KR20230012004A

KR20230012004A - 전기 모터용 냉각 시스템

Info

Publication number: KR20230012004A
Application number: KR1020227043800A
Authority: KR
Inventors: 아비셱 스리드하르; 아비r 스리드하르; 람 발라찬다르; 로널드 마이클 배런; 라크슈미 바라하 이예르; 게르트 쉬라거; 마틴 윈터
Original assignee: 마그나 인터내셔널 인코포레이티드
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2021-05-18
Publication date: 2023-01-25
Also published as: CN115668703A; CA3178418A1; EP4133580A4; US20230179060A1; WO2021236565A1; EP4133580A1

Abstract

전기 모터용 냉각 자켓이, 고정자에 인접하여 배치되고 냉각 유체를 이송하도록 구성되는 유체 통로를 포함한다. 냉각 자켓은 고정자의 축방향 단부에 인접한 유체 통로 내에서 유동 혼합 증강부를 포함한다. 유동 혼합 증강부는 배플, 다공성 섬유 구조물, 및/또는 개방-셀 발포체를 포함하여, 그 사이의 중앙 영역에 제공하는 것보다 축방향 단부에 인접한 영역에서 더 큰 열 전도도를 제공한다. 냉각 유체가 고정자의 중앙 영역 주위의 중앙 유동 경로 내에서 순환되기 전에, 유동 가교부가 냉각 유체를 축방향 단부들 모두에 인접한 원주방향 유동 경로를 통해서 지향시킨다. 하나 이상의 노즐이 냉각 유체의 제트를 고정자 단부 권선, 회전자 단부 권선, 및/또는 인쇄회로기판 상으로 지향시킨다. 링-형상의 냉각제 헤더가 냉각 유체를 노즐에 공급할 수 있다.

Description

전기 모터용 냉각 시스템

관련 출원에 대한 상호 참조

이러한 PCT 국제 특허출원은 2020년 5월 18일자로 출원되고 명칭이 "Enhanced Liquid Jacket Cooling For Electric Motors"인 미국 가특허출원 제63/026,472호, 및 2020년 7월 13일자로 출원되고 명칭이 "Direct Liquid Cooling System For Electric Motors"인 미국 가특허출원 제63/051,119호의 이익 및 그에 대한 우선권을 주장하고, 이러한 미국 가특허출원들의 전체 개시 내용은 여기에서 참조로 포함된다.

본 개시 내용은 일반적으로 전기 모터를 냉각하기 위한 시스템에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시 내용은, 냉각 자켓 및/또는 하나 이상의 유체의 충돌 제트를 이용하여, 전기화된 차량 내의 견인 모터와 같은 전기 모터의 고정자 및/또는 회전자를 냉각하는 것에 관한 것이다.

CO2 방출을 줄이기 위한, 지속 가능한 에너지의 소비를 촉진하기 위한, 공기 품질 개선하기 위한, 기타 등등을 위한 전 세계적 노력으로 인해서, 하이브리드 또는 완전한 전기 자동차의 시장 점유율이 과거 10년에 걸쳐 증가되었다. 몇몇 국가는 또한 향후 5 내지 30년 이내에 화석-연료 차량의 사용을 단계적으로 중단하는 정책을 시행하였다. 전통적인 가솔린 또는 디젤 동력형 모터로부터 전기 모터로의 전환을 위한 이러한 기본 목적은 전기 모터의 효율성 증가에 의해서만 진정으로 달성될 수 있다. 구동 사이클의 다양한 스테이지들 중에, 고정자/회전자 권선 및 라미네이션(lamination)을 포함하여, 현재의 전기 모터의 몇몇 부품은 일반적으로 조합된 2 내지 20 kW 또는 그 초과의 열을 생성한다. 이러한 열을 제거하기 위한 효율적인 열 관리와 모터의 하위-구성요소의 정확한 온도 제어는 기계의 전반적인 효율성을 뒷받침한다. 모터의 다른 부분에서의 열 발생률은 실질적으로, AC 동기식 모터와 같은, 사용되는 모터의 유형에 따라 구동 사이클의 여러 스테이지 중에 달라질 수 있다. 최적의 기계적 효율성 외에도, 모터 권선이 안전한 동작 온도 내에서 유지되도록 보장하는 것이 또한 전기 모터의 수명 및 신뢰성을 높이는데 있어서 그리고 이러한 전기 모터의 유지 관리 비용을 줄이는데 있어서 중요하다.

전기 모터의 효율적인 냉각의 복잡성은 모터 주변의 열 생성이 비대칭적이고 이질적이며, 고정자, 회전자, 및 능동 권선 주위에서 상당한 열이 생성되고 실질적으로 그보다 더 큰 전체적인 열이 손실된다는 사실에 기인한다. 고정자 자켓 주변의 통상적인 나선형 냉각 채널은 최적에 미치지 못하고, 실질적으로 더 큰 구성 요소 온도 및 압력 강하를 초래한다. 이는 또한 이어서 패키징 설계, 재료비 등에 악영향을 미친다. 또한, 고정자 자켓만 사용하는 기존 냉각 시스템은, 회전자 구성요소에서 생성된 모든 열이 또한 자켓을 통해서 제거된다는 것을 암시한다. 이는 항상 회전자에서 바람직하지 못하게 더 높은 온도를 초래한다. 궁극적으로, 불량한 열 관리 설계는 인버터의 과다 크기, 냉각제 및/또는 냉각 시스템 구성요소의 과도한-사용 및/또는 모터의 전기 하드웨어의 손상으로 이어지고, 그에 따라 모터의 성능을 저하시킨다. 이는 개선된 열 관리 및 패키징 설계의 개발을 필요로 한다. 대부분의 기존 고정자 자켓 기반의 냉각 시스템은 부피가 큰 한편, 이러한 AC 모터 냉각 시스템의 비용 및 부피 감소는 전기 차량의 전체 중량 감소에 도움이 될 수 있다. 차량 중량의 10% 감소는, 구동 사이클 및 차량 유형에 따라 주행 거리를 6%까지 증가시킬 수 있다.

개시 내용의 양태에 따라, 전기 모터는, 고정자 코어를 갖고 제1 축방향 단부와 제2 축방향 단부 사이에서 연장되는 고정자를 포함한다. 전기 모터는 또한, 고정자 코어 주위에 원주방향으로 배치되고 냉각 유체를 통과 이송하도록 구성된 냉각 자켓을 포함한다. 냉각 자켓은, 제1 축방향 단부와 제2 축방향 단부 사이의 영역에서, 열을 고정자로부터 냉각 유체에 전달하기 위한 제1 열 전도도를 갖는다. 냉각 자켓은 또한 고정자의 제1 축방향 단부 또는 제2 축방향 단부 중 적어도 하나에 인접한 영역에서 제2 열 전도도를 갖는다. 제2 열 전도도는 제1 열 전도도보다 크다.

관련 도면을 참조한 실시형태의 예에 관한 이하의 설명으로부터, 본 발명의 추가적인 상세 내용, 특징 및 장점이 확인된다.
도 1a는 본 개시 내용에 따른 전기 모터의 원근적인 절취도를 도시한다.
도 1b는 도 1a의 전기 모터의 다른 원근적 절취도를 도시한다.
도 1c는 도 1a의 전기 모터의 단면도를 도시한다.
도 2는 전기 모터의 고정자의 단면도를 도시한다.
도 3은 전기 모터의 확대된 단면을 도시한다.
도 4는 본 개시 내용에 따른 전기 모터를 위한 냉각 자켓의, 부분적으로 투명한, 사시도를 도시한다.
도 5는 도 4의 냉각 자켓 내의 통로의 사시도를 도시한다.
도 6은 본 개시 내용의 양태에 따른 냉각 자켓을 위한 제1 유동 혼합 증강부의 펼쳐진 도면을 도시한다.
도 7은 본 개시 내용의 양태에 따른 냉각 자켓을 위한 제2 유동 혼합 증강부의 펼쳐진 도면을 도시한다.
도 8은 본 개시 내용의 양태에 따른 냉각 자켓을 위한 제3 유동 혼합 증강부의 펼쳐진 도면을 도시한다.
도 9는 본 개시 내용의 양태에 따른 냉각 자켓을 위한 제4 유동 혼합 증강부의 펼쳐진 도면을 도시한다.
도 10는 본 개시 내용의 양태에 따른 제1 구성을 갖는 전기 모터의 횡단면도를 도시한다.
도 11은 본 개시 내용의 양태에 따른 제2 구성을 갖는 전기 모터의 횡단면도를 도시한다.
도 12는 본 개시 내용의 양태에 따른 제3 구성을 갖는 전기 모터의 횡단면도를 도시한다.
도 13은 통상적인 냉각 자켓에 대한 그리고 본 개시 내용에 따른 냉각 자켓에 대한 내부 자켓 온도의 플롯(plot)을 포함하는 그래프를 도시한다.

유사한 번호들이 몇몇 도면 전체를 통해서 상응 부분들을 표시하는 도면을 참조하여, 전기 모터(10)를 위한 냉각 자켓(40)을 개시한다. 본 개시 내용의 냉각 자켓(40)은 특히, 신규한 피동 열 전달 증강 유닛을 모터 고정자 자켓 내로 통합하는 것 그리고 냉각제 유동 경로를 수정하는 것에 의해서, 전기 모터에서 최적에 미치지 못하는 냉각을 초래할 수 있는 문제를 해결하고 경감한다.

회전자 권선 및 연관된 내측부의 직접적인 냉각은 전체 동작 온도를 상당히 감소시키는데 그리고 모터의 효율성 및 수명을 개선하는데 도움을 줄 수 있다. 본 개시 내용은 특히, 고정자 및 회전자 단부 권선(모터 내에서 생성되는 전체 열의 가장 큰 부분을 생성하는 구성요소) 상의 직접적인 액체 충돌 냉각의 도입에 의해서, 그리고 (고정자 코어 라미네이션을 덮는) 크기가 약 30% 이상 감소된 고정자 자켓을 이용한 보조 냉각과 함께 또는 이러한 보조 냉각이 없이, 이러한 전기 모터 열 관리에 관한 우려를 해결하고 경감한다. 전형적인 고정자 자켓 냉각 시스템에서, 단부 권선에 인접한 내부의 냉각제 루프 또는 채널은 전형적으로 효율적이지 못한데, 이는 권선으로부터 자켓으로의 직접적인 열 전달에 대한 큰 열 저항 때문이다. 이는, 권선 주위에서 열 전도성 에폭시를 가질 수 있거나 가지지 않을 수 있는 대부분의 기계에도 적용된다. 이는 열의 대부분이 고정자 라미네이션을 통해서 액체 냉각된 자켓으로 흐르게 하는 결과를 초래한다(결과적으로 통상적인 모터 내의 자켓의 약 30% 이상이 전체 제거 열의 작은 부분에만 기여한다). 이러한 개시 내용의 다양한 상이한 구성에서, 이러한 자켓의 30% 이상은 대략적으로 고정자 라미네이션의 크기 만으로 감소될 수 있고; 이에 대해서는 이하에서 더 구체적으로 설명한다.

구성요소 온도의 감소를 초래하는 전기 모터를 위한 열 관리 시스템의 최적화는 파워 밀도, 신뢰성, 및 효율성을 최대화하는데 도움을 줄 수 있다. 따라서, 본 개시 내용의 열 관리 시스템은 전기 및 하이브리드 전기 차량을 위한 다양한 도로 상의 그리고 개발 중인 모터에 유리할 수 있다. 이러한 신규 기술은 회전자의 유형과 관계 없이 모든 전기 모터에 직접 적용될 수 있다. 예를 들어, 개시된 열 관리 시스템은 유도 모터, 권선형 필드 동기식 모터, 영구 자석 동기식 모터 등과 함께 이용될 수 있다.

도 1a 내지 도 1c는 본 개시 내용에 따른 전기 모터(10)의 상이한 절취도들을 도시한다. 전기 모터(10)는 예를 들어 전형적인 자동차 AC 전기 모터일 수 있다. 구체적으로, 도 1a 내지 도 1c는, 축을 중심으로 회전하도록 구성된 회전자(20), 및 회전자(20)의 주위에 환형으로 배치되고 제1 축방향 단부(30a)와 제2 축방향 단부(30b) 사이에서 연장되는 고정자(30)를 포함하는, 전기 모터(10)를 도시한다. 이는 단지 예이고, 본 개시 내용의 냉각 자켓(40)은, 고정자(30)의 외측에 배치된 외부 회전자를 갖는 모터와 같은, 다른 모터 기구와 함께 사용될 수 있다. 도면에 도시된 전기 모터(10)는 영구 자석 동기식 모터(PMSM)이고, 회전자(20)는, 회전자 코어(26)의 함몰부(24) 내에 각각 배치된 복수의 영구 자석(22)을 포함한다. 그러나, 이는 단지 예이고, 본 개시 내용의 냉각 자켓(40)은, 권선된-필드 모터, 유도 모터 등과 같은 DC 또는 AC 모터를 포함하는, 다른 유형의 모터와 함께 이용될 수 있다.

고정자(30)는 금속 라미네이션으로 제조될 수 있는 고정자 코어(32), 및 축방향 단부(30a, 30b)의 각각에 위치되는 권선 단부들(36) 사이의 슬롯(미도시) 내에서 고정자 코어(32)를 통해서 연장되는 고정자 권선(34)을 포함한다. 더 구체적으로, 고정자 코어(32)는 규칙적인 원주방향 간격들로 위치되는 일련의 치형부(38)를 형성하고, 치형부(38)의 각각은 반경방향 내측으로 연장되고 인접한 치형부들(38) 사이에서 고정자 권선(34)을 수용하기 위한 슬롯을 형성한다. 냉각 자켓(40)은, 고정자(30)에 인접하여 배치되고 냉각 유체를 이송하여 고정자(30)로부터 열을 제거하도록 구성된 유체 통로(42)를 형성한다. 권선 단부(36)는, 이러한 구성요소와 냉각 자켓(40) 사이의 열 저항의 감소를 필요로 할 수 있는 상당한 열을 생성할 수 있다. 고정자 코어 라미네이션 등과 같은 다른 영역은 일반적으로 냉각 자켓(40)과 금속 접촉된다.

냉각 자켓(40)은, 제1 축방향 단부(30a)와 제2 축방향 단부(30b) 사이의 영역에서, 열을 고정자로부터 냉각 유체에 전달하기 위한 제1 열 전도도를 갖는다. 냉각 자켓(40)은 또한 고정자(30)의 축방향 단부(30a, 30b) 중 하나 또는 둘 모두에 인접한 영역에서, 제1 열 전도도보다 큰, 제2 열 전도도를 갖는다. 다시 말해서, 냉각 자켓(40)은 축방향 단부들(30a, 30b) 사이의 중앙 영역으로부터 보다 축방향 단부(30a, 30b) 중 하나 또는 둘 모두로부터 더 큰 열 전달을 제공하도록 구성된다. 이러한 더 큰 열 전달은, 비교적 높은 온도를 가질 수 있는 권선 단부(36)의 냉각을 개선할 수 있다.

모터(10)의 기하 형태에 따라, 권선과 냉각 자켓(40) 사이의 열 전도도는, 금속 자켓(40) 유닛의 두께를 권선(34)에 근접하여 반경방향 내측으로 충분히 연장시키는 것 그리고 남은 공극을 전자 포팅 에폭시(electronic potting epoxy)(또는 다른 적합한 재료)와 같은 전기 절연 열 전도성 재료로 충진하는 것, 또는 그러한 에폭시를 이용하여 전체 영역을 충진하는 것에 의해서, 증가될 수 있다. 이어서, 이는, 대부분의 열이 고정자 코어 라미네이션을 통해서 전달되는 통상적인 시스템과 달리, 권선 단부(36)에 더 근접한 자켓(40)의 영역으로 더 큰 열 유동을 초래할 것이다. 결과적으로, 모터 내의 전기 하드웨어와 냉각 자켓(40) 사이의 전체적인 열 저항이 감소된다. 전체 열 전달 면적의 증가를 통한 자켓 벽 상의 평균 열 플럭스의 공간적 분산 및 감소를 결과적으로 이용하여, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 자켓 내에서 감소된 유효 유동 길이의 냉각 루프를 갖고, 그에 따라 압력 강하 또는 펌프 작업을 줄인다.

일부 실시형태에서, 그리고 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 전기 모터(10)는, 하나 이상의 장착 홀(52)을 형성하는 모터 하우징(50) 또는 전기 모터를 차량 샤시와 같은 구조물에 장착하기 위한 다른 구조물을 포함한다. 모터 하우징(50)은 알루미늄 또는 강과 같은 금속으로 제조될 수 있다. 그러나, 모터 하우징(50)은 다른 재료 또는 다른 재료들의 복합체로 제조될 수 있다. 일부 실시형태에서, 그리고 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 냉각 자켓(40)은 모터 하우징(50)과 일체로 형성된다. 예를 들어, 모터 하우징(50)은 냉각 자켓(40)의 유체 통로(42)를 형성한다.

일부 실시형태에서, 냉각 자켓(40)은, 축방향 단부들(30a, 30b) 사이의 중앙 영역에서의 반경방향 두께보다 두꺼운, 고정자(30)의 축방향 단부(30a, 30b) 중 하나 또는 모두에 인접한 영역에서의 반경방향 두께를 갖는다. 이러한 더 두꺼운 두께는, 축방향 단부들(30a, 30b) 사이의 중앙 영역으로부터 보다 축방향 단부(30a, 30b) 중 하나 또는 둘 모두로부터 더 큰 열 전달을 제공할 수 있다.

일부 실시형태에서, 냉각 자켓(40)은 유체 통로(42)와 고정자(30)의 축방향 단부(30a, 30b) 중 하나에 인접한 고정자 권선(34)의 권선 단부(36) 사이에 위치된 큰 열 전도도의 전기 절연 재료를 포함한다. 큰 열 전도도를 갖는 전기 절연 재료는 예를 들어 전자 포팅 에폭시일 수 있다.

도 2는 본 개시 내용의 일부 실시형태에 따른 고정자(30)의 횡단면도를 도시한다. 구체적으로, 도 2는, 규칙적인 간격으로 서로 원주방향으로 이격되고 반경방향 내측으로 각각 연장되는 복수의 치형부(38)를 형성하는 고정자 코어(32)를 도시한다. 각각의 치형부(38)는, 냉각 유체를 이송하여 열을 제거하기 위해서 반경방향으로 관통 연장되는, 튜브와 같은 채널(44)을 형성한다. 냉각 유체는 자동 변속기 유체(automatic transmission fluid)(ATF)일 수 있지만, 가스, 액체, 또는 상-변화 냉매를 포함하는 다른 냉각 유체가 이용될 수 있다.

도 3은 고정자(30)를 포함하는 전기 모터(10)를 도시하고, 치형부들(38) 사이를 통과하는 고정자 권선(34)을 도시한다. 도 3은 또한 고정자 권선(34) 주위의 그리고 권선 단부(36)와 고정자 코어(32) 사이의 가용 개방 공간을 도시한다.

일부 실시형태에서, 냉각 자켓(40)은, 유체를 축방향 단부들(30a, 30b) 사이의 영역을 통해서 이송하기 전에, 고정자(30)의 제1 축방향 단부(30a)와 제2 축방향 단부(30b)의 각각에 인접한 영역을 통해서 냉각 유체를 이송하도록 구성된 유체 통로(42)를 포함한다. 이는 도 4 및 도 5를 참조할 때 가장 잘 확인된다.

도 4 및 도 5는 본 개시 내용에 따른 전기 모터용 냉각 자켓(40)을 도시한다. 구체적으로, 냉각 자켓(40)은 냉각 유체를 유입구 파이프(60)로부터 배출구 파이프(62)로 이송하도록 구성된 유체 통로(42)를 포함한다. 유입구 파이프(60) 및 배출구 파이프(62)는, 냉각 유체로부터 열을 제거하기 위해서, 펌프 및/또는 열 교환기 또는 칠러(chiller)와 같은 하나 이상의 외부 장치와 유체 연통된다. 냉각 자켓(40)은 유체 통로(42)를 형성하기 위한 벽(64)을 포함한다. 유체 통로(42)는 고정자(30)의 제1 축방향 단부(30a)에 인접한 영역을 둘러싸도록 구성된 제1 원주방향 경로(66)를 포함한다. 유체 통로(42)는 또한 고정자(30)의 제2 축방향 단부(30b)에 인접한 영역을 둘러싸도록 구성된 제2 원주방향 경로(68)를 포함한다. 유체 통로(42)는 또한 고정자(30)의 축방향 단부들 사이의 중앙 영역을 둘러싸는 중앙 유동 경로(70)를 포함한다. 중앙 유동 경로(70)는 도 4에 도시된 바와 같이 단차형의 나선형 경로를 가질 수 있다. 중앙 유동 경로(70)는, 예를 들어 연속적인 경사를 갖는 나선형 경로 또는 사문형 경로(serpentine path)와 같은, 다른 구성을 가질 수 있다.

도 5에서 가장 잘 확인되는 바와 같이, 유체 통로(42)는 또한, 제1 원주방향 경로(66)를 제2 원주방향 경로(68)에 연결하는 유동 가교부(72)를 포함한다. 유동 가교부(72)는, 냉각 유체를, 중앙 유동 경로(72)를 통해서 유동하기 전에 원주방향 경로(66, 68)의 각각의 통해서 유동시키고, 그에 의해서 원주방향 경로(66, 68)에 가장 낮은 온도의 유체를 제공하고 축방향 단부(30a, 30b)로부터의 열 전달을 증가시킨다.

일부 실시형태에서, 그리고 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 원주방향 경로(66, 68) 중 하나 또는 둘 모두는 유체 통로(42)의 열 전도도를 증가시키도록 구성된 유동 혼합 증강부(80, 82, 84, 86)를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 그리고 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 유동 혼합 증강부(80, 82, 84, 86)는, 냉각 유체의 층류 유동을 방해하도록 구성된 하나 이상의 배플(90a, 90b, 92a, 92b)을 갖는 제1 유동 혼합 증강부(80) 또는 제2 유동 혼합 증강부(82) 중 하나일 수 있다. 더 구체적으로, 배플(90a, 90b, 92a, 92b)은, 냉각 유체의 유동을 하나 이상의 제2 배플(92a, 92b)에 충돌시키도록 구성된 하나 이상의 제1 배플(90a, 90b)을 포함할 수 있다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 배플(90a, 90b)은 유동 방향으로 제2 배플(92a, 92b)로부터 이격되고, 제1 배플(90a, 90b) 및 제2 배플(92a, 92b) 중의 인접한 배플들은 유동 방향에 수직인 방향으로 서로 오프셋된다. 일부 실시형태에서, 그리고 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 배플(90a, 90b, 92a, 92b)은 유동 방향을 따라 반복되는 패턴으로 구성된다. 예를 들어, 배플(90a, 90b, 92a, 92b)은 제1 배플(90a, 90b)과 그에 이어지는 제2 배플(92a, 92b) 그리고 그에 이어지는 제1 배플(90a, 90b)의 다른 세트로 이루어진 교번적인 패턴으로 정렬될 수 있다. 그러나, 다른 배열도 이용될 수 있다. 예를 들어, 유동 혼합 증강부(80, 82, 84, 86)는, 제1 배플(90a, 90b) 및 제2 배플(92a, 92b)의 각각으로부터 오프셋된 배플의 제3 세트를 포함할 수 있다.

권선에 근접한 냉각 자켓(40)을 통한 열 전달률의 증가는, 고정자 냉각 자켓(40)에 통합된 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같은 피동적 난류 생성부 또는 유동 혼합 유닛(80, 82, 84, 86)을 이용하여 달성될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같은 직사각형 배플을 갖는 대표적인 유동-혼합 증강부가 나사를 이용하여 도 4 및 도 5에 도시된 자켓에 장착될 수 있거나 그 내부로 주조될 수 있다. 일부 실시형태에서, 유동 혼합 유닛(80, 82, 84, 86)의 하나 이상이 중앙 유동 경로(70) 내에 및/또는 고정자(30)의 축방향 단부 중 하나 또는 둘 모두에 인접하여 위치될 수 있고, 이는 회전자(20) 및/또는 고정자(30)의 단부 권선(36, 136)에 의해서 생성된 열의 냉각 향상을 제공할 수 있다.

다른 혼합 증강 유닛(80, 82, 84, 86)은 압력 강하 감소 및 혼합 향상을 위해서 최적화된 곡선형 형상 및 섬유 또는 개방-셀 발포체(open-cell foam)와 같은 다공성 삽입체를 포함할 수 있다(그에 제한되지 않는다). 이러한 유닛은 자연스럽게 열 확산부로서 작용하고, 금속, 세라믹, 또는 다른 복합체일 수 있으며, 그에 따라 또한 증가된 표면적 및 열 전도도를 통해서 추가적인 열 전달 증강을 촉진할 수 있다. 혼합 증강 유닛(80, 82, 84, 86)의 전도도가 전체적인 냉각 성능에 실질적으로 영향을 미치지 않도록 하는 동작 조건의 모터에서, 중합체 또는 고온 플라스틱과 같은 다른 비-금속 재료가 또한 중량 감소 및 제조비 감소를 위해서 사용될 수 있다.

냉각제가 내측부로부터 열을 흡수함에 따라, 냉각 자켓(40) 내에서 유동하는 냉각제의 온도가 증가되고, 더 낮은 온도의 유체가 권선 단부(36)에 더 근접한 냉각 자켓(40)의 섹션과 접촉되도록 보장하는 것이 중요하다. 이는 또한 모터(10) 내의 공간적 온도 균일성을 보장하는데 있어서 중요하고, 그렇지 않은 경우에 모터의 축에 평행한 방향(또는 전체적인 냉각제 유동 방향)으로 구성요소 온도가 축방향으로 증가되는 결과를 초래할 수 있다. 이는, 권선 단부(36)(이러한 예에서 후방 권선) 중 하나에 더 근접한 루프 내에서 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 유입구를 통해서 냉각제를 방출하는 것 그리고 그 후에 냉각제를 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 중앙 유동 경로를 우회하는 가교부를 통해서 다른 단부 권선에 더 근접한 자켓 영역으로 전달하는 것에 의해서 달성된다. 결과적으로, 냉각제는, 도면에 도시된 바와 같이, 배출구 파이프(62)를 통해서 냉각 자켓(40)을 떠나기 전에, 고정자 라미네이션을 통해서 손실되는 열을 흡수하는 중앙 섹션을 통해서 유동한다.

일부 실시형태에서, 그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 배플(90a, 90b, 92a, 92b)의 하나 이상이 직사각형 횡단면을 갖는다. 일부 실시형태에서, 그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 배플(90a, 90b, 92a, 92b) 중 하나 이상이 불규칙적인 표면을 갖는다. 그러한 불규칙적인 표면은 냉각 유체에서 난류를 생성하도록 그리고 유체 통로와 그 내부의 냉각 유체 사이의 열 전도도를 증가시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 그리고 도 8에 도시된 바와 같이, 유동 혼합 증강부(80, 82, 84, 86)는 다공성 섬유 구조물(94)을 포함한다. 일부 실시형태에서, 그리고 도 9에 도시된 바와 같이, 유동 혼합 증강부(80, 82, 84, 86)는 개방-셀 발포체 구조물(96)을 포함한다. 일부 실시형태에서, 유동 혼합 증강부(80, 82, 84, 86)는, 다공성 섬유 구조물(94) 및/또는 개방-셀 발포체 구조물(96)과 함께, 하나 이상의 배플(90a, 90b, 92a, 92b)의 조합을 포함한다. 유동 혼합 증강부(80, 82, 84, 86)의 하나 이상의 부분은, 유체 통로와 그 내부의 냉각 유체 사이의 열 전도를 위해서 금속, 세라믹 및/또는 복합 재료로 제조될 수 있다.

일부 실시형태에서, 냉각 자켓(40)은, 냉각 유체를 축방향 단부(30a, 30b)에 또는 그에 근접하는 하나 이상의 노즐(104, 106)로부터 방출하는 것에 의해서, 고정자(30)의 축방향 단부(30a, 30b) 중 하나 또는 모두에 대한 열 전도도를 증가시킨다.

도 10 내지 도 12는 3가지 상이한 유형의 냉각 시스템을 갖춘 전기 모터(10a, 10b, 10c)를 도시한다. 도 10은 본 개시 내용의 양태에 따른 제1 구성을 갖는 전기 모터(10a)의 횡단면도를 도시한다. 구체적으로, 전기 모터(10a)는 샤프트(100)에 커플링된 회전자 코어(26)를 포함하고, 회전자 코어(26)는 고정자 코어(32)에 의해서 둘러싸인다. 냉각 유체 이송을 위해서, 고정자 자켓(102)이 고정자 코어(32)를 둘러싼다. 고정자 자켓(102)은 금속으로 형성될 수 있으나, 다른 재료를 이용하여 고정자 자켓(102)의 전부 또는 일부를 형성할 수 있다. 고정자 자켓(102)은 고정자 코어(32)를 넘어서 축방향으로 연장되고 하나 이상의 제1 노즐(104)을 형성하며, 각각의 노즐은 고정자 단부 권선(36)에 충돌하게 냉각 유체의 제1 제트(105)를 고정자 자켓(102)의 외부로 분무하도록 구성된다. 고정자 자켓(102)은 액체 냉각될 수 있고 또한 열을 고정자 코어(32)로부터 제거하는 기능을 할 수 있다. 고정자 자켓(32)은 고정자 코어(32)와 대략적으로 동일한 크기일 수 있다. 제1 노즐(104)은 샤프트(100) 주위에 원주방향으로 배치된 제1 노즐(104)의 어레이를 포함할 수 있다.

도 10은 또한 냉각 유체의 제2 제트(107)를 고정자 자켓(102)의 외부로 분무하여 회전자 단부 권선(136)에 충돌시키도록 구성된 제2 노즐(106)을 도시한다. 제2 제트(107)의 하나 이상이 고정자 치형부(38) 중 상응하는 하나 내의 채널(44)을 통해서 연장될 수 있다(예를 들어, 도 2 참조). 대안적으로 또는 부가적으로, 제2 제트(107)의 하나 이상이 고정자 치형부(38) 중 상응하는 하나에 인접하게 그리고 그에 따라 고정자 권선(34) 중 상응하는 고정자 권선들 사이에서 연장될 수 있다. 도 10은 각각의 노즐(104, 106) 중 2개를 도시한다. 그러나, 고정자 코어(32) 주위에 원주방향으로 배치된 임의의 수의 노즐(104, 106)이 있을 수 있다. 노즐(104, 106)의 적어도 일부가 냉각 유체의 공급을 위해서 냉각 자켓(102)과 유체 연통될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제트(105, 107)는 액체 냉각제를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제트(105, 107)는, 액체 또는 고체로부터 가스로 변화되도록 그리고 그에 의해서 열을 단부 권선(36, 136) 중 상응하는 단부 권선으로부터 제거하도록 구성된, 냉매와 같은 가스 및/또는 유체를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 노즐(106)은 제1 제트(105)를 고정자 코어(32)의 치형부들 사이의 갭을 통해서 분무하도록 구성된다. 냉각 유체는, 모터(10a) 내의 구성요소로부터 열을 제거한 후에 배액될 수 있고, 중력을 통해서 섬프(sump)로 배액될 수 있고, 냉각 유체는, 적절한 열 교환기에서의 열 제거 후에, 이러한 섬프로부터 역으로 펌핑된다. 고정자(30)를 냉각하기 위해서 고정자 자켓(102)에 의해서 사용된 냉각 유체는 고정자 및 회전자 권선의 직접적인 냉각을 위해서 사용되는 것과 동일하거나 상이할 수 있다. 동일 유체가 자켓 및 권선의 직접 냉각 모두에서 사용되는 경우에, 냉각 유체는 (비제한적으로) 변속기 오일과 같은 적절한 유전체 액체일 수 있다. 대안적으로, 2개의 별도의 유체가 자켓에서 사용되는 경우에, 직접 냉각에서 사용되는 유체는 여전히 (비제한적으로) 변속기 오일과 같은 적절한 유전체 액체일 수 있는 반면, 고정자 자켓 내의 냉각제는 또한 물 또는 물 및 글리콜의 혼합물을 포함하는 다른 유체를 포함할 수 있다. 2개의 별도의 유체들이 사용되는 경우에, 고정자 자켓(102)으로의 별도의 유체 유입구들이 제공되어 노즐(104, 106)에 대한 냉각제 공급을 제공할 수 있다.

도 11은 본 개시 내용의 양태에 따른 제2 구성을 갖는 전기 모터(10b)의 횡단면도를 도시한다. 도 11의 전기 모터(10b)는 도 10의 전기 모터(10a)와 유사하나, 단부에서 그리고 고정자 자켓(102)으로부터 반경방향 내측의 위치에서 제2 노즐(106)을 형성하는 하나 이상의 제1 반경방향 파이프(110)가 부가된다. 다시 말해서, 제1 반경방향 파이프(110)는, 냉각 유체가 제2 제트(107)로서 회전자 단부 권선(136)을 향해서 방출되기 전에, 냉각 유체를 고정자 자켓(102)으로부터 이송하도록 구성된다. 제1 반경방향 파이프(110)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 고정자 코어(32)와 권선 단부(36) 사이에서 축방향으로 위치될 수 있다. 그러나, 제1 반경방향 파이프(110)는 다른 배열을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 반경방향 파이프(110) 중 하나 이상이 권선 단부(36)를 통해서 및/또는 고정자 코어(32) 내에서 연장될 수 있다. 제1 반경방향 파이프(110)의 하나 이상이 고정자 치형부(38) 중 상응하는 하나 내의 채널(44)을 통해서 연장될 수 있다(예를 들어, 도 2 참조). 대안적으로 또는 부가적으로, 제1 반경방향 파이프(110)의 하나 이상이 고정자 치형부(38) 중 상응하는 하나에 인접하게 그리고 그에 따라 고정자 권선(34) 중 상응하는 고정자 권선들 사이에서 연장될 수 있다. 이러한 제1 반경방향 파이프(110)는, 정확하게 규정될 수 있는 유량으로 그리고 필요할 때 모터의 열 생성 특성에 대한 속도 프로파일을 갖고, 냉각제를 회전자 섹션에 공급하는 것을 보다 최적화할 수 있게 한다.

일부 실시형태에서, 제1 반경방향 파이프(110)는 세장형의 또는 편평한 횡단면을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 반경방향 파이프(110)는 직사각형, 둥근 또는 다른 횡단면 형상을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 반경방향 파이프(110)는 고정자 치형부(38) 중 상응하는 하나에 인접하여 배치될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 반경방향 파이프(110)의 하나 이상이 고정자 치형부(38) 중 상응하는 하나 내의 채널(44)의 형태를 가질 수 있다. 도 11은 각각의 노즐(104, 106) 중 2개를 도시한다. 그러나, 고정자 코어(32) 주위에 원주방향으로 배치된 임의의 수의 노즐(104, 106)이 있을 수 있다. 노즐(104, 106)의 적어도 일부가 냉각 유체의 공급을 위해서 냉각 자켓(102)과 유체 연통될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제트(105, 107)는 액체 냉각제를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제트(105, 107)는, 액체 또는 고체로부터 가스로 변화되도록 그리고 그에 의해서 열을 단부 권선(36, 136) 중 상응하는 단부 권선으로부터 제거하도록 구성된, 냉매와 같은 가스 및/또는 유체를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 노즐(106)은 제1 제트(105)를 고정자 코어(32)의 치형부들 사이의 갭을 통해서 분무하도록 구성된다. 도 11은 제1 반경방향 파이프(110) 중 2개를 도시한다. 그러나, 고정자 코어(32) 주위에 원주방향으로 배치된 임의의 수의 제1 반경방향 파이프(110)가 있을 수 있다.

도 12는 본 개시 내용의 양태에 따른 제3 구성을 갖는 전기 모터(10c)의 횡단면도를 도시한다. 도 12의 전기 모터(10c)는 도 10의 전기 모터(10a)와 유사하나, 냉각 유체를 고정자 자켓(102)으로부터, 회전자(26)를 향해서 축방향으로 상응 제3 제트(117)를 분무하도록 구성된 하나 이상의 제3 노즐(116)을 형성하는 냉각제 헤더(114)로 이송하는 제2 반경방향 파이프(112)가 부가된다. 예를 들어, 그리고 도 12에 도시된 바와 같이, 제3 제트(117)는 회전자(26)의 회전자 단부 권선(136)에 충돌하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 냉각제 헤더(114)는 샤프트(100)를 둘러싸고 그와 동축적인 링 형상을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 그리고 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 반경방향 파이프(112)는 고정자 단부 권선(36)의 외측에 배치될 수 있고, 고정자 단부 권선(36)은 고정자 코어(32)와 제2 반경방향 파이프(112) 사이에 있다. 대안적으로, 제2 반경방향 파이프(112)의 하나 이상이 고정자 단부 권선(36)을 통해서 연장될 수 있다.

일부 실시형태에서, 그리고 도 12에 도시된 바와 같이, 냉각제 헤더(114)는 하나 이상의 제4 노즐(118)을 형성할 수 있고, 각각의 제4 노즐은 상응하는 제4 제트(119)를 회전자(26)로부터 멀리 지향시키도록 구성된다. 예를 들어, 그리고 도 12에 도시된 바와 같이, 제4 제트(119)의 각각은, 샤프트(100)와 함께 회전되도록 커플링되는 회전 인쇄회로기판(PCB)(120)을 향해서 축방향으로(즉, 샤프트(100)의 회전 축에 평행하게) 지향될 수 있다. 그러한 인쇄회로기판(120)은 일반적으로 센서 장치 또는 전력 전자기기, 예를 들어 여기 전력을 회전자(20)에 제공하는 드라이버를 유지하기 위해서 사용된다. 이러한 전자 장치는 상당한 열을 생성할 수 있고, 이러한 열은 전기 모터 및 이러한 제어 전자기기의 안전하고 최적인 동작을 위해서 효과적으로 그리고 효율적으로 제거되어야 할 것이다.

도 12는 각각의 노즐(104, 116, 118) 중 2개를 도시한다. 그러나, 임의의 수의 노즐(104, 116, 118)이 있을 수 있다. 노즐(104, 116, 118)의 적어도 일부가 냉각 유체의 공급을 위해서 냉각 자켓(102)과 유체 연통될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제트(105, 117, 119)는 액체 냉각제를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제트(105, 117, 119)는, 액체 또는 고체로부터 가스로 변화되도록 그리고 그에 의해서 열을 단부 권선(36, 136) 및/또는 회전 PCB(120) 중 상응하는 하나로부터 제거하도록 구성된, 냉매와 같은 가스 및/또는 유체를 포함할 수 있다. 도 12는 제2 반경방향 파이프(112) 중 2개를 도시한다. 그러나, 고정자 코어(32) 주위에 원주방향으로 배치된 임의의 수의 제2 반경방향 파이프(112)가 있을 수 있다. 이러한 노즐(104, 116, 118)은 회전자 권선 뿐만 아니라 PCB(120) 상의 열 생성 전자 구성요소 모두를 향해서 각도를 이룰 수 있다.

제1 및 제2 모터 구성(10a, 10b)과 유사하게, 제3 모터 구성(10c) 내의 냉각 유체는 섬프로 배액될 수 있고, 이러한 섬프로부터 냉각 유체가 열 교환기를 통해서 역으로 펌핑된다. 고정자 자켓(102)에서 사용된 액체는 고정자 및 회전자 권선(36, 136)의 직접 냉각을 위해서 사용된 것과 동일하거나 상이한 액체일 수 있다. 동일 유체가 자켓(102) 및 권선(36, 136)의 직접 냉각 모두에서 사용되는 경우에, 냉각 유체는 (비제한적으로) 변속기 오일과 같은 적절한 유전체 액체일 수 있다. 대안적으로, 2개의 별도의 유체가 자켓(102)에서 사용되는 경우에, 직접 냉각에서 사용되는 유체는 여전히 (비제한적으로) 변속기 오일과 같은 적절한 유전체 액체일 수 있는 반면, 고정자 자켓(102) 내의 냉각제는 또한 물 또는 물 및 글리콜의 혼합물을 포함하는 다른 유체를 포함할 수 있다. 이러한 후자의 경우에, 고정자/회전자 권선(36, 136) 및 PCB(120)로의 공급 라인들을 수용하는 금속 자켓 섹션으로의 별도의 유체 유입구들이 냉각제 공급을 위해서 필요할 수 있다.

도 13은 통상적인 냉각 자켓에 대한 내부 자켓 온도의 제1 플롯(202) 및 본 개시 내용에 따른 냉각 자켓(40)에 대한 내부 자켓 온도의 제2 플롯(204)을 포함하는 그래프(200)를 도시한다. 더 구체적으로, 제2 플롯(204)은, 직사각형-형상의 배플(90a, 92a)을 갖는 제1 유동 혼합 증강부(80)를 포함하는, 도 1a 내지 도 1c, 도 4 및 도 5에 도시된 대표적인 구성을 이용하여 실행된 복합 전산 유체 역학 및 열 전달 시뮬레이션으로부터 획득된, 냉각 자켓(40)의 내부 표면 상의 온도 분포를 도시한다. 플롯(202, 204)의 각각은, 고정자(30)의 제1 축방향 단부(30a)에 상응하는, 0.01 내지 0.05 m의 축방향 위치에서의 상대적으로 더 높은 온도를 보여준다. 플롯(202, 204)의 각각은 또한, 고정자(30)의 제2 축방향 단부(30b)에 상응하는, 0.15 내지 0.19 m의 축방향 위치에서의 상대적으로 더 높은 온도를 보여준다. 그러나, 본 개시 내용의 그리고 제2 플롯(204)에서 확인되는 냉각 자켓(40)의 내부 자켓 온도는 고정자(30)의 고정자 전체 길이를 따라서 보다 일정하다. 또한, 본 개시 내용의 냉각 자켓(40)은 고정자(30)의 축방향 단부(30a, 30b)에서 훨씬 더 낮은 온도를 갖는다. 제1 플롯(202)은, 각각 약 149℃및 139℃의 통상적인 냉각 자켓의 축방향 단부(30a, 30b)에서의 가장 높은 내부 자켓 온도를 보여준다. 제2 플롯(204)은 본 개시 내용의 냉각 자켓(40)의 축방향 단부(30a, 30b)의 각각에서 약 120℃의 가장 높은 내부 자켓 온도를 보여준다.

전술한 설명은 본 개시 내용을 포괄하거나 제한하는 것으로 의도된 것이 아니다. 특별한 실시형태의 개별적인 요소 또는 특징이 일반적으로 그러한 특별한 실시형태로 제한되지 않으나, 적용 가능한 경우에, 비록 구체적으로 도시되거나 설명되지 않았지만, 선택된 실시형태에서 이용될 수 있고 상호 교환될 수 있다. 동일한 것이 또한 많은 방식으로 변경될 수 있을 것이다. 그러한 변경은 개시 내용으로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않고, 모든 그러한 수정이 개시 내용의 범위 내에 포함되도록 의도된다.

Claims

전기 모터이며:
고정자 코어를 갖고 제1 축방향 단부와 제2 축방향 단부 사이에서 연장되는 고정자;
고정자 코어 주위에 원주방향으로 배치되고 냉각 유체를 통과 이송하도록 구성된 냉각 자켓을 포함하고;
냉각 자켓은, 제1 축방향 단부와 제2 축방향 단부 사이의 영역에서, 열을 고정자로부터 냉각 유체에 전달하기 위한 제1 열 전도도를 갖고; 그리고
냉각 자켓은 고정자의 제1 축방향 단부 또는 제2 축방향 단부 중 적어도 하나에 인접한 영역에서 제2 열 전도도를 갖고, 제2 열 전도도는 제1 열 전도도보다 큰, 전기 모터.
제1항에 있어서,
냉각 자켓은, 냉각 유체를 제1 축방향 단부와 제2 축방향 단부 사이의 영역을 통해서 이송하기 전에, 냉각 유체를 고정자의 제1 축방향 단부 및 제2 축방향 단부의 각각에 인접한 영역을 통해서 이송하도록 구성되는, 전기 모터.
제1항에 있어서,
냉각 자켓은, 제1 축방향 단부와 제2 축방향 단부 사이의 영역에서의 반경방향 두께보다 두꺼운, 고정자의 제1 축방향 단부 또는 제2 축방향 단부 중 적어도 하나에 인접한 영역에서의 반경방향 두께를 가지는, 전기 모터.
제1항에 있어서,
전자 포팅 에폭시를 더 포함하고, 전자 포팅 에폭시는 전기 절연체이고, 큰 열 전도도를 가지며, 고정자의 제1 축방향 단부 또는 제2 축방향 단부 중 적어도 하나에 인접하여 위치된 고정자 권선의 권선 단부와 유체 통로 사이에 위치되는, 전기 모터.
제1항에 있어서,
고정자의 제1 축방향 단부 또는 제2 축방향 단부 중 적어도 하나에 인접하여 유체 통로 내에 배치되고 유체 통로의 열 전도도를 증가시키도록 구성된 유동 혼합 증강부를 더 포함하는, 전기 모터.
제5항에 있어서,
유동 혼합 증강부는 냉각 유체의 유동을 제2 배플 상으로 충돌시키도록 구성된 제1 배플을 포함하는, 전기 모터.
제6항에 있어서,
제1 배플 및 제2 배플은 유동 방향으로 서로 이격되고 유동 방향에 수직인 방향으로 서로 오프셋되는, 전기 모터.
제5항에 있어서,
유동 혼합 증강부는 냉각 유체의 유동 방향을 따라 반복되는 패턴으로 복수의 제1 배플 및 복수의 제2 배플을 포함하고, 제1 배플의 각각은, 냉각 유체의 유동을 제2 배플 중 상응하는 하나에 충돌시키도록 구성되는, 전기 모터.
제5항에 있어서,
유동 혼합 증강부는, 냉각 유체에서 난류를 생성하도록 그리고 유체 통로와 그 내부의 냉각 유체 사이의 열 전도도를 증가시키도록 구성된 불규칙적인 표면을 가지는 적어도 하나의 배플을 포함하는, 전기 모터.
제5항에 있어서,
유동 혼합 증강부는 다공성 섬유 구조물 또는 개방-셀 발포체 구조물 중 하나를 포함하는, 전기 모터.
제1항에 있어서,
제1 축방향 단부 또는 제2 축방향 단부 중 하나에서 고정자 단부 권선을 포함하는 고정자; 및
냉각 자켓과 유체 연통되고 냉각 유체의 제트를 지향시켜 고정자 단부 권선에 충돌시키도록 구성된 노즐을 더 포함하는, 전기 모터.
제1항에 있어서,
고정자에 대해서 회전되도록 구성되고 하나의 제1 축방향 단부 또는 제2 축방향 단부에 인접한 회전자 단부 권선을 가지는 회전자; 및
냉각 자켓과 유체 연통되고 냉각 유체의 제트를 지향시켜 회전자 단부 권선에 충돌시키도록 구성된 노즐을 더 포함하는, 전기 모터.
제12항에 있어서,
냉각 자켓과 유체 연통되고 그로부터 반경방향 내측으로 연장되는 반경방향 파이프를 더 포함하고; 그리고
노즐은 냉각 자켓으로부터 반경방향 내측의 위치에서 반경방향 파이프의 단부 상에 배치되는, 전기 모터.
제12항에 있어서,
냉각 자켓과 유체 연통되고 그로부터 반경방향 내측에 배치된 냉각제 헤더를 더 포함하고; 그리고
냉각제 헤더는 냉각 유체의 제트를 축방향으로 그리고 회전자 단부 권선 상으로 지향시키는 노즐을 형성하는, 전기 모터.
제12항에 있어서,
전기 모터의 샤프트와 함께 회전되도록 커플링된 회전 인쇄회로기판; 및
냉각 자켓과 유체 연통되고 고정자와 회전 인쇄회로기판 사이에서 축방향으로 배치되는 냉각제 헤더로서, 냉각 유체의 제트를 지향시켜 회전 인쇄회로기판 또는 그 위에 배치된 전자 구성요소 상으로 충돌시키도록 구성된 적어도 하나의 노즐을 포함하는, 냉각제 헤더를 더 포함하는, 전기 모터.