CN110380544A - 带有凸起的流动特征的电机转子端板 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“带有凸起的流动特征的电机转子端板”。一种汽车马达包括定子和设置在所述定子内的转子。所述汽车马达还包括附接到所述转子的端板，所述端板限定冷却剂出口孔、外边缘和径向设置在所述冷却剂出口孔和所述外边缘之间的交错凸起的流动***的阵列。当冷却剂沿着所述端板的表面从所述冷却剂出口孔朝向所述外边缘行进时，所述阵列干扰所述冷却剂的流动。

Description

带有凸起的流动特征的电机转子端板

技术领域

本公开涉及汽车电机的冷却。

背景技术

某些电气化车辆可依赖于牵引电池来为牵引马达提供电力以进行推进，以及依赖于其间的功率逆变器来将直流电转换为交流电。这种牵引马达通常是由三个正弦信号供电的三相马达，每个正弦信号以120度相分离驱动。然而，其他配置也是可能的。

发明内容

一种马达总成，包括：轴，所述轴限定用于冷却剂的通道；转子，所述转子固定地附接到所述轴；以及端板，所述端板抵靠所述转子保持。所述端板限定与所述通道流体连通的集气室、穿过所述集气室的出口孔、外边缘以及径向位于所述出口孔外部并与所述外边缘对齐的以交错行设置的凸起的重复几何形状的流动***的阵列。所述交错行可以以不同的距离彼此间隔开。所述凸起的重复几何形状的流动***可以是矩形壁。所述凸起的重复几何形状的流动***可以是圆柱形壁。所述凸起的重复几何形状的流动***可以是V形壁。所述凸起的重复几何形状的流动***可以是S形壁。所述阵列可以限定三角形、梯形、六边形、十字形或扇形形状。

一种汽车转子总成包括转子和附接到所述转子的转子端板。所述转子端板限定用于冷却剂的通道且具有外表面、用于所述冷却剂的出口孔以及重复流动***的阵列，所述重复流动***的阵列远离所述外表面延伸且径向设置在所述出口孔的外部使得沿着所述外表面流动的来自所述出口孔的所述冷却剂遇到所述阵列。所述重复流动***还可以以交错行设置。所述交错行可以以不同的距离彼此间隔开。所述重复流动***可以以单行设置。所述重复流动***可以是壁。所述壁可以具有尖角。所述壁可以具有圆角。所述阵列可以限定三角形、梯形、六边形、十字形或扇形形状。

一种汽车马达包括定子、设置在所述定子内的转子以及附接到所述转子的端板。所述端板限定冷却剂出口孔、外边缘和径向设置在所述冷却剂出口孔和外边缘之间的交错凸起的流动***的阵列。当所述冷却剂沿着所述端板的表面从所述冷却剂出口孔朝向所述外表面行进时，所述阵列干扰冷却剂的流动。所述凸起的流动***可以是矩形壁。所述凸起的流动***可以是圆柱形壁。所述凸起的流动***可以是V形壁。所述凸起的流动***可以是S形壁。

附图说明

图1是电动马达的部分的分解组装图。

图2A和图2B分别是具有和不具有冷却剂的电动马达的横截面的侧视图。

图3A和图3B分别是具有和不具有冷却剂的转子端板的内侧的平面视图。

图4是另一个转子端板的外侧的透视图。

图5A至图5D是转子端板的凸起的流动特征的透视图。

图6是转子端板的凸起的流动特征的另一个透视图。

图7是转子端板的流动特征布局的透视图。

图8A至图8E是转子端板的流动特征布局的示意图。

具体实施方式

本文描述了本公开的各种实施例。然而，所公开的实施例仅仅是示例性的，并且其他实施例可以采用未明确示出或描述的各种形式和替换形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文所公开的具体结构细节和功能细节不应被解释成是限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解，参考附图中的任一个而示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征组合以产生未明确地示出或描述的实施例。所示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改可以是特定应用或实现方式所期望的。

参考图1，马达10可包括定子12和转子14，如图1中所示。定子的主要部件包括铁芯16(磁钢叠片)和铜绕组18。在正常操作期间，铜绕组18承载产生热量的电流。在铁芯16中也产生了一些热量。可以通过使用降低铜绕组18的温度的冷却介质(例如变速器油)来去除这种热量，从而提供增加通过其的电流的能力。铜绕组18的暴露部分(从铁芯16突出的那些部分)(称为端部绕组)提供了用于热量提取的主要路径。

参考图2A、图2B、图3A和图3B，马达10还包括：轴20，其穿过转子14并与转子14固定接合；以及转子端板22，其覆盖转子14的相应端部。轴20限定轴向流体通道24和径向流体通道26。转子14包括在转子端板22之间延伸的流体通道28。并且转子端板22限定径向流体通道29、集气室30、冷却剂出口孔32和平衡孔33。流体通道24、26、28、29和集气室30彼此流体连通。因此，可以通过从转子14喷淋汽车变速器油(或其他冷却剂)34来冷却马达10。然而，由于冷却剂的不均匀性，这个策略可能导致冷却剂稀疏覆盖在铜绕组18和高温区域的上方。

在转子喷淋冷却中，冷却剂34进入轴向流体通道24，并且由于设计在汽车传动线中的不同的孔口，压力沿着轴20积聚。由于这个压力，冷却剂34沿着轴20上的径向流体通道26上升并进入流体通道28、29和集气室30。当集气室30充满冷却剂34或冷却剂34到达出口孔32的水平时，冷却剂34越过转子端板22的厚度溢出并到达转子端板22的外部。当转子14旋转时，转子端板22上的这些层由于离心力而被喷射到铜绕组18上。在到达铜绕组18的表面时，将热量从表面吸收到冷却剂34，以实现必要的冷却。

这里，提出了转子端板外部上的流动增强特征，以改进端部绕组冷却。在一些示例中，流动干扰性特征在平滑流动的冷却剂层从转子端板表面甩出之前将平滑流动的冷却剂层打破成多个流。通过将这些层打破成更细的冷却剂流，有可能覆盖端部绕组表面上的更大区域，从而更有效地去除热量。在离开油孔时，冷却剂可以接触干扰冷却剂流动的突出特征的阵列。这些特征可以添加在油孔和转子端板的外边缘之间。

参考图4，转子端板122包括出口孔132、平衡孔133、外边缘136以及径向设置在出口孔132中的每一个和外边缘136之间的流动***阵列138。(具有类似编号的元件可以共享类似的描述。)在图4的示例中，流动***阵列138中的每一个是不同的。在其他示例中，它们可以是相同的，或者可以省略一些。并且它们可以从出口孔132偏移，而不是如图所示与它们径向对齐等。

当冷却剂层经由上述机构建立在转子端板122的外部上时，其遇到流动***阵列138，当冷却剂层在流动***阵列138周围流动时，流动***阵列138迫使冷却剂层成为较小的流。这些流可以比平滑层更加随机地朝向外边缘136进一步流动，这增加了冷却剂发射到端部绕组上的分布和覆盖区域，从而增加了喷淋冷却的效率。

参考图5A，流动***阵列138采用两行不同长度的交错矩形壁140的形式，每个壁与外边缘136对齐并且彼此偏移。在图5A的示例中，较长的壁形成为更靠近出口孔132。然而，矩形壁140可以根据需要进行定位和布置。例如，其可以与所示位置成一定角度或垂直进行布置。也可以使用更少或更多数量的壁等。

参考图5B，流动***阵列138采用具有不同高度和/或直径并且彼此偏移的两行交错的圆柱形壁142的形式。在图5B的示例中，更高和更厚的圆柱形壁形成为更靠近出口孔132。然而，圆柱形壁142可以根据需要进行定位和布置。与图5A的示例不同，两行交错的圆柱形壁142呈直行，而不是与外边缘136大致对齐。

参考图5C，流动***阵列138采用单行V形壁144的形式。在图5C的示例中，V形壁144指向外边缘136。然而，V形壁144可以根据需要进行定位和布置。例如，其可以指向出口孔等。

参考图5D，流动***阵列138采用S形壁146的形式。在图5D的示例中，S形壁146相对于出口孔132彼此邻近地径向对齐。然而，S形壁146可以根据需要进行定位和布置。

参考图6，转子端板222包括出口孔232和流动***阵列238。这里，流动***阵列238采用圆柱形壁242的形式，如图5B所示。但是，两行在出口孔232附近彼此相邻地放置，且第三行与两行间隔开以在其间形成间隙。圆柱形壁242的各行具有不同的高度，如图5B所示，其中最靠近出口孔232的行是最高的，且离出口孔232最远的行是第二高的。因此，可以使用用于任何流动***形状的任何数量的行且可以根据需要使任何数量的行间隔开。

参考图7，转子端板322包括出口孔332和流动***阵列338。这里，流动***阵列348被布置成形成(笼统地说)梯形。在这个示例中，流动***阵列338采用圆柱形壁342的形式。当然，其也可以根据需要采用其他形式。

参考图8A至图8E，分别示出了流动***阵列438A至438E的各种形状。图8A示出了流动***阵列438A可以被布置成形成(笼统地说)三角形。并且图8B至8E示出了流动***阵列438B至438E可以分别被布置成形成(笼统地说)另一种梯形、六边形、十字形或扇形。当然，其他形状也是可能的。

测试或模拟可用于识别最适合于特定应用的放置、形状和几何形状，因为转子端板的直径和预期操作速度可能影响转子端板冷却剂层的厚度。

在说明书中使用的措词是描述用词而非限制用词，并且应当理解，可在不脱离公开内容和权利要求的精神和范围的情况下做出各种改变。如前所述，各种实施例的特征可以组合以形成可能未明确描述或示出的其他实施例。也可以设想其他变化。所设想的特征的边缘可以是尖锐的或圆整的。圆形边缘可能影响任何产生的流动。这些特征可以分布成不同的行和列中以及分布成均匀的、交错的或螺旋的图案中。特征的高度可以变化。几个特征可以紧挨着油孔设置，且另一组特征靠近端板的外边缘设置。这两组特征之间可能存在可变间隙。特征的布局可以单独地分布在外部封闭形状内。并且，外部封闭形状内的特征分布密度、高度和间隙可以变化。沿着与端板垂直或径向的特征表面可以是光滑的、粗糙的或波纹状的，以有助于冷却剂流的***。也可以设想其他场景。

虽然各种实施例可能已被描述为关于一个或多个所期望特性相对于其他实施例或现有技术实现方式提供优点或更优，但是本领域的普通技术人员认识到，可以折衷一个或多个特征或特性以实现所期望的总体***属性，这取决于具体的应用和实现方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、易组装性等。为此，就一个或多个特性而言被描述为不如其他实施例或现有技术实现方式理想的实施例也在本公开的范围内，并且对于特定应用可能是期望的。

根据本发明，提供了一种马达总成，其具有：轴，所述轴限定用于冷却剂的通道；转子，所述转子固定地附接到所述轴；以及端板，所述端板抵靠所述转子保持，且限定与所述通道流体连通的集气室、穿过所述集气室的出口孔、外边缘以及径向位于所述出口孔外部并与所述外边缘对齐的以交错行设置的凸起的重复几何形状的流动***的阵列。

根据一个实施例，所述交错行以不同的距离彼此间隔开。

根据一个实施例，所述凸起的重复几何形状的流动***是矩形壁。

根据一个实施例，所述凸起的重复几何形状的流动***是圆柱形壁。

根据一个实施例，所述凸起的重复几何形状的流动***是V形壁。

根据一个实施例，所述凸起的重复几何形状的流动***是S形壁。

根据一个实施例，所述阵列限定三角形、梯形、六边形、十字形或扇形形状。

根据本发明，提供了一种汽车转子总成，其具有：转子；以及转子端板，所述转子端板附接到所述转子以在其间限定用于冷却剂的通道，所述转子端板具有外表面、用于所述冷却剂的出口孔以及重复流动***的阵列，所述重复流动***的阵列远离所述外表面延伸且径向设置在所述出口孔的外部使得沿着所述外表面流动的来自所述出口孔的所述冷却剂遇到所述阵列。

根据一个实施例，所述重复流动***还以交错行设置。

根据一个实施例，所述交错行以不同的距离彼此间隔开。

根据一个实施例，所述重复流动***以单行设置。

根据一个实施例，所述重复流动***是壁。

根据一个实施例，所述壁具有尖角。

根据一个实施例，所述壁具有圆角。

根据一个实施例，所述阵列限定三角形、梯形、六边形、十字形或扇形形状。

根据本发明，提供了一种汽车马达，其具有：定子；设置在所述定子内的转子；以及附接到所述转子的端板，所述端板限定冷却剂出口孔、外边缘和径向设置在所述冷却剂出口孔和外边缘之间的交错凸起的流动***的阵列，所述阵列被配置为当冷却剂沿着所述端板的表面从所述冷却剂出口孔朝向所述外边缘行进时干扰所述冷却剂的流动。

根据一个实施例，所述凸起的流动***是矩形壁。

根据一个实施例，所述凸起的流动***是圆柱形壁。

根据一个实施例，所述凸起的流动***是V形壁。

根据一个实施例，所述凸起的流动***是S形壁。

Claims (15)

1.一种马达总成，其包括：

轴，所述轴限定用于冷却剂的通道；

转子，所述转子固定地附接到所述轴；以及

端板，所述端板抵靠所述转子保持，且限定与所述通道流体连通的集气室、穿过所述集气室的出口孔、外边缘以及径向位于所述出口孔外部并与所述外边缘对齐的以交错行设置的凸起的重复几何形状的流动***的阵列。

2.如权利要求1所述的马达总成，其中所述交错行以不同的距离彼此间隔开。

3.如权利要求1所述的马达总成，其中所述凸起的重复几何形状的流动***是矩形壁。

4.如权利要求1所述的马达总成，其中所述凸起的重复几何形状的流动***是圆柱形壁。

5.如权利要求1所述的马达总成，其中所述凸起的重复几何形状的流动***是V形壁。

6.如权利要求1所述的马达总成，其中所述凸起的重复几何形状的流动***是S形壁。

7.如权利要求1所述的马达总成，其中所述阵列限定三角形、梯形、六边形、十字形或扇形形状。

8.一种汽车转子总成，其包括：

转子；和

转子端板，所述转子端板附接到所述转子以在其间限定用于冷却剂的通道，所述转子端板具有外表面、用于所述冷却剂的出口孔以及重复流动***的阵列，所述重复流动***的阵列远离所述外表面延伸且径向设置在所述出口孔的外部使得沿着所述外表面流动的来自所述出口孔的所述冷却剂遇到所述阵列。

9.如权利要求8所述的汽车转子总成，其中所述重复流动***还以交错行设置。

10.如权利要求9所述的汽车转子总成，其中所述交错行以不同的距离彼此间隔开。

11.如权利要求8所述的汽车转子总成，其中所述重复流动***以单行设置。

12.如权利要求8所述的汽车转子总成，其中所述重复流动***是壁。

13.如权利要求12所述的汽车转子总成，其中所述壁具有尖角。

14.如权利要求12所述的汽车转子总成，其中所述壁具有圆角。

15.如权利要求8所述的汽车转子总成，其中所述阵列限定三角形、梯形、六边形、十字形或扇形形状。