KR20210124421A - 전기 모터, 전기 모터 냉각 시스템 및 전기 차량 - Google Patents

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젠강 왕
취안밍 리
팅위 셰
이보 왕
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후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 출원은 모터를 제공하며, 이 모터는 모터 하우징 및 모터 하우징에 장착된 고정자 코어를 포함한다. 모터 하우징에는 분배 홈, 액체 유입구 채널, 및 액체 유출구 채널이 제공된다. 분배 홈은 모터 하우징의 내벽 상에 제공되고, 액체 유입구 채널은 분배 홈 및 모터 하우징의 외부 공간과 연통하며, 액체 유출구 채널은 모터 하우징의 내부 및 외부 공간들과 연통한다. 고정자 코어의 외벽에는 고정자 홈이 제공되고, 고정자 홈의 연장 방향은 분배 홈의 연장 방향과 교차하고, 연장 방향에서 고정자 홈의 대향 단부들은 양자 모두 폐쇄된다. 고정자 홈은 분배 홈과 액체 유출구 채널 양자 모두와 연통한다. 액체 유입구 채널, 분배 홈, 고정자 홈, 및 액체 유출구 채널이 연통되어 냉각제 채널을 형성한다. 본 출원은 모터를 포함하는 모터 냉각 시스템, 및 모터 냉각 시스템을 포함하는 전기 차량을 추가로 제공한다. 본 출원의 솔루션은 모터의 고정자의 방열 효율을 향상시킨다.

Description

전기 모터, 전기 모터 냉각 시스템 및 전기 차량
본 출원은 2019년 6월 4일자로 중국 특허청에 출원되고 발명의 명칭이 "MOTOR, MOTOR COOLING SYSTEM, AND ELECTRIC VEHICLE"인 중국 특허 출원 제201910480166.0호에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 출원은 전기 차량 기술 분야에 관한 것이고, 특히, 모터, 모터 냉각 시스템, 및 전기 차량에 관한 것이다.
방열 기술은 전기 차량의 모터의 소형화를 위한 핵심 기술들 중 하나이다. 모터가 방열을 잘 할 수 있는지 여부는 모터의 동작 신뢰성 및 차량 성능에 직접적으로 영향을 미친다. 모터는 고정자를 포함하고, 일반적으로 고정자에 대응하는 방열 설계가 만들어질 필요가 있다. 그러나, 종래의 모터의 고정자는 비교적 열악한 방열 효율을 갖는다.
본 출원의 실시예는 모터의 고정자의 방열 효율을 향상시키는 모터, 모터 냉각 시스템, 및 전기 차량을 제공한다.
제1 양태에 따르면, 본 출원의 실시예는 모터를 제공하며, 이 모터는 모터 하우징 및 모터 하우징에 장착된 고정자 코어를 포함한다. 모터 하우징에는 분배 홈(distribution groove), 액체 유입구 채널(liquid inlet channel), 및 액체 유출구 채널(liquid outlet channel)이 제공되며, 분배 홈은 모터 하우징의 내벽 상에 제공되고, 액체 유입구 채널은 분배 홈 및 모터 하우징의 외부 공간과 연통하며, 액체 유출구 채널은 모터 하우징의 내부 및 외부 공간들과 연통하고; 고정자 코어의 외벽에는 고정자 홈이 제공되고, 고정자 홈의 연장 방향은 분배 홈의 연장 방향과 교차하고, 연장 방향에서 고정자 홈의 대향 단부들은 양자 모두 폐쇄되고; 고정자 홈은 분배 홈과 액체 유출구 채널 양자 모두와 연통하고; 액체 유입구 채널, 분배 홈, 고정자 홈, 및 액체 유출구 채널이 연통되어 냉각제 채널을 형성한다.
이러한 실시예에서, 분배 홈, 액체 유입구 채널 및 액체 유출구 채널은 모터 하우징 상에 제공되고, 고정자 코어의 외벽에는 고정자 홈이 제공되어, 액체 유입구 채널, 분배 홈, 고정자 홈 및 액체 유출구 채널이 서로 연통되어 냉각제 채널을 형성한다. 고정자 코어의 외벽에는 고정자 홈이 제공되기 때문에, 냉각제와 고정자 코어 사이의 접촉 면적이 증가하여, 냉각제가 고정자 코어와 완전히 접촉할 수 있어, 냉각제와 고정자 코어 사이의 접촉 열 저항(contact thermal resistance)을 감소시키고, 고정자 코어의 방열 효율을 향상시킨다. 연장 방향에서 고정자 홈의 대향 단부들은 양자 모두 폐쇄되므로, 냉각제가 고정자 홈의 대향 단부들로부터 흘러나오는 대신에 액체 유출구 채널을 통해서만 흘러나올 수 있고, 고정자 코어 상에 있고 방열될 필요가 있는 영역이 잘 방산되는 것이 보장되고, 고정자 홈의 대향 단부들을 통한 냉각제의 급속한 손실로 인해 고정자 코어의 열이 균등하게 방산될 수 없는 결함(특히 복수의 고정자 홈이 존재할 때, 각각의 고정자 홈의 대향 단부들이 개방되면, 냉각제가 이전 고정자 홈들을 통해 흐를 때 연속적으로 손실되고, 냉각제가 후속 고정자 홈들에 분배되지 않을 수 있어, 고정자 코어 상에 있고 고정자 홈들이 위치되는 영역 상에 방열 실패를 유발함)이 회피되고, 고정자 홈의 대향 단부들로부터 대량의 냉각제가 흘러나와 회전자와 접촉하게 되는 것으로 인해 회전자가 운동 에너지를 손실함으로써 모터의 전력 출력에 영향을 미치는 것이 회피될 수 있다. 또한, 냉각제 채널은 분배 홈 및 고정자 홈의 연장 방향들을 교차함으로써 그리드 형태로 구성되며, 이는 제품의 제조 공정을 완전히 고려하고 모터의 제조 요건을 충족시키는 채널 구조 설계이다. 특히, 분배 홈은 원주 방향을 따라 연장되도록 설계되고, 원주 방향의 분배 홈은 주조(casting)와 같은 공정에 의해 모터 하우징의 내벽 상에 쉽게 기계가공될 수 있다. 고정자 홈은 축 방향을 따라 연장되도록 설계되고, 단일 철 칩의 에지 상에 노치(notch)만이 제공될 필요가 있고, 여러 개의 이러한 철 칩이 조립 중에 순차적으로 라미네이트(laminate)되고, 노치들이 정렬되어 고정자 홈을 획득하므로, 여러 개의 철 칩이 동일한 설계 구조를 갖고 동일한 기계가공 공정을 채택할 수 있어, 설계 및 제조 비용을 상당히 간소화한다. 게다가, 채널들은 모터 하우징 내에 모두 집중되는 대신에 고정자 코어 및 모터 하우징 내에 분산되므로, 모터 하우징 상에 제공된 대량의 채널로 인해 모터 하우징의 두께가 크게 증가되는 결함이 회피될 수 있고(채널들을 제공하면서 모터 하우징의 강도를 보장하기 위해, 모터 하우징의 두께는 이에 따라 증가될 필요가 있음), 모터 하우징은 가능한 한 얇게 만들어질 수 있고 비용이 감소된다.
제1 구현에서, 분배 홈은 2개의 제1 분배 홈 및 2개의 제2 분배 홈을 포함하고; 고정자 코어의 축 방향에서, 2개의 제1 분배 홈은 양자 모두 2개의 제2 분배 홈 사이에 위치되고, 2개의 제2 분배 홈은 이격되고; 고정자 코어의 원주 방향에서, 각각의 제1 분배 홈은 2개의 제2 분배 홈으로부터 이격되고; 액체 유입구 채널은 하나의 제1 분배 홈 및 모터 하우징의 외부 공간과 연통하고; 3개의 고정자 홈이 원주 방향을 따라 순차적으로 이격되고, 고정자 홈의 적어도 일부의 연장 방향이 분배 홈의 적어도 일부의 연장 방향과 교차하고; 액체 유입구 채널과 연통하는 제1 분배 홈은 하나의 고정자 홈을 통해 2개의 제2 분배 홈과 연통하고, 2개의 제2 분배 홈은 하나의 고정자 홈을 통해 다른 제1 분배 홈과 연통하고, 다른 제1 분배 홈은 하나의 고정자 홈을 통해 액체 유출구 채널과 연통하여 냉각제 채널을 형성하므로, 냉각제는 액체 유입구 채널, 제1 분배 홈, 제1 고정자 홈, 2개의 제2 분배 홈, 제2 고정자 홈, 다른 제1 분배 홈, 제3 고정자 홈, 및 액체 유출구 채널 내로 순차적으로 흐른다.
이러한 제1 구현에서, 액체 유입구 채널, 하나의 제1 분배 홈, 제1 고정자 홈, 2개의 제2 분배 홈, 제2 고정자 홈, 다른 제1 분배 홈, 제3 고정자 홈, 및 2개의 액체 유출구 채널이 순차적으로 연통하여 채널을 형성한다. 냉각제는 액체 유입구 채널로부터 모터 하우징의 내부 캐비티 내로 흐르고, 하나의 제1 분배 홈, 제1 고정자 홈, 2개의 제2 분배 홈, 제2 고정자 홈, 다른 제1 분배 홈, 및 제3 고정자 홈 내로 순차적으로 흐르고, 마지막으로 2개의 액체 유출구 채널을 통해 고정자 코어로부터 흘러나온다. 다른 수량의 제1 분배 홈, 제2 분배 홈, 및 고정자 홈이 있을 때, 냉각제는 제1 분배 홈-고정자 홈-제2 분배 홈-고정자 홈-제1 분배 홈...의 흐름 순서에 기초하여 순환한다. 전체 흐름 경향으로부터, 냉각제는 모터 하우징의 내벽 상에서 단방향으로(예를 들어, 시계 방향 또는 반시계 방향으로) 흐른다. 냉각제가 고정자 홈 내로 흐를 때, 고정자 코어는 열 교환에 의해 냉각될 수 있다. 2개의 액체 유출구 채널을 통해 고정자 코어로부터 흘러나온 후에, 냉각제는 고정자 권선의 대향 단부들에 분무되어 고정자 권선에 대해 추가로 방열시킬 수 있다. 제1 분배 홈이 고정자 홈의 2개의 단부 사이에 위치되기 때문에, 냉각제가 제1 분배 홈으로부터 고정자 홈에 진입할 때, 냉각제는 고정자 홈의 중간 부분으로부터 고정자 홈의 2개의 단부로 흐를 수 있다. 2개의 제2 분배 홈이 고정자 홈의 대향 단부들에 위치되기 때문에, 냉각제가 2개의 제2 분배 홈으로부터 고정자 홈에 진입할 때, 냉각제는 고정자 홈의 2개의 단부로부터 고정자 홈의 중간 부분으로 흐를 수 있다. 채널 설계는 냉각제가 모터 하우징의 내벽과 고정자 코어의 외벽 사이에 원활하게 링크되는 것을 보장하고, 냉각제가 고정자 코어의 외벽을 완전히 커버할 수 있는 것을 보장하여, 방열 효율을 보장할 수 있다. 또한, 하나의 액체 유입구 채널은 냉각제가 중앙 집중 방식으로 하나의 유입구로부터 흘러들어가도록 설계되어, 모터 하우징의 액체 유입구 채널의 설계를 단순화하고, 냉각제의 흐름 방향에 대한 정확한 제어를 용이하게 하여, 기대 방열 효과를 달성한다.
제2 구현에서, 고정자 코어의 축 방향에서, 고정자 코어의 대향 단부들은 양자 모두 모터 하우징 내에서 내측으로 수축(retract)되고, 액체 유출구 채널의 일 단부는 고정자 코어를 넘어 연장하고; 모터 하우징의 내벽에는 액체 회수 홈(liquid return groove)이 제공되고, 연장 방향에서 액체 회수 홈의 대향 단부들은 양자 모두 고정자 코어를 넘어 연장하고, 액체 회수 홈은 액체 유출구 채널로부터 흘러나오는 냉각제를 받아서 열 교환기에 냉각제를 수송하기 위한 채널로서 역할을 하는데 사용되고; 액체 유입구 채널 및 액체 유입구 채널과 연통하는 제1 분배 홈은 양자 모두 액체 회수 홈으로부터 이격된다. 액체 회수 홈을 제공함으로써, 냉각제는 냉각을 위해 열 교환기에 수송될 수 있다. 냉각된 냉각제의 온도는 감소하고 냉각제는 방열을 위해 재사용될 수 있다. 또한, 액체 유입구 채널 및 액체 유입구 채널과 연통하는 제1 분배 홈은 양자 모두 액체 회수 홈으로부터 이격되어 있어, 액체 회수 홈에 격납된 고온 냉각제가 액체 유입구 채널 및 액체 유입구 채널과 연통하는 분배 홈의 저온 냉각제와 혼합되어 방열에 영향을 미치는 것이 회피될 수 있다.
제3 구현에서, 여러 개의 제1 분배 홈, 여러 개의 제2 분배 홈, 및 여러 개의 고정자 홈이 있고; 여러 개의 제1 분배 홈은 고정자 코어의 원주 방향을 따라 이격되고, 2개의 제1 분배 홈마다 그 사이에 2개의 제2 분배 홈이 제공되고, 각각의 제1 분배 홈 및 그 제1 분배 홈에 인접한 2개의 제2 분배 홈은 하나의 고정자 홈을 통해 연통하고; 여러 개의 제1 분배 홈에서의 2개의 제2 분배 홈은 액체 회수 홈의 대향 단부들 상에 각각 위치되고, 하나의 제1 분배 홈은 액체 회수 홈으로부터 이격되고, 다른 제1 분배 홈은 액체 회수 홈과 연통한다. 이러한 구현에서, 냉각제는 액체 유입구 채널로부터 액체 유입구 채널과 연통하는 제1 분배 홈에 진입하고, 고정자 홈, 2개의 제2 분배 홈, 고정자 홈, 제1 분배 홈, 고정자 홈, 2개의 제2 분배 홈 … 내로 순차적으로 흐른다. 이는 냉각제가 액체 유출구 채널과 연통하는 고정자 홈 내로 흐를 때까지 순환한다. 이 경우, 냉각제는 2개의 경로로 분할되고, 하나의 경로는 액체 유출구 채널을 통해 고정자 코어로부터 흘러나와서 액체 회수 홈에 진입하고, 다른 경로는 액체 회수 홈과 연통하는 제1 분배 홈 내로 흐를 때까지 원래 흐름 방향 및 흐름 순서를 따라 고정자 홈으로부터 후속의 제1 분배 홈 또는 후속의 제2 분배 홈 내로 계속 흘러서 액체 회수 홈 내로 병합된다. 이 구현에서, 액체 유입구 채널과 연통하는 제1 분배 홈이 액체 회수 홈으로부터 이격되어 있기 때문에, 모터 하우징에 진입하는 저온 냉각제가 액체 회수 홈의 고온 냉각제와 혼합되지 않아, 방열 효과를 보장한다. 게다가, 모터 하우징의 내벽 상의 냉각제는 단방향으로 흐르고, 이에 의해 모터 하우징의 채널 설계를 단순화하고, 냉각제의 흐름 방향에 대한 정확한 제어를 용이하게 하고, 기대 방열 효과를 달성한다.
제4 구현에서, 모터는 2개의 채널을 포함하고, 하나의 채널에 연통하는 액체 유입구 채널 및 제1 분배 홈은 다른 채널에 연통하는 액체 유입구 채널 및 제1 분배 홈으로부터 이격되고, 2개의 채널은 제3 고정자 홈 및 액체 유출구 채널을 공유하므로, 모터 하우징의 내벽 상에서 흐르는 냉각제가 반대 방향을 따라 2개의 경로 내로 흐른다.
본 실시예에서, 모터 하우징의 내벽 상에서, 액체 유입구 채널과 연통하는 제1 분배 홈으로부터, 2개의 채널이 각각 반대 방향을 따라 연장되고 최종적으로 병합된다. 냉각제는 2개의 액체 유입구 채널로부터 모터 하우징 내로 흐른다. 모터 하우징의 내벽 상에서 흐르는 냉각제의 2개의 경로는 각각 반대 방향(하나의 경로는 시계 방향이고 다른 경로는 반시계 방향임)을 따라 흐르고, 최종적으로 제3 고정자 홈 내로 병합되고, 2개의 액체 유출구 채널을 통해 흘러나온다. 2개의 채널 각각에 대해, 냉각제는 제1 구현에서 설명된 흐름 순서로 흐른다. 구체적으로, 냉각제는 액체 유입구 채널, 하나의 제1 분배 홈, 제1 고정자 홈, 2개의 제2 분배 홈, 제2 고정자 홈, 다른 제1 분배 홈, 및 제3 고정자 홈 내로 순차적으로 흐르고, 마지막으로 2개의 액체 유출구 채널을 통해 고정자 코어로부터 흘러나온다. 2개의 병렬 채널(본 명세서에서 "채널"은 제1 분배 홈 및 제2 분배 홈에 의해 형성된 채널을 지칭함)이 모터 하우징 상에 설계되므로, 냉각제가 2개의 병렬 채널로 각각 반대 방향을 따라 흐르고, 냉각제가 고정자 홈 내로 더 신속하게 분배되어, 고정자 코어의 급속한 방열을 달성할 수 있다.
제5 구현에서, 모터의 2개의 채널이 여전히 병합되지만, 2개의 채널은 상이한 구성을 갖는다. 구체적으로, 하나의 채널은 제3 구현에서의 채널과 동일할 수 있지만, 다른 채널은 하나의 액체 유입구 채널, 하나의 제1 분배 홈, 하나의 고정자 홈, 및 2개의 제2 분배 홈을 포함하고, 2개의 제2 분배 홈은 이전 채널의 제3 고정자 홈과 연통한다. 이 구현에서는, 모터의 채널 설계 솔루션이 개발되고, 상이한 구조들을 갖는 모터들의 방열 요건들이 충족될 수 있다.
제6 구현에서, 고정자 코어의 축 방향에서, 고정자 코어의 대향 단부들은 양자 모두 모터 하우징 내에서 내측으로 수축되고, 액체 유출구 채널의 일 단부는 고정자 코어를 넘어 연장하고; 모터 하우징의 내벽에는 액체 회수 홈이 제공되고, 연장 방향에서 액체 회수 홈의 대향 단부들은 양자 모두 고정자 코어를 넘어 연장하고, 액체 회수 홈은 액체 유출구 채널로부터 흘러나오는 냉각제를 받아서 열 교환기에 냉각제를 수송하기 위한 채널로서 역할을 하는데 사용되고; 하나의 채널에 연통하는 액체 유입구 채널 및 제1 분배 홈은 액체 회수 홈의 일 측면 상에서 이격되고, 다른 채널에 연통하는 액체 유입구 채널 및 제1 분배 홈은 액체 회수 홈의 다른 측면 상에서 이격된다. 액체 회수 홈을 제공함으로써, 냉각제는 냉각을 위해 열 교환기에 수송될 수 있다. 냉각된 냉각제의 온도는 감소하고 냉각제는 방열을 위해 재사용될 수 있다. 또한, 액체 유입구 채널 및 액체 유입구 채널과 연통하는 제1 분배 홈은 양자 모두 액체 회수 홈으로부터 이격되어 있어, 액체 회수 홈에 격납된 고온 냉각제가 액체 유입구 채널 및 액체 유입구 채널과 연통하는 분배 홈의 저온 냉각제와 혼합되어 방열에 영향을 미치는 것이 회피될 수 있다.
제7 구현에서, 분배 홈은 제1 분배 홈 및 제2 분배 홈을 포함하고, 제1 분배 홈과 제2 분배 홈은 양자 모두 고정자 코어의 축 주위에 있고, 축 방향을 따라 내벽의 대향 단부들 상에서 이격되고; 제1 분배 홈은 고정자 홈을 통해 제2 분배 홈과 연통하고, 고정자 홈의 연장 방향은 제1 분배 홈 및 제2 분배 홈 중 적어도 하나의 연장 방향과 교차하고; 액체 유입구 채널은 제1 분배 홈의 일 단부 및 모터 하우징의 외부 공간과 연통하므로, 냉각제가 액체 유입구 채널을 통해 제1 분배 홈에 진입하고, 제1 분배 홈으로 흐르면서 고정자 홈 내로 흐르고, 고정자 홈을 통해 제2 분배 홈 및 액체 유출구 채널 내로 흐른다.
이 제7 구현에서, 액체 유입구 채널, 제1 분배 홈, 고정자 홈, 제2 분배 홈, 및 액체 유출구 채널이 순차적으로 연통되어 냉각제 채널을 형성한다. 액체 유입구 채널로부터 제1 분배 홈에 진입할 때, 냉각제는 제1 분배 홈으로 흐르면서 각각의 고정자 홈 내로 흐르고, 각각의 고정자 홈을 통해 제2 분배 홈 내로 흐른다. 제1 분배 홈 및 제2 분배 홈에서, 냉각제는 일 단부로부터 다른 단부로 단방향으로 흐른다. 액체 유출구 채널과 연통하여 고정자 홈 내로 흐를 때, 냉각제는 액체 유출구 채널을 통해 고정자 코어로부터 흘러나온다. 냉각제가 고정자 홈 내로 흐를 때, 고정자 코어는 열 교환에 의해 냉각될 수 있다. 액체 유출구 채널을 통해 고정자 코어로부터 흘러나온 후에, 냉각제는 고정자 권선의 단부 부분에 분무되어 고정자 권선에 대해 추가로 방열시킬 수 있다. 이 구현에서는, 전술한 구현들의 기술적 효과들을 가질 뿐만 아니라, 상이한 구조들을 갖는 모터들의 방열 요건들을 충족시킬 수 있는 아주 새로운 채널 설계 솔루션이 개발된다.
제8 구현에서, 고정자 코어의 축 방향에서, 고정자 코어의 대향 단부들은 양자 모두 모터 하우징 내에서 내측으로 수축되고, 액체 유출구 채널의 일 단부는 고정자 코어를 넘어 연장하고; 모터 하우징의 내벽에는 액체 회수 홈이 제공되고, 연장 방향에서 액체 회수 홈의 대향 단부들은 양자 모두 고정자 코어를 넘어 연장하고, 액체 회수 홈은 액체 유출구 채널로부터 흘러나오는 냉각제를 받아서 열 교환기에 냉각제를 수송하기 위한 채널로서 역할을 하는데 사용되고; 제1 분배 홈은 액체 유입구 채널의 일 단부와 연통하고, 액체 유입구 채널은 액체 회수 홈으로부터 이격된다. 액체 회수 홈을 제공함으로써, 냉각제는 냉각을 위해 열 교환기에 수송될 수 있다. 냉각된 냉각제의 온도는 감소하고 냉각제는 방열을 위해 재사용될 수 있다. 또한, 액체 유입구 채널 및 액체 유입구 채널과 연통하는 제1 분배 홈은 양자 모두 액체 회수 홈으로부터 이격되어 있어, 액체 회수 홈에 격납된 고온 냉각제가 액체 유입구 채널 및 액체 유입구 채널과 연통하는 분배 홈의 저온 냉각제와 혼합되어 방열에 영향을 미치는 것이 회피될 수 있다.
제9 구현에서, 모터 하우징에는 이격된 2개의 인접한 액체 유입구 채널이 제공되고, 연장 방향에서 제1 분배 홈의 대향 단부들이 이격되고, 각각의 단부는 하나의 액체 유입구 채널과 연통하므로, 냉각제가 2개의 액체 유입구 채널로부터 제1 분배 홈에 진입하고, 제1 분배 홈으로 반대 방향을 따라 흐르면서 고정자 홈 내로 흐른다. 제1 분배 홈과 제2 분배 홈의 2개의 경로의 냉각제가 액체 유출구 채널과 연통하는 고정자 홈 내로 흐를 때, 냉각제는 액체 유출구 홈을 통해 고정자 코어로부터 흘러나올 수 있다. 이 구현에서는, 제1 분배 홈과 제2 분배 홈이 양자 모두 병렬 채널들로서 역할을 하고, 냉각제는 병렬 채널들에서 반대 방향을 따라 흐르므로, 냉각제가 고정자 홈들에 더 급속하게 분배되어 고정자 코어의 급속한 방열을 구현할 수 있다.
제10 구현에서, 고정자 코어의 축 방향에서, 고정자 코어의 대향 단부들은 양자 모두 모터 하우징 내에서 내측으로 수축되고, 액체 유출구 채널의 일 단부는 고정자 코어를 넘어 연장하고; 모터 하우징의 내벽에는 액체 회수 홈이 제공되고, 연장 방향에서 액체 회수 홈의 대향 단부들은 양자 모두 고정자 코어를 넘어 연장하고, 액체 회수 홈은 액체 유출구 채널로부터 흘러나오는 냉각제를 받아서 열 교환기에 냉각제를 수송하기 위한 채널로서 역할을 하는데 사용되고; 액체 회수 홈은 2개의 액체 유입구 채널 사이 그리고 대향 단부들 사이를 통과하고, 2개의 액체 유입구 채널과 대향 단부들 양자 모두로부터 이격된다.
이 제10 구현에서는, 액체 유출구 채널로부터 흘러나오는 냉각제가 액체 회수 홈으로 자유롭게 떨어질 수 있다. 다시 말해서, 액체 유출구 홈 및 액체 회수 홈이 반경 방향에서 고정자 코어의 대향 단부들에 각각 위치되고, 모터가 장착 위치에 위치될 때, 액체 유출구 홈은 모터의 상단에 위치되고, 액체 회수 홈은 모터의 하단에 위치된다. 대안적으로, 액체 유출구 채널은 파이프라인을 통해 액체 회수 홈과 연통할 수 있고, 액체 유출구 채널로부터 흘러나오는 냉각제는 파이프라인을 통해 액체 회수 홈 내로 흐를 수 있다. 이러한 경우에, 액체 유출구 채널과 액체 회수 홈의 상대 위치는 전술한 바와 같이 제한되지 않는다.
또한, 2개의 액체 유입구 채널, 제1 분배 홈의 대향 단부들, 및 제2 분배 홈의 대향 단부들은 모두 액체 회수 홈으로부터 이격되어 있어, 액체 회수 홈에 격납된 고온 냉각제가 액체 유입구 채널, 제1 분배 홈, 및 제2 분배 홈의 저온 냉각제와 혼합되어 방열에 영향을 미치는 것이 회피될 수 있다.
본 출원의 이러한 실시예에서, 분배 홈의 연장 방향은 고정자 코어의 원주 방향이고, 고정자 홈의 연장 방향은 고정자 코어의 축 방향이다.
본 출원의 이러한 실시예에서, 고정자 코어는 순차적으로 라미네이트된 여러 개의 철 칩을 포함하고, 각각의 철 칩의 주연부에는 노치가 제공되고, 고정자 코어의 축 방향에서의 2개의 단부에서 철 칩들 상에 있고 노치가 제공되지 않는 부분이 축 방향의 2개의 단부에서 철 칩들에 인접한 철 칩의 노치와 정렬되고, 축 방향의 2개의 단부에서 철 칩들 사이의 나머지 철 칩들 상의 모든 노치가 순차적으로 연통하여 고정자 홈을 형성한다. 이 구현의 솔루션에 따르면, 단일 철 칩의 에지 상에 노치만이 제공될 필요가 있고, 여러 개의 이러한 철 칩들은 조립 동안 순차적으로 라미네이트되므로, 철 칩들의 대응하는 위치들에서의 노치들이 순차적으로 연통하고, 고정자 코어는 최외측에 위치된 철 칩을 특정 각도만큼 회전시키고, 철 칩 상에 있고 노치가 제공되지 않은 위치를 인접한 철 칩의 노치와 정렬시킴으로써 획득될 수 있다. 고정자 코어를 구성하는 모든 철 칩이 동일한 구조를 갖고 동일한 공정을 사용하여 제조될 수 있기 때문에, 설계 및 제조 비용이 크게 감소된다.
제2 양태에 따르면, 본 출원의 실시예는 열 교환기, 수송 디바이스, 및 제1 양태에 따른 모터를 포함하는 모터 냉각 시스템을 제공한다. 열 교환기는 액체 유출구 채널로부터 흘러나오는 냉각제를 받아서 냉각하도록 구성되고; 수송 디바이스는 열 교환기 및 액체 유입구 채널과 연통하고, 냉각된 냉각제를 액체 유입구 채널로부터 분배 홈으로 수송하고 채널들로 흐르도록 냉각제를 구동하도록 구성된다. 이 실시예의 모터 냉각 시스템은 모터의 고정자에 대해 효과적으로 방열시킬 수 있을 뿐만 아니라, 냉각제의 순환 이용(cyclic utilization)을 구현할 수 있다.
일 구현에서, 열 교환기와 수송 디바이스 사이에 필터가 배치되므로, 수송 디바이스 내로 흐르는 저온 냉각제를 필터링하여 불순물들이 수송 디바이스에 진입하는 것을 방지할 수 있다. 필터는 필터링 기능을 갖는 전기 디바이스일 수 있거나, 단순히 기계 컴포넌트(예를 들어, 필터 스크린 또는 필터 요소)일 수 있다. 물론, 대안적으로 모터와 열 교환기 사이에 필터가 배치되어, 열 교환기에 진입하는 고온 냉각제를 필터링할 수 있고/있거나; 대안적으로 수송 디바이스와 모터 사이에 필터가 배치되어, 분배 홈에 진입하는 저온 냉각제를 필터링할 수 있다.
제3 양태에 따르면, 본 출원의 실시예는 모터 제어기, 기어박스, 및 제2 양태에 따른 모터 냉각 시스템을 포함하는 전기 차량을 제공한다. 모터 제어기는 모터가 동작하도록 제어하기 위해 모터에 연결된다. 기어박스는 모터의 모터 샤프트에 연결되고, 모터에 의해 출력된 토크(torque)를 다른 기계 디바이스에 송신하도록 구성된다. 전기 차량은 전기 자동차, 전기 버스, 및 전기 모터사이클과 같은 차량을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 본 실시예의 전기 차량에서, 모터의 고정자는 효과적이고 연속적인 방열을 달성할 수 있고, 높은 동작 신뢰성을 갖는다. 따라서, 차량 성능이 보장된다.
도 1은 본 출원의 실시예에 따른 모터의 개략적인 단면 구조도이고, 여기서 단면도의 절단면은 고정자 코어의 축을 통과한다.
도 2는 도 1에 도시된 모터의 고정자 코어의 개략적인 3차원 구조도이다.
도 3은 도 1에 도시된 모터의 모터 하우징 및 고정자 코어의 원주방향 확장의 개략도이다.
도 4는 도 1에 도시된 모터의 고정자 코어의 또 다른 개략적인 3차원 구조도이다.
도 5는 본 출원의 실시예에 따른 제1 구현에서의 모터 하우징의 개략적인 3차원 구조도이다.
도 6은 본 출원의 실시예에 따른 제1 구현에서의 모터 하우징의 또 다른 개략적인 3차원 구조도이다.
도 7은 본 출원의 실시예에 따른 제1 구현에서의 모터 하우징 및 고정자 코어의 원주방향 확장의 개략도이다.
도 8은 본 출원의 실시예에 따른 제2 구현에서의 모터 하우징의 개략적인 3차원 구조도이다.
도 9는 본 출원의 실시예에 따른 제2 구현에서의 모터 하우징 및 고정자 코어의 원주방향 확장의 개략도이다.
도 10은 본 출원의 실시예에 따른 제3 구현에서의 모터 하우징의 개략적인 3차원 구조도이다.
도 11은 본 출원의 실시예에 따른 제3 구현에서의 모터 하우징 및 고정자 코어의 원주방향 확장의 개략도이다.
도 12는 본 출원의 실시예에 따른 제4 구현에서의 모터 하우징의 개략적인 3차원 구조도이다.
도 13은 본 출원의 실시예에 따른 제4 구현에서의 모터 하우징 및 고정자 코어의 원주방향 확장의 개략도이다.
도 14는 본 출원의 실시예에 따른 제5 구현에서의 모터 하우징 및 고정자 코어의 원주방향 확장의 개략도이다.
도 15 및 도 16은 본 출원의 실시예에 따른 또 다른 구현에서의 모터 하우징 및 고정자 코어의 원주방향 확장의 개략도들이다.
도 17은 본 출원의 실시예에 따른 제6 구현에서의 모터 하우징의 개략적인 3차원 구조도이다.
도 18은 본 출원의 실시예에 따른 제6 구현에서의 모터 하우징 및 고정자 코어의 원주방향 확장의 개략도이다.
도 19는 본 출원의 실시예에 따른 제7 구현에서의 모터 하우징의 개략적인 3차원 구조도이다.
도 20은 본 출원의 실시예에 따른 제7 구현에서의 모터 하우징 및 고정자 코어의 원주방향 확장의 개략도이다.
도 21은 본 출원의 실시예에 따른 제8 구현에서의 모터 하우징의 개략적인 3차원 구조도이다.
도 22는 본 출원의 실시예에 따른 제8 구현에서의 모터 하우징 및 고정자 코어의 원주방향 확장의 개략도이다.
도 23은 본 출원의 실시예에 따른 또 다른 구현에서의 모터 하우징의 개략적인 3차원 구조도이다.
도 24는 도 23에 도시된 구현에서의 모터 하우징 및 고정자 코어의 원주방향 확장의 개략도이다.
도 25는 본 출원의 실시예에 따른 제9 구현에서의 모터 하우징의 개략적인 3차원 구조도이다.
도 26은 본 출원의 실시예에 따른 제9 구현에서의 모터 하우징 및 고정자 코어의 원주방향 확장의 개략도이다.
도 27은 본 출원의 실시예에 따른 제10 구현에서의 모터 하우징의 개략적인 3차원 구조도이다.
도 28은 본 출원의 실시예에 따른 제10 구현에서의 모터 하우징 및 고정자 코어의 원주방향 확장의 개략도이다.
도 29는 본 출원의 실시예에 따른 제11 구현에서의 모터 하우징 및 고정자 코어의 원주방향 확장의 개략도이다.
도 30은 본 출원의 실시예에 따른 모터 냉각 시스템의 개략적인 구조도이다.
도 31은 본 출원의 실시예에 따른 전기 차량의 전체 구조의 개략도이다. 및
도 32는 도 31에 도시된 전기 차량의 모터 제어기, 기어박스, 및 모터 냉각 시스템 간의 연결 관계를 도시하는 개략도이다.
본 출원의 실시예들은 모터 및 모터를 포함하는 모터 냉각 시스템을 제공한다. 모터 냉각 시스템은 기계 장비에 적용될 수 있다. 기계 장비는 전기 차량을 포함하지만 이에 제한되지 않으며, 예를 들어, 기계가공 장비 또는 엔지니어링 기계와 같은 임의의 기계 디바이스일 수 있다. 모터 냉각 시스템은 열 교환 매체로서 냉각제를 사용할 수 있고, 모터 냉각 시스템에 채널이 제공된다. 채널에서 흐를 때, 냉각제는 모터에 의해 발생된 열을 제거하여, 모터의 방열 및 냉각을 구현한다. 모터 냉각 시스템은 열 교환기 및 수송 디바이스를 포함할 수 있다. 열 교환기는 모터의 열을 운반하는 냉각제에 대해 열 교환을 수행하여 냉각제를 냉각시켜 냉각제를 재사용할 수 있도록 구성된다. 수송 디바이스는 냉각제가 채널로 흐르도록 냉각제를 구동하는 전력을 제공하도록 구성된다. 아래에서는 첨부 도면들을 참조하여 본 출원의 실시예들에서의 솔루션들을 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 모터(10)는 모터 하우징(12), 제1 단부 캡(11), 제2 단부 캡(15), 고정자 코어(13), 고정자 권선(14) 및 회전자(16)를 포함할 수 있다. 모터 하우징(12), 제1 단부 캡(11), 제2 단부 캡(15), 고정자 코어(13) 및 고정자 권선(14)은 모두 모터(10)의 고정자 부분에 속한다. 고정자 코어(13)는 원통 형상이고, 고정자 코어(13)의 축 방향(즉, 고정자 코어(13)의 중심 축이 위치되는 방향) 및 원주 방향(즉, 고정자 코어(13)의 중심 축 주위의 그리고 축 방향에 수직인 원주 방향)이 정의될 수 있다. 모터 하우징(12)은 고정자 코어(13) 외부에 슬리브로 되어 있고 원주 방향을 따라 고정자 코어(13)를 감싼다. 축 방향에서, 고정자 코어(13)의 길이는 모터 하우징(12)의 길이보다 작을 수 있고, 고정자 코어(13)의 대향 단부들은 모터 하우징(12) 내에서 내측으로 수축된다. 제1 단부 캡(11) 및 제2 단부 캡(15)은 축 방향을 따라 모터 하우징(12)의 대향 단부들에 각각 장착되고, 모터 하우징(12)과 폐쇄 캐비티(closed cavity)를 형성한다. 고정자 코어(13), 고정자 권선(14) 및 회전자(16)는 모두 폐쇄 캐비티 내에 장착된다. 회전자(16)의 대향 단부들은 베어링을 사용하여 제1 단부 캡(11) 및 제2 단부 캡(15) 상에 장착될 수도 있다. 고정자 코어(13)는 회전자(16)의 외주연부에 슬리브로 되어 있고, 반경 방향에서 고정자 코어(13)와 회전자(16) 사이에 에어 갭이 남아 있다. 고정자 코어(13)는 톱니부(tooth portion)(13b) 및 요크부(yoke portion)(13a)를 포함할 수 있다. 톱니부(13b)는 원주 방향을 따라 간격을 두고 배열된 복수의 톱니에 의해 형성되고, 요크부(13a)는 톱니부(13b)의 외주연부를 감싼다. 다시 말해서, 톱니부(13b)는 고정자 코어(13)의 내측에 형성되고, 고정자 코어(13)의 중심 축을 향해 고정자 코어(13)의 내벽에 복수의 홈들을 제공함으로써 형성된다. 요크부(13a)는 고정자 코어(13)의 외측에 형성된다. 고정자 코어(13)는 고정자 코어(13)의 축 방향을 따라 여러 개의 철 칩(규소강 시트들(silicon steel sheets)을 포함하지만 이에 제한되지 않음)을 순차적으로 라미네이트함으로써 형성될 수 있다. 고정자 권선(14)은 톱니부(13b)의 인접한 톱니들 사이의 홈에 권선될 수 있다. 축 방향을 따르는 고정자 권선(14)의 대향 단부들은 양자 모두 고정자 코어(13)를 넘어 연장될 수 있지만, 모터 하우징(12) 내에서 내측으로 수축된다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 모터 하우징(12)에는 분배 홈(12b), 액체 유입구 채널(12a) 및 액체 유출구 채널(12c)이 제공되고, 분배 홈(12b), 액체 유입구 채널(12a) 및 액체 유출구 채널(12c)은 모두 일부 냉각제 채널들로서 역할을 한다.
분배 홈(12b)은 모터 하우징(12)의 내벽 상에 제공되고, 액체 유입구 채널(12a)을 통해 모터 하우징(12) 내로 흐르는 냉각제를 격납하고, (아래에서 상세하게 설명될) 고정자 코어(13)의 외벽에 냉각제를 분배하는 데 사용된다. 내벽은 고정자 코어(13)와 대면하는 모터 하우징(12)의 내부 표면이고, 내부 표면 상의 분배 홈(12b)의 폭(분배 홈(12b)은 갭과 유사하고 갭의 폭과 유사한 폭을 가짐)은 분배 홈(12b)의 길이(갭의 길이와 유사함)보다 작고, 길이 치수에서 대향 단부들의 연결선이 위치되는 방향은 연장 방향으로 지칭될 수 있다. 본 실시예에서, 분배 홈(12b)의 연장 방향은 필요에 따라 설계될 수 있으며, 예를 들어, 도 3에 도시된 원주 방향(Y1)일 수 있다. 물론, 연장 방향은 대안적으로 원주 방향(Y1)에 평행하지 않을 수 있고, 예를 들어, 원주 방향(Y1)에 대해 예각일 수 있다. 또한, 분배 홈(12b)은 도 3에 도시된 직선형 홈일 수 있다. 구체적으로, 모터 하우징(12)의 내벽이 원주 방향(Y1)을 따라 확장될 때, 분배 홈(12b)은 직선을 따라 연장된다(즉, 분배 홈(12b)은 하나의 연장 방향만을 갖는다). 대안적으로, 분배 홈(12b)은 비직선형 홈일 수 있다. 구체적으로, 모터 하우징(12)의 내벽이 원주 방향(Y1)을 따라 확장될 때, 분배 홈(12b)은 비직선 방향(예를 들어, 적어도 2개의 직선에 의해 형성된 곡선 또는 폴리라인)을 따라 연장된다(즉, 분배 홈(12b)의 위치들은 상이한 연장 방향들을 갖는다). 분배 홈(12b)의 위치는 필요에 따라 설계될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 분배 홈(12b)의 중심은 축 방향(Y2)으로 모터 하우징(12)의 내벽의 중간 부분에 위치될 수 있다. 원주 방향(Y1)에서, 분배 홈(12b)의 중심 위치는 필요에 따라 설정될 수 있다. 적어도 하나의 분배 홈(12b)이 존재한다. 물론, 더 많은 냉각제를 수송하여 방열 효과를 향상시키기 위해, 2개 이상의 분배 홈(12b)이 존재할 수 있다. 하나보다 많은 분배 홈(12b)이 존재할 때, 분배 홈들(12b)의 연장 방향들은 동일하거나 완전히 상이할 수 있고, 분배 홈들(12b)은 기본적으로 모터 하우징(12)의 내벽을 덮을 수 있다.
액체 유입구 채널(12a)은 분배 홈(12b) 및 모터 하우징(12)의 외부 공간과 연통하고, 모터 하우징(12) 외부의 냉각제가 분배 홈(12b) 내로 흐를 수 있게 하는데 사용된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 일 구현에서, 액체 유입구 채널(12a)은 모터 하우징(12)의 내벽과 외벽 사이를 통과할 수 있고, 액체 유입구 채널(12a)의 대향 단부들은 분배 홈(12b)의 홈벽(하단벽 및/또는 측벽) 및 모터 하우징(12)의 축 방향 단부면(제1 단부 캡(11) 또는 제2 단부 캡(15)과 피팅(fit)될 수 있고 고정자 코어(13)의 축 방향인 법선 방향을 갖는 표면을 칭함) 상에 개구를 각각 형성할 수 있다. 이 경우, 액체 유입구 채널(12a)은 (예를 들어, 액체 유입구 채널(12a)의 일 단부가 분배 홈(12b)의 하단벽 상에 개구를 형성할 때) 구부러지거나 (예를 들어, 액체 유입구 채널(12a)의 일 단부가 분배 홈(12b)의 측벽 상에 개구를 형성할 때) 직선형일 수 있다. 대안적으로, 다른 구현에서, 액체 유입구 채널(12a)의 일 단부는 분배 홈(12b)의 홈벽(하단벽 및/또는 측벽) 상에 개구를 형성할 수 있고, 대향하는 다른 단부는 두께 방향을 따라 모터 하우징(12)을 관통할 수 있다. 이 경우, 액체 유입구 채널(12a)은 (예를 들어, 액체 유입구 채널(12a)의 일 단부가 분배 홈(12b)의 측벽 상에 개구를 형성할 때) 구부러지거나 (예를 들어, 액체 유입구 채널(12a)의 일 단부가 분배 홈(12b)의 하단벽 상에 개구를 형성할 때) 직선형일 수 있다. 액체 유입구 채널(12a)의 위치는 필요에 따라 설계될 수 있다. 분배 홈(12b) 및 모터 하우징(12)과 연통하는 외부 공간에 기초하여, 액체 유입구 채널(12a)의 위치는 냉각제의 유입(flow-in)을 용이하게 하기 위한 설계 요건을 참조하여 추가로 결정될 수 있다. 적어도 하나의 액체 유입구 채널(12a)이 있다(예를 들어, 도 3은 하나의 액체 유입구 채널(12a)을 도시한다). 물론, 냉각제를 더 신속하게 투입하여 방열 효율을 향상시키기 위해, 2개 이상의 액체 유입구 채널(12a)이 있을 수 있고, 하나의 분배 홈(12b)이 하나의 액체 유입구 채널(12a)에 대응할 수 있다. 각각의 액체 유입구 채널(12a)의 형상 및 개구 위치는 필요에 따라 유연하게 설정될 수 있다.
액체 유출구 채널(12c)은 모터 하우징(12)의 내부 캐비티 및 외부 공간과 연통하고, 고정자 코어(13)의 외벽(모터 하우징(12)의 내벽과 매칭됨) 상에서 흐르는 냉각제는 액체 유출구 채널(12c)을 통해 고정자 코어(13)로부터 흘러나올 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 일 구현에서, 액체 유출구 채널(12c)의 대향 단부들 각각이 모터 하우징(12)의 내벽 및 축 방향 단부 표면 상에 개구를 형성한다. 이 경우, 액체 유출구 채널(12c)은 구부러질 수 있다. 대안적으로, 다른 구현에서, 액체 유출구 채널(12c)은 모터 하우징(12)의 두께 방향을 따라 모터 하우징(12)을 관통하여, 모터 하우징(12)의 내벽 상에 개구를 형성하고 외벽 상에 개구를 형성할 수 있다. 이 경우, 액체 유출구 채널(12c)은 직선형일 수 있다. 액체 유출구 채널(12c)의 위치는 필요에 따라 설계될 수 있다. 모터 하우징(12)과 연통하는 내부 및 외부 공간들에 기초하여, 액체 유출구 채널(12c)의 위치는 냉각제의 유입을 용이하게 하기 위한 설계 요건을 참조하여 추가로 결정될 수 있다. 적어도 하나의 액체 유출구 채널(12c)이 존재한다. 물론, 냉각제가 고정자 코어(13)의 상이한 위치들로부터 흘러나오게 하여 방열 효율을 향상시키기 위해, 2개 이상의 액체 유출구 채널(12c)이 존재할 수 있다(예를 들어, 도 3은 축 방향(Y2)으로 모터 하우징(12)의 대향 단부들에 위치된 2개의 액체 유출구 채널(12c)을 도시한다). 각각의 액체 유출구 채널(12c)의 형상 및 개구 위치는 필요에 따라 유연하게 설정될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 고정자 코어(13)의 외벽에는 고정자 홈(13c)이 제공되고, 고정자 홈(13c)은 분배 홈(12b)으로부터 냉각제를 받아서 고정자 코어(13) 상의 냉각제를 위한 채널로서 역할을 할 수 있다(아래에서 상세히 설명됨). 외벽은 모터 하우징(12)의 내벽과 대면하는 고정자 코어(13)의 외부 표면, 즉, 요크부(13a)의 외부 표면이다. 본 실시예에서, 고정자 홈(13c)의 연장 방향(연장 방향의 의미는 위에서 설명한 바와 동일함)은 분배 홈(12b)의 연장 방향과 교차한다. 다시 말해서, 고정자 홈(13c) 및 분배 홈(12b)의 연장 방향들은 평행하지 않고, 각도를 형성하도록 교차한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 일 구현에서, 고정자 홈(13c)의 연장 방향은 축 방향(Y2)일 수 있고, 분배 홈(12b)의 연장 방향은 원주 방향(Y1)일 수 있고, 축 방향(Y2)은 원주 방향(Y1)에 수직이다. 다른 구현들에서, 고정자 홈(13c)의 연장 방향은 축 방향(Y2)에 대해 예각인 방향과 같은, 분배 홈(12b)과 교차하는 또 다른 방향일 수 있다. 분배 홈(12b)과 유사하게, 고정자 홈(13c)은 도 2 및 도 3에 도시된 직선형 홈일 수 있거나, 비직선형 홈일 수 있다. 분배 홈(12b)이 액체 유출구 채널(12c)과 연통하기만 하면, 고정자 홈(13c)의 위치는 필요에 따라 설계될 수 있다. 적어도 하나의 고정자 홈(13c)이 존재한다. 물론, 더 많은 냉각제가 고정자 코어(13)와 접촉하게 하여 방열 효과를 향상시킬 수 있게 하기 위해, 2개 이상의 고정자 홈(13c)이 존재할 수 있다. 하나보다 많은 고정자 홈(13c)이 존재할 때, 고정자 홈들(13c)의 연장 방향들은 동일하거나 완전히 상이할 수 있다. 고정자 홈(13c)의 적어도 일부의 연장 방향은 제1 방향이고, 분배 홈들(12b)의 적어도 일부의 연장 방향은 제2 방향이다. 제1 방향은 제2 방향과 교차한다. 하나의 고정자 홈(13c)이 여러 개의 액체 유출구 채널(12c)과 연통할 수 있거나(예를 들어, 도 3은 2개의 액체 유출구 채널(12c)과 연통하는 하나의 고정자 홈(13c)을 도시함), 여러 개의 고정자 홈(13c)이 여러 개의 분배 채널 및 여러 개의 액체 유출구 채널(12c)과 일대일 연통한다.
본 실시예에서, 연장 방향에서 고정자 홈(13c)의 대향 단부들은 양자 모두 폐쇄되는데, 즉, 고정자 홈(13c)의 대향 단부들 중 어느 것도 고정자 코어(13)의 축 방향 단부면을 관통하지 않는다. 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 일 구현에서, 고정자 코어(13)를 구성하는 각각의 철 칩의 주연부에는 노치가 제공된다. 축 방향의 고정자 코어(13)의 2개의 단부에서의 철 칩(131) 및 철 칩(132)(각각의 단부에서의 적어도 하나의 철 칩)에서, 철 칩(131) 상에 있고 노치(131b)가 제공되지 않는 부분(131a)이 철 칩(131)에 인접한 철 칩의 노치와 정렬된다. 유사하게, 철 칩(132) 상에 있고 노치(132b)가 제공되지 않는 부분(132a)이 철 칩(132)에 인접한 철 칩의 노치와 정렬된다. (다시 말해서, 각각의 단부에서의 철 칩 상에 있고 노치가 제공되지 않는 부분이 철 칩에 인접한 철 칩의 노치와 정렬되고), 철 칩(131)과 철 칩(132) 사이의 나머지 철 칩들 상의 모든 노치들은 순차적으로 연통하여 2개의 단부에서 폐쇄된 하나의 고정자 홈(13c)을 형성한다(축 방향에서 2개의 단부 사이의 철 칩들은 도면의 단순화를 위해 도 4에서 세분되지 않는다). 이러한 구현에서, 몇 개의 노치가 각각의 철 칩의 주연부 상에서 이격될 수 있고, 축 방향의 2개의 단부 사이의 철 칩들 상의 대응하는 위치들에서의 몇 개의 노치들이 순차적으로 연통하여 몇 개의 고정자 홈들(13c)을 형성한다. 또한, 축 방향의 2개의 단부 사이의 철 칩들 상의 대응하는 위치들에서의 몇 개의 노치들이 순차적으로 정렬되므로, 형성된 고정자 홈들(13c)이 축 방향을 따라 연장된다. 물론, 축 방향의 2개의 단부 사이의 철 칩들 상의 대응하는 위치들에서의 몇 개의 노치들은 대안적으로 원주 방향을 따라 순차적으로 오배치(misplace)될 수 있으므로, 형성된 고정자 홈들(13c)이 축 방향과 예각의 방향을 따라 연장된다. 이 구현의 솔루션에 따르면, 단일 철 칩의 에지 상에 노치만이 제공될 필요가 있고, 여러 개의 이러한 철 칩들은 조립 동안 순차적으로 라미네이트되므로, 철 칩들의 대응하는 위치들에서의 노치들이 순차적으로 연통하고, 고정자 코어(13)는 최외측에 위치된 철 칩을 특정 각도만큼 회전시키고, 철 칩 상에 있고 노치가 제공되지 않은 위치를 인접한 철 칩의 노치와 정렬시킴으로써 획득될 수 있다. 고정자 코어(13)를 구성하는 모든 철 칩이 동일한 구조를 갖고 동일한 공정을 사용하여 제조될 수 있기 때문에, 설계 및 제조 비용이 크게 감소된다. 물론, 고정자 코어(13)는 다른 방식으로 제조될 수도 있다. 예를 들어, 2가지 타입의 철 칩들, 즉, 주연부에 노치가 제공되지 않은 철 칩과 주연부에 노치가 제공된 철 칩은 별도로 설계되고 기계가공될 수 있으며, 노치가 제공되지 않은 철 칩은 최외측에 조립되고, 노치가 제공된 철 칩은 중간에 조립된다.
본 실시예에서, 액체 유입구 채널(12a), 분배 홈(12b), 고정자 홈(13c) 및 액체 유출구 채널(12c)은 서로 연통하여 냉각제 채널을 형성한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 일 구현에서, 냉각제는 액체 유입구 채널(12a)을 통해 모터 하우징(12)의 내부 캐비티에 진입하고, 분배 홈(12b), 고정자 홈(13c) 및 액체 유출구 채널(12c) 내로 순차적으로 흐르고, 마지막으로 액체 유출구 채널(12c)을 통해 고정자 코어(13)로부터 흘러나올 수 있다. 냉각제가 분배 홈(12b)으로부터 고정자 홈(13c)에 진입할 때, 분배 홈(12b)이 축 방향을 따라 고정자 홈(13c)의 중간 부분에 위치될 수 있기 때문에, 냉각제는 고정자 홈(13c)의 중간 부분으로부터 고정자 홈(13c)의 2개의 단부로 흐를 수 있고, 고정자 홈(13c)의 2개의 단부에서 2개의 액체 유출구 채널(12c)로부터 흘러나온다. 다른 구현들에서, 분배 홈(12b) 및 고정자 홈(13c)에서의 냉각제의 흐름 순서는 분배 홈(12b) 및 고정자 홈(13c)의 분배에 기초할 수 있고, (다음의 구현들에서 설명될) 분배 홈(12b)으로부터 순차적으로 고정자 홈(13c) 내로 흐르는 것으로 제한되지 않는다. 냉각제가 고정자 홈(13c) 내로 흐를 때, 고정자 코어(13)는 열 교환에 의해 냉각될 수 있다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 냉각제가 액체 유출구 채널(12c)을 통해 고정자 코어(13)로부터 흘러나온 후에, 냉각제는 (액체 유출구 채널(12c)이 도 1의 도면에서 상단에 위치될 때에) 고정자 권선(14)의 단부 부분에 분무되어 고정자 권선(14)에 대해 추가로 방열시킬 수 있다.
본 실시예의 솔루션에 따르면, 분배 홈(12b), 액체 유입구 채널(12a) 및 액체 유출구 채널(12c)은 모터 하우징(12) 상에 제공되고, 고정자 코어(13)의 외벽에는 고정자 홈(13c)이 제공되어, 액체 유입구 채널(12a), 분배 홈(12b), 고정자 홈(13c) 및 액체 유출구 채널(12c)이 서로 연통하여 냉각제 채널을 형성한다. 고정자 코어(13)의 외벽에는 고정자 홈(13c)이 제공되기 때문에, 냉각제와 고정자 코어(13) 사이의 접촉 면적이 증가하여, 냉각제가 고정자 코어(13)와 완전히 접촉할 수 있어, 냉각제와 고정자 코어(13) 사이의 접촉 열 저항을 감소시키고, 고정자 코어(13)의 방열 효율을 향상시킨다. 연장 방향에서 고정자 홈(13c)의 대향 단부들은 양자 모두 폐쇄되므로, 냉각제가 고정자 홈(13c)의 대향 단부들로부터 흘러나오는 대신에 액체 유출구 채널(12c)을 통해서만 흘러나올 수 있고, 고정자 코어(13) 상에 있고 방열될 필요가 있는 영역이 잘 방산되는 것이 보장되고, 고정자 홈(13c)의 대향 단부들을 통한 냉각제의 급속한 손실로 인해 고정자 코어(13)의 열이 균등하게 방산될 수 없는 결함(특히 복수의 고정자 홈(13c)이 존재할 때, 각각의 고정자 홈(13c)의 대향 단부들이 개방되면, 냉각제가 이전 고정자 홈들(13c)을 통해 흐를 때 연속적으로 손실되고, 냉각제가 후속 고정자 홈들(13c)에 분배되지 않을 수 있어, 고정자 코어(13) 상에 있고 고정자 홈들(13c)이 위치되는 영역 상에 방열 실패를 유발함)이 회피되고, 고정자 홈(13c)의 대향 단부들로부터 대량의 냉각제가 흘러나와 회전자(16)와 접촉하게 되는 것으로 인해 회전자(16)가 운동 에너지를 손실함으로써 모터(10)의 전력 출력에 영향을 미치는 것이 회피될 수 있다. 또한, 냉각제 채널은 분배 홈(12b) 및 고정자 홈(13c)의 연장 방향들을 교차함으로써 그리드 형태로 구성되며, 이는 제품의 제조 공정을 완전히 고려하고 모터(10)의 제조 요건을 충족시키는 채널 구조 설계이다. 특히, 분배 홈(12b)은 원주 방향을 따라 연장되도록 설계되고, 원주 방향의 분배 홈(12b)은 주조와 같은 공정에 의해 모터 하우징(12)의 내벽 상에 쉽게 기계가공될 수 있다. 고정자 홈(13c)은 축 방향을 따라 연장되도록 설계되고, 단일 철 칩의 에지 상에 노치만이 제공될 필요가 있고, 여러 개의 이러한 철 칩이 조립 중에 순차적으로 라미네이트되고, 노치들이 정렬되어 고정자 홈(13c)을 획득하므로, 여러 개의 철 칩이 동일한 설계 구조를 갖고 동일한 기계가공 공정을 채택할 수 있어, 설계 및 제조 비용을 상당히 간소화한다. 게다가, 채널들은 모터 하우징(12) 내에 모두 집중되는 대신에 고정자 코어(13) 및 모터 하우징(12) 내에 분산되므로, 모터 하우징(12) 상에 제공된 대량의 채널로 인해 모터 하우징(12)의 두께가 크게 증가되는 결함이 회피될 수 있고(채널들을 제공하면서 모터 하우징(12)의 강도를 보장하기 위해, 모터 하우징(12)의 두께는 이에 따라 증가될 필요가 있음), 모터 하우징(12)은 가능한 한 얇게 만들어질 수 있고 비용이 감소된다.
다음은 여러 특정 구현들에서 이 실시예의 솔루션들을 충분히 그리고 상세히 설명한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 구체적으로, 제1 구현에서, 분배 홈은 2개의 제1 분배 홈(12b1) 및 2개의 제2 분배 홈(12b2)을 포함할 수 있다. 고정자 코어(13)의 축 방향에서, 2개의 제1 분배 홈(12b1)은 2개의 제2 분배 홈(12b2) 사이에 위치되고, 2개의 제2 분배 홈(12b2)은 각각 모터 하우징(12)의 2개의 축 방향 단부면에 근접하여 이격된다. 고정자 코어(13)의 원주 방향에서 각각의 제1 분배 홈(12b1)은 2개의 제2 분배 홈(12b2)으로부터 이격된다. 액체 유입구 채널(12a)은 제1 분배 홈(12b1) 및 모터 하우징(12)의 외부 공간과 연통한다. 도 6을 참조하면, 3개의 고정자 홈(13c)이 원주 방향을 따라 이격되고, 액체 유입구 채널(12a)과 연통하는 제1 분배 홈(12b1)은 제1 고정자 홈(13c)을 통해 2개의 제2 분배 홈(12b2)과 연통하고, 2개의 제2 분배 홈(12b2)은 제2 고정자 홈(13c)을 통해 다른 제1 분배 홈(12b1)과 연통하고, 다른 제1 분배 홈(12b1)의 대향 단부들은 제2 고정자 홈(13c) 및 제3 고정자 홈(13c)과 각각 연통하고, 제3 고정자 홈(13c)은 2개의 액체 유출구 채널(12c)과 연통하고, 2개의 액체 유출구 채널(12c)은 제3 고정자 홈(13c)의 대향 단부들에 각각 위치된다.
이 제1 구현에서, 2개의 고정자 홈(13c)의 연장 방향들은 양자 모두 축 방향 연장 방향일 수 있고, 2개의 제1 분배 홈(12b1) 및 2개의 제2 분배 홈(12b2)은 양자 모두 원주 방향을 따라 연장될 수 있다. 다른 구현들에서, 고정자 홈(13c)의 적어도 일부의 연장 방향이 분배 홈의 적어도 일부의 연장 방향과 교차하는(즉, 적어도 하나의 고정자 홈(13c)이 하나의 분배 홈의 연장 방향과 교차하는) 것을 전제로, 고정자 홈들(13c) 및 분배 홈들의 연장 방향들은 필요에 따라 설계될 수 있다. 예를 들어, 2개의 제2 분배 홈(12b2)은 상이한 연장 방향을 가질 수 있고, 하나의 고정자 홈(13c)은 하나의 제2 분배 홈(12b2)의 연장 방향과만 교차할 수 있거나, 2개의 제2 분배 홈(12b2)의 연장 방향들 양자 모두와 교차할 수 있다. 이 제1 구현의 도 4 내지 도 6은 2개의 제1 분배 홈(12b1), 2개의 제2 분배 홈(12b2) 및 3개의 고정자 홈(13c)만을 도시하고 있으며, 이는 간략화된 표현이라는 것이 이해되어야 한다. 실제로, 제1 분배 홈들(12b1), 제2 분배 홈들(12b2), 및 고정자 홈들(13c)의 수량들은 필요에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 제1 분배 홈(12b1)이 있을 수 있고, 적어도 2*N(N=1, 2, 3, ...)개의 제2 분배 홈(12b2)이 있을 수 있고, 적어도 2개의 고정자 홈(13c)이 있을 수 있다(2개의 고정자 홈(13c)이 있을 때, 하나의 제1 분배 홈(12b1) 및 2개의 제2 분배 홈(12b2)이 있다).
도 7에 도시된 바와 같이, 이 제1 구현에서, 액체 유입구 채널(12a), 하나의 제1 분배 홈(12b1), 제1 고정자 홈(13c), 2개의 제2 분배 홈(12b2), 제2 고정자 홈(13c), 다른 제1 분배 홈(12b1), 제3 고정자 홈(13c), 및 2개의 액체 유출구 채널(12c)이 순차적으로 연통하여 채널을 형성한다. 냉각제는 액체 유입구 채널(12a)로부터 모터 하우징(12)의 내부 캐비티 내로 흐르고, 하나의 제1 분배 홈(12b1), 제1 고정자 홈(13c), 2개의 제2 분배 홈(12b2), 제2 고정자 홈(13c), 다른 제1 분배 홈(12b1), 및 제3 고정자 홈(13c) 내로 순차적으로 흐르고, 마지막으로 2개의 액체 유출구 채널(12c)을 통해 고정자 코어(13)로부터 흘러나온다. 다른 수량의 제1 분배 홈(12b1), 제2 분배 홈(12b2) 및 고정자 홈(13c)이 있을 때, 냉각제는 제1 분배 홈(12b1)-고정자 홈(13c)-제2 분배 홈(12b2)-고정자 홈(13c)-제1 분배 홈(12b1)...의 흐름 순서에 기초하여 순환한다. 전체 흐름 경향으로부터, 냉각제는 모터 하우징(12)의 내벽 상에서 단방향으로(예를 들어, 시계 방향 또는 반시계 방향으로) 흐른다. 냉각제가 고정자 홈(13c) 내로 흐를 때, 고정자 코어(13)는 열 교환에 의해 냉각될 수 있다. 도 1 및 도 7을 참조하면, 2개의 액체 유출구 채널(12c)을 통해 고정자 코어(13)로부터 흘러나온 후에, 냉각제는 (액체 유출구 채널(12c)이 도 1의 도면에서 상단에 위치될 때에) 고정자 권선(14)의 대향 단부들에 분무되어 고정자 권선(14)에 대해 추가로 방열시킬 수 있다. 제1 분배 홈(12b1)이 고정자 홈(13c)의 2개의 단부 사이에 위치되기 때문에, 냉각제가 제1 분배 홈(12b1)으로부터 고정자 홈(13c)에 진입할 때, 냉각제는 고정자 홈(13c)의 중간 부분으로부터 고정자 홈(13c)의 2개의 단부로 흐를 수 있다. 2개의 제2 분배 홈(12b2)이 고정자 홈(13c)의 대향 단부들에 위치되기 때문에, 냉각제가 2개의 제2 분배 홈(12b2)으로부터 고정자 홈(13c)에 진입할 때, 냉각제는 고정자 홈(13c)의 2개의 단부로부터 고정자 홈(13c)의 중간 부분으로 흐를 수 있다. 채널 설계는 냉각제가 모터 하우징(12)의 내벽과 고정자 코어(13)의 외벽 사이에 원활하게 링크되는 것을 보장하고, 냉각제가 고정자 코어(13)의 외벽을 완전히 커버할 수 있는 것을 보장하여, 방열 효율을 보장할 수 있다. 또한, 하나의 액체 유입구 채널(12a)은 냉각제가 중앙 집중 방식으로 하나의 유입구로부터 흘러들어가도록 설계되어, 모터 하우징(12)의 액체 유입구 채널(12a)의 설계를 단순화하고, 냉각제의 흐름 방향에 대한 정확한 제어를 용이하게 하여, 기대 방열 효과를 달성한다. 다른 구현들에서, 다른 수량들의 액체 유입구 채널들(12a) 및 액체 유출구 채널들(12c)이 존재할 수 있다. 예를 들어, 적어도 2개의 액체 유입구 채널(12a)이 있고, 1개 또는 적어도 3개의 액체 유출구 채널(12c)이 있다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 구현에서는, 제1 구현에 기초하여, 모터 하우징(12)의 내벽에 액체 회수 홈(12d)이 추가로 제공될 수 있고, 연장 방향에서 액체 회수 홈(12d)의 대향 단부들은 고정자 코어(13)를 넘어 연장된다. 이 구현에서, 액체 회수 홈(12d)의 대향 단부들은 양자 모두 모터 하우징(12)의 축 방향 단부면을 관통할 수 있거나, 또는 물론 적어도 하나의 단부는 모터 하우징(12)의 축 방향 단부면을 관통하지 않을 수 있다. 액체 회수 홈(12d)의 연장 방향은 고정자 코어(13)의 축 방향이거나, 또는 물론 다른 적합한 방향, 예를 들어, 축 방향에 대해 예각의 방향일 수 있다. 액체 회수 홈(12d)은 직선형 홈 또는 비직선형 홈일 수 있다. 액체 회수 홈(12d)은 열 교환기와 연통할 수 있고, 액체 회수 홈(12d)은 액체 유출구 채널(12c)로부터 흘러나오는 냉각제를 받아서 냉각을 위해 열 교환기에 냉각제를 수송하는데 사용된다. 냉각된 냉각제의 온도는 감소하고 냉각제는 방열을 위해 재사용될 수 있다. 이 구현에서는, 액체 유출구 채널(12c)로부터 흘러나오는 냉각제가 액체 회수 홈(12d)으로 자유롭게 떨어질 수 있다. 다시 말해서, 액체 유출구 홈 및 액체 회수 홈(12d)이 반경 방향에서 고정자 코어(13)의 대향 단부들에 각각 위치되고, 모터(10)가 장착 위치에 위치될 때, 액체 유출구 홈은 모터(10)의 상단에 위치되고, 액체 회수 홈(12d)은 모터(10)의 하단에 위치된다. 대안적으로, 액체 유출구 채널(12c)은 파이프라인을 통해 액체 회수 홈(12d)과 연통할 수 있고, 액체 유출구 채널(12c)로부터 흘러나오는 냉각제는 파이프라인을 통해 액체 회수 홈(12d) 내로 흐를 수 있다. 이러한 경우에, 액체 유출구 채널(12c)과 액체 회수 홈(12d)의 상대 위치는 전술한 바와 같이 제한되지 않는다. 이 구현에서, 액체 회수 홈(12d)이 고온 냉각제를 격납하지만, 저온 냉각제가 액체 유입구 채널(12a) 및 액체 유입구 채널(12a)과 연통하는 분배 홈 내로 흐르기 때문에, 고온 냉각제와 저온 냉각제가 만나서 혼합되는 것에 의해 방열이 영향을 받는 것을 회피하기 위해, 액체 유입구 채널(12a) 및 액체 유입구 채널(12a)과 연통하는 제1 분배 홈(12b1)은 양자 모두 액체 회수 홈(12d)으로부터 이격될 수 있다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제3 구현에서는, 제2 구현에 기초하여, 모터 하우징(12)의 내벽에 여러 개의 제1 분배 홈(12b1) 및 여러 개의 제2 분배 홈(12b2)이 제공된다. 여러 개의 제1 분배 홈(12b1)은 고정자 코어(13)의 원주 방향을 따라 이격되고, 2개의 제1 분배 홈(12b1)마다 그 사이에 2개의 제2 분배 홈(12b2)이 제공된다. 여러 개의 제1 분배 홈(12b1)은, 액체 회수 홈(12d)에 인접하고 연장 방향에서 액체 회수 홈들(12d)의 대향 측면들에 각각 위치되는 2개의 제1 분배 홈(12b1)을 포함한다. 하나의 제1 분배 홈(12b1)은 액체 유입구 채널(12a)과 연통하고 액체 회수 홈(12d)으로부터 이격되고, 다른 제1 분배 홈들(12b1)은 액체 회수 홈(12d)과 연통한다. 냉각제는 액체 유입구 채널(12a)로부터 액체 유입구 채널(12a)과 연통하는 제1 분배 홈(12b1)에 진입하고, 고정자 홈(13c), 2개의 제2 분배 홈(12b2), 고정자 홈(13c), 제1 분배 홈(12b1), 고정자 홈(13c), 2개의 제2 분배 홈(12b2) … 내로 순차적으로 흐른다. 이는 냉각제가 액체 유출구 채널(12c)과 연통하는 고정자 홈(13c) 내로 흐를 때까지 순환한다. 이 경우, 냉각제는 2개의 경로로 분할되고, 하나의 경로는 액체 유출구 채널(12c)을 통해 고정자 코어(13)로부터 흘러나와서 액체 회수 홈(12d)에 진입하고, 다른 경로는 액체 회수 홈(12d)과 연통하는 제1 분배 홈(12b1) 내로 흐를 때까지 원래 흐름 방향 및 흐름 순서를 따라 고정자 홈(13c)으로부터 후속의 제1 분배 홈(12b1) 또는 후속의 제2 분배 홈(12b2) 내로 계속 흘러서 액체 회수 홈(12d) 내로 병합된다. 이 구현에서, 액체 유입구 채널(12a)과 연통하는 제1 분배 홈(12b1)이 액체 회수 홈(12d)으로부터 이격되어 있기 때문에, 모터 하우징(12)에 진입하는 저온 냉각제가 액체 회수 홈(12d)의 고온 냉각제와 혼합되지 않아, 방열 효과를 보장한다. 게다가, 모터 하우징(12)의 내벽 상의 냉각제는 단방향으로 흐르고, 이에 의해 모터 하우징(12)의 채널 설계를 단순화하고, 냉각제의 흐름 방향에 대한 정확한 제어를 용이하게 하고, 기대 방열 효과를 달성한다.
도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 구현과 상이한 제4 구현에서는, 모터 하우징(12)의 2개의 유입구로부터 냉각제가 유입될 수 있으므로, 모터 하우징(12)의 내벽 상의 냉각제는 양방향으로 흐르는 전체 흐름 경향을 갖는다. 구체적으로, 모터(10)는 채널 A 및 채널 B를 포함할 수 있고, 채널 A와 채널 B 각각은 하나의 액체 유입구 채널(12a), 하나의 제1 분배 홈(12b1), 제1 고정자 홈(13c), 2개의 제2 분배 홈(12b2), 제2 고정자 홈(13c), 다른 제1 분배 홈(12b1), 제3 고정자 홈(13c), 및 2개의 액체 유출구 채널(12c)을 포함한다. 채널 A 및 채널 B의 2개의 액체 유입구 채널(12a)은 이격되어 있고, 또한 2개의 액체 유입구 채널(12a)과 연통하는 2개의 제1 분배 홈(12b1)으로부터 각각 이격되어 있고, 채널 A와 채널 B는 제3 고정자 홈(13c) 및 2개의 액체 유출구 채널(12c)을 공유한다(즉, 제3 고정자 홈(13c) 및 2개의 액체 유출구 채널(12c)은 채널 A 및 채널 B에 의해 공유될 수 있다). 도 12는 모터 하우징(12) 및 고정자 코어(13)의 원주방향 확장의 개략도이다. 최상부 제3 고정자 홈(13c) 및 2개의 액체 유출구 채널(12c)은 채널 A 및 채널 B에 의해 공유될 수 있고, 최하부 제1 분배 홈은 실제로 최상부 제3 고정자 홈(13c)과 연통한다. 모터 하우징(12)의 내벽 상에서, 채널 A 및 채널 B는 액체 유입구 채널(12a)과 연통하는 제1 분배 홈(12b1)으로부터 각각 반대 방향들을 따라 연장되고 최종적으로 병합된다. 냉각제는 2개의 액체 유입구 채널(12a)로부터 모터 하우징(12) 내로 흐른다. 모터 하우징(12)의 내벽 상의 냉각제의 2개의 경로는 각각 반대 방향(하나의 경로는 시계 방향이고 다른 경로는 반시계 방향임)을 따라 흐르고, 최종적으로 제3 고정자 홈(13c) 내로 병합되고, 2개의 액체 유출구 채널(12c)을 통해 흘러나온다. 채널 A 및 채널 B 각각에 대해, 냉각제는 제1 구현에서 설명된 흐름 순서로 흐른다. 구체적으로, 냉각제는 액체 유입구 채널(12a), 하나의 제1 분배 홈(12b1), 제1 고정자 홈(13c), 2개의 제2 분배 홈(12b2), 제2 고정자 홈(13c), 다른 제1 분배 홈(12b1) 및 제3 고정자 홈(13c) 내로 순차적으로 흐르고, 마지막으로 2개의 액체 유출구 채널(12c)을 통해 고정자 코어(13)로부터 흘러나온다. 이 제4 구현은 제1 구현의 기술적 효과를 가질 뿐만 아니라, 모터 하우징(12) 상의 2개의 병렬 채널(본 명세서에서 "채널"은 제1 분배 홈(12b1) 및 제2 분배 홈(12b2)에 의해 형성된 채널을 지칭함)을 설계함으로써, 냉각제가 2개의 병렬 채널로 반대 방향들을 따라 흐르게 하므로, 냉각제가 고정자 홈(13c) 내로 더 신속하게 분배되어, 고정자 코어(13)의 급속한 방열을 달성할 수 있다.
대안적으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 제5 구현에서는, 제4 구현과 달리, 모터(10)의 채널 A와 채널 B는 여전히 병합되지만, 채널 A와 채널 B는 상이한 구성들을 갖는다. 구체적으로, 채널 A는 제3 구현에서의 채널 A와 동일할 수 있지만, 채널 B는 하나의 액체 유입구 채널(12a), 하나의 제1 분배 홈(12b1), 하나의 고정자 홈(13c) 및 2개의 제2 분배 홈(12b2)을 포함하고, 2개의 제2 분배 홈(12b2)은 이전 채널의 제3 고정자 홈(13c)과 연통한다(도 13은 모터 하우징(12) 및 고정자 코어(13)의 원주방향 확장의 개략도이고, 최하부 2개의 제2 분배 홈은 실제로 최상부 제3 고정자 홈(13c)과 연통한다). 이 구현에서는, 모터(10)의 채널 설계 솔루션이 개발되고, 상이한 구조들을 갖는 모터들(10)의 방열 요건들이 충족될 수 있다.
대안적으로, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 다른 구현들에서는, 제4 실시예와 달리, 모터(10)의 채널 A와 채널 B는 서로 독립적이고 병합되지 않는다. 구체적으로, 채널 A 및 채널 B는 각각 액체 유입구 채널(12a), 제1 분배 홈(12b1), 고정자 홈(13c), 제2 분배 홈(12b2) 및 액체 유출구 채널(12c)을 포함할 수 있다. 채널 A에서의 냉각제와 채널 B에서의 냉각제는 격리되고 병합되지 않는다. 도 14에 도시된 구현에서, 2개의 채널은 동일한 구성을 가지며, 채널 A와 채널 B는 구조가 대칭적이다. 도 15에 도시된 구현에서, 2개의 채널은 상이한 구성을 가지며, 채널 A와 채널 B는 구조가 비대칭적이다. 이 구현에서는, 모터(10)의 채널 설계 솔루션이 개발되고, 상이한 구조들을 갖는 모터들(10)의 방열 요건들이 충족될 수 있다.
도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 제6 구현에서는, 제4 구현에 기초하여, 모터 하우징(12)의 내벽에 액체 회수 홈(12d)이 추가로 제공될 수 있고, 연장 방향에서 액체 회수 홈(12d)의 대향 단부들은 고정자 코어(13)를 넘어 연장된다. 이 구현에서, 액체 회수 홈(12d)의 대향 단부들은 모터 하우징(12)의 축 방향 단부면을 관통할 수 있거나, 또는 물론 적어도 하나의 단부는 모터 하우징(12)의 축 방향 단부면을 관통하지 않을 수 있다. 액체 회수 홈(12d)의 연장 방향은 고정자 코어(13)의 축 방향이거나, 또는 물론 다른 적합한 방향, 예를 들어, 축 방향에 대해 예각의 방향일 수 있다. 액체 회수 홈(12d)은 직선형 홈 또는 비직선형 홈일 수 있다. 액체 회수 홈(12d)은 열 교환기와 연통할 수 있고, 액체 회수 홈(12d)은 액체 유출구 채널(12c)로부터 흘러나오는 냉각제를 받아서 냉각을 위해 열 교환기에 냉각제를 수송하는데 사용된다. 냉각된 냉각제의 온도는 감소하고 냉각제는 방열을 위해 재사용될 수 있다. 이 구현에서는, 액체 유출구 채널(12c)로부터 흘러나오는 냉각제가 액체 회수 홈(12d)으로 자유롭게 떨어질 수 있다. 다시 말해서, 액체 유출구 홈 및 액체 회수 홈(12d)이 반경 방향에서 고정자 코어(13)의 대향 단부들에 각각 위치되고, 모터(10)가 장착 위치에 위치될 때, 액체 유출구 홈은 모터(10)의 상단에 위치되고, 액체 회수 홈(12d)은 모터(10)의 하단에 위치된다. 대안적으로, 액체 유출구 채널(12c)은 파이프라인을 통해 액체 회수 홈(12d)과 연통할 수 있고, 액체 유출구 채널(12c)로부터 흘러나오는 냉각제는 파이프라인을 통해 액체 회수 홈(12d) 내로 흐를 수 있다. 이러한 경우에, 액체 유출구 채널(12c)과 액체 회수 홈(12d)의 상대 위치는 전술한 바와 같이 제한되지 않는다. 이 구현에서, 액체 회수 홈(12d)이 고온 냉각제를 격납하지만, 저온 냉각제가 채널 A 및 채널 B에서의 액체 유입구 채널들(12a) 및 액체 유입구 채널들(12a)과 연통하는 제1 분배 홈들(12b1) 내로 흐르기 때문에, 고온 냉각제와 저온 냉각제가 만나서 혼합되는 것에 의해 방열이 영향을 받는 것을 회피하기 위해, 채널 A에서의 액체 유입구 채널(12a) 및 액체 유입구 채널(12a)과 연통하는 제1 분배 홈(12b1)은 액체 회수 홈(12d)의 일 측면 상에 제공되고 액체 회수 홈(12d)으로부터 이격될 수 있고, 채널 B에서의 액체 유입구 채널(12a) 및 액체 유입구 채널(12a)과 연통하는 제1 분배 홈(12b1)은 액체 회수 홈(12d)의 타 측면 상에 제공되고 액체 회수 홈(12d)으로부터 이격된다.
도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 제7 구현에서는, 전술한 구현들과 달리, 분배 홈은 제1 분배 홈(12b3) 및 제2 분배 홈(12b4)을 포함할 수 있다. 제1 분배 홈(12b3)과 제2 분배 홈(12b4)은 양자 모두 고정자 코어(13)의 축 주위로 연장되고, 제1 분배 홈(12b3) 및 제2 분배 홈(12b4)의 대향 단부들은 연장 방향들로 이격된다(즉, 폐쇄 루프를 형성하도록 둘러싸이지 않는다). 제1 분배 홈(12b3) 및 제2 분배 홈(12b4)은 축 방향을 따라 내벽의 대향 단부들 상에서 이격된다. 액체 유입구 채널(12a)은 제1 분배 홈(12b3) 및 모터 하우징(12)의 외부 공간과 연통하고, 액체 유입구 채널(12a)은 제1 분배 홈(12b3)의 일 단부에 위치될 수 있다. 몇 개의 고정자 홈(13c)(예를 들어, 도 20에서는 3개가 도시됨)이 이격되어 있고, 모두 제1 분배 홈(12b3)과 제2 분배 홈(12b4) 사이에 위치되고 제1 분배 홈(12b3) 및 제2 분배 홈(12b4)과 연통한다. 하나의 고정자 홈(13c)이 액체 유출구 채널(12c)과 연통한다. 고정자 홈(13c)의 적어도 일부의 연장 방향은 제1 분배 홈(12b3) 및 제2 분배 홈(12b4) 중 적어도 하나의 연장 방향과 교차한다. 예를 들어, 제1 분배 홈(12b3)과 제2 분배 홈(12b4)은 양자 모두 고정자 코어(13)의 원주 방향을 따라 연장될 수 있다. 고정자 홈(13c)의 연장 방향은 고정자 코어(13)의 축 방향일 수 있고, 고정자 홈(13c)은 제1 분배 홈(12b3) 및 제2 분배 홈(12b4)의 연장 방향들과 교차한다. 다른 구현들에서, 제1 분배 홈(12b3) 및/또는 제2 분배 홈(12b4)은 다른 적합한 방향을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 제1 분배 홈(12b3) 및/또는 제2 분배 홈(12b4)은 모터 하우징(12)의 내벽 상에서 나선형처럼 연장될 수 있다. 고정자 홈(13c)은 고정자 홈(13c)에 적응된 연장 방향을 가질 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 고정자 홈(13c)이 축 방향에 대해 예각의 방향을 따라 연장될 수 있다. 제1 분배 홈(12b3) 및/또는 제2 분배 홈(12b4)은 대안적으로 폐쇄 루프를 형성하도록 둘러싸일 수 있다. 하나의 고정자 코어(13)가 있을 수 있다.
도 20에 도시된 바와 같이, 이 제7 구현에서, 액체 유입구 채널(12a), 제1 분배 홈(12b3), 고정자 홈(13c), 제2 분배 홈(12b4), 및 액체 유출구 채널(12c)이 순차적으로 연통되어 냉각제 채널을 형성한다. 액체 유입구 채널(12a)로부터 제1 분배 홈(12b3)에 진입할 때, 냉각제는 제1 분배 홈(12b3)으로 흐르면서 각각의 고정자 홈(13c) 내로 흐르고, 각각의 고정자 홈(13c)을 통해 제2 분배 홈(12b4) 내로 흐른다. 제1 분배 홈(12b3) 및 제2 분배 홈(12b4)에서, 냉각제는 일 단부로부터 다른 단부로 단방향으로 흐른다. 액체 유출구 채널(12c)과 연통하여 고정자 홈(13c) 내로 흐를 때, 냉각제는 액체 유출구 채널(12c)을 통해 고정자 코어(13)로부터 흘러나온다. 다른 구현들에서, 제1 분배 홈(12b3) 또는 제2 분배 홈(12b4) 또는 양자 모두가 폐쇄 루프를 형성하도록 둘러싸일 때, 냉각제는 폐쇄 루프에서 양방향으로 흐를 수 있다. 냉각제가 고정자 홈(13c) 내로 흐를 때, 고정자 코어(13)는 열 교환에 의해 냉각될 수 있다. 도 1 및 도 20을 참조하면, 액체 유출구 채널(12c)을 통해 고정자 코어(13)로부터 흘러나온 후에, 냉각제는 (액체 유출구 채널(12c)이 도 1의 도면에서 상단에 위치될 때에) 고정자 권선(14)의 단부 부분에 분무되어 고정자 권선(14)에 대해 추가로 방열시킬 수 있다. 이 구현에서는, 전술한 구현들의 기술적 효과들을 가질 뿐만 아니라, 상이한 구조들을 갖는 모터들(10)의 방열 요건들을 충족시킬 수 있는 아주 새로운 채널 설계 솔루션이 개발된다. 다른 구현들에서, 제2 분배 홈(12b4)은 제공되지 않을 수 있지만, 제1 분배 홈(12b3)과 연통하는 각각의 고정자 홈(13c)은 액체 유출구 채널(12c)과 연통할 필요가 있으므로, 냉각제가 제1 분배 홈(12b3)으로부터 각각의 고정자 홈(13c)으로 분배되고, 각각의 고정자 홈(13c)에 대응하는 액체 유출구 채널(12c)을 통해 흘러나온다.
도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이, 이 제8 구현에서는, 제7 구현에 기초하여, 모터 하우징(12)의 내벽에 액체 회수 홈(12d)이 추가로 제공될 수 있고, 연장 방향에서 액체 회수 홈(12d)의 대향 단부들은 고정자 코어(13)를 넘어 연장된다. 이 구현에서, 액체 회수 홈(12d)의 대향 단부들은 양자 모두 모터 하우징(12)의 축 방향 단부면을 관통할 수 있거나, 또는 물론 적어도 하나의 단부는 모터 하우징(12)의 축 방향 단부면을 관통하지 않을 수 있다. 액체 회수 홈(12d)의 연장 방향은 고정자 코어(13)의 축 방향이거나, 또는 물론 다른 적합한 방향, 예를 들어, 축 방향에 대해 예각의 방향일 수 있다. 액체 회수 홈(12d)은 직선형 홈 또는 비직선형 홈일 수 있다. 액체 회수 홈(12d)은 열 교환기와 연통할 수 있고, 액체 회수 홈(12d)은 액체 유출구 채널(12c)로부터 흘러나오는 냉각제를 받아서 냉각을 위해 열 교환기에 냉각제를 수송하는데 사용된다. 냉각된 냉각제의 온도는 감소하고 냉각제는 방열을 위해 재사용될 수 있다. 이 구현에서는, 액체 유출구 채널(12c)로부터 흘러나오는 냉각제가 액체 회수 홈(12d)으로 자유롭게 떨어질 수 있다. 다시 말해서, 액체 유출구 홈 및 액체 회수 홈(12d)이 반경 방향에서 고정자 코어(13)의 대향 단부들에 각각 위치되고, 모터(10)가 장착 위치에 위치될 때, 액체 유출구 홈은 모터(10)의 상단에 위치되고, 액체 회수 홈(12d)은 모터(10)의 하단에 위치된다. 대안적으로, 액체 유출구 채널(12c)은 파이프라인을 통해 액체 회수 홈(12d)과 연통할 수 있고, 액체 유출구 채널(12c)로부터 흘러나오는 냉각제는 파이프라인을 통해 액체 회수 홈(12d) 내로 흐를 수 있다. 이러한 경우에, 액체 유출구 채널(12c)과 액체 회수 홈(12d)의 상대 위치는 전술한 바와 같이 제한되지 않는다. 이 구현에서, 액체 회수 홈(12d)이 고온 냉각제를 격납하지만, 저온 냉각제가 제1 분배 홈(12b3) 및 제2 분배 홈(12b4) 내로 흐르기 때문에, 고온 냉각제와 저온 냉각제가 만나서 혼합되는 것에 의해 방열이 영향을 받은 것을 회피하기 위해, 액체 회수 홈(12d)은 제1 분배 홈(12b3)의 대향 단부들과 제2 분배 홈(12b4)의 대향 단부들 사이를 통과할 수 있고, 제1 분배 홈(12b3)의 대향 단부들은 액체 회수 홈(12d)으로부터 이격되어 유지되고, 제2 분배 홈(12b4)의 대향 단부들도 액체 회수 홈(12d)으로부터 이격된다.
대안적으로, 도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이, 다른 구현들에서는, 제8 구현과 달리, 제1 분배 홈(12b3) 및 제2 분배 홈(12b4)은 기본적으로 고정자 코어(13)의 축 주위에 있고, 제1 분배 홈(12b3) 및 제2 분배 홈(12b4)의 대향 단부들 사이의 간격은 비교적 작다. 액체 유입구 채널(12a)이 제공되지 않는 제1 분배 홈(12b3)의 일 단부는 액체 회수 홈(12d)과 연통하고, 제2 분배 홈(12b4)의 일 단부는 또한 액체 회수 홈(12d)과 연통한다. 제1 분배 홈(12b3)의 단부 부분과 제2 분배 홈(12b4)의 단부 부분은 액체 회수 홈(12d)의 동일한 측면 상에 위치된다. 이러한 방식으로, 냉각제는 액체 유출구 채널(12c)에서 2개의 경로로 분할되고, 하나의 경로는 액체 유출구 채널(12c)을 통해 고정자 코어(13)로부터 흘러나와서 액체 회수 홈(12d)에 진입하고, 다른 경로는 원래 흐름 방향을 따라 제1 분배 홈(12b3) 내로 계속 흐르고, 고정자 홈(13c)을 통해 제2 분배 홈(12b4) 내로 흐르고, 최종적으로 액체 회수 홈(12d) 내로 병합된다. 이 구현에서는, 아주 새로운 채널 설계 솔루션이 개발되고, 상이한 구조들을 갖는 모터들(10)의 방열 요건들이 충족될 수 있다. 물론, 액체 유입구 채널(12a)이 제공되지 않는 제1 분배 홈(12b3)의 일 단부가 액체 회수 홈(12d)과 연통하고, 액체 유입구 채널(12a)의 일 단부가 액체 회수 홈(12d)으로부터 이격되는 것을 전제로, 제2 분배 홈(12b4)의 대향 단부들은 또한 액체 회수 홈(12d)과 연통할 수 있다.
도 25 및 도 26에 도시된 바와 같이, 제9 구현에서는, 제7 구현과 달리, 모터 하우징(12)에 이격된 2개의 액체 유입구 채널(12a)이 제공되고, 연장 방향에서 제1 분배 홈(12b3)의 대향 단부들이 이격되고, 각각의 단부는 하나의 액체 유입구 채널(12a)과 연통한다. 제1 분배 홈(12b3) 및 제2 분배 홈(12b4)에서, 냉각제는 2개의 단부로부터 중간으로 양방향으로 흐른다. 구체적으로, 2개의 경로의 냉각제가 각각 2개의 액체 유입구 채널(12a)로부터 제1 분배 홈(12b3)의 대향 단부들에 진입하고, 하나의 경로는 제1 분배 홈(12b3) 내로 시계 방향으로 흐르고, 다른 경로는 제1 분배 홈(12b3) 내로 반시계 방향으로 흐른다. 제1 분배 홈(12b3)의 2개의 경로의 냉각제가 고정자 홈(13c)을 통해 제2 분배 홈(12b4) 내로 흐르고, 2개의 단부로부터 중간으로 제2 분배 홈(12b4) 내로 흐를 수 있다. 제1 분배 홈(12b3)과 제2 분배 홈(12b4)의 2개의 경로의 냉각제가 액체 유출구 채널(12c)과 연통하는 고정자 홈(13c) 내로 흐를 때, 냉각제는 액체 유출구 홈을 통해 고정자 코어(13)로부터 흘러나올 수 있다. 이 구현에서는, 제1 분배 홈(12b3)과 제2 분배 홈(12b4)이 양자 모두 병렬 채널들로서 역할을 하고, 냉각제는 병렬 채널들에서 반대 방향을 따라 흐르므로, 냉각제가 고정자 홈들(13c)에 더 급속하게 분배되어 고정자 코어(13)의 급속한 방열을 구현할 수 있다.
도 27 및 도 28에 도시된 바와 같이, 제10 구현에서는, 제9 구현에 기초하여, 모터 하우징(12)의 내벽에 액체 회수 홈(12d)이 추가로 제공될 수 있고, 연장 방향에서 액체 회수 홈(12d)의 대향 단부들은 고정자 코어(13)를 넘어 연장된다. 이 구현에서, 액체 회수 홈(12d)의 대향 단부들은 모터 하우징(12)의 축 방향 단부면을 관통할 수 있거나, 또는 물론 적어도 하나의 단부는 모터 하우징(12)의 축 방향 단부면을 관통하지 않을 수 있다. 액체 회수 홈(12d)의 연장 방향은 고정자 코어(13)의 축 방향이거나, 또는 물론 다른 적합한 방향, 예를 들어, 축 방향에 대해 예각의 방향일 수 있다. 액체 회수 홈(12d)은 직선형 홈 또는 비직선형 홈일 수 있다. 액체 회수 홈(12d)은 열 교환기와 연통할 수 있고, 액체 회수 홈(12d)은 액체 유출구 채널(12c)로부터 흘러나오는 냉각제를 받아서 냉각을 위해 열 교환기에 냉각제를 수송하는데 사용된다. 냉각된 냉각제의 온도는 감소하고 냉각제는 방열을 위해 재사용될 수 있다. 이 구현에서는, 액체 유출구 채널(12c)로부터 흘러나오는 냉각제가 액체 회수 홈(12d)으로 자유롭게 떨어질 수 있다. 다시 말해서, 액체 유출구 홈 및 액체 회수 홈(12d)이 반경 방향에서 고정자 코어(13)의 대향 단부들에 각각 위치되고, 모터(10)가 장착 위치에 위치될 때, 액체 유출구 홈은 모터(10)의 상단에 위치되고, 액체 회수 홈(12d)은 모터(10)의 하단에 위치된다. 대안적으로, 액체 유출구 채널(12c)은 파이프라인을 통해 액체 회수 홈(12d)과 연통할 수 있고, 액체 유출구 채널(12c)로부터 흘러나오는 냉각제는 파이프라인을 통해 액체 회수 홈(12d) 내로 흐를 수 있다. 이러한 경우에, 액체 유출구 채널(12c)과 액체 회수 홈(12d)의 상대 위치는 전술한 바와 같이 제한되지 않는다. 이 구현에서, 액체 회수 홈(12d)이 고온 냉각제를 격납하지만, 저온 냉각제가 제1 분배 홈(12b3) 및 제2 분배 홈(12b4) 내로 흐르기 때문에, 고온 냉각제와 저온 냉각제가 만나서 혼합되는 것에 의해 방열이 영향을 받은 것을 회피하기 위해, 액체 회수 홈(12d)은 제1 분배 홈(12b3)의 대향 단부들과 제2 분배 홈(12b4)의 대향 단부들 사이를 통과할 수 있고, 제1 분배 홈(12b3)의 대향 단부들은 액체 회수 홈(12d)으로부터 이격되어 유지되고, 2개의 액체 유입구 채널(12a)은 양자 모두 액체 회수 홈(12d)으로부터 이격되고, 제2 분배 홈(12b4)의 대향 단부들도 액체 회수 홈(12d)으로부터 이격된다. 물론, 제2 분배 홈(12b4)의 적어도 하나의 단부는 또한 액체 회수 홈(12d)과 연통할 수 있다.
도 29에 도시된 바와 같이, 제11 구현에서는, 전술한 구현들과 달리, 모터 하우징(12)의 내벽에 제1 세트의 분배 홈들 및 제2 세트의 분배 홈들이 제공된다. 제1 세트의 분배 홈들은 여러 개의 제1 분배 홈들(12b5)을 포함하고, 축 방향을 따라 모터 하우징(12)의 내벽의 일 단부에 분배된다. 제2 세트의 분배 홈들은 여러 개의 제2 분배 홈들(12b6)을 포함하고, 축 방향(Y2)을 따라 모터 하우징(12)의 내벽의 타 단부에 분배된다. 제1 세트의 분배 홈들 내의 제1 분배 홈들(12b5)은 고정자 코어(13)의 축 주위에 순차적으로 이격되고, 제2 세트의 분배 홈들 내의 제2 분배 홈들(12b6)은 또한 고정자 코어(13)의 축 주위에 순차적으로 이격된다. 또한, 제1 분배 홈(12b5) 및 제2 분배 홈(12b6)은 고정자 코어(13)의 원주 방향(Y1)으로 교대로 분배된다. 다시 말해서, 인접한 2개의 제1 분배 홈(12b5)마다 그 사이에 하나의 제2 분배 홈(12b6)이 제공되고, 제2 분배 홈(12b6)은 2개의 제1 분배 홈(12b5) 양자 모두로부터 이격되고, 인접한 2개의 제2 분배 홈(12b6)마다 그 사이에 하나의 제1 분배 홈(12b5)이 제공되고, 2개의 제2 분배 홈(12b6) 양자 모두로부터 제1 분배 홈(12b5)이 이격된다. 적어도 하나의 액체 유입구 채널(12a)이 존재할 수 있고, 하나의 액체 유입구 채널(12a)은 대응적으로 하나의 제1 분배 홈(12b5)과 연통한다. 또한, 여러 개의 고정자 홈(13c)이 있고, 인접한 제1 분배 홈(12b5)과 제2 분배 홈(12b6)마다 그 사이에 하나의 고정자 홈(13c)이 분배된다. 고정자 홈(13c)은 제1 분배 홈(12b5)과 제2 분배 홈(12b6) 양자 모두와 연통한다. 고정자 홈(13c)의 적어도 일부의 연장 방향은 제1 분배 홈(12b5)의 적어도 일부의 연장 방향과 교차하고, 그리고/또는 고정자 홈(13c)의 적어도 일부의 연장 방향은 제2 분배 홈(12b6)의 적어도 일부의 연장 방향과 교차한다. 예를 들어, 제1 분배 홈(12b5)과 제2 분배 홈(12b6)은 양자 모두 고정자 코어(13)의 원주 방향을 따라 연장될 수 있고, 고정자 홈(13c)의 연장 방향은 고정자 코어(13)의 축 방향일 수 있고, 고정자 홈(13c)은 제1 분배 홈(12b5) 및 제2 분배 홈(12b6)의 연장 방향들과 교차한다. 다른 구현들에서, 단일의 제1 분배 홈(12b5) 및/또는 단일의 제2 분배 홈(12b6)은 다른 적합한 방향을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 단일의 제1 분배 홈(12b5) 및/또는 단일의 제2 분배 홈(12b6)은 모터 하우징(12)의 내벽 상에서 나선형처럼 연장될 수 있다. 단일의 고정자 홈(13c)은 단일의 고정자 홈(13c)에 적응된 연장 방향을 가질 수 있다. 예를 들어, 단일의 고정자 홈(13c)이 축 방향에 대해 예각의 방향을 따라 연장될 수 있다. 적어도 하나의 액체 유출구 채널(12c)이 존재할 수 있고, 모든 액체 유출구 채널(12c)은 하나의 고정자 홈(13c)과 연통할 수 있다.
도 29에 도시된 바와 같이, 이 제11 구현에서는, 냉각제가 액체 유입구 채널(12a)로부터 제1 분배 홈(12b5)에 진입한 후에 고정자 홈(13c)에 분배되고, 고정자 홈(13c)의 일 단부로부터 다른 단부로 흘러서 제2 분배 홈(12b6)에 진입하고, 이어서 제2 분배 홈(12b6)을 통해 고정자 홈(13c)에 재진입하고 이전 고정자 홈(13c) 내로 흐름 방향과 반대 방향을 따라 흘러서 제1 분배 홈(12b5)에 재진입한다. 이것은 냉각제가 액체 유출구 채널(12c) 내로 흐르고 액체 유출구 채널(12c)을 통해 고정자 코어(13)로부터 흘러나올 때까지 순환된다. 냉각제가 고정자 홈(13c) 내로 흐를 때, 고정자 코어(13)는 열 교환에 의해 냉각될 수 있다. 도 1 및 도 29를 참조하면, 액체 유출구 채널(12c)을 통해 고정자 코어(13)로부터 흘러나온 후에, 냉각제는 (액체 유출구 채널(12c)이 도 1의 도면에서 상단에 위치될 때에) 고정자 권선(14)의 단부 부분에 분무되어 고정자 권선(14)에 대해 추가로 방열시킬 수 있다. 이 구현에서는, 전술한 구현들의 기술적 효과들을 가질 뿐만 아니라, 상이한 구조들을 갖는 모터들(10)의 방열 요건들을 충족시킬 수 있는 아주 새로운 채널 설계 솔루션이 개발된다.
본 실시예의 모터(10)가 위에서 상세히 설명되었고, 모터(10)를 포함하는 모터 냉각 시스템이 아래에서 설명될 것이다.
도 30에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 모터 냉각 시스템(20)은 열 교환기(23), 수송 디바이스(21), 및 전술한 구현들 중 어느 하나에서의 모터(10)를 포함할 수 있다. 열 교환기(23)는 모터(10)의 액체 유출구 채널(12c)로부터 흘러나오는 냉각제를 받아서 그 냉각제를 냉각하도록 구성된다. 액체 회수 홈(12d)이 제공되지 않는 솔루션의 경우, 열 교환기(23)는 액체 유출구 채널(12c)로부터 냉각제를 직접 받을 수 있다. 액체 회수 홈(12d)이 제공되는 솔루션의 경우, 열 교환기(23)는 액체 회수 홈(12d)으로부터 냉각제를 받을 수 있다. 열 교환기(23)는 흐르는 차가운 유체(flowing cold fluid)를 갖고, 차가운 유체는 열 교환을 통해 고온 냉각제의 열을 흡수하여, 냉각제의 열 교환 및 냉각을 구현하므로, 냉각제가 재사용될 수 있게 한다. 열 교환기(23)는 유수 열 교환기(oil-water heat exchanger)를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 구체적으로, 냉각 오일에 대해 열 교환 및 냉각을 수행하기 위한 차가운 유체로서 물이 사용된다. 수송 디바이스(21)는 열 교환기(23) 및 액체 유입구 채널(12a)과 연통하고, 열 교환을 통해 열 교환기(23)에 의해 냉각된 냉각제를 받고, 액체 유입구 채널(12a)을 통해 분배 홈으로 냉각제를 재수송하도록 구성된다. 수송 디바이스(21)는 모터(10) 내의 채널들로 흐르도록 냉각제를 구동하는 전력을 추가로 제공할 수 있다. 수송 디바이스(21)는 전자식 오일 펌프(electronic oil pump)를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 이 실시예의 모터 냉각 시스템은 모터(10)의 고정자에 대해 효과적으로 방열시킬 수 있을 뿐만 아니라, 냉각제의 순환 이용을 구현할 수 있다. 도 30의 목적은 열 교환기(23), 수송 디바이스(21) 및 모터(10) 사이의 연결 관계를 개략적으로 설명하는 것일 뿐이며, 디바이스들의 연결 위치들, 특정 구성들, 및 수량들을 구체적으로 제한하지 않는다는 것을 이해해야 한다.
도 30에 도시된 바와 같이, 수송 디바이스(21) 내로 흐르는 저온 냉각제를 필터링하고 불순물들이 수송 디바이스(21)에 진입하는 것을 방지하기 위해, 열 교환기(23)와 수송 디바이스(21) 사이에 필터(22)가 추가로 배치될 수 있다. 필터(22)는 필터링 기능을 갖는 전기 디바이스일 수 있거나, 단순히 기계 컴포넌트(예를 들어, 필터 스크린 또는 필터 요소)일 수 있다. 물론, 대안적으로 모터(10)와 열 교환기(23) 사이에 필터(22)가 배치되어, 열 교환기(23)에 진입하는 고온 냉각제를 필터링할 수 있고/있거나, 대안적으로 수송 디바이스(21)와 모터(10) 사이에 필터(22)가 배치되어, 분배 홈에 진입하는 저온 냉각제를 필터링할 수 있다. 물론, 필터(22)는 이 실시예에서 필요하지 않다.
본 실시예는 전기 차량을 추가로 제공한다. 전기 차량은 전기 자동차, 전기 버스, 및 전기 모터사이클과 같은 차량을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 31은 전기 SUV(Sport Utility Vehicle, 스포츠 유틸리티 차량)(30)를 도시한다. 도 32를 참조하면, 전기 차량은 모터 제어기(31), 기어박스(32), 및 위에서 설명한 모터 냉각 시스템(20)을 포함할 수 있다. 모터 제어기(31)는 모터(10)에 연결되고, 모터(10)가 동작하도록 제어하도록 구성된다. 기어박스(32)는 모터(10)의 모터 샤프트(161)에 연결되고, 모터(10)에 의해 출력된 토크를 다른 기계 디바이스에 송신하도록 구성된다. 본 실시예의 전기 차량에서, 모터(10)의 고정자 코어는 효과적이고 연속적인 방열을 달성할 수 있고, 높은 동작 신뢰성을 갖는다. 따라서, 차량 성능이 보장된다.
전술한 설명들은 본 출원의 특정 구현들일 뿐이지만, 본 출원의 보호 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 본 출원에 개시되는 기술적 범위 내에서 본 기술분야의 기술자에 의해 쉽게 이해되는 임의의 변형 또는 대체는 본 출원의 보호 범위 내에 있어야 한다. 따라서, 본 출원의 보호 범위는 청구항들의 보호 범위에 종속될 것이다.

Claims (14)

  1. 모터로서,
    모터 하우징 및 상기 모터 하우징에 장착된 고정자 코어를 포함하고,
    상기 모터 하우징에는 분배 홈(distribution groove), 액체 유입구 채널(liquid inlet channel), 및 액체 유출구 채널(liquid outlet channel)이 제공되며, 상기 분배 홈은 상기 모터 하우징의 내벽 상에 제공되고, 상기 액체 유입구 채널은 상기 분배 홈 및 상기 모터 하우징의 외부 공간과 연통하며, 상기 액체 유출구 채널은 상기 모터 하우징의 내부 및 외부 공간들과 연통하고;
    상기 고정자 코어의 외벽에는 고정자 홈이 제공되고, 상기 고정자 홈의 연장 방향은 상기 분배 홈의 연장 방향과 교차하고, 상기 연장 방향에서 상기 고정자 홈의 대향 단부들은 양자 모두 폐쇄되고; 상기 고정자 홈은 상기 분배 홈과 상기 액체 유출구 채널 양자 모두와 연통하고; 상기 액체 유입구 채널, 상기 분배 홈, 상기 고정자 홈, 및 상기 액체 유출구 채널이 연통되어 냉각제 채널을 형성하는, 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분배 홈은 2개의 제1 분배 홈 및 2개의 제2 분배 홈을 포함하고; 상기 고정자 코어의 축 방향에서, 상기 2개의 제1 분배 홈은 양자 모두 상기 2개의 제2 분배 홈 사이에 위치되고, 상기 2개의 제2 분배 홈은 이격되고; 상기 고정자 코어의 원주 방향에서, 각각의 제1 분배 홈은 상기 2개의 제2 분배 홈으로부터 이격되고; 상기 액체 유입구 채널은 하나의 제1 분배 홈 및 상기 모터 하우징의 외부 공간과 연통하고; 3개의 고정자 홈이 원주 방향을 따라 순차적으로 이격되고, 상기 고정자 홈의 적어도 일부의 연장 방향이 상기 분배 홈의 적어도 일부의 연장 방향과 교차하고; 상기 액체 유입구 채널과 연통하는 상기 제1 분배 홈은 하나의 고정자 홈을 통해 상기 2개의 제2 분배 홈과 연통하고, 상기 2개의 제2 분배 홈은 하나의 고정자 홈을 통해 다른 제1 분배 홈과 연통하고, 상기 다른 제1 분배 홈은 하나의 고정자 홈을 통해 상기 액체 유출구 채널과 연통하여 냉각제 채널을 형성하므로, 냉각제는 상기 액체 유입구 채널, 상기 제1 분배 홈, 제1 고정자 홈, 상기 2개의 제2 분배 홈, 제2 고정자 홈, 상기 다른 제1 분배 홈, 제3 고정자 홈, 및 상기 액체 유출구 채널 내로 순차적으로 흐르는, 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고정자 코어의 축 방향에서, 상기 고정자 코어의 대향 단부들은 양자 모두 상기 모터 하우징 내에서 내측으로 수축되고, 상기 액체 유출구 채널의 일 단부는 상기 고정자 코어를 넘어 연장하고; 상기 모터 하우징의 내벽에는 액체 회수 홈(liquid return groove)이 제공되고, 연장 방향에서 상기 액체 회수 홈의 대향 단부들은 양자 모두 상기 고정자 코어를 넘어 연장하고, 상기 액체 회수 홈은 상기 액체 유출구 채널로부터 흘러나오는 냉각제를 받아서 열 교환기에 상기 냉각제를 수송하기 위한 채널로서 역할을 하는데 사용되고; 상기 액체 유입구 채널 및 상기 액체 유입구 채널과 연통하는 상기 제1 분배 홈은 양자 모두 상기 액체 회수 홈으로부터 이격되는, 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    여러 개의 제1 분배 홈, 여러 개의 제2 분배 홈, 및 여러 개의 고정자 홈이 있고; 상기 여러 개의 제1 분배 홈은 상기 고정자 코어의 원주 방향을 따라 이격되고, 2개의 제1 분배 홈마다 그 사이에 2개의 제2 분배 홈이 제공되고, 각각의 제1 분배 홈 및 그 제1 분배 홈에 인접한 2개의 제2 분배 홈은 하나의 고정자 홈을 통해 연통하고; 상기 여러 개의 제1 분배 홈에서의 상기 2개의 제2 분배 홈은 상기 액체 회수 홈의 대향 단부들 상에 각각 위치되고, 하나의 제1 분배 홈은 상기 액체 회수 홈으로부터 이격되고, 다른 제1 분배 홈은 상기 액체 회수 홈과 연통하는, 모터.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 모터는 2개의 채널을 포함하고, 하나의 채널에 연통하는 상기 액체 유입구 채널 및 상기 제1 분배 홈은 다른 채널에 연통하는 상기 액체 유입구 채널 및 상기 제1 분배 홈으로부터 이격되고, 상기 2개의 채널은 상기 제3 고정자 홈 및 상기 액체 유출구 채널을 공유하므로, 상기 모터 하우징의 내벽 상에서 흐르는 냉각제가 반대 방향들을 따라 2개의 경로 내로 흐르는, 모터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고정자 코어의 축 방향에서, 상기 고정자 코어의 대향 단부들은 양자 모두 상기 모터 하우징 내에서 내측으로 수축되고, 상기 액체 유출구 채널의 일 단부는 상기 고정자 코어를 넘어 연장하고; 상기 모터 하우징의 내벽에는 액체 회수 홈이 제공되고, 연장 방향에서 상기 액체 회수 홈의 대향 단부들은 양자 모두 상기 고정자 코어를 넘어 연장하고, 상기 액체 회수 홈은 상기 액체 유출구 채널로부터 흘러나오는 냉각제를 받아서 열 교환기에 상기 냉각제를 수송하기 위한 채널로서 역할을 하는데 사용되고; 하나의 채널에 연통하는 상기 액체 유입구 채널 및 상기 제1 분배 홈은 상기 액체 회수 홈의 일 측면 상에서 이격되고, 다른 채널에 연통하는 상기 액체 유입구 채널 및 상기 제1 분배 홈은 상기 액체 회수 홈의 다른 측면 상에서 이격되는, 모터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 분배 홈은 제1 분배 홈 및 제2 분배 홈을 포함하고, 상기 제1 분배 홈과 상기 제2 분배 홈은 양자 모두 상기 고정자 코어의 축 주위에 있고, 축 방향을 따라 상기 내벽의 대향 단부들 상에서 이격되고; 상기 제1 분배 홈은 상기 고정자 홈을 통해 상기 제2 분배 홈과 연통하고, 상기 고정자 홈의 연장 방향은 상기 제1 분배 홈 및 상기 제2 분배 홈 중 적어도 하나의 연장 방향과 교차하고; 상기 액체 유입구 채널은 상기 제1 분배 홈의 일 단부 및 상기 모터 하우징의 외부 공간과 연통하므로, 냉각제가 상기 액체 유입구 채널을 통해 상기 제1 분배 홈에 진입하고, 상기 제1 분배 홈으로 흐르면서 상기 고정자 홈 내로 흐르고, 상기 고정자 홈을 통해 상기 제2 분배 홈 및 상기 액체 유출구 채널 내로 흐르는, 모터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고정자 코어의 축 방향에서, 상기 고정자 코어의 대향 단부들은 양자 모두 상기 모터 하우징 내에서 내측으로 수축되고, 상기 액체 유출구 채널의 일 단부는 상기 고정자 코어를 넘어 연장하고; 상기 모터 하우징의 내벽에는 액체 회수 홈이 제공되고, 연장 방향에서 상기 액체 회수 홈의 대향 단부들은 양자 모두 상기 고정자 코어를 넘어 연장하고, 상기 액체 회수 홈은 상기 액체 유출구 채널로부터 흘러나오는 냉각제를 받아서 열 교환기에 상기 냉각제를 수송하기 위한 채널로서 역할을 하는데 사용되고; 상기 제1 분배 홈은 상기 액체 유입구 채널의 일 단부와 연통하고, 상기 액체 유입구 채널은 상기 액체 회수 홈으로부터 이격되는, 모터.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 모터 하우징에는 이격된 2개의 인접한 액체 유입구 채널이 제공되고, 연장 방향에서 상기 제1 분배 홈의 대향 단부들이 이격되고, 각각의 단부는 하나의 액체 유입구 채널과 연통하므로, 상기 냉각제가 상기 2개의 액체 유입구 채널로부터 상기 제1 분배 홈에 진입하고; 상기 제1 분배 홈으로 반대 방향들을 따라 흐르면서 상기 고정자 홈 내로 흐르는, 모터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 고정자 코어의 축 방향에서, 상기 고정자 코어의 대향 단부들은 양자 모두 상기 모터 하우징 내에서 내측으로 수축되고, 상기 액체 유출구 채널의 일 단부는 상기 고정자 코어를 넘어 연장하고; 상기 모터 하우징의 내벽에는 액체 회수 홈이 제공되고, 연장 방향에서 상기 액체 회수 홈의 대향 단부들은 양자 모두 상기 고정자 코어를 넘어 연장하고, 상기 액체 회수 홈은 상기 액체 유출구 채널로부터 흘러나오는 냉각제를 받아서 열 교환기에 상기 냉각제를 수송하기 위한 채널로서 역할을 하는데 사용되고; 상기 액체 회수 홈은 상기 2개의 액체 유입구 채널 사이 그리고 상기 대향 단부들 사이를 통과하고, 상기 2개의 액체 유입구 채널과 상기 대향 단부들 양자 모두로부터 이격되는, 모터.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분배 홈의 연장 방향은 상기 고정자 코어의 원주 방향이고, 상기 고정자 홈의 연장 방향은 상기 고정자 코어의 축 방향인, 모터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 고정자 코어는 순차적으로 라미네이트(laminate)된 여러 개의 철 칩(iron chip)을 포함하고, 각각의 철 칩의 주연부에는 노치(notch)가 제공되고, 상기 고정자 코어의 축 방향에서의 2개의 단부에서 상기 철 칩들 상에 있고 상기 노치가 제공되지 않는 부분이 상기 축 방향의 상기 2개의 단부에서 상기 철 칩들에 인접한 철 칩의 노치와 정렬되고, 상기 축 방향의 상기 2개의 단부에서 상기 철 칩들 사이의 나머지 철 칩들 상의 모든 노치가 순차적으로 연통하여 상기 고정자 홈을 형성하는, 모터.
  13. 모터 냉각 시스템으로서,
    열 교환기, 수송 디바이스, 및 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 모터를 포함하고, 상기 열 교환기는 액체 유출구 채널로부터 흘러나오는 냉각제를 받아서 냉각하도록 구성되고; 상기 수송 디바이스는 상기 열 교환기 및 액체 유입구 채널과 연통하고, 상기 냉각된 냉각제를 상기 액체 유입구 채널로부터 분배 홈으로 수송하고 채널들로 흐르도록 상기 냉각제를 구동하도록 구성되는, 모터 냉각 시스템.
  14. 전기 차량으로서,
    모터 제어기, 기어박스, 및 제13항에 따른 모터 냉각 시스템을 포함하고, 상기 모터 제어기는 상기 모터가 동작하도록 제어하기 위해 상기 모터에 연결되고, 상기 기어박스는 상기 모터의 모터 샤프트에 연결되는, 전기 차량.
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