JP2013526264A

JP2013526264A - 電気機械冷却システム及び方法

Info

Publication number: JP2013526264A
Application number: JP2013509242A
Authority: JP
Inventors: ブラッドレイディー．チェンバリン，; ジェームスラミー，; クーンフーンワン，; クレメンスバーガー，
Original assignee: レミーテクノロジーズ，エルエルシー
Priority date: 2010-05-04
Filing date: 2011-05-04
Publication date: 2013-06-20
Also published as: US20110273040A1; CN102934334A; EP2567449A2; MX2012011570A; KR20130070586A; WO2011140277A2; WO2011140277A3

Abstract

本発明は回転子アセンブリを含んだ電気機械を提供する。一実施形態では、回転子アセンブリは複数の回転子ラミネーションを含むことができ、これらの回転子ラミネーションには、これらの回転子ラミネーションの一部を貫通して配置された少なくとも１つの第１の開口が含まれる。一実施形態では、第１の開口は、回転子アセンブリが実質的に組み立てられると、少なくとも１つの磁石通路を形成することができる。これらの磁石通路の各々に少なくとも１つの永久磁石を配置できる。一実施形態では、いくつかのラミネーションの一部を貫通して、Ｑ軸に沿って、且つ、少なくとも１つの磁石通路に隣接して、少なくとも１つの第２の開口を配置できる。また、これらの第２の開口は、回転子アセンブリが実質的に組み立てられると、少なくとも１つの第１の冷媒通路が形成されるように形作り且つ構成することも可能である。
【選択図】図８

Description

関連出願

[0001]本出願は、それぞれ２０１０年５月２１日及び２０１０年５月４日に出願した、参照によりその出願の全ての内容が本明細書に組み込まれている米国特許仮出願第６１／３４７２７６号及び６１／３３１１７９号の優先権を主張するものである。

[0002]ハウジングの機械中空部内にしばしば含まれている電気機械には、通常、固定子及び回転子が含まれている。電気機械を運転している間、固定子及び回転子の両方、並びに電気機械の他のコンポーネント（構成要素）によってかなりの量の熱エネルギーが生成される。いくつかの電気機械は、回転子に配置された少なくとも１つの磁石を含むことができる。多くの機械では、回転子の中の磁石を適切に冷却することは困難である。磁石は、冷たければ冷たいほど、機械の性能を改善することができる。さらに、磁石をより冷たい温度に維持することにより、それらの減磁のおそれを小さくすることができる。

[0003]本発明のいくつかの実施形態によれば、回転子アセンブリを含んだ電気機械が提供される。いくつかの実施形態では、回転子アセンブリは複数の回転子ラミネーション（回転子積層体）を含むことができ、これらの回転子ラミネーションには、これらの回転子ラミネーションの少なくとも一部を貫通して配置された少なくとも１つの第１の開口が含まれている。いくつかの実施形態では、第１の開口は、回転子アセンブリが少なくとも部分的に組み立てられると、少なくとも１つの磁石通路を形成することができる。これらの磁石通路の各々に少なくとも１つの永久磁石を配置することができる。いくつかの実施形態では、いくつかのラミネーションの一部を貫通して、Ｑ軸に沿って、且つ、少なくとも１つの磁石通路に隣接して、少なくとも１つの第２の開口を配置することができる。また、これらの第２の開口は、回転子アセンブリが実質的に組み立てられると、少なくとも１つの第１の冷媒通路が形成されるように形作り、且つ、構成することも可能である。

[0004]本発明のいくつかの実施形態は、固定子エンドターンを含むことができる固定子アセンブリ及び回転子アセンブリを含んだ電気機械を提供することができる。いくつかの実施形態では、モジュールハウジングは電気機械を囲むことができ、また、モジュールハウジングの少なくとも一部は機械中空部を画定することができる。いくつかの実施形態では、回転子アセンブリは、少なくとも１つの磁石通路及び少なくとも１つの第１の冷媒通路を含むことができる。いくつかの実施形態では、磁石通路及び第１の冷媒通路は、回転子アセンブリの少なくとも一部を貫通して実質的に軸方向に延在させることができる。いくつかの実施形態では、永久磁石は磁石通路の中に配置することができる。さらに、いくつかの実施形態では、第１の冷媒通路は、Ｑ軸に沿って、磁石通路に隣接して配置することができ、また、少なくとも１つの冷媒ガイドを回転子アセンブリに作動的に結合することができる。

本発明の一実施形態による電気機械モジュールの横断面図である。電気機械モジュールに使用するための従来の回転子ラミネーションの側面図である。本発明の一実施形態による電気機械の横断面図である。図３の電気機械モジュールに使用するための本発明の一実施形態による回転子ラミネーションの側面図である。図３の電気機械モジュールに使用するための本発明の一実施形態による回転子ラミネーションの他の側面図である。図５Ａの回転子ラミネーションの部分側面図である。図３の電気機械モジュールに使用するための本発明の他の実施形態による回転子ラミネーションの側面図である。図６Ａの回転子ラミネーションの部分側面図である。本発明の一実施形態による電気機械の部分横断面図である。本発明の一実施形態による電気機械の部分横断面図である。本発明の一実施形態による電気機械の部分横断面斜視図である。本発明の一実施形態による冷媒ガイドを示す図である。本発明の一実施形態による冷媒ガイドを示す図である。

[0017]本発明のすべての実施形態を詳細に説明する前に、本発明の用途は、以下の説明の中で示されている、或いは以下の図面に実例で示されているコンポーネントの構造及び配置の詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、また、様々な方法で実践し、或いは実行することができる。また、本明細書において使用されている言い回し及び専門用語は、説明のためのものであり、本発明を制限するものと見なしてはならないことを理解されたい。本明細書における「含む」、「備えている」又は「有する」及びそれらの変化の使用は、その後に挙げられているアイテム及びそれらの等価物並びに追加アイテムを包含することを意味している。他に特記されていない限り、或いは限定されていない限り、「取り付けられた」、「接続された」、「支持された」及び「結合された」という用語並びにそれらの変化は、広義に使用されており、直接的な取付け、接続、支持及び結合と、間接的な取付け、接続、支持及び結合の両方が包含されている。さらに、「接続された」及び「結合された」は、物理的又は機械的な接続或いは結合に限定されない。

[0018]以下の説明は、当業者による本発明の実施形態の構築及び使用を可能にするために提供されたものである。当業者には、実例で示されているこれらの実施形態に対する様々な修正が容易に明らかであり、また、本発明の実施形態から逸脱することなく、本明細書における一般原理を他の実施形態及び用途に適用することが可能である。したがって本発明の実施形態には、示されている実施形態に限定されることは意図されておらず、本明細書において開示されている原理及び特徴と無矛盾の最も広い範囲と一致することが意図されている。以下の詳細な説明は、異なる図における同様の構成要素は同様の参照数表示を有する図を参照しながら読まれたい。図は、必ずしもスケール通りに描かれていないが、選択された実施形態を示したものであり、本発明の実施形態の範囲を制限することは意図されていない。当業者は、本明細書において提供されている例は、本発明の実施形態の範囲内である多くの有用な代替を有していることを認識されよう。

[0019]図１は、本発明の一実施形態による電気機械モジュール１０を示したものである。モジュール１０は、スリーブ部材１４、第１のエンドキャップ１６及び第２のエンドキャップ１８を備えたモジュールハウジング１２を含むことができる。電気機械２０は、スリーブ部材１４及びエンドキャップ１６、１８によって少なくとも部分的に画定された機械中空部２２内に収納することができる。例えばスリーブ部材１４及びエンドキャップ１６、１８は、従来のファスナ（図示せず）又は他の適切な結合方法を介して結合し、電気機械２０の少なくとも一部を機械中空部２２内に封ずることができる。いくつかの実施形態では、ハウジング１２は、実質的に円筒状のキャニスタ及び単一のエンドキャップ（図示せず）を備えることができる。さらに、いくつかの実施形態では、スリーブ部材１４及びエンドキャップ１６、１８を含んだモジュールハウジング１２は、それらに限定されないが、アルミニウム又は他の金属などの熱伝導特性を一般に含むことができる材料、及び電気機械の動作温度に一般に耐えることができる材料からなっていてもよい。いくつかの実施形態では、ハウジング１２は、鋳造、成形、押出し及び他の同様の製造方法を始めとする異なる方法を使用して製造することができる。

[0020]電気機械２０は、それらに限定されないが、ハイブリッド電動機などの電動機、発電機又は車両交流電源であってもよい。一実施形態では、電気機械２０は、ハイブリッド車両用途のための高電圧ヘアピン（ＨＶＨ）電動機又は内部永久磁石電動機であってもよい。

[0021]電気機械２０は、回転子アセンブリ２４、固定子エンドターン２８を含んだ固定子アセンブリ２６及び軸受３０を含むことができ、また、出力軸３４の周りに配置することができる。図１に示されているように、固定子２６は、回転子２４の一部を実質的に取り囲むことができる。いくつかの実施形態では、電気機械２０は、回転子ハブ３２を含むことも可能であり、或いは「ハブなし」設計を有することができる（図示せず）。

[0022]それらに限定されないが、回転子２４、固定子アセンブリ２６及び固定子エンドターン２８などの電気機械２０のコンポーネントは、電気機械２０が動作している間、熱を発生する。これらのコンポーネントは、電気機械２０の性能を高くし、且つ、寿命を長くするために冷却することができる。

[0023]いくつかの実施形態では、回転子アセンブリ２４は、複数の回転子ラミネーション３８を備えることができる。図２に示されているように、いくつかの実施形態では、これらの回転子ラミネーション３８のうちの少なくともいくつかは、第１の開口４０を含むことができる。いくつかの実施形態では、第１の開口４０は、概ね円形の形状を備えることができ、また、他の実施形態では、開口４０は、長方形、正方形、スロット様形状、楕円形及び他の正則及び／又は非正則多角形などの他の形状を備えることができる。さらに、いくつかの実施形態では、いくつかのラミネーション３８は、いくつかの形状の組合せを備えた第１の開口４０を含むことができる（つまり１つのラミネーション３８が正方形の開口、円形の開口、長方形の開口、等々を含むことができる）。

[0024]いくつかの実施形態では、回転子アセンブリ２４の少なくとも一部を形成するために回転子ラミネーション３８が実質的に組み立てられると、少なくとも１つの永久磁石４２を回転子アセンブリ２４の中に収納することができるよう、第１の開口４０が実質的に整列して少なくとも１つの磁石通路４３を形成することができる。いくつかの実施形態では、第１の開口４０及び磁石通路４３は、磁石４２を磁石通路４３に配置した後に一連の磁極が確立されるように構成することができる。いくつかの実施形態では、プラスチック、鋼、充填金属を備えた鋼、等々などの充填材料３６を磁石４２の周りに配置（例えば注入又は導入）し、磁石４２を磁石通路４３内に固着することができる。

[0025]いくつかの実施形態では、第２の開口４４は、図３に示されているように、一部又はすべての回転子ラミネーション３８の中に、磁石４２の位置に隣接して配置することができる。例えば１つ又は複数の第１の冷媒通路４６は、回転子アセンブリ２４の少なくとも一部を貫通して生成することができる。いくつかの実施形態では、ラミネーション３８は、図３に示されているように、個々のラミネーション３８中の第２の開口４４が整列して、回転子アセンブリ２４の軸方向の長さ全体にわたって（つまり回転子アセンブリ２４の一方の軸方向の側から回転子２４のもう一方の軸方向の側まで）延在する第１の冷媒通路４６を生成することができるように配置し、且つ、構成することができる。他の実施形態では、一部又はすべての第１の冷媒通路４６は、回転子アセンブリ２４を貫通して、回転子アセンブリ２４の軸方向の長さ未満にわたって延在させることができる（図示せず）。いくつかの実施形態では、第１の冷媒通路４６は、図４、５Ｂ及び６Ｂに示されているように、個々のラミネーション３８中のいくつかの磁石４２と磁石４２の間に配置することができる。いくつかの実施形態では、第２の開口４４、延いては冷媒通路４６は、個々のラミネーション３８全体を通して対称又は非対称のいずれかで配置することができる（つまり磁石４２の個々のセットの間のほぼ同じ位置、又は磁石４２と磁石４２の間の異なる位置に個々の第２の開口４４を配置することができる）。さらに、いくつかの実施形態では、複数の第１の冷媒通路４６のうちの少なくともいくつかは、機械中空部２２と流体連通させることができる。

[0026]いくつかの実施形態では、第１の冷媒通路４６は、概ね１つ又は複数のＱ軸４８に沿って配置することができる。図２及び４に最も良好に示されているように、Ｑ軸４８は、磁石４２の２つのセットの間のほぼ中間に配置することができる（つまり磁極中心線から約９０電気角度）。いくつかの実施形態では、Ｑ軸４８は、回転子アセンブリ２４の一般に磁気活性部分を備えることができる。例えば、いくつかの実施形態では、磁石４４によって生成される磁束の少なくとも一部は、Ｑ軸４８の周りを流れることができ、或いはＱ軸４８を貫通して流れることができ、及び／又はＱ軸４８に沿って流れることができる。

[0027]図１を参照すると、いくつかの実施形態では、モジュールハウジング１２は冷媒ジャケット５０を含むことができる。いくつかの実施形態では、スリーブ部材１４は冷媒ジャケット５０を備えることができる。いくつかの実施形態では、冷媒ジャケット５０は、電気機械２０の少なくとも一部を実質的に取り囲むことができる。いくつかの実施形態では、冷媒ジャケット５０は、固定子エンドターン２８を含む固定子アセンブリ２６の外径の少なくとも一部を実質的に取り囲むことができる。

[0028]さらに、いくつかの実施形態では、冷媒ジャケット５０は、伝達流体、エチレングリコール、エチレングリコール／水混合物、水、油、モータ油又は同様の物質を含むことができる冷媒を含有することができる。冷媒ジャケット５０は、冷媒を冷媒ジャケット５０中に分散させる前に、或いは冷媒を冷媒ジャケット５０中に分散させる際に冷媒を加圧することができる冷媒源（図示せず）と流体連通させることができ、したがって加圧された冷媒を冷媒ジャケット５０を介して循環させることができる。

[0029]また、いくつかの実施形態では、モジュールハウジング１２は、冷媒ジャケット５０を機械中空部２２と流体連通させることができるよう、冷媒開口５２を含むことも可能である。いくつかの実施形態では、これらの冷媒開口５０は、実質的に固定子エンドターン２８に隣接して配置することができる。例えば、いくつかの実施形態では、加圧された冷媒が冷媒ジャケット５０を介して循環する際に、冷媒開口５２を介して冷媒の少なくとも一部を冷媒ジャケット５０から流出させ、且つ、機械中空部２２に流入させることができる。また、いくつかの実施形態では、冷媒を固定子エンドターン２８に接触させることも可能であり、それにより少なくとも部分的に冷却することができる。冷媒開口５２から流出すると、冷媒の少なくとも一部は機械中空部２２を通って流れ、様々なモジュール１０エレメントと接触することができ、それにより、いくつかの実施形態ではモジュール１０を少なくとも部分的に冷却することができる。

[0030]いくつかの実施形態では、冷媒の追加体積を回転子ハブ３２から排出することも、又は回転子ハブ３２に隣接する部分から排出することも可能であり、或いは出力軸３４から排出することも可能である。例えば、いくつかの実施形態では、出力軸冷媒通路（図示せず）は、機械中空部２２に流体連通させることができる回転子ハブ冷媒通路（図示せず）を使用して冷媒源（図示せず）に流体接続することができる。したがって冷媒を回転子ハブ３６及び／又は出力軸３４から分散させることができる。回転子ハブ３６の近傍から排出される冷媒の少なくとも一部は、ハウジング１２に向かって半径方向に外側に流れることができる（例えば遠心力によって）。いくつかの実施形態では、冷媒開口５２から流出する冷媒と同様、冷媒の追加体積は機械中空部２２を通って流れることができ、また、様々なモジュール１０エレメントと接触することができ、それにより、いくつかの実施形態ではモジュール１０を少なくとも部分的に冷却することができる。

[0031]いくつかの実施形態では、冷媒開口５２を介して機械中空部２２及び／又は任意の他の入口点に流入した冷媒の少なくとも一部は、図３及び７に矢印で示されているように、第１の冷媒通路４６を通過することができる。いくつかの実施形態では、冷媒は、第１の冷媒通路４６を通っていずれかの軸方向に流れることができる（つまり右から左へ、或いは左から右へ）。さらに、図３及び７に関して、複数の第１の冷媒通路４６を備えたいくつかの実施形態では、冷媒は、第１の冷媒通路４６を通って、実質的に同時に複数の方向に流れることができる（つまり冷媒は、第１の冷媒通路を通って左から右の方向に流れ、また、冷媒は、実質的にそれと同時に第２の冷媒通路を通って右から左の方向に流れる）。このような向流冷却は、軸方向の温度勾配を小さくすることができる。

[0032]いくつかの実施形態では、冷媒が第１の冷媒通路４６を通って流れる際に、回転子ラミネーション３８から熱エネルギーを除去することができ、それにより磁石４２の周囲の熱の量を少なくとも部分的に少なくすることができる（つまり電気機械１２の運転から少なくとも部分的に熱を少なくすることができる）。いくつかの実施形態では、磁石４２の周囲の熱エネルギーが少なくなると、電気機械１２は、より高い性能レベルで動作することができる。さらに、磁石４２から熱を抽出することにより、磁石３４の減磁の傾向を同じく小さくすることができる。いくつかの実施形態では、冷媒は、第１の冷媒通路４６の少なくとも一部を通って流れた後、機械中空部２２にもう一度流入し、そこでモジュール１０の他のエレメントに接触することができ、それによりモジュール１０を冷却することができる。

[0033]いくつかの実施形態では、Ｑ軸４８に沿って、及び／又はＱ軸４８に隣接して少なくともいくつかの第１の冷媒通路４６を配置することにより、第１の冷媒通路４６を通って流れる冷媒は、複数の磁石４２からほぼ同時に熱を抽出することができる。さらに、いくつかの用途では、Ｑ軸に沿った第１の冷媒通路４６を含むことにより、機械の性能に対する影響を認識することができない程度まで最小化することができる。さらに、回転子アセンブリ２４に追加される第１の冷媒通路４６は、回転子アセンブリ２４の慣性モーメント及び質量を小さくすることができ、したがっていくつかの用途では有利である。

[0034]また、いくつかの実施形態では、回転子アセンブリ２４は、少なくとも１つの第２の冷媒通路５４を備えることも可能である。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの第２の冷媒通路５４は、図６Ａ及び６Ｂに示されているように、いくつかの第１の開口４０の中に配置することができる。より詳細には、いくつかの実施形態では、第２の冷媒通路５４は、一部又はすべての第１の開口４０中の充填材料３６のいくつかの部分を貫通して生成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、第１の開口４０を備えた磁石４２が配置され、且つ、第１の開口４０に充填材料３６が加えられると、第２の冷媒通路５４を生成することができる（つまり穿孔し、或いは形成することができる）。いくつかの実施形態では、第２の冷媒通路５４は、実質的に回転子アセンブリ２４の軸方向の距離にわたって延在させることができ、また、機械中空部２２と流体連通させることができる。他の実施形態では、第２の冷媒通路５４は、回転子アセンブリ２４の軸方向の距離未満にわたって延在させることができ、また、第２の冷媒通路５４の少なくとも一方の端部は、機械中空部２２と流体連通させることができる。いくつかの実施形態では、冷媒通路４６と同様、冷媒の少なくとも一部は、既に言及したように、磁石を冷却するために第２の冷媒通路５４を通って流れることができる。いくつかの実施形態では、回転子アセンブリ２４は、冷媒の少なくとも一部が冷媒通路４６、５４の両方を通って流れることができるよう、少なくとも１つの第１の冷媒通路４６及び少なくとも１つの第２の冷媒通路５４を備えることができる。

[0035]さらに、いくつかの実施形態では、磁石４２は、磁石通路４３の少なくとも１つの内壁５６に結合することができる。いくつかの実施形態では、この結合は、モジュール１０が充填材料３６を必要とすることなく機能することができるよう、磁石４２を内壁５６に結合するための接着剤又は従来のファスナを備えることができる。したがって、いくつかの実施形態では、冷媒の少なくとも一部は、磁石４２の直近にある磁石通路４３のいくつかの部分を通って循環することができ、それにより磁石の冷却をさらに改善することができる。

[0036]いくつかの実施形態では、冷媒の少なくとも一部を第１の冷媒通路４６及び／又は第２の冷媒通路５４に向けて案内し、導き、及び／又は強制することができるよう、回転子アセンブリ２４の少なくとも一方の軸方向の端部に平衡リング及び／又は冷媒ガイド５８を配置することができる。図３及び７の矢印によって反映されているように、いくつかの実施形態では、冷媒ガイド５８は、機械２０の運転中に生成される遠心力により、冷媒を冷媒通路４６、５４へ案内することができる。したがって機械中空部２２に供給される冷媒は、冷媒通路４６、５４に到達することができる。さらに、いくつかの実施形態では、冷媒ガイド５８は、冷媒通路４６、５４から流出する冷媒の案内を促進することも可能である。例えば、いくつかの実施形態では、冷媒ガイド５８は、一般に、図３に示されているように、固定子エンドターン２２に向けて冷媒を導くことができる。

[0037]図３及び７〜１０に示されているように、いくつかの実施形態では、冷媒ガイド５８は、冷媒ガイド５８が回転子アセンブリ２４と実質的に同期して回転することができるよう、回転子アセンブリ２４の少なくとも一方の軸方向の端部に作動的に結合された概ね環状の部材を備えることができる。いくつかの実施形態では、冷媒ガイド５８は、正方形、長方形、半球面形、楕円形、正則及び／又は非正則多角形、或いはそれらの組合せなどの他の形状を含むことができる。さらに、いくつかの実施形態では、冷媒ガイド５８は、冷媒が冷媒通路４６、５４の個々の連続指標で（例えばいくつかの磁石極で）概ね逆方向に流れることができるように構成することができる。したがって冷媒ガイド５８は、回転子アセンブリ２４の軸方向の第１の一方の端部で冷媒を実質的に内側に向かって導き、且つ、軸方向の第２の端部で冷媒を実質的に外側に向かって案内する流れと、次に、回転子の軸方向の第１の端部で冷媒を外側に向かって案内し、且つ、軸方向の第２の端部で冷媒を内側に向かって導く流れとの間で交互に切り換えることができる（つまり概ね交互構成にすることができる）。

[0038]いくつかの実施形態では、冷媒ガイド５８は、複数の構成を備えることができる。例えば、図８に示されているように、冷媒ガイド５８は、冷媒通路４６、５４を通って流れる冷媒の一部をモジュール１０の他のいくつかの部分（例えば固定子エンドターン２８）に向けて導くために、冷媒ガイド５８の一部を貫通する少なくとも１つの開口６０を含むことができる。さらに、いくつかの実施形態では、冷媒ガイド５８は、図９及び１０Ａ並びに１０Ｂに示されているように、テクスチャ表面つまり「波状」表面を備えることができる。例えば波状表面の頂６２は、冷媒を冷媒通路４６、５４に向かって導くことができ、また、波状表面の谷６４は、冷媒を冷媒通路４６、５４から遠ざかる方向に外側に向かって導くことができる。いくつかの実施形態では、頂６２及び谷６４は、実質的に円周方向に交互に切り換えることができる。いくつかの実施形態では、冷媒ガイド５８は、頂６２、谷６４及び開口６０並びにそれらの任意の組合せを備えることができる。

[0039]いくつかの実施形態では、冷媒ガイド５８は、鋼、アルミニウム、プラスチック又は任意の他の適切な材料を備えることができる。いくつかの実施形態では、冷媒ガイド５８は、回転子ラミネーション３８及び／又は回転子ハブ３２に直接統合することができる。他の実施形態では、冷媒ガイド５８は、回転子アセンブリ２４及び／又は回転子ハブ３２の軸方向のいずれかの端部に固着される二次コンポーネントであってもよい。一実施形態では、冷媒ガイド５８は、磁石をスロット内に固着するために使用される充填材料３６と直接統合することができる。したがって冷媒ガイド５８は、磁石の軸方向の端部のうちの少なくとも一方を覆う「エンドキャップ」として機能することができる。

[0040]以上、本発明について、特定の実施形態及び例に関連して説明したが、本発明は必ずしもそれらに限定されないこと、また、多くの他の実施形態、例、使用法、修正、並びにこれらの実施形態、例及び使用法からの逸脱は、本明細書に添付されている特許請求の範囲に包含されることが意図されていることは当業者には理解されよう。本明細書に記載されている個々の特許及び刊行物の開示は、すべて、参照により、個々のこのような特許又は刊行物が参照によってあたかも本明細書に個々に組み込まれているものとして組み込まれている。本発明の様々な特徴及び利点は、以下の特許請求の範囲に示されている。

Claims

回転子アセンブリを含む電気機械を備える電気機械モジュールであって、
前記回転子アセンブリが、
複数の回転子ラミネーションであって、前記複数の回転子ラミネーションのうちの少なくともいくつかが、該回転子ラミネーションの一部を貫通して配置された少なくとも１つの第１の開口を備える、複数の回転子ラミネーションを含でおり、
前記第１の開口が、前記回転子アセンブリが実質的に組み立てられると、少なくとも１つの磁石通路が形成されるように形作られ且つ構成され、前記少なくとも１つの磁石通路には少なくとも１つの永久磁石が配置され、
前記複数の回転子ラミネーションの少なくともいくつかの一部を貫通して、Ｑ軸に沿って、且つ、少なくとも１つの磁石通路に隣接して、少なくとも１つの第２の開口が配置され、
前記第２の開口が、前記回転子アセンブリが少なくとも部分的に組み立てられると、少なくとも１つの第１の冷媒通路が形成されるように形作られ且つ構成されている、電気機械モジュール。
前記磁石通路の少なくともいくつかに充填材料をさらに備える、請求項１に記載の電気機械モジュール。
前記充填材料の一部を貫通して画定された第２の冷媒通路をさらに備える、請求項２に記載の電気機械モジュール。
前記回転子アセンブリの少なくとも一部を取り囲んでいる固定子アセンブリをさらに備える、請求項１に記載の電気機械モジュール。
モジュールハウジング及び前記モジュールハウジングのいくつかの部分によって少なくとも部分的に画定された機械中空部をさらに備え、前記電気機械の少なくとも一部が前記モジュールハウジングによって囲まれ、且つ、前記機械中空部内に配置されている、請求項１に記載の電気機械モジュール。
前記モジュールハウジングの一部に配置された、前記電気機械の一部を実質的に取り囲むように構成された冷媒ジャケットと、前記冷媒ジャケットが前記機械中空部と流体連通するよう、前記機械中空部の一部を貫通して画定された少なくとも１つの冷媒開口とをさらに備える、請求項５に記載の電気機械モジュール。
前記第１の冷媒通路が前記機械中空部と流体連通している、請求項６に記載の電気機械モジュール。
前記回転子アセンブリの軸方向の端部に作動的に結合された少なくとも１つの冷媒ガイドをさらに備える、請求項１に記載の電気機械モジュール。
固定子エンドターンを有する固定子アセンブリと、回転子アセンブリとを含んだ電気機械であって、前記固定子アセンブリが前記回転子アセンブリの少なくとも一部を取り囲んでいる、電気機械と、
前記電気機械を囲んでいるモジュールハウジングであって、その少なくとも一部が機械中空部を画定し、前記回転子アセンブリが少なくとも１つの磁石通路及び少なくとも１つの第１の冷媒通路を含み、前記少なくとも１つの磁石通路及び少なくとも１つの第１の冷媒通路が、前記回転子アセンブリの少なくとも一部を貫通して軸方向に延在する、モジュールハウジングと、
前記少なくとも１つの磁石通路に配置された少なくとも１つの永久磁石であって、前記少なくとも１つの第１の冷媒通路が、Ｑ軸に沿って、前記少なくとも１つの磁石通路に隣接して配置された部分を有する、少なくとも１つの永久磁石と、
前記回転子アセンブリに作動的に結合された少なくとも１つの冷媒ガイドと
を備える電気機械モジュール。
前記少なくとも１つの永久磁石の直近にある前記磁石通路に配置された充填材料をさらに備える、請求項９に記載の電気機械モジュール。
前記回転子アセンブリが少なくとも１つの第２の冷媒通路をさらに備える、請求項１０に記載の電気機械モジュール。
前記モジュールハウジングの一部に配置された、前記電気機械の一部を実質的に取り囲むように構成された冷媒ジャケットと、前記冷媒ジャケットが前記機械中空部と流体連通するよう、前記機械中空部の一部を貫通して画定された少なくとも１つの冷媒開口とをさらに備える、請求項９に記載の電気機械モジュール。
前記少なくとも１つの第１の冷媒通路及び前記少なくとも１つの磁石通路が前記機械中空部と流体連通している、請求項９に記載の電気機械モジュール。
前記回転子アセンブリが、２つの軸方向の端部及び前記回転子アセンブリの前記軸方向の端部の各々に作動的に結合された少なくとも１つの冷媒ガイドを備える、請求項９に記載の電気機械モジュール。
前記回転子アセンブリの前記軸方向の端部のうちの一方に作動的に結合された前記冷媒ガイドの少なくとも１つが少なくとも１つの開口を備える、請求項１４に記載の電気機械モジュール。
前記回転子アセンブリの前記軸方向の端部のうちの一方に作動的に結合された前記冷媒ガイドの少なくとも１つの一部が、前記固定子エンドターンに向けて冷媒を導くように形作られ且つ構成されている、請求項１４に記載の電気機械。
前記回転子アセンブリの前記軸方向の端部のうちの一方に作動的に結合された前記冷媒ガイドの少なくとも１つの一部が、前記第１の冷媒通路及び前記磁石通路のうちの少なくとも一方に冷媒を導くように形作られ且つ構成されている、請求項１４に記載の電気機械モジュール。
電気機械モジュールを冷却する方法であって、
回転子アセンブリを含んだ電気機械を用意するステップと、
前記回転子アセンブリの一部を貫通して少なくとも１つの磁石通路を配置するステップと、
前記少なくとも１つの磁石通路に少なくとも１つの永久磁石を挿入するステップと、
前記回転子アセンブリの少なくとも一部を貫通して、実質的にＱ軸に沿って、且つ、前記少なくとも１つの磁石通路に隣接して少なくとも１つの第１の冷媒通路を配置するステップと
を含む方法。
実質的に前記少なくとも１つの磁石通路内に充填材料を配置するステップと、前記充填材料の一部を貫通する少なくとも１つの第２の冷媒通路を提供するステップとをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
少なくとも１つの冷媒ガイドを前記回転子アセンブリに作動的に結合するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。