用于电动马达的具有冷却剂质量平衡的冷却夹套的制作方法

文档序号:25989999发布日期:2021-07-23 21:00阅读:107来源:国知局
用于电动马达的具有冷却剂质量平衡的冷却夹套的制作方法

本公开总体上涉及电动马达,并且更特别地涉及用于电动马达的具有冷却剂质量平衡的冷却夹套。



背景技术:

高速电动马达在其转子中可能经历高温。因此,需要冷却高速电动马达的转子。当前的冷却方法(诸如将冷却剂注射到电动马达的端环上)导致冷却剂被吹走。结果,冷却剂没有有效地散布在电动马达的端环上,导致冷却剂和电动马达之间的无效热传递。



技术实现要素:

因此,需要开发一种方法来冷却转子温度,同时实现冷却剂质量动态平衡。本公开描述了一种通过使冷却剂流入轴中、流入转子中、然后返回到轴中来降低电动马达的转子温度的方法。为此,分流器、转子夹套和互连通道被集成在电动马达中,从而最小化电动马达中的质量并最小化转子中的热量。分流器位于轴通道中,以将冷却剂从轴通道导向到转子夹套通道中,然后回到轴通道中。在本公开中,术语“分流器”是指用于将流分成两个或更多个部分并将这些部分转移到不同地方的结构。转子还限定互连的通道以连接转子夹套通道,从而实现冷却剂质量动态平衡。

本公开描述了通过使冷却剂流入轴中、转子中、然后回到轴中而对封闭在转子叠片中的冷却夹套的参数和结构的最佳选择。这些参数和结构通过大大增加对流表面积来实现电动马达的热量和质量的最佳动态平衡。结果,永磁体的温度显著降低。此外,转子的质量由于转子的夹套而降低。永磁马达还包括位于轴的夹套中的多个分流器,以将冷却剂导向到轴的夹套中、转子的纵向通道中,然后回到轴的夹套。

在本公开的一个方面,永磁电动马达包括沿着纵向轴线延伸的轴和安装在轴上的转子。转子可与轴伴随地围绕纵向轴线旋转,并且转子限定最内转子边缘。最内转子边缘的尺寸设计成接纳轴。永磁电动马达还包括电磁耦合到转子的定子,其中定子设置在转子周围并相对于转子保持静止。轴限定配置成接纳冷却剂的夹套。夹套围绕纵向轴线设置。夹套在第一方向上伸长。第一方向平行于纵向轴线。转子限定多个纵向通道。多个纵向通道中的每一个沿着第一方向伸长,并且多个纵向通道中的每一个与夹套流体连通,以允许夹套和多个纵向通道之间的流体流动。

转子限定多个互连通道,多个互连通道中的每一个直接互连多个纵向通道的相邻对,以将冷却剂从多个纵向通道中的一个引导至多个纵向通道中的另一个。夹套完全设置在轴内部。多个纵向通道中的每一个都完全设置在转子内部,并且多个互连通道中的每一个都完全设置在转子内部。

在本公开的一个方面,永磁电动马达还包括第一端环和与第一端环相对的第二端环。转子包括第一转子端部和与第一转子端部相对的第二转子端部。第一转子端部沿着第一方向与第二转子端部间隔开。第一端环在第一转子端部处附接到转子。第二端环在第二转子端部处附接到转子。第一端环限定第一端部通道。第二端环限定第二端部通道。第一端部通道具有环形形状。第一端部通道与多个纵向通道流体连通。第二端部通道具有环形形状,并且第二端部通道与多个纵向通道流体连通。

在本公开的一个方面,永磁电动马达还包括多个极片。多个纵向通道中的每一个都具有第一横向端部和与第一横向端部相对的第二横向端部。多个纵向通道中的每一个被成形为从第一横向端部延伸到第二横向端部的弧。多个纵向通道中的每一个都具有中心角。多个纵向通道中的每一个的中心角由从第一横向端部延伸到第二横向端部的弧对着。多个纵向通道中的每一个的中心角小于度,并且m是极片的数量。

在本公开的一个方面,转子具有中心,转子具有最内转子半径,最内转子半径被限定为从转子的中心到最内转子边缘,多个纵向通道中的每一个限定最内纵向通道端部和与最内纵向通道端部相对的最外纵向通道端部,多个纵向通道中的每一个的最外纵向通道端部比多个纵向通道中的每一个的最内纵向通道端部更远离转子的中心,多个纵向通道中的每一个限定最内纵向通道半径和最外纵向通道半径,最内纵向通道半径被限定为从转子的中心到最内纵向通道端部。最内纵向通道半径等于或大于:r+5毫米,其中r是以毫米为单位的最内转子半径。

在本公开的一个方面,转子限定最外转子边缘,最外转子边缘与最内转子边缘相对,最外转子边缘比最内转子边缘更远离转子的中心,转子具有最外转子半径,最外转子半径被限定为从转子的中心到转子的最外转子边缘,多个纵向通道中的每一个限定最外纵向通道半径,最外纵向通道半径被限定为从转子的中心到多个纵向通道中的每一个的最外纵向通道端部,并且最外纵向通道半径等于或小于:r-10毫米;并且其中r是以毫米为单位的最外转子半径。

在本公开的一个方面,多个纵向通道中的每一个在第一横向端部和第二横向端部之间具有纵向通道中点,从第一横向端部到纵向通道中点的第一纵向通道距离等于从第二横向端部到纵向通道中点的第二纵向通道距离,多个互连通道中的每一个具有互连通道中点,多个互连通道中的每一个包括第一侧端部和与第一侧端部相对的第二侧端部,从第一侧端部到互连通道中点的第一互连通道距离等于从第二侧端部到互连通道中点的第二互连通道距离,多个互连通道中的每一个被成形为从第一侧端部延伸到第二侧端部的弧,多个互连通道中的每一个与多个纵向通道中的相邻一个以偏移角角向地偏移,该偏移角被限定为从多个纵向通道中的一个的纵向通道中点到多个互连通道中的相邻一个的互连通道中点,并且该偏移角等于:,其中m是极片的数量。

在本公开的一个方面,转子限定多个永磁体狭槽,多个永磁体狭槽中的每一个的尺寸设计成接纳永磁体,多个永磁体狭槽中的每一个具有最内狭槽点,最内狭槽点设置在永磁体狭槽中的每一个的最靠近转子的中心的位置处,并且从最外纵向通道端部到最内狭槽点的距离大于3毫米。

在本公开的一个方面,多个互连通道中的每一个限定最内互连通道端部和与最内互连通道端部相对的最外互连通道端部,多个互连通道中的每一个的最外互连通道端部比多个互连通道中的每一个的最内互连通道端部更远离转子的中心,多个互连通道中的每一个限定最内互连通道半径和最外互连通道半径,最内互连通道半径被限定为从转子的中心到最内互连通道端部,最内互连通道半径等于或大于:r+5毫米,其中r是以毫米为单位的最内转子半径。

在本公开的一个方面,多个互连通道中的每一个限定最外互连通道半径,最外互连通道半径被限定为从转子的中心到多个互连通道中的每一个的最外互连通道端部,并且最外纵向通道半径等于或小于:r-10毫米,其中r是以毫米为单位的最外转子半径。

在本公开的一个方面,多个互连通道中的每一个被成形为从第一侧端部延伸到第二侧端部的弧,多个互连通道中的每一个具有中心角,多个互连通道中的每一个的中心角由从第一侧端部延伸到第二侧端部的弧对着,并且多个互连通道中的每一个的中心角小于度,并且m是极片的数量。

在本公开的一个方面,永磁电动马达包括多个入口,这些入口将轴的夹套流体互连到转子的多个纵向通道,第一端部通道直接连接到所有多个入口,多个入口中的至少一个直接连接到多个纵向通道中的一个,以允许冷却剂通过多个入口从第一端部通道流到多个纵向通道。

在本公开的一个方面,多个入口包括在4个和12个之间的入口,并且多个入口中的每一个都具有入口直径,并且入口直径在3毫米和5毫米之间。

永磁电动马达还包括多个出口,这些出口将轴的夹套流体互连到转子的多个纵向通道。多个出口沿着第一方向与多个入口间隔开。第二端部通道直接连接到所有多个出口。多个出口中的至少一个直接连接到多个纵向通道中的一个,以允许冷却剂通过多个出口从纵向通道流到第二端部通道。

本发明提供下列技术方案。

技术方案1.一种永磁体电动马达,包括:

轴,其沿着纵向轴线延伸;

转子,其安装在所述轴上,其中,所述转子能够与所述轴伴随地围绕所述纵向轴线旋转,所述转子限定最内转子边缘,并且所述最内转子边缘的尺寸设计成接纳所述轴;

定子,其电磁耦合到所述转子,其中,所述定子设置在所述转子周围并相对于所述转子保持静止;

其中,所述轴限定配置成接纳冷却剂的夹套,所述夹套围绕所述纵向轴线设置,所述夹套在第一方向上伸长,并且所述第一方向平行于所述纵向轴线;并且

其中,所述转子限定多个纵向通道,所述多个纵向通道中的每一个沿着所述第一方向伸长,并且所述多个纵向通道中的每一个与所述夹套流体连通,以允许所述夹套和所述多个纵向通道之间的流体流动。

技术方案2.根据技术方案1所述的永磁电动马达,其中,所述转子限定多个互连通道,所述多个互连通道中的每一个直接互连所述多个纵向通道的相邻对,以将所述冷却剂从所述多个纵向通道中的一个引导至所述多个纵向通道中的另一个,所述夹套完全设置在所述轴内部,所述多个纵向通道中的每一个完全设置在所述转子内部,并且所述多个互连通道中的每一个完全设置在所述转子内部,所述永磁马达还包括位于所述轴的所述夹套中的多个分流器,以将所述冷却剂导向到所述轴的所述夹套中、所述转子的所述纵向通道中,然后回到所述轴的所述夹套。

技术方案3.根据技术方案2所述的永磁电动马达,还包括第一端环和与所述第一端环相对的第二端环,其中,所述转子包括第一转子端部和与所述第一转子端部相对的第二转子端部,所述第一转子端部沿着所述第一方向与所述第二转子端部间隔开,所述第一端环在所述第一转子端部处附接到所述转子,所述第二端环在所述第二转子端部处附接到所述转子,所述第一端环限定第一端部通道,所述第二端环限定第二端部通道,所述第一端部通道具有环形形状,所述第一端部通道与所述多个纵向通道流体连通,所述第二端部通道具有环形形状,并且所述第二端部通道与所述多个纵向通道流体连通。

技术方案4.根据技术方案3所述的永磁电动马达,还包括多个极片,所述多个纵向通道中的每一个具有第一横向端部和与所述第一横向端部相对的第二横向端部,所述多个纵向通道中的每一个被成形为从所述第一横向端部延伸到所述第二横向端部的弧,所述多个纵向通道中的每一个具有中心角,所述多个纵向通道中的每一个的所述中心角由从所述第一横向端部延伸到所述第二横向端部的所述弧对着,并且所述多个纵向通道中的每一个的所述中心角小于度,并且m是极片的数量。

技术方案5.根据技术方案4所述的永磁电动马达,其中,所述转子具有中心,所述转子具有最内转子半径,所述最内转子半径被限定为从所述转子的所述中心到所述最内转子边缘,所述多个纵向通道中的每一个限定最内纵向通道端部和与所述最内纵向通道端部相对的最外纵向通道端部,所述多个纵向通道中的每一个的所述最外纵向通道端部比所述多个纵向通道中的每一个的所述最内纵向通道端部更远离所述转子的所述中心,所述多个纵向通道中的每一个限定最内纵向通道半径和最外纵向通道半径,所述最内纵向通道半径被限定为从所述转子的所述中心到所述最内纵向通道端部,所述最内纵向通道半径等于或大于:

r+5毫米;并且

其中r是以毫米为单位的所述最内转子半径。

技术方案6.根据技术方案5所述的永磁电动马达,其中,所述转子限定最外转子边缘,所述最外转子边缘与所述最内转子边缘相对,所述最外转子边缘比所述最内转子边缘更远离所述转子的所述中心,所述转子具有最外转子半径,所述最外转子半径被限定为从所述转子的所述中心到所述转子的所述最外转子边缘,所述多个纵向通道中的每一个限定最外纵向通道半径,所述最外纵向通道半径被限定为从所述转子的所述中心到所述多个纵向通道中的每一个的所述最外纵向通道端部,并且所述最外纵向通道半径等于或小于:

r-10毫米;并且

其中r是以毫米为单位的所述最外转子半径。

技术方案7.根据技术方案6所述的永磁电动马达,其中,所述多个纵向通道中的每一个在所述第一横向端部和所述第二横向端部之间具有纵向通道中点,从所述第一横向端部到所述纵向通道中点的第一纵向通道距离等于从所述第二横向端部到所述纵向通道中点的第二纵向通道距离,所述多个互连通道中的每一个具有互连通道中点,所述多个互连通道中的每一个包括第一侧端部和与所述第一侧端部相对的第二侧端部,从所述第一侧端部到所述互连通道中点的第一互连通道距离等于从所述第二侧端部到所述互连通道中点的第二互连通道距离,所述多个互连通道中的每一个被成形为从所述第一侧端部延伸到所述第二侧端部的弧,所述多个互连通道中的每一个与所述多个纵向通道中的相邻一个以偏移角角向地偏移,所述偏移角被限定为从所述多个纵向通道中的一个的所述纵向通道中点到所述多个互连通道中的相邻一个的所述互连通道中点,并且所述偏移角等于:

其中m是极片的数量。

技术方案8.根据技术方案7所述的永磁电动马达,其中,所述转子限定多个永磁体狭槽,所述多个永磁体狭槽中的每一个的尺寸设计成接纳永磁体,所述多个永磁体狭槽中的每一个具有最内狭槽点,所述最内狭槽点设置在所述永磁体狭槽中的每一个的最靠近所述转子的所述中心的位置处,并且从所述最外纵向通道端部到所述最内狭槽点的距离大于3毫米。

技术方案9.根据技术方案8所述的永磁电动马达,其中,所述多个互连通道中的每一个限定最内互连通道端部和与所述最内互连通道端部相对的最外互连通道端部,所述多个互连通道中的每一个的所述最外互连通道端部比所述多个互连通道中的每一个的所述最内互连通道端部更远离所述转子的所述中心,所述多个互连通道中的每一个限定最内互连通道半径和最外互连通道半径,所述最内互连通道半径被限定为从所述转子的所述中心到所述最内互连通道端部,所述最内互连通道半径等于或大于:

r+5毫米;并且

其中r是以毫米为单位的所述最内转子半径。

技术方案10.根据技术方案9所述的永磁电动马达,其中,所述多个互连通道中的每一个限定最外互连通道半径,所述最外互连通道半径被限定为从所述转子的所述中心到所述多个互连通道中的每一个的所述最外互连通道端部,并且所述最外纵向通道半径等于或小于:

r-10毫米;并且

其中r是以毫米为单位的所述最外转子半径。

技术方案11.根据技术方案10所述的永磁电动马达,其中,所述多个互连通道中的每一个被成形为从所述第一侧端部延伸到所述第二侧端部的弧,所述多个互连通道中的每一个具有中心角,所述多个互连通道中的每一个的所述中心角由从所述第一侧端部延伸到所述第二侧端部的所述弧对着,并且所述多个互连通道中的每一个的所述中心角小于度,并且m是极片的数量。

技术方案12.根据技术方案11所述的永磁电动马达,还包括多个入口,所述多个入口将所述轴的所述夹套流体互连到所述转子的所述多个纵向通道,所述第一端部通道直接连接到所述多个入口中的所有入口,所述多个入口中的至少一个直接连接到所述多个纵向通道中的一个,以允许所述冷却剂通过所述多个入口从所述第一端部通道流到所述多个纵向通道。

技术方案13.根据技术方案12所述的永磁电动马达,其中,所述多个入口包括在4个和12个之间的入口,并且所述多个入口中的每一个都具有入口直径,并且所述入口直径在3毫米和5毫米之间。

技术方案14.根据技术方案13所述的永磁电动马达,还包括多个出口,所述多个出口将所述轴的所述夹套流体互连到所述转子的所述多个纵向通道,所述多个出口沿着所述第一方向与所述多个入口间隔开,所述第二端部通道直接连接到所述多个出口中的所有出口,所述多个出口中的至少一个直接连接到所述多个纵向通道中的一个,以允许所述冷却剂通过所述多个出口从所述纵向通道流到所述第二端部通道。

技术方案15.一种永磁体电动马达,包括:

轴,其沿着纵向轴线延伸;

转子,其安装在所述轴上,其中,所述转子能够与所述轴伴随地围绕所述纵向轴线旋转,所述转子限定最内转子边缘,并且所述最内转子边缘的尺寸设计成接纳所述轴;

定子,其电磁耦合到所述转子,其中,所述定子设置在所述转子周围并相对于所述转子保持静止;

其中,所述轴限定配置成接纳冷却剂的夹套,所述夹套围绕所述纵向轴线设置,所述夹套在第一方向上伸长,并且所述第一方向平行于所述纵向轴线;并且

其中,所述转子限定多个纵向通道,所述多个纵向通道中的每一个沿着所述第一方向伸长,并且所述多个纵向通道中的每一个与所述夹套流体连通,以允许所述夹套和所述多个纵向通道之间的流体流动;并且

其中,所述转子限定多个互连通道,所述多个互连通道中的每一个直接互连所述多个纵向通道的相邻对,以将所述冷却剂从所述多个纵向通道中的一个引导至所述多个纵向通道中的另一个,所述夹套完全设置在所述轴内部,所述多个纵向通道中的每一个完全设置在所述转子内部,并且所述多个互连通道中的每一个完全设置在所述转子内部;并且

其中,所述永磁电动马达包括多个极片,所述多个纵向通道中的每一个具有第一横向端部和与所述第一横向端部相对的第二横向端部,所述多个纵向通道中的每一个被成形为从所述第一横向端部延伸到所述第二横向端部的弧,所述多个纵向通道中的每一个具有中心角,所述多个纵向通道中的每一个的所述中心角由从所述第一横向端部延伸到所述第二横向端部的所述弧对着,并且所述多个纵向通道中的每一个的所述中心角小于度,并且m是极片的数量。

技术方案16.根据技术方案15所述的永磁电动马达,其中,所述多个纵向通道中的每一个在所述第一横向端部和所述第二横向端部之间具有纵向通道中点,从所述第一横向端部到所述纵向通道中点的第一纵向通道距离等于从所述第二横向端部到所述纵向通道中点的第二纵向通道距离,所述多个互连通道中的每一个具有互连通道中点,所述多个互连通道中的每一个包括第一侧端部和与所述第一侧端部相对的第二侧端部,从所述第一侧端部到所述互连通道中点的第一互连通道距离等于从所述第二侧端部到所述互连通道中点的第二互连通道距离,所述多个互连通道中的每一个被成形为从所述第一侧端部延伸到所述第二侧端部的弧,所述多个互连通道中的每一个与所述多个纵向通道中的相邻一个以偏移角角向地偏移,所述偏移角被限定为从所述多个纵向通道中的一个的所述纵向通道中点到所述多个互连通道中的相邻一个的所述互连通道中点,并且所述偏移角等于:

其中m是极片的数量。

技术方案17.根据技术方案16所述的永磁电动马达,其中,所述多个互连通道中的每一个被成形为从所述第一侧端部延伸到所述第二侧端部的弧,所述多个互连通道中的每一个具有中心角,所述多个互连通道中的每一个的所述中心角由从所述第一侧端部延伸到所述第二侧端部的所述弧对着,并且所述多个互连通道中的每一个的所述中心角小于度,并且m是极片的数量。

技术方案18.根据技术方案17所述的永磁电动马达,其中,所述转子具有中心,所述转子具有最内转子半径,所述最内转子半径被限定为从所述转子的所述中心到所述最内转子边缘,所述多个纵向通道中的每一个限定最内纵向通道端部和与所述最内纵向通道端部相对的最外纵向通道端部,所述多个纵向通道中的每一个的所述最外纵向通道端部比所述多个纵向通道中的每一个的所述最内纵向通道端部更远离所述转子的所述中心,所述多个纵向通道中的每一个限定最内纵向通道半径和最外纵向通道半径,所述最内纵向通道半径被限定为从所述转子的所述中心到所述最内纵向通道端部,所述最内纵向通道半径等于或大于:

r+5毫米;并且

其中r是以毫米为单位的所述最内转子半径。

技术方案19.根据技术方案18所述的永磁电动马达,其中,所述多个互连通道中的每一个限定最内互连通道端部和与所述最内互连通道端部相对的最外互连通道端部,所述多个互连通道中的每一个的所述最外互连通道端部比所述多个互连通道中的每一个的所述最内互连通道端部更远离所述转子的所述中心,所述转子限定最外转子边缘,所述最外转子边缘与所述最内转子边缘相对,所述最外转子边缘比所述最内转子边缘更远离所述转子的所述中心,所述转子具有最外转子半径,所述最外转子半径被限定为从所述转子的所述中心到所述转子的所述最外转子边缘,所述多个互连通道中的每一个限定最外互连通道半径,所述最外互连通道半径被限定为从所述转子的所述中心到所述多个互连通道中的每一个的所述最外互连通道端部,并且所述最外纵向通道半径等于或小于:

r-10毫米;并且

其中r是以毫米为单位的所述最外转子半径。

技术方案20.根据技术方案19所述的永磁电动马达,其中,所述转子限定多个永磁体狭槽,所述多个永磁体狭槽中的每一个的尺寸设计成接纳永磁体,所述多个永磁体狭槽中的每一个具有最内狭槽点,所述最内狭槽点设置在所述永磁体狭槽中的每一个的最靠近所述转子的所述中心的位置处,并且从所述最外纵向通道端部到所述最内狭槽点的距离大于3毫米。

附图说明

下文将结合以下附图描述本公开,其中相同的数字表示相同的元件。

图1示意性地示出了根据本公开的一个方面的永磁电动马达的横截面。

图2示意性地示出了图1的电动马达的转子的透视图,示出了转子的端环和转子夹套。

图3示意性地示出了图2的转子的第一叠片的前视图。

图4示意性地示出了图3的转子的第二叠片的前视图。

图5示意性地示出了根据本公开的一个方面的图2的转子的转子夹套的透视图。

图6示意性地示出了根据本公开的另一个方面的转子夹套的透视图。

图7示意性地示出了根据本公开的另一个方面的转子夹套的透视图。

结合附图,根据以下描述和所附权利要求书,本公开的前述和其他特征将变得更加完全显而易见。应当理解,这些附图仅描绘了根据本公开的若干实施例,而不应被认为是对本公开的范围的限制,将通过使用附图以附加的特征和细节来描述本公开。附图中或本文其他地方公开的任何尺寸仅用于说明目的。

具体实施方式

这里描述了本公开的实施例。然而,应当理解,所公开的实施例仅仅是示例,其他实施例可以采取不同的和替代的形式。附图不一定是按比例绘制的;一些特征可能被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此,本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的,而仅仅作为教导本领域技术人员以各种方式使用本公开的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的,参考任何一个附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征相结合,以产生没有明确示出或描述的实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而,与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改对于特定的应用或实施方式可能是期望的。

某些术语在以下描述中可能仅出于参考目的而使用,因此并不旨在进行限制。例如,诸如“上方”和“下方”的术语是指所参考的附图中的方向。诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“后部”和“侧”的术语描述了部件或元件的部分在一致但任意的参考系内的取向和/或位置,这通过参考描述所讨论的部件或元件的文本和相关联的附图而变得清楚。此外,诸如“第一”、“第二”、“第三”等的术语可以用来描述单独的部件。这样的术语可以包括上面特别提及的词语、其派生词和类似含义的词语。在整个公开中,相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件。

图1示出了永磁电动马达100的示意性剖视图,该永磁电动马达100被配置成将机械能转换成电能,反之亦然。电动马达100包括沿着纵向轴线lx延伸的轴102。电动马达100还包括安装在轴102上的转子104。转子104可与轴102伴随地围绕纵向轴线lx旋转。转子104限定最内转子边缘106和与最内转子边缘106相对的最外转子边缘108。最外转子边缘108比最内转子边缘106更远离转子104的中心cn(图3)。转子104的最内转子边缘106限定轴开口111,轴开口111的尺寸设计成接纳轴102。转子104还具有与最内转子边缘108相对的最外转子边缘108。定子110围绕转子104的最外转子边缘108设置。电动马达100包括耦合到转子104的定子110。定子110围绕转子104设置,并相对于转子104保持静止。电动马达100还包括一个或多个分流器113,分流器113至少部分地设置在轴102的夹套112内部。

轴102限定配置成接纳冷却剂c(例如,油)的夹套112。夹套112围绕纵向轴线lx设置,以冷却轴102。夹套112可以具有环形形状,以均匀地冷却轴102。此外,夹套112在第一方向x上伸长,以沿着其整个长度冷却轴102。第一方向x平行于纵向轴线lx。夹套112可以完全设置在轴102内部,以有效地冷却轴102。夹套112与冷却剂源116直接流体连通。这样,冷却剂源116将冷却剂c供应到夹套112。结果,冷却剂c直接从冷却剂源116流向夹套112。冷却剂源116和电动马达100共同限定马达组件101。

转子104限定与夹套112流体连通的多个纵向通道114。每个纵向通道114沿着第一方向x伸长,以沿着其大部分(或全部)长度冷却转子104。每个纵向通道114与夹套112流体连通,以允许流体在夹套112和纵向通道114之间流动。每个纵向通道114完全设置在转子104内部,以有效地冷却转子104。夹套112沿着第二方向y与纵向通道114间隔开。第二方向y垂直于第一方向x。

电动马达100还包括一个或多个分流器113,每个分流器113被配置成在夹套112和纵向通道114之间分流冷却剂c的流动。为此,分流器113中的每一个都设置在夹套112内部。因此,冷却剂c(例如,油)的一部分进入夹套112并继续沿着夹套112的整个长度流动,并且冷却剂c的另一部分进入纵向通道114(通过夹套112)并沿着纵向通道114的整个长度流动,从而允许冷却轴102和转子104。因此,分流器113使得冷却剂c(例如,油)从夹套112流入纵向通道14并回到夹套112中,以最小化流入电动马达100的气隙中的冷却剂c的量,从而最小化旋转损失和冷却剂损失。分流器113还最大化用于冷却转子104的冷却剂c的量。如上文所讨论,分流器113设置在夹套112内部,留下在0.05毫米和0.5毫米之间的间隙。该间隙范围最大化进入纵向通道114的冷却剂c的量,同时允许足够的冷却剂c流过夹套112,以有效地冷却转子104和轴12。

参照图1和图2,电动马达100还包括多个入口118,每个入口118将夹套112流体互连到纵向通道114(图1)。入口118中的至少一个直接连接到纵向通道114中的一个,以有利于夹套112和纵向通道114之间的流动。电动马达100可以包括在4个和12个之间的入口118,每个入口118具有在3毫米和5毫米之间的直径,以将冷却剂c均匀地分布在纵向通道114中,并增强冷却剂质量的动态平衡。电动马达100还包括将夹套112流体互连到纵向通道114的多个出口120。出口120沿着第一方向x与入口118间隔开,以允许冷却剂c冷却转子104的大部分长度。

参照图2,电动马达100还包括第一端环122和与第一端环122相对的第二端环124。转子104包括第一转子端部126和与第一转子端部126相对的第二转子端部128。第一转子端部126沿着第一方向x与第二转子端部128间隔开。第一端环122在第一转子端部126处附接到转子104。第二端环124在第二转子端部128处附接到转子104。第一端环126限定第一端部通道130,其是互连通道154中的一个。第二端环124限定第二端部通道132,其是互连通道154中的一个。第一端部通道130可以具有环形形状,以有利于冷却剂c围绕转子104的流动。第一端部通道130与纵向通道114(图1)流体连通。第二端部通道132可以具有环形形状,以有利于冷却剂c围绕转子104的流动。第二端部通道132与纵向通道114(图1)流体连通。作为互连通道154中的一个的第一端部通道130可以直接连接到所有入口118,以有利于在入口118和纵向通道114(图1)之间的流动。入口118中的一个可以直接连接到纵向通道114中的一个,以允许冷却剂c通过入口118从第一端部通道130流向纵向通道114。第二端部通道132可以直接连接到所有出口120,以有利于纵向通道114(图1)和出口120之间的冷却剂流动。出口120中的至少一个可以直接连接到纵向通道114中的一个,以允许冷却剂c通过出口120(图1)从纵向通道114流到第二端部通道132。电动马达100可以具有在4个和12个之间的出口120,每个出口120具有在3毫米和5毫米之间的出口直径,以在纵向通道114中均匀地分布冷却剂c,从而增强冷却剂质量动态平衡并将冷却剂c保持在纵向通道114中,以获得优化的传热性能。

参照图3至图5,转子104可以至少部分地由多个叠片(即,第一叠片134和第二叠片136)形成。第一叠片134堆叠在一起以形成纵向通道114。电动马达100包括多个极片138。每个极片134具有永磁体140和永磁体狭槽142。虽然为了简单起见,附图显示了一些永磁体140,但是每个永磁体狭槽142都接纳永磁体140。因此,每个永磁体狭槽142的尺寸设计成接纳永磁体140。每个永磁体狭槽具有最内狭槽点144。最内狭槽点144可以设置在最靠近转子104的中心cn的位置处。

当第一叠片134堆叠时,转子104限定纵向通道114。每个纵向通道114具有第一横向端部146和与第一横向端部146相对的第二横向端部148。每个纵向通道114被成形为从第一横向端部146延伸到第二横向端部148的弧。每个纵向通道114限定中心角al。每个纵向通道114的中心角al由从第一横向端部146延伸到第二横向端部148的弧对着。每个纵向通道114的中心角al小于度(其中m是极片138的数量),以便最大化对流表面积,从而增强冷却。每个纵向通道114的中心角al的下限可以基于电动马达100的尺寸要求和/或限制来确定。虽然所描绘的实施例显示了八个极片138,但是电动马达100可以包括更多或更少的极片138。

转子104具有最内转子半径r。最内转子半径r(以毫米为单位)被限定为从转子104的中心cn到最内转子边缘106。每个纵向通道114限定最内纵向通道端部150和与最内纵向通道端部150相对的最外纵向通道端部152。每个纵向通道114的最外纵向通道端部152比每个纵向通道114的最内纵向通道端部152更远离转子104的中心cn。每个纵向通道114限定最内纵向通道半径156和最外纵向通道半径158。最内纵向通道半径156被限定为从转子104的中心cn到最内纵向通道端部150。最内纵向通道半径156(以毫米为单位)等于或大于r+5毫米(其中r是以毫米为单位的最内转子半径),以便优化冷却剂质量动态平衡。每个纵向通道114的最内纵向通道半径156的上限可以基于电动马达100的尺寸要求和/或限制来确定。

转子104具有最外转子半径r。最外转子半径r(以毫米为单位)被限定为从转子104的中心cn到转子104的最外转子边缘108。最外纵向通道半径158被限定为从转子104的中心cn到每个纵向通道114的最外纵向通道端部152。最外纵向通道半径158(以毫米为单位)等于或小于r-10毫米(其中r是以毫米为单位的最外转子半径),以便最大化对流表面积,从而增强冷却。最外纵向通道半径158的下限可以基于电动马达100的尺寸要求和/或限制来确定。此外,从最外纵向通道端部152到最内狭槽点144的距离pd大于3毫米,以便最大化对流表面积,从而增强冷却。距离pd的上限可以基于电动马达100的尺寸要求和/或限制来确定。每个纵向通道114在第一横向端部146和第二横向端部148之间具有纵向通道中点ml。从第一横向端部146到纵向通道中点ml的第一纵向通道距离dl1等于从第二横向端部148到纵向通道中点ml的第二纵向通道距离dl2。纵向通道中点ml与从转子104的中心cn延伸到纵向通道中点ml的中点轴线mx相交。

参照图4和图5,除了端部通道130和132之外,转子104限定由第二叠片136(当堆叠在一起时)形成的多个互连通道154。互连通道154和纵向通道114共同限定转子夹套151。每个互连通道154直接互连相邻的一对纵向通道114,以将冷却剂c从纵向通道114中的一个引导到另一个相邻的纵向通道114。每个互连通道154完全设置在转子104内部,以有效地冷却转子104。每个互连通道154具有互连通道中点im。每个互连通道154包括第一侧端部160和与第一侧端部160相对的第二侧端部162。从第一侧端部160到互连通道中点im的第一互连通道距离id1等于从第二侧端部162到互连通道中点im的第二互连通道距离id2。每个互连通道154被成形为从第一侧端部160延伸到第二侧端部162的弧。每个互连通道154与相邻的纵向通道114以偏移角oa角向地偏移。偏移角oa被限定为从纵向通道114中的一个的纵向通道中点ml到相邻互连通道154的互连通道中点im。偏移角等于,其中m是极片138的数量,以便增强冷却剂质量动态平衡。

每个互连通道154限定最内互连通道端部164和与最内互连通道端部164相对的最外互连通道端部166。每个互连通道154的最外互连通道端部166比每个互连通道154的最内互连通道端部164更远离转子104的中心cn。每个互连通道154限定最内互连通道半径168和最外互连通道半径170。最内互连通道半径168被限定为从转子104的中心cn到最内互连通道端部164。最内互连通道半径164(以毫米为单位)等于或大于r+5毫米(其中r是以毫米为单位的最内转子半径),以便最大化对流表面积、减小转子质量和降低磁体温度。最内互连通道半径164的下限可以基于电动马达100的尺寸要求和/或限制来确定。

每个互连通道154限定最外互连通道半径170。最外互连通道半径170(以毫米为单位)被限定为从转子104的中心cn到每个互连通道154的最外互连通道端部166。最外纵向通道半径170等于或小于r-10毫米(其中r是以毫米为单位的最外转子半径),以便最大化对流表面积、减小转子质量和降低磁体温度。最外纵向通道半径170的上限可以基于电动马达100的尺寸要求和/或限制来确定。

每个互连通道154被成形为从第一侧端部160延伸到第二侧端部162的弧。每个互连通道154具有中心角ai。每个互连通道154的中心角ai由从第一侧端部160延伸到第二侧端部162的弧对着。多个互连通道154中的每一个的中心角ai小于度,并且m是极片的数量,以便增强冷却剂质量动态平衡。每个互连通道154的中心角ai的下限可以基于电动马达100的尺寸要求和/或限制来确定。虽然所描绘的实施例显示了八个极片138,但是电动马达100可以包括更多或更少的极片138。如图5所示,第一叠片134和第二叠片136可以布置成仅在转子104的端部处包括互连通道154。

如图6所示,第一叠片134和第二叠片136可以布置成包括比互连通道154更长的纵向通道114。

如图7所示,第一叠片134和第二叠片136可以布置成包括具有与互连通道154相同的长度的纵向通道114。

除非另外特别说明,或者在所使用的上下文中另外被理解,本文使用的诸如“能”、“可”、“可能”、“可以”、“例如”等的条件语言通常旨在传达某些实施例包括而其他实施例不包括某些特征、元件和/或状态。因此,这种条件语言通常不旨在暗示一个或多个实施例以任何方式需要特征、元件和/或状态,或者暗示一个或多个实施例必须包括用于在有或没有作者输入或提示的情况下决定这些特征、元件和/或状态是否被包括在任何特定实施例中或在任何特定实施例中将被执行的逻辑。

此外,本文可能已经使用了以下术语。单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代,除非上下文另有明确规定。因此,例如,对一个项目的引用包括对一个或多个项目的引用。术语“一”是指一个、两个或更多个,并且通常适用于选择一些或全部数量。术语“多个”是指两个或更多个项目。术语“约”或“大约”意指数量、尺寸、大小、配方、参数、形状和其他特性不需要精确,而是可以根据需要为近似的和/或更大或更小,反映可接受的公差、转换因子、舍入、测量误差等和本领域技术人员已知的其他因素。术语“基本上”意指所述的特征、参数或值不需要精确实现,而是偏差或变化(包括例如公差、测量误差,测量精度限制和本领域技术人员已知的其他因素)可能以不排除该特性旨在提供的效果的量出现。

为了方便起见,多个项目可能呈现在共同列表中。然而,这些列表应该被解释为好像列表的每个成员被单独地标识为单独的和唯一的成员。因此,在没有相反指示的情况下,此类列表中的任何单个成员都不应仅仅基于它们在共同组中的呈现而被解释为同一列表中的任何其他成员的事实上的等同物。此外,当术语“和”和“或”与项目的列表结合使用时,它们将被广义地解释,因为任何一个或多个列出的项目可以单独使用或与其他列出的项目结合使用。术语“备选地”是指选择两个或更多个备选方案中的一个,并且不旨在将选择限制为仅那些列出的备选方案或者一次仅一个列出的备选方案,除非上下文明确地指出其他情况。

虽然上面描述了示例性实施例,但是这些实施例并不旨在描述权利要求所包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语是描述性的词语,而不是限制性的,并且应当理解,在不脱离本公开的精神和范围的情况下,可以进行各种改变。如前所述,各种实施例的特征可以被组合以形成本公开的另外的示例性方面,这些方面可能没有被明确地描述或示出。虽然各种实施例可能已经被描述为提供优势或者在一个或多个期望的特性方面优于其他实施例或现有技术实施方式,但是本领域的普通技术人员认识到,一个或多个特征或特性可以被折衷以实现期望的整体系统属性,这取决于具体的应用和实施方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、组装容易性等。因此,在一个或多个特性方面描述为不如其他实施例或现有技术实施方式理想的实施例不在本公开的范围之外,并且对于特定应用可能是期望的。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1