JP7364602B2

JP7364602B2 - 誘電伝熱流体によって冷却される電気機械

Info

Publication number: JP7364602B2
Application number: JP2020570495A
Authority: JP
Inventors: アランカルボン，; ジュリアンボリー，
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2023-10-18
Anticipated expiration: 2039-05-27
Also published as: CN112272914A; WO2019243000A1; FR3083033B1; US20210268893A1; EP3811503A1; JP2021527387A; FR3083033A1

Description

本発明は、一般に、電子技術および自動車両の分野に関し、より具体的には、電気またはハイブリッド自動車両用の電気機械に関する。

電気またはハイブリッド車両用の電気機械、特にそのような車両の伝動システムにトルクを供給するそれら車両のモータは、高性能の冷却システムを必要とする。

文献ＣＮ２０１３５５７９０に記載されている冷却システムのような電気モータ用の既知の冷却システムは、オイルタイプの誘電伝熱液体を使用して電気モータの作動部品の少なくとも一部を冷却するように働く。冷却回路が、モータのステータの上部に液体を注入し、その液体が、重力によってステータの下部に向かって流れ、モータの底部に配置された孔を介して貯槽内に収集される。

この種の冷却システムは、電気またはハイブリッド車両の一部のモータ構造では欠点を有する。実際に、そのような車両が動いているとき、そのようなシステムでは、車両が加速し、制動し、または旋回すると、液体がオイル貯槽内で動き、それによって、液体が、モータの底部の穴を通って逆上昇し、ロータとステータとの間の空隙の一部を浸すことになる。これは、モータの性能の劣化および液体の乳濁が生じ、その乳濁は、モータの良好な冷却およびロータシャフトの軸受の良好な潤滑を阻害することになる。

本発明の目的の１つは、車両の旋回、加速、または制動による性能の低下を生じない、誘電伝熱冷却液によって冷却される電気またはハイブリッド車両用の電気機械を提供することによって、従来技術の欠点の少なくとも一部を克服することである。

このために、本発明は、電気またはハイブリッド自動車両用の電気機械であって、電気機械の作動部品を保護することができるケーシングと、作動部品の少なくとも一部に誘電伝熱冷却液を噴霧する手段、および重力によって冷却液を収集することができる貯槽であり、冷却液が、作動部品と貯槽とを分離する壁の少なくとも１つのオリフィスを通って流れる、貯槽を備える冷却システムとを具備する電気機械において、壁に固定され、少なくとも１つのオリフィスを閉鎖することができるフラップと、冷却液の重力の作用のもとにフラップを開くことができる弾性手段と、貯槽内の冷却液に加わる力が液体をフラップに押し付けたとき、フラップを閉鎖状態に保つことができる逆流防止手段とを、少なくとも１つのオリフィスの高さに備えることを特徴とする電気機械を提供する。

本発明により、冷却液がケーシング内に逆流しなくなる。逆流があると、ロータを浸し乳濁を生じさせることになる。これによって、機械の性能が保護される。

本発明の１つの有利な特徴によれば、フラップ、弾性手段、および逆流防止手段は、少なくとも１つのオリフィスのどちらか一方の面に取り付けられた弾性材料製の単一の隔膜から成り、フラップは、隔膜の固定部分の縁部がフラップの縁部を覆い、フラップの縁部が貯槽への下降面を形成するように、製作される。

本発明のこの実行形態は、コスト効果が高く、製造が簡単であるという利点を有する。

隔膜は、好ましくは、シリコーンから製作され、シリコーンは、高温に耐えることができ、機械的特性として変形性を有するという利点を有する。

また、有利には、隔膜が、少なくとも１つのオリフィスの縁部に弾力によって固定することができる凹状の外縁部を備える。これは、冷却液用のオリフィスの高さで隔膜を壁にクリップ止めすればよいだけとなるので、隔膜の装着を簡単にする。さらに、この装着は、従来技術の電気機械の既存のケーシングの改修を必要としない。

別法として、フラップが、壁の下に配置され、オリフィスの寸法より大きい寸法を有し、逆流防止手段が、フラップを壁に連結する枢動連結部に固定された戻しばねを備える。この代替形態は、大寸法のオイルフローオリフィスに使用することができるという利点を有し、フラップは、この代替実行形態では剛体である。

有利には、この代替形態では、フラップは、クリップによってオリフィスの縁部において壁に固定されたフレームに、枢動連結部によって固定される。これは、従来技術の電気機械の既存のケーシングを修正することなしに、本発明から恩恵を受けることを可能にする。

好ましくは、フラップおよびフレームが、プラスチック材から製作され、それは、製造するのにコスト効果が高いという利点を有する。

他の特徴および利点が、図面を参照して説明される好ましい実施形態について読むと明らかになる。

本発明による電気機械の図である。図１の電気機械の底部の詳細図である。底部に使用される隔膜の断面図である。隔膜の透視図である。本発明による電気機械の底部における本発明の変形形態の詳細図である。

図１に示された本発明の好ましい一実施形態によれば、本発明による電気機械ＭＥは、ステータＳＴＡおよびロータＲＯＴなどの該機械の作動部品を保護するケーシングＣＡを備える。電気機械ＭＥは、電気またはハイブリッド車両の車輪にトルクを供給するようになされ、したがって高性能の冷却システムを必要とする。

そのために、電気機械ＭＥは、具体的には、オイル貯槽ＯＴから電気機械ＭＥの作動部品、この場合にはロータバンドル（rotor bundles）までオイルを循環させることができる冷却回路ＯＣを備える。オイル回路ＯＣの出口で、オイルが、電気機械ＭＥのロータバンドルに対合する、電気機械ＭＥの両側でケーシングＣＡの平面壁に固定されたノズルによって噴霧される。オイル回路ＯＣの出口での別のノズルが、ロータシャフトの軸受ＲＯにオイルを噴霧し、これら軸受は、電気機械ＭＥの両側で、ケーシングＣＡの平面壁それぞれの収容部に固定されている。

これら様々なノズルによって噴霧されたオイルは、重力によって電気機械ＭＥの底部へ流れ、次いでケーシングＣＡの下方壁に配置された孔ＴＲを通り、オイル貯槽ＯＴに流れ込む。冷却回路ＯＣに配置されたポンプＯＰが、オイル貯槽ＯＴからオイルを引き、電気機械ＭＥの作動部品へそのオイルを送り返す。本発明のこの実施形態では、３つのフローオリフィスＴＲが、ケーシングＣＡの下方壁上に規則的に配置されているが、変形形態では、単一の中央フローオリフィスＴＲが用いられ、それによって、オイルが逆上昇する危険性を減少させる。

オイルが、逆上昇し電気機械ＭＥの空隙に入り込むのを防止するために、図２に示される隔膜ＭＢが、オリフィスＴＲを閉鎖し、他方、該隔膜ＭＢを通ってオイルが流れるのを可能にする。－４０℃（セルシウス度）～１２０°の温度に耐えることができるシリコーンなどの可撓性材料または同等の任意の材料から製作されたこれら隔膜ＭＢの１つが、図３および４に詳細に示されている。隔膜ＭＢは、電気機械ＭＥの作動部品から流れて来るオイルの重量のもとにオイル貯槽ＯＴに向かって垂れ下がる可撓性フラップＶを備える。フラップＶは、隔膜ＭＢに切目を入れることによって、または隔膜ＭＢと同時に成型することによって製作される。電気機械ＭＥに対して垂直方向、すなわち正常作動中にオイルが流れる方向に、フラップの断面は傾く。したがって、フラップＶの縁部は、オイルが貯槽に流れ込むのを可能にする斜面を形成するが、オイルがオイル貯槽ＯＴから隔膜ＭＢに押し付けられると、隔膜ＭＢの残部の対応する縁部に当たって固定され、それによって、オイルが逆上昇して空隙に入り込むのが防止される。変形形態として、フラップＶの縁部は、規則正しい斜面として製作されず、より不規則な貯槽ＯＴへの下降面、たとえば階段状の下降面を形成する。隔膜ＭＢは、レール形状の縁部をさらに備え、それによって、隔膜ＭＢを、オリフィスＴＲ位置でケーシングＣＡの壁の縁にクリップ止めすることができる。

図５に示された一代替実施形態によれば、プラスチックフレームが、オリフィスＴＲの縁部にクリップ止めされる。やはりプラスチック製の剛体フラップＶ２が、貯槽内に位置する、フレームの縁部に枢動連結部ＬＰによって固定されている。フラップＶ２およびフレームに用いられるプラスチックは、－４０℃～１２０℃の温度に耐えることができる。調節可能な戻しばねが、フラップＶ２をフレームとの接触状態に保つように働く。そのばねは、中心ロッドの周りに巻かれ、そのロッドは、蝶番連結によってフラップとフレームとを連結する。

すなわち、戻しばねは、車両が一定速度で直線道路を走行しているときに、オイルが機械ＭＥの作動部品から流れて来るとき、フラップＶ２が開き、このオイルが通過して貯槽ＯＴに入ることを可能にする。フラップＶ２の寸法は、オリフィスＴＲの寸法より大きく、したがって、旋回または急加減速の場合に、貯槽ＯＴに入っているオイルが、フラップＶ２に当たって押し、そのフラップが、ケーシングＣＡの壁の縁部によって固定され、オイルが逆上昇して空隙に入ることを防止する。

本発明の別の変形実施形態が、当然、考案可能であり、たとえば、オイル以外の誘電伝熱冷却液を使用することが可能である。

Claims

電気またはハイブリッド自動車両用の電気機械（ＭＥ）であって、電気機械（ＭＥ）の作動部品（ＲＯＴ、ＳＴＡＴ）を保護することができるケーシング（ＣＡ）と、前記作動部品の少なくとも一部に誘電伝熱冷却液を噴霧する手段、および重力によって前記冷却液を収集することができる貯槽（ＯＴ）であり、前記冷却液が、前記作動部品と貯槽（ＯＴ）とを分離する壁の少なくとも１つのオリフィス（ＴＲ）を通って流れる、貯槽（ＯＴ）を備える冷却システムとを具備する電気機械（ＭＥ）において、前記壁に固定され、前記少なくとも１つのオリフィス（ＴＲ）を閉鎖することができるフラップ（Ｖ、Ｖ２）と、前記冷却液の重力の作用のもとに前記フラップ（Ｖ、Ｖ２）を開くことができる弾性手段と、前記貯槽（ＯＴ）内の前記冷却液に加わる力が前記液体を前記フラップ（Ｖ、Ｖ２）に押し付けたとき、前記フラップ（Ｖ、Ｖ２）を閉鎖状態に保つことができる逆流防止手段とを、前記少なくとも１つのオリフィス（ＴＲ）の高さに備え、
前記フラップ（Ｖ）、前記弾性手段、および前記逆流防止手段が、前記少なくとも１つのオリフィス（ＴＲ）のどちらか一方の面に取り付けられた弾性材料製の単一の隔膜（ＭＢ）から成り、前記フラップ（Ｖ）は、前記隔膜（ＭＢ）の固定部分の縁部が前記フラップ（Ｖ）の縁部を覆い、前記フラップ（Ｖ）の前記縁部が前記貯槽（ＯＴ）への下降面を形成するように、製作されることを特徴とする電気機械（ＭＥ）。
前記隔膜（ＭＢ）が、シリコーンから製作されることを特徴とする、請求項１に記載の電気機械（ＭＥ）。
前記隔膜（ＭＢ）が、前記少なくとも１つのオリフィス（ＴＲ）の縁部に弾力によって固定することができる凹状の外縁部を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の電気機械（ＭＥ）。
電気またはハイブリッド自動車両用の電気機械（ＭＥ）であって、電気機械（ＭＥ）の作動部品（ＲＯＴ、ＳＴＡＴ）を保護することができるケーシング（ＣＡ）と、前記作動部品の少なくとも一部に誘電伝熱冷却液を噴霧する手段、および重力によって前記冷却液を収集することができる貯槽（ＯＴ）であり、前記冷却液が、前記作動部品と貯槽（ＯＴ）とを分離する壁の少なくとも１つのオリフィス（ＴＲ）を通って流れる、貯槽（ＯＴ）を備える冷却システムとを具備する電気機械（ＭＥ）において、前記壁に固定され、前記少なくとも１つのオリフィス（ＴＲ）を閉鎖することができるフラップ（Ｖ、Ｖ２）と、前記冷却液の重力の作用のもとに前記フラップ（Ｖ、Ｖ２）を開くことができる弾性手段と、前記貯槽（ＯＴ）内の前記冷却液に加わる力が前記液体を前記フラップ（Ｖ、Ｖ２）に押し付けたとき、前記フラップ（Ｖ、Ｖ２）を閉鎖状態に保つことができる逆流防止手段とを、前記少なくとも１つのオリフィス（ＴＲ）の高さに備え、
前記フラップ（Ｖ２）が、前記壁の下に配置され、前記オリフィス（ＴＲ）の寸法より大きい寸法を有し、前記逆流防止手段が、前記フラップ（Ｖ２）を前記壁に連結する枢動連結部（ＬＰ）に固定された戻しばねを備え、
前記フラップ（Ｖ２）が、クリップによって前記オリフィス（ＴＲ）の縁部において前記壁に固定されたフレームに、前記枢動連結部（ＬＰ）によって固定されることを特徴とする電気機械（ＭＥ）。
前記フラップ（Ｖ２）および前記フレームが、プラスチック材から製作されることを特徴とする、請求項４に記載の電気機械（ＭＥ）。