一种用于电机(72)的转子组件(1)，所述转子组件(1)包括转子芯(2)，多个永磁体(3a‑3d)和被旋转固定地连接到所述转子芯(2)的轴(4)，多个永磁体被分别布置在在构成沿轴向延伸的自由空间时形成在所述转子芯(2)中形成的磁包(7a‑7d)内，其中，在所述转子组件(1)内形成冷却通道组件(13)，其包括‑第一冷却通道(14)，其在轴(4)内延伸，‑第二冷却通道(15)，其与第一冷却通道(14)流体地连通并且在径向方向上沿着所述转子芯(2)的端面(16)延伸，和‑第三冷却通道(17)，其与第二冷却通道(15)连接并在轴向方向上通过自由空间在磁包(7a‑7d)中延伸，所述转子组件(1)还包括分隔件(5)，所述分隔件(5)将轴(4)的内部分隔成第一轴部(8)和第二轴部(9)，其中所述第一冷却通道(14)在所述第一轴部(8)中延伸，其中所述冷却通道组件(13)包括第四冷却通道(18)，所述第四冷却通道(18)与所述第三冷却通道(17)连通并且在径向沿所述转子芯(2)的另一个端面(19)延伸到第二轴部(9)中。
Rotor assembly for motor, motor for vehicle and vehicle
【技术实现步骤摘要】
用于电机的转子组件、用于车辆的电机和车辆
本专利技术涉及一种用于电机的转子组件，其包括一个转子芯、多个永磁体和轴，多个永磁体被分别布置在在构成沿轴向延伸的自由空间时形成在转子芯中的磁包内，轴被旋转固定地连接到转子芯，其中在转子组件中形成冷却通道组件，其包括第一冷却通道、第二冷却通道以及第三冷却通道，第一冷却通道在轴内延伸，第二冷却通道与所述第一冷却通道流体连通，并且在径向方向上沿着转子芯的端面延伸，第三冷却通道与第二冷却通道相连，然后在轴向方向上通过自由空间在磁包中延伸。此外，本专利技术涉及一种用于车辆的电机和车辆。
技术介绍
当电机运行时会产生导致铁损的交变磁场。铁损在转子芯中产生热量并且加热布置在那里的永久磁铁，其中永磁体的消磁温度是不允许超过的。已知的是，为了改善电机的性能将永磁体的热量导出。对于在电动车辆中使用的具有高利用率的电机而言，这可以通过冷却与转子芯旋转固定连接的轴来实现。文献DE102011121042A1公开了一种用于电机的冷却装置，该电机具有包括多个永磁体的转子，每个永磁体分别布置在磁包中。在转子芯的内周上设置有多个轴向延伸的第一冷却通道，并且在转子轴承中分别布置有至少一个在转子的内部空间与第一冷却通道之间的通道开口，其中在转子芯的端部分别设置有一个导油环，其中设置有在第一冷却通道和磁包或者磁包的端面的开口之间用于液体耦合的通道。所述端面的开口实现定子绕组的绕组头的喷射油冷却。虽然因此实现了永磁体的直接冷却并且同时实现了定子绕组的冷却。然而，冷却流体在离开端面的开口之后会到达机器壳体中，使得电机潮湿地运行。尤其是，由于冷却流体进入在电机的转子组件与定子之间的气隙中，会出现不希望的降低电机性能的拖曳损失。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种更有效地驱动电机的可能性。为了实现该目的，本专利技术提出上述类型的转子组件，还包括分隔件，所述分隔件将轴的内部分隔成第一轴部和第二轴部，其中第一冷却通道在第一轴部中延伸，其中，冷却通道组件包括第四冷却通道，其与第三冷却通道连通并在径向方向上沿转子芯的另一个端面延伸到第二轴部中。本专利技术是基于以下考虑：冷却通道组件通过第四冷却通道继续返回到轴中，其中，所述分隔件将在第一轴部中沿着第一冷却通道流动的冷却流体与沿着第二轴部流动的冷却流体分离。有利的是，可以由此实现仅仅通过轴供给的冷却回路，其中可以避免冷却流体逸出到机器壳体中。冷却流体因此不能进入转子与定子之间的气隙，并且在那里不能产生不希望的拖曳损失。除了降低消磁的风险之外，即使在电机的满负荷运行时本专利技术的转子组件也可以允许电机的高功率密度。由于有效的冷却，在同样的机器利用率下，还可以使用具有低消磁温度的更便宜的永磁体。特别优选地，第二冷却通道连通到第一冷却通道。冷却通道优选地构造成引导液体冷却流体，例如油，水或乙二醇-水混合物。然而，还可以想到的是，冷却通道构造成引导气态冷却流体。有利的是，永磁体可以不含稀土，因为在根据本专利技术的转子装置中实施的冷却策略消除了对这种高温永磁体的需要。分隔件通常具有分离部分，该分离部分沿着轴的内径在圆周方向上延伸。优选地，根据本专利技术的转子组件的分隔件包括流体引导部分，该流体引导部分穿过第一轴部延伸到所述转子芯的端面之间的轴向位置上并部分地形成第二轴部。因此，第二轴部可以包括轴的内部直到轴向位置以及由流体引导部分的内壁界定的轴的部分。第一轴部可包括由分隔件和由流体引导部分的外壁限定的轴的部分。方便地，流体引导部分相对于轴同轴布置。流体引导部分通常通到分隔件。通常，流体引导部分由管形成。通常，转子组件还包括连接件，例如盲塞，其在与第一轴部相对的自由端处以流体密封的方式密封第二轴部。特别优选地，在本专利技术的转子组件中还设置连接元件，轴相对于该连接元件可旋转，其中该轴的属于第一轴部的一个自由端通向连接元件并且流体连通式地与所述连接元件的进给通道连接。如此实现了第一轴部的特别简单的端侧进给。通常，连接元件具有径向轴密封环，轴可在该径向轴密封环中旋转。特别优选地，流体引导部分通向连接元件并且流体连通式地与另一个进给通道连接。因此，连接元件实现了冷却流体的进入和返回，并且因此仅在一个自由端处实现轴的特别简单的进给。一个或多个进给通道可沿径向延伸。由此防止了转子组件的轴向延伸通过与进给通道连接的流体管线而延长，以便可以实现节省地实现转子组件。方便地，连接元件在其外表面上包括至少一个与所述或各个进给通道相连接的冷却流体端口。根据本专利技术的转子组件的替代的实施例，第一冷却通道在轴的一个自由端和第二冷却通道之间延伸，其中与第四冷却通道连接的第五冷却通道延伸到轴的另一自由端。以这种方式，冷却流体可以在轴的一个自由端供应并在另一个自由端排出。然后，分隔件的分隔部以有利的方式在端面之间的轴向位置处完全密封轴。此外，分隔件可以具有端部，该端部布置成在第一自由端处突出到轴的内部。此外，在该实施例中，流体引导部分可以设置为，典型地具有通孔，使得第一冷却通道与第二冷却通道形成流体连通连接。优选的是，关于根据本专利技术的转子组件的转子芯，多个磁包组件分别由多个磁包形成，其自由空间分别形成第三冷却通道的冷却通道区段。这能够改善转子组件的冷却，其中第三冷却通道被分成多个冷却通道区段。在这种情况下，第二冷却通道可以具有多个相互分开的冷却通道区段，每个冷却通道区段后面连接有第三冷却通道的一个冷却通道区段。可选地或额外地，第四冷却通道可以具有多个相互分开的冷却通道区段，每个冷却通道区段连接第三冷却通道的一个冷却通道区段。即每个在轴向方向延伸的第三冷却通道的冷却通道区段均设置有与之连接的第二和第四冷却通道的冷却通道区段，从而使冷却流体相对于第三冷却通道的定向供应和排出成为可能。进一步优选的是，每个磁包组件包括以V形布置的两对径向间隔的磁包对。如此可以有效地冷却具有所谓的“双V”永磁体的转子组件。适当地，在根据本专利技术的转子组件中设置，每个磁包在磁包内形成另外的自由空间，其中第三冷却通道也穿过另外的自由空间延伸。换句话说，相应的永磁体将两个在磁包内形成的自由空间分开。这使得永磁体可以特别均匀地冷却。优选地，在根据本专利技术的转子装置中还设置，用于连接到第一冷却通道的第二冷却通道局部地构造成穿过轴的通孔。可选地或额外地，用于连接到第二轴部的第四冷却通道可以局部地形成为穿过轴的通孔。如此有利地，通过仅在轴的相应轴向位置处形成额外的通孔，可以以很少的耗费改装传统的没有永磁体冷却的转子装置。通常，在轴中为第二和第四冷却通道的每个冷却通道区段设置通孔。此外，在根据本专利技术的转子组件的情况下，用于连接到第三冷却通道的第二冷却通道可以局部地由设置在转子芯上的端板中的凸起形成。可选地或额外地，用于连接到第三冷却通道的第四冷却通道可以局部地由设置在转子芯上的端板中的凸起形成。因此，第二冷却通道和第四冷却通道一方面由具有凸起的端板限定，另一方面由转子芯的端面限定。通过这种端板，可以较容易地改装传统的转子芯，以实现本专利技术的冷却策略。端板可以具有用于通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于电机(72)的转子组件(1)，所述转子组件包括转子芯(2)，多个永磁体(3a-3d)和旋转固定地连接到所述转子芯(2)的轴(4)，所述多个永磁体被分别布置在在构成沿轴向延伸的自由空间时形成在所述转子芯(2)中的磁包(7a-7d)内，其中，在所述转子组件(1)内形成冷却通道组件(13)，其包括/n-第一冷却通道(14)，其在轴(4)内延伸，/n-第二冷却通道(15)，其与第一冷却通道(14)流体地连通并且在径向方向上沿所述转子芯(2)的一个端面(16)延伸，和/n-第三冷却通道(17)，其与第二冷却通道(15)连接并且穿过自由空间沿轴向在磁包(7a-7d)中延伸，/n其特征在于/n所述转子组件还包括分隔件(5)，所述分隔件将轴(4)的内部分隔成第一轴部(8)和第二轴部(9)，其中所述第一冷却通道(14)在所述第一轴部中延伸，其中所述冷却通道组件(13)包括第四冷却通道(18)，所述第四冷却通道(18)与所述第三冷却通道(17)连通并且在径向沿所述转子芯(2)的另一个端面(19)延伸到第二轴部(9)中。/n
【技术特征摘要】
20180727 DE 102018118275.91.一种用于电机(72)的转子组件(1)，所述转子组件包括转子芯(2)，多个永磁体(3a-3d)和旋转固定地连接到所述转子芯(2)的轴(4)，所述多个永磁体被分别布置在在构成沿轴向延伸的自由空间时形成在所述转子芯(2)中的磁包(7a-7d)内，其中，在所述转子组件(1)内形成冷却通道组件(13)，其包括
-第一冷却通道(14)，其在轴(4)内延伸，
-第二冷却通道(15)，其与第一冷却通道(14)流体地连通并且在径向方向上沿所述转子芯(2)的一个端面(16)延伸，和
-第三冷却通道(17)，其与第二冷却通道(15)连接并且穿过自由空间沿轴向在磁包(7a-7d)中延伸，
其特征在于
所述转子组件还包括分隔件(5)，所述分隔件将轴(4)的内部分隔成第一轴部(8)和第二轴部(9)，其中所述第一冷却通道(14)在所述第一轴部中延伸，其中所述冷却通道组件(13)包括第四冷却通道(18)，所述第四冷却通道(18)与所述第三冷却通道(17)连通并且在径向沿所述转子芯(2)的另一个端面(19)延伸到第二轴部(9)中。
2.根据权利要求1所述的转子组件，其中，所述分隔件(5)包括流体引导部分(11)，所述流体引导部分穿过所述第一轴部(8)延伸到所述转子芯(2)的在所述端面(16，19)之间的轴向位置并且部分地形成所述第二轴部(9)。
3.根据权利要求1或2所述的转子组件，所述转子组件还包括连接元件(57),所述轴(4)可相对于所述连接元件旋转，其中所述轴(4)的属于所述第一轴部(8)的自由端(4a)通向所述连接元件(57)并且流体地连通到所述连接元件(57)的进给通道(58)。
4.根据权利要求2和3所述的转子组件，其中，所述流体引导部分(11)通向所述连接元件(57)并且流体地连通到另一个进给通道(59)。
5.根据权利要求3或4所述的转子组件，其中，所述进给通道或所述两个进给通道(58、59)沿径向方向延伸。
6.根据权利要求1所述的转子组件，所述第一冷却通道(14)在所述轴(4)的自由端(4a)与所...
【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔斯·克哈斯，菲利普·让特格哈特，
申请(专利权)人：法雷奥西门子新能源汽车德国有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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