KR102575713B1 - 모터 냉각구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 모터 냉각구조는, 내벽 및 외벽을 가지고, 상기 내벽에 복수의 방열핀이 형성된 모터 하우징; 상기 모터 하우징에 경사지게 연결된 입구보스; 상기 모터 하우징에 경사지게 연결되고, 상기 입구보스에 대해 이격되는 출구보스; 상기 내벽 및 상기 외벽 사이에 형성되고, 상기 입구보스 및 상기 출구보스에 병렬로 연결된 제1냉각유로 및 제2냉각유로;를 포함할 수 있다.

Description

모터 냉각구조{MOTOR COOLING STRUCTURE}
본 발명은 모터 냉각구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제1냉각유로 및 제2냉각유로가 병렬로 연결된 구조를 적용함으로써 냉각성능을 대폭 향상시킬 수 있는 모터 냉각구조에 관한 것이다.
일반적으로, 전기모터는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 전기기계로서, 다양한 분야에 이용되고 있다.
전기모터는 차량 등과 같은 이동장치에 많이 이용되고 있으며, 차량에 이용되는 전기모터로는 하이브리드차의 순수 EV 주행(엔진 정지) 시에 구동력을 제공하는 트랙션 모터(Traction Motor), 모터와 제너레이터가 기계적으로 결합된 모터 제너레이터(motor generator), 배터리의 전기에너지에 의해 엔진을 시동하고 엔진의 동력에 의해 전기에너지를 배터리에 충전하는 HSG(Hybrid Starter Generator) 등이 있다.
상술한 바와 같이 차량 등과 같은 이동장치에 적용되는 전기모터는 작은 사이즈 및 저중량으로 구성된다. 이러한 작은 사이즈 및 저중량으로 인해 전기모터에서 열발생이 더욱 심해질 수 있고, 이에 전기모터의 냉각성능을 향상시키기 위한 냉각구조에 대한 연구 개발이 진행되고 있다.
예컨대, 고전압 HSG 등과 같은 고전압 모터의 냉각구조는 모터 하우징의 내부에 형성된 냉각유로와, 모터 하우징의 내측벽에 형성된 복수의 냉각핀과, 냉각유로에 연결된 입구보스(inlet boss) 및 출구보스(outlet boss) 등을 가진다.
냉각유로는 외측벽에 형성된 하나의 격벽에 의해 구획되고, 격벽은 입구보스와 출구보스 사이에 배치된다. 즉, 종래의 모터 냉각구조는 냉각유로가 격벽에 의해 구획되는 구조로 이루어지고, 이에 냉각수가 입구보스로부터 출구보스 측으로 환형으로 흐를 수 있다. 입구보스 및 출구보스는 모터 하우징의 둘레에 서로 인접하게 배치되고, 입구보스 및 출구보스는 모터 하우징의 법선방향을 따라 형성될 수 있다.
상술한 종래의 모터 냉각구조는 다이캐스팅 공법으로 모터 하우징을 제작할 경우에 그 제작공차 등으로 인해 격벽이 정밀하게 가공되지 못할 경우 격벽과 모터 하우징의 내측벽 사이에 틈새가 발생할 수 있고, 이러한 격벽의 틈새를 통해 냉각수가 흐를 수 있고, 이로 인해 격벽의 주변 공간은 냉각수가 흐르는 통로가 될 수 있다. 하지만, 격벽의 주변 영역은 냉각수의 이동경로(path)가 상대적으로 매우 짧으므로 모터의 냉각에 실질적으로 기여하지 못하는 영역이 될 수 있다. 즉, 격벽의 주변 영역은 모터의 냉각측면에서 손실되는 영역에 해당될 수 있다.
그리고, 종래의 모터 냉각구조는 냉각성능을 증대시키기 위하여 냉각핀을 추가적으로 형성하거나 모터 하우징의 사이즈를 증대시킬 경우에는 격벽의 주변 영역으로 흐르는 냉각수의 유량이 증가함에 따라 냉각성능이 저하될 수 있다.
또한, 종래의 모터 냉각구조는 입구보스 및 출구보스가 모터 하우징의 법선방향을 따라 형성됨에 따라 냉각수가 입구보스로 유입되거나 냉각수가 출구보스에서 배출될 때 냉각수가 내측벽 또는 외측벽과 충돌할 수 있고, 이로 인해 압력손실이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출한 것으로, 제1냉각유로 및 제2냉각유로가 병렬로 연결된 구조를 적용함으로써 냉각성능을 대폭 향상시킬 수 있는 모터 냉각구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 모터 냉각구조는,
내벽 및 외벽을 가지고, 상기 내벽에 복수의 냉각핀이 형성된 모터 하우징;
상기 모터 하우징에 경사지게 연결된 입구보스;
상기 모터 하우징에 경사지게 연결되고, 상기 입구보스에 대해 이격되는 출구보스;
상기 내벽 및 상기 외벽 사이에 형성되고, 상기 입구보스 및 상기 출구보스에 병렬로 연결된 제1냉각유로 및 제2냉각유로;를 포함할 수 있다.
상기 입구보스는 상기 모터 하우징의 외벽의 접선에 경사지게 연결될 수 있다.
상기 출구보스는 상기 모터 하우징의 외벽의 접선에 경사지게 연결될 수 있다.
상기 제1냉각유로 및 상기 제2냉각유로는 서로 다른 원호길이를 가질 수 있다.
상기 제1냉각유로의 제1원호길이는 상기 제2냉각유로의 제2원호길이 보다 길게 형성될 수 있다.
상기 제1원호길이 및 상기 제2원호길이의 비율(L1:L2)은 6~8:4~2일 수 있다.
상기 제2냉각유로는 상기 외벽에 형성된 복수의 돌기를 가지고, 상기 복수의 돌기는 상기 냉각핀과 엇갈리게 배치될 수 있다.
복수의 돌기는 상기 내벽과 이격될 수 있다.
본 발명에 의하면, 입구보스 및 출구보스를 모터 하우징에 대해 경사지게 연결함으로써 입구보스 및 출구보스에 대해 제1냉각유로 및 제2냉각유로를 병렬로 연결할 수 있고, 이를 통해 냉각수가 제1냉각유로 및 제2냉각유로를 통해 병렬로 흐름에 따라 냉각성능을 대폭 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 제2냉각유로는 외벽에서 돌출한 복수의 돌기와 내벽의 냉각핀들이 서로 엇갈리게 배치됨으로써 제2냉각유로에 의한 냉각성능을 개선할 수 있고, 이를 통해 전체적인 냉각성능을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터 냉각구조가 적용가능한 HSG를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모터 냉각구조를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 4는 도 2의 B 부분을 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 모터 냉각구조의 모터 하우징을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명 및 종래예에 의한 냉각성능 및 압력손실을 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터 냉각구조가 적용되는 모터의 일 예를 예시한 도면이다. 도 1의 모터는 HSG(Hybrid Starter Generator)일 수 있다.
모터(1)는 샤프트(미도시), 회전자(미도시), 고정자(미도시), 고정자 코일(미도시) 등이 내장된 모터 하우징(10)과, 모터 하우징(10)의 전방단에 장착된 커버(5)와, 회전자의 샤프트에 결합된 풀리(3)를 가질 수 있다. 풀리(3)는 엔진의 크랭크풀리에 벨트를 통해 연결될 수 있다.
모터 하우징(10)은 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 그 내부에 냉각유로(31, 32)들을 가질 수 있다. 모터 하우징(10)은 냉각유로(31, 32)들과 소통하는 입구보스(11) 및 출구보스(12)를 가질 수 있으며, 입구보스(11)에는 냉각수 입구측 파이프(13)가 연결될 수 있으며, 출구보스(12)에는 냉각수 출구측 파이프(14)가 연결될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모터 냉각구조는 샤프트(미도시), 회전자(미도시), 고정자(미도시), 고정자 코일(미도시) 등을 감싸는 모터 하우징(10)과, 모터 하우징(10)의 내벽(21) 및 외벽(22) 사이에 형성된 냉각유로(31, 32)를 포함할 수 있다.
모터 하우징(10)은 샤프트(미도시), 회전자(미도시), 고정자(미도시), 고정자 코일(미도시) 등을 수용하는 수용공간(15)을 가진 원통형 구조로 구성될 수 있다.
모터 하우징(10)은 반경방향을 따라 이격된 내벽(21) 및 외벽(22)을 가질 수 있고, 복수의 냉각핀(28)이 내벽(21)에 형성될 수 있으며, 복수의 냉각핀(28)은 내벽(21)을 따라 이격될 수 있다. 내벽(21)은 외벽(22)의 두께에 비해 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있다. 냉각유로(31, 32)들이 내벽(21) 및 외벽(22) 사이에 형성될 수 있고, 냉각유로(31, 32)들은 복수의 냉각핀(28)에 의해 사형 유로로 구성될 수 있다.
입구보스(11, inlet boss) 및 출구보스(12, outlet boss)는 모터 하우징(10)의 둘레에 원주방향을 따라 이격될 수 있다.
입구보스(11)는 모터 하우징(10)의 외벽(22)에 연결될 수 있고, 다이캐스팅 공법 등을 통해 제작될 경우에는 입구보스(11)는 외벽(22)에 일체형으로 형성될 수 있다.
입구보스(11)는 냉각유로(31, 32)들과 소통하는 입구포트(11a, inlet port)를 가질 수 있고, 입구포트(11a)를 통해 냉각수가 냉각유로(31, 32)들로 유입될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 입구보스(11)는 모터 하우징(10)의 외벽(22)에 경사지게 연결될 수 있다. 입구보스(11)의 축선(X1)이 외벽(22)의 접선(T1)에 대해 일정각도(a1)로 경사질 수 있다. 예컨대, 입구보스(11)의 축선(X1)은 외벽(22)의 접선(T1)에 대해 대략 45°로 경사질 수 있다.
이와 같이, 입구보스(11)가 외벽(22)에 경사지게 연결됨으로써 입구보스(11)의 입구포트(11a)를 통해 유입되는 냉각수가 내벽(21) 및 외벽(22)과 충돌함이 방지되거나 최소화됨으로써 압력 손실을 최소화할 수 있다.
출구보스(12)는 모터 하우징(10)의 외벽(22)에 연결될 수 있고, 다이캐스팅 공법 등을 통해 제작될 경우에는 출구보스(12)는 외벽(22)에 일체형으로 형성될 수 있다.
출구보스(12)는 냉각유로(31, 32)들과 소통하는 출구포트(12a, inlet port)를 가질 수 있고, 출구포트(12a)를 통해 냉각수가 냉각유로(31, 32)들로부터 배출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 출구보스(12)는 모터 하우징(10)의 외벽(22)에 경사지게 연결될 수 있다. 출구보스(12)의 축선(X2)이 외벽(22)의 접선(T2)에 대해 일정각도(a2)로 경사질 수 있다. 예컨대, 출구보스(12)의 축선(X2)은 외벽(22)의 접선(T2)에 대해 대략 45°로 경사질 수 있다.
이와 같이, 출구보스(12)가 외벽(22)에 경사지게 연결됨으로써 출구보스(12)의 출구포트(12a)를 통해 배출되는 냉각수가 내벽(21) 및 외벽(22)과 충돌함이 방지되거나 최소화됨으로써 압력 손실을 최소화할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 입구보스(11) 및 출구보스(12)는 모터 하우징(10)의 둘레에 대칭적으로 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 입구보스(11) 및 출구보스(12)가 모터 하우징(10)의 둘레에 원주방향으로 이격됨으로써 제1냉각유로(31) 및 제2냉각유로(32)는 모터 하우징(10)의 원주방향을 따라 연속적으로 배열될 수 있고, 이에 제1냉각유로(31)와 제2냉각유로(32)는 환형 통로를 구성할 수 있다.
제1냉각유로(31) 및 제2냉각유로(32)는 입구보스(11)의 입구포트(11a) 및 출구보스(12)의 출구포트(12a)에 대해 병렬로 연결될 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 입구보스(11)의 입구포트(11a)는 제1냉각유로(31) 및 제2냉각유로(32)의 공통 입구(common inlet port)일 수 있고, 이에 제1냉각유로(31) 및 제2냉각유로(32)는 입구보스(11)의 입구포트(11a)에서 분기된다. 출구보스(12)의 출구포트(12a)는 제1냉각유로(31) 및 제2냉각유로(32)의 공통 출구(commno outlet port)일 수 있고, 이에 제1냉각유로(31) 및 제2냉각유로(32)는 출구보스(12)의 출구포트(12a)에서 합류된다. 이를 통해, 냉각수는 입구포트(11a)에서 분리되어 제1냉각유로(31) 및 제2냉각유로(32) 각각으로 흘러들어갈 수 있고, 제1냉각유로(31)를 통해 흐르는 냉각수 및 제2냉각유로(32)를 통해 흐르는 냉각수가 출구포트(12a)에서 합류되어 출구포트(12a)로부터 외부로 배출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 입구보스(11) 및 출구보스(12) 사이의 이격거리에 따라 제1냉각유로(31) 및 제2냉각유로(32)는 서로 다른 원호 길이(L1, L2)를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1냉각유로(31)의 제1원호길이(L1, first arc length)가 제2냉각유로(32)의 제2원호길이(L2, second arc length) 보다 길게 이루어질 수 있다. 이에, 제2냉각유로(32)는 제1냉각유로(31)에 비해 상대적으로 짧은 냉각수의 이동경로를 가질 수 있다.
구체적인 실시예에 따르면, 제1냉각유로(31)의 제1원호길이(L1) 및 제2냉각유로(32)의 제2원호길이(L2)의 비율(L1:L2)은 6~8:4~2의 비율로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 제1냉각유로(31) 및 제2냉각유로(32)는 입구보스(11) 및 출구보스(12)에 병렬로 연결됨으로써, 냉각수는 입구보스(11)의 입구포트(11a)에서 제1냉각유로(31) 및 제2냉각유로(32) 각각으로 분배될 수 있다. 이에, 일부의 냉각수는 제1냉각유로(31)를 따라 제1흐름방향(F1)을 따라 흐를 수 있으며, 나머지의 냉각수는 제2냉각유로(32)를 따라 제2흐름방향(F2)을 따라 흐를 수 있고, 제1흐름방향(F1)으로 흐르는 일부의 냉각수 및 제2흐름방향(F2)으로 흐르는 나머지의 냉각수는 출구보스(12)의 출구포트(12a)에서 합류되어 배출될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1흐름방향(F1)과 제2흐름방향(F2)은 서로 반대방향이다.
또한, 본 발명은 입구보스(11) 및 출구보스(12)가 모터 하우징(10)의 외벽(22)에 경사지게 연결되고, 입구보스(11) 및 출구보스(12)가 대칭적으로 형성됨으로써 입구보스(11)의 입구포트(11a) 및 출구보스(12)의 출구포트(12a) 사이의 이격길이가 종래기술에 비해 상대적으로 증가할 수 있고, 이를 통해 제1냉각유로(31) 및 제2냉각유로(32)의 병렬 연결구조를 매우 효과적으로 구현할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1냉각유로(31) 및 제2냉각유로(32)가 입구보스(11) 및 출구보스(12)에 대해 병렬로 연결됨에 따라 냉각핀(28)의 사이즈를 증가시킬 수 있고, 냉각핀(28)들 사이의 간격을 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 냉각핀(28)의 갯수를 종래기술에 비해 대폭 증가할 수 있으므로 냉각성능을 대폭 향상시킬 수 있다.
도 3을 참조하면, 냉각핀(28)은 원호 형상으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 냉각핀(28)의 직경(D1)은 대략 6mm일 수 있고, 냉각핀(28)들 사이의 간격(S)은 대략 7.5°일 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 제2냉각유로(32)는 외벽(22)에 형성된 복수의 돌기(29)를 가질 수 있고, 복수의 돌기(29)가 내벽(21)을 향해 돌출하며, 복수의 돌기(29)는 외벽(22) 상에서 이격될 수 있다. 각 돌기(29)는 내벽(21)과 이격되도록 구성될 수 있다. 복수의 돌기(29)는 내벽(21)의 냉각핀(28)들에 대해 엇갈리게 배치됨으로써 제2냉각유로(32)의 사형 유로가 효과적으로 구현될 수 있다.
이에, 제2냉각유로(32)의 원호길이(L2)가 제1냉각유로(31)의 원호길이(L1)에 비해 상대적으로 짧더라고 복수의 돌기(29)에 의해 제2냉각유로(32)에 의한 냉각성능이 향상될 수 있다.
바람직하게는, 복수의 돌기(29)는 3개의 돌기(29)로 구성됨으로써 제2냉각유로(32)의 냉각성능을 최적화할 수 있다.
도 5를 참조하면, 모터 하우징(10)의 내벽(21) 및 외벽(22)은 다이캐스팅공법에 의해 제조될 수 있고, 이에 금형을 용이하게 빼기 위하여(molde is extracted) 각 냉각핀(28)은 일정한 드래프트각(S2, draft angle)을 가질 수 있다. 예컨대, 드래프트각(S2)은 1.5°일 수 있다. 이에 의해, 각 냉각핀(28)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 모터 하우징(10)의 길이방향에 대해 경사진 테이퍼면(28a)을 가질 수 있다.
도 6은 본 발명의 모터 냉각구조 및 종래예의 모터 냉각구조에 의한 HSG(Hybrid Starter Generator)의 냉각성능 및 압력손실을 비교한 그래프이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 모터 냉각구조가 적용된 HSG의 코일 온도센서가 측정한 값이 175.2℃이고, 종래예의 모터 냉각구조에 의한 HSG의 코일 온도센서가 한 측정한 값이 180.9℃임을 알 수 있었다. 이로부터, 본 발명은 종래예에 비해 3.1%(5.7℃)정도로 저감할 수 있다.
그리고, 본 발명의 모터 냉각구조가 적용된 HSG의 압력손실은 37.7 mbar이고, 종래예의 모터 냉각구조에 의한 HSG의 압력손실은 15.9 mbar임을 알 수 있었다. 이로부터, 본 발명은 종래예에 비해 상대적으로 압력손실이 커짐을 알 수 있었다. 하지만, HSG의 압력손실에 대한 설계허용치가 50 mbar이므로, 본 발명에 의한 HSG의 압력손실이 종래예에 의한 HSG의 압력손실이 상대적으로 크더라도 냉각성능, 내구성 등이 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 모터 하우징 11: 입구보스
12: 출구보스 21: 내벽
22: 외벽 28: 냉각핀
29: 돌기 31: 제1냉각유로
32: 제2냉각유로

Claims (8)

  1. 내벽 및 외벽을 가지고, 상기 내벽에 복수의 냉각핀이 형성된 모터 하우징;
    상기 모터 하우징에 경사지게 연결된 입구보스;
    상기 모터 하우징에 경사지게 연결되고, 상기 입구보스에 대해 이격되는 출구보스;
    상기 내벽 및 상기 외벽 사이에 형성되고, 상기 입구보스 및 상기 출구보스에 병렬로 연결된 제1냉각유로 및 제2냉각유로;를 포함하고,
    각 냉각핀이 모터 하우징의 길이방향에 대해 경사진 테이퍼면을 가진 모터 냉각구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 입구보스는 상기 모터 하우징의 외벽의 접선에 경사지게 연결되는 모터 냉각구조.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 출구보스는 상기 모터 하우징의 외벽의 접선에 경사지게 연결되는 모터 냉각구조.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1냉각유로 및 상기 제2냉각유로는 서로 다른 원호길이를 가지는 모터 냉각구조.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1냉각유로의 제1원호길이는 상기 제2냉각유로의 제2원호길이 보다 길게 형성되는 모터 냉각구조.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1원호길이 및 상기 제2원호길이의 비율(L1:L2)은 6~8:4~2인 모터 냉각구조.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2냉각유로는 상기 외벽에 형성된 복수의 돌기를 가지고, 상기 복수의 돌기는 상기 냉각핀과 엇갈리게 배치되는 모터 냉각구조.
  8. 청구항 7에 있어서,
    복수의 돌기는 상기 내벽과 이격되는 모터 냉각구조.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3106942B1 (fr) * 2020-02-03 2023-07-28 Valeo Equip Electr Moteur Chambre de refroidissement pour machine électrique tournante
WO2022086459A1 (en) * 2020-10-21 2022-04-28 Dereli Izzet A liquid - cooled cooling method for electric motors and alternators
DE102022209863A1 (de) 2022-09-20 2024-03-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung einer Statorbaugruppe mit Kühlstruktur

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080284263A1 (en) * 2004-06-30 2008-11-20 Telma Water Jacket for a Rotary Machine and Rotary Machine Comprising Same
US20100033039A1 (en) 2008-08-06 2010-02-11 Joji Sakai Electric motor
US20120318479A1 (en) * 2011-06-14 2012-12-20 Fukuta Electric & Machinery Co., Ltd. Liquid cooled motor assembly and cover thereof
US20150015096A1 (en) 2012-04-03 2015-01-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Electrical Machine
US20170302137A1 (en) * 2016-04-18 2017-10-19 Hyundai Motor Company Cooling unit of drive motor

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2862120A (en) * 1957-07-02 1958-11-25 Onsrud Machine Works Inc Fluid-cooled motor housing
JPS62260544A (ja) * 1986-04-07 1987-11-12 Mitsubishi Electric Corp 車両用交流発電機
DE4311431C2 (de) * 1993-04-07 1995-07-13 Index Werke Kg Hahn & Tessky Motorspindel für eine Werkzeugmaschine
US5982071A (en) * 1998-08-13 1999-11-09 Able Corporation Cooling of electrical machinery
US6300693B1 (en) * 1999-03-05 2001-10-09 Emerson Electric Co. Electric motor cooling jacket assembly and method of manufacture
DE10141693A1 (de) * 2001-08-25 2003-03-06 Bosch Gmbh Robert Elektrische Maschine, insbesondere Generator für Kraftfahrzeuge
JP2004357472A (ja) * 2003-05-30 2004-12-16 Suzuki Motor Corp 電動機の冷却構造
FR2867914B1 (fr) * 2004-03-18 2006-09-15 Telma Canalisation de refroidissement pour une machine electrique rotative, ainsi qu'une machine electrique rotative comprenant une telle canalisation
ES2302621B1 (es) * 2006-07-18 2009-05-21 GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY, S.L. Generador electrico refrigerado con tubos embebidos en su cubierta.
US7675209B2 (en) * 2007-02-01 2010-03-09 Honeywell International Inc. Electric motor cooling jacket
US8183723B2 (en) * 2007-07-03 2012-05-22 Caterpillar Inc. Cooling jacket and stator assembly for rotary electric device
DE102009001387A1 (de) * 2009-03-06 2010-09-09 Robert Bosch Gmbh Elektromaschine
JP5349281B2 (ja) * 2009-12-24 2013-11-20 株式会社日本自動車部品総合研究所 回転電機
DE102010029986A1 (de) * 2010-06-11 2011-12-15 Siemens Aktiengesellschaft Dynamoelektrische Maschine mit Luft-Flüssigkeitskühlung
US8482169B2 (en) * 2010-06-14 2013-07-09 Remy Technologies, Llc Electric machine cooling system and method
US9331551B2 (en) * 2011-02-18 2016-05-03 Honda Motor Co., Ltd. Case of electric rotating machine
JP2013141334A (ja) * 2011-12-28 2013-07-18 Denso Corp 回転電機
DE102012008209A1 (de) * 2012-04-21 2013-10-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Elektrische Maschine
DE102012213059A1 (de) * 2012-07-25 2014-01-30 Siemens Aktiengesellschaft Kühlmantel
US9531242B2 (en) * 2012-12-31 2016-12-27 Teco-Westinghouse Motor Company Apparatuses and methods for cooling electric machines
US9525325B2 (en) * 2013-03-04 2016-12-20 Remy Technologies, Llc Liquid-cooled rotary electric machine having axial end cooling
JP6368492B2 (ja) * 2014-01-20 2018-08-01 株式会社日立製作所 回転電機
SI24669A (sl) * 2014-01-26 2015-09-30 Skiping D.O.O. Hladilnik elektromotorja z množico istosmerno orientiranih točkovnih reber
US9948157B2 (en) * 2015-01-19 2018-04-17 Lucchi R. Elettromeccanica Srl Containing casing for a stator of an electric machine and stator assembly using said casing
US20160294231A1 (en) * 2015-04-02 2016-10-06 Hamilton Sundstrand Corporation Stator heat transfer feature

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080284263A1 (en) * 2004-06-30 2008-11-20 Telma Water Jacket for a Rotary Machine and Rotary Machine Comprising Same
US20100033039A1 (en) 2008-08-06 2010-02-11 Joji Sakai Electric motor
US20120318479A1 (en) * 2011-06-14 2012-12-20 Fukuta Electric & Machinery Co., Ltd. Liquid cooled motor assembly and cover thereof
US20150015096A1 (en) 2012-04-03 2015-01-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Electrical Machine
US20170302137A1 (en) * 2016-04-18 2017-10-19 Hyundai Motor Company Cooling unit of drive motor

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