具有冷却系统的电机的制作方法

文档序号:24158395发布日期:2021-03-05 13:31阅读:108来源:国知局
具有冷却系统的电机的制作方法

[0001]
本发明涉及一种电机,更具体地,本发明涉及一种可以利用油来更有效地冷却其部件的电机。


背景技术:

[0002]
本部分中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息,并不构成现有技术。
[0003]
如本领域中已知的,作为环保车辆的纯电动车辆(ev)、混合动力车辆(hev/phev)和燃料电池车辆(fcev)在广义上都是利用电动机来驱动的电动车辆。
[0004]
环保车辆装备有电机和逆变器,所述电机是用于驱动车辆的驱动源;所述逆变器通过将来自高压电源的直流电流转换为交流电流,并且将交流电流施加到电机来驱动和控制电机。
[0005]
如上所述,环保车辆利用电机来产生用于驱动的动力,驱动环保车辆的电机,也就是说,驱动电机需要高效率和高输出密度。
[0006]
在最近研发的环保车辆中,驱动电机的效率大约为90%,而其他损耗大多转化为热量。
[0007]
因此,稳定的热管理系统对于满足以下持续的需求来说是必要的:减小尺寸、增加输出以及提高电机的效率。
[0008]
由于在驱动电机时,由线圈等产生大量的热量,因此有必要冷却包括线圈的主要部件,并且重要的是:在电机的效率和主要部件(永磁体、线圈等)的保护方面,冷却广泛用作车辆的驱动电机的内置式永磁同步电动机(interior permanent magnet synchronous motor,ipmsm)。
[0009]
当永磁体的温度变为预定水平或更高时,永磁体发生去磁并且磁性强度降低,这对电机的效率等具有较大影响。
[0010]
结果,发生过热(其中,电机系统超过允许温度),或者需要管理电机系统的热量,以防止电机的永磁体去磁,从而需要热管理系统。
[0011]
用于电机(特别是电机冷却系统)的热管理系统根据冷却剂可以分为空气冷却型、水冷却型和油冷却型,并且根据喷射类型可以分为利用电机的旋转的散射型和利用液压泵的压力进给型。
[0012]
此外,电机冷却系统也可以分为直接冷却型和间接冷却型,近来,由于对高冷却效率的需求,直接冷却型被大量使用。
[0013]
另外,已经积极地进行了关于改善用于优化冷却的冷却喷射结构或研发冷却辅助结构的各种研究。
[0014]
然而,在使用带油的直接冷却型的汽车驱动电机中,由于冷却油的不均匀分布,电机的特定部分可能因过热而烧坏。
[0015]
尽管应用了防止过热的保护逻辑,但不可能感测电机的所有部分的温度,因此仍然存在烧坏特定部分的危险。
[0016]
因此,需要实时地对各部分的温度进行建模的技术以及使油均匀分布的有效冷却技术。
[0017]
根据相关技术,当冷却油在电机壳体的壁上向下流动时,浪费了大量的油而没有冷却线圈,并且在循环方面存在缺陷,比如油仅在铁芯一侧成团向下流动,而不会均匀地冷却整个铁芯。
[0018]
因此,当由泵供应的油经过孔喷向电机的部件(比如,定子)时,需要改进相关技术中的喷射范围以及管孔的位置和角度。
[0019]
相关技术的冷却系统中的孔的位置和角度具有这样的问题:不能很好地将油供应至电机的定子铁芯的上部和下部,从而不能进行冷却或冷却不充分。
[0020]
当油的供应量不足时,不能正常地进行冷却,因此在线圈和铁芯处可能会发生电故障,这不但对电机系统,还对车辆本身的安全性可能导致重大的问题。因此,需要通过改善冷却系统来不仅确保车辆的安全性,而且提高车辆的质量和商业价值。


技术实现要素:

[0021]
本发明的实施方案的一种电机包括冷却具有缠绕在铁芯上的线圈的定子的冷却系统,其中冷却系统包括具有孔的多个喷管,并且经过孔来喷射油,多个喷管位于定子与电机的壳体之间,并且包括布置在定子上方的中心处的喷管以及其间具有预定间隙的在从中心沿着定子的周向方向彼此间隔开的两侧处的喷管。
[0022]
在本发明的一些实施方案中,冷却系统可以进一步包括导油器,该导油器沿着定子铁芯的周向方向布置在定子铁芯的前侧的上部,并且引导从喷管的孔喷射的油的流动。
[0023]
因此,在本发明的一些实施方案中,提供了布置在电机上方的中心部分处的附加喷管以竖直向下喷射油,以及用于引导喷射的油的导油器,因此具有这样的效果:可以利用油来更有效地冷却其部件。
[0024]
根据本文提供的描述,进一步的适用领域将变得明显。应当理解,本说明书和具体示例仅旨在用于说明的目的,而并不旨在限制本发明的范围。
附图说明
[0025]
为了可以很好地理解本发明,现在将参考所附附图通过给出示例的方式来描述其不同的形式,在附图中:
[0026]
图1至图3是显示了相关技术的电机及其冷却系统的示意图;
[0027]
图4是显示了本领域中已知的电机的配置的截面图;
[0028]
图5是显示了本发明的一个实施方案的电机及其冷却系统的立体图;
[0029]
图6是显示了本发明的一个实施方案的电机及其冷却系统的前视图;
[0030]
图7是显示了本发明的一个实施方案的电机及其冷却系统的平面图;
[0031]
图8是显示了本发明的一个实施方案的电机的冷却系统中的导油器的平面图;
[0032]
图9是显示了本发明的一个实施方案的电机的冷却系统中的导游器的前视图;
[0033]
图10是显示了本发明的一个实施方案的电机的冷却系统中的油坝(oil dam)的立体图;
[0034]
图11是显示了本发明的一个实施方案的电机的冷却系统中的油坝的前视图;
[0035]
图12是显示了本发明的一个实施方案的电机的冷却系统中的油坝的侧视图;
[0036]
图13是显示了本发明的一个实施方案的油从电机的后侧喷射的后视图;
[0037]
图14是显示了本发明的一个实施方案的从电机的第三喷管喷射的油的流动路径的立体图;
[0038]
图15和图16是显示了本发明的一个实施方案的从电机的喷管喷射的油的流动路径的立体图;
[0039]
图17是显示了本发明的一个实施方案的油喷和电机的前侧上的流动路径的前视图;
[0040]
图18至图20是显示了本发明的一个实施方案的电机的冷却系统中的导油器的另一种形式的立体图;
[0041]
图21是显示了本发明的一个实施方案的电机的冷却系统中的导油器的另一种形式的立体图。
[0042]
本文所描述的附图只是用于说明的目的,并不旨在以任何方式限制本发明的范围。
具体实施方式
[0043]
以下说明在本质上仅仅是示例性的,并不旨在限制本发明、应用或用途。应当理解的是,在所有附图中,相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
[0044]
在整个说明书中,除非有明确描述,否则“包括”任何元件被理解为暗示包括其它元件而不是排除任何其它元件。
[0045]
首先,简要描述相关技术的电机冷却系统,以帮助理解本发明。
[0046]
图1至图3是显示了相关技术的电机及冷却系统的示意图,也就是说,图1是电机及冷却系统的立体图,图2是电机及冷却系统的前视图,图3是电机及冷却系统的平面图。
[0047]
在下面的描述中,如图1至图3所示,电机1的转子20的轴24凸出的一侧称为“前”,而相反侧称为“后”。
[0048]
图4是本领域中已知的电机的配置的截面图,也就是说,图4显示了广泛用于环保车辆的驱动电机的内置式永磁同步电动机(ipmsm)的配置。
[0049]
内置式永磁同步电动机可以用作驱动电机,该驱动电机是环保车辆的驱动源,更具体地,可以使用永磁体嵌入在转子中的内置式永磁同步电动机。
[0050]
如图4所示,内置式永磁同步电动机包括定子10和转子20。
[0051]
定子10可以包括铁芯11和缠绕在铁芯11的齿12上的线圈14,并且转子20可以包括铁芯21和嵌入或附接至铁芯21的永磁体23。
[0052]
参考图4,可以看出,在定子铁芯11的内部周向地以固定间隔形成齿12,其中在相邻的齿12之间分别形成狭槽13。
[0053]
此外,线圈14缠绕在齿12上,也就是说,线圈14经过狭槽13缠绕在齿12上,从而线圈14可以缠绕在齿12上并容纳在定子铁芯11的狭槽13中。
[0054]
转子20布置在定子10的内侧,与定子铁芯11具有间隙,插入孔22周向地形成在转子铁芯21处,并且永磁体23插入在转子铁芯21的每个插入孔22中。
[0055]
图1至图3所示的冷却系统使用这样的类型:其中从泵(未示出)供应的油通过布置
在电机1上的2点钟和10点钟方向处的两个喷管101和102的孔103喷射并冷却诸如定子10的电机部件,而不是通过转子20使用油的搅动和散射的类型。
[0056]
在图3中,“d”部分显示了在喷管101和102上的纵向预定位置处的截面形状,也就是说,显示了在喷管101和102上的位置处的截面形状中的孔103的位置和角度。
[0057]
参考“d”部分,可以看出:来自喷管101和102的截面中的孔103的位置的油的喷射方向和角度取决于喷管的相应位置(孔的位置)。
[0058]
此外,在喷管的相应位置处的油的喷射量可以取决于在喷管101和102的每个位置处的孔103的数量和直径。
[0059]
然而,相关技术的冷却类型中,用于冷却定子铁芯11和线圈14的油的喷射位置和喷射角度没有得到优化,因此存在冷却性能差的缺点。
[0060]
也就是说,由于油的喷射角度没有得到优化,因此经过喷管101和102的孔103喷射的油撞击壳体(未示出)并向下流动,而不撞击定子铁芯11。相应地,存在这样的问题:大量的油实际上没有用于冷却,从而冷却性能变差。
[0061]
此外,存在如下缺点:大量的油在定子铁芯11的侧面成团向下流动,但是没有很好地将油供应至前侧和后侧处的铁芯壁(铁芯的前端和后端)。
[0062]
此外,两个喷管101和102平行地位于2点钟和10点钟方向处,并且将油从两个喷管101和102向下喷射至一侧,但是油不能很好地到达定子铁芯11的上部,从而难以顺利地冷却定子铁芯11的上部。
[0063]
此外,等量的油喷射至后侧、中心部分和前侧,而与相关技术的冷却类型中所需的冷却性能无关。
[0064]
也就是说,在喷管101和102的纵向后部、前部和中部形成孔103,但是每个位置处的孔的数量和直径是相同的,从而在后部、前部和中部处喷射等量的油(图3中喷油量的比例“a:b:c=1:1:1”)。
[0065]
在这种情况下,具有这样的效果:油通过u形(hairpin)成型结构和绝缘纸,在电机1的后侧部分地扩散并流动,但是需要优化喷油孔103的位置、角度和数量。此外,由于存在这样的问题:油在电机的侧面成团向下流动,从而需要改善油的流动和循环。
[0066]
具体地,由于供应至电机的电流的作用,在由线圈14产生大量热量的前侧,油应该均匀地在线圈之间渗透从而冷却,但是大多数油在线圈和壳体的外侧上向下流动然后被浪费掉,从而可能引起严重的问题,比如电机的电故障。
[0067]
因此,为了解决上述所有问题,本发明不仅优化了在定子的后侧、中心部分和前侧上的喷油量的比例,而且优化了在喷管的每个位置处的喷油角度和油的喷射量。
[0068]
此外,本发明包括用于引导油的流动的导油器和用于临时收集油的油坝,以便可以在定子的下部浸入在油中的情况下对其进行冷却。
[0069]
相应地,可以使不必要的油的流动最小化,在易受到冷却的前侧上使冷却性能最大化,将整个喷油量保持在与相关技术的电机相同的水平上,并且增加铁芯的前壁上的油粘着并改善线圈的冷却性能。
[0070]
在下文中,参考附图详细描述本发明的实施方案。
[0071]
图5至图7是显示了本发明的一些实施方案的电机及其冷却系统,其中图5是显示了本发明的一些实施方案的电机及其冷却系统的立体图,图6是前视图,而图7是平面图。
[0072]
在图5至图7中示例了电机的定子部件和转子部件。
[0073]
图8是显示了本发明的一些实施方案的电机的冷却系统中的导油器的平面图,而图9是显示了导油器的前视图。
[0074]
图10是显示了本发明的一些实施方案的电机的冷却系统中的油坝的立体图,图11是显示了油坝的前视图,而图12是显示了油坝的侧视图。
[0075]
本发明的一些实施方案中的电机1可以是驱动电机,该驱动电机是环保车辆的驱动源。
[0076]
此外,本发明的一些实施方案中的电机1可以是嵌入或附接有永磁体的永磁同步电动机,并且可以是内置式永磁同步电动机,该内置式永磁同步电动机广泛用作永磁同步电动机的环保车辆的驱动电机。
[0077]
本发明的一些实施方案中的电机1与本领域中已知的永磁同步电动机几乎没有差别:包括定子10和转子20,定子10包括定子铁芯11和线圈14,并且转子20包括转子铁芯(图4中的21)和永磁体(图4中的23)。
[0078]
在本发明的一些实施方案中的电机1包括冷却系统,该冷却系统通过向部件喷射油来冷却诸如定子10的部件,并且该冷却系统包括具有孔114的多个喷管111、112和113,以经过孔114将油喷射至定子10。
[0079]
喷管111、112和113设置为经过由油泵2在压力下供给的管线来供应油,并且经过孔114将油喷射至诸如定子10的电机的部件。
[0080]
在本发明的一些实施方案中的电机1中,喷管111、112和113位于定子10与电机壳体(未示出)之间,并且以预定间隔布置在定子10的中心上方以及在定子的周向方向上与中心间隔开的两侧处。
[0081]
电机壳体是电机的公知组件,因此未在图中示出。
[0082]
更具体地,本发明的一些实施方案的冷却系统包括在电机1上方平行布置的多个喷管111、112和113,并且喷管111、112和113在电机1上方向前和向后延伸。
[0083]
在下面的描述中,电机1的前部区域和前侧是转子20的轴24凸出的一侧,而后部区域和后侧是相反侧,参考图5和图7,可以看出:转子20的轴24从电机1向前凸出。
[0084]
在以下描述中,前后方向以相同的方式适用于冷却系统的喷管111、112和113。
[0085]
参考图5和图7,可以看出,线圈14缠绕为在定子10后方从定子铁芯11的后端向后凸出预定宽度,并且类似地可以看出,线圈14缠绕为在定子10前方从定子铁芯11的前端向前凸出预定宽度。
[0086]
在线圈14缠绕为从定子铁芯11向前和向后凸出的结构中,从定子铁芯11向前凸出的线圈的部分的形状和从定子铁芯11向后凸出的线圈的部分的形状两者都可以是圆柱形形状。
[0087]
在本发明的一些实施方案中,冷却系统可以包括三个喷管111、112和113,该三个喷管111、112和113向前和向后延伸,并且在定子10上方平行地布置,其中喷管可以包括:在定子10上方的左侧处向前和向后延伸的第一喷管111、在定子10上方的右侧处向前和向后延伸的第二喷管以及在定子10上方的中心处向前和向后延伸的第三喷管113。
[0088]
参考图5,可以看出:当从电机1的前方观看时,第三喷管113位于12点钟方向处,第一喷管111位于10点钟方向处,而第二喷管112位于2点钟方向处。
[0089]
在本发明的一些实施方案中,由油泵2在压力下供给的油供应至喷管111、112和113中,并且喷管111、112和113可以设置为使得油可以通过油泵2从后侧供应至前侧。
[0090]
喷管111、112和113的后端通过分离的管道(未示出)连接至油泵2,从而可以通过喷管的后端将由油泵2在压力下供给的油供应至喷管111、112和113中,其中喷管的前端可以是封闭的,也就是说,可以具有封闭的结构。
[0091]
此外,喷管111、112和113可以安装为通过布置在侧面处的支架115联接并固定至电机壳体(未示出)。
[0092]
在图5和图6中,附图标记“15”表示连接至线圈14并用于线圈的电连接的汇流条(bus bar),并且汇流条15可以位于电机1的前侧。
[0093]
此外,在本发明的一些实施方案中,在每个喷管111、112和113中以预定间隔在预定位置处纵向地形成用于喷射油的孔114,并且在每个喷管111、112和113中优化孔114的位置、角度、数量和尺寸(直径)。
[0094]
在相关技术的冷却系统中,在每个喷管上的前、后和中间处形成相同数量和相同尺寸的孔,使得在电机的前侧、后侧和中部处经过喷管喷射等量的油。
[0095]
然而,在本发明的一些实施方案的冷却系统中,可以沿着第一喷管111和第二喷管112的前后纵向方向,在前部(图7中的部分c)和后部(图7中的部分a)的每一个处形成孔114,并且可以沿着第三喷管113的前后纵向方向,在后部(部分a)和中部(图7中的部分b)处形成孔114。
[0096]
喷管的前后纵向方向与电机(定子和定子铁芯)的前后方向相同,从而第三喷管113的前后纵向方向上的中部可以意味着电机的前后纵向方向上的中部,并且可以意味着喷管的前部(c)和后部(a)之间的中部。
[0097]
简而言之,在第一喷管111、第二喷管112和第三喷管113的每一个的后部(部分a)处形成孔114,除第三喷管113外,在第一喷管111和第二喷管112的前部(部分c)处形成孔114,并且仅在第三喷管113处形成中部(部分b)处的孔114。
[0098]
在喷管111、112和113的后部a处形成的孔114可以形成为位于从定子铁芯11向后凸出的线圈的部分正上方,从而经过在喷管的后部处的孔排出的油可以喷向向后凸出的线圈的部分。
[0099]
此外,在第一喷管111和第二喷管的前部c处形成的孔114可以形成为位于从定子铁芯11向前凸出的线圈的部分正上方,从而经过在前部c处的孔排出的油可以喷射至向前凸出的线圈的部分。
[0100]
此外,第三喷管113可以在定子铁芯上方沿着定子铁芯的左右方向在中心部分处向前和向后延伸,并且在第三喷管113的中部b处形成的孔114可以形成为不位于向前和向后凸出的线圈的部分的正上方,而位于定子铁芯11的正上方。
[0101]
在本发明的一些实施方案中,当前后长度等分为预定部段时,形成在第三喷管113的前部与后部之间的中部b处的孔114可以形成为布置于定子铁芯111的前后长度的等分位置的至少一个或更多个位置处。
[0102]
位于前部和后部处的多个孔可以形成在第三喷管113的中部b中,例如,分别在前部和后部的每一个处的总共2个孔114可以形成在第三喷管的中部b中。
[0103]
在本发明的一些实施方案中,当前后长度等分为四个部段时,位于第三喷管113的
中部b中的前部和后部处的两个孔114可以分别位于定子铁芯11的前后长度的大约1/4点和3/4点处。
[0104]
更具体地,孔114可以形成为使得其中心位于从1/4点和3/4点向后的预定距离处,例如,从1/4点和3/4点向后大约2.5mm处,并且孔114的直径可以是2mm(2φ)。
[0105]
在该配置中,可以在第三喷管113的后部a处形成一个孔115,并且除形成在第三喷管113的中部b处的两个孔115外,在第三喷管113的后部a处的孔以及第一喷管111和第二喷管112的孔115可以形成为相同的尺寸。
[0106]
此外,在本发明的一些实施方案中,第三喷管113的所有孔可以位于喷射位置处的截面的下端处,以竖直向下喷射油。
[0107]
此外,可以在第一喷管111和第二喷管112的每一个的后部a处形成一个孔114,并且可以在这样的位置处形成孔114:可以在喷管的截面中朝向中心成角度地向下喷射油。
[0108]
作为一种选择,两个孔可以形成为位于第一喷管111和第二喷管的每一个的后部处的相同截面,并且在这种情况下,两个孔可以形成为使得孔的一个水平地喷射油,而另一个成角度地向下喷射油。
[0109]
在本发明的一些实施方案中,在第一喷管111的后部a处的孔114和第二喷管112的后部a处的孔114可以形成为位于与水平线成大约20
°
的角度处。(见图7)。
[0110]
此外,可以在第一喷管111和第二喷管112的每一个的前部c处形成多个孔114,并且在这种情况下,多个孔114可以形成使得至少两个孔或更多个孔位于相同的截面中。
[0111]
此外,多个孔114中的其他孔可以形成在位于相同截面中的孔的后方。
[0112]
此外,形成为位于相同截面中的孔114的至少一个可以形成为水平地或在接近水平线的预定第一倾斜方向上喷射油,而另一个孔可以形成为在第二倾斜方向上喷射油,所述第二倾斜方向是比所述第一倾斜方向更向下设定的方向。
[0113]
位于相同截面中的孔114后方的其他孔可以形成为水平地或以预定第三倾斜方向喷射油。
[0114]
在本发明的一些实施方案中,可以在第一喷管111和第二喷管112的每一个的前部c处形成三个孔114,并且在这种情况下,三个孔114的两个可以形成在喷管111和112的每一个的前部c中的前部处的相同的截面中,而另一个孔114可以形成为位于两个孔的后方。
[0115]
位于形成在喷管111和112的每一个的前部c处的三个孔114的前部处的相同截面中的两个孔,可以形成为水平地喷射油并以从水平线向下的角度喷射油,而位于两个孔后方的一个孔可以形成为水平地喷射油(见图7)。
[0116]
也就是说,在喷管111和112的每一个的前部c的前部和后部处形成可以水平地喷射油的一个孔,并且在前部进一步形成可以朝向中心成角度地向下喷射油的一个孔114。
[0117]
此外,在本发明的一些实施方案中,朝向喷管111和112的每一个的前部c的前部处的两个孔114的中心成角度地向下喷射油的孔可以形成为位于与水平线成50
°
处。
[0118]
此外,在本发明的一些实施方案中的电机的冷却系统中,从第一喷管111、第二喷管112和第三喷管113的后部a处的孔114喷射的油、从第三喷管113的中部b处的孔114喷射的油以及从第一喷管111和第二喷管112的前部c处的孔114喷射的油可以以预定比例喷射。
[0119]
从喷管111、112和113的后部a处的孔喷射的油的总量称为“后部喷射流量”,从第三喷管113的中部b处的孔喷射的油的总量称为“中部喷射流量”,而从第一喷管111和第二
喷管112的前部处的孔喷射的油的总量称为“前部喷射流量”。
[0120]
后部喷射量、中部喷射量和前部喷射量与相关技术的冷却系统中的比例1:1:1相同,但是在本发明的一些实施方案中,后部喷射量、中部喷射量和前部喷射量可以设定为1:1.2:2(图7中喷油量的比例“a:b:c=1:1.2:1”)。
[0121]
也就是说,在定子10的前部处的喷油量设定为比在后部或中部处的喷油量更大,从而可以有效地使用下面将要描述的导油器120和油坝130。
[0122]
如上所述,在后部、中部和前部处的喷射流量可以设定为1:1.2:2的比例,从而可以有效地使用导油管和油坝,可以优化每个喷管的孔的数量、尺寸、前后位置以及在截面中的位置(喷射角度),使得可以按比例分配油。
[0123]
此外,在本发明的一些实施方案中,当经过第一喷管和第二喷管的孔喷射油时,油不是竖直向下喷射,而是以取决于孔的位置处的供油压力和喷射压力的喷射角度喷射,并且根据供油压力考虑喷射角度来确定喷管的孔的位置,从而在相同流量下可以实现更有效的冷却性能。
[0124]
另一方面,在本发明的一些实施方案中的电机1包括:导油器120和油坝130,所述导油器120引导从喷管111和112的前部c喷射至定子10的前侧的油的流动;所述油坝130临时收集油,使得定子10可以在下部至少部分地浸入在油中的情况下被冷却。
[0125]
首先参考图8和图9描述导油器。导油器120位于定子铁芯11的前方和上方。
[0126]
导油器120紧固至定子铁芯11的壳体连接部11a,并且作为紧固至电机壳体(未示出)的部分的壳体连接部11a从定子铁芯11凸出,如图11所示。
[0127]
通过将插入在定子铁芯11的壳体连接部11a中的紧固件(未示出)联接至电机壳体,定子铁芯可以整体地安装并固定至电机壳体,并且紧固件可以是能够深深地插入壳体连接部11a中的长螺栓或杆型螺栓。
[0128]
为了在本发明的一些实施方案中利用喷射的油来实现优异的冷却性能,如图5和图7所示,可以在电机1的定子10的前侧的上部以周向地预定长度形成导油器120。
[0129]
导油器120可以是由板材料制成的板状构件,如图9所示,其可以是弧形的构件,所述弧形形成具有预定曲率的曲线。
[0130]
在该配置中,联接并固定至定子铁芯11的壳体连接部11a的紧固部122可以形成在导油器120的两端。
[0131]
导油器120的紧固部122分别形成为具有可插入紧固件的通孔123的形状,并且附接至定子铁芯11的壳体连接部11a的前端,然后可以通过经过通孔123插入至壳体连接部11a的紧固件而整体地固定至定子铁芯11。
[0132]
在本发明的一些实施方案中,导油器120引导油的流动,使得油在经过第一喷管111的前部c处的孔114和第二喷管112的前部c处的孔114喷射之后撞击导油器,然后均匀地扩散,从而扩散的油可以有效地冷却定子10(铁芯和线圈)。
[0133]
导油器120在纵向方向上的每个部分处具有预定宽度,并且可以在中心部分处具有宽度比其他两端的宽度更大的扩大部121。
[0134]
在本发明的一些实施方案中,导油器120的扩大部121可以具有这样的形状:宽度如同以阶梯形状从两端朝向纵向中心增加,如图8所示。
[0135]
此外,可以在导油器120的两端处的紧固部122的附接表面与导油器120的其他部
分的边缘之间形成预定阶梯(见图8),并且在两端处的阶梯的宽度可以是2mm。
[0136]
因此,当导油器120的紧固部122附接至定子铁芯11的壳体连接部11a时,间隙(例如,2mm的间隙)可以限定为与导油器120的后边缘和定子铁芯的前端表面之间的阶梯一样大(见图7)。
[0137]
此外,除导油器的扩大部121之外,在两侧处的其他部分的宽度可以是5mm。
[0138]
因此,当导油器120安装在定子10的上部时,一些油可以从喷管(第一喷管111和第二喷管112)的前部c处的孔114喷射至导油器的顶表面,并且可以喷射至导油器的顶表面的油能够沿着导油器向下流动。
[0139]
喷射至导油器120的顶表面的油中的一些可以穿过间隙从定子铁芯11的前端表面向下流动(见图7,例如2mm的间隙),从而油在穿过间隙之后可以在定子铁芯11的前端表面上向下流动。
[0140]
此外,经过喷管111和112的前部c处的孔114喷射后在定子10的中心部分处溢流(flood)的油不仅可以从导油器120的扩大部121被引导至定子铁芯11的前侧的中心,而且越过导油器120的顶表面被引导至导油器120的两端。相应地,可以使在喷射并撞击定子10之后成团溅出或滴落的油量最小化。
[0141]
此外,导油器120可以形成为具有如上所述的预定宽度,例如,在纵向方向上贯穿整个部段的至少5mm的宽度,以便直接喷射至其顶表面的油可以在顶表面上方流动并扩散。
[0142]
此外,导油器120阻挡从喷管111和112的孔114喷射之后通过撞击线圈14而飞向外部的油,使得油可以重新用于冷却。
[0143]
此外,当导油器120周向地布置在定子10的上部时,预定间隙(例如,10mm的间隙)可以限定在导油器120与导油器120下方的线圈14(的外部)之间,以防止由于线圈的温度增加而导致的导油器120的热变形。
[0144]
此外,导油器120还引导从布置在定子10上方的中心处的喷管的孔(即,第三喷管113的孔114)喷射的油的流动。
[0145]
也就是说,允许经过第三喷管113的孔114喷射至定子铁芯11的油的至少一些从定子铁芯11的表面越过间隙流动至导油器120的表面,而不会经过间隙向下流动。为此,导油器120与定子铁芯11的前端表面之间的间隙的尺寸设置为使得全部油不会经过间隙向下流动到外部。
[0146]
结果,从第三喷管113喷射至定子铁芯11的油从定子铁芯11的表面移动至导油器120的表面,然后沿着导油器120的表面移动至两个纵向端部,也就是说,在定子的周向方向上向下流动,然后移动至定子铁芯11或线圈14。
[0147]
如上所述,经过第三喷管113喷射的油的一些也可以通过导油器120被引导至定子铁芯11或线圈14,并且也通过被引导的油来进行冷却。
[0148]
另一方面,如图5所示,具有预定高度的油坝130布置在定子10下方,并且将油以一定水平收集在油坝130中,使得定子10的下部可以浸入。
[0149]
油坝130设置为进一步利用喷射的油来改善冷却性能,并且当将油收集在油坝130中时,定子10的下部可以浸入在油坝130中的油中。
[0150]
油坝130是能够使从定子10滴下的油临时滞留在其中的结构,以便定子10的下部处的铁芯部分和线圈部分可以浸入在收集的油中并被冷却,并且类似于导油器,具有通孔
136的紧固部135形成在油坝130的下端处。
[0151]
因此,紧固部135附接至形成在定子铁芯11的下端处的壳体连接部(未示出),然后通过紧固件(未示出)进行紧固,从而油坝130可以固定至定子10。
[0152]
油坝130的侧部131的一部分是可以附接至定子铁芯11的外周表面的弯曲表面,并且可以通过油坝130的底表面的至少一部分形成开口132,以暴露定子铁芯11的下端的外周表面。
[0153]
如上所述,油坝130的侧部131的一部分是弯曲表面,并且该弯曲部分可以附接至定子铁芯11的外周表面。此外,开口132通过油坝130的底表面形成,从而可以防止由于油坝130中的油的重量而导致的油坝130的变形。
[0154]
此外,油坝130的前侧是壁133,该壁133在前方阻挡定子铁芯11的下端和线圈14的下端,并且在与壁133的下端相接触的油坝130的底表面的中心处的部分可以是平坦表面134而不是弯曲表面。
[0155]
平坦表面134是位于定子铁芯11的下端和线圈14的下端的前方的空间的底表面的部分,并且没有附接至定子铁芯11的外周表面的由平坦表面134和前侧的壁133以及油坝130的左侧和右侧131形成的空间是填充油的空间。
[0156]
相应地,定子铁芯11的下端和线圈14的下端可以浸入在该空间的油中并被冷却。
[0157]
当油坝130的前侧壁133太高时,定子20也被吞没在其中的油中,从而可能发生额外的阻力(drag),因此为了防止该问题,前侧壁133可以形成为使得高度比线圈14的内侧的高度小预定值,例如最小3mm。
[0158]
另一方面,图13显示了电机11的后侧,其中箭头指示了从第一喷管111(图13中的右侧处)、第二喷管112(图13中的左侧处)和第三喷管113的后部处的孔喷射的油的流动。
[0159]
图14是显示了从第三喷管113的中部处的孔喷射的油的流动方向路径的立体图。
[0160]
如图13所示,与前侧不同,在电机1的后侧上没有汇流条,线圈14的形状是均匀的,并且在线圈之间具有绝缘纸和u形成型结构,从而具有这样的效果:油通过绝缘纸和u形成型结构而扩散并流动。
[0161]
然而,为了在本发明的一些实施方案中实现更有效的冷却,优化从中喷射油的喷管处的孔的前后位置、在喷管的截面中的位置和喷射角度、孔的数量等,从而可以节省从后侧喷射的油量,并且节省的油可以剧烈地喷射至需要较高冷却性能的前侧。
[0162]
在本发明的一些实施方案中新添加的第三喷管113经过孔114在定子10上方的中心部分处朝着定子铁芯11竖直向下喷射油,使得喷射的油可以在定子铁芯11的顶表面、侧面和前后端表面上向下流动时润湿整个定子铁芯11(见图14)。
[0163]
为了使喷射的油均匀地扩散在定子铁芯11上,第三喷管113的孔114的位置设定为位于定子铁芯11的前后长度的大约1/4点和3/4点处(见图7)。
[0164]
此外,当从第三喷管113的中部b处的孔114喷射油时,通过中间位置处的供油压力和喷油压力以预定角度将油喷射至定子铁芯11的上部和中心部分,从而可以将第三喷管113的孔114形成为位于预定距离处,例如,考虑到喷射角度,从目标位置(1/4点和3/4点)朝向供油器(即,向后)的2.5mm的距离处。
[0165]
此外,关于第三喷管113的孔114的尺寸,该孔的直径可以形成为比喷管的前部c和后部处的孔(例如,直径1.5mm)大2mm的直径,以顺利地将油供应至整个定子铁芯11。
[0166]
接下来,图15至图17显示了电机的前侧,其中箭头指示了经过喷管111、112和113的孔114喷射的油的流动。图15显示(从中心流出的)前侧上的油的流动,图16显示(从前方流出的)前侧上的油的流动。
[0167]
在本发明的一些实施方案中,从定子10的上方和左右中心部分流动至定子铁芯11的前侧的油与导油器120会合。
[0168]
从定子10的前侧的12点钟方向流出的油经过导油器120与定子铁芯10的前端表面之间的2mm的间隙而向下流动,从而润湿中心部分处的铁芯前端表面和线圈。
[0169]
从2点钟和10点钟方向流出的油在导油器120上向下流动,从导油器120的两端移动至定子铁芯11的前端表面,然后在向下流动时冷却定子铁芯11和线圈14的前端表面。
[0170]
此外,如上所述,将喷射至后侧的油量的两倍的油喷射至电机1的前侧。
[0171]
此外,在第三喷管113的前部处没有形成用于喷射油的孔,以防止油在电机的前侧处飞出,并且在油被从第一喷管111的前部孔和第二喷管112的前部孔喷射然后沿着导油器120流动时,电机的前侧的12点钟方向被冷却。
[0172]
第一喷管111和第二喷管112的前部孔由用于直接朝向线圈14喷射油的孔(即,用于成角度地向下喷射油的孔)和用于朝向导油器12喷射油的孔(即,用于水平地喷射油的孔)组成,并且从孔喷射的油的方向如图16和17所示,孔114的位置和喷射角度如图7所示。
[0173]
在本发明的一些实施方案中,喷射至定子10然后向下流动的油临时收集在布置于电机1下方的油坝130中,使得电机的下部浸入在油坝130中的油中,从而使下部的冷却性能最大化。
[0174]
由于油坝130的高度比线圈14的下端的内周表面的高度低,从而防止当转子20浸入在油中时可能产生的阻力。
[0175]
图18和图19是显示了本发明的一些实施方案的电机的冷却系统中的导油器的另一种形式的立体图,图21是显示了本发明的一些实施方案的电机的冷却系统中的导油器的另一种形式的立体图。
[0176]
在本发明的一些实施方案中,当导油器布置在电机的前侧处时,诱发和引导油的流动的导油器120可以安装为能够与定子铁芯11的前端表面具有间隙。
[0177]
图18中示例的导油器沿着与定子铁芯11的前端表面相对的边缘额外地具有一个或多个凹槽121a,从而能够通过该凹槽121a,在定子铁芯11的前端表面与导油器20之间限定较大的间隙。
[0178]
具体地,可以考虑易受到冷却的部分来设定凹槽121a的位置和深度,并且凹槽121a的深度越大,相应位置处与定子铁芯11的前端表面的间隙越大。
[0179]
如上所述,考虑到易受到冷却的部分,可以使导油器120与定子铁芯11的前端表面之间的间隙的尺寸在导油器120的纵向方向上的预定位置处不同,因此,可以更有效地分配并供应冷却油。
[0180]
图19中示例的导油器具有沿着前边缘向下凸出并向下弯曲的阻挡部,并且该阻挡部阻挡在撞击定子铁芯之后向前飞出的油。
[0181]
由于形成了阻挡部,因此在导油器与线圈之间可能会诱发油层的产生,并且经由撞击线圈而飞向阻挡部的油通过撞击阻挡部而返回至线圈,从而可以使油重新用于冷却。
[0182]
此外,向下凸出的多个阻挡部在导油器的纵向方向上以预定间隙布置,从而可以
有效地防止油在12点钟方向的一个点处成团滴落,并且可以诱发油的移动,使得油可以被分配并滴落至所需位置。
[0183]
此外,如图20所示,可以在导油器的纵向方向上以预定间隙形成多个扩大部。
[0184]
另一方面,图21显示了油坝的侧部的上端向下倾斜,这样的修改是用于防止当车辆在向上的坡路上行驶时由于车辆的角度而引起的油的回流。
[0185]
当车辆在向上的坡路上行驶时,喷射并收集在油坝中的油可能会由于车辆的角度溢出油坝而流动至定子,并且溢出油坝而流动至定子的油可能导致转子的损耗(阻力)以及油锁现象。
[0186]
在本发明的一些实施方案中,如图21所示,油坝的侧部的上端是倾斜的,因此可能引起阻力的油在倾斜结构中可以会更快地排出到外部,从而可以消除在转子处可能引起的阻力。
[0187]
本发明的说明书在本质上仅仅是示例性的,因此,不偏离本发明主旨的变体形式旨在落入本发明的范围内。这种变化不应看作对本发明的精神和范围的偏离。
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