spritzring und einer Rotorendplatte zeigt. Wie gezeigt, stellt der Kühlmittelzufuhrverteiler 310 einen Kanal zum Liefern von Kühlöl nach oben in den Träger bereit, um einen oder beide von den Kühlringen 902 und 904 zu beliefern. Wie gezeigt, verläuft ein erster Kanal 906 axial über den Träger und weist Hilfskanäle auf, um Kühlöl in sowohl den ersten Kühlring 902 als auch den zweiten Kühlring 904 zu liefern, wobei der erste Kühlring 902 näher an dem Kühlmittelzufuhrverteiler 310 liegt als der zweite Kühlring 904. Der erste Kanal 906 kann mit einem Durchlass 912 durch den radialen Arm in Fluidverbindung stehen. Der Durchlass 912 durch den radialen Arm kann Kühlmittel zu sowohl dem ersten Kanal 906 als auch einem zweiten Kanal strömen lassen, wobei der zweite Kanal mit dem Rotorwellendurchlass 722 identisch ist. Der erste Kanal 906 und der Rotorwellendurchlass 722 sind zueinander parallel und erstrecken sich in einer axialen Richtung.
10 stellt eine detaillierte Ansicht 1000 des ersten Kühlrings 902 dar, der an den radialen Arm 312 und die Rotorendplatte 730 angrenzt. Die Löcher in den Kühlringen sind so bemessen und orientiert, dass sie Kühlöl auf den Außendurchmesser der Endwicklungen (oder den Kopf-OD) des Stators 122 spritzen. Das Öl strömt dann durch Schwerkraft hinunter in das Sumpfsystem unterhalb des Rotors und des Stators. In 10 und 11) sind außerdem Kanäle gezeigt, durch die Kühlöl direkt in die Rotorwelle geliefert wird, und zwar durch radial orientierte Durchlässe, die sich dann mit Kanälen verbinden, die sich axial erstrecken (in einer Anzahl von Kanälen, die über dem Umfang des Rotors positioniert sind), die mit den Löchern in den Rotorendplatten enden, so dass das Öl nach außen spritzt und vorzugsweise zu dem Innendurchmesser der Endwicklungen (dem Kopf-ID) gelenkt wird, um ferner die Statorendwicklungen zu kühlen. Das Öl, das aus den Rotorendplatten tritt und auf die Statorendwicklungen trifft, strömt dann durch Schwerkraft abwärts in das Motorsumpfsystem.
Der Durchlass 912 des radialen Arms kann Kühlmittel zu einem abgewinkelten Durchlass 1002 strömen lassen, der mit dem ersten Kühlring 902 in Fluidverbindung steht. Der Durchlass 912 des radialen Arms kann somit gegabelt sein und eingerichtet sein, Kühlmittel zu sowohl dem abgewinkelten Durchlass 1002 als auch dem ersten Durchlass 906 an einem radial äußeren Ende strömen zu lassen. Der Durchlass 912 des radialen Arms kann ferner eingerichtet sein, Kühlmittel zu dem Rotorwellendurchlass 722 an einem radial inneren Ende strömen zu lassen.
10 zeigt eine Ansicht 1000 gemäß Ausführungsformen, welche den endmontierten Kühlmittelzufuhrverteiler mit Kühlmittelkanälen zu einer Oberseite des Spritzrings und in die axiale Welle des Rotors an einem ersten Ende darstellt.
11 zeigt eine Ansicht 1100 gemäß Ausführungsformen, die den endmontierten Kühlmittelzufuhrverteiler mit Kühlmittelkanälen zu einer Oberseite des Spritzrings und in die axiale Welle des Rotors an einem zweiten Ende, das dem ersten Ende entgegengesetzt ist, darstellt.
12 zeigt eine vergrößerte detaillierte Ansicht 1200 eines Spritzrings 1202 gemäß Ausführungsformen, der identisch sein kann mit dem ersten Spritzring 902 oder dem zweiten Spritzring 904 von 9. Wie gezeigt, umfasst der Spritzring 1202 mindestens einen Kanal (der zwischen einer Außenfläche / Außendurchmesserfläche und der Innenfläche des Kühlmantels ausgebildet ist) und umfasst eine Mehrzahl von Öffnungen 1204 oder Löchern, durch die Kühlöl gespritzt und zu den Endwicklungen des Stators gelenkt werden kann. Die Mehrzahl von Öffnungen 1204 können sich um einen Abschnitt des Umfangs des Spritzrings 1202 erstrecken. In einem Beispiel erstrecken sich die Mehrzahl von Öffnungen 1204 um weniger als den halben Umfang des Spritzrings 1202 herum. Außerdem oder alternativ dazu können sich die Mehrzahl von Öffnungen 1204 um einen gesamten Umfang des Spritzrings 1202 herum erstrecken.
Die Mehrzahl von Öffnungen 1204 können eingerichtet sein, Schmiermittel zu einem Außendurchmesser der Rotorendwicklungen zu spritzen. Außerdem oder alternativ dazu können die Mehrzahl von Öffnungen 1204 eine gleichmäßige Durchflussfläche aufweisen. In anderen Beispielen können die Mehrzahl von Öffnungen 1204 eine ungleichmäßige Durchflussfläche aufweisen, die eingerichtet ist, einen Schmiermittelstrom zu den Endwicklungen zu beschleunigen.
1-4 und 6-12 sind annähernd maßstabsgerecht gezeigt. Es können nach Wunsch jedoch auch andere relative Abmessungen verwendet werden.
1-4 und 6-12 zeigen beispielhafte Konfigurationen mit relativer Positionierung der verschiedenen Komponenten. Wenn diese Elemente in direktem Kontakt zueinander stehen oder direkt gekoppelt sind, können sie zumindest in einem Beispiel als in direktem Kontakt bzw. direkt gekoppelt bezeichnet werden. Ebenso können Elemente, die aneinander angrenzend oder einander benachbart gezeigt sind, in zumindest einem Beispiel aneinander angrenzen bzw. einander benachbart sein. Beispielsweise können Komponenten, die in einem Flächenkontakt miteinander stehen, als in Flächenkontakt stehend bezeichnet werden. Als ein anderes Beispiel können Elemente, die nur über einen Zwischenraum voneinander getrennt und ohne andere Komponenten dazwischen positioniert sind, in mindestens einem Beispiel als solche bezeichnet werden. Als noch ein weiteres Beispiel können Elemente, die über- bzw. untereinander, auf einander gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Seiten oder links bzw. rechts voneinander gezeigt sind, relativ zueinander als solche bezeichnet werden. Ferner kann, wie in den Figuren gezeigt, in mindestens einem Beispiel ein oberstes Element oder ein oberster Punkt eines Elements als „an der Oberseite“ der Komponente liegend bezeichnet werden und ein unterstes Element oder ein unterster Punkt des Elements kann als „an der Unterseite“ der Komponente liegend bezeichnet werden. Wie hierin verwendet, können an der Oberseite/Unterseite liegend, obere/untere, oberhalb/unterhalb relativ zu einer vertikalen Achse der Figuren gemeint sein und zur Beschreibung des Positionierens von Elementen der Figuren relativ zueinander verwendet werden. Daher sind in einem Beispiel Elemente, die oberhalb von anderen Elementen gezeigt sind, vertikal über den anderen Elementen positioniert. Als noch ein weiteres Beispiel können Formen der Elemente, die innerhalb der Figuren gezeichnet sind, als diese Formen aufweisend bezeichnet werden (z. B. als rund, gerade, eben, gewölbt, abgerundet, gefast, abgewinkelt oder ähnliches). Außerdem können Elemente, die koaxial zueinander sind, in einem Beispiel dementsprechend bezeichnet werden. Ferner können Elemente, die einander schneiden, in mindestens einem Beispiel als schneidende Elemente oder als einander schneidend bezeichnet werden. Ferner kann ein Element, das innerhalb eines anderen Elements oder außerhalb eines anderen Elements gezeigt ist, in einem Beispiel als solches bezeichnet werden. In anderen Beispielen können gegeneinander versetzte Elemente als solche bezeichnet werden.
Die Offenbarung offenbart eine elektrische Achse an, die aufweist: einen elektrischen Motor mit einem Stator und einem Rotor, einen Kühlmittelverteiler, der an einer Endplatte des Rotors montiert ist, wobei der Kühlmittelverteiler eingerichtet ist, ein Kühlmittel zu Rotorkühlmittelleitungen strömen zu lassen, die sich axial durch den Rotor erstrecken, und einen Spritzring, der Kühlmittelleitungen umfasst, die mit dem Kühlmittelverteiler gekoppelt sind, wobei Kühlmittel, das von dem Kühlmittelverteiler zu dem Spritzring strömt, in einer Richtung strömt, die zu einer axialen Richtung abgewinkelt ist, wobei der Spritzring in Umfangsrichtung um axiale Statorendwicklungen herum positioniert ist. Ein erstes Beispiel für die elektrische Achse schließt ferner ein, dass der Kühlmittelverteiler in einen Kühlmantel gepresst ist. Ein zweites Beispiel für die elektrische Achse, das optional das erste Beispiel einschließt, schließt ferner ein, dass der Kühlmantel in Umfangsrichtung orientierte Rippen umfasst. Ein drittes Beispiel für die elektrische Achse, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispielen einschließt, schließt ferner ein, dass der Spritzring ein erster Spritzring ist, und umfasst ferner einen zweiten Spritzring, der an einem Ende des Rotors angeordnet ist, das dem ersten Spritzring entgegengesetzt und distal zu dem Kühlmittelverteiler ist, und wobei der erste Spritzring und der zweite Spritzring Kühlmittel zu einem Außendurchmesser der Endwicklungen lenken. Ein viertes Beispiel für die elektrische Achse, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispielen einschließt, schließt ferner ein, dass der Kühlmittelverteiler mit einem Rotorkanal in Fluidverbindung steht, der in einer Welle des Rotors angeordnet ist, wobei sich der Rotorkanal zu einem Mittelpunkt der Welle erstreckt und Kühlmittel über radiale Kanäle zu einem inneren axialen Kanal strömen lässt, der radial distal zu dem Rotorkanal ist. Ein fünftes Beispiel für die elektrische Achse, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispielen einschließt, schließt ferner ein, dass die Endplatte eine erste Endplatte ist, die an einem ersten Ende des Rotors proximal zu dem Kühlmittelzufuhrverteiler angeordnet ist, und umfasst ferner eine zweite Endplatte, die an einem zweiten Ende distal zu dem Kühlmittelverteiler angeordnet ist, wobei die erste Endplatte und die zweite Endplatte Kühlmittel zu einem Innendurchmesser der Endwicklungen spritzen. Ein sechstes Beispiel für die elektrische Achse, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispielen einschließt, schließt ferner ein, dass der Kühlmittelverteiler mit einem äußeren axialen Kanal, der zwischen dem Stator und einem Gehäuse des elektrischen Motors angeordnet ist, in Fluidverbindung steht. Ein siebtes Beispiel für die elektrische Achse, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispielen einschließt, schließt ferner ein, dass sich der Kühlmittelverteiler außerhalb eines Gehäuses des elektrischen Motors erstreckt.
Die Offenbarung offenbart außerdem ein System an, das einschließt: eine elektrische Achse, einen elektrischen Motor mit einem Stator und einem Rotor, die in einem Gehäuse angeordnet sind, einen Kühlmittelverteiler, der durch eine erste Endkappe des Rotors hindurch eingeführt wird, wobei der Kühlmittelverteiler mit einem ersten Kanal, der zwischen einem Kühlmantel und dem Stator angeordnet ist, und einem zweiten Kanal, der in einer Rotorwelle angeordnet ist, in Fluidverbindung steht, wobei der Kühlmittelverteiler einen radialen Arm umfasst, der sich von einer Mitte der Kühlmittelverteiler aus zu dem zweiten Kanal erstreckt, und einen ersten Spritzring, der angrenzend an der Kühlmittelverteiler und die erste Endkappe angeordnet ist, und einen zweiten Spritzring, der angrenzend an eine zweite Endkappe angeordnet ist, wobei die zweite Endkappe an einem Ende des Rotors, das der ersten Endkappe entgegengesetzt ist, angeordnet ist, wobei der erste Spritzring und der zweite Spritzring eingerichtet sind, Kühlmittel von dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal zu einem Außendurchmesser der Statorendwicklungen zu lenken. Ein erstes Beispiel für das System schließt ferner ein, dass der radiale Arm einen gegabelten Kanal umfasst, der eingerichtet ist, Kühlmittel zu sowohl dem zweiten Kanal als auch dem ersten Spritzring strömen zu lassen. Ein zweites Beispiel für das System, das optional das erste Beispiel einschließt, schließt ferner ein, dass sich ein abgewinkelter Durchlass von dem ersten Spritzring zu dem gegabelten Kanal erstreckt. Ein drittes Beispiel für das System, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispielen einschließt, schließt ferner ein, dass ein Motorsumpfsystem eingerichtet ist, Kühlmittel zu empfangen, das auf die Statorendwicklungen strömen gelassen wurde, wobei das Sumpfsystem eine Pumpe zum Zurückbefördern des Kühlmittels zu einem Wärmetauscher umfasst, wonach das Kühlmittel zu dem Kühlmittelzufuhrverteiler zurückkehrt. Ein viertes Beispiel für das System, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispiele umfasst, schließt ferner ein, dass der Kühlmittelverteiler außerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Ein fünftes Beispiel für das System, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispiele umfasst, schließt ferner ein, dass sich der zweite Kanal zu einem mittleren Abschnitt der Welle erstreckt, und wobei ein übriger Teil der Welle massiv ist. Ein sechstes Beispiel für das System, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispielen einschließt, schließt ferner ein, dass der zweite Kanal verbindende Durchlässe umfasst, die Kühlmittel radial auswärts zu einem inneren axialen Kanal lenken, der mit der ersten Endplatte und der zweiten Endplatte in Fluidverbindung steht. Ein siebtes Beispiel für das System, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispielen einschließt, schließt ferner ein, dass die erste Endplatte und die zweite Endplatte Kühlmittel zu einem Innendurchmesser der Rotorendwicklungen spritzen.
Die Offenbarung offenbart außerdem eine elektrische Achse an, die aufweist: einen elektrischen Motor mit einem Stator und einem Rotor, Rotor-Kühlmittelleitungen, die sich axial durch den Rotor erstrecken, so dass sie über einen endmontierten Kühlmittelverteiler Kühlmittel empfangen und das Kühlmittel axial innerhalb des Rotors zu radial ausgerichteten Strömungsleitungen strömen lassen, die sich mit Kühlmittel-Wärmeübertragungsleitungen verbinden, die radial entlang radial auswärtiger Kanäle innerhalb des radial auswärtigen Abschnitts des Rotors verlaufen, um Wärme von diesem zu übertragen, wobei die radial auswärtigen Rotorkanäle Kühlmittel axial zu den axialen Enden des Rotors und über gerichtete Strömungsöffnungen aus den Rotorenden strömen lassen, wobei sie Kühlmittel auf axiale Endwicklungen des Stators lenken, Spritzring-Kühlmittelleitungen, die Kühlmittelspritzringen, die in Umfangsrichtung um jede von den axialen Statorendwicklungen herum positioniert sind, Kühlmittel zuführen, wobei die Kühlmittelspritzringe Kühlmittel von Kühlmittelleitungen innerhalb eines Trägers des elektrischen Motors oder eines Kühlmittelverteilers des Trägers empfangen, wobei der Kühlmittelverteiler ferner eingerichtet ist, Wärme von den radial äußeren Umfangsflächen des Statorkerns zu übertragen, und die Spritzringe Kühlmittel empfangen und das Kühlmittel aus dem Innenumfang der Spritzringe über gerichtete Strömungsöffnungen der Spritzringe strömen lassen, und ein Motorsumpfsystem, das eingerichtet ist, Kühlmittel zu empfangen, das auf die Statorendwicklungen strömen gelassen wurde, wobei das Sumpfsystem eine Pumpe aufweist, um das Kühlmittel zu einem Wärmetauscher zurückzubefördern, wobei das Kühlmittel zu dem Kühlmittelverteiler zurückkehrt. Ein erstes Beispiel für die elektrische Achse schließt ferner ein, dass der endmontierte Kühlmittelverteiler mit einem Kühlmantel gekoppelt ist, der physisch mit dem Rotor gekoppelt ist. Ein zweites Beispiel für die elektrische Achse, das optional das erste Beispiel einschließt, schließt ferner ein, dass der endmontierte Kühlmittelverteiler einen Spritzarm umfasst, der sich von einer Mitte des endmontierten Kühlmittelverteilers aus zu einem gegabelten Durchlass erstreckt. Ein drittes Beispiel für die elektrische Achse, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispielen einschließt, schließt ferner ein, dass der gegabelte Durchlass Kühlmittel zu einem radial äußeren Kanal und einem abgewinkelten Kanal lenkt, wobei der radial äußere Kanal zwischen dem Stator und dem Träger angeordnet ist, und wobei der abgewinkelte Kanal Kühlmittel auf einen Außendurchmesser der axialen Endwicklungen spritzt.
Die Offenbarung offenbart außerdem eine elektrische Achse an, die aufweist: einen elektrischen Motor mit einem Stator und einem Rotor, einen Kühlmittelverteiler, der an einer Endplatte des Rotors montiert ist, wobei der Kühlmittelverteiler eingerichtet ist, Kühlmittel zu Rotor-Kühlmittelleitungen, die sich axial durch den Rotor erstrecken, strömen zu lassen, und einen ersten Spritzring, der angrenzend an den Kühlmittelverteiler angeordnet ist, und einen zweiten Spritzring, der distal zu dem Kühlmittelverteiler angeordnet ist, wobei der erste Spritzring Kühlmittel über einen inneren Durchlass aus dem Kühlmittelverteiler empfängt und der zweite Spritzring Kühlmittel über einen äußeren Durchlass aus dem Kühlmittelverteiler empfängt. Ein erstes Beispiel für die elektrische Achse schließt ferner ein, dass der erste Spritzring und der zweite Spritzring identisch sind. Ein zweites Beispiel für die elektrische Achse, das optional das erste Beispiel einschließt, schließt ferner ein, dass der erste Spritzring und der zweite Spritzring eine Mehrzahl von Öffnungen umfassen, die sich um einen Umfang des ersten Spritzrings und des zweiten Spritzrings herum erstrecken. Ein drittes Beispiel für die elektrische Achse, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispielen einschließt, schließt ferner ein, dass sich die Mehrzahl von Öffnungen um weniger als die Hälfte des Umfangs des ersten Spritzrings und des zweiten Spritzrings herum erstrecken. Ein viertes Beispiel für die elektrische Achse, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispielen einschließt, schließt ferner ein, dass die Mehrzahl von Öffnungen nur an einem oberen Abschnitt des ersten Spritzrings und des zweiten Spritzrings angeordnet sind. Ein fünftes Beispiel für die elektrische Achse, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispielen einschließt, schließt ferner ein, dass der erste Spritzring und der zweite Spritzring einen Kanal umfassen, der zwischen einander entgegengesetzten Rändern angeordnet ist. Ein sechstes Beispiel für die elektrische Achse, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispielen einschließt, schließt ferner ein, dass der innere Durchlass in Bezug auf eine radiale und eine axiale Richtung abgewinkelt ist, und wobei der äußere Durchlass parallel zu der axialen Richtung ist. Ein siebtes Beispiel für die elektrische Achse, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispielen einschließt, schließt ferner ein, dass der erste Spritzring und der zweite Spritzring eingerichtet sind, Kühlmittel auf einen äußeren Durchmesser der Statorendwicklungen zu spritzen. Ein achtes Beispiel für die elektrische Achse, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispielen einschließt, schließt ferner ein, dass ein Innendurchmesser von Statorendwicklungen über Endplatten des Rotors mit Kühlmittel bespritzt wird, wobei die Endplatte eine von den Endplatten ist.
Die Offenbarung offenbart außerdem ein System an, das einschließt: eine elektrische Achse, einen elektrischen Motor mit einem Stator und einem Rotor, die in einem Gehäuse angeordnet sind, einen Kühlmittelverteiler, der durch eine erste Endkappe des Rotors hindurch eingeführt wird, wobei der Kühlmittelverteiler mit einem ersten Durchlass, der in einer Rotorwelle angeordnet ist, und einem zweiten Durchlass, der zwischen einem Kühlmantel und dem Stator angeordnet ist, in Fluidverbindung steht, wobei der Kühlmittelverteiler einen radialen Arm, der sich von einer Mitte des Kühlmittelverteilers aus zu dem zweiten Kanal erstreckt, umfasst, und einen ersten Spritzring, der angrenzend an den Kühlmittelverteiler und die erste Endkappe angeordnet ist, und einen zweiten Spritzring, der angrenzend an eine zweite Endkappe angeordnet ist, wobei die zweite Endkappe an einem Ende des Rotors, das der ersten Endkappe entgegengesetzt ist, angeordnet ist, wobei der erste Spritzring und der zweite Spritzring eingerichtet sind, Kühlmittel über eine Mehrzahl von Öffnungen von dem zweiten Kanal zu einem Außendurchmesser von Statorendwicklungen zu lenken. Ein erstes Beispiel für das System schließt ferner ein, dass der zweite Durchlass in Bezug auf eine radiale Richtung und eine axiale Richtung abgewinkelt ist. Ein zweites Beispiel für das System, das optional das erste Beispiel einschließt, schließt ferner ein, dass der erste Durchlass parallel zu der axialen Richtung ist. Ein drittes Beispiel für das System, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispielen einschließt, schließt ferner ein, dass der erste Spritzring und der zweite Spritzring gegen eine Innenfläche des Kühlmantels gepresst werden, wobei der Kühlmittelverteiler in eine Öffnung des Kühlmantels eingeführt wird. Ein viertes Beispiel für das System, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispielen einschließt, schließt ferner ein, dass die Mehrzahl von Öffnungen nur an einem oberen Abschnitt des ersten Spritzrings und des zweiten Spritzrings angeordnet sind. Ein fünftes Beispiel für das System, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispiele einschließt, schließt ferner ein, dass jede von der Mehrzahl von Öffnungen einen gleichmäßigen Durchflussflächenquerschnitt umfasst. Ein sechstes Beispiel für das System, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispielen einschließt, schließt ferner ein, dass die Mehrzahl von Öffnungen an einem Boden einer Eintiefung des ersten Spritzrings und des zweiten Spritzrings angeordnet sind.
Die Offenbarung offenbart außerdem eine elektrische Achse an, die aufweist: einen elektrischen Motor mit einem Stator und einem Rotor, Rotorkühlmittelleitungen, die sich axial durch den Rotor erstrecken, so dass sie über einen endmontierten Kühlmittelverteiler Kühlmittel empfangen und das Kühlmittel axial innerhalb des Rotors zu radial ausgerichteten Strömungsleitungen strömen lassen, die sich mit Kühlmittel-Wärmeübertragungsleitungen verbinden, die radial entlang radial auswärtiger Kanäle innerhalb des radial auswärtigen Abschnitts des Rotors verlaufen, um Wärme von diesen zu übertragen, wobei die radial auswärtigen Rotorkanäle Kühlmittel axial zu den axialen Enden des Rotors und über gerichtete Strömungsöffnungen aus den Rotorenden strömen lassen, wobei sie Kühlmittel auf axiale Endwicklungen des Stators lenken, Spritzring-Kühlleitungen, die Kühlmittelspritzringen, die in Umfangsrichtung um jede von den axialen Statorendwicklungen herum positioniert sind, Kühlmittel zuführen, wobei die Kühlmittelspritzringe Kühlmittel von Kühlmittelleitungen innerhalb eines Trägers des elektrischen Motors oder eines Kühlmittelverteiler des Trägers empfangen, wobei der Kühlmittelverteiler ferner eingerichtet ist, Wärme von den radial äußeren Umfangsflächen des Statorkerns zu übertragen, und die Spritzringe Kühlmittel empfangen und das Kühlmittel aus dem Innenumfang der Spritzringe über gerichtete Strömungsöffnungen der Spritzringe strömen lassen, wobei die Spritzring-Kühlmittelleitungen einen abgewinkelten Durchlass, der mit dem ersten Spritzring gekoppelt ist, und einen äußeren radialen Durchlass, der mit einem zweiten Spritzring gekoppelt ist, umfassen, und ein Motorsumpfsystem, das eingerichtet ist, Kühlmittel zu empfangen, das auf die Statorendwicklungen strömen gelassen wurde, wobei das Sumpfsystem eine Pumpe aufweist, um das Kühlmittel zu einem Wärmetauscher zurückzubefördern, wonach das Kühlmittel zu dem Kühlmittelzufuhrverteiler zurückkehrt. Ein erstes Beispiel für die elektrische Achse schließt ferner ein, dass der erste Spritzring und der zweite Spritzring eine Eintiefung umfassen, die zwischen äußeren Rändern angeordnet ist, und wobei eine Mehrzahl von Öffnungen an einem Boden der Eintiefung angeordnet sind. Ein zweites Beispiel für die elektrische Achse, das optional das erste Beispiel einschließt, schließt ferner ein, dass sich die Eintiefung um den gesamten Umfang des ersten Spritzrings und des zweiten Spritzrings erstreckt, und wobei sich die Mehrzahl von Öffnungen um weniger als die Hälfte eines Umfangs des ersten Spritzrings und des zweiten Spritzrings herum erstrecken. Ein drittes Beispiel für die elektrische Achse, das optional eines oder mehrere von den vorangehenden Beispielen umfasst, umfasst ferner, dass die Mehrzahl von Öffnungen jeweils identisch sind.
Die folgenden Ansprüche stellen bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen, die als neuartig und nicht offensichtlich erachtet werden, besonders heraus. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie eine Einbeziehung eines oder mehrerer solcher Elemente einschließen und zwei oder mehr solcher Elemente weder erfordern noch ausschließen. Weitere Kombinationen und Teilkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch eine Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, sei ihr Umfang nun breiter, enger, gleich oder anders als derjenige der ursprünglichen Ansprüche, werden ebenfalls als innerhalb des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 63/182720 [0001]

Claims

Elektrische Achse, umfassend: einen elektrischen Motor mit einem Stator und einem Rotor; einen Kühlmittelverteiler, der an einer Endplatte des Rotors montiert ist, wobei der Kühlmittelverteiler eingerichtet ist, Kühlmittel zu Rotor-Kühlmittelleitungen, die sich axial durch den Rotor erstrecken, strömen zu lassen; und einen Spritzring, der Kühlmittelleitungen umfasst, die mit dem Kühlmittelverteiler gekoppelt sind, wobei Kühlmittel, das von dem Kühlmittelverteiler zu dem Spritzring strömt, in einer Richtung strömt, die zu einer axialen Richtung abgewinkelt ist, wobei der Spritzring in Umfangsrichtung um axiale Statorendwicklungen herum positioniert ist.
Elektrische Achse nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kühlmittelverteiler in einen Kühlmantel gepresst ist.
Elektrische Achse nach Anspruch 2, wobei der Kühlmantel in Umfangsrichtung orientierte Rippen umfasst.
Elektrische Achse nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Spritzring ein erster Spritzring ist, ferner einen zweiten Spritzring umfassend, der an einem Ende des Rotors entgegengesetzt zu dem ersten Spritzring und distal zu dem Kühlmittelverteiler angeordnet ist, und wobei der erste Spritzring und der zweite Spritzring Kühlmittel zu einem Außendurchmesser der Endwicklungen lenken.
Elektrische Achse nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kühlmittelverteiler mit einem Rotorkanal in Fluidverbindung steht, der in einer Welle des Rotors angeordnet ist, wobei sich der Rotorkanal zu einem Mittelpunkt der Welle erstreckt und Kühlmittel über radiale Kanäle zu einem inneren axialen Kanal, der radial distal zu dem Rotorkanal ist, strömen lässt.
Elektrische Achse nach Anspruch 5, wobei die Endplatte eine erste Endplatte ist, die an einem ersten Ende des Rotors proximal zu dem Kühlmittelverteiler angeordnet ist, ferner eine zweite Endplatte umfassend, die an einem zweiten Ende distal zu dem Kühlmittelverteiler angeordnet ist, wobei die erste Endplatte und die zweite Endplatte Kühlmittel zu einem Innendurchmesser der Endwicklungen spritzen.
Elektrische Achse nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Kühlmittelverteiler mit einem äußeren axialen Kanal, der zwischen dem Stator und einem Gehäuse des elektrischen Motors angeordnet ist, in Fluidverbindung steht.
Elektrische Achse nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich der Kühlmittelverteiler außerhalb eines Gehäuses des elektrischen Motors erstreckt.
System, umfassend: eine elektrische Achse; einen elektrischen Motor, der einen Stator und einen Rotor einschließt, die in einem Gehäuse angeordnet sind; einen Kühlmittelverteiler, der durch eine erste Endkappe des Rotors hindurch eingeführt ist, wobei der Kühlmittelverteiler mit einem ersten Kanal, der zwischen einem Kühlmantel und dem Stator angeordnet ist, und einem zweiten Kanal, der in einer Rotorwelle angeordnet ist, in Fluidverbindung steht, wobei der Kühlmittelverteiler einen radialen Arm umfasst, der sich von einer Mitte der Kühlmittelverteiler aus zu dem zweiten Kanal erstreckt; und einen ersten Spritzring, der angrenzend an den Kühlmittelverteiler und die erste Endkappe angeordnet ist, und einen zweiten Spritzring, der angrenzend an eine zweite Endkappe angeordnet ist, wobei die zweite Endkappe an einem Ende des Rotors entgegengesetzt zu der ersten Endkappe angeordnet ist, wobei der erste Spritzring und der zweite Spritzring eingerichtet sind, Kühlmittel aus dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal zu einem Außendurchmesser von Statorendwicklungen zu lenken.
System nach Anspruch 9, wobei der radiale Arm einen gegabelten Kanal umfasst, der eingerichtet ist, Kühlmittel zu sowohl dem zweiten Kanal als auch dem ersten Spritzring strömen zu lassen.
System nach Anspruch 10, wobei sich ein abgewinkelter Durchlass von dem ersten Spritzring zu dem gegabelten Kanal erstreckt.
System nach einem der Ansprüche 9 bis 11, ferner ein Motorsumpfsystem umfassend, das eingerichtet ist, Kühlmittel zu empfangen, das auf die Statorendwicklungen strömen gelassen wurde, wobei das Sumpfsystem eine Pumpe zum Zurückbefördern des Kühlmittels zu einem Wärmetauscher umfasst, wonach das Kühlmittel zu der Kühlmittelverteiler zurückkehrt.
System nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Kühlmittelverteiler außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
System nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei sich der zweite Kanal zu einem mittleren Bereich der Welle erstreckt, und wobei ein übriger Teil der Welle massiv ist.
System nach Anspruch 14, wobei der zweite Kanal verbindende Durchlässe umfasst, die Kühlmittel radial auswärts zu einem inneren axialen Kanal lenken, der mit der ersten Endplatte und der zweiten Endplatte in Fluidverbindung steht, wobei die erste Endplatte und die zweite Endplatte Kühlmittel auf einen Innendurchmesser der Rotorendwicklungen spritzen.