CN110784036B - 用于电机的转子布置的端板、用于电机的转子布置和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电机(72)的转子布置(1)的端板(25、41)，包括：用于贯穿轴体(4)的中央贯通孔道(31)；端板(25、41)的端面(26)上在径向外侧沿圆周方向构造的轴环(27)；以及端面(26)上的多个突出部(28、29)，其中，突出部(28、29)和轴环(27)沿轴向限定冷却通道(15、18)，其中，冷却通道(15、18)构成多个在两侧由相应的突出部(28、29)限定的冷却通道区段(21、22、39、40)，其中，限定一个冷却通道区段(21、22、39、40)的两个突出部(28、29)在贯通孔道(31)与轴环(27)之间的第一径向位置处相互间隔第一弧长并且在由轴环(27)限定的第二径向位置处相互间隔第二弧长，该第二弧长大于第一弧长，其中，相应的冷却通道区段(21、22、39、40)在第一径向位置与第二径向位置之间具有至少一个导流元件(33、34、35、37)。

Description

用于电机的转子布置的端板、用于电机的转子布置和车辆
技术领域
本发明涉及一种用于电机的转子布置的端板，包括：用于贯穿轴体的中央贯通孔道；端板的端面上在径向外侧沿圆周方向构造的轴环；以及端面上的多个突出部，其中，突出部和轴环沿轴向限定冷却通道，其中，冷却通道构成多个在两侧由相应的突出部限定的冷却通道区段，其中，限定一个冷却通道区段的两个突出部在贯通孔道与轴环之间的第一径向位置处相互间隔第一弧长并且在由轴环限定的第二径向位置处相互间隔第二弧长，该第二弧长大于第一弧长。
此外，本发明还涉及一种用于电机的转子布置和一种车辆。
背景技术
当电机运行时，产生交变磁场，这会导致铁损。铁损在转子芯中产生热量并使此处布置的永磁体升温，其中不应超过永磁体的去磁温度。公知从永磁体中散热来改善电机的有效功率。就充分利用电机而言，如在电动车辆中使用电机时，这一点可以通过冷却以抗相对转动的方式连接到转子芯的轴体来完成。
文件DE 10 2011 121 042 A1公开了一种用于电机的冷却布置，其具有带多个永磁体的转子，这些永磁体均被布置在磁体凹窝中。转子芯的内圆周上布置有多个沿轴向延伸的第一冷却通道，并且在转子承架中，转子内室与第一冷却通道之间分别布置有至少一个贯通孔道，其中，转子芯的端面分别布置有导油环，其中布置有用于第一冷却通道与磁体凹窝或磁体凹窝的前端开口形成流体耦合的通道。这些通道在导油环中构造为敞口通道，其通过在转子芯的最后一个转子段上布置沿圆周方向闭合的冷却管路而形成。导油环中的相应径向通道呈V形构造。
发明内容
本发明的目的是提供一种相比之下有所改进的可行方案，用于形成穿过端面端板并具有多个冷却通道区段的冷却通道。
本发明用以达成上述目的的解决方案为：在前述类型的端板中，相应的冷却通道区段在第一径向位置与第二径向位置之间具有至少一个导流元件。
本发明基于以下认知：在常规的端板中，通过附加的导流元件可以显著改善将冷却流体有针对性地引入磁体凹窝的自由空间中或者将永磁体布置在磁体凹窝中。通过导流元件可以将冷却流体以最优的流动横截面引入自由空间中。此外，至少一个导流元件可以提供支撑面，容纳在磁体凹窝中的永磁体可以支撑到该支撑面上，以便限制、特别是防止永磁体在轴向方向上的移动。
本发明有利地实现一种在流体力学方面改进的冷却流体在磁体凹窝内的分布，这能提高电机的冷却功率。同时，通过导流元件，无需额外的部件就能实现阻止永磁体的轴向移动，而这又能提高转子布置的机械稳定性。
通常，用于每个冷却通道或一部分冷却通道的转子芯具有由至少一个永磁体组成的永磁体布置。在特别优选的实施方案中，永磁体布置包括一对V形布置的径向内侧永磁体和一对V形布置的径向外侧永磁体。
在根据本发明的端板中，可以设置由突出部的凸起构成的导流元件。因此，导流元件(下文又称第一导流元件)实现了使冷却通道区段缩窄的凸出部。优选地，第一导流元件用于支撑永磁体，特别是径向内侧永磁体。
在根据本发明的端板中，进一步优势是，设置由自由突出部形成的导流元件，该自由突出部在垂直于轴向方向的平面的两个正交方向上具有相同的伸展度。适宜地，这样的导流元件(下文又称第二导流元件)是径向外侧永磁体的支撑件。优选地，自由突出部为圆环形。
特别优选地，由凸起构成的(第一)导流元件比由自由突出部构成的(第二)导流元件更向径向内侧布置。第一导流元件与第二导流元件之间构造有将冷却流体导引到磁体凹窝的径向外侧自由空间中的部分冷却通道。
在根据本发明的端板中，可以进一步设置由纵长在径向方向上延伸的自由突出部构成的导流元件。这样的导流元件(又称第三导流元件)通常主要用于在流体动力方面优化冷却通道。
特别优选地，设置另外的导流元件，该另外的导流元件与所述或相应一个导流元件相对于在径向方向上延伸穿过冷却通道区段的中心的平面对称。在此情形下，特别是第三导流元件在径向内侧相互间隔不大于第一弧长和/或在径向外侧相互间隔大于径向内侧。这样，第三导流元件形成部分冷却通道，以将冷却流体导引到径向外侧永磁体的内侧自由空间。
此外，可以设置构造为从轴环居中指向冷却通道区段的凸起的导流元件。这样优化径向外侧永磁体之间的冷却流体流动。
在根据本发明的端板中，相应的冷却通道区段可以延伸到贯通孔道。由此，冷却流体通过每个冷却通道区段引入磁体凹窝或从中引出。这样就能实现从轴体、经过端板的冷却通道区段和磁体凹窝、经过另外一个端板的冷却通道区段回到轴体中的冷却路径。
特别优选地，冷却通道区段从第一径向位置径直延续到贯通孔道。这样就能提供贯通孔道与第一径向位置之间的冷却通道区段在流动动力方面有利的横截面。
为了实现对电机的绕组头的有利喷淋冷却，端板可以进一步包括由突出部限定的冷却流体排出区段，这些冷却流体排出通道均被构造在第一径向位置与第二径向位置之间并且经由冷却流体排出通道连接到构造在端板中的开口。适宜地，通过这些突出部中的一个突出部或这些突出部使冷却流体排出区段与贯通孔道分隔。
特别优选地，开口被构造在端板的侧表面上。为此，冷却流体排出通道的第一部分在轴向方向上从冷却流体排出区段延伸出来，并且第二部分在径向方向上通入开口中。因此，冷却流体排出通道实现冷却流体流的方向变化。
有利地，冷却流体排出区段和冷却通道区段在圆周方向上交替布置。这样就能实现尽量均匀的喷淋冷却。
还优选的是，相应的冷却流体排出区段具有至少一个导流元件。构造在冷却流体排出区段中的至少一个导流元件可以根据前述冷却通道区段的导流元件中的一个或多个导流元件来构造。特别优选地，冷却流体排出区段具有第一导流元件
和/或第二导流元件。这样，永磁体也能通过在冷却流体排出区段的区域内得到支撑。
此外，本发明还涉及一种用于电机的转子布置，包括：转子芯；多个永磁体，这些永磁体均被布置在通过形成沿轴向方向延伸的自由空间而在转子芯中构造的磁体凹窝内；轴体，该轴体以抗相对转动的方式连接到转子芯；以及至少一个根据前述权利要求中任一项所述的端板，该端板被布置在转子芯的端面上。
此外，在根据本发明的转子布置中，进一步优势是，该转子布置内构造有冷却通道布置，该冷却通道布置可以具有在轴体内延伸的第一冷却通道、与第一冷却通道以导流方式连接并在径向方向上沿转子芯的端面延伸的第二冷却通道以及邻接第二冷却通道在轴向方向上穿过自由空间延伸到磁体凹窝中的第三冷却通道。在此情形下，端板的冷却通道区段可以至少部分地构成第二冷却通道。换言之，端板的冷却通道区段对应于第二冷却通道的冷却通道区段。因此，第二冷却通道一侧由端板以其突出部限定，而另一侧由转子芯的端面限定。优选地，第二冷却通道邻接第一冷却通道。
优选地，冷却通道被构造成导引液态冷却流体，例如油、水或乙二醇与水的混合物。但也可设想，冷却通道被构造成导引气态冷却流体。有利地，永磁体可以不含稀土，因为在根据本发明的转子布置中实现的冷却策略不再需要这种适用于高温的永磁体。分隔元件通常具有分隔区段，该分隔区段在圆周方向上沿轴体的内半径延伸。
关于根据本发明的转子布置的转子芯优选的是，多个磁体凹窝布置分别由所述磁体凹窝中的多个磁体凹窝构成，它们的自由空间分别构成第三冷却通道的冷却通道区段。这样就能通过将第三冷却通道分成多个冷却通道区段来改善对转子布置的冷却。
进一步优选的是，每个磁体凹窝布置包括两对V形布置的相互径向间隔的磁体凹窝。这样也能高效地冷却具有所谓“双V永磁体”的转子布置。
适宜地，在根据本发明的转子布置中提出，每个磁体凹窝在磁体凹窝内形成另外的自由空间，其中第三冷却通道也延伸穿过该另外的自由空间。换言之，相应的永磁体使磁体凹窝内形成的两个空间分开。这样就能特别均匀地冷却永磁体。
优选地，在根据本发明的转子布置中进一步提出，第二冷却通道被构造成部分地穿过轴体的通孔而连接到第一冷却通道。有利地，这样通过仅在轴体的对应轴向位置处构造额外的通孔，付出很少的工作量就能改装常规的转子布置，而无需冷却永磁体。通常，在轴体中为第二冷却通道的每个冷却通道区段设置通孔。
为了形成从轴体经过转子芯回到轴体的冷却路径，可以设置分隔元件，该分隔元件将轴体的内部分成第一轴体区段和第二轴体区段，第一冷却通道在第一轴体区段中延伸，其中，冷却通道布置可以具有第四冷却通道，该第四冷却通道邻接第三冷却通道在径向方向上沿转子芯的另一个端面延伸到第二轴体区段中。有利地，这样就能实现可仅由轴体给予的冷却回路，其中可以避免冷却流体漏出到机壳中。与此相应地，冷却流体不会进入转子与定子之间的气隙中而在此产生不理想的拖曳损失。除了在电机的全负荷运行期间也降低去磁的风险之外，这样还能提高电机的功率密度。另外，由于高效的冷却，在同样的电机利用率下，可以使用去磁温度较低且价格便宜的永磁体。
在此情形下，第四冷却通道的冷却通道区段可以至少部分地由布置在转子芯上的根据本发明的第二端板构成。因此，第四冷却通道一侧由端板以其突出部限定，而另一侧由转子芯的端面限定。换言之，第四冷却通道的冷却通道区段对应于第二端板的冷却通道区段。适宜地，由端板限定的第四冷却通道的冷却通道区段分别邻接第三冷却通道的冷却通道区段中的一个冷却通道区段。通过这种端板，可以简便地改装常规的转子芯来实现冷却策略。
优选地，根据本发明的转子布置的分隔元件具有导流区段，该导流区段经由第一轴体区段延伸到转子芯的端面之间的轴向位置并且部分地构成第二轴体区段。因此，第二轴体区段可以包括直到该轴向位置的轴体内部以及由导流区段的内壁限定的轴体区段。第一轴体区段可以包括由分隔区段和导流区段的外壁限定的轴体区段。适宜地，导流区段相对于轴体同轴布置。导流区段通常通入分隔元件中。一般而言，导流区段由管构成。通常，转子布置也包括封闭元件，例如盲塞，其在与第一轴体区段相反的自由端处以流体密封方式封闭第二轴体区段。
特别优选地，在根据本发明的转子布置中，进一步设置连接元件，轴体可相对于该连接元件转动，其中与第一轴体区段相关联的轴体自由端可以通入连接元件中并且以导流方式与连接元件的馈流通道连接。这样，实现特别简便地在第一轴体区段的端侧馈流。通常，连接元件具有径向轴密封圈，轴体可在该径向轴密封圈中转动。
特别优选地，导流区段通入连接元件中并且以导流方式与另外一个馈流通道连接。因此，连接元件实现冷却流体的入流和回流，因此仅在一个自由端处实现特别简便的轴体馈流。
一个或多个馈流通道可以在径向方向上延伸。由此防止转子布置的轴向延伸因与馈流通道连接的流体管线而延长，以便能够实现节约转子布置的空间。适宜地，连接元件在其侧表面上包括至少一个冷却流体接口，该冷却流体接口与所述或相应一个馈流通道以导流方式连接。
此外，第一冷却通道可以在轴体的自由端与第二冷却通道之间延伸，其中邻接第四冷却通道的第五冷却通道延伸到轴体的另一个自由端。采用这种方式，冷却流体可以在一个自由端处导入并在轴体的另一个自由端处导出。分隔元件的分隔区段则有利地在端面之间的轴向位置处完全密封轴体。此外，分隔元件可以具有末端区段，该末端区段被布置成在第一自由端处突出到轴体内部中。在本实施方式中，也可以设置导流区段，该导流区段通常具有通孔，借此形成第一冷却通道与第二冷却通道的导流方式连接。
为了实现上述对定子绕组的喷淋冷却，特别优选的是，限定第二冷却通道的端板具有冷却流体排出区段，并且在转子芯的与第二冷却通道相对的端面上布置有具有冷却流体排出区段的第二端板。这样就能在转子芯的两个端面上实现对定子绕组的喷淋冷却。特别适宜的是，端板相互偏置为冷却通道区段与冷却通道排出区段之间或一对相邻的磁体凹窝之间的角距的奇数倍。
在此优选地，冷却通道布置具有另外的第三冷却通道和第四冷却通道，该第四冷却通道在转子芯的与第二冷却通道相对的端面上延伸并且邻接轴体的内部或第一冷却通道，特别是在流体力学上平行于第二冷却通道。在此情形下，第四冷却通道的冷却通道区段可以至少部分地由第二端板构成。因此，第四冷却通道一侧由端板以其突出部限定，而另一侧由转子芯的端面限定。换言之，第四冷却通道的冷却通道区段对应于第二端板的冷却通道区段。
第三冷却通道的冷却通道区段可以相对于圆周方向沿转子芯交替延伸。适宜地，连接到第二冷却通道的第三冷却通道的冷却通道区段通入第二端板的冷却流体排出区段，而另一个第三冷却通道、即连接到第四冷却通道的第三冷却通道的冷却通道区段通入第一端板的冷却流体排出区段。
另外，第四冷却通道可以构造为通过部分地穿过轴体的通孔与轴体的内部连通。这同样起到简化改造的作用。通常，在轴体中为第四冷却通道的每个冷却通道区段设置通孔。
在根据本发明的转子布置中特别有利的是，分隔元件具有密封机构，该密封机构使轴体区段相对密封。因此实现最大限度地降低流动损失，这会显著提高转子布置和具有该转子布置的电机的效率。密封机构优选为O形圈。适宜地，分隔区段具有沿圆周方向延伸的槽，O形圈布置在该槽中。
为了防止冷却流体从轴体中漏出，进一步有利的是，设置至少一个另外的密封机构，其末端区段与轴体相对密封。同样，可以设置至少一个另外的密封机构，其使封闭元件与轴体相对密封。
密封末端区段和封闭元件的密封机构可以为O形圈。替代地或补充地，密封机构为布置在末端区段或封闭元件的表面上的粘合层。特别优选地，该表面被粗糙化。表面通常是末端区段或封闭元件的基本圆柱形部分的侧表面。
为了改善转子布置的密封性，可以借助另外的密封机构使所述端板或相应一个端板相对于转子芯密封。优选地，该另外的密封机构布置在位于端板面向转子芯一侧上的外侧径向位置处的轴环中。适宜地，在轴环中构造容纳另外的密封机构的槽。使端板相对于转子芯密封的另外的密封机构可以为O形圈。
还有优势的是，所述端板或相应一个端板借助另外的密封机构相对于轴体密封。端板可以在其背离转子芯的端面上具有围绕轴体的凸缘，其中容纳另外的密封机构。通常，在该凸缘中构造容纳另外的密封机构的槽。使端板相对于轴体密封的另外的密封机构可以为O形圈。
为了防止冷却流体从转子芯中漏出，可以有利地设置，转子芯的叠片组具有由树脂材料制成的一个外密封层或多个上下构造的外密封层。通过外密封层，形成封闭片材之间可能泄漏的液体屏障。优选地，设置两个外密封层。可以通过一次或多次将叠片组浸入树脂材料来形成密封层。
此外，本发明还涉及一种用于车辆的电机，其包括定子和布置在该定子内的根据本发明的转子布置。
根据本发明的端板的各种实施方案可以类似地转移到根据本发明的转子布置。根据本发明的转子布置的各种实施方案可以类似地转移到根据本发明的电机和根据本发明的车辆，使其同样能够实现上述优势。
附图说明
根据下文所述的实施例并结合附图说明本发明的更多优点和细节。这些附图是示意图，图中：
图1示出根据本发明的转子布置的第一实施例的剖视图；
图2示出如图1所示转子布置的转子芯与其中容纳的永磁体的透视图；
图3示出如图1所示转子布置的根据本发明的端板的一个实施例的透视图；
图4示出如图3所示端板的细节图；
图5示出根据本发明的转子布置的另一个实施例的剖视图；
图6示出具有根据本发明的电机的实施例的车辆的原理图；
图7示出根据本发明的电机的另一个实施例的剖视图；
图8示出如图7所示电机的另一剖视图；以及
图9示出如图7所示电机的根据本发明的端板的一个实施例的透视图。
具体实施方式
图1是转子布置1的第一实施例的剖视图，该转子布置1包括转子芯2、多个永磁体3a至3d、以抗相对转动的方式连接到转子芯2的轴体4以及分隔元件5。
图2是转子芯2与其中容纳的永磁体3a至3d的透视图。转子芯2形成为由多个层叠单片组成的叠片组。在转子芯内，形成多个磁体凹窝布置，在本图中形成八件各自相距45°的磁体凹窝布置。
每个磁体凹窝布置6包括一对其中容纳有永磁体3a、3b的磁体凹窝7a、7b以及一对其中容纳有永磁体3c、3d的磁体凹窝7c、7d。在此情形下，磁体凹窝布置6形成所谓的“双V布置”，其中每对呈V形布置，一对磁体凹窝7a、7b比一对磁体凹窝7c、7d更向径向外侧布置。在相应永磁体3a至3d的两侧构成在磁体凹窝7a至7d内沿轴向方向延伸的自由空间。
从图1中还可看出，分隔元件5将轴体分成第一轴体区段8和第二轴体区段9。为此，分隔元件5具有分隔区段10，该分隔区段10在圆周方向上沿轴体4的内半径延伸。分隔元件5的导流区段11通入分隔区段10，该导流区段11呈管状构造并且从转子芯2的两个端面16、19之间的轴向位置延伸超过轴体4的自由端4a。因此，导流区段11延伸穿过第一轴体区段8并且由此延续第二轴体区段9。此外，分隔元件5包括支撑区段12，该支撑区段12在导流区段11上布置于自由端与分隔区段10之间并且将分隔元件5支撑在第一轴体区段8中，使得冷却流体可以从支撑区段12旁流过第一轴体区段8。
在转子布置1内构造冷却通道布置13。该冷却通道布置13包括在轴体内部沿第一轴体区段8在轴向方向上延伸的第一冷却通道14。冷却通道布置13的第二冷却通道15沿转子芯2的端面16在径向方向上延伸并且直接邻接第一冷却通道14。此外，设置第三冷却通道17，该第三冷却通道17邻接第二冷却通道在轴向方向上延伸穿过磁体凹窝7a至7d的自由空间。冷却通道布置中邻接第三冷却通道17的第四冷却通道18沿转子芯2的另一个端面19在径向方向上延伸并且通入第二轴体区段9，该第二轴体区段9构成第五冷却通道20。这样就形成图1中由箭头绘制的冷却流体的冷却路径，该冷却路径从轴体4的自由端4a延伸经过第一轴体区段8、转子芯2和第二轴体区段9回到轴体4的自由端4a。
第二冷却通道15具有多个相互分开的冷却通道区段21、22，它们邻接第三冷却通道17的各个冷却通道区段23a、23b。在此情形下，第三冷却通道17的每个冷却通道区段23a、23b由磁体凹窝布置6的自由空间形成。换言之，这些自由空间将每个冷却通道区段23a、23b八分。
在此情形下，第二冷却通道15在径向内侧部分由轴体4内的通孔24构成。在此情形下，在轴体4中为每个冷却通道区段21、22设置一个通孔24。第二冷却通道15中邻接径向内侧部分的径向外侧部分由转子芯2的端面16和转子布置1的端板25的实施例限定。
图3是端板25的透视图，可以看出其面向转子芯2的端面16的端面26。在端面26上，在径向外侧沿圆周方向构造轴环27。此外，在端面26上构造多个突出部28、29，这些突出部限定第二冷却通道15。在此情形下，第二冷却通道15的每个冷却通道区段21、22由一对相邻的突出部28、29来限定。全部冷却通道区段21、22的结构相同，因此下面结合冷却通道区段21来进行描述：
突出部28、29在由点30标记的第一径向位置处相互间隔第一弧长。第一径向位置位于端板25的通孔31与轴环27之间，并且轴环27限定由点32标记的第二径向位置。在第二径向位置处，突出部28、29相互间隔第二弧长，该第二弧长大于第一弧长。由此，突出部28、29构成冷却通道区段21的基本上V形的部分，其对应于其中一个磁体凹窝布置6种的磁体凹窝7a至7d布置。冷却通道区段21从第一径向位置直接延续到贯通孔道31，在此处突出部28、29邻接其中一个通孔24(参见图1)。
在相应冷却通道区段21、22内设置有成对的第一导流元件33、第二导流元件34和第三导流元件35，它们相对于在径向方向上延伸穿过冷却通道区段21的中心的平面36对称。此外，还设置第四导流元件37。
图4是端板25的细节图，其中具有虚线表示的永磁体3a至3d的位置投影。
第一导流元件33分别构造为其中一个突出部28、29的凸起并且支撑径向内侧的一对永磁体3c、3d。第二导流元件34构造为冷却通道区段21内的圆环形自由突出部并且支撑径向外侧的一对永磁体3a、3b。这样就能避免永磁体3a至3d从磁体凹窝7a至7b(参见图2)中移出。与此相应地，第一导流元件33相比第二导流元件34更向径向内侧布置。第一导流元件33和第二导流元件34在平面36的一侧上进一步形成部分冷却通道区段，它能改善流入磁体凹窝7a至7d的径向外侧自由空间的冷却流体的流动横截面(参见图2)。
第三导流元件35同样构造为自由突出部并在径向方向上呈弓形延伸。在此情形下，第三导流元件35在径向内侧相互间隔小于第一弧长，而在径向外侧相互间隔大于径向内侧。第三导流元件35同样用于改善流入径向外侧磁体凹窝7a、7b的径向内侧自由空间的冷却流体的流动横截面(参见图2)。
第四导流元件37构造为从轴环27居中指向冷却通道区段21的凸起并且优化流入径向外侧磁体凹窝7a、7b的径向外侧自由空间的冷却流体的流动横截面。
如图1所示，第四冷却通道18的径向内侧部分也由轴体4中的通孔38分段构成，这些通孔38布置在与转子芯2的端面19对应的轴向位置上。正如第二冷却通道15的情况，相应冷却通道区段39、40的径向外侧部分由端面19和其上布置的端板41限定。端板41的结构对应于上述端板25的结构，使得冷却通道区段39、40构造成类似于第二冷却通道15的冷却通道区段21、22。
在轴体4的与分隔元件5相反的自由端4b处，转子布置1具有盲塞形式的封闭元件42，该封闭元件42在轴向上限定第二轴体区段9。
另外，转子布置1具有多个密封机构，它们避免冷却流体从冷却通道布置13中漏出。
分隔元件5包括第一密封机构43，该第一密封机构43布置于构造在分隔区段10上并沿圆周方向延伸的径向槽44中并且使轴体区段8、9相对密封。第一密封机构43为O形圈。
O形圈形式的第二密封机构45设置在封闭元件42的沿圆周方向延伸的径向槽46内。另外，封闭元件42的沿圆周方向延伸的表面47被粗糙化并且设置有粘合层形式的第三密封机构48，这样第二密封机构45和第三密封机构48使封闭元件42相对于轴体4密封。
端板25、41通过分别布置于构造在轴环27中沿圆周方向延伸的轴向槽51中的第四密封机构49或第五密封机构50而相对于转子芯2密封。端板25、40在其与转子芯2a相反的端面52上还具有在圆周方向上围绕贯通孔道31(参见图3)构造的凸缘53，其中第六密封机构54或第七密封机构55布置在沿圆周方向延伸的径向槽56内。
为了进一步密封转子芯2，其具有两个外密封层(未示出)，通过两次将其中尚未容纳永磁体3a至3d的转子芯浸入液态树脂材料而形成这两个外密封层。
转子布置1还具有连接元件57，轴体4可相对于该连接元件57转动。与第一轴体区段8相关联的轴体4的自由端4a通入连接元件57并以导流方式连接到封闭元件57的第一馈流通道58。此外，导流区段11也在自由端4a处通入连接元件57并以导流方式连接到第二馈流通道59。馈流通道58、59彼此轴向间隔地在径向方向上延伸并且通入在基本上圆柱形的连接元件57的侧表面中。另外，连接元件57具有布置在其侧表面上的冷却流体接口60、61，以使例如导入或导出冷却流体的流体管线与馈流通道58、59连接。另外，连接元件57还具有径向轴密封圈62，轴体4可在其中转动。
仅举例而言，图1中示出冷却流体通过第一馈流通道58进入第一轴体区段8，流过第一冷却通道14、第二冷却通道15、第三冷却通道17、第四冷却通道18和第五冷却通道20，再流回连接元件57的第二馈流通道59。同样，也可以在相反方向上实现冷却流体流。
图5是转子布置1的另一实施例的剖视图，除下述差别之外，该转子布置1对应于如图1所示的转子布置。实施例中的相同或等同的部件标有相同的附图标记。参照图5的转子布置1的主要区别在于，冷却流体可在轴体4的不同自由端4a、4b处引入和引出。
为此，分隔元件5的分隔区段10构造成使其在端面16、19之间的轴向位置处完全分隔轴体4。也就是说，第二轴体区段9并不延伸经过第一轴体区段8。同样，导流区段11在轴向上完全由分隔区段10限定。另外，导流区段11还具有多个通孔63，用于使得冷却流体可以从导流区段11退出并到达通孔24。
在轴体4的自由端4a处，分隔元件5具有伸入该自由端4a的末端区段64。导流区段11通入末端区段64，使得冷却流体可以通过圆柱形馈流元件65进入第一轴体区段8。类似于封闭元件42，末端区段64借助布置在沿圆周方向延伸的径向槽67中的O形圈形式的密封机构66并且借助布置在末端区段64的光洁表面69上的粘合层形式的密封机构68来密封。
在本实施例中，封闭元件42并未构造为盲塞，而是具有用于另外一个馈流元件70的通路，以使冷却流体在引入导流区段11并流过冷却通道布置13之后从第二轴体区段9引出。类似于第一实施例，在本实施例中也可以逆转冷却流体流的方向。
图6是电动车辆或混合动力车辆形式的车辆71的示意图，该车辆71包括配置用来驱动车辆71的电机72。电机72包括定子73以及根据前述实施例中任一实施例所述的以可转动的方式支承在其中的转子布置1。借助具有输送机构和热交换器的冷却装置74，接合包括冷却通道布置13的冷却回路。
图7是具有转子布置1的另一实施例的电机72的另一实施例的剖视图，除下述差别之外，该转子布置1对应于如图1所示的转子布置。实施例中的相同或等同的部件标有相同的附图标记。
代替从轴体延伸回轴体的冷却路径，电机72实现对定子73的绕组头75、76的喷淋冷却。也就是说，并不将冷却流体引回轴体，而是将冷却流体从冷却通道布置13退出并喷淋到绕组头75、76上。
转子布置1的首要区别在于，未设置任何分隔元件，使得第一冷却通道14从第一自由端4a开始在轴向方向上连续延伸到位于端面19之外的终端77。在图7中，这一点通过构造穿过轴体4的内部的盲孔来实现。替代地，轴体4也可以是具有封闭元件42的空心轴(参见图1)。转子布置1的转子芯2与第一实施例的转子芯相同。
冷却通道布置13包括在轴体4的内部沿轴向方向延伸的冷却通道14以及邻接第一冷却通道区段14并沿转子芯2的端面16延伸的第二冷却通道15。第二冷却通道15由第一端板25和转子芯2的端面16限定。此外，设置邻接第二冷却通道15的第三冷却通道17和另外的第三冷却通道17a(参见图8)。该另外的第三冷却通道17a邻接第四冷却通道18(参见图8)，该第四冷却通道18沿转子芯2的端面19延伸并邻接第一冷却通道14。因此，第二冷却通道15和第四冷却通道18在流体力学上平行连接到第一冷却通道14，使得第三冷却通道17、17a可在相反的方向上过流。
图8是电机72的剖视图，其剖面相对于图7转过两个相邻磁体凹窝布置6(参见图2)之间的角距，因此与图7相比，可以看出第三冷却通道17a。第三冷却通道17、17a的冷却通道区段23a、23b在圆周方向上交替延伸穿过磁体凹窝布置6的自由空间(参见图2)。第四冷却通道18在径向外侧由第二端板41和转子芯2的端面19限定并且在径向内侧由通孔38限定。
第三冷却通道17的相应冷却通道区段23a、23b通入第二端板41的冷却流体排出区段78，而另外的第三冷却通道17a的相应冷却通道区段23a、23b通入第一端板25的冷却流体排出区段78。冷却流体排出区段78均经由构造在端板25、41中的冷却流体排出通道79连接到开口80。开口80构造在相应端板25、41的侧表面81上，使得冷却流体从沿相应第三冷却通道17、17a的轴向流向改变为基本上径向的流向。在退出开口80时，冷却流体就直接喷淋到绕组头75、76并使其冷却。
图9是第一端板25的一个实施例的细节透视图，该第一端板25构造成与第二端板41(参见图7和图8)相同。端板25、41布置在转子芯2上，仅在圆周方向上偏移两个磁体凹窝布置6(参见图2)之间的角距。
图9所示的端板25基本上对应于图3所示的端板，但仅设置延伸到通孔31的冷却通道区段21、22的一半。冷却流体排出区段78构造在相应一对相邻的冷却通道区段21、22之间并且由相应突出部28、29限定。冷却流体排出区段78在第一径向位置与第二径向位置之间具有与冷却通道区段21、22基本上相同的形状，但在第一径向位置处相对于贯通孔道31封闭。
每个冷却流体排出区段78具有第一导流元件33a和第二导流元件34a，它们对应于冷却通道区段21、22的那些导流元件。在图9所示的端板25中，并未设置第三导流元件和第四导流元件。然而，在冷却通道区段21、22中，以及酌情改装冷却流体排出通道79之后，在冷却流体排出区段78中，也可以额外设置这类导流元件。
如图7和图8中可以看出，端板25的侧表面81在轴向方向上相比图3中的那个侧表面更宽，以便获得足够的材料厚度来形成冷却流体排出通道79。因此，端板25在其与轴环27相对的端面52上，在径向内侧凸缘53旁具有径向外侧凸缘82。此外，在参照图7和图8的转子布置1中，设置密封机构49、50、54、55以及可能的密封机构45、48(参见图1)。
转子布置1进一步在自由端4a处包括具有径向轴密封圈62的连接元件42，以将冷却流体引入第一冷却通道14或轴体4的内部中。在根据图6的车辆71中使用上述电机72的情况下，通常在机壳中设置集流设备，例如贮油槽，其中可收集喷射的冷却流体。在此情况下，冷却装置74一侧连接到轴体4，而另一侧连接到集流设备。
在端板25的其他实施例中，如图9所示的实施例中的突出部28、29可以如同图3中的突出部那样呈肋状结构。同样，如图3所示的实施例中的突出部28、29可以是如同图9所示那样连续。

Claims (15)

1.一种用于电机(72)的转子布置(1)的端板(25、41)，包括：用于贯穿轴体(4)的中央贯通孔道(31)；所述端板(25、41)的端面(26)上在径向外侧沿圆周方向构造的轴环(27)；以及所述端面(26)上的多个突出部(28、29)，其中，所述突出部(28、29)和所述轴环(27)沿轴向限定冷却通道(15、18)，其中，所述冷却通道(15、18)构成多个在两侧由相应的突出部(28、29)限定的冷却通道区段(21、22、39、40)，其中，限定一个冷却通道区段(21、22、39、40)的两个突出部(28、29)在所述贯通孔道(31)与所述轴环(27)之间的第一径向位置处相互间隔第一弧长并且在由所述轴环(27)限定的第二径向位置处相互间隔第二弧长，所述第二弧长大于所述第一弧长，
其特征在于，
相应的冷却通道区段(21、22、39、40)在所述第一径向位置与所述第二径向位置之间具有至少一个导流元件(33、34、35、37)。
2.根据权利要求1所述的端板，其中，设置由突出部(28、29)的凸起构成的导流元件(33)。
3.根据权利要求2所述的端板，其中，设置由自由突出部构成的导流元件(34)，所述自由突出部在垂直于轴向方向的平面(36)的两个正交方向上具有相同的伸展度。
4.根据权利要求3所述的端板，其中，由凸起构成的所述导流元件(33)比由自由突出部构成的所述导流元件(34)更向径向内侧布置。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的端板，其中，设置由纵长在径向方向上延伸的自由突出部构成的导流元件(35)。
6.根据权利要求2-4中任一项所述的端板，其中，设置另外的导流元件(33、34、35)，所述另外的导流元件与所述至少一个导流元件(33、34、35)中相应的一个相对于在径向方向上延伸穿过所述冷却通道区段(21、22、39、40)的中心的平面(36)对称。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的端板，其中，设置构造为从所述轴环(27)居中指向所述冷却通道区段(21、22、39、40)的凸起的导流元件(37）。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的端板，其中，相应的冷却通道区段(21、22、39、40)延伸到所述贯通孔道(31）。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的端板，其中，所述冷却通道区段(21、22、39、40)从所述第一径向位置径直延续到所述贯通孔道(31)。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的端板，进一步包括由所述突出部限定的冷却流体排出区段(78)，所述冷却流体排出区段均被构造在所述第一径向位置与所述第二径向位置之间并且经由冷却流体排出通道(79)连接到构造在所述端板(25、41)中的开口(80)。
11.根据权利要求10所述的端板，其中，所述开口(80)被构造在所述端板(25、41)的侧表面(81)上。
12.根据权利要求10所述的端板，其中，所述冷却流体排出区段(78)与所述冷却通道区段(21、22、39、40)在圆周方向上交替布置。
13.根据权利要求10所述的端板，其中，相应的冷却流体排出区段(78)具有至少一个导流元件(33a、34a)。
14.一种用于电机(72)的转子布置(1)，包括：转子芯(2)；多个永磁体，所述永磁体均被布置在通过形成沿轴向方向延伸的自由空间而在所述转子芯(2)中构造的磁体凹窝(7)内；轴体(4)，所述轴体以抗相对转动的方式连接到所述转子芯(2)；以及至少一个根据权利要求1-13中任一项所述的端板(25、41)，所述端板被布置在所述转子芯(2)的端面上。
15.一种用于车辆(71)的电机(72)，包括：定子(73)以及布置在所述定子(73)内的根据权利要求14所述的转子布置(1）。
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