电动机冷却系统的制作方法

本发明涉及可用作混合动力车辆或电动车辆的动力源的电动机。

背景技术：

电动机包括由铁芯和铜制端部绕组制成的定子。在电动机的操作期间，铜制端部绕组承载电流并且会产生热。

技术实现要素：

一种电动机系统包括定子和盖。定子具有附着(affixed)到定子的端部周面的绕组。所述盖固定到定子并限定通道和集流室(plenum)。所述通道沿着定子的端部周面延伸并被构造为围绕绕组引导冷却流体。集流室在盖的外周面的至少百分之二十上延伸，并且被构造为将冷却流体引导到所述通道中。

一种用于附着到电动机定子的端部周面的端部绕组的盖包括限定通道和集流室的壳体。所述通道被构造为沿着电动机定子的端部周面延伸并且围绕端部绕组引导冷却流体。集流室与所述通道流体连通，并被构造为通过至少两个开口将冷却流体引导到所述通道中。

根据本发明的一个实施例，所述集流室包括压力均衡室和入口开口，压力均衡室与所述至少两个开口流体连通，入口开口使压力均衡室与冷却流体供应源流体连通。

根据本发明的一个实施例，所述至少两个开口包括右开口和左开口，所述右开口和左开口分别偏置到电动机定子的端部周面的顶部中央位置的右侧和左侧。

根据本发明的一个实施例，所述至少两个开口包括三个开口。

根据本发明的一个实施例，所述压力均衡室沿着远离所述入口开口延伸的方向锥形化。

根据本发明的一个实施例，所述盖还包括设置在压力均衡室内并具有穿孔的板。

根据本发明的一个实施例，所述壳体限定出口，所述出口与所述通道流体连通并被构造为引导冷却流体离开所述通道。

根据本发明的一个实施例，所述出口被构造为在所述通道的底部引导冷却流体离开所述通道。

一种对附着到电动机定子的端部周面的端部绕组进行冷却的方法包括：将冷却流体引导到集流室；通过至少两个开口将冷却流体从集流室引导到沿着电动机定子的端部周面延伸的通道中，使得冷却流体被分配到所述端部绕组。

根据本发明的一个实施例，集流室包括与所述至少两个开口流体连通的压力均衡室，冷却流体被从压力均衡室引导通过所述至少两个开口并引导到所述通道中。

根据本发明的一个实施例，所述至少两个开口包括右开口和左开口，所述右开口和左开口分别偏置到电动机定子的端部周面的顶部中央位置的右侧和左侧。

根据本发明的一个实施例，所述压力均衡室沿着远离入口开口延伸到压力均衡室的方向锥形化。

附图说明

图1是电动机系统的分解图；

图2是定子端部绕组盖的后侧；

图3是沿着图2中的线3-3截取并由区域b-b界定的放大截面图；

图4是沿着图2中的线4-4截取并由区域c-c界定的放大截面图；

图5是被限定在定子端部绕组盖的入口侧上的集流室的替代构造；和

图6是对电动机的定子端部绕组进行冷却的方法。

具体实施方式

在此描述本公开的实施例。然而，应理解公开的实施例仅为示例，并且其它实施例可采用各种可替代的形式。附图无需按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以显示特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应解释为限制，而仅为教导本领域技术人员以多种形式使用实施例的代表性基础。本领域普通技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的各个特征可以与在一个或更多个其它附图中示出的特征组合以形成未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可期望用于特定的应用或实施方式。

参考图1，示出了电动机系统10的分解图。电动机系统10可以由作为电动机、发电机或组合的电动机-发电机运行的电机组成。电动机系统10包括定子12和转子14。定子12包括铁芯16和端部绕组18，铁芯16可以由磁钢叠片制成，端部绕组18可以由铜制成。定子12包括外周面20、内周面22和端部周面(endperiphery)24。内周面22限定敞开的中心空间。铜制端部绕组18可以附着到端部周面24或从端部周面24伸出。转子14设置在定子12的敞开中心空间内。转子可以通过设置在转子14的每侧的至少两个轴承(未示出)而被支撑在定子12的敞开中心空间内。转子14可以机械地连接到机械系统(诸如混合动力车辆或电动车辆动力传动系统)以便将电动机系统10产生的动力传递到机械系统。转子14可以通过轴、齿轮传动装置、离合器或任何其它机械联动装置连接到机械系统。转子14被构造为当定子12由电流通电时旋转。

当定子12通电时，端部绕组18承载电流并产生热。当产生过量的热时，可能期望移除端部绕组18产生的一些热。端部绕组18产生的多余的热可能导致对电动机系统10的损坏或降低电动机系统10的性能。可引导冷却流体跨越铜制端部绕组18，以便移除多余的热。盖26可以固定到定子12。图1示出了盖26的前侧。盖26可以包括被构造为将冷却流体输送到端部绕组18的多个开口、通路或通道。盖26可以通过至少一个紧固件27固定到定子12，紧固件27分别接合盖26和定子12中的通孔和螺纹孔。盖26可以被构造为覆盖端部绕组18。

参考图2至图4，示出了盖26的后侧(盖26也可以称为定子端部绕组盖)。盖包括盖壳体28。盖壳体28可以限定通道30。通道30被构造为当盖26固定到定子12时沿着端部周面24并且围绕端部绕组18延伸。通道30还可以被构造为当盖26固定到定子12时围绕端部绕组18引导冷却流体。盖壳体28还可以限定集流室32，集流室32与通道30流体连通并被构造为将冷却流体引导到通道30。集流室32可以被限定在集流室壳体34内，集流室壳体34附着到盖壳体28或者是盖壳体28的组成部分。集流室32和集流室壳体34可以在盖26(或盖壳体28)的外周面36的至少百分之二十上延伸。

集流室32可包括入口开口或入口38、多个开口或出口40和压力均衡室42。在所示的实施例中，示出了三个出口40，然而应当理解，可包括两个或更多个出口40。入口38与冷却流体供应源和压力均衡室42流体连通。多个出口40与压力均衡室42和通道30流体连通。冷却流体供应源被构造为经由入口38将冷却流体供应到压力均衡室42。压力均衡室42被构造为经由多个出口40将冷却流体供应到通道30。多个出口40可包括至少一个右出口44和至少一个左出口46，当盖26固定到定子12时，右出口44和左出口46分别偏置到定子12的端部周面24的顶部中央位置48的右侧和左侧(参见图1)。所述至少一个右侧出口44和至少一个左出口46也可分别偏置到盖壳体28的顶部中央位置50的右侧和左侧。

盖壳体28还可包括与通道30流体连通的通道出口52。通道出口52被构造为：在冷却流体已经从端部绕组18移除多余的热之后，在通道30的底部引导冷却流体离开通道30。

参考图5，示出了由盖壳体28限定的集流室54的替代构造。除非另有说明，否则集流室54将以与上文关于集流室32所述相同的方式起作用。集流室54可以包括入口开口或入口56、多个开口或出口58和压力均衡室60。除非另有说明，否则入口开口或入口56、多个开口或出口58和压力均衡室60将分别以与入口开口或入口38、多个开口或出口40以及压力均衡室42相同的方式起作用。入口56与冷却流体供应源和压力均衡室60流体连通。多个出口58与压力均衡室60和通道30流体连通。冷却流体供应源被构造为经由入口56将冷却流体供应到压力均衡室60。压力均衡室60被构造为经由多个出口58将冷却流体供应到通道30。

压力均衡室60可沿远离入口56延伸的方向锥形化(taper)。在冷却流体的流动方向上使压力均衡室60锥形化可以防止在压力均衡室60内形成回流区(recirculatingzone)。不期望在压力均衡室60内形成回流区，这是因为冷却流体将在压力均衡室60内以环形模式流动，而不是从入口56流到多个出口58。还可以在压力均衡室60内设置具有穿孔的板62。穿孔板可以用于协助均衡压力均衡室60内的冷却流体压力。

参考图6，示出了冷却电动机系统10的定子端部绕组18的方法100。方法100在框102处开始，在盖附着到定子12时将冷却流体引导到盖26的集流室32中。接下来，在框104处，将冷却流体从集流室32通过多个开口或出口40引导到通道30中，以将冷却流体分配到端部绕组18。然后，冷却流体流过通道30并围绕定子12的端部绕组18流动，以从端部绕组18移除任何多余的热。然后，在框106处，引导冷却流体通过通道出口52离开通道30。

电动机系统10可以是电动机、发电机或电动机发电机组合，其在电动车辆或混合动力车辆中用于推进车辆、回收动能(例如，通过再生制动)或提供反作用力(例如，在内燃发动机连接到行星齿轮传动装置的第一元件的同时机械地连接到行星齿轮传动装置的第二元件的电动机)。电动机系统10可以用于任何类型的电动车辆或混合动力车辆，包括但不限于电池电动车辆(bev)、插电式混合动力车辆(phev)、串联式混合动力车辆、并联式混合动力车辆、串联-并联式混合动力车辆和动力分流式混合动力车辆。

如果在车辆中使用所述电动机系统，则用于冷却定子12的端部绕组18的冷却流体可以是被泵送到集流室32的入口38中的变速器油。变速器油的供应源可以包括已经收集在车辆变速器的油底壳内的变速器油。可以使用变速器泵将变速器流体从油底壳引导到集流室32的入口38。变速器流体可以通过通道出口52离开盖壳体28的冷却通道30。离开冷却通道30的变速器流体可以被引导回到油底壳中。变速器流体可以通过重力或附加的泵被引导到油底壳中。

说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，可在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如前所述，可将各个实施例的特征进行组合以形成未明确描述或示出的进一步的实施例。虽然对于一个或更多个期望的特性，各个实施例已经被描述为提供优点或优于其它实施例或现有技术的实施方式，但是本领域的普通技术人员应认识到，根据特定的应用和实施方式，一个或更多个特征或特性可被折衷以实现期望的整体系统属性。因此，被描述为在一个或更多个特性方面不如其它实施例或现有技术实施方式合意的实施例并不在本公开的范围之外，并可被期望用于特定的应用。