CN105264752B - 具有液体冷却壳体的电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电机,其具有定子组件、转子组件和壳体组件,该壳体组件具有两个端盖以及轴向延伸的内部和外部构件。内部壳体构件和外部壳体构件之一上的肋在空隙空间中接合内部壳体构件和外部壳体构件中的另一个,并限定了轴向延伸的流体路径区段。液体冷却剂流动路径可以是螺线型的。肋的宽度可以大于套筒部分的径向厚度,肋从该套筒部分延伸。紧固件可以将端盖附接到宽度扩大的肋。内部和外部壳体有利地是可挤出的。电子部件可以与端盖热联接,并且设置在多个端部转向流体通道的径向内侧并沿轴向靠近多个端部转向流体通道。电子部件可以至少部分地沿轴向设置在定子组件的绕组的远侧极限和螺线型流体路径的轴向极限之间。端盖还可以支撑轴承组件。
Description
本申请要求2013年5月30日提交的、名称为“ELECTRIC MACHINE WITH LIQUIDCOOLED HOUSING(具有液体冷却壳体的电机)”的、系列号为13/905,787的美国专利申请以及2013年5月30日提交的、名称为“ELECTRIC MACHINE WITH LIQUID COOLED HOUSING ANDEND CAP(具有液体冷却壳体和端盖的电机)”的、系列号为13/905,953的美国专利申请的优先权,这两篇文献的公开内容以引用方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及电机,更具体地,本发明涉及具有壳体的电机,该壳体用来冷却电机。
背景技术
电机包括定子组件和转子组件,转子组件相对于定子组件旋转。电机可以操作为马达、发电机或马达/发电机,马达/发电机能够选择性地操作为马达或发电机。当操作为马达时,电流输入到电机中以产生机械扭矩。当操作为发电机时,机械扭矩输入到电机中以产生电流。
在某些应用中,电机需要使用冷却***来在操作期间从电机去除热。在电机操作期间,通过定子组件的绕组产生大部分的热。因此,通常期望通过直接从绕组去除热或者通过从定子铁芯去除热来冷却定子组件。从定子铁芯去除热的一种通用方法是将定子组件安装在通常称为“水套”的壳体中,其中壳体和定子铁芯直接接合,并且壳体包括多个液体冷却通道。诸如水的冷却剂循环通过壳体的通道,以从壳体去除热。因此,壳体从定子铁芯去除热,并由此从定子组件的绕组去除热。
仍然期望在这种电机的壳体结构方面和壳体的制造成本节约方面进行改进。
发明内容
本发明提供一种电机,其具有用于使冷却剂循环的壳体组件,该壳体组件能够以节约成本的方式制造和组装。
在一种形式中,本发明包括电机,该电机包括定子组件,该定子组件与转子组件可操作地联接,其中该定子组件包括定子铁芯和多个绕组,转子组件能够绕旋转轴线旋转。电机还包括壳体组件,该壳体组件包括第一端盖和第二端盖以及轴向延伸的内部壳体构件和外部壳体构件。定子铁芯设置在轴向延伸的内部壳体构件中并与轴向延伸的内部壳体构件热联接。外部壳体构件围绕内部壳体构件设置并且在内部壳体构件和外部壳体构件之间沿径向限定了空隙空间。多个肋从内部壳体构件和外部壳体构件中的一个壳体构件沿径向延伸到空隙空间中,每个肋具有远侧端部,该远侧端部接合内部壳体构件和外部壳体构件中的相对的壳体构件。内部壳体构件和外部壳体构件中的所述相对的壳体构件是管状套筒,该管状套筒具有面向空隙空间的大致平滑的壁状表面。所述多个肋中的每个肋的远侧端部与平滑的壁状表面接合。多个肋在空隙空间中限定了多个轴向延伸的流体路径区段。第一端盖和第二端盖密封地封闭空隙空间的相对的轴向端部,壳体组件限定了入口和出口,其中液体冷却剂进入入口,沿着包括所述多个轴向延伸的流体路径区段的流体路径流动,并且通过出口排出。
在一些实施例中,所述多个肋从内部壳体构件沿径向向外延伸,大致平滑的壁状表面是沿径向面向内侧的圆柱形表面。
在其它实施例中,内部壳体构件和外部壳体构件以及第一端盖和第二端盖限定了用于液体冷却剂的螺线型路径,其中液体冷却剂在沿周向相邻的流体路径区段中沿相反的轴向方向流动,流体流动的轴向方向在相邻的区段之间、在靠近第一端盖和第二端盖的位置处反向。
在其它实施例中,延伸有多个肋的内部或外部壳体构件包括具有径向厚度的管状部分,并且其中所述多个肋中的至少一些限定了比管状部分的径向厚度大的周向延伸宽度。在这样的实施例中,第一端盖和第二端盖可以利用螺纹紧固件进行固定,所述螺纹紧固件延伸到孔中,所述孔位于周向宽度比管状部分的径向厚度大的肋中。
有利地,内部壳体构件和外部壳体构件各自具有轴向长度并且限定了沿着相应的壳体构件的整个轴向长度大致均匀的横截面,由此内部壳体构件和外部壳体构件均是可挤出的。
在其它实施例中,第一端盖限定了多个端部转向流体通道,这些端部转向流体通道沿周向围绕并靠近定子组件的第一轴向端部布置,其中端部转向流体通道使相邻的流体路径区段之间的流体连通,并且其中该电机还包括与第一端盖热联接的电子部件,该电子部件设置在多个端部转向流体通道的径向内侧并沿轴向靠近多个端部转向流体通道。在这样的实施例中,流体路径可以限定螺线型路径,其中第一端盖限定了螺线型流体路径的第一轴向极限,该第一轴向极限在第一轴向端部处沿轴向超过绕组的远侧极限,并且其中该电子部件至少部分地设置在第一轴向端部处的绕组的远侧极限和螺线型流体路径的第一轴向极限之间。
在另一个方面中,本发明包括电机,该电机包括定子组件,该定子组件与转子组件可操作地联接,其中该定子组件包括定子铁芯和多个绕组,转子组件能够绕旋转轴线旋转。电机还包括壳体组件,该壳体组件包括第一端盖和第二端盖以及轴向延伸的内部壳体构件和外部壳体构件。定子铁芯设置在内部壳体构件中并与内部壳体构件热联接,外部壳体构件围绕内部壳体构件设置并且在内部壳体构件和外部壳体构件之间沿径向限定了空隙空间。多个肋从内部壳体构件和外部壳体构件中的一个壳体构件沿径向延伸到空隙空间中,每个肋具有远侧端部,该远侧端部接合内部壳体构件和外部壳体构件中的相对的壳体构件。内部壳体构件和外部壳体构件中的所述相对的壳体构件具有面向空隙空间的大致平滑的壁状表面,其中所述多个肋中的每个肋的远侧端部与平滑的壁状表面接合。多个肋在空隙空间中限定了多个轴向延伸的流体路径区段。内部壳体构件和外部壳体构件各自限定了轴向长度并且限定了沿着相应的壳体构件的整个轴向长度大致均匀的横截面,由此内部壳体构件和外部壳体构件均是可挤出的。延伸有多个肋的内部壳体构件和外部壳体构件中的一个壳体构件包括具有径向厚度的管状部分,并且其中所述多个肋中的至少一些限定了比管状部分的径向厚度大的周向延伸宽度。多个紧固件接合第一端盖和第二端盖,并且延伸到孔中,所述孔位于周向宽度比管状部分的径向厚度大的肋中,由此将第一端盖和第二端盖固定到内部壳体构件和外部壳体构件中的所述一个壳体构件。第一端盖和第二端盖密封地封闭空隙空间的相对的轴向端部,并限定了入口和出口,其中液体冷却剂进入入口,沿着由内部壳体构件和外部壳体构件以及第一端盖和第二端盖限定的用于液体冷却剂的螺线型流体路径流动,并且通过出口排出。
本发明还可以提供一种电机,其中壳体使冷却剂循环,并且包括至少一个端盖,该端盖与电子部件热联接或者支撑轴承组件。
在另一个方面中,本发明包括电机,该电机包括定子组件,该定子组件与转子组件可操作地联接,其中该定子组件包括定子铁芯和多个绕组,转子组件能够绕旋转轴线旋转。至少一个轴向延伸的壳体构件与定子铁芯热联接,并且限定了多个轴向延伸的流体通道。端盖限定了将轴向延伸的流体通道相互连接的多个端部转向流体通道。端部转向流体通道沿周向围绕并靠近定子组件的第一轴向端部布置,由此轴向延伸的流体通道和端部转向通道限定了螺线型路径。与端盖热联接的电子部件设置在多个端部转向流体通道的径向内侧并沿轴向靠近多个端部转向流体通道。
在一些实施例中,端盖限定了螺线型路径的第一轴向极限,该第一轴向极限在第一轴向端部处沿轴向超过定子组件的绕组的远侧极限。在这样的实施例中,电子部件可以至少部分地沿轴向设置在第一轴向端部处的定子组件的绕组的远侧极限和螺线型路径的第一轴向极限之间。
一些实施例还可以包括第二端盖,该第二端盖设置在定子组件的与第一轴向端部相对的第二轴向端部处,其中第二端盖与轴向延伸的壳体构件接合,并且多个轴向延伸的流体通道限定了多个成对通道。对于每一组成对通道,第二端盖可以被构造成使其将流体流动从成对通道中的一个通道重新引导到另一个成对通道,并且其中第二端盖限定了螺线型路径的第二轴向极限,该第二轴向极限在第二轴向端部处靠近定子组件的绕组的第二远侧极限。
在另一个方面中,本发明包括电机,该电机包括定子组件,该定子组件与转子组件可操作地联接,其中该定子组件包括定子铁芯和多个定子组件的绕组,转子组件安装在转子轴上,其中转子组件和转子轴能够绕旋转轴线旋转。电机还包括至少一个轴向延伸的壳体构件,所述至少一个轴向延伸的壳体构件与定子铁芯热联接,并且限定了多个轴向延伸的流体通道。限定了多个端部转向流体通道的至少一个导热端盖将轴向延伸的流体通道相互连接。多个端部转向流体通道沿周向围绕并靠近定子组件的第一轴向端部布置,由此轴向延伸的流体通道和端部转向流体通道限定了螺线型路径。轴承组件安装在端盖上,并可旋转地支撑转子轴。
在一些实施例中,电机还包括导热的第二端盖,该第二端盖设置在定子组件的与第一轴向端部相对的第二轴向端部处,并且与轴向延伸的壳体构件接合。多个轴向延伸的流体通道限定了多个成对通道,其中,对于每一组成对通道,第二端盖将流体流动从成对通道中的一个通道重新引导到另一个成对通道,并且其中第二端盖限定了螺线型路径的第二轴向极限,该第二轴向极限在第二轴向端部处靠近定子组件的绕组的第二远侧极限。可旋转地支撑转子轴的第二轴承组件可以安装在第二端盖上。
附图说明
通过结合附图参考本发明实施例的以下说明,本发明的上述和其他特征及其获取方法将会变得更加明显,并可更好地理解发明本身,其中:
图1为电机的透视图。
图2为电机的另一个透视图。
图3为电机的横截面图。
图4为电机的透视横截面图。
图5为电机的透视图,其中外部壳体构件被移除。
图6为电机的另一个透视图,其中外部壳体构件被移除。
图7为电机的局部侧视图,其中外部壳体构件被移除。
图8为内部壳体构件和外部壳体构件的横截面图。
图9为端盖的侧视图。
图10为端盖的端视图。
图11为可供选择的端盖的端视图。
图12为可供选择的内部壳体构件的透视图。
图13为可供选择的电机的横截面图。
对应参考符号表明贯穿若干视图的对应部分。尽管本文所列出的范例以若干形式示出了本发明的实施例,但是以下所公开的实施例并不是详尽的或用来将本发明的范围限制到所公开的精确形式。
具体实施方式
图1-4中示出了电机20,该电机包括转子组件22和定子组件24。在图示实施例中,电机20是内部永磁体马达/发电机。然而,本文公开的壳体组件可以用于其它类型的电机。
图示的转子组件22能够绕旋转轴线30旋转,并且具有常规结构,该常规结构具有由叠堆的电工钢叠片形成的转子铁芯26。转子铁芯26还限定了轴向延伸的狭槽,永磁体28设置在狭槽中。转子铁芯26安装在转子轴32上,该转子轴由轴承组件34、36可旋转地支撑。带轮38安装在转子轴32的一个端部上。带轮38可以与用于传递扭矩的带接合,例如以便为车辆中的增压器的涡轮提供动力。尽管图示的电机20示出为具有带轮38,但是可供选择的实施例可以用于其它应用,并且可以用作马达、发电机或马达/发电机。
用于监测转子轴32的旋转的传感器组件40位于转子轴32的与带轮38相对的端部处。传感器组件40包括旋转构件42和静止构件44,并且可以采取解析器、霍尔效应传感器或其它合适传感器的形式。在图示的例子中,旋转构件42是具有突起含铁金属齿状物的环,该齿状物限定了用于霍尔效应传感器的静止构件44的离散的目标,由此能够监测转子轴32的转速。使用霍尔效应传感器和类似的传感器对于本领域普通技术人员而言是众所周知的。
定子组件24包括定子铁芯46,该定子铁芯也由叠堆的电工钢叠片形成。图示的定子组件24具有定子铁芯46,该定子铁芯限定了轴向延伸的且沿径向向内开口的狭槽。还常常被称为绕组48的线圈***到定子铁芯46的狭槽中并具有端部线匝,该端部线匝伸出超过定子铁芯46的轴向端部。在图示实施例中,电机20是三相电机。
利用对于本领域普通技术人员而言众所周知的常规技术制造转子组件22和定子组件24。例如,转子铁芯26和定子铁芯46均由在顺序模具组件中压印的多个电工钢叠片形成。形成转子铁芯26和定子铁芯46的叠片可以通过焊接、粘合剂、相邻叠片中的相互接合的突出部和狭槽而固定在一起,或者可以通过其它合适的方法固定在一起。例如,一种固定叠片的粘合剂方法涉及使用两部分式环氧树脂,其中一个部分施加到每个叠片的底部表面,另一个部分施加到每个叠片的顶部表面。一旦叠堆好,叠片就被加热,以将两个部分附着在一起,并形成粘接的铁芯。
在形成定子铁芯46之后,利用常规的线圈***设备将绕组48***到定子铁芯46中。相似地,在形成转子铁芯26之后,将永久磁体28***到转子铁芯26的狭槽中。
永久磁体28可以在安装在转子铁芯26中之前被磁化,或者可以在安装时不被磁化而在安装在转子铁芯26中之后被施以磁性特性。永久磁体28可以有利地由钕铁硼形成。当形成永久磁体28时可以包括镝,以提供较大的温度稳定性,并且允许磁性材料更好地抵抗磁力损失。多种其它材料也可以用来形成永久磁体28,包括稀土材料,例如锂、铽和钐。使用这些和其它磁性材料来形成用于电机的永久磁体是本领域普通技术人员众所周知的。永久磁体28还可以包括在磁体上形成外部涂层的外部材料层,例如通过电镀在磁性材料上形成的镍层或者通过蒸气扩散形成的铝层。这样的外部涂层可以用来增强耐腐蚀性。
永久磁体28可以通过粘合剂、通过与转子铁芯26的压配合接合、或者通过其它合适的手段保持在转子铁芯26的轴向狭槽中。例如,转子铁芯26可以被加热,以使得转子铁芯26和转子铁芯中形成的狭槽的尺寸热膨胀,从而提供用于永久磁体28***到狭槽中的足够的间隙。永久磁体28也可以被冷冻,以减小它们的尺寸。然后,转子铁芯26和永久磁体28能够回复到周围环境温度,其中当转子铁芯26和永久磁体28处于相同温度时转子铁芯26和永久磁体28的尺寸使得永久磁体28与转子铁芯26牢固地接合并且固定在转子铁芯中。
转子组件22和定子组件24安装在壳体组件50中。壳体组件50包括环绕定子组件24的轴向延伸的内部壳体构件52和轴向延伸的外部壳体构件54。内部壳体构件52环绕并直接接合定子铁芯46,由此与定子铁芯46热联接。在图示实施例中,内部壳体构件52具有多个轴向延伸的、沿径向向外突起的肋56。外部壳体构件54环绕内部壳体构件52,并且与肋56的远侧端部58接合。在内部壳体构件和外部壳体构件52、54之间限定了空隙空间60,肋56将空间60细分成多个轴向延伸的流体路径区段62。以下更详细地讨论冷却剂通过壳体组件50的流动。
在图示实施例中,外部壳体构件54采取管状圆柱形套筒的形式,具有沿径向面向内侧的基本上平滑的壁状表面64和沿径向面向外侧的基本上平滑的壁状表面66。外部壳体构件54的简化的横截面便于壳体组件50的制造成本节约,并且在某些应用中可以允许在轴向延伸的内部壳体构件和外部壳体构件之一的制造中使用标准尺寸的、可商购获得的管材。要注意的是,虽然图示实施例采用从内部壳体构件52沿径向向外延伸的肋56,但是可供选择的实施例可以采用这样的肋56,该肋定位在外部壳体构件54上,并且沿径向向内延伸,以接合具有简化横截面的内部壳体构件52,例如具有基本上平滑的壁状的径向内、外表面的管状套筒。
尽管图示实施例采用具有平滑的壁状的内、外表面的圆柱形套筒作为内部和外部壳体构件之一,但是也可以采用可供选择的管状套筒。例如,外部壳体构件54可以在其面向外的表面上设置有散热翅片,以促进热耗散到周围环境中,或者可以具有从其向外延伸的安装耳部以借助于螺栓或其它紧固件固定电机20或者具有形成在外部壳体构件54的外表面上的其它特征。还要注意的是,虽然在图示实施例中外部壳体构件54的沿径向面向内侧的表面64是光滑壁状的圆柱形表面,其对称性促进了制造和组装的效率,但是也可以采用其它形状和构造,前提条件是相对的内部壳体构件52和/或肋56的形状和构造根据需要进行修改,以提供内部和外部壳体构件52、54的配合接合。
端盖68、70位于内部和外部壳体构件52、54的相对端部处,并且密封地封闭空隙空间的相对轴向端部。在图示实施例中,端盖70限定了入口72和出口74,其中冷却剂(例如水或基于水的防冻冷却剂)通过入口72进入,然后沿着流体路径76流动,该流体路径包括多个轴向延伸的流体通道,这些流体通道形成较大的流体路径76的轴向延伸的流体路径区段62。流动在每个流体路径区段62的轴向端部处反向,并且进入沿周向相邻的流体路径区段,以沿相反的方向流动,由此流体路径76限定了在液体冷却剂通过出口74排出之前用于液体冷却剂的螺线型路径。管道73、75分别与入口72和出口74连通,并且向外延伸,以便于入口72和出口74连接到外部冷却剂管线。
在图1-7所示的实施例中,内部和外部壳体构件52、54具有基本上相同的轴向长度53,并且多个肋56中的每一个肋都具有轴向延伸程度55,该轴向延伸程度与内部壳体构件和外部壳体构件52、54的轴向长度53基本上相同。在具有全长肋56的这种构造中,在由端盖68、70限定的端部转向流体通道78内发生流体流动的反向,其中每个端部转向流体通道78将流体从一个轴向延伸的流体路径区段62传递到沿周向相邻的流体路径区段62。由此,这些端部转向流体通道78将轴向延伸的流体路径区段62的相邻流体路径区段相互连接起来。
作为另外一种选择,至少一些肋56a的端部部分通过机加工而被去除,由此限定了轴向延伸程度57,该轴向延伸程度小于内部壳体构件和外部壳体构件52、54的轴向长度53。这样,缩短的肋56a限定了端部转向流体通道78a,该通路使相邻的流体路径区段62之间的冷却剂连通,如参考图12所能理解的。当采用允许冷却剂流动在内部壳体构件和外部壳体构件52、54的轴向极限内反向的肋56a时,靠近端部转向流体通道78a定位的端盖68a可以具有大致平表面,该表面接合内部壳体构件和外部壳体构件52、54的轴向端部,由此减少制造端盖68a所需的机加工。
在具有全长肋56的实施例中以及在具有缩短的肋56a的实施例中,流体路径76限定了用于液体冷却剂的螺线型路径,其中冷却剂在沿周向相邻的流体路径区段62中沿相反的轴向方向流动,流体流动的轴向方向在相邻的流体路径区段62之间在靠近端盖68、70的位置处反向。换言之,流体路径区段62限定了多个成对通道63,其中对于每一组成对通道63而言,端盖68或70将流体流动从成对通道中的一个通道63a重新引导到成对通道中的另一个通道63b。就这一点而言,要注意的是,在一个轴向端部处,特定通道(例如,63a)将与该特定通道的一个周向侧上的相邻的通道(例如,63b)成对,在另一个轴向端部处,该特定通道将与该特定通道的另一个周向侧上的相邻的通道(例如,63c)成对,由此限定了螺线型路径。
还要注意的是,虽然图示实施例采用流动方向在每个单独的通道处改变方向的流动路径,但是可供选择的实施例可以采用这样的流动路径,其中两个或更多个相邻的流动通道作为单个通道并且具有沿相同方向的流体流动。然后,该流体流动将反向并连通到相似的成组的相邻流动通道,这些相邻流动通道提供沿相反方向的流体流动。
肋56a的端部处的切口可以位于多个肋的两个轴向端部上,或者仅仅位于一个轴向端部上。例如,如果所有的肋都具有限定了端部转向流体通道78a的切口,那么一个肋将在一个端部处具有切口,而其任一侧上的两个肋将在相对端部上具有切口,使得切口从一个轴向端部到另一个轴向端部交替布置,由此限定螺线型通路。如果切口仅仅位于一个轴向端部处,那么每隔一个肋将具有全长。例如,可能有利的是,一个端盖限定了端部转向流体通道78以及入口72和出口74,而相对的端盖具有平表面80。在这样的实施例中,肋将在端盖限定了端部转向流体通道78、入口72和出口74的端部处延伸到内部和外部壳体构件52、54的轴向极限,而具有平表面80的端盖将位于内部和外部壳体构件52、54的相对轴向端部处,由肋56a中的切口限定的端部转向流体通道78a位于该相对轴向端部处。
端盖68、70中的端部转向流体通道78限定了端盖68、70的与流过壳体组件50的冷却剂直接接触的有效表面区域,并由此以与内部壳体构件52将热能从定子组件24传递到冷却剂的方式类似的方式将热能从端盖68、70传递到冷却剂。这允许端盖68、70有助于冷却定子组件24和/或冷却电机20的其它部分,如以下更详细地讨论的。虽然端盖68a与其大体平的表面80不提供和端部转向流体通道78一样大的表面区域,但是受到端部转向流体通道78a内的流体流动的影响,并且与冷却剂的这种直接接触将端盖68a的质量与流过壳体组件50的冷却剂以与端部转向流体通道78类似的方式热联接起来。通常有利的是,将平表面80取向为相对于旋转轴线30成垂直角度,如图13所示,以简化壳体组件50的制造,然而,表面80的取向可以进行改变,如果这样的改变有利于电机20的特定应用的话。可以用于端盖68、70中的端部转向流体通道78的另一个修改是在端部转向流体通道78的表面中使用突起或其它不规则结构,以提供用于热传递的增大的表面区域或者在流体流动中产生紊流。
穿过壳体组件50的冷却剂循环通过冷却剂***(未示出),该冷却剂***包括用于从冷却剂去除热的装置(例如,散热器或类似的热交换装置),并且有利地包括用于使冷却剂循环通过壳体组件50的泵或类似装置。因此,在冷却剂通过出口74从壳体组件排出之后,且在冷却剂通过入口72返回到壳体组件50之前,在冷却剂穿过壳体组件50期间传递到冷却剂的热被去除。还要注意的是,壳体组件50可以是更大的和更复杂的冷却***的一部分,该冷却***使冷却剂循环通过多个需要去除热的装置。使用这样的冷却剂***,例如具有内燃机的车辆中具有的冷却剂***,对于本领域普通技术人员而言是众所周知的。
内部壳体构件和外部壳体构件52、54可以由多种材料制成。内部壳体构件52需要由能够将热从定子组件24传递到冷却剂的材料形成,并且通常有利的是由相同或相似的材料形成外部壳体构件54,由此,内部和外部壳体构件52、54都具有相同的热膨胀系数。在图示实施例中,内部壳体构件和外部壳体构件52、54均由铝材料形成。当期望使得电机20的重量最小化时,例如当电机20用于车辆中时,使用铝来形成内部和外部壳体构件52、54是有利的。然而,其它金属材料也可以用来形成内部和外部壳体构件52、54,并且当不期望使电机20的重量最小化时其它金属材料可能是有利的。
在图示实施例中,内部壳体构件和外部壳体构件52、54的构造便于节约制造成本。更具体地,内部和外部壳体构件52、54的每个的与旋转轴线30垂直的横截面沿着内部和外部壳体构件52、54的整个轴向长度53基本上是均匀的,由此内部和外部壳体构件52、54均可以利用挤出工艺进行制造。在将内部和外部壳体构件52、54切割成段之后,可能需要进行一定的机加工,但是在需要的情况下这样的机加工将是程度较小的。例如,在内部和外部壳体构件52、54的轴向端部表面中可以形成有螺纹孔和圆形凹槽,以提供端盖68、70的附接以及O形环或其它密封构件的密封,从而密封内部和外部壳体构件52、54和端盖68、70之间的连接部。在采用缩短的肋56a的实施例中,将还需要通过机加工或其它合适的手段去除肋56a的端部以形成端部转向流体通道78a。少量的额外机加工也可能是期望的,例如形成附接位置以用于将壳体组件50固定到车辆框架或用于将内部壳体构件52与定子组件24对准,或者形成壳体组件50中的其它辅助特征结构。还可能的是,将外部壳体构件54机加工为形成入口72和出口74,而不是在端盖之一上形成这些特征结构。
在图示实施例中,通过铸造铝材料来形成端盖68、70,然而,其它合适的手段和材料也可以用来形成端盖68、70。如上所述,O形环或其它密封构件82可以用来提供端盖68、70以及内部和外部壳体构件52、54之间的密封,其中每个轴向端部上两个O形环。这样,在每个端部处,一个O形环定位在内部壳体构件52和端盖之间的空隙空间60的径向内侧,一个O形环定位在内部壳体构件52和端盖之间的空隙空间60的径向外侧。换言之,O形环设置在内部壳体构件和外部壳体构件52、54中每一个壳体构件的每个轴向端部处,并且设置在内部壳体构件和外部壳体构件52、54和端盖68、70之间。虽然图示实施例采用O形环来提供密封,但是作为另外一种选择,其它类型的密封构件,例如垫圈或液体密封剂,可以用作密封构件82。
端盖68、70可以利用螺纹紧固件84或其它合适的手段进行附接。在图示实施例中,端盖68、70具有轴向延伸的孔85,紧固件84***穿过该孔。定位在一个或两个轴向延伸的内部和外部壳体构件52、54中的螺纹孔86由紧固件84接合,由此将端盖68、70固定到内部和外部壳体构件52、54。通过使用较宽的肋56,螺纹孔86可以有利地设置在肋56中。在图示实施例中,内部壳体构件52具有管状部分88,该管状部分限定了径向厚度90,而肋56限定了比径向厚度90大的周向延伸的宽度92。在图示实施例中,每个肋56仅仅在一个端部处具有一个螺纹孔86,相邻的肋56在相对的端部处具有孔86,由此端盖68每隔一个肋56进行附接,而端盖70也每隔一个肋56进行附接,每个肋56利用螺纹紧固件仅仅附接到一个端盖。也有可能在单个实施例中采用薄的肋和厚的肋,其中仅仅厚的肋具有用于端盖的附接的螺纹孔。
使用定位在肋56中的螺纹孔86允许螺纹紧固件定位成靠近空隙空间60的径向中点。这允许端盖以基本上相当的和平衡的指向轴向方向的力来接合内部壳体构件和外部壳体构件52、54,从而在电机20的整个使用寿命期间便于端盖68、70与内部和外部壳体构件52、54的密封接合。还允许内部和外部壳体构件52、54的每个的管状部分的尺寸根据结构和性能方面的考虑来形成,该考虑不包括在管状部分中具有螺纹孔的必要性。对于许多应用而言,这可以允许管状部分的径向厚度比螺纹孔86定位在轴向延伸的壳体构件的管状部分中的情况下具有的径向厚度小。还要注意的是,限定了螺纹孔的扩大的肋的这种构造还可以用于肋从外部壳体构件54向内延伸而不是从内部壳体构件52向外延伸的实施例。
还要注意的是,在肋56中不采用螺纹盲孔,孔86可以是不带螺纹的,并且延伸肋56的整个轴向长度。在这样的实施例中,长的螺栓可以在一个端部上延伸穿过端盖,穿过肋56,并穿过相对的端盖,以用于进行固定。在这样的实施例中,将方便密封构件的均匀压缩,并且将减少紧固件的数量。此外,在这样的可供选择的实施例中,肋56中的孔可以是挤出的,而不是在肋56中机加工形成的螺纹孔。对于孔延伸肋56的整个长度的长螺栓实施例以及在肋56中采用盲孔的实施例而言,紧固件将接合端盖68、70并延伸到位于肋56中的孔内。
如上所述,转子轴32和转子组件22一起绕旋转轴线30旋转,并且由轴承组件34、36可旋转地支撑。轴承组件34、36安装在形成于端盖68、70上的毂35、37中。因此,端盖68、70用作轴承组件34、36的散热翅片。另外,因为端盖与循环通过壳体组件50的冷却剂热联接,所以冷却剂将从端盖68、70去除余热。由此,端盖68、70可以从轴承组件34、36去除热。尽管从轴承组件34、36去除热可能受到限制,但是在某些应用中,可以允许使用逐渐地更小的轴承,并由此更加节约电机20的制造成本。
端盖70的更显著的辅助功能是冷却电子部件94。在图示实施例中,电子部件94包括印刷电路板和逆变器,该印刷电路板具有用于控制电机20的操作的控制电路,该逆变器用于将来自车辆电池的DC电流转换为AC电流,以便为电机20供电。然而,可供选择的实施例可以采用不同的电子部件或包括另外的电子部件。例如,电机20还可以用作发电机,并设置有整流器,该整流器用于将电机生成的AC电流转换为DC电流,以便为电池充电。
电子部件94与端盖70热联接(例如通过将电子部件94安装在端盖70上)将允许端盖70用作电子部件94的散热翅片。此外,端盖70与循环通过壳体组件50的冷却剂热联接,将从端盖70去除热,并由此主动地冷却电子部件94。端盖70用作散热翅片并主动地冷却电子部件94的这种布置可以在电机20的整个宽范围的操作条件上方便在容许的温度范围内对电子部件94进行维护。
电子部件94有利地定位在端盖70中所限定的端部转向流体通道78的径向内侧和轴向附近。要注意的是,绕组48沿轴向延伸超过定子铁芯46,并且绕组48的最外侧部分在电机的相对轴向端部处限定了远侧极限96、98。相似地,螺线型流体路径76限定了螺线型流体路径的相对的两个轴向极限100、102。使螺线型流体路径76的轴向极限100、102延伸超过绕组48的远侧极限96、98通常对定子组件24的冷却不提供任何有意义的贡献。因此,通常有利的是,端盖定位在没有电子部件94的轴向端部上,以限定螺线型流体路径76的轴向极限102靠近绕组48的远侧极限98。仅仅在使螺线型流体路径76延伸超过远侧极限98用于除了冷却定子组件24之外的某种目的的情况下,螺线型流体路径延伸超过绕组48的远侧极限才有可能提供优点。
在电机20的电子部件94所处的轴向端部(即,在图示实施例中的端盖70)处,将端盖构造成使得螺线型流体路径76的轴向极限100沿轴向定位超过绕组48的远侧极限96可以提供电子部件94的冷却或者电机20的除了定子组件24之外的某些特征结构的冷却。因此,在电机的一个轴向端部处定子组件的远侧极限和流体路径的轴向极限之间的距离大于在电机的相对的轴向端部处定子组件的远侧极限和流体路径的轴向极限之间的距离。例如,如图示实施例示例性地示出,电子部件94可以有利地沿轴向完全或至少部分地定位在绕组48的远侧极限96和螺线型流体路径76的轴向极限100之间,以便于热从电子部件94有效地传递到端盖70。
还要注意的是,使螺线型流体路径76延伸超过定子组件的绕组48的一个或多个远侧极限96、98还可以用于除了冷却电机20的一部分之外的目的。例如,螺线型流动路径76的这样的轴向延伸可以用来从冷却剂去除热。在这样的可供选择的实施例中,端盖可以包括翅片,该翅片将热从冷却剂耗散到周围环境中,以从冷却剂去除热。
在图示实施例中,覆盖板104定位在端盖70的轴向端部上,并且提供对电子部件94和传感器组件40的保护。覆盖板104利用紧固件84进行固定,该紧固件用来将端盖70附接到肋56。覆盖板104中的中心开口与索环106对齐,并且允许线材(未示出)进入。该线材传递电流以向电机20供电,并且还用来在传感器组件40、电子部件94以及外部控制器(例如车辆的电子控制单元(“ECU”))之间传递传感器数据和控制信号。
以下是根据本发明的优选实施例的列表:
1.一种电机,其包括:
定子,该定子组件与转子组件可操作地联接,其中该定子组件包括定子铁芯和多个绕组,转子组件能够绕旋转轴线旋转,定子组件的长度延伸为在电机的彼此相对的轴向端部处的绕组的远侧极限之间的距离;
壳体组件,该壳体组件包括第一端盖和第二端盖以及轴向延伸的内部壳体构件和外部壳体构件,其中:
定子铁芯设置在内部壳体构件中并与内部壳体构件热联接,外部壳体构件围绕内部壳体构件设置并且在内部壳体构件和外部壳体构件之间沿径向限定了空隙空间;
多个肋,所述多个肋从内部壳体构件和外部壳体构件中的一个壳体构件沿径向延伸到空隙空间中,每个肋具有远侧端部,该远侧端部接合内部壳体构件和外部壳体构件中的相对的壳体构件,内部壳体构件和外部壳体构件中的所述相对的壳体构件是管状套筒,该管状套筒具有面向空隙空间的大致平滑的壁状表面;所述多个肋中的每个肋的远侧端部与平滑的壁状表面接合;所述多个肋在空隙空间中限定了多个轴向延伸的流体路径区段;并且
第一端盖和第二端盖限定了端部转向流体通道,流体路径区段通过这些端部转向流体通道在电机的相对的轴向端部处连接;
电子部件设置在端部转向流体通道的径向内侧,
其中第一端盖和第二端盖密封地封闭空隙空间的相对的轴向端部,壳体组件限定了入口和出口,其中液体冷却剂进入入口,沿着包括所述多个轴向延伸的流体路径区段和端部转向流体通道的流体路径流动,并且通过出口排出;并且
其中流体路径的长度延伸为流体路径的两个相对轴向极限之间的距离,并且流体路径的长度大于定子组件的长度,由此沿着流体路径流动的液体冷却剂有助于冷却电子部件。
2.根据优选实施例1所述的电机,其中所述多个肋从内部壳体构件沿径向向外延伸,大致平滑的壁状表面是沿径向面向内侧的圆柱形表面。
3.根据优选实施例1或2所述的电机,其中内部壳体构件和外部壳体构件以及第一端盖和第二端盖限定了用于液体冷却剂的螺线型路径,其中液体冷却剂在沿周向相邻的流体路径区段中沿相反的轴向方向流动,流体流动的轴向方向在相邻的流体路径区段之间、在靠近第一端盖和第二端盖的位置处反向。
4.根据优选实施例1至3中任一项所述的电机,其中内部壳体构件和外部壳体构件具有大致相同的轴向长度,并且其中所述多个肋中的每个肋都具有与内部壳体构件和外部壳体构件的轴向长度大致相当的轴向延伸程度。
5.根据优选实施例4所述的电机,其中第一端盖和第二端盖中的每一个都限定了多个端部转向流体通道,这些端部转向流体通道使相邻的流体路径区段之间的流体连通。
6.根据优选实施例1至3中任一项所述的电机,其中内部壳体构件和外部壳体构件具有大致相同的轴向长度,多个肋中的至少一些被缩短并具有比内部壳体构件和外部壳体构件的轴向长度小的轴向延伸程度,缩短的肋限定了使相邻的流体路径区段之间的流体连通的端部转向流体通道。
7.根据优选实施例6中任一项所述的电机,其中第一端盖和第二端盖中的至少一个限定了大致平表面,该平表面能够在由缩短的肋限定的端部转向流体通道附近与内部壳体构件和外部壳体构件接合。
8.根据优选实施例1至7中任一项所述的电机,其中内部壳体构件和外部壳体构件各自具有轴向长度并且限定了沿着相应的内部或外部壳体构件的整个轴向长度大致均匀的横截面,由此内部壳体构件和外部壳体构件均是可挤出的。
9.根据优选实施例8所述的电机,其中内部壳体构件和外部壳体构件中的所述相对的壳体构件是大致圆柱形的套筒。
10.根据优选实施例1至9中任一项所述的电机,其还包括四个密封构件,其中在内部壳体构件和外部壳体构件中的每一个壳体构件的每一个轴向端部处设置有一个密封构件,每一个密封构件都与第一端盖和第二端盖之一以及内部壳体构件和外部壳体构件之一密封地接合并设置在第一端盖和第二端盖之一以及内部壳体构件和外部壳体构件之一之间。
11.根据优选实施例1至10中任一项所述的电机,其中延伸有多个肋的内部壳体构件和外部壳体构件中的一个壳体构件包括具有径向厚度的管状部分,并且其中所述多个肋中的至少一些限定了比管状部分的径向厚度大的周向延伸宽度。
12.根据优选实施例11所述的电机,其中第一端盖和第二端盖利用螺纹紧固件进行固定,所述螺纹紧固件延伸到孔中,所述孔位于周向宽度比管状部分的径向厚度大的肋中。
13.根据优选实施例1至12中任一项所述的电机,其中第一端盖限定了多个端部转向流体通道,这些端部转向流体通道沿周向围绕并靠近定子组件的第一轴向端部布置,端部转向流体通道使相邻的流体路径区段之间的流体连通,并且其中该电机还包括与第一端盖热联接的电子部件,该电子部件设置在多个端部转向流体通道的径向内侧并沿轴向靠近多个端部转向流体通道。
14.根据优选实施例13所述的电机,其中流体路径限定了螺线型流体路径,第一端盖限定了螺线型流体路径的第一轴向极限,该第一轴向极限在第一轴向端部处沿轴向超过绕组的远侧极限,并且其中该电子部件至少部分地设置在第一轴向端部处的绕组的远侧极限和螺线型流体路径的第一轴向极限之间。
15.一种电机,其包括:
定子组件,该定子组件与转子组件可操作地联接,其中该定子组件包括定子铁芯和多个绕组,转子组件能够绕旋转轴线旋转,定子组件的长度延伸为在电机的彼此相对的轴向端部处的绕组的远侧极限之间的距离;
壳体组件,该壳体组件包括第一端盖和第二端盖以及轴向延伸的内部壳体构件和外部壳体构件,其中:
定子铁芯设置在轴向延伸的内部壳体构件中并与轴向延伸的内部壳体构件热联接,轴向延伸的外部壳体构件围绕轴向延伸的内部壳体构件设置并且在轴向延伸的内部壳体构件和轴向延伸的外部壳体构件之间沿径向限定了空隙空间;
多个肋,所述多个肋从内部壳体构件和外部壳体构件中的一个壳体构件沿径向延伸到空隙空间中,每个肋具有远侧端部,该远侧端部接合内部壳体构件和外部壳体构件中的相对的壳体构件;内部壳体构件和外部壳体构件中的所述相对的壳体构件具有面向空隙空间的大致平滑的壁状表面,其中所述多个肋中的每个肋的远侧端部与平滑的壁状表面接合;所述多个肋在空隙空间中限定了多个轴向延伸的流体路径区段,第一端盖和第二端盖限定了端部转向流体通道,流体路径区段通过这些端部转向流体通道在电机的相对的轴向端部处连接;并且其中内部壳体构件和外部壳体构件每个都限定了轴向长度并且限定了沿着相应的壳体构件的整个轴向长度大致均匀的横截面,由此内部壳体构件和外部壳体构件均是可挤出的;
内部壳体构件和外部壳体构件中的一个壳体构件包括具有径向厚度的管状部分,其中所述多个肋中的至少一些限定了比管状部分的径向厚度大的周向延伸宽度;以及
多个紧固件,所述多个紧固件接合第一端盖和第二端盖并延伸到位于周向宽度比管状部分的径向厚度大的肋中的孔中,由此将第一端盖和第二端盖固定到内部壳体构件和外部壳体构件中的一个壳体构件,其中第一端盖和第二端盖密封地封闭空隙空间的相对的轴向端部,并且限定了入口和出口,其中液体冷却剂进入入口,沿着由内部壳体构件和外部壳体构件以及第一端盖和第二端盖限定的用于液体冷却剂的流体路径流动,并且通过出口排出;以及
电子部件设置在端部转向流体通道的径向内侧;
其中,流体路径的长度延伸为流体路径的端部转向流体通道的两个相对轴向极限之间的距离,并且流体路径的长度大于定子组件的长度,由此沿着流体路径流动的液体冷却剂有助于冷却电子部件。
16.根据优选实施例15所述的电机,其中位于肋中的孔是螺纹孔,所述螺纹孔与所述多个紧固件螺纹接合。
17.根据优选实施例15或16所述的电机,其中内部壳体构件和外部壳体构件以及第一端盖和第二端盖限定了用于液体冷却剂的螺线型流体路径,其中液体冷却剂在沿周向相邻的流体路径区段中沿相反的轴向方向流动,流体流动的轴向方向在相邻的流体路径区段之间、在靠近第一端盖和第二端盖的位置处反向。
18.根据优选实施例15至17中任一项所述的电机,其中内部壳体构件和外部壳体构件具有大致相同的轴向长度,并且其中所述多个肋具有与内部壳体构件和外部壳体构件的轴向长度大致相当的轴向延伸程度,并且其中第一端盖和第二端盖中的每一个都限定了多个端部转向流体通道,这些流体通路使相邻的流体路径区段之间的流体连通。
19.根据优选实施例15至17中任一项所述的电机,其中内部壳体构件和外部壳体构件具有大致相同的轴向长度,多个肋中的至少一些被缩短并具有比内部壳体构件和外部壳体构件的轴向长度小的轴向延伸程度,缩短的肋限定了使相邻的流体路径区段之间的流体连通的端部转向流体通道,并且其中第一端盖和第二端盖中的至少一个限定了大致平表面,该平表面能够在由缩短的肋限定的端部转向流体通道附近与内部壳体构件和外部壳体构件接合。
20.根据优选实施例15至19中任一项所述的电机,其中转子组件安装在转子轴上,转子组件和转子轴一起绕旋转轴线旋转;该电机还包括将转子轴可旋转地支撑在转子组件的相对轴向端部上的第一轴承组件和第二轴承组件,其中第一轴承组件安装在第一端盖上,第二轴承组件安装在第二端盖上。
21.根据优选实施例15至20中任一项所述的电机,其中所述多个肋从内部壳体构件沿径向向外延伸,外部壳体构件是管状圆柱形的套筒,该套筒具有沿径向面向内侧的大致平滑的壁状表面和沿径向面向外侧的表面。
22.根据优选实施例15至21中任一项所述的电机,其还包括四个密封构件,其中在内部壳体构件和外部壳体构件中的每一个壳体构件的每一个轴向端部处设置有一个密封构件,每一个密封构件都与第一端盖和第二端盖之一以及内部壳体构件和外部壳体构件之一密封地接合并设置在第一端盖和第二端盖之一以及内部壳体构件和外部壳体构件之一之间。
23.根据优选实施例15至22中任一项所述的电机,其中第一端盖限定了多个端部转向流体通道,这些端部转向流体通道沿周向围绕并靠近定子组件的第一轴向端部布置,端部转向流体通道使相邻的流体路径区段之间的流体连通,并且其中该电机还包括与第一端盖热联接的电子部件,该电子部件设置在多个端部转向流体通道的径向内侧并沿轴向靠近多个端部转向流体通道。
24.根据优选实施例23所述的电机,其中第一端盖限定了螺线型流体路径的第一轴向极限,该第一轴向极限在第一轴向端部处沿轴向超过绕组的远侧极限,并且其中该电子部件至少部分地设置在第一轴向端部处的绕组的远侧极限和螺线型流体路径的第一轴向极限之间。
25.根据前述任一项优选实施例所述的电机,其中在电机的一个轴向端部处定子组件的远侧极限和流体路径的轴向极限之间的距离大于在电机的相对的轴向端部处定子组件的远侧极限和流体路径的轴向极限之间的距离。
尽管已经将本发明作为示例性设计进行了描述,但还可以在本公开的精神和范围内对本发明进行修改。因此本申请旨在涵盖采用本发明一般原理的任何变型型式、用途或适应型式。
Claims (26)
1.一种电机(20),其包括:
定子组件(24),该定子组件与转子组件(22)可操作地联接,其中该定子组件(24)包括定子铁芯(46)和多个绕组(48),转子组件(22)能够绕旋转轴线(30)旋转,定子组件(24)的长度延伸为在电机(20)的彼此相对的轴向端部处的绕组(48)的远侧极限(96、98)之间的距离;
壳体组件(50),该壳体组件包括第一端盖和第二端盖(68、68a、70)以及轴向延伸的内部壳体构件和外部壳体构件(52、54),其中:
定子铁芯(46)设置在内部壳体构件(52)中并与内部壳体构件热联接,外部壳体构件(54)围绕内部壳体构件(52)设置并且在内部壳体构件和外部壳体构件之间沿径向限定了空隙空间(60);
多个肋(56、56a)从内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)中的一个壳体构件沿径向延伸到空隙空间(60)中,每个肋(56、56a)具有远侧端部(58),该远侧端部接合内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)中的相对的壳体构件,内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)中的所述相对的壳体构件是管状套筒,该管状套筒具有面向空隙空间(60)的大致平滑的壁状表面(64);
所述多个肋(56、56a)中的每个肋的远侧端部(58)与平滑的壁状表面(64)接合;
所述多个肋(56、56a)在空隙空间(60)中限定了多个轴向延伸的流体路径区段(62);并且
第一端盖和第二端盖(68、68a、70)限定了端部转向流体通道(78、78a),流体路径区段(62)通过这些端部转向流体通道在电机(20)的相对的轴向端部处连接;以及
电子部件(94)设置在端部转向流体通道(78、78a)的径向内侧,
其中第一端盖和第二端盖(68、68a、70)密封地封闭空隙空间(60)的相对的轴向端部,壳体组件(50)限定了入口(72)和出口(74),其中液体冷却剂进入入口(72),沿着包括所述多个轴向延伸的流体路径区段(62)和端部转向流体通道(78、78a)的流体路径(76)流动,并且通过出口(74)排出;并且
其中流体路径(76)的长度延伸为流体路径(76)的两个相对轴向极限(100、102)之间的距离,并且流体路径的长度大于定子组件的长度,由此沿着流体路径(76)流动的液体冷却剂有助于冷却电子部件(94)。
2.根据权利要求1所述的电机(20),其中所述多个肋(56、56a)从内部壳体构件(52)沿径向向外延伸,大致平滑的壁状表面(64)是沿径向面向内侧的圆柱形表面(64)。
3.根据权利要求1或2所述的电机(20),其中内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)以及第一端盖和第二端盖(68、68a、70)限定了用于液体冷却剂的螺线型流体路径(76),其中液体冷却剂在流体路径区段(62)中的沿周向相邻的流体路径区段(63a、63b、63c)中沿相反的轴向方向流动,流体流动的轴向方向在相邻的流体路径区段(62)之间、在靠近第一端盖和第二端盖(68、68a、70)的位置处反向。
4.根据权利要求3所述的电机(20),其中内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)具有大致相同的轴向长度(53),并且其中所述多个肋(56、56a)中的每个肋都具有与内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)的轴向长度(53)大致相当的轴向延伸程度(55、57)。
5.根据权利要求4所述的电机(20),其中第一端盖和第二端盖(68、68a、70)中的每一个都限定了多个端部转向流体通道(78、78a),这些端部转向流体通道使相邻的流体路径区段(62)之间的流体连通。
6.根据权利要求3所述的电机(20),其中内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)具有大致相同的轴向长度(53),多个肋(56、56a)中的至少一些被缩短并具有比内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)的轴向长度(53)小的轴向延伸程度(57),缩短的肋(56a)限定了使相邻的流体路径区段(62)之间的流体连通的端部转向流体通道(78a)。
7.根据权利要求6所述的电机(20),其中第一端盖和第二端盖(68、68a、70)中的至少一个限定了大致平表面(80),该平表面能够在由缩短的肋(56a)限定的所述端部转向流体通道(78a)附近与内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)接合。
8.根据权利要求1或2所述的电机(20),其中内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)各自具有轴向长度(53)并且限定了沿着相应的内部壳体构件或外部壳体构件(52、54)的整个轴向长度(53)大致均匀的横截面,由此内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)均是可挤出的。
9.根据权利要求8所述的电机(20),其中内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)中的所述相对的壳体构件是大致圆柱形的套筒。
10.根据权利要求8所述的电机(20),其还包括四个密封构件(82),其中在内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)中的每一个壳体构件的每一个轴向端部处设置有一个密封构件(82),每一个密封构件(82)都与第一端盖和第二端盖(68、68a、70)之一以及内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)之一密封地接合并设置在第一端盖和第二端盖之一以及内部壳体构件和外部壳体构件之一之间。
11.根据权利要求1或2所述的电机(20),其中延伸有多个肋(56、56a)的内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)中的一个壳体构件包括具有径向厚度(90)的管状部分(88),并且其中所述多个肋(56、56a)中的至少一些肋限定了比管状部分(88)的径向厚度(90)大的周向延伸宽度(92)。
12.根据权利要求11所述的电机(20),其中第一端盖和第二端盖(68、68a、70)利用螺纹紧固件(84)进行固定,所述螺纹紧固件延伸到孔(85、86)中,所述孔位于周向宽度(92)比管状部分(88)的径向厚度(90)大的肋(56、56a)中。
13.根据权利要求1或2所述的电机(20),其中第一端盖(68、68a、70)限定了多个端部转向流体通道(78、78a),这些端部转向流体通道沿周向围绕并靠近定子组件(24)的第一轴向端部布置,端部转向流体通道(78、78a)使相邻的流体路径区段(62)之间的流体连通,并且其中该电机(20)还包括与第一端盖(68、68a、70)热联接的电子部件(94),该电子部件(94)设置在所述多个端部转向流体通道(78、78a)的径向内侧并沿轴向靠近所述多个端部转向流体通道。
14.根据权利要求13所述的电机(20),其中流体路径(76)限定了螺线型流体路径(76),第一端盖(68、68a、70)限定了螺线型流体路径(76)的第一轴向极限(100、102),该第一轴向极限在第一轴向端部处沿轴向超过绕组(48)的远侧极限(96、98),并且其中该电子部件(94)至少部分地设置在第一轴向端部处的绕组(48)的远侧极限(96、98)和螺线型流体路径(76)的第一轴向极限(100、102)之间。
15.一种电机(20),其包括:
定子组件(24),该定子组件与转子组件(22)可操作地联接,其中该定子组件(24)包括定子铁芯(46)和多个绕组(48),转子组件(22)能够绕旋转轴线(30)旋转,定子组件(24)的长度延伸为在电机(20)的彼此相对的轴向端部处的绕组(48)的远侧极限(96、98)之间的距离;
壳体组件(50),该壳体组件包括第一端盖和第二端盖(68、68a、70)以及轴向延伸的内部壳体构件和外部壳体构件(52、54),其中:
定子铁芯(46)设置在内部壳体构件(52)中并与内部壳体构件热联接,外部壳体构件(54)围绕内部壳体构件(52)设置并且在内部壳体构件和外部壳体构件之间沿径向限定了空隙空间(60);
多个肋(56、56a)从内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)中的一个壳体构件沿径向延伸到空隙空间(60)中,每个肋(56、56a)具有远侧端部(58),该远侧端部接合内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)中的相对的壳体构件;
内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)中的所述相对的壳体构件具有面向空隙空间(60)的大致平滑的壁状表面(64),其中所述多个肋(56、56a)中的每个肋的远侧端部(58)与平滑的壁状表面(64)接合;
所述多个肋(56、56a)在空隙空间(60)中限定了多个轴向延伸的流体路径区段(62),第一端盖和第二端盖(68、68a、70)限定了端部转向流体通道,流体路径区段(62)通过这些端部转向流体通道在电机(20)的相对的轴向端部处连接;并且其中内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)每个都限定了轴向长度(53)并且限定了沿着相应的内部壳体构件或外部壳体构件(52、54)的整个轴向长度大致均匀的横截面,由此内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)均是可挤出的;内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)中的一个壳体构件包括具有径向厚度(90)的管状部分(88),其中所述多个肋(56、56a)中的至少一些肋限定了比管状部分(88)的径向厚度(90)大的周向延伸宽度(92);
多个紧固件(84)接合第一端盖和第二端盖(68、68a、70)并延伸到位于周向宽度(92)比管状部分(88)的径向厚度(90)大的肋(56、56a)中的孔(86)中,由此将第一端盖和第二端盖(68、68a、70)固定到内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)中的一个壳体构件,其中第一端盖和第二端盖(68、68a、70)密封地封闭空隙空间(60)的相对的轴向端部,并且限定了入口(72)和出口(74),其中液体冷却剂进入入口(72),沿着由内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)以及第一端盖和第二端盖(68、68a、70)限定的用于液体冷却剂的螺线型流体路径(76)流动,并且通过出口(74)排出;以及
电子部件(94),设置在端部转向流体通道(78、78a)的径向内侧;
其中,流体路径(76)的长度延伸为流体路径(76)的两个相对轴向极限(100、102)之间的距离,并且流体路径的长度大于定子组件的长度,由此沿着流体路径(76)流动的液体冷却剂有助于冷却电子部件(94)。
16.根据权利要求15所述的电机(20),其中位于肋(56、56a)中的孔(86)是螺纹孔(86),所述螺纹孔与所述多个紧固件(84)螺纹接合。
17.根据权利要求15或16所述的电机(20),其中内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)以及第一端盖和第二端盖(68、68a、70)限定了用于液体冷却剂的螺线型流体路径(76),其中液体冷却剂在流体路径区段(62)中的沿周向相邻的流体路径区段(63a、63b、63c)中沿相反的轴向方向流动,流体流动的轴向方向在相邻的流体路径区段(62)之间、在靠近第一端盖和第二端盖(68、68a、70)的位置处反向。
18.根据权利要求17所述的电机(20),其中内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)具有大致相同的轴向长度,并且其中所述多个肋(56、56a)具有与内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)的轴向长度(53)大致相当的轴向延伸程度(55、57),并且其中第一端盖和第二端盖(68、68a、70)中的每一个都限定了多个端部转向流体通道(78、78a),这些端部转向流体通道使相邻的流体路径区段(62)之间的流体连通。
19.根据权利要求17所述的电机(20),其中内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)具有大致相同的轴向长度(53),多个肋(56、56a)中的至少一些被缩短并具有比内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)的轴向长度(53)小的轴向延伸程度(57),缩短的肋(56a)限定了使相邻的流体路径区段(62)之间的流体连通的端部转向流体通道(78a),并且其中第一端盖和第二端盖(68、68a、70)中的至少一个限定了大致平表面(80),该平表面能够在由缩短的肋(56a)限定的端部转向流体通道(78a)附近与内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)接合。
20.根据权利要求15或16所述的电机(20),其中转子组件(22)安装在转子轴(32)上,转子组件(22)和转子轴(32)一起绕旋转轴线(30)旋转;该电机(20)还包括将转子轴(32)可旋转地支撑在转子组件(22)的相对轴向端部上的第一轴承组件和第二轴承组件(34、36),其中第一轴承组件(34)安装在第一端盖(68、68a)上,第二轴承组件(36)安装在第二端盖(70)上。
21.根据权利要求15或16所述的电机(20),其中所述多个肋(56、56a)从内部壳体构件(52)沿径向向外延伸,外部壳体构件(54)是管状圆柱形的套筒,该套筒具有沿径向面向内侧的大致平滑的壁状表面(64)和沿径向面向外侧的大致平滑的表面(66)。
22.根据权利要求15或16所述的电机(20),其还包括四个密封构件(82),其中在内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)中的每一个壳体构件的每一个轴向端部处设置有一个密封构件(82),每一个密封构件(82)都与第一端盖和第二端盖(68、68a、70)之一以及内部壳体构件和外部壳体构件(52、54)之一密封地接合并设置在第一端盖和第二端盖之一以及内部壳体构件和外部壳体构件之一之间。
23.根据权利要求15或16所述的电机(20),其中第一端盖(68、68a、70)限定了多个端部转向流体通道(78、78a),这些端部转向流体通道沿周向围绕并靠近定子组件(24)的第一轴向端部布置,端部转向流体通道(78、78a)使相邻的流体路径区段(62)之间的流体连通,并且其中该电机(20)还包括与第一端盖(68、68a、70)热联接的电子部件(94),该电子部件(94)设置在多个端部转向流体通道(78、78a)的径向内侧并沿轴向靠近多个端部转向流体通道。
24.根据权利要求23所述的电机(20),其中第一端盖(68、68a、70)限定了螺线型流体路径(76)的第一轴向极限(100、102),该第一轴向极限在第一轴向端部处沿轴向超过绕组(48)的远侧极限(96、98),并且其中该电子部件(94)至少部分地设置在第一轴向端部处的绕组(48)的远侧极限(96、98)和螺线型流体路径(76)的第一轴向极限(100、102)之间。
25.根据权利要求1或2所述的电机(20),其中在电机(20)的一个轴向端部处定子组件(24)的远侧极限(96、98)和流体路径(76)的轴向极限(100、102)之间的距离大于在电机(20)的相对的轴向端部处定子组件(24)的远侧极限(96、98)和流体路径(76)的轴向极限(100、102)之间的距离。
26.根据权利要求15或16所述的电机(20),其中在电机(20)的一个轴向端部处定子组件(24)的远侧极限(96、98)和流体路径(76)的轴向极限(100、102)之间的距离大于在电机(20)的相对的轴向端部处定子组件(24)的远侧极限(96、98)和流体路径(76)的轴向极限(100、102)之间的距离。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |