带有控制装置和冷却体的发动机制造方法及图纸

一种发动机系统，其具有：定子、转子、多个功率模块(4)，其分别具有用于导出热的平的接触面；控制装置，其例如借助于插塞连接器(16)联接到功率模块(4)处并且操控该功率模块(4)；外部壳体，其中，定子和转子布置在该壳体内部；和至少一个冷却体(6)，其中，所述冷却体(6)具有多个平的接触面(7)，其传导热地与功率模块(4)的相应对应的接触面相连接，并且其中，冷却体(6)具有用于导出热的区域、例如冷却肋(8)，其中，用于导出热的区域(8)被冷却介质、例如冷却空气环流。

An engine with a control device and a cooling body

An engine system having a stator and rotor, a plurality of power modules (4), each having a flat contact surface is used to derive the heat; control device, for example by means of the plug connector (16) connected to the power module (4) and the power control module (4); the external shell among them, a stator and a rotor arranged in the casing; and at least one cooling body (6), wherein, the cooling body (6) having a plurality of flat contact surface (7), the heat and power module (4) corresponding to the contact surface corresponding to the connection, and the cooling the body (6) is used for cooling, such as rib region (8), the heat is derived which is used to derive the heat area (8) by the cooling medium, such as cooling air circulation.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有控制装置和冷却体的发动机
本专利技术涉及一种发动机系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种相较于现有技术带有经优化的热特征的发动机系统。本专利技术通过根据权利要求1的发动机系统来实现该目的。发动机系统首先具有定子、转子且典型地还具有发动机轴。发动机轴与转子机械抗扭地相联接。发动机轴限定发动机系统的径向方向和轴向方向。轴向方向是在其中发动机轴的旋转轴线延伸的那个方向，径向方向是径向于发动机轴的旋转轴线的方向。定子传统地可用于产生旋转磁场。定子可具有定子极，其设有单线圈。定子与转子组合地称为主动件。发动机系统此外具有多个、例如2个与20个之间数量的功率模块，它们相应地具有用于导出热的平的接触面。功率模块例如可以是IGBT模块。功率模块可具有功率半导体，其在其运行中产生热。就此而言还应参照有关专业文献。发动机系统此外具有控制装置，例如以微控制器、DSP或FPGA形式的控制装置。控制装置构造用于操控功率模块，例如如此来操控，即，使得产生用于定子的一个或多个线圈和/或转子的一个或多个线圈的合适的操控电压和/或合适的操控电流。控制装置可与功率模块(和另外的部件)相接合地提供变频器的功能。发动机系统另外具有壳体，其中，定子和转子布置在壳体以内。发动机系统此外具有至少一个冷却体。冷却体具有多个平的、尤其矩形的接触面，其传导热地与功率模块的相应对应的接触面尤其直接地相连接。接触面的数量尤其与功率模块的数量相同。冷却体具有用于将热导出到冷却介质、例如空气处的区域，其中，用于导出热的区域被冷却介质环流。冷却介质优选地在轴向方向上穿流壳体。由功率模块、冷却体以及控制装置构成的联合也可布置在壳体以内。至少一个冷却体可与壳体分开地构造(设置，制造)，其中，冷却体可与壳体机械联接、尤其旋接。由此，冷却体形成嵌入式冷却体(Inlay-Kuehlkoerper)。发动机系统可另外具有端侧的封闭件(Abschlusstuecke)、例如以A-轴承盖和B-轴承盖形式的封闭件。对于该情况而言，至少一个冷却体可与壳体分开地构造(设置、制造)，其中，于是冷却体可与封闭件、例如A轴承盖或B轴承盖机械地相联接、例如旋接并且可置入到其中。定子和转子可布置在壳体的第一轴向区段中，并且至少一个冷却体可通过如下方式布置或置入在壳体内与第一轴向区段不同的第二轴向区段中，即，使冷却体例如从壳体的一侧推入到壳体中且紧接着与壳体旋接。发动机系统另外可具有热绝缘(难以导热的)中间件，其中，中间件在轴向上布置在第一轴向区段与第二轴向区段之间。中间件例如可由塑料构成。中间件转接在两个轴向区段之间。中间件例如提供用于在轴向方向上流动的冷却介质的持续的(不分级)的过渡。中间件可另外具有相对于邻接的轴向区域被密封的功能区域，例如以用于容纳弹性体密封部的环形槽的形式。冷却体可构造成环形的，其中，冷却体的接触面布置在环的内侧上并且冷却体的热导出区域作为表面放大地构型的区域、尤其作为轴向延伸的冷却鳍(Kuehlfin)或冷却肋布置在环的外侧上。冷却体可由多个(例如两个)环形部段形成。环形部段可例如作为半壳形成。壳体可具有第一、中央(内部的)、轴向延伸的通道，其中，定子和转子布置在第一通道以内。第一通道可以是(圆)柱形通道。第一通道可轴向地分割成多个部分通道，它们例如可借助于热阻挡层彼此热绝缘。壳体可另外具有多个(例如四个)轴向延伸的尤其柱形的第二通道，其中，第二通道部分地或完全地径向在外地包围第一通道，并且其中，第二通道形成用于尤其轴向地引导冷却介质的封闭的通道。换而言之，第二通道外侧地包围第一通道。第二通道例如通过以下方式尤其传导热地与第一通道的外壁相连接，即，使第一通道和第二通道具有部分共同的壁区段。第二通道形成用于引导尤其以冷却空气形式的冷却介质的封闭的轴向伸延的通道。可例如从外部、例如借助于鼓风机将冷却空气吹入到这些通道中。用于引导冷却介质的第二通道可在端侧的封闭件、例如A轴承盖和/或B轴承盖中被继续引导或例如在空气冷却的情况中将冷却介质向外引导且由此排出到周围环境中。在A侧或在B侧可设置鼓风机，其将空气作为冷却介质挤压穿过第二通道或从第二通道拉出，其中，在与鼓风机相对而置的侧上，空气又从相应的封闭件离开或被吸入穿过该封闭件。第一通道和第二通道可以只是(仅仅)在壳体的第一轴向区段上延伸。对此可修整壳体，从而在第二轴向区段中仅保留冷却体插入到其中的壳体外壁。壳体可通过加工、例如铣削、割锯一个或多个挤压型材来制成。冷却体可例如借助于铝注塑来制成。冷却体的(径向)横截面在其基本形状中可以是正则多边形。基于该正则多边形在冷却体的内侧形成平的接触面，功率模块的对应的接触面可简单地传导热地接触到该接触面上。根据本专利技术，具有用于输出热的(宏观上)平的接触面或贴靠面的功率模块被热优化地集成到壳体中，其通常的设计方案在其内部不具有(宏观上)平的表面。为此例如可改变壳体的基本形状。壳体例如可设计成内部轴向连续的多边形。备选地，可如此在壳体内部修整仅一个限定的轴向区段，即，使得该轴向区段设计成多边形的。为此，例如可将多边形铣入该壳体内部中。此外，可在壳体内壁中设置带有用于功率模块的(平的)贴靠面的槽，其中，该槽不完全穿过壳体内壁，也就是说，在壳体外壁的方向上是封闭的。备选地，可在壳体壁中与附加的、可插穿槽的冷却体组合地设置连续的槽(窗口)，其中，冷却体具有用于功率模块的平的贴靠面。该冷却体可具有用于放大被冷却介质环流的面的元件，其从基本形状伸出或伸入到壳体的用于引导冷却介质的通道中，使得其不从壳体伸出。元件可例如为冷却肋或刺结构。借助于本专利技术可使功率模块(在此决定性地是带有最差联接的功率模块)良好地热联接到冷却介质处(Rth尽可能小)，也就是说，小的温差就已经足以将所有损失热输出到冷却介质中了。机械的带有转子和定子的主动件与功率模块脱开热联接，也就是说用于在主动件与功率模块之间运送热的能力被限制。此外可呈现足够高的保护等级(IP54或更高)，其实现在工业领域、车辆等中的使用。附图说明接下来参照附图详细说明本专利技术。其中：图1以透视图显示了根据本专利技术的发动机系统图2显示了根据本专利技术的发动机系统的壳体，在其中布置有转子、定子和发动机轴，图3显示了冷却体和与冷却体传导热地相连接的功率模块，图4显示了定子、中间件和冷却体在壳体内的轴向布置，图5以透视的前视图显示了空的壳体，以及图6显示了壳体连同被置入的冷却体。具体实施方式图1以透视图显示了根据本专利技术的发动机系统1。发动机系统1具有壳体5，在其中布置有转子2和定子3(参见图2)。转子3抗扭地与发动机轴14相连接。发动机轴限定发动机系统1的径向方向和轴向方向。轴向方向是在其中发动机轴14的旋转轴线延伸的那个方向，径向方向是径向于发动机轴14的旋转轴线的方向。发动机系统1可实施成带有集成的功率电子设备和调节电子设备的PM同步电机。参照图3，发动机系统1具有十个功率模块4，其相应传统地具有用于导出热的平的接触面。就此而言还参照有关专业文献。发动机系统1此外具有环形的冷却体6，其由两个、尤其一件式的半壳6a和6b构成。冷却体6具有以带有十个平的接触面7的正则多边形形式的横截面，其传导热地与功率模块4的相应对应的接触面相连接。为此，接触面直接位于接触本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机系统(1)，其具有：‑定子(2)，‑转子(3)，‑多个功率模块(4)，其具有用于导出热的相应平的接触面，‑控制装置，其构造用于操控所述功率模块(4)，‑壳体(5)，其中，所述定子(2)和所述转子(3)布置在所述壳体(5)的内部，以及‑至少一个冷却体(6)，‑其中，所述冷却体(6)具有多个平的接触面(7)，其传导热地与所述功率模块(4)的相应对应的接触面相连接，并且‑其中，所述冷却体(6)具有用于导出热的区域(8)，其中，所述用于导出热的区域(8)被冷却介质环流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.22 DE 102015209543.61.一种发动机系统(1)，其具有：-定子(2)，-转子(3)，-多个功率模块(4)，其具有用于导出热的相应平的接触面，-控制装置，其构造用于操控所述功率模块(4)，-壳体(5)，其中，所述定子(2)和所述转子(3)布置在所述壳体(5)的内部，以及-至少一个冷却体(6)，-其中，所述冷却体(6)具有多个平的接触面(7)，其传导热地与所述功率模块(4)的相应对应的接触面相连接，并且-其中，所述冷却体(6)具有用于导出热的区域(8)，其中，所述用于导出热的区域(8)被冷却介质环流。2.根据权利要求1所述的发动机系统(1)，其特征在于，-所述至少一个冷却体(6)与所述壳体(5)分离地构造，其中，所述冷却体(6)与所述壳体(5)机械地相联接。3.根据权利要求1或2所述的发动机系统(1)，其特征在于，-所述定子(2)和所述转子(3)布置在所述壳体(5)的第一轴向区段(9)中并且-所述冷却体(6)插入在所述壳体(5)内部中的与所述第一轴向区段(9)不同的第二轴向区段(10)中。4.根据权利要求3所述的发动机系统(1)，其特征在于，-热绝缘的中间件(11)，其中，所述中间件(11)布置在所述第一轴向区...

【专利技术属性】
技术研发人员：J韦特劳费尔，K许布纳，
申请(专利权)人：伦策驱动有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE