用于使用冷却剂罐的电机的热管理的系统和方法技术方案

一种具有热管理系统的电机，该电机包括具有定子芯的定子和具有转子芯、相对于定子可移动的转子。该定子和转子中的至少一个包括一个或多个绕组。一个或多个冷却剂罐将设置在该定子和转子中的至少一个上的一个或多个绕组封装在该冷却剂罐的内部隔室中。该冷却剂罐的内部隔室可以限定穿过该一个或多个绕组的冷却剂流动通路。该冷却剂罐包括与冷却剂罐的内部隔室流体连接的冷却剂入口和冷却剂出口。该一个或多个冷却剂罐的内部隔室与定子芯和转子芯流体隔离。芯流体隔离。芯流体隔离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使用冷却剂罐的电机的热管理的系统和方法
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2020年10月27日提交的题为“包括冷却剂罐的电机”的美国临时申请第63/106,096号的优先权，其全部主题内容以参见的方式纳入本文。

技术介绍

[0002]在电机运行期间，机器的一些电气部件的温度可能会升高。在一些电机中，机器的一些电气部件在运行期间温度升高可能是不希望的，同时，机器的一些其他电气部件在运行期间温度升高则可能是希望的。在传统的电机热管理系统中，冷却剂流体通常用于向电机的部件或整个电机提供冷却。在这种系统中，由于一些电机的动态操作，对电机的特定部件的直接冷却可能是困难的。
[0003]例如，在一些电机中，比如电动马达或发电机，该机器包括通常称为定子的固定部件以及通常称为转子的旋转部件。在电动马达中，将电流转换成电磁场，在定子与转子之间施加可用于做功的机械力或扭矩。发电机的工作原理与电动马达相似，但其中将机械力转换成电流。虽然主要根据旋转力或扭矩来描述，但本文描述的原理也适用于线性马达。例如，在一些线性电机中，转子用作固定部件，而定子用作转换部件。
[0004]特别是在电动马达中，设置在马达的定子和/或转子上和/或定子和/或转子中的电线绕组或导电元件在机器的持续运行期间温度升高。这些绕组或导电元件的热管理在电动马达中特别重要，因为随着绕组或导电元件的温度升高，电动马达的输出性能降低。因此，液体冷却剂通常在运行期间流过马达，以向设置在机器的定子和/或转子上、和/或定子和/或转子内的绕组或导电元件提供冷却。不幸的是，电机的这些传统热管理系统和方法可能产生低效率和对电机的其他部件的额外性能损失。因此，改进的电机热管理系统和方法对于改善电机和马达组件的性能是必要的。

技术实现思路

[0005]本公开提供了使用冷却剂罐的电机的热管理的系统和方法。
[0006]在本公开的一些方面中，具有热管理系统的电机包括具有定子芯的定子和相对于定子可移动、具有转子芯的转子。一个或多个绕组包括在该电机的定子或转子中的至少一个中。一个或多个冷却剂罐将该定子或转子中的至少一个的一个或多个绕组封装在冷却剂罐的内部隔室中，该内部隔室限定穿过该一个或多个绕组的冷却剂流动通路。该冷却剂罐包括与冷却剂罐的内部隔室流体连接的冷却剂入口和冷却剂出口，该冷却剂罐的内部隔室与定子芯和转子芯流体隔离。
[0007]在本公开的另一方面，具有热管理系统的电机包括具有定子芯的定子、具有转子芯且相对于定子可移动的转子、冷却剂泵、以及与该冷却剂泵电连接的控制器，该控制器构造成控制冷却剂泵。一个或多个绕组包括在该电机的定子或转子中的至少一个中。一个或多个冷却剂罐将设置在该定子或转子中的至少一个中或内的一个或多个绕组封装在冷却剂罐的内部隔室中，该内部隔室限定穿过该一个或多个绕组的冷却剂流动通路。该冷却剂
罐包括与该内部隔室流体连接的冷却剂入口和冷却剂出口，并且该冷却剂泵与该一个或多个冷却剂罐的一个或多个冷却剂入口流体连通。
[0008]在本公开的又一方面，一种用于具有热管理系统的电机的热管理的方法包括使冷却剂流过一个或多个冷却剂罐的内部隔室，该一个或多个冷却剂罐将电机的一个或多个绕组封装在该冷却剂罐的内部隔室内。该冷却剂罐的内部隔室可以与该电机的其他部件流体隔离。
[0009]本公开的前述及其他方面和优点将从以下描述呈现。在本说明书中，参考形成说明书一部分的附图，并且在其中以例示的方式示出了本公开的较佳构造。然而，这种构造并不一定代表本公开的整个范围，因此参考权利要求书并在本文中用于解释本公开的范围。
附图说明
[0010]图1是包括电动马达的示例电驱动系统的框图；
[0011]图2是根据本公开的电动马达的示例定子的前视等距视图；
[0012]图3是图2的定子的后视等距视图；
[0013]图4是图2的定子的前视图；
[0014]图5是图2的定子的后视图；
[0015]图6是图2的定子的侧视图；
[0016]图7是图2的定子的示例绕组的立体图；
[0017]图8是图2的定子的示例冷却剂罐的立体图，其中图7的绕组设置在其内并且冷却剂罐的盖部处于分解构造；
[0018]图9是图8的组装好的冷却剂罐以及图2的定子的示例定子齿的立体图；
[0019]图10是插入到定子齿上的图9的冷却剂罐的立体图，其中插入了间隙件；
[0020]图11是沿图10中的线11
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11截取的剖视图；
[0021]图12是沿图2中的线12
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12截取的局部剖视图；
[0022]图13是根据本公开的电动马达的另一示例定子的前视等距视图；
[0023]图14是图13的定子的前视图；
[0024]图15是图13的定子的侧视图；
[0025]图16是图13的定子的定子芯的冷却剂罐框架的立体图；
[0026]图17是图13的定子的定子芯的叠片的等距视图；
[0027]图18是图13的定子芯的等距视图；
[0028]图19是图18的细节19
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19的详细视图，其中示例间隙件插入到定子芯的间隙中；
[0029]图20是图19的示例间隙件的等距视图；
[0030]图21是图13的定子的等距视图，其中移除了端盖件；
[0031]图22是沿图14中的线22
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22截取的剖视图；
[0032]图23是沿图15中的线23
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23截取的剖视图；
[0033]图24是根据本公开的电动马达的另一示例定子的前视等距视图；
[0034]图25是图24的定子的前视图；
[0035]图26是图24的定子的后视图；
[0036]图27是图24的定子的侧视图；
[0037]图28是图24的定子的示例冷却剂罐的立体图；
[0038]图29是图28的冷却剂罐的分解图；
[0039]图30是设置在定子齿上的图28的冷却剂罐的后视立体图；
[0040]图31是图31的冷却剂罐的前视立体图；
[0041]图32是沿图31中的线32
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32截取的剖视图；
[0042]图33是根据本公开的电动马达的另一示例定子的前视等距视图；
[0043]图34是图33的定子的前视图；
[0044]图35是图33的定子的后视图；
[0045]图36是图33的定子的侧视图；
[0046]图37是图33的定子的示例冷却剂罐的后视立体图；
[0047]图38是图37的冷却剂罐的分解图；
[0048]图39是设置在定子齿上的图37的冷却剂罐的后视立体图；
[0049]图40是图39的冷却剂罐的前视立体图；
[0050]图41是沿图40中的线41
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41截取的剖视图；
[0051]图42是根据本公开的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有热管理系统的电机，所述电机包括：定子，所述定子具有定子芯；转子，所述转子包括转子芯，所述转子相对于所述定子能移动，其中，一个或多个绕组包括在所述电机的所述定子或所述转子中的至少一个中，其中，一个或多个冷却剂罐将所述定子或所述转子中的至少一个的所述一个或多个绕组封装在所述冷却剂罐的内部隔室中，所述内部隔室限定穿过所述一个或多个绕组的冷却剂流动通路，所述冷却剂罐具有与所述内部隔室流体连接的冷却剂入口和冷却剂出口，并且其中，所述一个或多个冷却剂罐的所述内部隔室与所述定子芯和所述转子芯流体隔离。2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，一个或多个冷却剂罐的所述内部隔室与一个或多个其他冷却剂罐的所述内部隔室流体隔离。3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述一个或多个绕组包括集中式绕组。4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述冷却剂罐包括延伸穿过所述内部隔室的内部壁，所述内部隔室限定穿过所述冷却剂罐的开口，并且其中，所述集中式绕组在所述内部隔室内围绕所述内部壁缠绕。5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述冷却剂罐的所述开口构造成由包括在所述定子芯上的多个齿中的一个或多个齿接纳。6.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述冷却剂罐的所述开口构造成由所述转子芯的一个或多个极接纳。7.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述绕组是布置在所述定子中的分布式绕组，其中，所述定子包括冷却剂罐框架，所述冷却剂罐框架限定了两个或更多个冷却剂罐，所述两个或更多个冷却剂罐具有彼此流体连通的入口和出口，其中，所述定子芯包括多个齿，所述定子芯设置在所述冷却剂罐框架上，使得所述定子芯的齿设置在所述两个或更多个冷却剂罐之间，并且其中，所述分布式绕组设置在具有彼此流体连通的入口和出口的所述两个或更多个冷却剂罐内。8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述冷却剂罐框架包括设置在所述定子的第一轴向端部处的第一端盖和与所述第一端盖相对的第二端盖，其中，所述第一端盖限定了具有入口的内部隔室，并且所述第二端盖限定了具有出口的内部隔室，其中，具有彼此流体连通的入口的所述两个或更多个冷却剂罐的所述入口与所述第一端盖的所述内部隔室流体连通，并且其中，具有彼此流体连通的出口的所述两个或更多个冷却剂罐的所述出口与所述第二端盖的所述内部隔室流体连通。9.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述一个或多个集中式绕组是环形的。10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，所述定子芯包括多个定子部段，其中，所述定子芯的所述多个齿中的一个或多个齿包括在所述定子部段上，并且
其中，所述冷却剂罐的所述开口由所述定子部段的所述一个或多个齿接纳。11.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述转子包括限定了冷却剂入口和冷却剂出口的轴，所述轴的所述冷却剂入口与所述冷却剂罐的所述冷却剂入口流体连通，并且所述轴的所述冷却剂出口与所述冷却剂罐的所述冷却剂出口流体连通，并且其中，在所述转子旋转的同时，流入所述轴的所述冷却剂入口中的冷却剂流过所述冷却剂罐到所述轴的所述冷却剂出口。12.根据权利要求11所述的电机，其特征在于，所述轴限定了延伸穿过所述轴的纵向轴线的内部隔室，其中，在所述转子旋转的同时，流入所述轴的所述冷却剂入口中的一定体积的冷却剂的第一部分穿过所述冷却剂罐流到所述轴的所述冷却剂出口，而流入所述轴的所述冷却剂入口中的所述一定体积的冷却剂的第二部分穿过所述轴的所述内部隔室流到所述轴的所述冷却剂出口。13.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：塔乌电机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：