KR20200141007A - 전기 기계용 냉각 부재 - Google Patents

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마르틴 랑
토마스 아우어
세바스티안 파울릭
하랄드 벤들
게르하르트 오버마이어
마리아 랑
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젯트에프 프리드리히스하펜 아게
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Abstract

본 발명은, 전기 기계(10)를 냉각시키기 위한 냉각 부재(30)에 관한 것으로서, 상기 냉각 부재는, 중공 실린더 형태의 제1 부분 냉각 부재(32)이며, 이 경우 내부 재킷 면은 중공 실린더의 중심축에 대해 나선형으로 진행하는 그루브(34)를 구비하는 제1 부분 냉각 부재와; 반경 방향 내부에 배치된 리브(38)를 구비하는 중공 실린더 형태의 제2 부분 냉각 부재(36)와; 그리고 기계의 출력 샤프트(12)를 일체로 회전하도록 고정 결합된 상태로 수용하기 위하여 연결 섹션(52)을 구비하는 중공 실린더 형태의 제3 부분 냉각 부재(40);를 가지며, 이 경우 제2 부분 냉각 부재는 제1 부분 냉각 부재 내에 적어도 섹션별로 수용되어 있으므로, 그루브를 유체 밀봉 방식으로 밀봉하기 위하여 그리고 나선형 유체 채널을 형성하기 위하여, 제2 부분 냉각 부재의 반경 방향 외부에 배치된 표면이 그루브에 접하게 되며, 그루브는, 유체 채널 내에서 냉각 유체(28)의 교환을 가능하게 하기 위하여 자신의 단부들에 각각 개구를 구비하며, 제2 부분 냉각 부재는, 또 다른 유체 채널을 형성하기 위하여 제3 냉각 부재의 반경 방향 외부에 배치된 표면 상에 리브와 함께 배열되도록 형성되어 있으며, 그리고 제1 부분 냉각 부재는 전기 기계의 회전자(14) 상에 배열되도록 형성되어 있으므로, 냉각 부재는, 전기 기계 및 전기 기계의 출력 샤프트를 냉각시키기 위하여 회전자와 출력 샤프트 사이에 일체로 회전하도록 고정 결합된 상태로 배열된다. 본 발명은, 또한 이와 같은 냉각 부재를 갖는 전기 기계(10) 및 이와 같은 전기 기계를 냉각시키기 위한 시스템(20)에 관한 것이다.

Description

전기 기계용 냉각 부재{COOLING ELEMENT FOR AN ELECTRIC MACHINE}
본 발명은, 전기 기계용 냉각 부재, 전기 기계 및 전기 기계를 냉각시키기 위한 시스템에 관한 것이다.
차량에는 점점 더 하이브리드 구동부 또는 순수 전기 구동부가 장착되고 있다. 하이브리드 구동부는 연료 소비 및 유해 물질 유출을 줄이는 데 기여할 수 있다. 내연 기관 및 하나 또는 복수의 전기 모터를 갖는 병렬 하이브리드로서의 또는 혼합 하이브리드로서의 파워 트레인이 광범위하게 보급되었다. 전기 구동부 및 연소 기관의 구동 토크가 제어에 따라 합산될 수 있기 때문에, 연소 기관의 비교적 더 작은 설계 및/또는 연소 기관의 일시적인 셧다운이 가능하다. 이로 인해서는, 주목할 만한 성능 손실 또는 안락감 손실 없이 CO2-유출량의 두드러진 감소가 달성될 수 있다. 순수 전기 차량은 때때로 주목할 만한 유출량 없이 작동될 수 있다.
특히, 예를 들어 분당 20,000 회전의 범위 내에 있는 매우 높은 회전 속도에 도달할 수 있는 전기 기계를 사용하는 경우에는, 전기 기계의 구성 부품이 과도한 하중 및 고온에 노출된다. 그렇기 때문에, 지나치게 높은 가열 및 이에 수반된 전기 기계의 손상을 방지하기 위하여, 전기 기계에 공급되는 에너지를 제한하는 것이 공지되어 있다. 하지만, 이로 인해서는 전기 기계가 자신의 잠재력을 완전히 사용할 수 없게 된다.
또한, 자체 하우징 상에 배열된 냉각 리브들 또는 하우징 상에 배열된 수냉 장치를 이용해서 전기 기계를 냉각시키는 것도 공지되어 있다. 이와 같은 냉각은 그다지 효율적이지 않은데, 그 이유는 열원에 대해 큰 거리를 두고 냉각이 이루어지기 때문이다.
DE 10 2010 013 302 A1호에는, 회전자 샤프트를 장착하기 위한 베어링이 내부에 제공되어 있는 모터 하우징을 갖는 전기 모터가 공지되어 있다. 모터 하우징 내에는, 고정자 권선이 배열되어 있는 고정자 적층 코어(stator laminated core)가 제공되어 있다. 모터 하우징 내에는, 회전자 샤프트와 일체로 회전하도록 고정 연결된 회전자 적층 코어가 제공되어 있다. 회전자 적층 코어 상에는, 회전자 적층 코어의 일 축 방향 단부 면으로부터 회전자 적층 코어의 다른 축 방향 단부 면으로 진행하는 리세스가 제공되어 있다. 이 경우의 단점은, 회전자 내에 리세스가 제공되어 있다는 것인데, 이와 같은 상황은 회전자의 제조를 기술적으로 복잡하게 만든다. 또한, 이와 같은 회전자는 기존의 리세스로 인해서 덜 효율적이고, 더 큰 반경 방향 연장부를 갖는다. 이와 같은 전기 모터는 다만 기체 냉각 유체와 함께 사용하기 위해서만 적합하다.
DE 602 25 725 T2호에는, 기계 공구 스핀들로서 사용되는 자기 베어링 스핀들이 공지되어 있다. 이 경우, 스핀들은 70,000rpm까지의 속도로 회전한다. 축 방향 자기 베어링 회전자의 둘레 섹션은, 튜브 저항 또는 튜브 강도의 변동률을 감소시키는 삼각 형상으로 형성되어 있다. 이로 인해서는, 와류 발생이 방지되므로, 냉각 공기는, 이 냉각 공기가 균등하게 분할 또는 분리되어 하중 방향 및 역 하중 방향으로 흐를 수 있도록 갭을 통해 원활하게 통과할 수 있게 된다. 이 경우의 단점은, 자기 베어링 스핀들이 오로지 공기 흐름에 의해서만 냉각된다는 것이다. 전술된 냉각은, 예를 들어 자동차용 전기 구동 기계에서 사용되는 낮은 회전 속도를 위해서는 적합하지 않다. 또한, 이와 같은 스핀들은 액체 냉각 유체에 의해서는 전혀 냉각될 수 없거나 다만 높은 기술적인 복잡도로서만 냉각될 수 있다.
일반적으로는, 전기 기계에 공급되는 에너지에 대한 제한을 가급적 적게 유지하기 위하여, 전기 기계를 가급적 효율적으로 냉각시키는 것이 바람직하다. 공급되는 에너지의 제한은 전기 기계의 효율 손실과 결부된다. 특히 자동차용 전기 기계에서는, 다양한 작동 모드들이 제공되어 있다. 예를 들어, 전기 기계는 회복 모드에서 작동될 수 있다. 이 모드에서는, 전기 기계의 낮은 효율이 에너지 회수 측면에서 손실을 야기한다. 따라서, 거의 자유롭게 이용할 수 있는 에너지의 일 부분이 회수 및 사용될 수 없다. 그렇기 때문에, 전기 기계, 특히 자동차용 전기 기계의 효율을 증가시키는 것이 특히 중요하다.
상기와 같은 종래 기술을 배경으로 하는 본 발명의 과제는, 전기 기계의 냉각을 개선할 수 있는 가능성을 소개하는 것이다. 특히, 열원에 대해 작은 거리를 두고 냉각을 가능하게 하는 장치가 제공되어야 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 전기 기계를 냉각시키기 위한 냉각 부재와 관련이 있으며, 이 냉각 부재는,
중공 실린더 형태의 제1 부분 냉각 부재이며, 이 경우 내부 재킷 면은 중공 실린더의 중심축에 대해 나선형으로 진행하는 그루브를 구비하는 제1 부분 냉각 부재와;
반경 방향 내부에 배치된 리브를 구비하는 중공 실린더 형태의 제2 부분 냉각 부재와; 그리고
기계의 출력 샤프트를 일체로 회전하도록 고정 결합된 상태로 수용하기 위하여 연결 섹션을 구비하는 중공 실린더 형태의 제3 부분 냉각 부재;를 가지며, 이 경우
제2 부분 냉각 부재는 제1 부분 냉각 부재 내에 적어도 섹션별로 수용되어 있으므로, 그루브를 유체 밀봉 방식으로 밀봉하기 위하여 그리고 나선형 유체 채널을 형성하기 위하여, 제2 부분 냉각 부재의 반경 방향 외부에 배치된 표면이 그루브에 접하게 되며,
그루브는, 유체 채널 내에서 냉각 유체의 교환을 가능하게 하기 위하여 자신의 단부들에 각각 개구를 구비하며,
제2 부분 냉각 부재는, 또 다른 유체 채널을 형성하기 위하여 제3 냉각 부재의 반경 방향 외부에 배치된 표면 상에 리브와 함께 배열되도록 형성되어 있으며, 그리고
제1 부분 냉각 부재는 전기 기계의 회전자 상에 배열되도록 형성되어 있으므로, 냉각 부재는, 전기 기계 및 전기 기계의 출력 샤프트를 냉각시키기 위하여 회전자와 출력 샤프트 사이에 일체로 회전하도록 고정 결합된 상태로 배열되어 있다.
본 발명은 또한 전기 기계와 관련이 있으며, 이 전기 기계는
고정자;
회전자; 및
전술된 바와 같은 냉각 부재를 갖는 출력 샤프트;를 가지며, 이 경우 냉각 부재는 전기 기계의 회전자 및 출력 샤프트와 일체로 회전하도록 고정 연결되어 있다.
또한, 본 발명은 전기 기계를 냉각시키기 위한 시스템과도 관련이 있으며, 이 시스템은
냉각 유체를 저장하기 위한 유체 섬프;
전술된 바와 같은 전기 기계; 및
냉각 회로를 형성하기 위하여, 냉각 유체를 유체 섬프로부터 냉각 부재로 유체 유동 방향으로 이송하기 위한 유체 펌프;를 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 기술되어 있다. 위에서 언급된 특징들 및 이하에서 더 설명될 특징부들이 각각 명시된 조합으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다른 조합으로 또는 단독으로 사용될 수 있다는 것도 자명하다. 또한, 여기에 언급된 특징부들 및 장점들이 이들의 사용 목적과 무관하게 모든 전기 기계에 적용될 수 있다는 것도 자명하다.
제2 부분 냉각 부재의 반경 방향 외부에 배치된 표면과 함께 유체 채널을 형성하고 나선형으로 진행하는 그루브에 의해서, 냉각 유체가 전기 기계를 통과하여 긴 거리에 걸쳐 안내될 수 있다. 냉각 유체를 이용한 전기 기계의 냉각은 효율적이다. 제3 냉각 부재의 반경 방향 외부에 배치된 표면과 함께 또 다른 유체 채널을 형성하고 제2 부분 냉각 부재 내에서 반경 방향 내부에 배치된 리브에 의해서, 전기 기계의 효율적인 냉각이 달성될 수 있다. 열은, 전기 기계의 내부로부터 직접 방출될 수 있다. 전기 기계의 냉각은 기술적으로 간단하게 그리고 효율적으로 가능하다. 전기 기계의 출력 샤프트와 회전자 사이에 냉각 부재를 배열함으로써, 이와 같은 전기 기계는 기술적으로 간단하게 그리고 적은 부품들로 구성될 수 있다. 유체 채널의 사용에 의해서는, 냉각 부재와 냉각 유체 사이의 높은 온도 구배가 달성될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 전기 기계의 작동 시에 냉각 부재를 통과하는 공기 흐름을 발생시키기 위하여, 리브는 나선형으로 형성되어 있다. 이와 같은 형성에 의해서는, 공기 흐름이 기술적으로 간단하게 발생될 수 있다. 전기 기계 내부에서 전기 기계의 환기를 달성하기 위하여 또 다른 부품들이 필요치 않다. 그루브에 유체를 공급하는 과정이 실패한 경우에 공기 흐름을 이용해서 잔류 냉각을 유지하기 위하여, 고장에 안전한 시스템이 제작될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 제2 및 제3 부분 냉각 부재는 자신들의 축 방향 단부 섹션들에 각각 보어를 구비한다. 제2 부분 냉각 부재의 보어는 제3 부분 냉각 부재의 보어와 연결되어 있고, 그루브에 냉각 유체를 공급하기 위하여 그리고 그루브로부터 냉각 유체를 방출하기 위하여, 그루브로 이어지는 채널을 형성한다. 이와 같은 방식에 의해서는, 그루브로 유입될 냉각 유체를 위한 유입부가 기술적으로 간단하게 성취될 수 있다. 냉각 부재는 반경 방향으로 콤팩트하게 구성된다. 바람직하게는, 그루브로의 유입부를 추가로 밀봉하는 과정이 생략될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 냉각 부재는 금속으로 형성되어 있다. 보완적으로 또는 대안적으로, 냉각 부재는 단조 가공되어 있다. 보완적으로 또는 대안적으로, 제1 부분 냉각 부재는 중공 실린더의 중심축에 대해 나선형으로 진행하는 또 다른 그루브를 구비한다. 더 보완적으로 또는 대안적으로, 제2 부분 냉각 부재는 또 다른 리브를 구비한다. 이로 인해, 냉각 부재의 제조는 기술적으로 간단하게 그리고 경제적으로 가능하다. 또 다른 그루브에 의해서, 냉각 유체는 전기 기계 내부에 더 짧은 시간 동안 체류하게 된다. 결과적으로 전기 기계와 냉각 유체 사이의 온도 구배가 더 높아지므로, 냉각 성능은 개선된다. 또 다른 리브에 의해서는, 냉각 부재를 통과하는 공기 흐름이 개선될 수 있다. 또한, 냉각 부재는 더욱 안정적이고, 전기 기계에 의해 발생된 토크를 더 잘 전달할 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 전기 기계의 출력 샤프트와 일체로 회전하도록 고정 연결되도록 하기 위하여, 제3 부분 냉각 부재는 연결 섹션에 종동 치형부를 구비한다. 이로 인해서는, 냉각 부재와 출력 샤프트 사이의 일체로 회전하는 고정 연결이 비용 효율적으로 이루어질 수 있다. 또한, 출력 샤프트가 냉각 부재 내로 간단히 삽입 또는 가압될 수 있기 때문에, 냉각 부재를 갖는 전기 기계의 제조가 간소화된다.
바람직한 일 실시예에서, 부분 냉각 부재들은 압입 끼워 맞춤, 마찰 용접 및/또는 접착에 의해 서로 연결되어 있다. 이와 같은 연결에 의해서는, 부분 냉각 부재들 사이의 일체로 회전하는 고정 연결이 비용 효율적으로 이루어질 수 있다. 또한, 부분 냉각 부재들의 결합에 의해서 생성되는 유체 채널들이 유체 밀봉 상태인 것도 기술적으로 간단하게 보장될 수 있다. 냉각 부재들은 자신의 단부들에서 O자형 링에 의해서도 밀봉될 수 있다. 그러나 바람직하게는, 냉각 부재의 추가 밀봉이 생략될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 제3 부분 냉각 부재는 전기 기계의 출력 샤프트의 외부 직경보다 큰 내부 직경을 갖는다. 전기 기계의 출력 샤프트는 제3 부분 냉각 부재와 함께, 냉각 유체용 유출부로서 이용되는 갭을 형성한다. 이로 인해서는, 출력 샤프트에서 냉각 부재의 조립 또는 배열이 간소화될 수 있다. 또한, 출력 샤프트에 대한 냉각 부재의 정확한 피팅이 생략되기 때문에, 냉각 부재의 제조가 신속하게 그리고 비용 효율적으로 가능하다. 갭의 형성에 의해서는, 냉각 유체용 유출부가 기술적으로 간단하게 제조될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 갭은 유체 섬프로 이어지는 공급 라인 내로 개방되어 있다. 냉각 유체를 유체 섬프로 이어지는 공급 라인 내로 안내함으로써, 냉각 회로가 만들어질 수 있다. 또한, 가열되고 이동된 냉각 유체가 유체 섬프 내에서 정지할 수 있다. 냉각 유체 내에서 상황에 따라 생성되는 기포들이 자신들의 낮은 밀도로 인해 위로 이동할 수 있다. 유체 펌프에 의해서 유체 섬프로부터 냉각 유체가 새로이 흡입될 때에 그리고 새로이 냉각될 때에는, 적은 스플래시(splash) 손실 및 높은 냉각 성능이 가능하다.
바람직한 일 실시예에서는, 갭의 방향으로 냉각 유체에 흡입 작용을 실행하기 위하여, 그루브의 나선 형상이 전기 기계의 주 회전 방향으로 배향되어 있다. 이로 인해서는, 그루브 내에서 냉각 유체의 유동 속도가 가속될 수 있다. 냉각은 더 효율적으로 된다. 또한, 더 낮은 펌프 출력으로도 냉각 회로를 형성하기에 충분하기 때문에, 더 작은 유체 펌프를 제공하는 것도 생각할 수 있다. 최적의 유체 속도는 CFD(Computational Fluid Dynamics: 전산 유체 역학)에서 계산적으로 결정될 수 있으며, 이 경우에는 유체가 열을 흡수하는 시간이 더 길고 압력 손실이 최소로 되기 때문에, 더 느린 속도도 장점이 될 수 있다. 전기 기계가 주로 회전하는 방향이 전기 기계의 주 회전 방향으로서 간주 될 수 있다. 예를 들면, 차량의 전진 운동을 발생시키는 회전 방향이 전기 기계의 주 회전 방향으로서 간주 될 수 있다. 이 경우, 나선 형상의 배향은, 나선 형상의 그루브가 아르키메데스 나사의 유형에 따라 냉각 유체에 작용하도록 설정되어 있다.
바람직한 일 실시예에서, 전기 기계는 인코더 휠을 구비하며, 이 경우 인코더 휠은, 출력 샤프트와 함께 회전하도록 형성되어 있고, 인코더 휠을 관통해서 냉각 유체를 냉각 부재에 공급하기 위하여 보어를 포함한다. 이와 같은 방식으로는, 전기 기계의 회전 속도가 기술적으로 간단하게 그리고 신뢰할 수 있는 방식으로 모니터링 될 수 있으며, 이 경우에는 전기 기계의 냉각 부재로의 냉각 유체의 공급이 보장되었다.
바람직한 일 실시예에서, 냉각 부재는 압입 끼워 맞춤에 의해서 전기 기계의 회전자와 일체로 회전하도록 고정 연결되어 있다. 이와 같은 방식으로는, 전기 기계의 회전자와 냉각 부재의 일체로 회전하는 고정 연결이 비용 효율적으로 그리고 기술적으로 간단하게 이루어질 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 전기 기계는, 출력 샤프트 상에서 변속기와 상호 작용 연결되도록 형성되어 있고, 갭을 갖는 사전에 정의된 냉각 부재를 구비하며, 이 경우 갭은, 변속기를 윤활하기 위하여 그리고/또는 냉각시키기 위하여 변속기에 냉각 유체를 공급하도록 형성되어 있다. 이와 같은 방식으로는, 상호 작용 연결된 변속기가 기술적으로 간단하게 냉각 및 윤활될 수 있다. 바람직하게는, 변속기의 추가적인 윤활 및 냉각이 생략될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 전기 기계를 냉각시키기 위한 시스템은 냉각 유체로부터 열을 제거하기 위하여 열 교환기를 구비한다. 이 경우, 열 교환기는 바람직하게는 유체 유동 방향으로 유체 섬프와 유체 펌프 사이에 배열되어 있다. 이와 같은 방식으로는, 전기 기계의 냉각이 더욱 개선될 수 있다. 냉각 유체로부터 열이 추가로 제거될 수 있다.
냉각 유체는, 사용 장소 및 사용 분야에 따라 다양한 많은 조성들로 제공된다. 이로써, 예를 들어 미네랄 오일 및/또는 합성 오일이 첨가제 있는 상태로 또는 첨가제 없는 상태로 사용될 수 있다. 또한, 물, 특히 탈 이온수를 첨가제 있는 상태로 또는 첨가제 없는 상태로 사용하는 것도 생각할 수 있다. 또한, 알코올 또는 에테르도 첨가제 있는 상태로 또는 첨가제 없는 상태로 냉각 유체로서 사용될 수 있다. 원칙적으로는, 모든 가스 또는 모든 액체가 사용 목적에 따라 냉각 유체로서 사용될 수 있다. 본 경우에는, 전체 온도 범위에 걸쳐 액체인 또는 유동성인 물질이 냉각 유체로서 사용될 수 있다.
회복은, 제동 과정에서 에너지의 회수이다. 회생 브레이크로서도 언급되는 회복 브레이크는, 모든 전기 역학식 브레이크와 같이 마모 없이 작동한다. 견인 모터가 전기 제너레이터로서 작동됨으로써, 제동 효과가 이루어진다. 전기 에너지는 차량 내에서 예를 들어 축전지 또는 고성능 커패시터 내에 보관될 수 있다.
인코더 휠은, 인코더 휠의 각도 위치 또는 회전 위치와 상관이 있는 신호를 생성하기 위한 장치이다. 예를 들면, 톱니 림 내에서의 주기적인 갭들을 참조해서 또는 자기장 변동으로 인한 유도 송신기를 이용해서 각도 신호 또는 회전 속도 신호가 생성될 수 있다. 균일한 톱니 구조는 사인파 형태의 전압 곡선에 상응한다. 더 나아가서는, 특정 간격들로 상이한 크기의 갭들이 사용됨으로써, 특정의 톱니 휠 위치가 제어 장치에 전달될 수 있으며, 이로 인해서는 전압 곡선의 변동이 야기된다. 또한, 예를 들어 광 배리어를 통과하는 톱니 휠의 톱니에 의해서, 각도 위치 또는 회전 속도를 광학적으로 결정하는 것도 생각할 수 있다.
스플래시 손실은, 회전하는 기계 부품들, 예컨대 샤프트들, 톱니 휠들 등이 유체 내에서 적어도 부분적으로 작동하고, 이와 같은 상황이 상기 기계 부품에 대해 그리고 이로써 전체 장치에 대해 저항을 야기할 때에 생성되는 효율 손실이다. 이와 같은 효율 손실은, 불순물로 인해, 바람직하게는 기포에 의해서 생성되는 냉각 유체의 냉각 특성에 악영향을 미친다. 불순물은 대부분 냉각 유체보다 더 나쁜 열적 특성을 가지므로, 오염된 냉각 유체가 열을 덜 흡수할 수 있다. 또한, 공기 개재에 의해서 냉각 유체가 오염되는 경우에는, 냉각 유체의 점도가 변할 수 있으므로, 유체 펌프가 덜 효율적으로 작동하게 된다.
내부 재킷 면이란, 특히 중공 실린더의 반경 방향 내부를 향하거나 반경 방향 내부에 배치된 표면으로 이해된다. 그루브는 특히 가늘고 긴 홈이다. 리브는 특히 가늘고 긴 융기부이다. 여기에서, 나선 형상은 특히 스레드, 바람직하게는 일정한 스레드 피치를 갖는 스레드의 유형을 의미한다.
본 발명은, 첨부된 도면부와 관련하여 선택된 몇몇 실시예들을 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명된다. 도면부에서,
도 1은 본 발명에 따른 전기 기계의 개략도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 냉각 시스템의 개략도를 도시한다.
도 3은 냉각 부재를 갖는 전기 기계의 개략적인 상세도를 도시한다.
도 4는 제1 및 제2 부분 냉각 부재의 기술적인 사시 단면도를 도시한다.
도 5는 냉각 부재를 갖는 전기 기계의 기술적인 단면도를 도시한다.
도 1에는, 전기 기계(10)가 개략적으로 도시되어 있다. 전기 기계(10)는, 전기 기계의 회전자(14)와 일체로 회전하도록 고정 연결된 출력 샤프트(12)를 구비한다. 전기 기계(10)의 고정자(16)는 하우징(18)과 일체로 회전하도록 고정 연결되어 있다. 고정자(16)가 회전자(14)에 대해 상대적인 고정자(16)의 회전 운동을 방해하는 다른 부품과도 상호 작용 연결될 수 있다는 것은 자명하다. 도시는 예시적으로 이해되어야 하고, 구성 요소들은 척도에 맞지 않는다. 또한, 또 다른 세부 사항에 대한 도시는 생략되었다.
전기 기계(10)의 작동 시에, 회전자(14)와 출력 샤프트(12)는 동일한 회전 속도로 회전한다. 고정자(16)는, 이 고정자가 실질적으로 운동, 특히 회전 운동을 전혀 실행하지 않는 방식으로 하우징(18)과 연결되어 있다. 전기 기계(10)는 특히 직류 기계, 교류 기계, 3상 교류 기계일 수 있다. 일반적으로, 본 발명은, 출력 샤프트를 구비하는 모든 전기 기계와 함께 사용될 수 있다.
도 2에는, 전기 기계(10)를 냉각시키기 위한 시스템(20)이 개략적으로 도시되어 있다. 시스템(20)은 유체 섬프(22), 유체 펌프(24) 및 라인들(26)을 포함한다.
유체 펌프(24)는, 유체 섬프(22)로부터 전기 기계(10)의 출력 샤프트(12)로 냉각 유체(28)를 이송한다. 냉각 유체(28)는 전기 기계(10)로부터 열을 흡수한다. 냉각 유체(28)가 추가 이송됨으로써, 냉각 유체(28)는 전기 기계(10)의 출력 샤프트(12)로부터 밀려나가서 재차 유체 섬프(22) 내로 환류한다.
이 경우, 유체 펌프(24)는, 냉각 유체를 이송하기에 적합한 모든 유형의 펌프일 수 있다. 냉각 유체(28)의 냉각을 개선하기 위하여 시스템(20) 내에 하나 또는 복수의 열 교환기가 제공될 수 있다는 것은 자명하다. 또한, 냉각 유체(28)로부터 부유 물질을 여과하기 위하여 유체 필터가 제공될 수 있다. 전기 기계(10) 및/또는 냉각 유체(28)의 온도를 검출하기 위하여, 하나 또는 복수의 온도 센서가 제공될 수도 있다. 전기 기계(10) 및/또는 냉각 유체(28)의 온도에 따라 유체 펌프(24)를 조절하는 것을 생각할 수 있다. 도시는 기능적인 최소 도면으로서 이해되어야 한다. 또한, 유체 펌프(24)가 또 다른 냉각 회로를 작동시키는 것도 생각할 수 있다.
도 3은, 냉각 부재(30)를 갖는 전기 기계(10)의 개략적인 상세도를 보여준다. 냉각 부재(30)는, 나선형으로 진행하는 그루브(34)를 갖는 제1 부분 냉각 부재(32)를 구비한다. 제1 부분 냉각 부재(32)는, 제2 부분 냉각 부재(36)의 반경 방향 외부에 배치된 표면(재킷 면)이 제1 부분 냉각 부재(32)의 그루브(34)를 유체 기밀 방식으로 폐쇄하도록, 제2 부분 냉각 부재 내에 수용되어 있다. 도시된 예에서는, 제2 부분 냉각 부재(36)도 마찬가지로, 리브들(38)이 제3 부분 냉각 부재(40)의 반경 방향 외부에 배치된 표면에 유체 밀봉 방식으로 접하도록, 나선형으로 진행하는 리브들(38)을 구비하고, 제3 부분 냉각 부재(40) 내에 수용되어 있다.
냉각 부재(30)는, 냉각 부재(30)와 일체로 회전하도록 고정 연결되어 있고 보어 또는 리세스를 포함하는 인코더 휠(42)을 더 구비하며, 상기 보어 또는 리세스를 통해서 냉각 유체(28)가 냉각 부재(30)에 공급될 수 있다. 이 경우, 냉각 유체(28)는 제3 부분 냉각 부재(40) 내의 보어를 통해서 그리고 제2 부분 냉각 부재(36)의 리브(38)를 관통하는 보어를 통해서 제1 부분 냉각 부재(32)의 그루브(34) 내로 유동한다.
인코더 휠에 마주 놓여 있는 냉각 부재(30)의 축 방향 측에서는, 제3 부분 냉각 부재(40)가 출력 샤프트(12)와 함께, 냉각 유체(28)용 유출부로서 이용되는 갭(44)을 형성한다. 이 경우에도 마찬가지로 냉각 유체는 제2 부분 냉각 부재(36)의 리브(38) 내에 있는 보어를 통해서 그리고 제3 부분 냉각 부재(40) 내의 보어를 통해서 냉각 부재(30)와 출력 샤프트(12) 사이의 중간 공간 내로 유동한다. 도시된 도면에서, 냉각 유체의 경로는 적어도 섹션별로 파선에 의해 지시되어 있다.
도 4에는, 제1 부분 냉각 부재(32) 및 제2 부분 냉각 부재(36)를 절단한 단면으로서의 사시도가 도시되어 있다. 본 도면에서는, 제2 부분 냉각 부재(36)의 리브(38) 내에 있는 보어들(46)을 볼 수 있다. 상기 보어들(46)을 통해서는, 냉각 유체가 제1 부분 냉각 부재(32)의 그루브(34) 내로 유입된다. 냉각 유체는 제2 부분 냉각 부재(36) 주변으로 흐른다.
도 5는, 냉각 부재(30)를 갖는 전기 기계(10)의 기술적인 도면을 보여준다. 전기 기계(10)의 작동 시에는, 냉각 유체(28), 바람직하게는 오일이 유체 펌프(24)에 의해 유체 섬프(22)로부터 흡입된다. 유체 펌프(24)는, 라인(26) 및 유압 스크루 연결부를 통해 냉각 유체(28)를 재차 냉각 부재(30) 내로 이송한다. 전기 기계(10)의 냉각 부재(30) 및 회전자(14)와 함께 회전하는 인코더 휠(42)과 베어링 커버(48) 사이에는 밀봉부, 예를 들어 레이디얼 샤프트 실이나, 밀봉 링과 배플 플레이트(baffle plate)로 이루어진 조합이 있다.
냉각 유체(28)는 베어링 커버(48) 내의 보어를 통해서 인코더 휠(42)의 내부로 유동한다. 그곳으로부터, 냉각 유체는 인코더 휠(42) 내에 있는 복수의 보어들을 통해서 냉각 부재(30)와 출력 샤프트(12) 사이의 중간 공간 내로 보내진다. 그곳으로부터, 냉각 유체(28)는 제3 및 제2 부분 냉각 부재(36, 40)를 관통하는 보어를 통해서 이송되고, 그곳으로부터 제2 부분 냉각 부재(36) 내의 또 다른 보어를 통해서 그루브(34) 내에 도달한다. 그곳으로부터, 냉각 유체(28)는 나선형 그루브(34)를 관류한다. 그루브(34)와 전기 기계(10) 사이의 접촉 길이가 스크루 형상으로 인해 매우 길기 때문에, 전기 기계(10)로부터 냉각 유체(28) 내로 효율적인 열 전달이 이루어진다. 제1 부분 냉각 부재(32)의 일 단부에서는, 냉각 유체(28)가 재차 제2 및 제3 부분 냉각 부재(36, 40) 내의 보어를 통해서 냉각 부재(30)와 출력 샤프트(12) 사이의 중간 공간 내로 유동하고 그곳으로부터 최종적으로는 유출부를 통해서 유체 섬프(22) 내로 환류한다.
제2 부분 냉각 부재(36)의 리브들은, 전기 기계(10)의 회전자(14)와 함께 회전하고 회전자 샤프트 회전 속도에 상응하게, 전기 기계(10)로부터 열을 흡수하는 공기를 냉각 부재(30)를 통해 이송하는 일종의 에어 스파이럴(air spiral)로서 기능한다. 뜨거운 공기는 계속해서 하우징 부품, 예를 들어 전기 기계(10)용 모터 하우징의 커버로 열을 방출한다. 이 경우, 모터 하우징에는, 바람직하게 큰 표면적을 생성하기 위하여 그리고 공기로부터 모터 하우징으로 방출되는 열을 더욱 신속하게 주변 환경으로 방출할 수 있기 위하여, 또 다른 냉각 리브 등이 제공되어 있다.
유출부에서는, 전기 기계(10)의 출력 샤프트(12)와 상호 작용 연결된 변속기(50)를 더 이상 스플래싱되지 않게 하는 것이 아니라, 오히려 치형부 윤활을 위해 유출부를 사용하는 것이 제안될 수 있다는 것이 자명하다. 이와 같은 유형의 윤활 기술은 다른 무엇보다 분무식 오일 윤활 또는 압력식 오일 윤활로서 공지되어 있다. 바람직하게, 이 경우에 유체 섬프는, 스플래시 손실이 전혀 달성되지 않거나 감소되는 방식으로 하강한다.
냉각 부재(30)는, 출력 샤프트(12)와의 일체로 회전하는 고정 연결을 가능하게 하기 위하여, 종동 치형부를 갖는 연결 섹션(52)을 구비한다. 연결 섹션(52)은, 냉각 부재의 반경 방향 내부에 배치된 섹션에 형성되어 있다.
본 발명은 도면부 및 상세한 설명부를 참조하여 포괄적으로 기술되고 설명되었다. 기술 및 설명은 예로서 이해되어야 하고 한정적으로 이해되어서는 안 된다. 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않는다. 다른 실시예들 또는 변형예들은, 본 발명을 사용할 때에 그리고 도면부, 공개 내용 및 이하의 특허청구범위를 정확하게 분석할 때에 당업자에게 드러난다.
특허청구범위에서, "포함하다" 및 "갖는"이라는 단어들은 또 다른 요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다. 부정관사 "a" 또는 "an"은 복수의 존재를 배제하지 않는다. 복수의 다양한 종속 특허 청구항들에서 몇몇 조치들을 단순히 언급만 하는 것은, 이들 조치들의 조합이 마찬가지로 바람직하게 사용될 수 없다는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특허 청구항들에 있는 참조 부호들은 한정적인 것으로 이해되어서는 안 된다.
10: 전기 기계
12: 출력 샤프트
14: 회전자
16: 고정자
18: 하우징
20: 시스템
22: 유체 섬프
24: 유체 펌프
26: 라인
28: 냉각 유체
30: 냉각 부재
32: 제1 부분 냉각 부재
34: 그루브
36: 제2 부분 냉각 부재
38: 리브
40: 제3 부분 냉각 부재
42: 인코더 휠
44: 갭
46: 보어
48: 베어링 커버
50: 변속기
52: 연결 섹션

Claims (15)

  1. 전기 기계(10)를 냉각시키기 위한 냉각 부재(30)로서, 상기 냉각 부재는,
    중공 실린더 형태의 제1 부분 냉각 부재(32)이며, 이 경우 내부 재킷 면은 중공 실린더의 중심축에 대해 나선형으로 진행하는 그루브(34)를 구비하는 제1 부분 냉각 부재와;
    반경 방향 내부에 배치된 리브(38)를 구비하는 중공 실린더 형태의 제2 부분 냉각 부재(36)와; 그리고
    기계의 출력 샤프트(12)를 일체로 회전하도록 고정 결합된 상태로 수용하기 위하여 연결 섹션(52)을 구비하는 중공 실린더 형태의 제3 부분 냉각 부재(40);를 가지며, 이 경우
    제2 부분 냉각 부재는 제1 부분 냉각 부재 내에 적어도 섹션별로 수용되어 있으므로, 그루브를 유체 밀봉 방식으로 밀봉하기 위하여 그리고 나선형 유체 채널을 형성하기 위하여, 제2 부분 냉각 부재의 반경 방향 외부에 배치된 표면이 그루브에 접하게 되며,
    그루브는, 유체 채널 내에서 냉각 유체(28)의 교환을 가능하게 하기 위하여 자신의 단부들에 각각 개구를 구비하며,
    제2 부분 냉각 부재는, 또 다른 유체 채널을 형성하기 위하여 제3 냉각 부재의 반경 방향 외부에 배치된 표면 상에 리브와 함께 배열되도록 형성되어 있으며, 그리고
    제1 부분 냉각 부재는 전기 기계의 회전자(14) 상에 배열되도록 형성되어 있으므로, 냉각 부재는, 전기 기계 및 전기 기계의 출력 샤프트를 냉각시키기 위하여 회전자와 출력 샤프트 사이에 일체로 회전하도록 고정 결합된 상태로 배열되어 있는, 전기 기계를 냉각시키기 위한 냉각 부재(30).
  2. 제1항에 있어서, 전기 기계(10)의 작동 시에 냉각 부재를 통과하는 공기 흐름을 발생시키기 위하여, 리브(38)는 나선형으로 형성되어 있는, 전기 기계를 냉각시키기 위한 냉각 부재(30).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제2 및 제3 부분 냉각 부재(36, 40)는 자신들의 축 방향 단부 섹션들에 각각 보어(46)를 구비하며, 그리고
    제2 부분 냉각 부재의 보어는 제3 부분 냉각 부재의 보어와 연결되어 있고, 그루브(34)에 냉각 유체(28)를 공급하기 위하여 그리고 그루브로부터 냉각 유체를 방출하기 위하여, 그루브로 이어지는 채널을 형성하는, 전기 기계를 냉각시키기 위한 냉각 부재(30).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    냉각 부재는 금속으로 형성되어 있으며,
    냉각 부재는 단조 가공되어 있으며,
    제1 부분 냉각 부재(32)는 중공 실린더의 중심축에 대해 나선형으로 진행하는 또 다른 그루브(34)를 구비하며, 그리고/또는
    제2 부분 냉각 부재(36)는 또 다른 리브(38)를 구비하는, 전기 기계를 냉각시키기 위한 냉각 부재(30).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 기계(10)의 출력 샤프트(12)와 일체로 회전하도록 고정 연결되도록 하기 위하여, 제3 부분 냉각 부재(40)는 연결 섹션(52)에 종동 치형부를 구비하는, 전기 기계를 냉각시키기 위한 냉각 부재(30).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 부분 냉각 부재들(32, 36, 40)은 압입 끼워 맞춤, 마찰 용접 및/또는 접착에 의해 서로 연결되어 있는, 전기 기계를 냉각시키기 위한 냉각 부재(30).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    제3 부분 냉각 부재(40)는 전기 기계(10)의 출력 샤프트(12)의 외부 직경보다 큰 내부 직경을 가지며, 그리고
    전기 기계의 출력 샤프트는 제3 부분 냉각 부재와 함께, 냉각 유체용 유출부로서 이용되는 갭(44)을 형성하는, 전기 기계를 냉각시키기 위한 냉각 부재(30).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 갭(44)은 유체 섬프(22)로 이어지는 공급 라인 내로 개방되어 있는, 전기 기계를 냉각시키기 위한 냉각 부재(30).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 갭(44)의 방향으로 냉각 유체(28)에 흡입 작용을 실행하기 위하여, 그루브(34)의 나선 형상이 전기 기계(10)의 주 회전 방향으로 배향되어 있는, 전기 기계를 냉각시키기 위한 냉각 부재(30).
  10. 전기 기계(10)로서, 상기 전기 기계는,
    고정자(16);
    회전자(14); 및
    제1항 내지 제9항 중 어느 한 항과 같은 냉각 부재(30)를 갖는 출력 샤프트(12);를 가지며, 이 경우 냉각 부재는 전기 기계의 회전자 및 출력 샤프트와 일체로 회전하도록 고정 연결되어 있는, 전기 기계(10).
  11. 제10항에 있어서, 상기 전기 기계는 인코더 휠(42)을 구비하며, 이 경우 인코더 휠은,
    출력 샤프트(12)와 함께 회전하도록 형성되어 있으며, 그리고
    인코더 휠을 관통해서 냉각 유체를 냉각 부재(30)에 공급하기 위하여 보어를 구비하는, 전기 기계(10).
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 냉각 부재(30)는 압입 끼워 맞춤에 의해서 전기 기계의 회전자(14)와 일체로 회전하도록 고정 연결되어 있는, 전기 기계(10).
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 기계는, 출력 샤프트(12) 상에서 변속기(50)와 상호 작용 연결되도록 형성되어 있고, 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 냉각 부재(30)를 구비하며, 이 경우 갭(44)은, 변속기를 윤활하기 위하여 그리고/또는 냉각시키기 위하여 변속기에 냉각 유체(28)를 공급하도록 형성되어 있는, 전기 기계(10).
  14. 전기 기계(10)를 냉각시키기 위한 시스템(20)으로서, 상기 시스템은,
    냉각 유체(28)를 저장하기 위한 유체 섬프(22);
    제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 전기 기계; 및
    냉각 회로를 형성하기 위하여, 냉각 유체를 유체 섬프로부터 냉각 부재(30)로 유체 유동 방향으로 이송하기 위한 유체 펌프(24);를 갖는, 전기 기계를 냉각시키기 위한 시스템(20).
  15. 제14항에 있어서, 상기 시스템은 냉각 유체(28)로부터 열을 제거하기 위하여 열 교환기를 구비하며, 이 경우 열 교환기는 유체 유동 방향으로 바람직하게는 유체 섬프(22)와 유체 펌프(24) 사이에 배열되어 있는, 전기 기계를 냉각시키기 위한 시스템(20).
KR1020200065882A 2019-06-06 2020-06-01 전기 기계용 냉각 부재 KR20200141007A (ko)

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10923972B2 (en) * 2017-12-01 2021-02-16 American Axle & Manufacturing, Inc. Electric motor having stator with laminations configured to form distinct cooling channels
DE102021117520A1 (de) * 2021-07-07 2023-01-12 Audi Aktiengesellschaft Kühlmittelversorgungssystem für eine Elektromaschine
CN116404814B (zh) * 2023-06-07 2023-09-05 长沙长利电气有限公司 一种水冷管道循环散热电机

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191416979A (en) * 1914-07-17 1915-07-08 Siemens Brothers Dynamo Works Improvements in or relating Cooling Arrangements for Dynamo-electric Machinery.
US5698914A (en) * 1994-09-20 1997-12-16 Nippondenso Co., Ltd. Starter with a discharge hole on a yoke
US7224094B2 (en) * 2002-07-12 2007-05-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Magnetic bearing spindle
US7489057B2 (en) * 2007-05-01 2009-02-10 Tesla Motors, Inc. Liquid cooled rotor assembly
DE102010013302A1 (de) 2009-04-08 2010-10-14 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Elektromotor
KR101870339B1 (ko) * 2010-06-08 2018-06-22 템포럴 파워 리미티드 플라이휠 에너지 시스템
KR101098841B1 (ko) * 2010-06-14 2011-12-26 박병섭 복합 냉각 케이싱이 구비된 전동기
FI123660B (fi) * 2010-12-15 2013-08-30 Switch Drive Systems Oy Sähkökoneen jäähdytysjärjestelmä
DE102012022453A1 (de) * 2012-11-09 2014-05-15 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Elektrische Maschine und Kraftfahrzeug-Antriebsstrang
US9331552B2 (en) * 2013-06-13 2016-05-03 Tesla Motors, Inc. Rotor assembly with heat pipe cooling system
DE102014205884A1 (de) * 2014-03-28 2015-10-01 Siemens Aktiengesellschaft Rotorvorrichtung für eine elektrische Maschine
EP2975742B1 (de) * 2014-07-14 2017-08-30 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Maschine mit verbesserter Kühlung
DE102016209173A1 (de) * 2016-05-25 2017-11-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Rotor für eine elektrische Maschine
DE102016124632A1 (de) * 2016-12-16 2018-06-21 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektromotor
DE102017214560A1 (de) * 2017-08-21 2019-02-21 Continental Automotive Gmbh Mehrteilige Rotorwelle für eine elektrische Maschine

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