具有帶雙向流動的冷卻夾套的液體冷卻的旋轉電的制造方法

具有帶雙向流動的冷卻夾套的液體冷卻的旋轉電的制造方法
【專利摘要】本發明涉及液體冷卻的旋轉電機（40、140、240、340），其包括限定了熱傳遞表面（74）的夾套（70、170、270）和限定了冷卻劑容納表面（76）的套筒（72）。具有進入口（86）和退出口（88）的流體通道（78）定位在熱傳遞和冷卻劑容納表面（74、76）之間，并且橫過熱傳遞表面（74）。流體通道（78）限定了用于穿過電機（40、140、240、340）的液體冷卻劑的流動路徑（80、180、280），該流動路徑繞軸線（64）大致沿周向延伸，并且沿著與軸線（64）平行的方向前進，流動路徑（80、180、280）沿著與軸線（64）平行的相反的方向前進。另外，本發明涉及一種液體冷卻旋轉電機（40、140、240、340）的方法。
【專利說明】具有帶雙向流動的冷卻夾套的液體冷卻的旋轉電機
[0001]相關申請的優先權聲明
[0002]本申請要求以下專利申請的優先權:2013年3月4日提交的名稱為“LIQUID-COOLED ROTARY ELECTRIC MACHINE HAVING COOLING JACKET WITHB1-DIRECT1NAL FLOW (具有帶雙向流動的冷卻夾套的液體冷卻的旋轉電機)”的系列號為N0.13/784，227的美國專利申請；2013年3月4日提交的名稱為“Liquid-Cooled RotaryElectric Machine Having Fluid Channel WITH AUXILIARY COOLANT GROOVE (具有帶輔助冷卻劑凹槽的流體通道的液體冷卻的旋轉電機)”的系列號為N0.13/784，390的美國專利申請；2013年3月4日提交的名稱為“Liquid-Cooled Rotary Electric MachineHaving Axial End Cooling (具有軸向端部冷卻的液體冷卻的旋轉電機)”的系列號為N0.13/784, 789的美國專利申請；以及2013年3月4日提交的名稱為“Liquid-CooledRotary Electric Machine Having Heat Source-Surrounding FLUID Passage (具有熱源圍繞的流體通路的液體冷卻的旋轉電機)”的系列號為N0.13/784，799的美國專利申請。
【技術領域】
[0003]本發明涉及旋轉電機，例如發電機、交流發電機和馬達，其能夠沿單個或相反的方向繞一軸線旋轉，具體地，本發明涉及液體冷卻類型的這種旋轉電機。
【背景技術】
[0004]旋轉電機越來越多地在較高的內部溫度下操作，并且越來越需要為這樣的電機提供改進的冷卻，以提高它們的性能和可靠性。雖然空冷旋轉電機是常用的，但是這些電機的某些操作環境并不能使得它們自身進行良好的空冷。這樣的環境可能例如繞電機提供較小的空間以進行空氣循環或交換，將電機定位成緊鄰加熱的部件，這將使被引導到電機的冷卻空氣不利地加熱，或者周圍空氣可能包括污染物(例如粉塵、谷殼)，它們可能堵塞電機的冷卻空氣通路，堵塞穿過該通路的空氣流，并且抑制了充分冷卻。
[0005]已知的是，通過將旋轉電機包含在專門用來冷卻該電機(或者具有待液體冷卻的其它部件)的冷卻回路中，來液體冷卻旋轉電機。通常，這樣的回路包括泵和熱交換器，該泵用于引導冷卻劑流穿過該回路，該熱交換器用于從冷卻劑移除熱，該冷卻劑可以例如是水、油或二醇溶液。冷卻劑在壓力下供應到電機的冷卻劑入口中，循環穿過電機，且經由對流熱傳遞吸收熱，并且通過冷卻劑出口從電機排出，電機冷卻劑入口和出口提供了電機連接到冷卻回路的位置。這樣的冷卻回路是眾所周知的，不在本發明的范圍內，并且在本文中不再進一步描述。
[0006]使旋轉電機的尺寸最小化，同時使電機的排熱最大化，對于其可靠性和能夠長期操作而言是非常關鍵的。

【發明內容】

[0007]根據本發明，提供用于改進旋轉電機和/或這樣的電機中發現的額外熱源的液體冷卻的結構和方法。
[0008]本發明提供一種液體冷卻的旋轉電機，其具有定子和轉子，該定子具有中心軸線，該轉子被定子圍繞，并且繞中心軸線相對于定子旋轉。電機包括夾套，該夾套具有內部體積，定子和轉子定位在該內部體積中，夾套圍繞定子并且與定子傳導熱連通。夾套相對于中心軸線限定了徑向外部熱傳遞表面。電機包括流體通道，該流體通道具有進入口和退出口，在流體通道的進入口和退出口之間延伸，并且橫過夾套的熱傳遞表面。流體通道限定了用于穿過電機的液體冷卻劑的流動路徑，該流動路徑繞中心軸線大致沿周向延伸，并且在流體通道的進入口和退出口之間沿著與中心軸線平行的方向前進。用于穿過電機的液體冷卻劑的流動路徑在其橫過熱傳遞表面時沿著與中心軸線平行的相反的方向前進。
[0009]本發明的另一個方面在于，電機還包括套筒，該套筒繞夾套設置且相對于中心軸線限定了徑向內部冷卻劑容納表面，并且流體通道定位在夾套的熱傳遞表面和套筒的冷卻劑容納表面之間。
[0010]本發明的另一個方面在于，流動路徑繞中心軸線大致沿周向連續地延伸。
[0011]本發明的另一個方面在于，相對于繞中心軸線大致沿周向延伸獨立地，由流體通道限定的流動路徑沿著與中心軸線平行的至少一個方向前進。
[0012]另外，本發明的一個方面在于，相對于繞中心軸線大致沿周向延伸獨立地，由流體通道限定的流動路徑沿著與中心軸線平行的兩個方向前進。
[0013]本發明的另一個方面在于，流體通道包括多個大致環形地延伸的第一流體通道部分，每個第一流體通道部分都具有相對的兩個端部。每個第一流體通道部分繞中心軸線沿著每個第一流體通道部分在其相應的相對的兩個端部之間大致沿周向延伸，所述多個第一流體通道部分沿著中心軸線沿軸向分布。流體通道還包括多個第二流體通道部分，每個第二流體通道部分流體地連接一對第一流體通道部分的端部，流動路徑沿著每個第二流體通道部分在與中心軸線平行的方向上前進。
[0014]本發明的另一個方面在于，多個第二流體通道部分中的每個都流體地連接一對第一流體通道部分的軸向相鄰的端部。
[0015]本發明的另一個方面在于，流動路徑沿著多個第二流體通道部分中的每一個在與中心軸線平行的共同方向上前進。
[0016]本發明的另一個方面在于，通過第二流體通道部分流體地連接的一對第一流體通道部分的端部繞中心軸線大致沿徑向對準。
[0017]本發明的另一個方面在于，每個第一流體通道部分在其相對的入口端部和出口端部之間延伸，并且每個第二流體通道部分流體地連接一對第一流體通道部分的入口端部和出口端部，從而所述多個第一流體通道部分經由多個第二流體通道部分以串聯的方式彼此流體地連接。
[0018]此外，本發明的一個方面在于，通過第二流體通道部分流體地連接的一對第一流體通道部分的入口端部和出口端部彼此沿軸向相鄰。此外，本發明的一個方面在于，所述多個第一流體通道部分的入口端部和出口端部繞中心軸線大致沿徑向對準，并且在軸向相鄰的第一流體通道部分之間沿著與中心軸線平行的方向交錯分布。
[0019]本發明的另一個方面在于，流體通道包括第三流體通道部分，該第三流體通道部分具有相對的兩個端部，并且沿著與中心軸線大致平行的方向延伸。該第三流體通道部分定位在每個第一流體通道部分的相對的兩個端部之間，并且所述多個第一流體通道部分中的一個第一流體通道部分的端部流體地連接到第三流體通道部分的一個端部。第三流體通道部分的另一個端部流體地連接到流體通道的進入口和流體通道的退出口中的一者。
[0020]此外，本發明的一個方面在于，所述多個第一流體通道部分中的不同的一個第一流體通道部分的端部流體地連接到流體通道的進入口和流體通道的退出口中的另一者。
[0021]此外，本發明的一個方面在于，流體通道的進入口和退出口通過由包括第一流體通道部分、第二流體通道部分和第三流體通道部分的多個相互連接的流體通道部分彼此流體連通。所述多個相互連接的流體通道部分以串聯的方式彼此連接。
[0022]本發明的另一個方面在于，流體通道包括第三流體通道部分，該第三流體通道部分流體地連接到所述多個第一流體通道部分中的一個第一流體通道部分的端部，流動路徑沿著第三流體通道部分在與中心軸線平行、且與沿著第二流體通道部分的方向相反的方向上前進。
[0023]此外，本發明的一個方面在于，流動路徑沿著所有第二流體通道部分在與中心軸線平行的共同方向上前進。
[0024]本發明的另一個方面在于，流體通道的進入口和退出口均相對于轉子定位在沿著中心軸線的相同方向上。
[0025]本發明還提供一種液體冷卻旋轉電機的方法。該方法包括以下步驟:沿著由流體通道限定的流動路徑利用液體冷卻劑流橫過繞軸線設置的大致圓柱形的熱傳遞表面，該流動路徑繞軸線大致沿周向延伸，并且在流體通道的進入口和流體通道的退出口之間沿著與軸線平行的相反的方向前進。
[0026]本發明的另一個方面在于，根據該方法，流動路徑的繞軸線的大致沿周向的延伸相對于流動路徑的沿著與軸線平行的至少一個方向的前進是獨立的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]結合附圖，參考以下實施例的說明，示例性實施例的上述方面將會變得更加明顯并且將得到更好的理解，其中:
[0028]圖1為根據本發明的旋轉電機的第一實施例的前透視圖；
[0029]圖2為第一實施例旋轉電機的后透視圖；
[0030]圖3為第一實施例旋轉電機的前透視圖，其殼體套筒被移除；
[0031]圖4為第一實施例旋轉電機的后透視圖，其殼體套筒被移除；
[0032]圖5為第一實施例旋轉電機的后透視圖，其殼體套筒和后覆蓋物被移除；
[0033]圖6為第一實施例旋轉電機的局部俯視透視圖，其殼體套筒和后覆蓋物被移除；
[0034]圖7為第一實施例旋轉電機的沿著圖6和9的線7-7截取的橫截面圖；
[0035]圖8為第一實施例旋轉電機的沿著圖6和9的線8-8截取的橫截面圖；
[0036]圖9為沒有后覆蓋物的第一實施例旋轉電機的沿著圖7的線9-9截取的后端視圖；
[0037]圖10為第一實施例旋轉電機的局部橫截面俯視圖，不出了用于液體冷卻劑穿過的流動路徑；
[0038]圖11為根據本發明的旋轉電機的第二實施例的前透視圖；[0039]圖12為第二實施例旋轉電機的后透視圖；
[0040]圖13為第二實施例旋轉電機的前透視圖，其殼體套筒被移除；
[0041]圖14為第二實施例旋轉電機的后透視圖，其殼體套筒被移除；
[0042]圖15為第二實施例旋轉電機的后透視圖，其殼體套筒和后覆蓋物被移除；
[0043]圖16為第二實施例旋轉電機的局部俯視透視圖，其殼體套筒和后覆蓋物被移除；
[0044]圖17為第二實施例旋轉電機的沿著圖16和19的線17_17截取的橫截面圖；
[0045]圖18為第二實施例旋轉電機的沿著圖16和19的線18_18截取的橫截面圖；
[0046]圖19為沒有后覆蓋物的第二實施例旋轉電機的沿著圖17的線19-19截取的后端視圖；
[0047]圖20為第二實施例旋轉電機的局部橫截面俯視圖，示出了用于液體冷卻劑穿過的流動路徑；
[0048]圖21為根據本發明的第三實施例旋轉電機的后透視圖，其殼體套筒和后覆蓋物被移除；
[0049]圖22為第三實施例旋轉電機的局部俯視透視圖，其殼體套筒和后覆蓋物被移除；
[0050]圖23為第三實施例旋轉電機沿著圖22的線23-23和電機中心軸線截取的橫截面圖；
[0051]圖24為第三實施例旋轉電機沿著圖22的線24-24和電機中心軸線截取的橫截面圖；
[0052]圖25為沒有后覆蓋物的第三實施例旋轉電機的沿著圖23的線25_25截取的后端視圖；
[0053]圖26為根據本發明的第四實施例旋轉電機的分解局部橫截面側視圖；
[0054]圖27為根據本發明的旋轉電機的第五實施例的前透視圖；
[0055]圖28為第五實施例旋轉電機的后透視圖；
[0056]圖29為第五實施例旋轉電機的前透視圖，其殼體套筒被移除；
[0057]圖30為第五實施例旋轉電機的后透視圖，其殼體套筒被移除；
[0058]圖31為第五實施例旋轉電機的后透視圖，其殼體套筒和后覆蓋物被移除；
[0059]圖32為第五實施例旋轉電機的局部俯視透視圖，其殼體套筒和后覆蓋物被移除；
[0060]圖33為第五實施例旋轉電機的沿著圖32和35的線33_33截取的橫截面圖；
[0061]圖34為第五實施例旋轉電機的沿著圖32和35的線34_34截取的橫截面圖；
[0062]圖35為沒有后覆蓋物的第五實施例旋轉電機的沿著圖33的線35_35截取的后端視圖；以及
[0063]圖36為第五實施例旋轉電機的局部橫截面俯視圖，示出了用于液體冷卻劑穿過的流動路徑。
[0064]對應參考符號表明貫穿若干視圖的對應部分。盡管附圖代表了本發明公開的裝置和方法的實施例，但是附圖并不需要按比例繪制或者按相同的比例繪制，并且某些特征可能被夸大以更好地示出和解釋本發明。此外，在示出了截面圖的附圖中，為了清楚起見可以省略各個截面元件的陰影。應當理解，任何陰影線的省略都僅僅是為了圖示清楚的目的。
【具體實施方式】[0065]本發明的實施例并不是窮舉性的，也并不將本發明限制為以下詳細說明中公開的精確形式。相反，實施例選擇和描述成使得本領域技術人員可以了解和理解本發明的原理和實施。
[0066]本文所示的示例性旋轉電機實施例是帶驅動的交流發電機，但是應當理解，作為另外一種選擇，它們可以是其它類型的從動或驅動旋轉電機，例如發電機或馬達。
[0067]圖1至10示出了第一實施例旋轉電機40。電機40包括轉子42和定子44 (圖7和8)，轉子和定子之間進行相對旋轉運動。參考圖1和2，電機40具有大致圓柱形殼體52，該殼體設置有第一冷卻劑配合件54和第二冷卻劑配合件56。如圖所示，液體冷卻劑經由第一冷卻劑配合件54被接納到殼體52中，該第一冷卻劑配合件54是電機40的冷卻劑入口 ；液體冷卻劑經由第二冷卻劑配合件56從殼體52排出，該第二冷卻劑配合件56是電機40的冷卻劑出口。應當理解，配合件54和56在其用作電機40的冷卻劑入口和出口方面可以顛倒，結果是穿過電機的液體冷卻劑流的方向顛倒，并且與電機結構和操作相關的諸如入口、出口、進入口和/或退出口的特征以及冷卻劑沿著液體冷卻劑流動路徑的流動方向也將類似地顛倒。
[0068]對于所示的實施例，當其安裝和操作時，從旋轉電機40外部的供應源通過冷卻劑供應軟管(未示出)向入口配合件54提供加壓液體冷卻劑，該冷卻劑供應軟管夾持或以其它方式固定地連接到旋轉電機，出口配合件56類似地連接到冷卻劑返回軟管(未示出)，該冷卻劑返回軟管傳送從電機40排出的冷卻劑，該冷卻劑隨后被冷卻。通常，電機40是眾所周知類型的閉環冷卻劑系統的一部分，該系統包括液體冷卻劑泵和熱交換器(未不出)。
[0069]配合件54、56可以由鋼管形成，并且固定到圓形的、平面的、可移除的后覆蓋物58上，該后覆蓋物形成圓柱形殼體52的一個軸向端部。后覆蓋物58是剛性的，并且可以由鋼板材料形成，該鋼板材料具有孔口，配合件54、56的軸向內側端部插入到所述孔口中，并且通過例如硬釬焊附接到覆蓋物58。殼體52還包括圓形的、剛性的、平面的前覆蓋物60，該前覆蓋物也可以由鋼板材料形成。前覆蓋物60設置有中心孔口，軸62延伸穿過該中心孔口，該軸62能夠繞中心軸線64旋轉并且可旋轉地固定到轉子42。轉子42和軸62可以繞軸線64僅僅沿一個方向旋轉，或者沿兩個方向旋轉。在所示的實施例中，帶輪66在殼體52外部可旋轉地固定到軸62，以利用帶(未示出)驅動轉子42。在殼體52內部，軸62由前軸承和后軸承68、69支撐，如圖7和8所示。
[0070]電機40包括大致圓柱形夾套70，該夾套與定子44熱傳導連通，并且形成殼體52的一部分。夾套70優選地由高熱傳導性的剛性材料(例如鋁)鑄造而成，但是作為另外一種選擇也可以是鐵制的，和/或是沖壓件或焊接件。繞夾套70沿徑向設置有端部開口的圓柱形套筒72，該套筒可以由金屬(例如鋼或鋁)或塑性片狀材料形成。夾套70提供大致圓柱形的徑向外部熱傳遞表面74，管狀套筒72提供相互作用的圓柱形的徑向內部容納表面76。在徑向外部熱傳遞表面74和徑向內部容納表面76之間定位有流體通道78，該流體通道限定了用于穿過電機40的液體冷卻劑的流動路徑80。換言之，流體通道78沿軸向位于管狀套筒72的相對的兩個軸向端部之間，并且沿徑向位于疊置的徑向外部和內部表面74和76之間的空間中。用于穿過電機40的液體冷卻劑的流動路徑80的至少一部分跟隨流體通道78。
[0071]如圖所示，夾套70的大致圓柱形的徑向外部熱傳遞表面74具有多個長形壁82以及由壁82界定的互連凹部84。壁82的徑向最外部表面與套筒72的圓柱形的、平滑的徑向內部容納表面76接觸，該徑向內部容納表面基本上沒有特別之處。從而，流體通道78沿徑向定位在套筒的內部容納表面76和凹部84的底部之間。流動路徑80跟隨互連凹部84。如圖所示，流體通道78的橫截面可以是大致矩形的，并且形狀可以是大致均勻的，但是也可以是另外的形狀和/或是非均勻的。流體通道78的液壓直徑沿著流動路徑80可以是變化的，以根據需要影響冷卻劑流和/或熱傳遞條件。
[0072]夾套70和套筒72例如通過過盈配合或熱配合而以已知的方式附接在一起，例如通過在組裝之前冷卻夾套70和加熱套筒72，然后在它們相對于彼此定位之后允許它們的溫度均衡。作為另外一種選擇，它們可以通過卷曲或焊接，或者利用緊固件(未示出)，或者通過其它的常規手段進行附接。此外，本領域普通技術人員將會認識到，不采用如圖所示構造的夾套70和套筒72，可以是夾套的徑向外部熱傳遞表面74基本上沒有特別之處，而套筒的徑向內部容納表面76設置有限定了流體通道78的壁和凹部。參考圖7和8，密封件98設置在夾套70和套筒72之間，處于流體通道78的軸向外側，并且靠近套筒72的相對的軸向端部，以防止冷卻劑從電機40泄漏。
[0073]在流體通道78的相對的兩個端部處，在沿著流動路徑80靠近夾套70的后軸向端部的位置處，具有流體通道進入口 86和退出口 88，該進入口和退出口在夾套70和套筒72之間的密封連接部的徑向內側延伸穿過夾套70。如上所述，根據所選的沿著穿過電機40的流動路徑80的冷卻劑流的方向，進入口 86和退出口 88的指定同樣可以顛倒。在電機40中，流體通道78包括多個基本上環形的第一流體通道部分90，每個第一流體通道部分繞軸線64周向地延伸。第一流體通道部分90是相互平行的，并且平行于與軸線64垂直的假想平面(未示出)。流體通道78還包括多個第二流體通道部分92，每個第二流體通道部分在一對第一流體通道部分90的沿軸向相鄰的端部94之間延伸。每個第二流體通道部分92以串聯的方式流體地連接一對相鄰的第一流體通道部分90，一個第一流體通道部分90的入口端部94通過第二流體通道部分92流體地連接到另一個第一流體通道部分90的出口端部94。流體通道部分90和92提供一系列由冷卻劑流動路徑80跟隨的蜿蜒路徑。從而，可以理解，流體通道78繞中心軸線64經由第一流體通道部分90沿周向延伸，并且在沿著軸線64的方向上經由第二流體通道部分92沿軸向前進。因此，在電機40中，流體通道78限定的流動路徑80在沿著中心軸線64的方向上(經由第二流體通道部分92)相對于繞軸線64 (經由第一流體通道部分90)大致沿周向延伸的流動路徑180獨立地前進。
[0074]流體通道78還包括長形的、大致線性的第三流體通道部分96，該第三流體通道部分在沿著中心軸線64的方向上延伸。如圖所示，流體通道部分96的兩個相對的端部中的一個端部流體地連接到流體通道進入口 86，另一個端部流體地連接到第一流體通道部分90的最接近前覆蓋物60且最遠離流體通道進入口 86的端部94。如上所述，多個第一流體通道部分90通過多個第二流體通道部分92以串聯的方式流體地連接，以限定出流動路徑80。如圖所示，流體通道退出口 88位于環形的第一流體通道部分90的最接近后覆蓋物58的出口端部94處。從而，流體通道進入口 86和退出口 88在電機40內通過串聯連接的流體通道部分90、92和96彼此流體連通。在某些未示出的實施例中，流體通道部分90、92和/或96中任一個限定的流體通道78的寬度，可以沿著流體通道長度局部地或整體地分開，以便根據需要沿著流動路徑提供平行的子通道。[0075]通常，圓柱形夾套70具有內部體積以及在電機40的后部處的軸向端部部分100。夾套的軸向端部部分100部分地封閉轉子42和定子44所在的夾套內部體積的一個軸向端部。流體腔室102由夾套的軸向端部部分100的壁104限定，并且流體地連接到流體通道78。如圖所示，流體腔室102經由流體通道進入口 86連接到流體通道78。在可供選擇的未示出的實施例中，流體腔室102可以經由流體通道退出口 88連接到流體通道78。
[0076]壁104和后覆蓋物58形成基本上環形的流體通路106，該流體通路106在流體腔室102和流體通路106的第一和第二開口 108、110之間延伸。流體通路106也限定了流動路徑80。如圖所示，第一開口 108位于第一冷卻劑配合件54的軸向內側端部處，如上所述，該第一冷卻劑配合件54是電機40的冷卻劑入口。作為另外一種選擇，流體腔室102的第一開口 108可以位于夾套70的圓柱形外壁中，第一冷卻劑配合件54配合到該外壁中，而不是如上所述和如圖所示固定到覆蓋物58。在這樣的可供選擇的未示出的實施例中，冷卻劑入口配合件從電機40沿徑向延伸，而不是由覆蓋物58承載且從覆蓋物58沿軸向延伸。經由第一配合件54和第一開口 108接納到流體腔室102中的液體冷卻劑繞中心軸線64沿著流動路徑80穿過流體通路106環形地引導到第二開口 110。在所示的實施例中，第二開口110流體地連接到流體分配通道78的進入口 86。
[0077]夾套的軸向端部部分100還設置有端口 112，該端口 112流體地連接到流體通道78的退出口 88，如圖8中最佳地示出。端口 112通過襯墊或密封件114與流體腔室102流體地隔絕，該襯墊或密封件還密封夾套70和后覆蓋物58之間的連接部，以防止液體冷卻劑從流體通路106沿徑向向外泄漏或沿徑向向內泄漏。
[0078]在環形流體腔室102的徑向內側設置有由夾套的軸向端部部分的壁104形成的腔體116。腔體116基本上被密封件114和流體腔室102圍繞。腔體116和腔室102通過將它們分隔開的壁104進行傳導熱連通。為電力電子器件模塊120形式的熱源118設置在腔體116中，并且與壁104傳導熱連通。電力電子器件120具有合適的構造，并且為相關領域中已知的類型，其用于控制引起轉子42和定子44之間的相對旋轉的電能，或者用于控制由它們的相對旋轉產生的電能，根據具體情況而定。軸后軸承69被支撐在由夾套的軸向端部部分100的壁104限定的軸承安裝部分122中，是電機40的另一個熱源118。
[0079]來自于熱源118的能夠通過夾套的軸向端部部分的壁104傳遞的熱能夠沿著流動路徑80在流體通路106中以對流的方式傳遞到液體冷卻劑。因此，來自定子44的熱和來自額外熱源118 (例如電力電子器件模塊120和/或后軸承69)的熱能夠沿著流動路徑80經由夾套70的圓柱形壁和夾套的軸向端部部分100以對流的方式傳遞到液體冷卻劑。
[0080]從附圖和以上的說明中，可以理解，用于穿過電機40的液體冷卻劑的流動路徑80開始于第一冷卻劑配合件54處，沿著環形流體通路106延伸且延伸穿過流體通道78，并且終止于第二冷卻劑配合件56處。更具體地，通過冷卻劑入口 54被接納到電機40中的液體冷卻劑經由第一開口 108接納到流體腔室102中，沿環形流動通過流體通路106而流動到第二開口 110，通過第二開口 110進入流體分配通道78的進入口 86，并且在沿著中心軸線64的方向上穿過第三流體通道部分96而繼續行進到第一流體通道部分90的最接近前覆蓋物60的連接的入口端部94。該第一流體通道部分90中的液體冷卻劑繞軸線64沿周向在夾套70和套筒72的相互作用的表面74、76之間、在由夾套壁82界定的夾套凹部84中流動。當液體冷卻劑到達第一流體通道部分90的相對的出口端部94時，其接下來在大致沿軸向64的方向上經由第二流體通道部分92沿軸向繼續行進到軸向相鄰的第一流體通道部分90的入口端部94，液體冷卻劑沿著該相鄰的第一流體通道部分繞軸線64沿周向流動到該相鄰的第一流體通道部分90的相對的出口端部90。液體冷卻劑的流動路徑80以這種方式繼續穿過以串聯方式連接的流體通道78的第一和第二部分90、92，直到到達流體通道78的退出口 88。冷卻劑通過退出口 88從流體通道78流出，并且流動到端口 112，冷卻劑從該端口 112通過第二冷卻劑配合件56流出電機40。參考圖9和10，所述的用于穿過電機40的液體冷卻劑的流動路徑80用方向性箭頭表示。作為另外一種選擇，端口 112可以定位在夾套70的圓柱形外壁中，其中第二冷卻劑配合件56配合到該外壁中，而不是如上所述和如圖所示地固定到覆蓋物58。在這樣的可供選擇的未示出的實施例中，冷卻劑出口配合件從電機40沿徑向延伸，而不是由覆蓋物58承載且從覆蓋物58沿軸向延伸。
[0081]圖11至20示出了第二實施例旋轉電機140，除了附圖所示和本文所述的之外，該第二實施例旋轉電機在結構、操作和功能上與第一實施例旋轉電機40基本上相同。第二實施例的電機140的與第一實施例電機40的相應、對應特征明顯不同的獨特特征用代表第一實施例電機40中的相應特征相關的附圖標記加上數字100的附圖標記表示。
[0082]第二實施例的電機140包括大致圓柱形殼體152，該殼體152設置有第一冷卻劑配合件154和第二冷卻劑配合件56。如圖所示，液體冷卻劑經由第一冷卻劑配合件154被接納到殼體152中，該第一冷卻劑配合件154是電機140的冷卻劑入口 ；液體冷卻劑經由第二冷卻劑配合件56從殼體152排出，該第二冷卻劑配合件56是電機140的冷卻劑出口。如上結合第一實施例電機40所述，應當理解，配合件154和56在成為電機140的冷卻劑入口或冷卻劑出口方面可以是顛倒的，結果穿過電機的液體冷卻劑流的方向也是顛倒的。與沿著液體冷卻劑流動路徑的冷卻劑流的方向相關的諸如入口、出口、進入口和/或退出口的特征將同樣是顛倒的。第二實施例電機140可以在液體冷卻回路中取代第一實施例電機40，其中類似地從旋轉電機140外部的供應源向入口配合件154提供加壓液體冷卻劑，出口配合件56類似地連接到冷卻劑返回軟管(未示出)。
[0083]配合件154自身在結構上與配合件54相同，并且以與后覆蓋物58的配合件54類似的方式連接到可移除的后覆蓋物158 ;后覆蓋物158自身在結構上類似于后覆蓋物58，它們之間的主要差別在于配合件54和154的相應位置。如圖12和14中最佳地示出，冷卻劑配合件154居中地定位在圓形覆蓋物158上，與中心軸線64大致同軸線。
[0084]電機140包括大致圓柱形夾套170，該夾套與定子44熱傳導連通，并且形成殼體152的一部分。夾套170的材料及其與定子44的關系基本上如以上關于第一實施例電機40的夾套70所述。此外，夾套170和圓柱形套筒72配合以限定流體通道78，如以上關于電機40所述。流體通道78限定了用于穿過電機140的液體冷卻劑的流動路徑180。
[0085]參考圖15-19，大致圓柱形夾套170具有內部體積以及處于電機140的后部處的軸向端部部分200，該軸向端部部分200封閉夾套的內部體積的軸向端部，轉子42和定子44位于該內部體積中。流體腔室202由夾套的軸向端部部分200的壁204限定，流體腔室202經由進入口 86流體地連接到上述流體通道78。夾套的軸向端部部分200的壁204和覆蓋物158形成大致螺旋形的流體通路206，該流體通路206在第一和第二開口 208、210之間延伸。第一開口 208位于第一冷卻劑配合件154的軸向內側端部處，該第一冷卻劑配合件154是電機140的冷卻劑入口。經由第一冷卻劑配合件154接納到流體腔室202中的液體冷卻劑繞中心軸線64在該中心軸線64外側沿著流動路徑180穿過螺線型通路206而引導到第二開口 210。第二開口 210流體地連接到流體分配通道78的進入口 86。類似于電機40的夾套的軸向端部部分100，夾套的軸向端部部分200設置有端口 112，該端口 112流體地連接到流體通道78的退出口 88。端口 112通過襯墊或密封件214與流體腔室202流體地隔絕，該襯墊或密封件還密封夾套170和可移除后覆蓋物158之間的連接部，以防止液體冷卻劑從流體腔室202泄漏。
[0086]夾套的軸向端部部分200設置有由夾套的軸向端部部分的壁204形成的大致平面的、軸向內部表面216。表面216和流體腔室202通過將它們分隔開的壁204進行傳導熱連通。為電力電子器件模塊220形式的第一熱源218抵靠表面216設置，并且與壁204傳導熱連通。電力電子器件220具有合適的構造，并且為相關領域中已知的類型，其用于控制引起轉子42和定子44之間的相對旋轉的電能，或者用于控制由它們的相對旋轉產生的電能，根據具體情況而定。軸后軸承69被支撐在由夾套的軸向端部部分200的壁204限定的軸承安裝部分222中，是電機140的另一個熱源218。
[0087]來自于熱源218的能夠通過夾套的軸向端部部分的壁204傳遞的熱能夠沿著流動路徑180在流體通路206中以對流的方式傳遞到液體冷卻劑。因此，來自定子44的熱和來自額外熱源218 (例如電力電子器件模塊220和/或后軸承69)的熱能夠沿著流動路徑180經由夾套170的圓柱形壁和夾套的軸向端部部分200以對流的方式傳遞到液體冷卻劑。
[0088]從附圖和以上的說明中，可以理解，用于穿過電機140的液體冷卻劑的流動路徑180開始于第一冷卻劑配合件154處，沿著螺旋形流體通路206延伸且延伸穿過流體通道78，并且終止于第二冷卻劑配合件56處。更具體地，通過冷卻劑入口 154被接納到電機140中的液體冷卻劑經由第一開口 208接納到流體腔室202中，繞軸線64且在軸線64外側流過流體通路206，通過第二開口 210進入流體分配通道78的進入口 86，并且在沿著中心軸線64的方向上穿過第三流體通道部分96繼續行進到第一流體通道部分90的最接近前覆蓋物60的連接的入口端部94，如第一實施例電機40中所述。該第一流體通道部分90中的液體冷卻劑繞軸線64沿周向在夾套170和套筒72的相互作用的表面74、76之間、在由夾套壁82界定的夾套凹部84中流動。如上所述，當液體冷卻劑到達第一流體通道部分90的相對的出口端部94時，其接下來在大致沿軸線64的方向上經由第二流體通道部分92沿軸向繼續行進到軸向相鄰的第一流體通道部分90的入口端部94，液體冷卻劑沿著該相鄰的第一流體通道部分繞軸線64沿周向流動到該相鄰的第一流體通道部分90的相對的出口端部90，如第一實施例電機40中所述。液體冷卻劑的流動路徑180以這種方式繼續穿過以串聯方式連接的流體通道78的第一和第二部分90、92，直到到達流體通道78的退出口 88。冷卻劑通過退出口 88從流體通道78流出，并且流動到端口 112，冷卻劑從該端口 112通過第二冷卻劑配合件56流出電機140。參考圖19和20，所述的用于穿過電機140的液體冷卻劑的流動路徑180用方向性箭頭表示。作為另外一種選擇，流體腔室202的第一開口 208可以位于夾套170的圓柱形外壁中，第一冷卻劑配合件154配合到該外壁中，而不是如上所述和如圖所示固定到覆蓋物158。另外，作為另外一種選擇，端口 112可以定位在夾套170的圓柱形外壁中，其中第二冷卻劑配合件56配合到該外壁中，而不是如上所述和如圖所示地固定到覆蓋物158。在這樣的可供選擇的未示出的實施例中，冷卻劑入口和出口配合件從電機140沿徑向延伸，而不是由覆蓋物158承載且從覆蓋物158沿軸向延伸。[0089]圖21至25示出了第三實施例旋轉電機240，除了附圖所示和本文所述的之外，該第二實施例旋轉電機在結構、操作和功能上也與第一實施例旋轉電機40基本上相同。第二實施例的電機240的與第一實施例電機40的相應、對應特征明顯不同的獨特特征用代表第一實施例電機40中的相應特征相關的附圖標記加上數字200的附圖標記表示。電機240的外觀類似于電機40和140的外觀，但是對于冷卻劑入口配合件254相對于其可移除的后覆蓋物258的位置而言，分別以另外的方式類似于電機40、140的第一冷卻劑配合件54、154和后覆蓋物58、158。第三實施例電機240的大致圓柱形殼體252還包括冷卻劑出口 56。如上結合第一和第二實施例電機40、140所述，應當理解，第三實施例電機240的第一和第二冷卻劑配合件254、56將電機240流體地連接到液體冷卻回路的其余部分，并且可以是顛倒的，結果穿過電機的液體冷卻劑流的方向也是顛倒的。與沿著液體冷卻劑流動路徑的冷卻劑流的方向相關的諸如入口、出口、進入口和/或退出口的特征將同樣是顛倒的。
[0090]電機240的大致圓柱形夾套270形成殼體252的一部分，并且類似于第一實施例電機40的夾套70。夾套270與定子44傳導熱連通，并且與圓柱形套筒72配合以在它們之間限定出流體通道78，如以上關于電機40和140所述。流體通道78限定了用于穿過電機240的液體冷卻劑的流動路徑280。
[0091]大致圓柱形夾套270具有內部體積以及處于電機240的后部處的軸向端部部分300，該軸向端部部分300部分地封閉夾套的內部體積的軸向端部，轉子42和定子44位于該內部體積中。流體腔室302由夾套的軸向端部部分300的壁304限定，流體腔室302經由進入口 86流體地連接到上述流體通道78。壁304和可移除的后覆蓋物258形成在第一和第二開口 308、310之間延伸的大致S形流體通路306。第一開口 308位于第一冷卻劑配合件254的軸向內側端部處，該第一冷卻劑配合件154是電機240的冷卻劑入口。經由第一冷卻劑配合件254接納到流體腔室302中的液體冷卻劑沿著螺線型流動路徑280穿過流體通路306而被引導到第二開口 310。第二開口 310流體地連接到流體分配通道78的進入口 86。類似于電機40的夾套的軸向端部部分100，夾套的軸向端部部分300設置有端口112，該端口 112流體地連接到流體通道78的退出口 88。端口 112通過襯墊或密封件314與流體腔室302流體地隔絕，該襯墊或密封件還密封夾套270和可移除后覆蓋物258之間的連接部，以防止液體冷卻劑從流體腔室302泄漏。
[0092]第一和第二腔體316、317由夾套的軸向端部部分300的壁304限定，并且每個腔體大致由S形流體腔室302的一部分圍繞，該部分在腔體316、317之間延伸并且將它們彼此分隔開。每個相應的腔體316、317以及腔室302通過將它們分隔開的壁304進行傳導熱連通。為第一電力電子器件模塊320形式的熱源318設置在第一腔體316中，并且與其限定的壁304傳導熱連通。為第二電力電子器件模塊321形式的另一個熱源318設置在第二腔體317中，并且與其限定的壁304傳導熱連通。每個電力電子器件模塊320、321具有合適的構造，并且為相關領域中眾所周知的類型，其用于控制引起轉子42和定子44之間的相對旋轉的電能，或者用于控制由它們的相對旋轉產生的電能，根據具體情況而定。流體通路306的S形樣式允許液體冷卻劑傳遞到每個模塊320、321的三個側面上，以便對于給定的熱源包裝尺寸通過允許最多的冷卻劑與壁304接觸而使得模塊的排熱最大化。此外，軸后軸承69被支撐在由夾套的軸向端部部分300的壁304限定的軸承安裝部分322中，在電機240操作期間也可以用作熱源318。[0093]來自于熱源318的能夠通過夾套的軸向端部部分的壁304傳遞的熱能夠沿著流動路徑280在流體通路306中以對流的方式傳遞到液體冷卻劑。因此，來自定子44的熱和來自額外熱源318 (例如電力電子器件模塊320、321和/或后軸承69)的熱能夠沿著流動路徑280經由夾套270的圓柱形壁和夾套的軸向端部部分300以對流的方式傳遞到液體冷卻劑。
[0094]從附圖和以上的說明中，可以理解，用于穿過電機240的液體冷卻劑的流動路徑280開始于第一冷卻劑配合件254處，沿著S形流體通路306延伸且延伸穿過流體通道78，并且終止于第二冷卻劑配合件56處。更具體地，通過冷卻劑入口 254被接納到電機240中的液體冷卻劑經由第一開口 308接納到流體腔室302中，沿著沿周向繞每個腔體316、317且基本上圍繞每個腔體316、317延伸的螺線型流體通路306流動，并且通過第二開口 310進入流體通道78的進入口 86。在流體通道78中，冷卻劑在沿著中心軸線64的方向上穿過第三流體通道部分96，而繼續行進到第一流體通道部分90的最接近前覆蓋物60的流體地連接的入口端部94，如第一和第二實施例電機40、140中所述。該第一流體通道部分90中的液體冷卻劑繞軸線64沿周向在夾套270和套筒72的相互作用的表面74、76之間、在由夾套壁82界定的夾套凹部84中流動。當液體冷卻劑到達第一流體通道部分90的相對的出口端部94時，其接下來在大致沿軸線64的方向上經由第二流體通道部分92沿軸向繼續行進到軸向相鄰的第一流體通道部分90的入口端部94，液體冷卻劑沿著該相鄰的第一流體通道部分繞軸線64沿周向流動到該相鄰的第一流體通道部分90的相對的出口端部90，如第一和第二實施例電機40、140中所述。液體冷卻劑的流動路徑280以這種方式繼續穿過以串聯方式連接的流體通道78的第一和第二部分90、92，穿過流體通道78的退出口 88，行進到端口 112，并且通過第二冷卻劑配合件56離開電機240。參考圖25，所述的用于穿過電機240的液體冷卻劑的流動路徑280用方向性箭頭表示。作為另外一種選擇，流體腔室302的第一開口 308可以位于夾套270的圓柱形外壁中，第一冷卻劑配合件254配合到該外壁中，而不是如上所述和如圖所示固定到覆蓋物258。另外，作為另外一種選擇，端口 112可以定位在夾套170的圓柱形外壁中，其中第二冷卻劑配合件56配合到該外壁中，而不是如上所述和如圖所示地固定到覆蓋物258。在這樣的可供選擇的未示出的實施例中，冷卻劑入口和出口配合件從電機240沿徑向延伸，而不是由覆蓋物258承載且從覆蓋物258沿軸向延伸。
[0095]圖26示出了與第三實施例電機240類似的第四實施例旋轉電機340的一部分，包括可供選擇的未示出的變型，其中冷卻劑入口和出口配合件從夾套的圓柱形壁沿徑向延伸。然而，在電機340中，與第二實施例電機240的電力電子器件模塊320、321類似的第一和第二電力電子器件模塊420、421是安裝到其可移除的后覆蓋物358上的熱源418。電機340的后覆蓋物358是其殼體352的部件，在其它方面類似于電機240的后覆蓋物258。電力電子器件420、421被接納到夾套270的腔體316、317中，并且這些熱源418與夾套的軸向端部部分300的壁304傳導熱連通，如第三實施例電機240中所述。后軸承69是電機340的另一個熱源418。根據第四實施例電機340的公開，可以想到與本文公開的其它電機類似但是具有安裝在其后覆蓋物上的熱源的旋轉電機實施例(未示出)。
[0096]圖27至36示出了第五實施例旋轉電機440。電機440包括轉子42和定子444(圖33和34)，轉子和定子之間進行相對旋轉運動。參考圖27和28，電機440具有大致圓柱形殼體452，該殼體設置有第一冷卻劑配合件454和第二冷卻劑配合件456。如圖所示，液體冷卻劑經由第一冷卻劑配合件454被接納到殼體452中，該第一冷卻劑配合件454是電機440的冷卻劑入口 ；液體冷卻劑經由第二冷卻劑配合件456從殼體452排出，該第二冷卻劑配合件456是電機440的冷卻劑出口。與上述實施例一樣，應當理解，配合件454和456在其用作電機440的冷卻劑入口和出口方面可以顛倒，結果是穿過電機的液體冷卻劑流的方向顛倒，并且與冷卻劑流沿著液體冷卻劑流動路徑的流動方向相關的諸如入口、出口、進入口和/或退出口的特征也將因此而類似地顛倒。
[0097]通常，與上述實施例一樣，電機440是眾所周知類型的閉環冷卻劑系統的一部分，該系統包括液體泵和熱交換器(未示出)。對于所示的實施例，當其安裝和操作時，從旋轉電機440外部的供應源通過冷卻劑供應軟管(未示出)向入口配合件454提供加壓液體冷卻齊U，該冷卻劑供應軟管夾持或以其它方式固定地連接到旋轉電機。出口配合件456類似地連接到冷卻劑返回軟管(未示出)，該冷卻劑返回軟管傳送從電機440排出的冷卻劑，該冷卻劑隨后被冷卻。
[0098]配合件454、456可以由鋼管形成，并且分別固定到圓形的、平面的前覆蓋物460和后覆蓋物458，該前覆蓋物460和后覆蓋物458形成圓柱形殼體452的相對的前軸向端部和后軸向端部。覆蓋物458、460是剛性的，并且可以由鋼板材料形成，該鋼板材料具有孔口，配合件456、454的軸向內側端部插入到所述孔口中，并且通過例如硬釬進行附接。前覆蓋物460也設置有中心孔口，軸62延伸穿過該中心孔口，該軸62能夠繞中心軸線64旋轉并且可旋轉地固定到轉子42。帶輪66在殼體452外部可旋轉地固定到軸62。在殼體452內部，軸62由前軸承和后軸承68、69支撐，如圖33和34所示。
[0099]電機440包括大致圓柱形夾套470，該夾套與定子444熱傳導連通，并且形成殼體452的一部分。夾套470優選地由高熱傳導性的剛性材料(例如鋁)鑄造而成，但是作為另外一種選擇也可以是鐵制的，和/或是沖壓件或焊接件。繞夾套470沿徑向設置有管狀的圓柱形套筒472，該套筒可以由例如金屬或塑性片狀材料形成。夾套470具有大致圓柱形的徑向外部熱傳遞表面474，并且管狀套筒472具有相互作用的圓柱形的徑向內部容納表面476。在徑向外部熱傳遞表面474和徑向內部容納表面476之間具有流體通道478，該流體通道限定了用于穿過電機440的液體冷卻劑的流動路徑480。換言之，流體通道478沿軸向位于管狀套筒472的相對的兩個端部之間，并且沿徑向位于疊置的外部和內部表面474和476之間的空間中。用于穿過電機440的液體冷卻劑的流動路徑480的至少一部分跟隨流體通道478。
[0100]夾套470和套筒472可以例如以已知的方式過盈配合或熱配合在一起，例如通過在組裝之前冷卻夾套470和加熱套筒472，然后在它們相對于彼此定位之后允許它們的溫度均衡。此外，本領域普通技術人員將會認識到，不采用如圖所示的構造，夾套的徑向外部熱傳遞表面474可以基本上沒有特別之處，而套筒的徑向內部容納表面476設置有限定了流體通道的特征結構。參考圖33和34，密封件498在夾套470和套筒472的相對的軸向端部處設置在夾套470和套筒472之間。
[0101]夾套470的大致圓柱形的徑向外部熱傳遞表面474設置有連續的螺旋凹槽482，該螺旋凹槽繞軸線64沿周向延伸，在沿著軸線64的方向上以均勻的間距沿軸向前進，并且限定了流體通道478。如圖所示，螺旋凹槽482的橫截面可以是大致矩形的并且其形狀是大致均勻的，但是也可以沿著流動路徑480是變化的，以便根據需要影響冷卻劑流和/或熱傳遞條件。徑向外部熱傳遞表面474的在螺旋凹槽482外側的部分與套筒472的圓柱形的平滑的徑向內部容納表面476接觸，該徑向內部容納表面基本上沒有特別之處。從而，流體通道478的各部分沿徑向定位在套筒的內部容納表面476和凹槽482的底部之間。
[0102]在電機440中，螺旋凹槽482限定了流體通道478的初級或第一部分，該初級或第一部分繞軸線64沿周向延伸并且同時在沿著軸線64的方向上前進。由螺旋凹槽482限定的流體通道478繞著且沿著軸線64的同時的周向延伸和軸向前進是相互依賴的。換言之，在電機440中，依賴于大致繞軸線64沿周向延伸的流動路徑480，流體通道478限定的流動路徑480在沿著中心軸線64的方向上前進。
[0103]在螺旋凹槽482的相對的兩個端部484、485處，在沿著流動路徑480的位置處，分別具有流體通道478的進入口 486和退出口 488。進入口 486和退出口 488均在夾套470和套筒472之間的密封連接部的徑向內側延伸穿過夾套470。如上所述，根據所選的沿著穿過電機440的流動路徑480的冷卻劑流的方向，進入口 486和退出口 488的指定同樣可以顛倒。在電機440的可供選擇的未示出的實施例中，配合件454和456位于螺旋凹槽482的相對的兩個端部處，固定到在圓柱形套筒472內設置的孔口中，并且分別限定了流體通道進入口 486和流體通道退出口 488。在這樣的可供選擇的實施例中，配合件454和456從電機440沿徑向延伸，而不是由覆蓋物460和458承載且從覆蓋物460和458沿軸向延伸，如上所述且如圖所示。
[0104]已知現有的液體冷卻的旋轉電機包括大致圓柱形的熱傳遞表面，該熱傳遞表面具有與凹槽482類似的螺旋凹槽，該螺旋凹槽限定了螺旋流體通道。根據限定了這樣的螺旋流體通道的凹槽，在這些現有的電機中可以具有這樣的熱傳遞表面的區域，在這些區域處出現的冷卻行為最少，原因是相對于熱傳遞表面的其余部分，這些區域沒有被流體通道橫穿，因此沒有對流冷卻。這樣的區域可以是局部過熱的部位。
[0105]為了應對現有的液體冷卻的旋轉電機的這個缺陷，電機440的流體通道478還包括處于熱傳遞表面474中的一對輔助冷卻劑凹槽490、491。輔助冷卻劑凹槽490、491限定了穿過電機440的液體冷卻劑流動路徑480以及流體通道478的次級部分。如圖所示，每個輔助冷卻劑凹槽490、491具有大致半圓形形狀，并且沿著其長度具有大致均勻的尺寸；這些特征可以根據需要而改變，以影響沿著這些特征的冷卻劑流和從相關區域的熱傳遞。由輔助冷卻劑凹槽490、491限定的次級流體通道部分的橫截面尺寸顯著小于由螺旋凹槽482限定的初級流體通道部分。因此，液體冷卻劑穿過輔助冷卻劑凹槽490、491的流量顯著小于液體冷卻劑穿過螺旋凹槽482的流量。
[0106]相對于冷卻劑流沿著流動路徑480的方向，首先遇到的輔助冷卻劑凹槽490在沿著螺旋凹槽482間隔開的第一位置492和第二位置493之間延伸。在所示的實施例中，第一和第二位置492、493繞軸線64沿周向間隔開大約360°。因此，第一位置492和第二位置493可以繞軸線64大致沿徑向對準，如圖所示。位置492、493還沿軸向間隔開大約螺旋凹槽482的均勻間距長度。第一位置492定位在螺旋凹槽482的端部484附近，與流體通道進入口 486相鄰。第二位置493沿軸向定位在第一位置492內側，即在沿著軸線64的方向上遠離進入口 486且朝向退出口 488。因此，在其端部484附近，螺旋凹槽482經由輔助冷卻劑凹槽490流體地連接到自身的軸向內側部分。軸向內側的第二位置493的部位在一點附近，在該點處，螺旋凹槽482完成其在熱傳遞表面474中在沿著螺旋凹槽482的冷卻劑流的方向上繞中心軸線64的第一次周向延伸。因此，在第一位置492處，螺旋凹槽/流體通道初級部分482經由流體通道次級部分490流體地連接到其在第二位置493的本身。
[0107]相似地，第二次遇到的輔助冷卻劑凹槽491在沿著螺旋凹槽482間隔開的第三位置494和第四位置495之間延伸。在所示的實施例中，第三和第四位置494、495繞軸線64沿周向間隔開大約360°。因此，第三位置494和第四位置495可以繞軸線64大致沿徑向對準，如圖所示。位置494、495還沿軸向間隔開大約螺旋凹槽482的均勻間距長度。第四位置495定位在螺旋凹槽482的端部485附近，與流體通道退出口 488相鄰。第三位置494定位在第四位置495的軸向內側，即在沿著軸線64的方向上遠離退出口 488且朝向進入口486。因此，在其端部485附近，螺旋凹槽482經由輔助冷卻劑凹槽491流體地連接到自身的軸向內側部分。軸向內側的第三位置494的部位在一點附近，在該點處，螺旋凹槽482開始其在熱傳遞表面474中在沿著螺旋凹槽482的冷卻劑流的方向上繞中心軸線64的最后一次周向延伸。因此，在第三位置494，螺旋凹槽/流體通道初級部分482經由流體通道次級部分491流體地連接到其在第四位置495處的本身。
[0108]每個輔助冷卻劑凹槽/流體通道次級部分490、491在其各自的一對位置492、493或494、495之間延伸，并且橫過熱傳遞表面474的區域496、497，較大尺寸的螺旋凹槽482并不延伸穿過該區域496、497。如果不是提供輔助冷卻劑凹槽490、491，那么區域496、497可能不會被充分冷卻，并且可能成為不期望的過熱部位。區域496和497大致由圖29-32和36的陰影區表示。如圖36中最佳地示出，兩個輔助冷卻劑凹槽490和491的形狀基本上彼此成鏡像，并且它們可能在其它方面基本上相同。如圖所示，每個輔助冷卻劑凹槽490、491是彎曲的，并且充分延伸到其各自的區域496、497中。
[0109]參考圖36的左側，液體冷卻劑在壓力下被接納到流體通道478的進入口 486中。在進入口 486附近，流入到流體通道478中的液體冷卻劑的次要部分在第一位置492處被引入到首先遇到的輔助冷卻劑凹槽490 ;流過流體通道478的分開的液體冷卻劑的主要部分沿著螺旋凹槽482繼續行進。被接納到輔助冷卻劑凹槽490中的液體冷卻劑的次要部分沿著該輔助冷卻劑凹槽在疊置的表面474和476之間的空間中被傳送穿過首先遇到的區域496，并且在穿過螺旋凹槽482的分開的液體冷卻劑流的主要部分在第二位置493處重新連接之前以對流的方式吸收來自區域496的熱，在該第二位置的下游，穿過流體通道478的冷卻劑流不再分開，而是統一，直到遇到第三位置494。初始在第一位置492處接納到輔助冷卻劑凹槽490中的液體冷卻劑流入到區域496中，并且沿著與穿過螺旋凹槽482的流的方向大致相反的方向朝向由凹槽490形成的頂點499流動。沿著凹槽490,頂點499位于位置492和493之間。當流過凹槽490的冷卻劑到達其頂點499時，冷卻劑流沿著凹槽490的大致方向改變到冷卻劑流穿過螺旋凹槽482的大致方向。然后，穿過凹槽490和482的液體冷卻劑流會聚并且在第二位置493處合并。要注意的是，在第一位置492處，輔助冷卻劑凹槽490的開口相對于螺旋凹槽482取向，以在壓力下接納液體冷卻劑。在第二位置493處，輔助冷卻劑凹槽490的開口相對于螺旋凹槽482取向，以方便沿著流動路徑480的液體冷卻劑流的次要和主要部分的合并。
[0110]參考圖36的右側，液體冷卻劑在壓力下被傳送穿過第二位置493下游的螺旋凹槽482。穿過流體通道478的液體冷卻劑流的次要部分在第三位置494處被接納到第二次遇到的輔助冷卻劑凹槽491中；分開的液體冷卻劑流的主要部分在第三位置494處穿過輔助冷卻劑凹槽491的開口，并且沿著螺旋凹槽482朝向流體通道退出口 488繼續行進。在退出口 488附近，輔助冷卻劑凹槽491在第四位置495處流體地連接到螺旋凹槽482，在該第四位置處，穿過輔助冷卻劑凹槽491的分開的液體冷卻劑流的次要部分被重新引導到主要部分。然后，統一的液體冷卻劑經由退出口 488從流體通道478離開。被接納到輔助冷卻劑凹槽491中的液體冷卻劑的次要部分沿著該輔助冷卻劑凹槽在疊置的表面474和476之間的空間中被傳送穿過第二次遇到的區域497，并且在穿過螺旋凹槽482的分開的液體冷卻劑流的主要部分在第四位置495處重新連接之前以對流的方式吸收來自區域497的熱，在該第四位置的下游，穿過流體通道478的冷卻劑流不再分開，而是統一。初始在第三位置494處接納到輔助冷卻劑凹槽491中的液體冷卻劑流入到區域497中，并且沿著與穿過螺旋凹槽482的冷卻劑流的方向背離但是大致相同的方向朝向由凹槽491形成的頂點499流動。沿著凹槽491，頂點499位于位置494和495之間。當該冷卻劑到達凹槽491的頂點499時，穿過凹槽491的冷卻劑流的方向改變到與穿過螺旋凹槽482的流的方向大致相反，并且冷卻劑流在第四位置495處、在退出口 488附近合并。要注意的是，在第三位置494處，輔助冷卻劑凹槽491的開口相對于螺旋凹槽482取向，以在壓力下接納液體冷卻劑。在第四位置495處，輔助冷卻劑凹槽491的開口相對于螺旋凹槽482取向，以方便沿著流動路徑480的液體冷卻劑流的次要和主要部分的合并。
[0111]如圖所示，液體冷卻劑流動路徑480由流體通道478的初級部分482和次級部分490,491限定。第一和第二位置492、493經由流體通道次級部分490和流體通道初級部分482平行地流體連接。第三和第四位置494、495經由流體通道次級部分491和流體通道初級部分482平行地流體連接。因此，在電機440中，流動路徑480由螺旋凹槽482和輔助冷卻劑凹槽490、491限定。
[0112]如圖34最佳地示出，第一冷卻劑配合件454的軸向內側端部在電機440的前部流體地連接到圓柱形夾套470的軸向端部部分中的端口 512。襯墊或密封件513繞端口 512密封前覆蓋物460和夾套470之間的連接部。端口 512流體地連接到流體通道478的進入口 486。從而，液體冷卻劑在壓力下通過冷卻劑入口 454被引入到電機440，并且通過端口512和進入口 486流動到流體通道478。
[0113]通常，圓柱形夾套470具有內部體積以及在電機440的后部處的至少部分地封閉的軸向端部部分500。夾套的軸向端部部分500部分地封閉轉子42和定子444所在的夾套內部體積。流體腔室502由夾套的軸向端部部分500的壁504限定，流體腔室502流體地連接到流體通道478。流體腔室502的壁504以及后覆蓋物458限定了在第一和第二開口 508、510之間延伸的大致環形的流體通路506，并且限定了用于穿過電機440的液體冷卻劑的流動路徑480。流體通路506的第一開口 508流體地連接到流體通道478的退出口488。接納到流體通路506中的液體冷卻劑繞中心軸線64沿著流動路徑480穿過通路506而被環形地引導到第二開口 510。第二開口 510流體地連接到第二冷卻劑配合件456的軸向內側端部，該第二冷卻劑配合件456是電機440的冷卻劑出口。襯墊或密封件514密封夾套470和后覆蓋物458之間的連接部，以防止液體冷卻劑從流體通路506泄漏。作為另外一種選擇，流體腔室502的第二開口 508可以位于夾套470的圓柱形外壁中，第二冷卻劑配合件456配合到該外壁中，而不是如上所述和如圖所示固定到后覆蓋物458。另外,作為另外一種選擇，端口 512可以定位在夾套470的圓柱形外壁中，其中第一冷卻劑配合件454配合到該外壁中，而不是如上所述和如圖所示地固定到前覆蓋物460。在這樣的可供選擇的未示出的實施例中，冷卻劑入口和出口配合件從電機440沿徑向延伸，而不是由前覆蓋物和后覆蓋物460、458承載且從前覆蓋物和后覆蓋物460、458沿軸向延伸。
[0114]在環形流體腔室502的徑向內側設置有由夾套的軸向端部部分的壁504限定的腔體516。腔體516基本上被流體腔室502圍繞，并且腔體516和腔室502通過將它們分隔開的壁504進行傳導熱連通,與第一實施例電機40非常類似。為電力電子器件模塊520形式的熱源518設置在腔體516中，并且與壁504傳導熱連通，該電力電子器件模塊520可以類似于電機40的電力電子器件120。軸后軸承69被支撐在由夾套的軸向端部部分500的壁504限定的軸承安裝部分522中，是電機440的另一個熱源518。
[0115]來自于熱源518的能夠通過夾套的軸向端部部分的壁504傳遞的熱能夠沿著流動路徑480在流體通路506中以對流的方式傳遞到液體冷卻劑。因此，來自定子444的熱和來自額外熱源518 (例如電力電子器件模塊520或后軸承69)的熱能夠經由夾套470的圓柱形壁和夾套的軸向端部部分500以對流的方式傳遞到液體冷卻劑。
[0116]因此，從附圖和以上的說明中，可以理解，用于穿過電機440的液體冷卻劑的流動路徑480開始于第一冷卻劑配合件454處，前進穿過流體通道478，流動穿過環形的流體通路506，并且終止于第二冷卻劑配合件456。更具體地，通過冷卻劑入口 454和端口 512被接納到電機440中的液體冷卻劑經由進入口 486進入流體分配通道478，并且在進入口 486附近的位置492處分開。分開的流的主要部分沿著螺旋凹槽482跟隨流體通道478的初級部分，該螺旋凹槽482同時繞軸線64沿周向延伸并且在沿著軸線64的方向上前進，分開的流的次要部分沿著輔助冷卻劑凹槽490跟隨流體通道478的次級部分，該輔助冷卻劑凹槽490橫過區域496并且在沿著螺旋凹槽482間隔開的位置492和493之間延伸。分開的流在位置493處連接，并且統一的冷卻劑流沿著螺旋凹槽482繼續行進到位置494，在該位置494處，冷卻劑流再次分開。分開的流的主要部分沿著螺旋凹槽482跟隨流體通道478的初級部分，該螺旋凹槽482繼續同時繞軸線64沿周向延伸并且在沿著軸線64的方向上前進，分開的流的次要部分沿著輔助冷卻劑凹槽491跟隨流體通道478的次級部分，該輔助冷卻劑凹槽491橫過區域497并且在沿著螺旋凹槽482間隔開的位置494和495之間延伸。分開的流在退出口 488附近的位置495處連接，并且統一的冷卻劑流穿過退出口 488繼續行進到流體通路506的第一開口 508。流動路徑480繞腔體516環形地繼續行進到流體通路第二開口 510，然后通過冷卻劑出口 456從電機440排出。參考圖35和36，用于穿過電機440的液體冷卻劑的流動路徑480用方向性箭頭表示。
[0117]以下是根據本發明的優選實施例的列表:
[0118]1.一種液體冷卻的旋轉電機，其包括:
[0119]定子，該定子具有中心軸線；
[0120]轉子，該轉子被定子圍繞，并且相對于定子繞中心軸線旋轉；
[0121]夾套，該夾套具有內部體積，定子和轉子定位在該內部體積中，夾套圍繞定子并且與定子傳導熱連通，夾套相對于中心軸線限定了徑向外部熱傳遞表面；以及
[0122]流體通道，該流體通道具有進入口和退出口，該流體通道在流體通道的進入口和退出口之間延伸，并且橫過夾套的熱傳遞表面，該流體通道限定了用于穿過電機的液體冷卻劑的流動路徑，該流動路徑繞中心軸線大致沿周向延伸，并且在流體通道的進入口和退出口之間沿著與中心軸線平行的方向前進；
[0123]其中，用于穿過電機的液體冷卻劑的流動路徑在其橫過熱傳遞表面時沿著與中心軸線平行的相反的方向前進。
[0124]2.根據優選實施例1所述的電機，其還包括套筒，該套筒繞夾套設置且相對于中心軸線限定了徑向內部冷卻劑容納表面，并且其中流體通道定位在夾套的熱傳遞表面和套筒的冷卻劑容納表面之間。
[0125]3.根據優選實施例1或2所述的電機，其中流動路徑繞中心軸線大致沿周向連續地延伸。
[0126]4.根據前述優選實施例中任一項所述的電機，其中相對于繞中心軸線大致沿周向延伸獨立地，由流體通道限定的流動路徑沿著與中心軸線平行的至少一個方向前進。
[0127]5.根據優選實施例4所述的電機，其中相對于繞中心軸線大致沿周向延伸獨立地，由流體通道限定的流動路徑沿著與中心軸線平行的兩個方向前進。
[0128]6.根據前述優選實施例中任一項所述的電機，其中流體通道包括:
[0129]多個大致環形地延伸的第一流體通道部分，每個第一流體通道部分具有相對的端部，每個第一流體通道部分繞中心軸線沿著每個第一流體通道部分在其相應的相對的端部之間大致沿周向延伸，所述多個第一流體通道部分沿著中心軸線沿軸向分布；以及
[0130]多個第二流體通道部分，每個第二流體通道部分流體地連接一對第一流體通道部分的端部，流動路徑沿著每個第二流體通道部分在與中心軸線平行的方向上前進。
[0131]7.根據優選實施例6所述的電機，其中多個第二流體通道部分中的每個都流體地連接一對第一流體通道部分的軸向相鄰的端部。
[0132]8.根據優選實施例6或7所述的電機，其中流動路徑沿著多個第二流體通道部分中的每一個在與中心軸線平行的共同方向上前進。
[0133]9.根據優選實施例6至8中任一項所述的電機，其中通過第二流體通道部分流體地連接的一對第一流體通道部分的端部繞中心軸線大致沿徑向對準。
[0134]10.根據優選實施例6至9中任一項所述的電機，其中每個第一流體通道部分在其相對的入口端部和出口端部之間延伸，并且每個第二流體通道部分流體地連接一對第一流體通道部分的入口端部和出口端部，從而所述多個第一流體通道部分經由多個第二流體通道部分以串聯的方式彼此流體地連接。
[0135]11.根據優選實施例10所述的電機，其中通過第二流體通道部分流體地連接的一對第一流體通道部分的入口端部和出口端部彼此沿軸向相鄰。
[0136]12.根據優選實施例11所述的電機，其中所述多個第一流體通道部分的入口端部和出口端部繞中心軸線大致沿徑向對準，并且在軸向相鄰的第一流體通道部分之間沿著與中心軸線平行的方向交錯分布。
[0137]13.根據優選實施例6至12中任一項所述的電機，其中流體通道包括第三流體通道部分，該第三流體通道部分具有相對的端部且沿著與中心軸線大致平行的方向延伸，該第三流體通道部分定位在每個第一流體通道部分的相對的端部之間，并且所述多個第一流體通道部分中的一個第一流體通道部分的端部流體地連接到第三流體通道部分的一個端部，第三流體通道部分的另一個端部流體地連接到流體通道的進入口和流體通道的退出口中的一者。
[0138]14.根據優選實施例13所述的電機，其中所述多個第一流體通道部分中的不同的一個第一流體通道部分的端部流體地連接到流體通道的進入口和流體通道的退出口中的
另一者。
[0139]15.根據優選實施例13或14所述的電機，其中流體通道的進入口和退出口通過由包括第一流體通道部分、第二流體通道部分和第三流體通道部分構成的多個相互連接的流體通道部分彼此流體連通，所述多個相互連接的流體通道部分以串聯的方式彼此連接。
[0140]16.根據優選實施例6至15中任一項所述的電機，其中流體通道包括第三流體通道部分，該第三流體通道部分流體地連接到所述多個第一流體通道部分中的一個第一流體通道部分的端部，流動路徑沿著第三流體通道部分在與中心軸線平行、且與沿著第二流體通道部分的方向相反的方向上前進。
[0141]17.根據優選實施例16所述的電機，其中流動路徑沿著所有的第二流體通道部分在與中心軸線平行的共同方向上前進。
[0142]18.根據前述優選實施例中任一項所述的電機，其中流體通道的進入口和退出口均相對于轉子定位在沿著中心軸線的相同方向上。
[0143]19.一種液體冷卻旋轉電機的方法，其包括以下步驟:
[0144]沿著由流體通道限定的流動路徑利用液體冷卻劑流橫過繞軸線設置的大致圓柱形的熱傳遞表面，該流動路徑繞軸線大致沿周向延伸，并且在流體通道的進入口和流體通道的退出口之間沿著與軸線平行的相反的方向前進。
[0145]20.根據優選實施例19所述的方法，其中流動路徑的繞軸線的大致沿周向的延伸相對于流動路徑的沿著與軸線平行的至少一個方向的前進是獨立的。
[0146]21.一種液體冷卻的旋轉電機，其包括:
[0147]定子，該定子具有中心軸線；
[0148]轉子，該轉子被定子圍繞，并且相對于定子繞中心軸線旋轉；
[0149]大致圓柱形的夾套，該夾套具有相對的軸向端部和內部體積，定子和轉子定位在該內部體積中，夾套圍繞定子并且與定子傳導熱連通，夾套相對于中心軸線限定了徑向外部熱傳遞表面；以及
[0150]流體通道，該流體通道橫過熱傳遞表面，該流體通道限定了用于穿過電機的液體冷卻劑的流動路徑并且具有第一和第二流體通道部分，第一流體通道部分繞中心軸線延伸并且沿著與中心軸線平行的方向前進，第一流體通道部分具有相對的端部，該相對的端部分別限定了流體通道的進入口和流體通道的退出口，流體通道在進入口和退出口之間延伸；
[0151]其中第一和第二流體通道部分沿著第一流體通道部分在間隔開的位置處相互連接，間隔開的位置中的一個位置靠近流體通道的進入口和退出口中的一者，熱傳遞表面包括第一流體通道部分沒有橫過的區域，該區域位于夾套的軸向端部和第一流體通道部分之間，第二流體通道部分在其與第一流體通道部分相互連接的相互連接位置之間延伸到該區域中，從而該區域被第二流體通道部分橫過，并且熱能夠沿著流動路徑以對流的方式從該區域傳遞到液體冷卻劑。
[0152]22.根據優選實施例21所述的電機，其中流體通道進入口和退出口沿著與中心軸線平行的方向間隔開。
[0153]23.根據優選實施例21或22所述的電機，其中第一流體通道部分繞中心軸線大致沿周向在流體通道的進入口和退出口之間延伸，并且第一流體通道部分繞中心軸線的延伸和沿著與中心軸線平行的方向的前進是相互依賴的。
[0154]24.根據優選實施例21至23中任一項所述的電機，其中第一流體通道部分是大致螺旋形的，從而第一流體通道部分繞中心軸線大致沿周向延伸并且同時沿著與中心軸線平行的方向前進。
[0155]25.根據優選實施例21至24中任一項所述的電機，其中第一和第二流體通道部分分別限定了初級和次級流體通道部分，流體通道適于沿著流動路徑分別經由初級和次級流體通道部分傳送液體冷卻劑的相對主要部分和次要部分。
[0156]26.根據優選實施例21至25中任一項所述的電機，其中流體通道沿著第一流體通道部分在間隔開的相互連接位置之間限定了分開的流動路徑部分，流體通道包括一對第二流體通道部分，每個第二流體通道部分沿著第一流體通道部分在相應的間隔開的相互連接位置處流體地連接到第一流體通道部分，第一流體通道部分在所述一對第二流體通道部分之間延伸，從而流體通道在流體通道的進入口和退出口之間限定了分開的部分和不分開的部分交錯分布的流動路徑。
[0157]27.根據優選實施例26所述的電機，其中第二流體通道部分橫過熱傳遞表面中的第一流體通道部分沒有橫過的兩個區域中的每個區域，每個區域位于夾套的軸向端部和第一流體通道部分之間，每個第二流體通道部分在其與第一流體通道部分相互連接的相互連接位置之間延伸到其相應的區域中，從而每個區域被第二流體通道部分橫過并且熱能夠沿著流動路徑以對流的方式從兩個區域傳遞到液體冷卻劑。
[0158]28.根據優選實施例21至27中任一項所述的電機，其中流體通道適于將沿著第一和第二流體通道部分傳送的液體冷卻劑流的分開的部分沿著流動路徑在流體通道的進入口和退出口之間連接成液體冷卻劑的統一流。
[0159]29.根據優選實施例21至28中任一項所述的電機，其中由流體通道限定的流動路徑在流體通道的進入口和退出口之間被反復地分開和重新統一，流動路徑的分開部分沿著每個第二流體通道部分延伸，該第二流體通道部分橫過熱傳遞表面中的第一流體通道部分沒有橫過的區域，該區域位于夾套的軸向端部和第一流體通道部分之間，從而熱能夠沿著由流體通道限定的流動路徑以對流的方式從多個區域傳遞到液體冷卻劑。
[0160]30.根據優選實施例21至29中任一項所述的電機，其中在與中心軸線平行的方向上，轉子設置在流體通道的進入口和退出口之間。
[0161]31.根據優選實施例21至30中任一項所述的電機，其中沿著第一流體通道部分的間隔開的相互連接位置沿著與中心軸線平行的方向間隔開。
[0162]32.根據優選實施例31所述的電機，其中沿著第一流體通道部分的間隔開的相互連接位置相對于中心軸線大致沿徑向對準。
[0163]33.根據優選實施例21至32中任一項所述的電機，其中沿著第一流體通道部分的間隔開的相互連接位置相對于中心軸線大致沿徑向對準。
[0164]34.根據優選實施例21至33中任一項所述的電機，其中沿著第一流體通道部分的間隔開的相互連接位置中的一個相互連接位置和流體通道的進入口或退出口相對于中心軸線大致沿徑向對準。
[0165]35.根據優選實施例21至34中任一項所述的電機，其中第一和第二流體通道部分在沿著第一流體通道部分的間隔開的相互連接位置中的至少一個相互連接位置處以銳角相互連接，從而第一和第二流體通道部分沿著流動路徑在相應的相互連接位置處相應地會聚或分開。
[0166]36.根據優選實施例21至35中任一項所述的電機，其中第二流體通道部分形成頂點，在該頂點處，相對于流動路徑部分沿著第一流體通道部分的方向，流動路徑部分沿著第二流體通道部分的方向改變其大致方向。
[0167]37.根據優選實施例36所述的電機，其中在頂點和靠近流體通道的進入口或退出口的相互連接位置之間，流動路徑沿著第二流體通道部分的方向在第一和第二間隔開的相互連接位置之間大致與流動路徑沿著第一流體通道部分的方向相反。
[0168]38.根據優選實施例37所述的電機，其中大致相反的流動路徑方向是繞著中心軸線。
[0169]39.根據優選實施例36至38中任一項所述的電機，其中頂點在間隔開的相互連接位置之間沿著第二流體通道部分的長度大致居中地定位。
[0170]40.一種液體冷卻旋轉電機的方法，其包括以下步驟:
[0171]沿著繞軸線延伸的且沿著與軸向平行的方向前進的第一流體通道部分，在流體通道的進入口和退出口之間，利用跟隨由流體通道限定的流動路徑的液體冷卻劑流橫過繞軸線設置的大致圓柱形的熱傳遞表面；
[0172]沿著第二流體通道部分橫過熱傳遞表面中的沒有被第一流體通道部分橫過的區域，該區域位于熱傳遞表面的軸向端部和第一流體通道部分之間，該第二流體通道部分在沿著第一流體通道部分靠近流體通道進入口或退出口的位置與沿著第一流體通道部分的另一個位置之間延伸到該區域中；以及
[0173]將熱沿著流動路徑以對流的方式從該區域傳遞到液體冷卻劑。
[0174]41.一種液體冷卻的旋轉電機，其包括:
[0175]冷卻劑入口和冷卻劑出口；
[0176]定子，該定子具有中心軸線；
[0177]轉子，該轉子被定子圍繞，并且相對于定子繞中心軸線旋轉；
[0178]夾套，該夾套限定了與定子傳導熱連通的熱傳遞表面，該夾套具有相對的軸向端部、內部體積和軸向端部部分，定子和轉子定位在該內部體積中，該軸向端部部分具有壁，該內部體積由夾套的軸向端部部分部分地封閉；
[0179]流體通道，該流體通道在夾套的軸向端部之間橫過夾套熱傳遞表面；
[0180]流體通路，該流體通路由夾套的軸向端部部分的壁限定，并且與流體通道流體連通，在冷卻劑入口和冷卻劑出口之間由流體通道和流體通路限定了穿過電機的液體冷卻劑的流動路徑；以及
[0181]熱源，該熱源與夾套的軸向端部部分的壁傳導熱連通，從而能夠在熱源和流體通路之間傳遞的熱的至少一部分能夠沿著流動路徑在夾套的軸向端部部分的壁和液體冷卻劑之間以對流的方式進行傳遞。
[0182]42.根據優選實施例41所述的電機，其中流體通路具有第一開口和第二開口，穿過電機的液體冷卻劑的流動路徑在第一開口和第二開口之間延伸，流體通道和流體通路經由第一開口和第二開口中的一者而彼此流體地連接。
[0183]43.根據優選實施例42所述的電機，其中第一開口和第二開口中的另一者流體地連接到冷卻劑入口和冷卻劑出口中的一者。
[0184]44.根據優選實施例43所述的電機，其中夾套的軸向端部部分的壁限定了與流體通路隔絕的端口，流體通道流體地連接到該端口，并且冷卻劑入口和冷卻劑出口中的另一者流體地連接到該端口。
[0185]45.根據優選實施例42至44中任一項所述的電機，其中第一開口和第二開口沿著流動路徑定位在流體通路的相對的端部處。
[0186]46.根據優選實施例42至45中任一項所述的電機，其中流動路徑在第一開口和第二開口之間為大致螺旋形的。
[0187]47.根據優選實施例42至45中任一項所述的電機，其中流動路徑在第一開口和第二開口之間為大致環形的。
[0188]48.根據優選實施例41至47中任一項所述的電機，其中熱源相對于中心軸線定位成與夾套的軸向端部部分的壁沿軸向相鄰。
[0189]49.根據優選實施例41至48中任一項所述的電機，其中熱源相對于中心軸線定位成與夾套的軸向端部部分的壁沿徑向相鄰。
[0190]50.根據優選實施例41至46中任一項所述的電機，其中夾套的軸向端部部分在夾套的一個軸向端部處完全封閉該內部體積。
[0191]51.根據優選實施例41至46中任一項所述的電機,其中流體通路和熱源沿軸向不交疊。
[0192]52.根據優選實施例41至51中任一項所述的電機，其中電機包括電力電子器件，熱源包括電力電子器件。
[0193]53.根據優選實施例52所述的電機，其中該電機包括覆蓋物，該覆蓋物設置在夾套的軸向端部部分上且限定了流體通路，電力電子器件設置在覆蓋物和夾套的軸向端部部分的壁之間。
[0194]54.根據優選實施例41至51中任一項所述的電機，其中該電機包括由夾套的軸向端部部分支撐的軸承，轉子通過軸承支撐在夾套的內部體積中，并且熱源包括軸承。
[0195]55.根據優選實施例41至54中任一項所述的電機,其中熱源沿軸向定位在轉子和流體通路之間。
[0196]56.根據優選實施例41至55中任一項所述的電機，其中相對于中心軸線，流體通路的一部分在熱源的外側沿徑向延伸。
[0197]57.根據優選實施例41至56中任一項所述的電機，其還包括可分離的覆蓋物，該覆蓋物限定了流體通路并且其中該流體通路沿著與中心軸線平行的方向定位在轉子和覆蓋物之間。
[0198]58.根據優選實施例57所述的電機，其中熱源沿軸向設置在覆蓋物和夾套的軸向端部部分的壁之間。
[0199]59.根據優選實施例41至57中任一項所述的電機，其中熱源沿軸向設置在轉子和夾套的軸向端部部分之間。[0200]60.一種液體冷卻旋轉電機的方法，其包括以下步驟:
[0201]沿著流體通道和流體通路傳送液體冷卻劑，該流體通道橫過夾套的熱傳遞表面，該熱傳遞表面與圍繞轉子的定子傳導熱連通，該流體通路以串聯的方式流體地連接到流體通道并且由夾套的軸向端部部分限定，該軸向端部部分部分地封閉一內部體積，定子和轉子定位在該內部體積中；以及
[0202]沿著由流體通道限定的流動路徑以及在電機的冷卻劑入口和冷卻劑出口之間延伸的流體通路，將來自定子的熱通過熱傳遞表面以對流的方式傳遞到液體冷卻劑，并且將來自熱源的熱以對流的方式傳遞到液體冷卻劑，該熱源與夾套的軸向端部部分的壁傳導熱連通。
[0203]61.一種液體冷卻的旋轉電機，其包括:
[0204]冷卻劑入口和冷卻劑出口；
[0205]定子，該定子具有中心軸線；
[0206]轉子，該轉子被定子圍繞，并且相對于定子繞中心軸線旋轉；
[0207]夾套，該夾套限定了與定子傳導熱連通的熱傳遞表面，該夾套具有相對的軸向端部、內部體積和軸向端部部分，定子和轉子定位在該內部體積中，該軸向端部部分具有壁，該內部體積由夾套的軸向端部部分部分地封閉；
[0208]流體通道，該流體通道在夾套的軸向端部之間橫過夾套熱傳遞表面；
[0209]流體通路，該流體通路由夾套的軸向端部部分的壁限定，并且與流體通道流體連通，在冷卻劑入口和冷卻劑出口之間由流體通道和流體通路限定了穿過電機的液體冷卻劑的流動路徑；以及
[0210]熱源，該熱源與夾套的軸向端部部分的壁傳導熱連通，并且在與中心軸線垂直的假想平面中大致被流體通路圍繞，從而能夠在熱源和流體通路之間傳遞的熱的至少一部分能夠沿著流動路徑在夾套的軸向端部部分的壁和液體冷卻劑之間以對流的方式進行傳遞。
[0211]62.根據優選實施例41或61所述的電機，其中流體通路具有第一開口和第二開口，流動路徑在第一開口和第二開口之間延伸，流體通道和流體通路經由第一開口和第二開口中的一者而彼此流體地連接。
[0212]63.根據優選實施例42或62所述的電機，其中第一開口和第二開口中的另一者流體地連接到冷卻劑入口和冷卻劑出口中的一者。
[0213]64.根據優選實施例43或63所述的電機，其中夾套的軸向端部部分的壁限定了與流體通路隔絕的端口，流體通道流體地連接到該端口，并且冷卻劑入口和冷卻劑出口中的另一者流體地連接到該端口。
[0214]65.根據優選實施例42至44或62至64中任一項所述的電機，其中第一開口和第二開口沿著流動路徑定位在流體通路的相對的端部處。
[0215]66.根據優選實施例42至45或62至65中任一項所述的電機，其中流動路徑在第一開口和第二開口之間為大致S形的。
[0216]67.根據優選實施例42至45或62至65中任一項所述的電機，其中流動路徑在第一開口和第二開口之間為大致環形的。
[0217]68.根據優選實施例47或67所述的電機，其中大致環形的流動路徑大致圍繞熱源。
[0218]69.根據優選實施例61所述的電機，其中該電機包括第一和第二熱源，并且大致S形的流動路徑在所述假想平面中大致圍繞第一和第二熱源中的每一個熱源。
[0219]70.根據優選實施例69所述的電機，其中所述一對熱源由流體通路分開。
[0220]71.根據優選實施例69所述的電機，其中第一和第二熱源中的至少一者包括電力電子器件。
[0221]72.根據優選實施例52或71所述的電機，其還包括覆蓋物，該覆蓋物可移除地附接到夾套的軸向端部部分且限定了流體通路，并且其中電力電子器件安裝到該可移除的覆蓋物。
[0222]73.根據優選實施例41至45或61至71中任一項所述的電機，其還包括覆蓋物，該覆蓋物可移除地附接到夾套的軸向端部部分且限定了流體通路，并且其中熱源包括安裝到該可移除的覆蓋物的電力電子器件。
[0223]74.根據優選實施例61所述的電機，其中熱源包括電力電子器件，并且夾套的軸向端部部分限定了腔體，該腔體容納電力電子器件且與流體通路傳導熱連通。
[0224]75.根據優選實施例74所述的電機，其還包括一對熱源，每個熱源包括電力電子器件，并且其中夾套的軸向端部部分限定了與流體通路傳導熱連通且由該流體通路分開的一對腔體，所述一對熱源設置在所述一對腔體中，每個腔體在所述假想平面中大致被流體通路圍繞。
[0225]76.根據優選實施例74或75所述的電機，其中夾套的軸向端部部分的壁限定了腔體，并且流體通路大致圍繞該腔體，從而能夠通過夾套的軸向端部部分的壁從電力電子器件傳遞到流體通路的熱能夠沿著由流體通路限定的流動路徑以對流的方式傳遞到液體冷卻劑。
[0226]77.根據優選實施例74至76中任一項所述的電機，其中流體通路為大致環形的，并且繞中心軸線和腔體大致沿周向延伸。
[0227]78.根據優選實施例41至45或61至71中任一項所述的電機，其還包括覆蓋物，該覆蓋物限定了流體通路，流體通路在沿著中心軸線的方向上位于轉子和覆蓋物之間。
[0228]79.根據優選實施例78所述的電機，其中腔體由夾套的軸向端部部分的壁限定且容納熱源，并且該熱源在沿著中心軸線的方向上位于轉子和覆蓋物之間。
[0229]80.一種液體冷卻旋轉電機的方法，其包括以下步驟:
[0230]沿著流體通道和流體通路傳送液體冷卻劑，該流體通道橫過夾套的熱傳遞表面，該熱傳遞表面與繞中心軸線圍繞轉子的定子傳導熱連通，該流體通路以串聯的方式流體地連接到流體通道并且由夾套的軸向端部部分限定，該軸向端部部分部分地封閉一內部體積，定子和轉子定位在該內部體積中；以及
[0231]沿著在與中心軸線大致垂直的假想平面中大致圍繞熱源的且在電機的冷卻劑入口和冷卻劑出口之間延伸的流動路徑，將來自定子的熱通過熱傳遞表面以對流的方式傳遞到液體冷卻劑，并且將來自熱源的熱以對流的方式傳遞到液體冷卻劑，該熱源與夾套的軸向端部部分的壁傳導熱連通。
[0232]雖然在上文中已經公開了示例性實施例，但是本發明并不限于所公開的實施例。相反，本發明旨在涵蓋采用本發明一般原理的任何變型型式、用途或適應型式。此外，本發明旨在涵蓋本發明之外但在本發明所屬領域的且落在所附權利要求的限制內的已知或慣有實踐范圍內的偏差型式。
【權利要求】
1.一種液體冷卻的旋轉電機(40、140、240、340)，其包括: 定子(44),該定子具有中心軸線(64)； 轉子(42)，該轉子被定子(44)圍繞，并且相對于定子(44)繞中心軸線(64)旋轉； 夾套(70、170、270)，該夾套具有內部體積，定子(44)和轉子(42)定位在該內部體積中，夾套(70、170、270)圍繞定子(44)并且與定子傳導熱連通，夾套(70、170、270)相對于中心軸線(64)限定了徑向外部熱傳遞表面(74);以及 流體通道(78)，該流體通道具有進入口(86)和退出口(88)，該流體通道(78)在流體通道的進入口(86)和退出口(88)之間延伸，并且橫過夾套的熱傳遞表面(74)，該流體通道(78 )限定了用于穿過電機(40、140、240、340 )的液體冷卻劑的流動路徑(80、180、280 )，該流動路徑繞中心軸線(64)大致沿周向延伸，并且在流體通道的進入口(86)和退出口(88)之間沿著與中心軸線(64)平行的方向前進； 其中用于穿過電機(40、140、240、340)的液體冷卻劑的流動路徑(80、180、280)在其橫過熱傳遞表面(74)時沿著與中心軸線(64)平行的相反的方向前進。
2.根據權利要求1所述的電機(40、140、240、340)，其還包括套筒(72)，該套筒繞夾套(70,170,270)設置且相對于中心軸線(64)限定了徑向內部冷卻劑容納表面(76)，并且其中流體通道(78)定位在夾套的熱傳遞表面(74)和套筒的容納表面(76)之間。
3.根據權利要求1或2所述的電機(40、140、240、340)，其中流動路徑(80、180、280 )繞中心軸線(64)大致沿周向連續地延伸。
4.根據前述權利要求中任一項所述的電機(40、140、240、340)，其中相對于繞中心軸線(64)大致沿周向延伸獨立地，由流體通道(78)限定的流動路徑(80、180、280)沿著與中心軸線(64)平行的至少一個方向前進。
5.根據權利要求4所述的電機(40、140、240、340)，其中相對于繞中心軸線(64 )大致沿周向延伸獨立地，由流體通道(78 )限定的流動路徑(80、180、280 )沿著與中心軸線(64 )平行的兩個方向前進。
6.根據前述權利要求中任一項所述的電機(40、140、240、340)，其中流體通道(78)包括: 多個大致環形地延伸的第一流體通道部分(90)，每個第一流體通道部分具有相對的端部(94)，每個第一流體通道部分(90)繞中心軸線(64)沿著每個第一流體通道部分(90)在其相應的相對的端部(94)之間大致沿周向延伸，所述多個第一流體通道部分(90)沿著中心軸線(64)沿軸向分布；以及 多個第二流體通道部分(92)，每個第二流體通道部分流體地連接一對第一流體通道部分(90)的端部(94)，流動路徑(80、180、280)沿著每個第二流體通道部分(92)在與中心軸線(64)平行的方向上前進。
7.根據權利要求6所述的電機(40、140、240、340)，其中多個第二流體通道部分(92 )中的每個都流體地連接一對第一流體通道部分(90)的軸向相鄰的端部(94)。
8.根據權利要求6或7所述的電機(40、140、240、340)，其中流動路徑(80、180、280 )沿著多個第二流體通道部分(92)中的每一個在與中心軸線(64)平行的共同方向上前進。
9.根據權利要求6至8中任一項所述的電機(40、140、240、340)，其中通過第二流體通道部分(92)流體地連接的一對第一流體通道部分(90)的端部(94)繞中心軸線(64)大致沿徑向對準。
10.根據權利要求6至9中任一項所述的電機(40、140、240、340)，其中每個第一流體通道部分(90)在其相對的入口端部和出口端部(94)之間延伸，并且每個第二流體通道部分(92)流體地連接一對第一流體通道部分(90)的入口端部和出口端部(94)，從而所述多個第一流體通道部分(90)經由多個第二流體通道部分(92)以串聯的方式彼此流體地連接。
11.根據權利 要求10所述的電機(40、140、240、340)，其中通過第二流體通道部分(92 )流體地連接的一對第一流體通道部分(90)的入口端部和出口端部(94)彼此沿軸向相鄰。
12.根據權利要求11所述的電機(40、140、240、340)，其中所述多個第一流體通道部分(90)的入口端部和出口端部(94)繞中心軸線(64)大致沿徑向對準，并且在軸向相鄰的第一流體通道部分(90)之間沿著與中心軸線(64)平行的方向交錯分布。
13.根據權利要求6至12中任一項所述的電機(40、140、240、340)，其中流體通道(78 )包括第三流體通道部分(96 )，該第三流體通道部分具有相對的端部且沿著與中心軸線(64)大致平行的方向延伸，該第三流體通道部分(96)定位在每個第一流體通道部分(90)的相對的端部(94)之間，并且所述多個第一流體通道部分(90)中的一個第一流體通道部分的端部(94)流體地連接到第三流體通道部分(96)的一個端部，第三流體通道部分(96)的另一個端部流體地連接到流體通道的進入口(86)和流體通道的退出口(88)中的一者。
14.根據權利要求13所述的電機(40、140、240、340)，其中所述多個第一流體通道部分(90)中的不同的一個第一流體通道部分的端部(94)流體地連接到流體通道的進入口(86)和流體通道的退出口(88)中的另一者。
15.根據權利要求13或14所述的電機(40、140、240、340)，其中流體通道的進入口(86)和退出口(88)通過由第一流體通道部分、第二流體通道部分和第三流體通道部分(90、92、96)構成的多個相互連接的流體通道部分彼此流體連通，所述多個相互連接的流體通道部分(90、92、96)以串聯的方式彼此連接。
16.根據權利要求6至15中任一項所述的電機(40、140、240、340)，其中流體通道(78)包括第三流體通道部分(96)，該第三流體通道部分流體地連接到所述多個第一流體通道部分(90)中的一個第一流體通道部分的端部(94)，流動路徑(80、180、280)沿著第三流體通道部分(96)在與中心軸線(64)平行、且與沿著第二流體通道部分(92)的方向相反的方向上前進。
17.根據權利要求16所述的電機(40、140、240、340)，其中流動路徑(80、180、280)沿著所有的第二流體通道部分(92)在與中心軸線(64)平行的共同方向上前進。
18.根據前述權利要求中任一項所述的電機(40、140、240、340)，其中流體通道的進入口(86)和退出口(88)均相對于轉子(42)定位在沿著中心軸線(64)的相同方向上。
19.一種液體冷卻旋轉電機(40、140、240、340)的方法，其包括以下步驟: 沿著由流體通道(78)限定的流動路徑(80、180、280)利用液體冷卻劑流橫過繞軸線(64)設置的大致圓柱形的熱傳遞表面(74)，該流動路徑(80、180、280)繞軸線(64)大致沿周向延伸，并且在流體通道的進入口(86)和流體通道的退出口(88)之間沿著與軸線(64)平行的相反的方向前進。
20.根據權利要求19所述的方法，其中流動路徑(80、180、280)的繞軸線(64)的大致沿周向的延伸相對于流動路徑(80、180、280)的沿著與軸線(64)平行的至少一個方向的前進是獨立 的。
【文檔編號】H02K9/19GK104037983SQ201410076751
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月4日 優先權日:2013年3月4日
【發明者】B·D·錢伯林, A·納吉 申請人:瑞美技術有限責任公司