電機冷卻系統和方法

專利名稱：電機冷卻系統和方法
技術領域：
本發明要求在2010年6月8日提交的美國臨時專利申請No. 61/352,757的優先權,其全部內容均以援引的方式并入本發明。
背景技術：
當電機的拓撲結構使用永磁體時，應當控制磁體溫度。溫度更低的磁體能夠導致提高的電機性能。另外，使磁體保持在更低的溫度水平能夠減小磁體消磁的風險。因為在一些傳統電機中,永磁體定位在轉子組件中,所以冷卻磁體會很困難。冷卻電機的一些傳統方法能夠包括使冷卻劑圍繞電機的外周的一部分循環。因為能夠從電機的外周徑向向內定 位轉子組件，所以難以將轉子組件所產生的熱能傳遞到冷卻劑。

發明內容
本發明的一些實施例提供了一種電機模塊，所述電機模塊包括限定了機器腔的外殼。在一些實施例中，電機能夠定位在機器腔內并且能夠包括聯接到轉子疊層的轉子轂。在一些實施例中，轉子轂能夠包括相對的第一和第二軸向端部并且轉子疊層能夠包括至少一個凹陷部。在一些實施例中，凹陷部能夠基本對準，以限定多條冷卻劑通道中的至少一部分，所述冷卻劑通道能夠與機器腔流體連通。在一些實施例中，轉子轂能夠包括至少第一和第二轉子轂入口，所述第一和第二轉子轂入口與冷卻劑通道的至少一部分相連通。在一些實施例中，第一和第二轉子轂入口能夠分別位于毗鄰轉子轂的第一和第二軸向端部的地方。在一些實施例中，與第一和第二轉子轂入口流體連通的冷卻劑通道不是相同的(同一)冷卻劑通道。本發明的一些實施例提供了一種電機模塊，所述電機模塊包括限定了機器腔的外殼。在一些實施例中，電機能夠定位在機器腔內并且能夠包括轉子組件。在一些實施例中，轉子組件能夠可操作地聯接到輸出軸，所述輸出軸能夠包括至少一條輸出軸冷卻劑通道和與輸出軸冷卻劑通道流體連通的至少一個輸出軸冷卻劑出口。在一些實施例中，轉子組件能夠包括至少一塊磁體、第一軸向端部和第二軸向端部。在一些實施例中，第一軸向端部能夠大體與第二軸向端部相對。在一些實施例中，轉子組件能夠包括多條冷卻劑通道，所述冷卻劑通道從第一軸向端部延伸到第二軸向端部，并且多條冷卻劑通道能夠與機器腔流體連通。在一些實施例中，至少一個轉子轂通道能夠定位成通過轉子組件的一部分，以便轉子轂通道與輸出軸冷卻劑出口和多條冷卻劑通道流體連通。在一些實施例中，至少第一轉子轂入口能夠定位成通過轉子組件的基本毗鄰第一軸向端部的部分并且至少第二轉子轂入口能夠定位成通過轉子組件的基本毗鄰第二軸向端部的部分。在一些實施例中，第一轉子轂入口能夠與多條冷卻劑通道中的至少一部分流體連通并且第二轉子轂入口能夠與多條冷卻劑通道中的至少一部分流體連通。在一些實施例中，冷卻劑通道的與第一轉子轂入口流體連通的部分、冷卻劑通道的與第二轉子轂入口流體連通的部分、和冷卻劑通道的與轉子轂通道流體連通的部分是不相同的冷卻劑通道。


圖I是根據本發明的一個實施例的電機模塊的透視圖；圖2A和圖2B是根據本發明的一個實施例的轉子疊層的視圖；圖3是根據本發明的一個實施例的轉子組件的透視圖；圖4是圖3的轉子組件的透視的剖視圖；圖5是圖3的轉子組件的正剖視圖；圖6是根據本發明的另一個實施例的轉子組件的正剖視圖。
具體實施例方式在詳細解釋本發明的任何一個實施例之前，應當理解的是，本發明并不局限于其應用于在以下描述中所陳述或在以下附圖中所圖解的部件的構造和布置方案的細節。本發明能夠是其它實施例并且能夠以多種方式加以實踐或實施。而且，應當理解的是，在此使用的詞組和術語用于描述的目的而不應當視為局限。在此使用“包含”、“包括”或“具有”以及它們的變體意指包含在此后所列舉的條目和其等效物以及附加條目。除非明確規定或限制，術語“安裝的”、“連接的”、“支撐的”、和“聯接的”以及它們的變體將被廣義使用并且包括直接和間接的安裝件、連接件、支撐件、和聯接件。而且，“連接的”和“聯接的”不局限于物理或機械連接件或聯接件。呈現以下討論，以使得本領域中的技術人員能夠制造并且使用本發明的實施例。所闡釋的實施例的多種修改方案對于本領域中的技術人員是顯而易見的，并且在不背離本發明的實施例的前提下，在此的基本原理能夠應用于其它實施例和應用。因此，本發明的實施例并不旨在局限于所示出的實施例，而是被賦予與在此公開的原理和特征一致的最廣泛的范圍。參照附圖閱讀以下詳細描述，在所述附圖中，不同附圖中的相同元件具有相同的附圖標記。所述附圖沒有必要成比例并且描繪了選定的實施例并且并不旨在限制本發明的實施例的范圍。技術人員將認識到在此提供的示例具有落入本發明的實施例的范圍內的多種有用替代方案。圖I圖解了根據本發明的一個實施例的電機模塊10。模塊10能夠包括模塊外殼12，所述模塊外殼12包括套筒構件14、第一端蓋16、和第二端蓋18。電機20能夠容納在至少部分地由套筒構件14和端蓋16、18所限定的機器腔22內。例如，能夠經由傳統緊固件(未示出)或另一種適當的聯接方法聯接套筒構件14和端蓋16、18，以將電機20包封在機器腔22內的至少一部分。在一些實施例中，外殼12能夠包括基本圓筒形的筒和單個端蓋(未不出)。此外,在一些實施例中,包括套筒構件14和端蓋16、18的模塊外殼12可以由能夠通常包括熱傳導性能的材料制造而成，所述材料例如但不局限于鋁或其它金屬和能夠基本承受電機運轉溫度的材料。在一些實施例中，能夠使用不同的方法制造模塊外殼12，所述方法包括鑄造、模制、擠壓成型和其它類似的制造方法。電機20能夠包括轉子24、包括定子端匝28的定子組件26、和軸承30，并且所述電機20能夠布置成圍繞輸出軸34。如圖I所示，定子組件26能夠基本環繞轉子24。在一些實施例中，轉子組件24還能夠包括轉子輪轂32或能夠具有“無輪轂”設計(未示出)。在一些實施例中，轉子組件24能夠可操作地聯接到輸出軸34，以便兩個元件能夠基本一起同步運動。在一些實施例中，輸出軸34能夠包括多個花鍵(未示出)，所述花鍵構造并且布置成接合轉子轂32上的多條花鍵36。在一些實施例中，接合花鍵能夠至少部分地導致聯接轉子組件24和輸出軸34。例如，在一些實施例中，在電機20運轉期間，當輸出軸花鍵與轉子轂花鍵36相接合時，能夠從轉子組件24將由電機20產生的轉矩傳遞到輸出軸34。在一些實施例中，輸出軸34能夠可操作地聯接到轉子轂32的前止動件(positivestop)(未示出)，以傳遞轉矩。在一些實施例中，能夠使用螺栓(未示出)或任何其它傳統緊固件將輸出軸34可操作地聯接到轉子轂32上的前止動件。而且，在一些實施例中，輸出軸34能夠包括凸形構造的花鍵組，而在其它實施例，輸出軸34能夠包括凹形構造的花鍵組。電機20能夠但不局限于是電動機，諸如混合式電動機、發電機或車用交流發電機。在一個實施例中，電機20能夠是高壓回彎管式(型夾式)(HVH)電動機或用于混合動力汽車用途的內部永磁體電動機。電機20的諸如但不局限于轉子24、定子組件26和定子端匝28的部件能夠在電機20運轉期間產生熱量。能夠冷卻這些部件，以提高電機20的性能并且延長電機20的預期
試用期限。如圖I所示，在一些實施例中，套筒構件14能夠包括冷卻劑套38。例如，在一些實施例中，套筒構件14能夠包括內壁40和外壁42并且冷卻劑套38能夠定位成基本位于壁40、42之間。在一些實施例中，冷卻劑套38能夠基本環繞電機20的至少一部分。更加具體地，在一些實施例中，冷卻劑套38能夠基本環繞定子組件26的外徑的包括定子端匝28的至少一部分。此外，在一些實施例中，冷卻劑套38能夠包含冷卻劑，所述冷卻劑能夠包括傳動液、乙二醇、乙二醇/水的混合物、水、油、車用機油、薄霧、氣體或其它能夠接收由電機模塊10產生的熱能。冷卻劑套38能夠與冷卻劑源(未示出)流體連通，所述冷卻劑源能夠在所述冷卻劑被分散到冷卻劑套38中之前或在所述冷卻劑被分散到冷卻劑套38中之時加壓所述冷卻劑，以便所述加壓的冷卻劑能夠循環通過冷卻劑套38。而且，在一些實施例中，內壁40能夠包括冷卻劑孔44，以便冷卻劑套38能夠與機器腔22流體連通。在一些實施例中，冷卻劑孔44能夠定位成基本毗鄰定子端匝28。例如，在一些實施例中，當加壓的冷卻劑循環通過冷卻劑套38時,冷卻劑的至少一部分能夠通過冷卻劑孔44離開冷卻劑套38并且進入機器腔22。而且，在一些實施例中，冷卻劑能夠接觸定子端匝28，這能夠導致至少部分冷卻。在離開冷卻劑孔44之后，冷卻劑的至少一部分能夠流動通過機器腔22的部分并且能夠接觸多個模塊10元件，在一些實施例中這能夠導致至少部分地冷卻模塊10。如圖1-2B所示，在一些實施例中，轉子組件24能夠包括多個轉子疊層46。在一些實施例中，轉子疊層46能夠包括多個大體環狀的結構，所述結構構造并且布置成聯接到轉子轂32的至少一部分。在一些實施例中，轉子疊層46能夠包括其它形狀，所述其它形狀能夠接合轉子轂32 (例如，以便兩個元件的形狀基本相似)。在一些實施例中，轉子疊層中的每一個均能夠包括內徑48和外徑50并且能夠聯接在一起，以形成轉子組件24的至少一部分。在一些實施例中，如圖2A和2B所示，轉子疊層46能夠包括多個元件。在一些實施例中，疊層46的至少一部分能夠包括多個孔52，所述孔52構造并且布置成支撐多個磁體54的至少一部分。例如，在一些實施例中，在組裝疊層46之后，孔52能夠沿著大體軸向方向基本對準，以便磁體54能夠沿著大體軸向方向定位在轉子組件24內。而且,在一些實施例中，磁體54能夠布置在轉子組件內，以便磁體的至少一部分基本不軸向地對準。例如，在一些實施例中,磁體54能夠定位成使得磁體54中的一些定位成大體間隔開2度(例如，傾斜)。另外，在一些實施例中，如圖2B所示，疊層46的至少一部分能夠包括至少一個凹陷部56。在一些實施例中，疊層46中的一些能夠包括多個凹陷部56。在一些實施例中，在轉子疊層46制造期間(例如，沖壓、模制、鑄造等)能夠形成凹陷部56，并且在其它實施例中，在制造之后凹陷部56能夠機械加工至疊層46中，以滿足終端用戶和/或制造商的要求。參照圖2B，在一些實施例中，凹陷部56能夠沿著疊層46的內徑48定位。例如，在一些實施例中，能夠沿著內徑48的圓周以基本規則的圖案布置凹陷部。在其它實施例中，凹陷部56能夠布置成以大體不規則的間隔間隔開。另外，在一些實施例中，如圖4-6所示，轉子組件24的疊層46的至少一部分能夠 各個均包括大體位于相似位置中的凹陷部56，以便在組裝之后，凹陷部56能夠基本對準，以形成至少一個冷卻劑通道58的至少一部分。在一些包括具有多個凹陷部56的疊層46的實施例中，能夠形成多于一條的冷卻劑通道58。例如，在一些實施例中，轉子組件24能夠大體組裝成使得疊層46的內徑48緊鄰轉子轂32的外徑60。結果，在一些實施例中，冷卻劑通道58能夠大體由凹陷部56和轉子轂32的外徑60所限定。在一些實施例中，轉子轂32能夠以與轉子疊層46類似的方式包括凹陷部56(例如，基本形成為與轉子轂32成一體、機械加工成轉子轂32的外徑60的一部分等)。而且，在一些實施例中，在組裝轉子組件24之后，凹陷部56能夠構造并且布置成使得冷卻劑通道58能夠與機器腔22流體連通。如在下文詳細描述的那樣，在一些實施例中，冷卻劑通道58能夠構造并且布置成引導冷卻劑通過轉子組件24并且進入到機器腔22中，以有助于冷卻轉子組件24的包括磁體54的一些元件。另外，在一些實施例中，冷卻劑通道58能夠為大體直線形，并且在其它實施例中，轉子轂32和/或疊層46能夠構造并且布置成使得冷卻劑通道58的至少一部分基本為非直線形(例如，傾斜、螺旋形、彎曲等)。在一些實施例中，除了冷卻劑套38和冷卻劑孔44之外，冷卻劑能夠相對于電機模塊10從大體徑向方向的中央處的點處分散。在一些實施例中,冷卻劑源(未不出)能夠位于輸出軸34的內部或毗鄰輸出軸34，以便冷卻劑能夠在輸出軸34內部流動或者毗鄰輸出軸34流動。例如，在一些實施例中，輸出軸34能夠包括至少一條輸出軸通道62和至少一個輸出軸冷卻劑出口 64，以便冷卻劑能夠流動通過通道62，并且冷卻劑的至少一部分能夠通過輸出軸冷卻劑出口 64離開輸出軸通道62。在一些實施例中，輸出軸冷卻劑通道62能夠包括多個輸出軸冷卻劑出口 64。而且，在一些實施例中，輸出軸冷卻劑出口 64能夠定位成沿著輸出軸34的軸向長度，以便冷卻劑能夠分散到模塊10的包括軸承30的不同區域。如圖4和6所示，本發明的一些實施例能夠包括至少一個轉子轂通道66。盡管在一些實施例中，轉子轂32能夠包括多個轉子轂通道66。例如，在一些實施例中，轉子轂通道66能夠定位在轉子轂32內并且能夠大體垂直于輸出軸34的水平軸線。例如，在一些實施例中，盡管轉子轂通道66不需要在轉子轂32的整個徑向長度上延伸，但是轉子轂通道66能夠包括這樣的通路，所述通路能夠從轉子轂32的外徑60延伸到轉子轂32的內徑68。而且，在一些實施例中，轉子轂通道66能夠與輸出軸冷卻劑出口 64的至少一部分流體連通。在一些實施例中，由操作轉子組件24的運動所產生的離心力能夠導致冷卻劑中的至少一些從輸出軸冷卻劑出口 64徑向向外流動通過轉子轂通道66的至少一部分。在一些實施例中，轉子轂通道66的至少一部分能夠與冷卻劑通道58的至少一部分流體連通。例如，如圖6中的箭頭所示,在一些實施例中，至少部分由于離心力,冷卻劑能夠徑向向外流動通過轉子轂通道66并且能夠進入冷卻劑通道58的至少一部分中。在一些實施例中，如圖6所示，在冷卻劑進入到冷卻劑通道58中之后，冷卻劑的至少一部分能夠沿著冷卻劑通道58的一個或兩個軸向方向流動。例如，在一些實施例中，在冷卻劑進入到冷卻劑通道58的至少一部分中之后，冷卻劑能夠沿著轉子組件24的兩個軸向端部的方向流動并且然后能夠進入到機器腔22中。在一些實施例中，能夠基本密封冷卻劑通道58的一部分的軸向端部中的至少一個，以便冷卻劑通過冷卻劑通道58的僅僅一個軸向端部流入到機器腔22中。在一些實施例中，端環70能夠聯接到轉子組件24的至少一個或兩個軸向面。在一些實施例中，端環70能夠至少部分地承擔引導、驅使和/或指引冷卻劑朝向模塊10的其它元件(諸如定子端匝28)的功能。在一些實施例中，端環70能夠包括平衡環、攪拌器環、冷卻劑引導件或其它類似的結構。而且，在一些實施例中，在冷卻劑進入到機器腔22中后，冷卻劑能夠循環通過機器腔22的部分，在所述部分中，所述冷卻劑能夠接觸模塊10的不同元件，以接收所產生的熱能的至少一部分，這能夠有助于進行冷卻。另外，在一些實施例中，在冷卻劑流動通過冷卻劑通道58的同時，冷卻劑能夠接收由磁體54和轉子組件24的其它元件所產生的熱能的至少一部分，這能夠導致冷卻轉子組件24的至少一部分。例如，在一些實施例中，當至少部分地降低磁體54附近的溫度時，電機20能夠以更高的性能水平運轉。另外，通過從磁體54中吸收熱量，至少部分地降低了磁體54退磁的傾向。在一些實施例中，包括冷卻劑通道58的轉子組件24能夠包括不同的構造。在一些實施例中，冷卻劑通道58的至少一部分能夠經由至少一個轉子轂入口 72流體連接到機器腔22。僅僅以示例的方式，在一些實施例中，如圖4和5所示，轉子轂入口 72能夠定位成通過轉子轂32的一部分，以便機器腔22中的位于轉子轂32近側的冷卻劑的至少一部分能夠經由轉子轂入口 72進入到冷卻劑通道58的至少一部分。在一些實施例中，如圖4和5所示，轉子轂入口 72能夠定位成位于轉子轂32的軸向邊緣附近。而且，在一些實施例中，轉子組件24能夠構造并且布置成使得冷卻劑的部分能夠基本沿著兩個軸向方向流動。例如，在一些實施例中，轉子轂32能夠包括多個轉子轂入口 72，所述轉子轂入口 72毗鄰轉子轂32的軸向側部。在一些實施例中，軸向側部上的轉子轂入口 72能夠偏置，以便轉子轂入口 72的至少一部分與僅僅一條冷卻劑通道58流體連通(例如，每個冷卻劑通道58 —個轉子轂入口 72)。另外，在一些實施例中，冷卻劑通道58的至少一部分能夠大體是單向的。例如，在一些實施例中，能夠基本密封冷卻劑通道58的至少一部分的至少一個軸向端部，以便進入到冷卻劑通道58中的任何冷卻劑均能夠僅僅在與密封端部相對的軸向端部處流出通道58。僅以示例的方式，在一些實施例中，能夠不同地構造端部疊層46,以便冷卻劑通道58不會延伸通過該疊層46。在其它實施例中，如圖5所示，位于大體密封端部上的平衡環70能夠延伸一徑向距離，以基本密封冷卻劑通道58。結果，在一些實施例中，冷卻劑能夠沿著至少兩個不同的軸向方向循環。例如，在一些實施例中，冷卻劑的第一部分能夠進入第一軸向側部(例如，轉子轂32的左側或右側)上的至少一個轉子轂入口 72，在第一軸向側部附近冷卻劑通道58被密封。結果，在一些實施例中，至少部分由于離心力，如圖5中箭頭所示，冷卻劑能夠朝向轉子轂32的第二側部(即，轉子轂32的相對的側部)循環通過冷卻劑通道58并且然后進入到機器腔22中。而且，在一些實施例中，冷卻劑的另一部分能夠進入第二軸向側部上的至少一個轉子轂入口 72，在第二軸向側部附近冷卻劑通道58被密封，所述轉子轂入口 72與至少一個不同的冷卻劑通道58流體連通。結果，在一些實施例中，至少部分地由于離心力，如圖5中的箭頭所示，冷卻劑能夠朝向轉子轂32的第一側部循環通過冷卻劑通道58并且然后進入到機器腔22中。因而，在一些實施例中，冷卻劑的至少一部分能夠沿著基本相反的方向流動通過不同的冷卻劑通道58。在一些實施例中，這種雙向流動能夠至少部分地增加從磁體54和轉子組件24的其它部分傳遞的熱傳遞。通過使得冷卻劑沿著兩個方向通過，能夠將轉子組件24的每個端部上的平均磁體溫度維持在大體可比水平。在一些實施例中，轉子轂32和/或轉子組件24能夠構造并且布置成允許和/或加強冷卻劑流動通過轉子轂入口 72。例如，在一些實施例中，環形凸緣74能夠定位成基本位于轉子轂32的軸向邊緣處或者紙鄰所述轉子轂32的軸向邊緣。在一些實施例中，凸緣74能夠機械加工至轉子轂32中并且在其它實施例中，凸緣74能夠聯接到轉子轂32，或者轉子轂32能夠形成為使得凸緣74基本與轉子轂32成一體。在一些實施例中，凸緣74能夠構造并且布置成引導冷卻劑朝向轉子轂入口 72。例如，在一些實施例中，由于離心力，能夠迫使機器腔22中的冷卻劑的一部分沿著轉子轂32的內表面流動，所述冷卻劑源自冷卻劑孔44、冷卻劑通道58和/或任何其它源。結果，如先前所提及的那樣，冷卻劑的至少一部分能夠流動通過轉子轂入口 72。然而，在一些實施例中，凸緣74能夠保持不輕易地流動通過轉子轂入口 72的剩余冷卻劑的至少一部分，以便相對于不需要凸緣74便可實施功能的實施例能夠引導更多的冷卻劑通過轉子轂入口 72而且，在一些實施例中，轉子轂32和/或轉子組件24能夠包括其它構造，以至少 部分地加強冷卻劑進入到轉子轂入口 72中。在一些實施例中，緊鄰轉子轂入口 72的轉子轂32的至少一部分能夠構造并且布置成引導、驅使和/或指引冷卻劑通過轉子轂入口 72并且進入到冷卻劑通道58中。例如，在一些實施例中，轉子轂32的緊鄰轉子轂入口 72的一部分能夠包括基本成錐形、成一角度和/或成漏斗狀的構造，以便離心力和構造的組合能夠至少部分地指引冷卻劑經由轉子轂入口 72進入到冷卻劑通道58中。另外，在一些實施例中，轉子轂32的毗鄰轉子轂入口 72的部分能夠包括諸如但不局限于槽、狹槽、引導件等的結構，所述結構構造并且布置成指引冷卻劑朝向轉子轂入口 72。例如，在一些實施例中，轉子轂32的區域能夠包括能夠接收冷卻劑的至少一個進料槽(未示出)，并且與由于轉子轂32的運動所產生的離心力相組合指引冷卻劑朝向轉子轂入口 72。在一些實施例中，不同的轉子組件24冷卻構造能夠應用于至少部分地優化磁體54和轉子組件24冷卻。僅僅以示例的方式，在一些實施例中，冷卻劑能夠經由多條路線進入到轉子組件24中。例如，在一些實施例中，電機模塊10能夠包括冷卻劑流動路徑，所述冷卻劑流動路徑源自輸出軸冷卻劑通道62和出口 64并且在進入冷卻劑通道58中之前流動通過轉子轂通道66。另外，在一些實施例中，相同的模塊10還能夠包括如以上所提及的轉子轂入口 72和基本單向的冷卻劑通道58。結果，在一些實施例中，單個模塊10能夠包括冷卻劑，所述冷卻劑流動通過轉子組件24，沿著兩個方向通過與轉子轂通道66流體連通的冷卻劑通道58，并且沿著兩個不同的軸向方向通過與在毗鄰轉子轂32的軸向邊緣的轉子轂入口 72流體連通的冷卻劑通道58.另外，在一些實施例中，轉子組件24能夠包括多條冷卻劑通道58，所述冷卻劑通道58包括先前所提及的構造。僅以示例的方式，并且絕非限制本發明的范圍，在一些實施例中，轉子組件24能夠包括在圍繞轉子轂32的圓周的多個點處(例如，O度、90度、180度、270度等)與轉子轂通道66流體連通的冷卻劑通道58和與在其它冷卻劑通道58之間以有規則的間隔或不規則的間隔間隔開的轉子轂入口 74流體連通的冷卻劑通道58。結果，在一些實施例中，冷卻劑能夠沿著軸向方向流動通過多條冷卻劑通道58，以加強包括冷卻磁體54的轉子組件24的冷卻。本領域中的那些技術人員應當理解的是，盡管已經接合具體實施例和示例描述了本發明，但是本發明并不必受此局限，并且隨附權利要求旨在涵蓋多個其它實施例、示例、 用法和所述實施例、示例、用法的修改方案和變更方案。在此引用的每個專利和公報的全部公開內容均以引用的方式并入本發明，猶如每個所述專利或公報均在此以援引的方式單獨并入本發明。在以下權利要求中陳述本發明的多個特征和優勢。
權利要求
1.一種電機模塊,所述電機模塊包括 外殼，所述外殼至少部分地限定了機器腔；和 電機，所述電機基本定位在所述機器腔內并且至少部分地由所述外殼所包封，所述電機包括轉子組件，所述轉子組件包括聯接到多個轉子疊層的轉子轂， 所述轉子轂包括第一軸向端部和第二軸向端部，所述第一軸向端部與所述第二軸向端部基本相對， 所述轉子疊層的至少一部分包括至少一個孔，以便當將所述多個轉子疊層聯接到所述轉子轂時，所述轉子疊層的所述孔構造并且布置成支撐至少一個磁體， 所述轉子組件包括多條冷卻劑通道，所述冷卻劑通道與所述機器腔流體相聯， 布置在所述轉子轂的一部分中的至少第一轉子轂入口基本毗鄰所述第一軸向端部，并且布置在所述轉子轂的一部分中的至少第二轉子轂入口基本毗鄰所述第二軸向端部， 所述第一轉子轂入口與所述多條冷卻劑通道中的至少一個流體相聯，并且所述第二轉子轂入口與所述多條冷卻劑通道中的至少一個流體相聯，并且 其中，與所述第一轉子轂入口流體相聯的所述至少一個冷卻劑通道和與所述第二轉子轂入口流體相聯的所述至少一個冷卻劑通道不是相同的冷卻劑通道。
2.根據權利要求I所述的電機模塊，所述電機模塊還包括至少一個端環，所述端環聯接到所述轉子組件的所述第一軸向端部和所述第二軸向端部中的至少一個。
3.根據權利要求2所述的電機模塊，其中，所述至少一個平衡環構造并且布置成將冷卻劑從所述多條冷卻劑通道引導到所述機器腔中。
4.根據權利要求I所述的電機模塊，其中，與所述第一轉子轂入口流體相聯的至少一個冷卻劑通道在緊鄰所述第一軸向端部處被基本密封，以便所述冷卻劑通道僅僅在所述第二軸向端部處與所述機器腔流體相聯。
5.根據權利要求4所述的電機模塊，其中，與所述第二轉子轂入口流體相聯的所述至少一個冷卻劑通道在緊鄰所述第二軸向端部處被基本密封，以便所述冷卻劑通道僅僅在所述第一軸向端部處與所述機器腔流體相聯。
6.根據權利要求I所述的電機模塊，所述電機模塊還包括冷卻劑套，所述冷卻劑套定位在所述外殼內；和多個冷卻劑孔，所述多個冷卻劑孔定位成通過所述外殼的一部分，以便所述冷卻劑套與所述機器腔流體連通。
7.根據權利要求I所述的電機模塊，其中，所述轉子組件包括第一凸緣，所述第一凸緣定位成基本毗鄰所述第一軸向端部；和第二凸緣，所述第二凸緣定位成基本毗鄰所述第二軸向端部，其中，所述第一凸緣和所述第二凸緣構造并且布置成分別朝向所述第一轉子轂入口和所述第二轉子轂入口弓I導至少一部分冷卻劑。
8.根據權利要求I所述的電機模塊，其中，所述電機還包括定子組件，所述定子組件基本環繞所述轉子組件的至少一部分。
9.根據權利要求I所述的電機模塊，所述電機模塊還包括多個第一轉子轂入口，所述第一轉子轂入口定位成基本毗鄰所述第一軸向端部并且所述多個第一轉子轂入口中的每一個均與所述多條冷卻劑通道中的至少一個流體相聯；和多個第二轉子轂入口，所述第二轉子轂入口定位成基本毗鄰所述第二軸向端部并且所述多個第二轉子轂入口中的每一個均與所述多條冷卻劑通道中的至少一個流體相聯。
10.根據權利要求9所述的電機模塊，其中，與所述多個第一轉子轂入口流體相聯的所述冷卻劑通道僅僅在所述第二端部處與所述機器腔流體相聯，并且與所述多個第二轉子轂入口流體相聯的所述冷卻劑通道僅僅在所述第一軸向端部處與所述機器腔流體相聯。
11.一種電機模塊，所述電機模塊包括； 外殼，所述外殼至少部分地限定了機器腔；和 電機，所述電機定位成基本位于所述機器腔內并且至少部分地被所述外殼所包封，所述電機包括轉子組件，所述轉子組件包括轉子轂； 所述轉子組件可操作地聯接到輸出軸，所述輸出軸包括至少一個輸出軸冷卻劑通道；和至少一個輸出軸冷卻劑出口，所述至少一個輸出軸冷卻劑出口與所述輸出軸冷卻劑通道流體連通； 所述轉子組件包括至少一個磁體、第一軸向端部、和第二軸向端部，所述第一軸向端部與所述第二軸向端部基本相對， 所述轉子組件包括多條冷卻劑通道，所述冷卻劑通道從所述第一軸向端部延伸到所述第二軸向端部，所述多條冷卻劑通道與所述機器腔流體連通， 至少一個轉子轂通道定位成通過所述轉子組件的一部分，所述至少一個轉子轂通道將所述至少一個輸出軸冷卻劑出口流體聯接到所述多條冷卻劑通道的至少一部分， 至少第一轉子轂入口布置在所述轉子組件的基本毗鄰所述第一軸向端部的部分中，并且至少第二轉子轂入口布置在所述轉子組件的基本毗鄰所述第二軸向端部的部分中， 所述第一轉子轂入口與所述多條冷卻劑通道的至少一部分流體相聯，并且所述第二轉子轂入口與所述多條冷卻劑通道的至少一部分流體相聯，并且 其中，所述多條冷卻劑通道的與所述第一轉子轂入口流體相聯的部分、所述多條冷卻劑通道的與所述第二轉子轂入口流體相聯的部分、和所述多條冷卻劑通道的與所述至少一個轉子轂通道流體相聯的部分不是相同的冷卻劑通道。
12.根據權利要求11所述的電機模塊，所述電機模塊還包括至少一個平衡環，所述至少一個平衡環聯接到所述轉子組件的所述第一軸向端部和所述第二軸向端部中的至少一個。
13.根據權利要求12所述的電機，其中，所述至少一個平衡環構造并且布置成將冷卻劑從所述多條冷卻劑通道引導到所述機器腔中。
14.根據權利要求11所述的電機模塊，其中，所述多條冷卻劑通道的與所述第一轉子轂入口流體相聯的部分在緊鄰所述第一軸向端部處被基本密封，以便所述冷卻劑通道僅僅在所述第二軸向端部處與所述機器腔流體相聯。
15.根據權利要求14所述的電機，其中，所述多條冷卻劑通道的與所述第二轉子轂入口流體相聯的部分在緊鄰所述第二軸向端部處被基本密封，以便所述冷卻劑通道僅僅在所述第一軸向端部處與所述機器腔流體相聯。
16.根據權利要求11所述的電機，并且所述電機還包括冷卻劑套，所述冷卻劑套定位在所述外殼內；和多個冷卻劑孔，所述多個冷卻劑孔定位成通過所述外殼的一部分，以便所述冷卻劑套與所述機器腔流體連通。
17.根據權利要求11所述的電機模塊，其中，所述轉子組件包括第一凸緣，所述第一凸緣定位成基本毗鄰所述第一軸向端部；和第二凸緣，所述第二凸緣定位成基本毗鄰所述第二軸向端部，其中，所述第一凸緣和所述第二凸緣構造并且布置成分別引導至少一部分冷卻劑通過所述第一轉子轂入口和所述第二轉子轂入口。
18.根據權利要求11所述的電機模塊并且所述電機模塊還包括多個轉子轂通道，所述多個轉子轂通道流體聯接多個輸出軸冷卻劑出口和所述多條冷卻劑通道中的一部分。
19.用于冷卻電機模塊的方法，所述方法包括 提供一種至少部分地限定了機器腔的外殼； 將電機基本定位在所述機器腔內并且通過所述外殼至少部分地包封所述電機，所述電機包括轉子組件，所述轉子組件包括轉子轂、至少一個磁體、第一軸向端部、和第二軸向端部，所述第一軸向端部與所述第二軸向端部基本相對； 將所述轉子組件可操作地聯接到輸出軸，所述輸出軸包括至少一條輸出軸冷卻劑通道和至少一個輸出軸冷卻劑出口，所述至少一個輸出軸冷卻劑出口與所述輸出軸冷卻劑通道流體連通； 將多條冷卻劑通道定位在所述轉子組件內，以便所述多條冷卻劑通道從所述第一軸向端部延伸到所述第二軸向端部，所述多條冷卻劑通道與所述機器腔流體相聯； 將至少一條轉子轂通道定位成通過所述轉子組件的一部分，所述至少一條轉子轂通道與所述至少一個輸出軸冷卻劑出口和所述多條冷卻劑通道的至少一部分流體相聯； 將至少第一轉子轂入口布置在所述轉子組件的基本毗鄰所述第一軸向端部的部分中；和 將至少第二轉子轂布置在所述轉子組件的基本毗鄰所述第二軸向端部的部分中， 所述第一轉子轂入口與所述多條冷卻劑通道的至少一部分流體相聯，并且所述第二轉子轂入口與所述多條冷卻劑通道的至少一部分流體相聯，并且 其中，所述多條冷卻劑通道的與所述第一轉子轂入口流體相聯的部分、所述多條冷卻劑通道的與所述第二轉子轂入口流體相聯的部分、和所述多條冷卻劑通道的與所述至少一個轉子轂通道流體相聯的部分不是相同的冷卻劑通道。
20.根據權利要求19所述的方法，所述方法還包括在毗鄰所述第一軸向端部處基本密封所述冷卻劑通道的與所述第一轉子轂入口流體聯接的部分中的至少一些，并且在毗鄰所述第二軸向端部處基本密封所述冷卻劑通道的與所述第二轉子轂入口流體相聯的部分中的至少一些。
全文摘要
本發明的實施例設置了一種電機模塊，所述電機模塊包括限定了機器腔的外殼。在一些實施例中，電機能夠定位在機器腔內并且包括聯接到轉子疊層的轉子轂。轉子轂能夠包括第一和第二軸向端部，并且轉子疊層能夠包括凹陷部。在一些實施例中，凹陷部能夠對準，以限定多條冷卻劑通道的能夠與機器腔流體連通的部分。在一些實施例中，轉子轂能夠包括與冷卻劑通道的至少一部分流體連通的第一和第二轉子轂入口。第一和第二轉子轂入口能夠毗鄰轉子轂的軸向端部。在一些實施例中，與轉子轂入口流體連通的冷卻劑通道不是相同的冷卻劑通道。
文檔編號H02K9/19GK102934330SQ201180028039
公開日2013年2月13日 申請日期2011年6月8日 優先權日2010年6月8日
發明者B·D·錢伯林, C·伯格 申請人:瑞美技術有限責任公司