CN116231918A - 具有在端板中延伸的冷却管道的电机转子 - Google Patents

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Abstract

一种用于电机(24)的转子(1、18)，包括：转子轴(3)；布置在转子轴(3)上并由堆叠的电叠片形成的叠片芯(2)；布置在叠片芯(2)的轴向侧上并具有沿其圆周布置的径向突起(5)的第一端板(4)；布置在叠片芯(2)的相对轴向侧上并具有沿其圆周布置的径向突起(7)的第二端板(6)；多个转子绕组(8)，每个转子绕组缠绕在第一端板(4)的突起(5)周围和第二端板(6)的轴向相对的突起(7)周围；在转子轴(3)中延伸的中央冷却管道(10)，用于供应冷却剂；以及***冷却管道(11)，其在第一端板(4)中延伸并从中央冷却管道(10)向外延伸。

Description

具有在端板中延伸的冷却管道的电机转子
技术领域
本发明涉及用于电机的转子、具有转子的电机以及具有电机的车辆。
背景技术
转子具有转子轴和布置在转子轴上并由堆叠的电叠片形成的叠片芯。转子和定子都属于电机。
这种类型的电机越来越多地用于电驱动车辆和混合动力车辆，主要用作驱动这种车辆的车轮或车轴的电动马达。
这种电动马达通常机械地联接到齿轮箱，以适应转速。电动马达另外通常电耦合到逆变器，该逆变器根据由电池提供的DC电压产生AC电压，例如多相AC电压，用于电动马达的操作。
还可以操作具有这种转子的电机作为发电机，用于回收车辆的动能。为此，动能首先转化为电能，然后转化为汽车电池的化学能。
在某一类型的电励磁同步电机(EESM)中，转子具有转子绕组，向转子绕组供给直流电，以产生励磁磁场。如果相关定子的定子绕组产生旋转磁场，这会在转子上产生作用力，使得转子与定子旋转磁场同步旋转。
然而，转子绕组在此过程中会被极大地加热，因此需要冷却。例如，可以通过将油喷射到转子的轴向侧来进行冷却。然而，这种类型的冷却仅在表面上起作用，因此几乎没有效果。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于电机的转子，该转子在运行期间可以被更好地冷却。
为了实现这个目的，提供了一种具有权利要求1的特征的转子。
根据本发明的转子包括布置在叠片芯的轴向侧上并具有沿其圆周布置的径向突起的第一端板；布置在叠片芯的相对轴向侧上并具有沿其圆周布置的径向突起的第二端板；多个转子绕组，每个绕组都缠绕在第一端板的突起和第二端板的轴向相对突起周围；在转子轴中延伸的用于供应冷却剂的中央冷却管道；以及在第一端板中延伸并从中央冷却管道向外延伸的***冷却管道。
本发明基于这样的发现，即通过由形成在转子轴中的中央冷却管道供应冷却剂，可以实现改进的冷却。冷却剂从那里通过在第一端板中延伸的***冷却管道向外流出。这样，叠片芯首先通过与转子轴的直接接触而被冷却。在第一端板处的叠片芯和转子绕组的区域也被额外地冷却。以这种方式，与通过上述轴向侧面的喷射进行冷却相比，可以实现本质上更集中且因此更好的整体冷却。
沿着圆周布置的端板的径向突起也可以称为“齿”或“板延伸部”，并且尤其用于将转子绕组保持在固定位置。
代替仅一个***冷却管道，多个***冷却管道也可以在第一端板中延伸，每个***冷却管道从中央冷却管道向外延伸。
在根据本发明的转子的情况下，优选的是，***冷却管道径向延伸。多个***冷却管道可以优选地从中央冷却管道径向分叉，即以星形方式分叉，并且通向转子的外侧。举例来说，可以存在两个、四个、六个、八个或十二个这样的***径向冷却管道。特别地，设置在端板中的***冷却管道的数量可以对应于转子的极数。
在本发明的另一配置中，可以规定***冷却管道在端板的突起或板延伸部中延伸。从中央冷却管道开始的多个***冷却管道可以优选地各自穿过端板的不同突起。这样，特别地，叠片芯的外部区域可被冷却。
***冷却管道优选通向布置在转子的圆周处的出口。在多个***冷却管道的情况下，可以相应地提供多个出口，这些出口布置成分布在圆周上，并且可以各自属于不同的***冷却管道。这种出口优选位于径向延伸的冷却管道的端部。冷却剂例如油通过出口离开转子，并且可被收集在例如油槽中，从那里它可以通过转子轴在回路中再次被供应回转子。
在本发明的实施例中，第一端板被盖轴向覆盖，出口通向盖。该盖尤其可以用于保护线圈绕组和稳定转子。
本发明的变型规定出口具有轴向延伸部分。这样，出口可以通向转子上的合适轴向位置。轴向延伸部分优选形成冷却管道的延伸部分，并对端板的径向突起进行冷却。
根据本发明的转子的实施例规定，***冷却管道仅由第一端板形成。为此，***冷却管道可以形成为由第一端板封闭的腔。根据本发明的转子的替代实施例规定，***冷却管道由第一端板和叠片芯共同形成。为此，第一端板可以具有径向凹槽，其覆盖在叠片芯的轴向侧面上。因此，可以特别简单的方式制造***冷却管道，并且实现叠片芯外侧的良好冷却。
本发明的特别优选的变型规定，***冷却管道以弯曲的方式延伸。***冷却管道可以例如以S形或曲折的方式设计。以这种方式，***冷却管道被延长，从而导致改善的散热。
如果从中央冷却管道向外延伸的另一***冷却管道在第二端板中延伸，则可以实现更好的冷却，其中该另一***冷却管道可以径向向外延伸。就其设计和布置而言，另一***冷却管道优选地对应于在第一端板中延伸的冷却管道。由于两个***冷却管道，叠片芯的两个轴向侧可被充分冷却。
代替只有一个***冷却管道，多个***冷却管道可以在第二端板中延伸，每个***冷却管道从中央冷却管道向外延伸。就它们的设计和布置而言，这些***冷却管道可以对应于在第一端板中延伸的冷却管道。
在根据本发明的转子的情况下，第一端板和/或第二端板可以各自包括金属合金，优选铝合金。在这种情况下，每个端板可以涂有非导电材料，例如塑料。替代于此，每个端板可以由非导电材料构成，例如塑料。
本发明还涉及一种电机，其具有所述类型的转子和定子，转子可相对于定子旋转。定子可以具有由堆叠的电叠片形成的另一叠片芯(定子芯)。定子可以另外具有电导体绕组，例如线圈绕组或扁平线绕组的形式。
此外，本发明涉及一种具有这种电机的车辆，该电机被提供用于驱动车辆。该电机尤其可以驱动车辆的车轮或车轴。
附图说明
下面将参照附图基于示例性实施例来讨论本发明。附图是示意图，其中：
图1示出了根据第一示例性实施例的根据本发明的转子的截面侧视图，
图2示出了沿着图1的线II-II的截面，
图3示出了根据第二示例性实施例的根据本发明的转子的截面侧视图，以及
图4示出了根据本发明的车辆，其具有带转子的电机。
具体实施方式
在图1的截面侧视图中示出的转子1被提供用于电机，并且包括由堆叠的电叠片形成的圆柱形叠片芯2。叠片芯2以形状配合和/或力配合包围转子轴3。电叠片可以是相同形成的冲压部件。
第一端板4位于叠片芯2的第一轴向侧，该第一端板4沿其圆周具有径向突起5(也称为“板延伸部”)。位于相对的第二轴向侧的是第二端板6，其沿着其圆周具有相应的径向突起7。两个端板4、6各自具有用塑料嵌件成型的铝芯。转子绕组8缠绕在端板4、6的径向突起5、7周围。
转子轴3是中空的，并且在其图1左侧的轴向侧上具有用于冷却剂的入口9，冷却剂尤其可以包括油。中央冷却管道10从入口9轴向延伸到转子轴3的相对封闭端。冷却管道10是冷却剂在其中流通的冷却剂回路的部件。
在图1右侧的中央冷却管道10的端部附近，第一***冷却管道11从端板4中的转子轴3径向向外延伸。图2示出了沿图1中的线II-II的截面。可以看出，在第一端板4中，总共有八个这样的第一***冷却管道11，它们以星形方式从中央冷却管道10向外延伸。冷却管道11在径向突起5中延伸，并因此在转子绕组8中延伸至径向出口12。
在该示例性实施例中，***冷却管道11仅由第一端板4形成。替代于此，这种***冷却管道可以由端板和叠片芯共同形成。在通过冷却管道11之后，冷却剂径向流出出口12。在图2中，还可以看到，布置在转子绕组8之间的间隙由极分离器13向外界定或覆盖，极分离器13可以可选地省略。
在中央冷却管道10的靠近入口9的一侧，并且在图1的左侧，第二***冷却管道14从转子轴3径向向外延伸穿过第二端板6。第二***冷却管道14平行于第一***冷却管道11布置。此外，对应于第二***冷却管道14的另一第二***冷却管道14在第二端板6中径向向外延伸。第二***冷却管道14由第二端板6形成。
第一***冷却管道11和第二***冷却管道14以相同的方式设计。在每个端板4、6中存在以星形方式向外延伸的八个***冷却管道11、14。由于第一冷却管道11和第二冷却管道14，冷却流体流过两个端板4、6。在每种情况下，出口15位于***冷却管道14的端部，冷却剂可以从该出口15沿径向方向流出。
第一端板4被盖16覆盖。第二端板6同样被盖17覆盖。两个盖16、17以帽状方式设计，并且分别具有用于转子轴3的通孔。出口12、15可选地邻接盖16、17。
图3以截面侧视图示出了根据本发明的转子18的第二示例性实施例。与第一示例性实施例的部件相对应的那些部件将不再详细讨论。根据第一示例性实施例，转子18具有转子轴3、叠片芯2和转子绕组8。***径向冷却管道11、14在被盖16、17覆盖的端板4、6中延伸。
与前面的示例性实施例不同，两个出口21、22分别具有轴向延伸部分19、20，其邻接***冷却管道11、14并且在盖16、17中延伸。轴向延伸部分19、20使得冷却剂在离开转子18之前沿轴向方向偏转，从而冷却盖16、17和转子绕组8的外部区域。
图4示意性地示出了具有用于驱动车辆23的电机24的车辆23。电机24具有壳体25，转子18和围绕转子1的定子26容纳在壳体25中。
附图标记列表
1 转子
2 叠片芯
3 转子轴
4 第一端板
5 径向突起
6 第二端板
7 径向突起
8 转子绕组
9 入口
10 中央冷却管道
11 第一冷却管道
12 出口
13 极分离器
14 第二冷却管道
15 出口
16 盖
17 盖
18 转子
19 部分
20 部分
21 出口
22 出口
23 车辆
24 电机
25 壳体
26 定子

Claims (13)

1.一种用于电机(24)的转子(1、18)，包括：
-转子轴(3)，
-布置在转子轴(3)上并由堆叠的电叠片形成的叠片芯(2),
-布置在叠片芯(2)的轴向侧上并具有沿其圆周布置的径向突起(5)的第一端板(4)，
-布置在叠片芯(2)的相对轴向侧上并具有沿其圆周布置的径向突起(7)的第二端板(6),
-多个转子绕组(8)，每个转子绕组缠绕在第一端板(4)的突起(5)周围和第二端板(6)的轴向相对的突起(7)周围，
-在转子轴(3)中延伸的中央冷却管道(10)，用于供应冷却剂，以及
-***冷却管道(11)，其在第一端板(4)中延伸并从中央冷却管道(10)向外延伸。
2.如权利要求1所述的转子，其中，所述***冷却管道(11)径向延伸。
3.如权利要求1或2所述的转子，其中，所述***冷却管道(11)在所述叠片芯(2)的突起中延伸。
4.如前述权利要求中任一项所述的转子，其中，所述***冷却管道(11)通向布置在所述转子(1、18)的圆周上的出口(12、15、21、22)。
5.如权利要求4所述的转子，其中，所述第一端板(4)由盖(16)轴向覆盖，所述出口(21)布置在该盖(16)中。
6.如权利要求5所述的转子，其中，所述出口(21)具有轴向延伸部分(19)。
7.如前述权利要求中任一项所述的转子，其中，所述***冷却管道(11)仅由所述第一端板(4)形成，或者由所述第一端板(4)和所述叠片芯(2)形成。
8.如前述权利要求中任一项所述的转子，其中，所述***冷却管道(11、14)以弯曲的方式延伸。
9.如前述权利要求中任一项所述的转子，其中，另一***冷却管道(11)平行于所述第一端板(4)中的***冷却管道延伸。
10.如前述权利要求中任一项所述的转子，其中，从所述中央冷却管道(10)向外延伸的另一***冷却管道(14)在所述第二端板(6)中延伸。
11.如前述权利要求中任一项所述的转子，其中，所述第一端板(4)和/或所述第二端板(6)各自包括金属合金，优选为铝合金。
12.一种电机(24)，具有如权利要求1至11中任一项所述的转子(1、18)和定子(26)。
13.一种车辆(23)，具有如权利要求12所述的电机(24),所述电机被提供用于驱动车辆(23)。
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