用于内置式永磁电机的活动端匝冷却的系统和方法技术方案

提供了一种用于车辆电动机的活动端匝冷却的系统和方法。该方法包括提供具有冷却剂喷嘴和凸轮的电机，以及测量速度、横向加速度和由道路倾斜导致的冷却剂的道路倾斜角。该方法还包括如果速度大于零，则基于道路倾斜角和横向加速度计算冷却剂角度和冷却剂加速度角。该方法还包括将冷却剂角度与临界角进行比较。该方法还包括如果加速度角大于临界角，则基于道路倾斜角和车辆横向加速度计算第一控制角和第一冷却剂距离。该方法还包括基于第一控制角确定凸轮位置。该方法还包括将凸轮移动到该位置以移动喷嘴并补偿横向加速度，使得冷却剂滴落在电机的目标区域内。落在电机的目标区域内。落在电机的目标区域内。

【技术实现步骤摘要】
用于内置式永磁电机的活动端匝冷却的系统和方法


[0001]本公开涉及在内置式永磁电机中分配冷却剂，更具体地涉及用于内置式永磁电机的活动端匝(active end
‑
turn)冷却的系统和方法。

技术介绍

[0002]许多电池电动车辆使用诸如内置式永磁(IPM)电机的电动机来操作。许多IPM电动机用冷却剂或冷却油或变速器油进行冷却。在车辆运行期间，由于缺乏对冷却剂分配、运动变化和车辆框架倾斜的控制，当前的IPM电动机可能会遇到冷却剂分配不均的问题。IPM电动机的冷却剂分配不均可能会导致电动机的某个区域出现不希望出现的热点。

技术实现思路

[0003]因此，虽然当前的内置式永磁(IPM)电机实现了其预期目的，但是仍需要改进的具有可控的冷却剂分配的IPM电动机和用于控制车辆IPM电动机中的冷却剂分配的系统。
[0004]根据本公开的一个方面，提供了车辆内置式永磁电机的活动端匝冷却的方法。所述方法包括提供电动机。所述电动机包括连接到转子的转轴，以及定子单元，定子单元包括围绕所述转子布置的导电绕组。所述绕组具有直线部分，其径向延伸至具有目标区域的端匝部分。所述电动机还包括设置在所述定子单元上方的油槽。所述油槽包括贮存器，其具有用于容纳冷却剂的内侧和设置在所述端匝部分上方的外侧。所述贮存器具有穿过其中在所述端匝部分的目标区域上方形成的至少一个孔。
[0005]在该方面，所述电动机还包括可移动喷嘴，其具有延伸到第二开口端的第一开口端。所述第一开口端连接到所述至少一个孔，使得所述可移动喷嘴和贮存器流体连通。所述第二开口端从所述至少一个孔延伸并且邻近定位在所述端匝部分的目标区域上方，以便于冷却剂分配。凸轮与所述可移动喷嘴可移动接触。所述凸轮可移动地设置为在所述端匝部分的目标区域上方移动所述喷嘴的第二开口端，以将冷却剂从所述油槽分配到所述端匝部分。
[0006]所述方法还包括测量车辆速度、车辆横向加速度和由所述车辆道路倾斜导致的冷却剂的道路倾斜角。在该方面，所述方法还包括如果所述车辆速度大于零，则基于所述横向加速度和所述道路倾斜角来计算冷却剂角度、冷却剂加速度角。所述冷却剂角度被定义为冷却剂液滴在端匝处相对于所述第二端的第一角度。所述冷却剂加速度角被定义为由重力和横向加速度导致的角度。在该方面，所述方法还包括将所述加速度角与临界角进行比较，所述临界角是冷却剂相对于所述第二端滴落在所述目标区域内的最大角度。
[0007]在该方面，所述方法还包括如果所述加速度角大于所述临界角，则基于所述道路倾斜角和所述车辆的横向加速度计算第一控制角和第一冷却剂距离。所述第一冷却剂距离是由横向加速度导致的冷却剂液滴相对于所述目标区域的第一距离。
[0008]所述方法还包括基于所述第一控制角确定凸轮位置。所述凸轮位置是所述凸轮被设置为移动所述喷嘴的第二开口端以补偿所述车辆的横向加速度，使得所述冷却剂滴落在
所述端匝的目标区域内的位置。在该方面，所述方法还包括将所述凸轮移动到该位置以移动所述第二开口端并补偿所述车辆的横向加速度，使得所述冷却剂滴落在所述端匝的目标区域内。
[0009]在本公开该方面的示例中，计算所述冷却剂加速度角和所述第一冷却剂距离的步骤包括运用
[0010][0011]和
[0012]m＝l tan(θ)＝l tan(θ
lat
+θ
tilt
)
[0013]其中，θ
lat
是冷却剂加速度角，θ
tilt
是道路倾斜角，θ是冷却剂角度(θ＝θ
tilt
+θ
lat
)，a
lat
是横向加速度，g是重力常数，m是第一冷却剂距离。
[0014]在另一个示例中，计算所述第一控制角的步骤包括运用
[0015]m：l＝Lsin(θ
ctrl
)：L(1
‑
cos(θ
ctrl
))+l
[0016]以提供
[0017]m(L(1
‑
cos(θ
ctrl
))+l)＝lLsin(θ
ctrl
)
[0018]和
[0019]其中，
[0020]L是所述可移动喷嘴的长度，l是所述喷嘴的第二端和所述端匝之间的距离，m是由所述横向加速度和所述道路倾斜角导致的冷却剂行进距离或第一冷却剂距离，r是所述目标区域的半径。
[0021]在又一个示例中，所述方法还包括如果所述车辆速度为零，则将所述道路倾斜角与所述临界角进行比较。所述道路倾斜角被定义为冷却剂液滴在端匝处相对于所述第二端的第二角度。在该示例中，所述方法包括如果所述道路倾斜角大于所述临界角，则基于所述车辆的道路倾斜角计算第二控制角和第二冷却剂距离。所述第二冷却剂距离是由道路倾斜导致的冷却剂液滴相对于所述目标区域的第二距离。
[0022]在又一个示例中，计算所述第二控制角的步骤包括运用
[0023]m：l＝Lsin(θ
ctrl
)：L(1
‑
cos(θ
ctrl
))+l
[0024]以提供
[0025]m(L(1
‑
cos(θ
ctrl
))+l)＝lLsin(θ
ctrl
)
[0026]和
[0027]其中，
[0028]L是所述可移动喷嘴的长度，l是所述喷嘴的第二端和所述端匝之间的距离，m是由所述道路倾斜角引起的冷却剂行进距离或第二冷却剂距离，r是所述目标区域的半径。
[0029]在另一个示例中，所述方法还包括基于所述第二控制角确定凸轮位置。所述凸轮位置是所述凸轮被设置为移动所述喷嘴的第二开口端以补偿所述道路倾斜角，使得所述冷却剂滴落在所述端匝的目标区域内的位置。
[0030]在又一个示例中，所述方法还包括将所述凸轮移动到所述位置以移动所述第二开
口端并补偿所述道路倾斜角，使得所述冷却剂滴落在所述端匝的目标区域内。
[0031]在又一个示例中，所述临界角是冷却剂滴落在所述目标区域内的所述最大角度，所述临界角由下式表示
[0032][0033]其中，
[0034]θ
crit
是冷却剂滴落在所述目标区域内的最大角度，l是所述喷嘴的第二端和所述端匝之间的距离，r是所述目标区域的半径。
[0035]根据本公开的另一方面，公开了车辆内置式永磁电机的活动端匝冷却系统。所述系统包括电动机，所述电动机包括连接到转子的旋转轴和定子单元。所述定子单元包括围绕所述转子布置的导电绕组。所述绕组具有直线部分，该直线部分径向延伸至具有目标区域的端匝部分。所述电动机还包括设置在所述定子单元上方的油槽。所述油槽包括贮存器，其具有用于容纳冷却剂的内侧和设置在所述端匝部分上方的外侧。所述贮存器具有穿过其中在所述端匝部分的目标区域上方形成的至少一个孔。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆电动机的活动端匝冷却的方法，包括：提供电动机，所述电动机包括：连接到转子的转轴；定子单元，其包括围绕所述转子布置的导电绕组，所述绕组具有直线部分，所述直线部分径向延伸至具有目标区域的端匝部分；设置在所述定子单元上方的油槽，所述油槽包括贮存器，其具有用于容纳冷却剂的内侧和设置在所述端匝部分上方的外侧，所述贮存器具有穿过其中在所述端匝部分的目标区域上方形成的至少一个孔；可移动喷嘴，具有延伸到第二开口端的第一开口端，所述第一开口端连接到所述至少一个孔，使得所述可移动喷嘴和贮存器流体连通，所述第二开口端从所述至少一个孔延伸并且邻近定位在所述端匝部分的目标区域上方，以便于冷却剂分配；与所述可移动喷嘴可移动接触的凸轮，所述凸轮可移动地设置为在所述端匝部分的目标区域上方移动所述喷嘴的第二开口端，以将冷却剂从所述油槽分配到所述端匝部分；测量车辆速度、车辆横向加速度和由所述车辆道路倾斜导致的冷却剂的道路倾斜角；如果所述车辆速度大于零，则基于所述横向加速度和所述道路倾斜角计算冷却剂角度和冷却剂加速度角，所述冷却剂角度被定义为冷却剂液滴在端匝处相对于所述第二端的第一角度；将所述冷却剂角度与临界角进行比较，所述临界角是冷却剂相对于所述第二端滴落在所述目标区域内的最大角度；如果所述冷却剂角度大于所述临界角，则基于所述道路倾斜角和所述车辆的横向加速度计算第一控制角和第一冷却剂距离，所述第一冷却剂距离是由道路倾斜角和横向加速度导致的冷却剂液滴相对于所述目标区域的第一距离；基于所述第一控制角确定凸轮位置，所述凸轮位置是所述凸轮被设置为移动所述喷嘴的第二开口端以补偿所述车辆的横向加速度，使得所述冷却剂滴落在所述端匝的目标区域内的位置；将所述凸轮移动到该位置以移动所述第二开口端并补偿所述车辆的横向加速度，使得所述冷却剂滴落在所述端匝的目标区域内。2.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述冷却剂加速度角和所述第一冷却剂距离包括运用和m＝ltan(θ)＝ltan(θ
lat
+θ
tilt
)其中，θ
lat
是冷却剂加速度角，θ
tilt
是道路倾斜角，θ是冷却剂角度(θ＝θ
tilt
+θ
lat
)，a
lat
是横向加速度，g是重力常数，m是第一冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：I，
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：