电动机或发电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动机或发电机，尤其涉及具有冷却通道的电动机或发电机。
【背景技术】
[0002]随着对环境友好车辆的增长的兴趣，对用于为电动车辆提供驱动扭矩的电动机的使用的兴趣也相应地增加。
[0003]电动机以以下原理工作:电流承载线在存在磁场时将经受一个力。当将电流承载线垂直于磁场放置时，电流承载线受到的力与磁场的通量密度成正比。通常，在电动机中，电流承载线受到的力被形成为旋转扭矩。
[0004]已知类型的电动机的例子包括感应电动机、无刷永磁电动机、开关磁阻电动机和同步滑环式电动机，其包括转子和定子，这是本领域技术人员公知的。
[0005]在商业领域中，三相电动机是最常见的一种可用可动机。
[0006]三相电动机通常包括三个线圈组，其中，每个线圈组被配置为生成与交流电压的三个相中的一个相关联的磁场。
[0007]为了增加形成在电动机内的磁极的数量，每个线圈组通常会具有围绕电动机的外周分布的多个线圈子组，这些线圈子组被驱动以产生旋转磁场。
[0008]三相电动机的三个线圈组通常被配置为三角形或Y形构造。
[0009]用于具有DC电源的三相电动机的控制单元通常会包括三相桥式逆变器，该三相桥式逆变器生成三相电压供给以驱动电动机。各个电压相中的每一个被施加至电动机的相应的线圈组。
[0010]通常，三相桥式逆变器使用脉宽调制(PffM)电压控制的形式来生成三相电压供给。PffM控制通过以下来工作:使用电机感应平均化所施加的脉冲电压以将所需电流驱动至电机线圈中。通过使用PWM控制，所施加的电压在电机线圈上切换。在此期间，电流以由电机线圈的电感和所施加电压指示的速率在电机线圈中升高。PWM控制之后需要在电流改变过多之前被关闭以实现电流的精确控制。
[0011]三相桥式逆变器包括多个开关装置，例如，诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT)开关的电力电子开关。
[0012]在电动车辆电机的情况下，变得越来越流行的驱动设计是集成轮内电动机设计，其中，电动机及其相关控制系统被集成在车辆的车轮内。
[0013]然而，电动机及其相关控制系统在车辆的车轮内的集成可能施加对于电动机的增加的热管理考虑，其可能导致电动机的效率和功率生成能力的降低。
【发明内容】
[0014]根据本发明的一个方面，提供一种根据所附权利要求的电动机或发电机。
[0015]所要求保护的发明提供允许使用单个冷却通道来提供对电动机内的多个部件的冷却的优点，其中，该单个通道可以被配置为基于不同部件的冷却需求来提供优化的冷却。
【附图说明】
[0016]现在将参考附图通过示例的方式描述本发明，其中:
[0017]图1示出实现本发明的电机的分解视图；
[0018]图2是从替换角度来看的图1的电机的分解视图；
[0019]图3示出根据本发明实施例的定子的横截面视图；
[0020]图4示出根据本发明实施例的定子的横截面视图；
[0021]图5示出根据本发明第一实施例的冷却通道模制件；
[0022]图6示出根据本发明第二实施例的冷却通道模制件。
【具体实施方式】
[0023]图1和图2示出包含根据本发明的具有冷却装置的电动机的电动机组件，其中，电动机组件包括内置电子器件并且被配置为用作容纳在轮子内的轮毂电机或轮内电动机。然而，本发明可以包含在任何形式的电动机中。电动机还可以被配置为发电机。
[0024]为了本实施例的目的，如图1和图2所示，轮内电动机包括定子组件252和转子组件240。定子组件252包括具有冷却通道的热沉253、多个线圈254、安装在定子的后部用于驱动线圈的电子模块255、和在形成在定子的后部上的凹口 257内的安装在定子上的电容器(未示出)。在优选实施例中，该电容器是环形电容器元件。
[0025]线圈254形成在定子齿层叠片上以形成线圈绕组。定子盖256安装在定子252的后部，包封电子模块255以形成定子组件252，其之后可以固定至车辆并且在使用期间不相对于车辆旋转。
[0026]电子模块255包括两个控制装置400，其中每个控制装置400包括逆变器和控制逻辑，控制逻辑在本实施例中包括处理器，用于控制逆变器的操作。
[0027]为了减小当切换电流时容纳在电子模块255中的逆变器上的电感效应，安装在定子上的电容器用作电动机逆变器的本地电压源。通过将电容器靠近逆变器放置，最小化与电压源相关的电感。
[0028]转子240包括前部220和形成盖的圆筒部分221，其基本上围绕定子组件252。转子包括围绕圆筒部分221的内侧布置的多个永磁体242。为了本实施例的目的，32个磁体对安装在圆筒部分221的内侧。然而，可以使用任意数量的磁体对。
[0029]磁体紧密靠近定子252上的线圈绕组，以使得由线圈所产生的磁场与围绕转子组件240的圆筒部分221的内侧布置的磁体242相互作用以使转子组件240旋转。因为永磁体242被利用以生成用于驱动电动机的驱动扭矩，永磁体通常被称为驱动磁体。
[0030]转子240通过轴承块223附接至定子252。轴承块223可以是将在该电机组件要被安装至的车辆中使用的标准轴承块。轴承块包括两个部件，第一部件固定至定子，第二部件固定至转子。轴承块固定至定子252的壁的中央部分253并且还固定至转子240的外壳壁220的中央部分225。由此，转子240在转子240的中央部分225处经由轴承块223旋转地固定至与其一起使用的车辆。这具有以下优点:之后通过使用普通的车轮螺栓将轮辋固定至转子的中央部分，从而牢固地固定在轴承块223的可旋转侧上，可以将轮辋和轮胎在中央部分225处固定至转子240。车轮螺栓可以穿过转子的中央部分225固定至轴承块本身中。在转子240和车轮都安装至轴承块223的情况下，转子和车轮的旋转角一一对应。
[0031]图2示出从相对侧来看的图1的相同组件的分解视图，其示出定子组件252和转子组件240。转子组件240包括外部转子壁220和外周壁221，在外周壁221内沿圆周布置了磁体242。如前所述，定子组件252在转子和定子壁的中央部分处经由轴承块连接至转子组件240。
[0032]在转子的外周壁221和定子的外边缘之间设置了 V形密封件。
[0033]转子还包括用于位置感测的一组磁体227，也称为换向磁体，其与安装在定子上的传感器结合以允许估计转子磁通角。转子磁通角定义驱动磁体相对于线圈绕组的位置关系。可替换地，代替一组单独的磁体，转子可以包括磁性材料环，其具有用作一组单独磁体的多个极。
[0034]为了允许换向磁体用于计算转子磁通角，优选地，每个驱动磁体具有关联的换向磁体，其中，通过校准所测量得到的换向磁体磁通角从与一组换向磁体相关的磁通角得到转子磁通角。为了简化换向磁体磁通角和转子磁通角之间的相互关系，优选地，该组换向磁体具有与驱动磁体对的组相同数量的磁体或磁极对，其中，换向磁体和相关驱动磁体相互大致径向对准。因此，为了本实施例的目的，该组换向磁体具有32个磁体对，其中，每个磁体对与相应驱动磁体对大致径向对准。
[0035]传感器(在该实施例中为霍尔传感器)安装在定子上。传感器被定位以使得随着转子旋转，形成换向磁体环的换向磁体中的每一个分别旋转经过传感器。
[0036]随着转子相对于定子旋转，换向磁体相应地旋转经过传感器，霍尔传感器输出AC电压信号，其中传感器对于经过传感器的每个磁体对输出360电角度的完整电压周期。
[0037]为了改进位置检测，优选地，传感器包括相关联的第二传感器，其与第一传感器位移90电角度放置。
[0038]本实施例中的电机包括两个线圈组，每个线圈组具有三个线圈子组，三个线圈子组以Y形构造耦合以形成三相子电机，从而使得电机具有两个三相子电机。然而，尽管本实施例描述了具有两个线圈组(即，两个子电机)的电机，但电机可以同等地具有三个或更多个线圈组以及相关的控制装置(即，三个或更多个子电机)。例如，在优选实施例中，电机包括八个线圈组，每个线圈组60具有以Y形构造耦合以形成三相子电机的三个线圈子组，使得电机具有八个三相子电机。
[0039]图3示出定子热沉253的横截面视图，其中，冷却通道300形成在定子热沉253的圆周部分中。冷却液被配置为流经冷却通道300，如下所述。
[0040]冷却通道300被配置为具有