CN111969789A - 车辆的电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种电机，其具有布置在壳体(3)中的定子(1)和转子(2)，其中设置有液体冷却部作为用于冷却定子(1)的夹套冷却部，其中在壳体(3)的内部设置有至少一个通过壳体壁与液体冷却部连接的表面冷却器(10)，以用于直接冷却位于壳体(3)内部的构件。此外还提出了一种车辆的具有该电机的轴驱动部。

Description

车辆的电机
技术领域
本发明涉及一种根据在权利要求1前序部分中详细定义的类型的电机，电机具有定子和转子。此外，本发明还涉及一种具有该电机的车辆。
背景技术
例如由出版刊物EP 0 231 785 A2已知一种具有发电机的车辆。为了冷却发电机的定子设置有夹套冷却部，其被加载来自车辆的冷却剂。夹套冷却部可通过附加的导热元件提供对其他构件的间接冷却。此外，产生冷却空气流的风扇叶轮将被驱动。
由于所产生热量的充分排走对电机的有效功率很重要，因此特别是作为电动机运行的电机需要充分的液体冷却。除了借助于夹套冷却被调温的定子之外，在电机内部还设置有大量其他的必须被冷却的发热构件。电机内部构件的冷却在结构上很复杂。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种开头所述类型的电机和一种具有该电机的轴驱动部，其中结构简单且低成本地实现了特别有效的液体冷却。
该目的通过权利要求1或10所述特征实现，其中有利的改进方案由从属权利要求和说明书以及附图得到。
由此提出了一种具有定子和转子的电机例如作为轴驱动部，其布置在壳体中，其中设置有液体冷却部，该液体冷却部包括至少一个包围定子的夹套冷却部，从而定子可在其夹套区域被冷却。为了进一步优化且结构简单地设计液体冷却部，规定在壳体内部设置至少一个通过壳体壁与液体冷却部连接的表面冷却器等，以便直接冷却布置在壳体内部的构件。
以这种方式不仅可使定子通过其外表面被冷却，而且还可通过所设置的表面冷却器结构简单且低成本地附加地充分冷却大量的内部发热构件。通过将表面冷却器与现有液体冷却部连接并且在壳体内部在附近紧邻地分配给待冷却的构件，可在没有附加导热构件的情况下进行直接冷却。因此，所辐射的热量直接被冷却剂吸收且特别有效地排走。本发明的有效且节省空间的冷却方式特别是对于电机作为车辆的轴驱动部的应用是有利的，因为所提供的结构空间很小并且用于施加最大功率的冷却需求很大。
在本发明的有利实施方式的范畴中规定，表面冷却器在其空间基本形状上实施为近似环状区段形并且与电机转子的旋转轴线同轴地布置。通过表面冷却器的基本上近似为环状区段形的设计方案，可在壳体内部实现围绕转子轴线的环状区段流动，从而将有效地冷却位于周围的构件。在环状区段盘形的基本形状上可容易地考虑到模制件，以便例如设置冷却剂的流入部和流出部和/或也便于使表面冷却部利用其冷却表面区域适配于待冷却构件的特定的预设几何形状。由于环状区段形表面冷却器的连接通过壳体壁进行，因此这种附加冷却部可特别简单地集成到电机中，而无需更大的结构成本。
如上所述，车辆的现有液体冷却部可同时用作表面冷却器的冷却液供应部。还存在的可能性是，在必要时设置独立的液体冷却部，而不会失去本发明的基本优点。
表面冷却器的冷却剂入口和出口可通过以下方式实现，即，将表面冷却器的与液体冷却部连接的冷却剂入口和出口集成到壳体端壁中，其中冷却剂入口和出口设置在壳体端壁的共同的周向轨道上，使得在表面冷却器中实现环状区段流动。该环状区段可优选尽可能实施在几乎整个圆周上，从而环状区段流动可同样几乎在整个圆周上扩散并且可充分冷却所面对的构件。
冷却剂供应部在电机的表面冷却部中的结构上的有利集成可通过以下方式实现，即冷却剂入口包括第一冷却剂孔和与第一冷却剂孔连接的第二冷却剂孔。在此，第一冷却剂孔与夹套冷却部连接并且基本上沿轴向在夹套区域处延伸穿过壳体壁。第二冷却剂孔与表面冷却器连接并且沿径向延伸穿过壳体端壁。因此，流入孔基于其位置可特别简单地设置在壳体的夹套区域或在壳体端面，从而即使在电机已经制造完成的情况下也可容易地进行改造。为了排出冷却液，将表面冷却器的冷却液出口与第三冷却剂孔连接，该第三冷却剂孔例如沿径向延伸穿过壳体端壁并且通向排出孔中，以便将冷却剂引回到液体冷却部。
在所提出的电机中设置的表面冷却器可采用任意空间设计，以便适配于电机的相应设置的内部区域。例如，表面冷却器可包括作为冷却表面区域的多个区段，其基本上直接分配给每个待冷却的构件，以便可通过吸收热辐射进行直接冷却。
例如，作为待冷却的构件，特别是可为转子、绕组头、转子的轴承等配置表面冷却器的冷却表面区域的所设置的区段，从而可确定表面冷却器的结构形状。例如，两个壳体端面区域可都配备有表面冷却器，从而将有效地直接冷却在内部两侧的构件。
本发明的另一方面涉及一种车辆、特别是机动车的轴驱动部，其具有前述电机。由此，该电机被设置为车辆的轴驱动部的车轮驱动部等。总体上将得到前述优点和其他优点。
附图说明
下面将借助于附图进一步阐释本发明。其中：
图1示出了根据本发明的电机的可能实施变型方案的局部截面图；
图2示出了电机的三维横截面图；并且
图3示出了根据图1的电机的另一局部截面图。
具体实施方式
在图1至图3中示出了根据本发明的电机的可能实施变型方案的不同视图，电机用于车辆中，特别是用于机动车中。该电机包括布置在壳体3中的定子1和转子2。转子2绕旋转轴线4转动并且驱动车轮，其中转子2通过第一转子轴承5和第二转子轴承6支承在壳体3中。
为了冷却绕转子2延伸的与壳体3固定连接的定子1，设置有夹套冷却部作为液体冷却部，其通过例如多个螺旋状冷却通道7实现，这些冷却通道延伸穿过冷却套8并且围绕定子1延伸。
为了更有效地设计且特别低成本和结构简单地实现液体冷却部，规定在壳体3的内部设置通过壳体端壁9与液体冷却部连接的表面冷却器10，以用于直接冷却电机的布置在壳体3内部的构件。
表面冷却器10在其基本形状上近似地实施为环状区段形，并且与转子2的旋转轴线4同轴地延伸。表面冷却器10包括作为冷却表面区域的多个区段11、12、16。表面冷却器10的环状区段形状以优选小于360度的角度围绕转子2延伸。
特别是由图1和图2可见，冷却剂供应或液体冷却部与表面冷却器10的连接以如下方式进行，即冷却剂供应部包括第一冷却剂孔13和与第一冷却剂孔13连接的第二冷却剂孔14。第一冷却剂孔13沿轴向在壳体侧面中延伸并且与夹套冷却部的冷却套8连接。第二冷却剂孔14与表面冷却器10的冷却剂入口18连接并且沿径向延伸穿过壳体端壁9。在第一冷却剂孔13和第二冷却剂孔14之间的过渡区域中可设置诸如O型圈等的密封件。为了排出冷却剂，将表面冷却器10的冷却剂出口19与第三冷却剂孔20连接，该第三冷却剂孔20沿径向延伸穿过壳体端壁9并且通向排出孔17中。
特别是从图2中可看到表面冷却器10的环状区段形延伸。由根据图2的横截面图示可在作为轴驱动部的电机的轮缘区域中看出表面冷却器10的冷却剂入口18和冷却剂出口19设置在壳体端壁9的什么位置。为了可实现最大化的环状区段流动，冷却剂入口18和冷却剂出口19在共同的周向轨道上彼此间隔开地设置在圆周上。
特别是由图1和图3可见，环状区段形的表面冷却器10具有环绕的冷却表面区域。尤其是冷却表面区域的第一区段11基本上直接朝向位于定子1的端面处的绕组头15，以便直接通过辐射热的吸收使其冷却。表面冷却器10的冷却表面区域的第二区段12在轴向侧直接朝向转子2的端面区域。以这种方式使由转子2辐射的热量同样直接被表面冷却器10吸收且运走。表面冷却器10以其冷却表面区域的第三区段16直接朝向转子轴承5的轴承支架。
因此，通过表面冷却器10的冷却表面区域的形状形成表面冷却器10的适配于转子2的形状，从而可通过冷却剂实现对转子2和绕组头15以及转子轴承5的最大环流。
通过将表面冷却器10布置在电机的端面处，可容易地改造这种有效的附加直接冷却部。表面冷却部10形成具有用于冷却剂的冷却剂入口18和冷却剂出口19的独立构件。表面冷却器10的冷却剂出口19与沿径向延伸穿过壳体端壁9的第三冷却剂孔20连接。第三冷却剂孔20通向排出孔17中并且大致形成例如在图3中示出的冷却剂出口，从而冷却剂可通过排出孔17离开轴驱动部的轮缘并且可被输送到液体冷却部。
在此，所示出的表面冷却部10例如被设置在电机的壳体3的端面区域处。然而，很容易想到在电机的另一端面上也安装表面冷却器10，以进一步提高冷却。作为冷却剂优选使用水防冻液混合物。
附图标记
1 定子
2 转子
3 壳体
4 旋转轴线
5 第一转子轴承
6 第二转子轴承
7 冷却通道
8 冷却套
9 壳体端壁
10 表面冷却器
11 冷却表面区域的第一区段
12 冷却表面区域的第二区段
13 第一冷却剂孔
14 第二冷却剂孔
15 绕组头
16 冷却表面区域的第三区段
17 排出孔
18 冷却剂入口
19 冷却剂出口
20 第三冷却剂孔

Claims (10)

1.车辆的电机，其具有布置在壳体(3)中的定子(1)和转子(2)，其中设置有液体冷却部作为用于冷却所述定子(1)的夹套冷却部，其特征在于，在所述壳体(3)的内部设置有至少一个通过壳体壁与所述液体冷却部连接的表面冷却器(10)，所述表面冷却器用于直接冷却布置在所述壳体(3)内部的构件。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述表面冷却器(10)在其基本形状方面是环状区段并且与所述转子(2)的旋转轴线(4)同轴地布置。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述表面冷却器(10)的冷却剂入口(18)和冷却剂出口(19)在壳体端壁(9)处设置在共同的周向轨道上，使得通过所述表面冷却器(10)实现环状区段流动。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，为了所述表面冷却器(10)的冷却剂供应，设置有第一冷却剂孔(13)和与所述第一冷却剂孔(13)连接的第二冷却剂孔(14)，其中所述第一冷却剂孔(13)与所述夹套冷却部连接并且沿轴向延伸穿过所述壳体壁，并且其中所述第二冷却剂孔(14)与所述表面冷却器(10)连接并且沿径向延伸穿过所述壳体端壁(9)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，为了排出冷却剂，所述表面冷却器(10)的冷却剂出口(19)与第三冷却剂孔(20)连接，所述第三冷却剂孔沿径向延伸穿过所述壳体端壁(9)并且通向排出孔(17)中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述表面冷却器(10)以其冷却表面区域的第一区段(11)直接朝向设置在所述定子(1)的端面处的绕组头(15)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述表面冷却部(10)以其冷却表面区域的第二区段(12)在轴向侧直接朝向所述转子(2)的端面区域。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述表面冷却器(10)以其冷却表面区域的第三区段(16)直接朝向所述转子轴承(5、6)的轴承支架。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，每个壳体端壁(9)都分别配有表面冷却器(10)。
10.车辆的轴驱动部，所述轴驱动部具有根据前述权利要求中任一项所述的电机。
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