利用涂层材料进行的冷却剂流分布制造技术

本公开涉及利用涂层材料进行的冷却剂流分布。公开了一种电子装置，包括控制电子装置中或电子装置上的冷却剂流的疏水或疏油涂层。在至少一个实施例中，提供了一种电机，该电机包括：定子芯，限定有腔；绕组，设置在腔内并包括从腔突出的端绕组；疏油涂层的一个或更多个层，覆盖在端绕组上并被构造为控制端绕组上的冷却剂流。一种方法可包括：将疏油涂层的一个或更多个层涂覆到电机定子的端绕组，使得所述一个或更多个层控制端绕组上的冷却剂流。所述一个或更多个层可限定冷却剂流动路径，所述流动路径可将冷却剂引导到电机的需要额外冷却的区域，诸如热点或中性点。

【技术实现步骤摘要】
利用涂层材料进行的冷却剂流分布
本公开涉及例如在电机和/或逆变器中使用涂层材料进行冷却剂流分布。
技术介绍
诸如电机和电力逆变器的电子装置的功率密度正在持续增大以满足降低重量和成本的目标。为了满足这些目标，提高电子装置的效率和性能通常是重要的。电机的性能和效率通常受到铜绕组的温度约束和/或应克服气隙中的摩擦损失的最大电流的限制。对于电机热管理，在电机的端绕组上保持均匀的冷却剂(例如，水/乙二醇、油或自动变速器流体)流来消除局部热点会是重要的。由于部件的焊接材料会因超过温度极限而受损，因此电力逆变器的性能和效率通常受到绝缘栅双极晶体管(IGBT)和/或二极管的热约束的限制。对于逆变器热管理，可使用液体冷却板来冷却逆变器内部的部件，诸如IGBT、二极管、焊料层(solderlayer)等。
技术实现思路
在至少一个实施例中，提供了一种电机。所述电机可包括：定子芯，限定有腔；绕组，设置在腔内并包括从腔突出的端绕组；疏油或疏水涂层的一个或更多个层，覆盖在端绕组上并被构造为控制端绕组上的冷却剂流。所述一个或更多个层可包括限定冷却剂流动路径的两个间隔开的层。可在冷却剂流动路径内设置亲油或亲水涂层的层，并且所述亲油或亲水涂层的层覆盖在端绕组上。在一个实施例中，冷却剂流动路径被构造为将冷却剂引导到端绕组的中性点。所述两个间隔开的层可限定主冷却剂流动路径，并且疏油或疏水涂层的一个或更多个另外的层可设置在主冷却剂流动路径的一部分之内以形成一条或更多条次级流动路径。可设有至少两条次级流动路径，并且每条次级流动路径可被构造为将冷却剂引导到端绕组的热点或中性点。所述两个间隔开的层之间的间隔可沿着冷却剂流动路径的长度包括拐点。在一个实施例中，所述一个或更多个层的第一层是位于端绕组的上半部上的弧线并被构造为延长冷却剂与端绕组的上半部的接触时间。所述一个或更多个层还可包括与第一层分离并形成在端绕组的下半部上的第二弧线。在另一个实施例中，所述一个或更多个层包括被设置在端绕组中的间隙的任一侧上并被构造为防止冷却剂流通过所述间隙的两个层。所述疏油或疏水涂层可以是分别与油基或水基冷却剂具有至少150度的接触角的超疏油或超疏水涂层。在至少一个实施例中，提供了一种方法，包括：将疏油或疏水涂层的一个或更多个层涂覆到电机定子的端绕组，使得所述一个或更多个层控制端绕组上的冷却剂流。所述一个或更多个层可包括限定冷却剂流动路径的两个间隔开的层。所述冷却剂流动路径可被构造为将冷却剂引导到端绕组的热点或中性点。在一个实施例中，所述两个间隔开的层限定主冷却剂流动路径，并且所述方法还包括：在主冷却剂流动路径的一部分之内涂覆疏油或疏水涂层的一个或更多个另外的层，以形成一条或更多条次级流动路径。在另一个实施例中，所述方法还可包括：在所述冷却剂流动路径中涂覆亲油或亲水涂层的一个或更多个层。所述一个或更多个层的第一层可作为弧线被涂覆在端绕组的上半部上，并可延长冷却剂与端绕组的上半部的接触时间。在一个实施例中，疏油或疏水涂层的层被涂覆在端绕组中的间隙的两侧上并防止冷却剂流通过间隙。可通过喷涂来涂覆所述疏油或疏水涂层的一个或更多个层。在至少一个实施例中，提供一种方法，所述方法包括：将疏油或疏水涂层的一个或更多个层以及亲油或亲水涂层的一个或更多个层涂覆到电机的端绕组，并将冷却剂施加到端绕组，使得疏油/疏水层和亲油/亲水层控制端绕组上的冷却剂流并将冷却剂引导到端绕组的热点。附图说明图1A是示出电气化车辆的示例的示意图；图1B是电机的示例的透视图；图2是具有至少150度接触角的超疏水或超疏油涂层表面上的水滴的示意图；图3是在两个排斥性涂层之间形成的冷却剂通道的示例的俯视图；图4是根据一个示例的由排斥性涂层形成的冷却剂通道的照片；图5A、图5B、图5C、图5D、图5E和图5F分别是可利用排斥性涂层形成的冷却剂通道的形状或图案的示例，包括直的、曲折的、渐缩的、渐扩的、先渐缩后渐扩的和先渐扩后渐缩的；图6是根据实施例的包括排斥性涂层的线和对冷却剂流产生的效果的定子端绕组的端视图；图7是根据实施例的在其上涂覆有排斥性涂层以形成叉状冷却剂流动路径的定子端绕组的透视图；图8是根据实施例的在其上涂覆有排斥性涂层以形成先渐缩后渐扩(例如，沙漏形)的冷却剂流动路径的定子端绕组的透视图；图9是根据实施例的在其上涂覆有排斥性涂层以形成先渐扩后渐缩的流动路径的定子端绕组的透视图；图10是根据实施例的在其上均具有排斥性涂层以防止冷却剂通过两者之间的间隙下落的两个相邻绕组的端视图；图11是根据实施例的在其上具有排斥性涂层以防止冷却剂通过其间的间隙下落的定子端绕组的侧视图；图12是根据实施例的在其上具有排斥性涂层以防止冷却剂通过其间的间隙下落的发卡式端绕组的透视图；图13是根据实施例的包括多条排斥性涂层的线以便于在入口和出口处进行冷却剂分布的冷却板(例如，用于电力逆变器)的示意性局部截面图；图14A是根据实施例的不具有排斥性涂层且示出了回流区的形成的冷却板的通道中的转弯的示意性俯视图；图14B是根据实施例的在拐角处具有排斥性涂层且示出了回流区的消除的冷却板的通道中的转弯的示意性俯视图；图15是根据实施例的在通道壁的顶表面上具有排斥性涂层以防止冷却剂在通道与冷却板盖之间流动的冷却板的示意性局部截面图。具体实施方式根据需要，在此公开本专利技术的具体实施例；然而，应当理解的是，所公开的实施例仅是本专利技术的示例，这些实施例可按照各种可替代的形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为教导本领域技术人员以多种形式应用本专利技术的代表性基础。图1A描绘了在此称为车辆12的PHEV的示例的示意图。车辆12可包括机械地连接到混合动力变速器16的一个或更多个电机14。电机14能够作为马达或发电机运转。此外，混合动力变速器16可机械地连接到发动机18。混合动力变速器16还可机械地连接到驱动轴20，驱动轴20机械地连接到一组车轮22。电机14能够在发动机18开启或关闭时提供推进和减速的能力。电机14还可用作发电机并可通过回收在摩擦制动系统中通常将作为热损失掉的能量而提供燃料经济效益。由于混合动力电动车辆12可在某些状况下以电动模式或混合动力模式运转以减少车辆12的总燃料消耗，因此电机14还可减少污染物排放。牵引电池或电池组24储存并提供可供电机14使用的能量。牵引电池24可从牵引电池24内的一个或更多个电池单元阵列(有时称为电池单元堆)提供高电压DC输出。电池单元阵列可包括一个或更多个电池单元。牵引电池24可通过一个或更多个接触器(未示出)电连接到一个或更多个电力电子模块26。一个或更多个接触器在断开时将牵引电池24与其它部件隔离，并在闭合时将牵引电池24连接到其它部件。电力电子模块26还可电连接到电机14，并在牵引电池24与电机14之间提供双向传输电能的能力。例如，牵引电池24可提供DC电压而电机14可能需要三相AC电压以运转。电力电子模块26可将DC电压转换为电机14所需的三相AC电压。在再生模式下，电力电子模块26可将来自用作发电机的电机14的三相AC电压转换为牵引电池24所需的DC电压。这里的部分描述同样适用于纯电动车辆。对于纯电动车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机，包括：定子芯，限定有腔；绕组，设置在腔内并包括从腔突出的端绕组；疏油或疏水涂层的一个或更多个层，覆盖在端绕组上并被构造为控制端绕组上的冷却剂流。

【技术特征摘要】
2016.06.30 US 15/198,9401.一种电机，包括：定子芯，限定有腔；绕组，设置在腔内并包括从腔突出的端绕组；疏油或疏水涂层的一个或更多个层，覆盖在端绕组上并被构造为控制端绕组上的冷却剂流。2.如权利要求1所述的电机，其中，所述一个或更多个层包括限定冷却剂流动路径的两个间隔开的层。3.如权利要求2所述的电机，其中，在冷却剂流动路径内设置有亲油或亲水涂层的层，所述亲油或亲水涂层的层覆盖在端绕组上。4.如权利要求2所述的电机，其中，冷却剂流动路径被构造为将冷却剂引导到端绕组的中性点。5.如权利要求2所述的电机，其中，所述两个间隔开的层限定主冷却剂流动路径，并且疏油或疏水涂层的一个或更多个另外的层被设置在主冷却剂流动路径的一部分之内以形成一条或更多条次级流动路径。6.如权利要求5所述的电机，其中，设置有至少两条次级流动路径，并且每条次级流动路径均被构造为将冷却剂引导到端绕组的热点或中性点。7.如权利要求2所述的电机，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：成铭基，纪昌俊，迈克尔·W·德格内尔，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US