用于电动马达的具有冷却剂质量平衡的冷却夹套制造技术

本发明专利技术涉及用于电动马达的具有冷却剂质量平衡的冷却夹套。一种永磁电动马达包括沿着纵向轴线延伸的轴和安装在轴上的转子。转子可与轴伴随地围绕纵向轴线旋转，转子限定最内转子边缘。最内转子边缘的尺寸设计成接纳轴。永磁电动马达还包括定子。轴限定配置成接纳冷却剂的夹套。夹套围绕纵向轴线设置。夹套在第一方向上伸长。第一方向平行于纵向轴线。转子限定多个纵向通道。多个纵向通道中的每一个沿着第一方向伸长，并且多个纵向通道中的每一个与夹套流体连通，以允许夹套和多个纵向通道之间的流体流动。

【技术实现步骤摘要】
用于电动马达的具有冷却剂质量平衡的冷却夹套
本公开总体上涉及电动马达，并且更特别地涉及用于电动马达的具有冷却剂质量平衡的冷却夹套。
技术介绍
高速电动马达在其转子中可能经历高温。因此，需要冷却高速电动马达的转子。当前的冷却方法(诸如将冷却剂注射到电动马达的端环上)导致冷却剂被吹走。结果，冷却剂没有有效地散布在电动马达的端环上，导致冷却剂和电动马达之间的无效热传递。
技术实现思路
因此，需要开发一种方法来冷却转子温度，同时实现冷却剂质量动态平衡。本公开描述了一种通过使冷却剂流入轴中、流入转子中、然后返回到轴中来降低电动马达的转子温度的方法。为此，分流器、转子夹套和互连通道被集成在电动马达中，从而最小化电动马达中的质量并最小化转子中的热量。分流器位于轴通道中，以将冷却剂从轴通道导向到转子夹套通道中，然后回到轴通道中。在本公开中，术语“分流器”是指用于将流分成两个或更多个部分并将这些部分转移到不同地方的结构。转子还限定互连的通道以连接转子夹套通道，从而实现冷却剂质量动态平衡。本公开描述了通过使冷却剂流入轴中、转子中、然后回到轴中而对封闭在转子叠片中的冷却夹套的参数和结构的最佳选择。这些参数和结构通过大大增加对流表面积来实现电动马达的热量和质量的最佳动态平衡。结果，永磁体的温度显著降低。此外，转子的质量由于转子的夹套而降低。永磁马达还包括位于轴的夹套中的多个分流器，以将冷却剂导向到轴的夹套中、转子的纵向通道中，然后回到轴的夹套。在本公开的一个方面，永磁电动马达包括沿着纵向轴线延伸的轴和安装在轴上的转子。转子可与轴伴随地围绕纵向轴线旋转，并且转子限定最内转子边缘。最内转子边缘的尺寸设计成接纳轴。永磁电动马达还包括电磁耦合到转子的定子，其中定子设置在转子周围并相对于转子保持静止。轴限定配置成接纳冷却剂的夹套。夹套围绕纵向轴线设置。夹套在第一方向上伸长。第一方向平行于纵向轴线。转子限定多个纵向通道。多个纵向通道中的每一个沿着第一方向伸长，并且多个纵向通道中的每一个与夹套流体连通，以允许夹套和多个纵向通道之间的流体流动。转子限定多个互连通道，多个互连通道中的每一个直接互连多个纵向通道的相邻对，以将冷却剂从多个纵向通道中的一个引导至多个纵向通道中的另一个。夹套完全设置在轴内部。多个纵向通道中的每一个都完全设置在转子内部，并且多个互连通道中的每一个都完全设置在转子内部。在本公开的一个方面，永磁电动马达还包括第一端环和与第一端环相对的第二端环。转子包括第一转子端部和与第一转子端部相对的第二转子端部。第一转子端部沿着第一方向与第二转子端部间隔开。第一端环在第一转子端部处附接到转子。第二端环在第二转子端部处附接到转子。第一端环限定第一端部通道。第二端环限定第二端部通道。第一端部通道具有环形形状。第一端部通道与多个纵向通道流体连通。第二端部通道具有环形形状，并且第二端部通道与多个纵向通道流体连通。在本公开的一个方面，永磁电动马达还包括多个极片。多个纵向通道中的每一个都具有第一横向端部和与第一横向端部相对的第二横向端部。多个纵向通道中的每一个被成形为从第一横向端部延伸到第二横向端部的弧。多个纵向通道中的每一个都具有中心角。多个纵向通道中的每一个的中心角由从第一横向端部延伸到第二横向端部的弧对着。多个纵向通道中的每一个的中心角小于度，并且M是极片的数量。在本公开的一个方面，转子具有中心，转子具有最内转子半径，最内转子半径被限定为从转子的中心到最内转子边缘，多个纵向通道中的每一个限定最内纵向通道端部和与最内纵向通道端部相对的最外纵向通道端部，多个纵向通道中的每一个的最外纵向通道端部比多个纵向通道中的每一个的最内纵向通道端部更远离转子的中心，多个纵向通道中的每一个限定最内纵向通道半径和最外纵向通道半径，最内纵向通道半径被限定为从转子的中心到最内纵向通道端部。最内纵向通道半径等于或大于：r+5毫米，其中r是以毫米为单位的最内转子半径。在本公开的一个方面，转子限定最外转子边缘，最外转子边缘与最内转子边缘相对，最外转子边缘比最内转子边缘更远离转子的中心，转子具有最外转子半径，最外转子半径被限定为从转子的中心到转子的最外转子边缘，多个纵向通道中的每一个限定最外纵向通道半径，最外纵向通道半径被限定为从转子的中心到多个纵向通道中的每一个的最外纵向通道端部，并且最外纵向通道半径等于或小于：R-10毫米；并且其中R是以毫米为单位的最外转子半径。在本公开的一个方面，多个纵向通道中的每一个在第一横向端部和第二横向端部之间具有纵向通道中点，从第一横向端部到纵向通道中点的第一纵向通道距离等于从第二横向端部到纵向通道中点的第二纵向通道距离，多个互连通道中的每一个具有互连通道中点，多个互连通道中的每一个包括第一侧端部和与第一侧端部相对的第二侧端部，从第一侧端部到互连通道中点的第一互连通道距离等于从第二侧端部到互连通道中点的第二互连通道距离，多个互连通道中的每一个被成形为从第一侧端部延伸到第二侧端部的弧，多个互连通道中的每一个与多个纵向通道中的相邻一个以偏移角角向地偏移，该偏移角被限定为从多个纵向通道中的一个的纵向通道中点到多个互连通道中的相邻一个的互连通道中点，并且该偏移角等于：，其中M是极片的数量。在本公开的一个方面，转子限定多个永磁体狭槽，多个永磁体狭槽中的每一个的尺寸设计成接纳永磁体，多个永磁体狭槽中的每一个具有最内狭槽点，最内狭槽点设置在永磁体狭槽中的每一个的最靠近转子的中心的位置处，并且从最外纵向通道端部到最内狭槽点的距离大于3毫米。在本公开的一个方面，多个互连通道中的每一个限定最内互连通道端部和与最内互连通道端部相对的最外互连通道端部，多个互连通道中的每一个的最外互连通道端部比多个互连通道中的每一个的最内互连通道端部更远离转子的中心，多个互连通道中的每一个限定最内互连通道半径和最外互连通道半径，最内互连通道半径被限定为从转子的中心到最内互连通道端部，最内互连通道半径等于或大于：r+5毫米，其中r是以毫米为单位的最内转子半径。在本公开的一个方面，多个互连通道中的每一个限定最外互连通道半径，最外互连通道半径被限定为从转子的中心到多个互连通道中的每一个的最外互连通道端部，并且最外纵向通道半径等于或小于：R-10毫米，其中R是以毫米为单位的最外转子半径。在本公开的一个方面，多个互连通道中的每一个被成形为从第一侧端部延伸到第二侧端部的弧，多个互连通道中的每一个具有中心角，多个互连通道中的每一个的中心角由从第一侧端部延伸到第二侧端部的弧对着，并且多个互连通道中的每一个的中心角小于度，并且M是极片的数量。在本公开的一个方面，永磁电动马达包括多个入口，这些入口将轴的夹套流体互连到转子的多个纵向通道，第一端部通道直接连接到所有多个入口，多个入口中的至少一个直接连接到多个纵向通道中的一个，以允许冷却剂通过多个入口从第一端部通道流到多个纵向通道。在本公开的一个方面，多个入口包括在4个和12个之间的入口，并且多个入口中的每一个都具有入口直径，并且入口直径在3毫米和5毫米之间。永磁电动马本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁体电动马达，包括：/n轴，其沿着纵向轴线延伸；/n转子，其安装在所述轴上，其中，所述转子能够与所述轴伴随地围绕所述纵向轴线旋转，所述转子限定最内转子边缘，并且所述最内转子边缘的尺寸设计成接纳所述轴；/n定子，其电磁耦合到所述转子，其中，所述定子设置在所述转子周围并相对于所述转子保持静止；/n其中，所述轴限定配置成接纳冷却剂的夹套，所述夹套围绕所述纵向轴线设置，所述夹套在第一方向上伸长，并且所述第一方向平行于所述纵向轴线；并且/n其中，所述转子限定多个纵向通道，所述多个纵向通道中的每一个沿着所述第一方向伸长，并且所述多个纵向通道中的每一个与所述夹套流体连通，以允许所述夹套和所述多个纵向通道之间的流体流动。/n

【技术特征摘要】
20200107 US 16/7361851.一种永磁体电动马达，包括：
轴，其沿着纵向轴线延伸；
转子，其安装在所述轴上，其中，所述转子能够与所述轴伴随地围绕所述纵向轴线旋转，所述转子限定最内转子边缘，并且所述最内转子边缘的尺寸设计成接纳所述轴；
定子，其电磁耦合到所述转子，其中，所述定子设置在所述转子周围并相对于所述转子保持静止；
其中，所述轴限定配置成接纳冷却剂的夹套，所述夹套围绕所述纵向轴线设置，所述夹套在第一方向上伸长，并且所述第一方向平行于所述纵向轴线；并且
其中，所述转子限定多个纵向通道，所述多个纵向通道中的每一个沿着所述第一方向伸长，并且所述多个纵向通道中的每一个与所述夹套流体连通，以允许所述夹套和所述多个纵向通道之间的流体流动。


2.根据权利要求1所述的永磁电动马达，其中，所述转子限定多个互连通道，所述多个互连通道中的每一个直接互连所述多个纵向通道的相邻对，以将所述冷却剂从所述多个纵向通道中的一个引导至所述多个纵向通道中的另一个，所述夹套完全设置在所述轴内部，所述多个纵向通道中的每一个完全设置在所述转子内部，并且所述多个互连通道中的每一个完全设置在所述转子内部，所述永磁马达还包括位于所述轴的所述夹套中的多个分流器，以将所述冷却剂导向到所述轴的所述夹套中、所述转子的所述纵向通道中，然后回到所述轴的所述夹套。


3.根据权利要求2所述的永磁电动马达，还包括第一端环和与所述第一端环相对的第二端环，其中，所述转子包括第一转子端部和与所述第一转子端部相对的第二转子端部，所述第一转子端部沿着所述第一方向与所述第二转子端部间隔开，所述第一端环在所述第一转子端部处附接到所述转子，所述第二端环在所述第二转子端部处附接到所述转子，所述第一端环限定第一端部通道，所述第二端环限定第二端部通道，所述第一端部通道具有环形形状，所述第一端部通道与所述多个纵向通道流体连通，所述第二端部通道具有环形形状，并且所述第二端部通道与所述多个纵向通道流体连通。


4.根据权利要求3所述的永磁电动马达，还包括多个极片，所述多个纵向通道中的每一个具有第一横向端部和与所述第一横向端部相对的第二横向端部，所述多个纵向通道中的每一个被成形为从所述第一横向端部延伸到所述第二横向端部的弧，所述多个纵向通道中的每一个具有中心角，所述多个纵向通道中的每一个的所述中心角由从所述第一横向端部延伸到所述第二横向端部的所述弧对着，并且所述多个纵向通道中的每一个的所述中心角小于度，并且M是极片的数量。


5.根据权利要求4所述的永磁电动马达，其中，所述转子具有中心，所述转子具有最内转子半径，所述最内转子半径被限定为从所述转子的所述中心到所述最内转子边缘，所述多个纵向通道中的每一个限定最内纵向通道端部和与所述最内纵向通道端部相对的最外纵向通道端部，所述多个纵向通道中的每一个的所述最外纵向通道端部比所述多个纵向通道中的每一个的所述最内纵向通道端部更远离所述转子的所述中心，所述多个纵向通道中的每一个限定最内纵向通道半径和最外纵向通道半径，所述最内纵向通道半径被限定为从所述转子的所述中心到所述最内纵向通道端部，所述最内纵向通道半径等于或大于：
r+5毫米；并且
其中r是以毫米为单位的所述最内转子半径。


6.根据权利要求5所述的永磁电动马达，其中，所述转子限定最外转子边缘，所述最外转子边缘与所述最内转子边缘相对，所述最外转子边缘比所述最内转子边缘更远离所述转子的所述中心，所述转子具有最外转子半径，所述最外转子半径被限定为从所述转子的所述中心到所述转子的所述最外转子边缘，所述多个纵向通道中的每一个限定最外纵向通道半径，所述最外纵向通道半径被限定为从所述转子的所述中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨笑风，曾纬，郝镭，S·K·甘加拉，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US