设置有冷却系统的轮内电动马达技术方案

一种轮内电动马达，包括长型连接器、圆柱形定子本体、圆柱形转子本体和电力电子装置，其中，长型连接器位于车辆侧，圆柱形定子本体连接至连接器并在定子本体的外表面上配备有定子绕组，圆柱形转子本体包围定子，以及电力电子装置用于向定子绕组供电。连接器设置有用于冷却剂的供给通道的第一开口和用于冷却剂的返回通道的第二开口，供给通道和返回通道中的每个均平行于连接器的轴向方向。该电动马达包括具有用于冷却剂的供给连接器和返回连接器的冷却回路，该回路包括冷却剂供应通道，该冷却剂供应通道从供给连接器延伸，首先穿过电力电子装置，并随后穿过位于圆柱形定子本体的周边处的冷却套，并从那里延伸至返回连接器。并从那里延伸至返回连接器。并从那里延伸至返回连接器。

【技术实现步骤摘要】
设置有冷却系统的轮内电动马达


[0001]本专利技术涉及一种设置有冷却系统的轮内电动马达。并且，本专利技术涉及制造这种轮内电动马达的方法。此外，本专利技术涉及一种用于包括这种电动马达的车辆车轮的驱动组件。

技术介绍

[0002]US 2017
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0110933描述了一种用于电动轮马达的牵引/制动装置，该电动轮马达包括定子组件、转子、制动盘与转子一起旋转的制动系统，该定子组件包括短轴支承件、定子本体和限定定子冷却室的盖，该短轴支承件包括旨在用于将牵引/制动装置连接至车辆的固定基座。短轴支承件包括用于两个流体管道和一个线缆通道的三个轴向通道，这三个通道通向固定基座的中心区域。
[0003]短轴支承件固定至定子本体，并从马达的车辆侧穿过定子本体内部延伸至马达的道路侧，使得定子本体内圆周表面处的中空空间基本上完全被短轴支承件填充。定子本体内未设置用于向轮内马达提供电力的控制电子装置。相反，附接至定子的多个线圈由计算机控制，该计算机容纳在车轮外部，并且旨在控制由定子和转子组件形成的电动马达产生的扭矩。
[0004]从WO 2013/025096中已知了一种控制电子装置布置在定子内的轮内电动马达。该文献描述了一种具有轮内电动马达的电动车辆，其中转子联接至承载一个或多个轮胎的车轮的轮辋。定子经由车轮悬架系统安装在车辆的车架上。已知的轮内马达是直接驱动轮的一部分，其中马达的电磁体在没有任何中间齿轮的情况下直接驱动轮辋和轮胎。以这种方式，节省了重量和空间，并且最小化了驱动组件中的部件的数量。
[0005]由轮内马达产生的扭矩取决于转子与定子之间的磁通承载表面，并且其是转子半径的二次函数。转子磁体围绕定子尽可能地向外放置，以获得最大可能的转子半径，并优化马达设计以最小化转子与定子之间的间隙，以向轮胎传递最大动力和扭矩。另一方面，转子与定子之间的间隙宽度设计成大到足以吸收驱动状态期间车轮上的机械冲击。
[0006]定子的绕组由位于定子内的电力电子装置供电，该电力电子装置将来自车辆的电源系统(例如，电池组和/或发电机)的电能转换为适于由电动马达使用的AC电流。这种电力电子装置通常包括电力电子器件，例如IGBT(绝缘栅双极晶体管)电流模块和电流调节器，诸如在EP 1252034中所描述的。通过使用电力电子装置来控制供应给定子绕组的电流和/或电压，由定子产生的磁通的磁场矢量被控制，并且电动马达以期望的扭矩和/或转速运行。通过将电力电子装置集成在定子内，从电力电子装置延伸到电磁体的母线的长度可保持较短，这对于最小化操作这种电动马达通常所需的高电流和电压的损耗是非常理想的，该损耗例如可在700V或更高的电压下达到300A。
[0007]轮内驱动组件可实施为基本上自包含的模块，而不需要将车辆的任何移动部件附接至和/或延伸至转子中。由转子限定的内部空间优选地基本上封闭，以防止诸如由车辆的制动系统和/或由道路释放的灰尘和/或磨损颗粒的外来颗粒进入所述内部。
[0008]轮内驱动组件可通过将驱动组件的车辆侧连接至车辆车架而以各种位置安装在
车辆上。用于安装轮胎的轮辋可附接至转子，优选地附接至转子的大致圆柱形外表面。
[0009]为了冷却电动马达和/或电力电子装置，已知的驱动组件设置有冷却系统，该冷却系统具有位于靠近定子绕组内表面的圆柱形壳体上的曲折冷却通道。液体冷却剂通过冷却通道流入和流出驱动组件。另外地，冷却系统的圆柱形壳体具有圆形端表面，在该端表面上安装有电力电子装置。曲折冷却通道沿着圆柱形表面延伸，并且在一半处穿过圆形端表面。
[0010]然而，在现有技术中，轮内电动马达对电力电子装置的有效冷却受到了妨碍，这导致在使用期间电力电子装置加热至相对较高的温度，并限制了可供应给定子绕组的电力。通过曲折冷却通道的冷却的效率不高。
[0011]本专利技术的目的是克服或减轻现有技术的一个或多个缺点。本专利技术的具体目的是提供一种轮内电动马达，该轮内电动马达具有可容易地组装和拆卸的有效冷却的电力电子装置。

技术实现思路

[0012]该目的通过轮内电动马达来实现，该轮内电动马达包括：定子，在车辆侧具有连接器短柱；圆柱形中空定子本体，连接至连接器短柱，并在外表面上装配有定子绕组；圆柱形转子本体，同轴地包围定子，并可围绕电动马达旋转轴线旋转；冷却套，位于圆柱形中空定子本体的周边处，并布置成用于冷却定子绕组；电力电子装置，布置在中空定子本体内并适于为定子绕组供电；其中，连接器短柱设置有用于液体冷却剂的供给通道的第一开口和用于液体冷却剂的返回通道的第二开口，供给通道和返回通道中的每个均基本上平行于连接器短柱的轴向方向；其中，电动马达包括内部冷却回路，该内部冷却回路具有用于液体冷却剂的供给连接器和返回连接器，供给连接器布置成用于液密地联接至供给通道的第一开口，以及返回连接器布置成用于液密地联接至返回通道的第二开口，以及其中，内部冷却回路包括冷却剂供应通道，该冷却剂供应通道从供给连接器延伸，首先穿过电力电子装置，并且随后穿过圆柱形中空定子本体内的冷却套，延伸至返回连接器。
[0013]优选地，供给连接器布置在冷却剂供应通道的进入电力电子装置的入口处，以及返回连接器布置在冷却剂供应通道的离开冷却套的出口上。根据本专利技术，液体冷却剂在经过车辆上的冷却单元或热交换器之后进入轮内马达，并且在经过定子本体的冷却通道之前首先与电力电子装置的电子部件进行热交换接触。以这种方式，与现有技术的冷却回路相比，在操作期间可达到比定子绕组更高的温度的电子部件被相对冷的液体冷却剂冷却，该液体冷却剂提供相对高的热传递，在现有技术的冷却回路中，电子部件被用于冷却定子绕组的液体冷却剂冷却。当电力电子装置平行于旋转轴线分别朝向和远离连接器构件滑动时，供给连接器和返回连接器优选地允许轴向联接和分离。
[0014]在实施方式中，内部冷却通道包括第一环路，该第一环路从供给连接器延伸，通过电力电子装置并返回至返回连接器，其中，第一环路完全布置在冷却套的上游。因此，冷却液可从连接器构件通过电力电子装置流向道路侧端，然后回到连接器构件，以这种方式形成第一环路。
[0015]在实施方式中，内部冷却通道包括完全布置在第一环路下游并与其连接的第二环路，其中，所述第二环路从连接器构件延伸，穿过冷却套并返回连接器构件中。已经通过第一环路的冷却液因此可随后从连接器构件通过冷却套流向道路侧并返回连接器构件，以这
种方式形成第二环路。优选地，凸缘包括连接在返回连接器下游并将第一环路连接至第二环路的通道。
[0016]在实施方式中，内部冷却回路的第一部分包括供给通道，内部冷却回路的第二部分包括在电力控制装置内的冷却管，其中，内部冷却回路还包括在冷却套中的通道，其中，第二部分完全在冷却套中的通道的上游并径向布置在由所述通道跨越的体积内。因此，第二部分布置在冷却套的通道的上游并位于通道的内侧。
[0017]在实施方式中，由第二部分跨越的体积完全布置在由冷却套的通道跨越的体积内。另外地或可替代地，由第二环路跨越的体积完全布置在由第一环路跨越本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车辆的轮内电动马达(4)，所述轮内电动马达包括：定子(30)，所述定子在车辆侧(2)具有长型连接器构件(33)，以及具有与所述连接器构件(33)连接并具有中心轴线(R)的圆柱形中空定子本体(31)，所述圆柱形中空定子本体的外表面上配备有定子绕组；圆柱形转子本体(60)，同轴地包围所述定子(30)，并能够围绕电动马达旋转轴线旋转；冷却套(37)，位于所述圆柱形中空定子本体的周边处，并布置成用于冷却所述定子绕组；电力电子装置，布置在所述圆柱形中空定子本体内并适于为所述定子绕组供电；其中，所述连接器构件(33)设置有用于液体冷却剂的供给通道(92)的第一开口和用于液体冷却剂的返回通道(93)的第二开口，所述供给通道和所述返回通道中的每个均平行于所述连接器构件(33)的轴向方向(A)；其中，所述轮内电动马达包括内部冷却回路，所述内部冷却回路具有用于液体冷却剂的供给连接器(102)和返回连接器(103)，其中所述供给连接器布置成用于液密地联接至所述供给通道(92)的所述第一开口，以及所述返回连接器布置成用于液密地联接至所述返回通道(93)的所述第二开口，以及其中，所述内部冷却回路包括冷却剂供应通道(45A至45E)，所述冷却剂供应通道(45A至45E)从所述供给连接器(102)延伸，首先穿过所述电力电子装置(42)且随后穿过所述返回连接器(103)，并且从所述返回连接器(103)延伸至所述冷却套(37)，其中，所述供给连接器(102)布置在所述冷却剂供应通道(45A)的进入所述电力电子装置的入口上，以及所述返回连接器布置在所述冷却剂供应通道的离开所述冷却套(37)的出口上。2.根据权利要求1所述的轮内电动马达，其中，所述内部冷却回路包括第一环路(45B、45C)，所述第一环路(45B、45C)从所述供给连接器(102)延伸，穿过所述电力电子装置(42)并返回所述返回连接器(103)，其中，所述第一环路完全布置在所述冷却套(37)的上游。3.根据权利要求2所述的轮内电动马达，其中，所述内部冷却回路包括第二环路(45D、45E)，所述第二环路(45D、45E)完全布置在所述第一环路的下游并与所述第一环路连接，其中，所述第二环路从所述连接器构件(33)延伸，穿过所述冷却套(37)并返回所述连接器构件中。4.根据权利要求1所述的轮内电动马达，其中，所述内部冷却回路的第一部分(45A)包括所述供给通道(92)，所述内部冷却回路的第二部分(45B、45C)包括位于所述电力电子装置(42)内的冷却管，所述内部冷却回路还包括位于所述冷却套(37)中的通道(38)，其中，所述第二部分(45B、45C)完全位于所述冷却套中的所述通道(38)的上游，并且径向地布置在所述通道(38)跨越的体积内。5.根据权利要求4所述的轮内电动马达，其中，所述第二部分跨越的体积完全布置在所述冷却套的所述通道跨越的体积内。6.根据权利要求4或5所述的轮内电动马达，其中，所述第二部分在所述电力电子装置内形成用于冷却液的回路，和/或其中，所述冷却套形成用于所述冷却液的回路。7.根据权利要求1所述的轮内电动马达，其中，所述连接器构件(33)包括位于所述圆柱形转子本体内的凸缘(35)，其中，所述凸缘设置有用于所述冷却套的入口通道，其中，所述
入口通道布置在所述返回连接器(103)的下游，以及其中，所述凸缘设置有用于来自所述冷却套的冷却液的出口通道。8.根据权利要求1所述的轮内电动马达，其中，所述连接器构件包括位于所述圆柱形转子本体内的凸缘(37)，其中，所述供给连接器和所述返回连接器平行于所述电动马达旋转轴线延伸，并且至少部分地在所述电力电子装置与所述凸缘的面对所述电力电子装置的一侧(33
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2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西，
申请(专利权)人：依促迅欧洲私人有限公司，
类型：发明
国别省市：