專利名稱：電機(jī)冷卻系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明要求在2010年6月8日提交的美國臨時專利申請No. 61/352,757的優(yōu)先權(quán),其全部內(nèi)容均以援引的方式并入本發(fā)明。
背景技術(shù)：
當(dāng)電機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使用永磁體時，應(yīng)當(dāng)控制磁體溫度。溫度更低的磁體能夠?qū)е绿岣叩碾姍C(jī)性能。另外，使磁體保持在更低的溫度水平能夠減小磁體消磁的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)樵谝恍﹤鹘y(tǒng)電機(jī)中,永磁體定位在轉(zhuǎn)子組件中,所以冷卻磁體會很困難。冷卻電機(jī)的一些傳統(tǒng)方法能夠包括使冷卻劑圍繞電機(jī)的外周的一部分循環(huán)。因?yàn)槟軌驈碾姍C(jī)的外周徑向向內(nèi)定 位轉(zhuǎn)子組件，所以難以將轉(zhuǎn)子組件所產(chǎn)生的熱能傳遞到冷卻劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一些實(shí)施例提供了一種電機(jī)模塊，所述電機(jī)模塊包括限定了機(jī)器腔的外殼。在一些實(shí)施例中，電機(jī)能夠定位在機(jī)器腔內(nèi)并且能夠包括聯(lián)接到轉(zhuǎn)子疊層的轉(zhuǎn)子轂。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子轂?zāi)軌虬ㄏ鄬Φ牡谝缓偷诙S向端部并且轉(zhuǎn)子疊層能夠包括至少一個凹陷部。在一些實(shí)施例中，凹陷部能夠基本對準(zhǔn)，以限定多條冷卻劑通道中的至少一部分，所述冷卻劑通道能夠與機(jī)器腔流體連通。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子轂?zāi)軌虬ㄖ辽俚谝缓偷诙D(zhuǎn)子轂入口，所述第一和第二轉(zhuǎn)子轂入口與冷卻劑通道的至少一部分相連通。在一些實(shí)施例中，第一和第二轉(zhuǎn)子轂入口能夠分別位于毗鄰轉(zhuǎn)子轂的第一和第二軸向端部的地方。在一些實(shí)施例中，與第一和第二轉(zhuǎn)子轂入口流體連通的冷卻劑通道不是相同的(同一)冷卻劑通道。本發(fā)明的一些實(shí)施例提供了一種電機(jī)模塊，所述電機(jī)模塊包括限定了機(jī)器腔的外殼。在一些實(shí)施例中，電機(jī)能夠定位在機(jī)器腔內(nèi)并且能夠包括轉(zhuǎn)子組件。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子組件能夠可操作地聯(lián)接到輸出軸，所述輸出軸能夠包括至少一條輸出軸冷卻劑通道和與輸出軸冷卻劑通道流體連通的至少一個輸出軸冷卻劑出口。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子組件能夠包括至少一塊磁體、第一軸向端部和第二軸向端部。在一些實(shí)施例中，第一軸向端部能夠大體與第二軸向端部相對。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子組件能夠包括多條冷卻劑通道，所述冷卻劑通道從第一軸向端部延伸到第二軸向端部，并且多條冷卻劑通道能夠與機(jī)器腔流體連通。在一些實(shí)施例中，至少一個轉(zhuǎn)子轂通道能夠定位成通過轉(zhuǎn)子組件的一部分，以便轉(zhuǎn)子轂通道與輸出軸冷卻劑出口和多條冷卻劑通道流體連通。在一些實(shí)施例中，至少第一轉(zhuǎn)子轂入口能夠定位成通過轉(zhuǎn)子組件的基本毗鄰第一軸向端部的部分并且至少第二轉(zhuǎn)子轂入口能夠定位成通過轉(zhuǎn)子組件的基本毗鄰第二軸向端部的部分。在一些實(shí)施例中，第一轉(zhuǎn)子轂入口能夠與多條冷卻劑通道中的至少一部分流體連通并且第二轉(zhuǎn)子轂入口能夠與多條冷卻劑通道中的至少一部分流體連通。在一些實(shí)施例中，冷卻劑通道的與第一轉(zhuǎn)子轂入口流體連通的部分、冷卻劑通道的與第二轉(zhuǎn)子轂入口流體連通的部分、和冷卻劑通道的與轉(zhuǎn)子轂通道流體連通的部分是不相同的冷卻劑通道。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的電機(jī)模塊的透視圖；圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的轉(zhuǎn)子疊層的視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的轉(zhuǎn)子組件的透視圖；圖4是圖3的轉(zhuǎn)子組件的透視的剖視圖；圖5是圖3的轉(zhuǎn)子組件的正剖視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的轉(zhuǎn)子組件的正剖視圖。
具體實(shí)施例方式在詳細(xì)解釋本發(fā)明的任何一個實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于其應(yīng)用于在以下描述中所陳述或在以下附圖中所圖解的部件的構(gòu)造和布置方案的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠是其它實(shí)施例并且能夠以多種方式加以實(shí)踐或?qū)嵤?。而且，?yīng)當(dāng)理解的是，在此使用的詞組和術(shù)語用于描述的目的而不應(yīng)當(dāng)視為局限。在此使用“包含”、“包括”或“具有”以及它們的變體意指包含在此后所列舉的條目和其等效物以及附加條目。除非明確規(guī)定或限制，術(shù)語“安裝的”、“連接的”、“支撐的”、和“聯(lián)接的”以及它們的變體將被廣義使用并且包括直接和間接的安裝件、連接件、支撐件、和聯(lián)接件。而且，“連接的”和“聯(lián)接的”不局限于物理或機(jī)械連接件或聯(lián)接件。呈現(xiàn)以下討論，以使得本領(lǐng)域中的技術(shù)人員能夠制造并且使用本發(fā)明的實(shí)施例。所闡釋的實(shí)施例的多種修改方案對于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員是顯而易見的，并且在不背離本發(fā)明的實(shí)施例的前提下，在此的基本原理能夠應(yīng)用于其它實(shí)施例和應(yīng)用。因此，本發(fā)明的實(shí)施例并不旨在局限于所示出的實(shí)施例，而是被賦予與在此公開的原理和特征一致的最廣泛的范圍。參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述，在所述附圖中，不同附圖中的相同元件具有相同的附圖標(biāo)記。所述附圖沒有必要成比例并且描繪了選定的實(shí)施例并且并不旨在限制本發(fā)明的實(shí)施例的范圍。技術(shù)人員將認(rèn)識到在此提供的示例具有落入本發(fā)明的實(shí)施例的范圍內(nèi)的多種有用替代方案。圖I圖解了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的電機(jī)模塊10。模塊10能夠包括模塊外殼12，所述模塊外殼12包括套筒構(gòu)件14、第一端蓋16、和第二端蓋18。電機(jī)20能夠容納在至少部分地由套筒構(gòu)件14和端蓋16、18所限定的機(jī)器腔22內(nèi)。例如，能夠經(jīng)由傳統(tǒng)緊固件(未示出)或另一種適當(dāng)?shù)穆?lián)接方法聯(lián)接套筒構(gòu)件14和端蓋16、18，以將電機(jī)20包封在機(jī)器腔22內(nèi)的至少一部分。在一些實(shí)施例中，外殼12能夠包括基本圓筒形的筒和單個端蓋(未不出)。此外,在一些實(shí)施例中,包括套筒構(gòu)件14和端蓋16、18的模塊外殼12可以由能夠通常包括熱傳導(dǎo)性能的材料制造而成，所述材料例如但不局限于鋁或其它金屬和能夠基本承受電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)溫度的材料。在一些實(shí)施例中，能夠使用不同的方法制造模塊外殼12，所述方法包括鑄造、模制、擠壓成型和其它類似的制造方法。電機(jī)20能夠包括轉(zhuǎn)子24、包括定子端匝28的定子組件26、和軸承30，并且所述電機(jī)20能夠布置成圍繞輸出軸34。如圖I所示，定子組件26能夠基本環(huán)繞轉(zhuǎn)子24。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子組件24還能夠包括轉(zhuǎn)子輪轂32或能夠具有“無輪轂”設(shè)計(jì)(未示出)。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子組件24能夠可操作地聯(lián)接到輸出軸34，以便兩個元件能夠基本一起同步運(yùn)動。在一些實(shí)施例中，輸出軸34能夠包括多個花鍵(未示出)，所述花鍵構(gòu)造并且布置成接合轉(zhuǎn)子轂32上的多條花鍵36。在一些實(shí)施例中，接合花鍵能夠至少部分地導(dǎo)致聯(lián)接轉(zhuǎn)子組件24和輸出軸34。例如，在一些實(shí)施例中，在電機(jī)20運(yùn)轉(zhuǎn)期間，當(dāng)輸出軸花鍵與轉(zhuǎn)子轂花鍵36相接合時，能夠從轉(zhuǎn)子組件24將由電機(jī)20產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩傳遞到輸出軸34。在一些實(shí)施例中，輸出軸34能夠可操作地聯(lián)接到轉(zhuǎn)子轂32的前止動件(positivestop)(未示出)，以傳遞轉(zhuǎn)矩。在一些實(shí)施例中，能夠使用螺栓(未示出)或任何其它傳統(tǒng)緊固件將輸出軸34可操作地聯(lián)接到轉(zhuǎn)子轂32上的前止動件。而且，在一些實(shí)施例中，輸出軸34能夠包括凸形構(gòu)造的花鍵組，而在其它實(shí)施例，輸出軸34能夠包括凹形構(gòu)造的花鍵組。電機(jī)20能夠但不局限于是電動機(jī)，諸如混合式電動機(jī)、發(fā)電機(jī)或車用交流發(fā)電機(jī)。在一個實(shí)施例中，電機(jī)20能夠是高壓回彎管式(型夾式)(HVH)電動機(jī)或用于混合動力汽車用途的內(nèi)部永磁體電動機(jī)。電機(jī)20的諸如但不局限于轉(zhuǎn)子24、定子組件26和定子端匝28的部件能夠在電機(jī)20運(yùn)轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生熱量。能夠冷卻這些部件，以提高電機(jī)20的性能并且延長電機(jī)20的預(yù)期
試用期限。如圖I所示，在一些實(shí)施例中，套筒構(gòu)件14能夠包括冷卻劑套38。例如，在一些實(shí)施例中，套筒構(gòu)件14能夠包括內(nèi)壁40和外壁42并且冷卻劑套38能夠定位成基本位于壁40、42之間。在一些實(shí)施例中，冷卻劑套38能夠基本環(huán)繞電機(jī)20的至少一部分。更加具體地，在一些實(shí)施例中，冷卻劑套38能夠基本環(huán)繞定子組件26的外徑的包括定子端匝28的至少一部分。此外，在一些實(shí)施例中，冷卻劑套38能夠包含冷卻劑，所述冷卻劑能夠包括傳動液、乙二醇、乙二醇/水的混合物、水、油、車用機(jī)油、薄霧、氣體或其它能夠接收由電機(jī)模塊10產(chǎn)生的熱能。冷卻劑套38能夠與冷卻劑源(未示出)流體連通，所述冷卻劑源能夠在所述冷卻劑被分散到冷卻劑套38中之前或在所述冷卻劑被分散到冷卻劑套38中之時加壓所述冷卻劑，以便所述加壓的冷卻劑能夠循環(huán)通過冷卻劑套38。而且，在一些實(shí)施例中，內(nèi)壁40能夠包括冷卻劑孔44，以便冷卻劑套38能夠與機(jī)器腔22流體連通。在一些實(shí)施例中，冷卻劑孔44能夠定位成基本毗鄰定子端匝28。例如，在一些實(shí)施例中，當(dāng)加壓的冷卻劑循環(huán)通過冷卻劑套38時,冷卻劑的至少一部分能夠通過冷卻劑孔44離開冷卻劑套38并且進(jìn)入機(jī)器腔22。而且，在一些實(shí)施例中，冷卻劑能夠接觸定子端匝28，這能夠?qū)е轮辽俨糠掷鋮s。在離開冷卻劑孔44之后，冷卻劑的至少一部分能夠流動通過機(jī)器腔22的部分并且能夠接觸多個模塊10元件，在一些實(shí)施例中這能夠?qū)е轮辽俨糠值乩鋮s模塊10。如圖1-2B所示，在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子組件24能夠包括多個轉(zhuǎn)子疊層46。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子疊層46能夠包括多個大體環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)構(gòu)造并且布置成聯(lián)接到轉(zhuǎn)子轂32的至少一部分。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子疊層46能夠包括其它形狀，所述其它形狀能夠接合轉(zhuǎn)子轂32 (例如，以便兩個元件的形狀基本相似)。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子疊層中的每一個均能夠包括內(nèi)徑48和外徑50并且能夠聯(lián)接在一起，以形成轉(zhuǎn)子組件24的至少一部分。在一些實(shí)施例中，如圖2A和2B所示，轉(zhuǎn)子疊層46能夠包括多個元件。在一些實(shí)施例中，疊層46的至少一部分能夠包括多個孔52，所述孔52構(gòu)造并且布置成支撐多個磁體54的至少一部分。例如，在一些實(shí)施例中，在組裝疊層46之后，孔52能夠沿著大體軸向方向基本對準(zhǔn)，以便磁體54能夠沿著大體軸向方向定位在轉(zhuǎn)子組件24內(nèi)。而且,在一些實(shí)施例中，磁體54能夠布置在轉(zhuǎn)子組件內(nèi)，以便磁體的至少一部分基本不軸向地對準(zhǔn)。例如，在一些實(shí)施例中,磁體54能夠定位成使得磁體54中的一些定位成大體間隔開2度(例如，傾斜)。另外，在一些實(shí)施例中，如圖2B所示，疊層46的至少一部分能夠包括至少一個凹陷部56。在一些實(shí)施例中，疊層46中的一些能夠包括多個凹陷部56。在一些實(shí)施例中，在轉(zhuǎn)子疊層46制造期間(例如，沖壓、模制、鑄造等)能夠形成凹陷部56，并且在其它實(shí)施例中，在制造之后凹陷部56能夠機(jī)械加工至疊層46中，以滿足終端用戶和/或制造商的要求。參照圖2B，在一些實(shí)施例中，凹陷部56能夠沿著疊層46的內(nèi)徑48定位。例如，在一些實(shí)施例中，能夠沿著內(nèi)徑48的圓周以基本規(guī)則的圖案布置凹陷部。在其它實(shí)施例中，凹陷部56能夠布置成以大體不規(guī)則的間隔間隔開。另外，在一些實(shí)施例中，如圖4-6所示，轉(zhuǎn)子組件24的疊層46的至少一部分能夠 各個均包括大體位于相似位置中的凹陷部56，以便在組裝之后，凹陷部56能夠基本對準(zhǔn)，以形成至少一個冷卻劑通道58的至少一部分。在一些包括具有多個凹陷部56的疊層46的實(shí)施例中，能夠形成多于一條的冷卻劑通道58。例如，在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子組件24能夠大體組裝成使得疊層46的內(nèi)徑48緊鄰轉(zhuǎn)子轂32的外徑60。結(jié)果，在一些實(shí)施例中，冷卻劑通道58能夠大體由凹陷部56和轉(zhuǎn)子轂32的外徑60所限定。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子轂32能夠以與轉(zhuǎn)子疊層46類似的方式包括凹陷部56(例如，基本形成為與轉(zhuǎn)子轂32成一體、機(jī)械加工成轉(zhuǎn)子轂32的外徑60的一部分等)。而且，在一些實(shí)施例中，在組裝轉(zhuǎn)子組件24之后，凹陷部56能夠構(gòu)造并且布置成使得冷卻劑通道58能夠與機(jī)器腔22流體連通。如在下文詳細(xì)描述的那樣，在一些實(shí)施例中，冷卻劑通道58能夠構(gòu)造并且布置成引導(dǎo)冷卻劑通過轉(zhuǎn)子組件24并且進(jìn)入到機(jī)器腔22中，以有助于冷卻轉(zhuǎn)子組件24的包括磁體54的一些元件。另外，在一些實(shí)施例中，冷卻劑通道58能夠?yàn)榇篌w直線形，并且在其它實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子轂32和/或疊層46能夠構(gòu)造并且布置成使得冷卻劑通道58的至少一部分基本為非直線形(例如，傾斜、螺旋形、彎曲等)。在一些實(shí)施例中，除了冷卻劑套38和冷卻劑孔44之外，冷卻劑能夠相對于電機(jī)模塊10從大體徑向方向的中央處的點(diǎn)處分散。在一些實(shí)施例中,冷卻劑源(未不出)能夠位于輸出軸34的內(nèi)部或毗鄰輸出軸34，以便冷卻劑能夠在輸出軸34內(nèi)部流動或者毗鄰輸出軸34流動。例如，在一些實(shí)施例中，輸出軸34能夠包括至少一條輸出軸通道62和至少一個輸出軸冷卻劑出口 64，以便冷卻劑能夠流動通過通道62，并且冷卻劑的至少一部分能夠通過輸出軸冷卻劑出口 64離開輸出軸通道62。在一些實(shí)施例中，輸出軸冷卻劑通道62能夠包括多個輸出軸冷卻劑出口 64。而且，在一些實(shí)施例中，輸出軸冷卻劑出口 64能夠定位成沿著輸出軸34的軸向長度，以便冷卻劑能夠分散到模塊10的包括軸承30的不同區(qū)域。如圖4和6所示，本發(fā)明的一些實(shí)施例能夠包括至少一個轉(zhuǎn)子轂通道66。盡管在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子轂32能夠包括多個轉(zhuǎn)子轂通道66。例如，在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子轂通道66能夠定位在轉(zhuǎn)子轂32內(nèi)并且能夠大體垂直于輸出軸34的水平軸線。例如，在一些實(shí)施例中，盡管轉(zhuǎn)子轂通道66不需要在轉(zhuǎn)子轂32的整個徑向長度上延伸，但是轉(zhuǎn)子轂通道66能夠包括這樣的通路，所述通路能夠從轉(zhuǎn)子轂32的外徑60延伸到轉(zhuǎn)子轂32的內(nèi)徑68。而且，在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子轂通道66能夠與輸出軸冷卻劑出口 64的至少一部分流體連通。在一些實(shí)施例中，由操作轉(zhuǎn)子組件24的運(yùn)動所產(chǎn)生的離心力能夠?qū)е吕鋮s劑中的至少一些從輸出軸冷卻劑出口 64徑向向外流動通過轉(zhuǎn)子轂通道66的至少一部分。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子轂通道66的至少一部分能夠與冷卻劑通道58的至少一部分流體連通。例如，如圖6中的箭頭所示,在一些實(shí)施例中，至少部分由于離心力,冷卻劑能夠徑向向外流動通過轉(zhuǎn)子轂通道66并且能夠進(jìn)入冷卻劑通道58的至少一部分中。在一些實(shí)施例中，如圖6所示，在冷卻劑進(jìn)入到冷卻劑通道58中之后，冷卻劑的至少一部分能夠沿著冷卻劑通道58的一個或兩個軸向方向流動。例如，在一些實(shí)施例中，在冷卻劑進(jìn)入到冷卻劑通道58的至少一部分中之后，冷卻劑能夠沿著轉(zhuǎn)子組件24的兩個軸向端部的方向流動并且然后能夠進(jìn)入到機(jī)器腔22中。在一些實(shí)施例中，能夠基本密封冷卻劑通道58的一部分的軸向端部中的至少一個，以便冷卻劑通過冷卻劑通道58的僅僅一個軸向端部流入到機(jī)器腔22中。在一些實(shí)施例中，端環(huán)70能夠聯(lián)接到轉(zhuǎn)子組件24的至少一個或兩個軸向面。在一些實(shí)施例中，端環(huán)70能夠至少部分地承擔(dān)引導(dǎo)、驅(qū)使和/或指引冷卻劑朝向模塊10的其它元件(諸如定子端匝28)的功能。在一些實(shí)施例中，端環(huán)70能夠包括平衡環(huán)、攪拌器環(huán)、冷卻劑引導(dǎo)件或其它類似的結(jié)構(gòu)。而且，在一些實(shí)施例中，在冷卻劑進(jìn)入到機(jī)器腔22中后，冷卻劑能夠循環(huán)通過機(jī)器腔22的部分，在所述部分中，所述冷卻劑能夠接觸模塊10的不同元件，以接收所產(chǎn)生的熱能的至少一部分，這能夠有助于進(jìn)行冷卻。另外，在一些實(shí)施例中，在冷卻劑流動通過冷卻劑通道58的同時，冷卻劑能夠接收由磁體54和轉(zhuǎn)子組件24的其它元件所產(chǎn)生的熱能的至少一部分，這能夠?qū)е吕鋮s轉(zhuǎn)子組件24的至少一部分。例如，在一些實(shí)施例中，當(dāng)至少部分地降低磁體54附近的溫度時，電機(jī)20能夠以更高的性能水平運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，通過從磁體54中吸收熱量，至少部分地降低了磁體54退磁的傾向。在一些實(shí)施例中，包括冷卻劑通道58的轉(zhuǎn)子組件24能夠包括不同的構(gòu)造。在一些實(shí)施例中，冷卻劑通道58的至少一部分能夠經(jīng)由至少一個轉(zhuǎn)子轂入口 72流體連接到機(jī)器腔22。僅僅以示例的方式，在一些實(shí)施例中，如圖4和5所示，轉(zhuǎn)子轂入口 72能夠定位成通過轉(zhuǎn)子轂32的一部分，以便機(jī)器腔22中的位于轉(zhuǎn)子轂32近側(cè)的冷卻劑的至少一部分能夠經(jīng)由轉(zhuǎn)子轂入口 72進(jìn)入到冷卻劑通道58的至少一部分。在一些實(shí)施例中，如圖4和5所示，轉(zhuǎn)子轂入口 72能夠定位成位于轉(zhuǎn)子轂32的軸向邊緣附近。而且，在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子組件24能夠構(gòu)造并且布置成使得冷卻劑的部分能夠基本沿著兩個軸向方向流動。例如，在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子轂32能夠包括多個轉(zhuǎn)子轂入口 72，所述轉(zhuǎn)子轂入口 72毗鄰轉(zhuǎn)子轂32的軸向側(cè)部。在一些實(shí)施例中，軸向側(cè)部上的轉(zhuǎn)子轂入口 72能夠偏置，以便轉(zhuǎn)子轂入口 72的至少一部分與僅僅一條冷卻劑通道58流體連通(例如，每個冷卻劑通道58 —個轉(zhuǎn)子轂入口 72)。另外，在一些實(shí)施例中，冷卻劑通道58的至少一部分能夠大體是單向的。例如，在一些實(shí)施例中，能夠基本密封冷卻劑通道58的至少一部分的至少一個軸向端部，以便進(jìn)入到冷卻劑通道58中的任何冷卻劑均能夠僅僅在與密封端部相對的軸向端部處流出通道58。僅以示例的方式，在一些實(shí)施例中，能夠不同地構(gòu)造端部疊層46,以便冷卻劑通道58不會延伸通過該疊層46。在其它實(shí)施例中，如圖5所示，位于大體密封端部上的平衡環(huán)70能夠延伸一徑向距離，以基本密封冷卻劑通道58。結(jié)果，在一些實(shí)施例中，冷卻劑能夠沿著至少兩個不同的軸向方向循環(huán)。例如，在一些實(shí)施例中，冷卻劑的第一部分能夠進(jìn)入第一軸向側(cè)部(例如，轉(zhuǎn)子轂32的左側(cè)或右側(cè))上的至少一個轉(zhuǎn)子轂入口 72，在第一軸向側(cè)部附近冷卻劑通道58被密封。結(jié)果，在一些實(shí)施例中，至少部分由于離心力，如圖5中箭頭所示，冷卻劑能夠朝向轉(zhuǎn)子轂32的第二側(cè)部(即，轉(zhuǎn)子轂32的相對的側(cè)部)循環(huán)通過冷卻劑通道58并且然后進(jìn)入到機(jī)器腔22中。而且，在一些實(shí)施例中，冷卻劑的另一部分能夠進(jìn)入第二軸向側(cè)部上的至少一個轉(zhuǎn)子轂入口 72，在第二軸向側(cè)部附近冷卻劑通道58被密封，所述轉(zhuǎn)子轂入口 72與至少一個不同的冷卻劑通道58流體連通。結(jié)果，在一些實(shí)施例中，至少部分地由于離心力，如圖5中的箭頭所示，冷卻劑能夠朝向轉(zhuǎn)子轂32的第一側(cè)部循環(huán)通過冷卻劑通道58并且然后進(jìn)入到機(jī)器腔22中。因而，在一些實(shí)施例中，冷卻劑的至少一部分能夠沿著基本相反的方向流動通過不同的冷卻劑通道58。在一些實(shí)施例中，這種雙向流動能夠至少部分地增加從磁體54和轉(zhuǎn)子組件24的其它部分傳遞的熱傳遞。通過使得冷卻劑沿著兩個方向通過，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)子組件24的每個端部上的平均磁體溫度維持在大體可比水平。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子轂32和/或轉(zhuǎn)子組件24能夠構(gòu)造并且布置成允許和/或加強(qiáng)冷卻劑流動通過轉(zhuǎn)子轂入口 72。例如，在一些實(shí)施例中，環(huán)形凸緣74能夠定位成基本位于轉(zhuǎn)子轂32的軸向邊緣處或者紙鄰所述轉(zhuǎn)子轂32的軸向邊緣。在一些實(shí)施例中，凸緣74能夠機(jī)械加工至轉(zhuǎn)子轂32中并且在其它實(shí)施例中，凸緣74能夠聯(lián)接到轉(zhuǎn)子轂32，或者轉(zhuǎn)子轂32能夠形成為使得凸緣74基本與轉(zhuǎn)子轂32成一體。在一些實(shí)施例中，凸緣74能夠構(gòu)造并且布置成引導(dǎo)冷卻劑朝向轉(zhuǎn)子轂入口 72。例如，在一些實(shí)施例中，由于離心力，能夠迫使機(jī)器腔22中的冷卻劑的一部分沿著轉(zhuǎn)子轂32的內(nèi)表面流動，所述冷卻劑源自冷卻劑孔44、冷卻劑通道58和/或任何其它源。結(jié)果，如先前所提及的那樣，冷卻劑的至少一部分能夠流動通過轉(zhuǎn)子轂入口 72。然而，在一些實(shí)施例中，凸緣74能夠保持不輕易地流動通過轉(zhuǎn)子轂入口 72的剩余冷卻劑的至少一部分，以便相對于不需要凸緣74便可實(shí)施功能的實(shí)施例能夠引導(dǎo)更多的冷卻劑通過轉(zhuǎn)子轂入口 72而且，在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子轂32和/或轉(zhuǎn)子組件24能夠包括其它構(gòu)造，以至少 部分地加強(qiáng)冷卻劑進(jìn)入到轉(zhuǎn)子轂入口 72中。在一些實(shí)施例中，緊鄰轉(zhuǎn)子轂入口 72的轉(zhuǎn)子轂32的至少一部分能夠構(gòu)造并且布置成引導(dǎo)、驅(qū)使和/或指引冷卻劑通過轉(zhuǎn)子轂入口 72并且進(jìn)入到冷卻劑通道58中。例如，在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子轂32的緊鄰轉(zhuǎn)子轂入口 72的一部分能夠包括基本成錐形、成一角度和/或成漏斗狀的構(gòu)造，以便離心力和構(gòu)造的組合能夠至少部分地指引冷卻劑經(jīng)由轉(zhuǎn)子轂入口 72進(jìn)入到冷卻劑通道58中。另外，在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子轂32的毗鄰轉(zhuǎn)子轂入口 72的部分能夠包括諸如但不局限于槽、狹槽、引導(dǎo)件等的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)構(gòu)造并且布置成指引冷卻劑朝向轉(zhuǎn)子轂入口 72。例如，在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子轂32的區(qū)域能夠包括能夠接收冷卻劑的至少一個進(jìn)料槽(未示出)，并且與由于轉(zhuǎn)子轂32的運(yùn)動所產(chǎn)生的離心力相組合指引冷卻劑朝向轉(zhuǎn)子轂入口 72。在一些實(shí)施例中，不同的轉(zhuǎn)子組件24冷卻構(gòu)造能夠應(yīng)用于至少部分地優(yōu)化磁體54和轉(zhuǎn)子組件24冷卻。僅僅以示例的方式，在一些實(shí)施例中，冷卻劑能夠經(jīng)由多條路線進(jìn)入到轉(zhuǎn)子組件24中。例如，在一些實(shí)施例中，電機(jī)模塊10能夠包括冷卻劑流動路徑，所述冷卻劑流動路徑源自輸出軸冷卻劑通道62和出口 64并且在進(jìn)入冷卻劑通道58中之前流動通過轉(zhuǎn)子轂通道66。另外，在一些實(shí)施例中，相同的模塊10還能夠包括如以上所提及的轉(zhuǎn)子轂入口 72和基本單向的冷卻劑通道58。結(jié)果，在一些實(shí)施例中，單個模塊10能夠包括冷卻劑，所述冷卻劑流動通過轉(zhuǎn)子組件24，沿著兩個方向通過與轉(zhuǎn)子轂通道66流體連通的冷卻劑通道58，并且沿著兩個不同的軸向方向通過與在毗鄰轉(zhuǎn)子轂32的軸向邊緣的轉(zhuǎn)子轂入口 72流體連通的冷卻劑通道58.另外，在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子組件24能夠包括多條冷卻劑通道58，所述冷卻劑通道58包括先前所提及的構(gòu)造。僅以示例的方式，并且絕非限制本發(fā)明的范圍，在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子組件24能夠包括在圍繞轉(zhuǎn)子轂32的圓周的多個點(diǎn)處(例如，O度、90度、180度、270度等)與轉(zhuǎn)子轂通道66流體連通的冷卻劑通道58和與在其它冷卻劑通道58之間以有規(guī)則的間隔或不規(guī)則的間隔間隔開的轉(zhuǎn)子轂入口 74流體連通的冷卻劑通道58。結(jié)果，在一些實(shí)施例中，冷卻劑能夠沿著軸向方向流動通過多條冷卻劑通道58，以加強(qiáng)包括冷卻磁體54的轉(zhuǎn)子組件24的冷卻。本領(lǐng)域中的那些技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管已經(jīng)接合具體實(shí)施例和示例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不必受此局限，并且隨附權(quán)利要求旨在涵蓋多個其它實(shí)施例、示例、 用法和所述實(shí)施例、示例、用法的修改方案和變更方案。在此引用的每個專利和公報(bào)的全部公開內(nèi)容均以引用的方式并入本發(fā)明，猶如每個所述專利或公報(bào)均在此以援引的方式單獨(dú)并入本發(fā)明。在以下權(quán)利要求中陳述本發(fā)明的多個特征和優(yōu)勢。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)模塊,所述電機(jī)模塊包括 外殼，所述外殼至少部分地限定了機(jī)器腔；和 電機(jī)，所述電機(jī)基本定位在所述機(jī)器腔內(nèi)并且至少部分地由所述外殼所包封，所述電機(jī)包括轉(zhuǎn)子組件，所述轉(zhuǎn)子組件包括聯(lián)接到多個轉(zhuǎn)子疊層的轉(zhuǎn)子轂， 所述轉(zhuǎn)子轂包括第一軸向端部和第二軸向端部，所述第一軸向端部與所述第二軸向端部基本相對， 所述轉(zhuǎn)子疊層的至少一部分包括至少一個孔，以便當(dāng)將所述多個轉(zhuǎn)子疊層聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)子轂時，所述轉(zhuǎn)子疊層的所述孔構(gòu)造并且布置成支撐至少一個磁體， 所述轉(zhuǎn)子組件包括多條冷卻劑通道，所述冷卻劑通道與所述機(jī)器腔流體相聯(lián)， 布置在所述轉(zhuǎn)子轂的一部分中的至少第一轉(zhuǎn)子轂入口基本毗鄰所述第一軸向端部，并且布置在所述轉(zhuǎn)子轂的一部分中的至少第二轉(zhuǎn)子轂入口基本毗鄰所述第二軸向端部， 所述第一轉(zhuǎn)子轂入口與所述多條冷卻劑通道中的至少一個流體相聯(lián)，并且所述第二轉(zhuǎn)子轂入口與所述多條冷卻劑通道中的至少一個流體相聯(lián)，并且 其中，與所述第一轉(zhuǎn)子轂入口流體相聯(lián)的所述至少一個冷卻劑通道和與所述第二轉(zhuǎn)子轂入口流體相聯(lián)的所述至少一個冷卻劑通道不是相同的冷卻劑通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電機(jī)模塊，所述電機(jī)模塊還包括至少一個端環(huán)，所述端環(huán)聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)子組件的所述第一軸向端部和所述第二軸向端部中的至少一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)模塊，其中，所述至少一個平衡環(huán)構(gòu)造并且布置成將冷卻劑從所述多條冷卻劑通道引導(dǎo)到所述機(jī)器腔中。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電機(jī)模塊，其中，與所述第一轉(zhuǎn)子轂入口流體相聯(lián)的至少一個冷卻劑通道在緊鄰所述第一軸向端部處被基本密封，以便所述冷卻劑通道僅僅在所述第二軸向端部處與所述機(jī)器腔流體相聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)模塊，其中，與所述第二轉(zhuǎn)子轂入口流體相聯(lián)的所述至少一個冷卻劑通道在緊鄰所述第二軸向端部處被基本密封，以便所述冷卻劑通道僅僅在所述第一軸向端部處與所述機(jī)器腔流體相聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電機(jī)模塊，所述電機(jī)模塊還包括冷卻劑套，所述冷卻劑套定位在所述外殼內(nèi)；和多個冷卻劑孔，所述多個冷卻劑孔定位成通過所述外殼的一部分，以便所述冷卻劑套與所述機(jī)器腔流體連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電機(jī)模塊，其中，所述轉(zhuǎn)子組件包括第一凸緣，所述第一凸緣定位成基本毗鄰所述第一軸向端部；和第二凸緣，所述第二凸緣定位成基本毗鄰所述第二軸向端部，其中，所述第一凸緣和所述第二凸緣構(gòu)造并且布置成分別朝向所述第一轉(zhuǎn)子轂入口和所述第二轉(zhuǎn)子轂入口弓I導(dǎo)至少一部分冷卻劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電機(jī)模塊，其中，所述電機(jī)還包括定子組件，所述定子組件基本環(huán)繞所述轉(zhuǎn)子組件的至少一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電機(jī)模塊，所述電機(jī)模塊還包括多個第一轉(zhuǎn)子轂入口，所述第一轉(zhuǎn)子轂入口定位成基本毗鄰所述第一軸向端部并且所述多個第一轉(zhuǎn)子轂入口中的每一個均與所述多條冷卻劑通道中的至少一個流體相聯(lián)；和多個第二轉(zhuǎn)子轂入口，所述第二轉(zhuǎn)子轂入口定位成基本毗鄰所述第二軸向端部并且所述多個第二轉(zhuǎn)子轂入口中的每一個均與所述多條冷卻劑通道中的至少一個流體相聯(lián)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電機(jī)模塊，其中，與所述多個第一轉(zhuǎn)子轂入口流體相聯(lián)的所述冷卻劑通道僅僅在所述第二端部處與所述機(jī)器腔流體相聯(lián)，并且與所述多個第二轉(zhuǎn)子轂入口流體相聯(lián)的所述冷卻劑通道僅僅在所述第一軸向端部處與所述機(jī)器腔流體相聯(lián)。
11.一種電機(jī)模塊，所述電機(jī)模塊包括； 外殼，所述外殼至少部分地限定了機(jī)器腔；和 電機(jī)，所述電機(jī)定位成基本位于所述機(jī)器腔內(nèi)并且至少部分地被所述外殼所包封，所述電機(jī)包括轉(zhuǎn)子組件，所述轉(zhuǎn)子組件包括轉(zhuǎn)子轂； 所述轉(zhuǎn)子組件可操作地聯(lián)接到輸出軸，所述輸出軸包括至少一個輸出軸冷卻劑通道；和至少一個輸出軸冷卻劑出口，所述至少一個輸出軸冷卻劑出口與所述輸出軸冷卻劑通道流體連通； 所述轉(zhuǎn)子組件包括至少一個磁體、第一軸向端部、和第二軸向端部，所述第一軸向端部與所述第二軸向端部基本相對， 所述轉(zhuǎn)子組件包括多條冷卻劑通道，所述冷卻劑通道從所述第一軸向端部延伸到所述第二軸向端部，所述多條冷卻劑通道與所述機(jī)器腔流體連通， 至少一個轉(zhuǎn)子轂通道定位成通過所述轉(zhuǎn)子組件的一部分，所述至少一個轉(zhuǎn)子轂通道將所述至少一個輸出軸冷卻劑出口流體聯(lián)接到所述多條冷卻劑通道的至少一部分， 至少第一轉(zhuǎn)子轂入口布置在所述轉(zhuǎn)子組件的基本毗鄰所述第一軸向端部的部分中，并且至少第二轉(zhuǎn)子轂入口布置在所述轉(zhuǎn)子組件的基本毗鄰所述第二軸向端部的部分中， 所述第一轉(zhuǎn)子轂入口與所述多條冷卻劑通道的至少一部分流體相聯(lián)，并且所述第二轉(zhuǎn)子轂入口與所述多條冷卻劑通道的至少一部分流體相聯(lián)，并且 其中，所述多條冷卻劑通道的與所述第一轉(zhuǎn)子轂入口流體相聯(lián)的部分、所述多條冷卻劑通道的與所述第二轉(zhuǎn)子轂入口流體相聯(lián)的部分、和所述多條冷卻劑通道的與所述至少一個轉(zhuǎn)子轂通道流體相聯(lián)的部分不是相同的冷卻劑通道。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電機(jī)模塊，所述電機(jī)模塊還包括至少一個平衡環(huán)，所述至少一個平衡環(huán)聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)子組件的所述第一軸向端部和所述第二軸向端部中的至少一個。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電機(jī)，其中，所述至少一個平衡環(huán)構(gòu)造并且布置成將冷卻劑從所述多條冷卻劑通道引導(dǎo)到所述機(jī)器腔中。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電機(jī)模塊，其中，所述多條冷卻劑通道的與所述第一轉(zhuǎn)子轂入口流體相聯(lián)的部分在緊鄰所述第一軸向端部處被基本密封，以便所述冷卻劑通道僅僅在所述第二軸向端部處與所述機(jī)器腔流體相聯(lián)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電機(jī)，其中，所述多條冷卻劑通道的與所述第二轉(zhuǎn)子轂入口流體相聯(lián)的部分在緊鄰所述第二軸向端部處被基本密封，以便所述冷卻劑通道僅僅在所述第一軸向端部處與所述機(jī)器腔流體相聯(lián)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電機(jī)，并且所述電機(jī)還包括冷卻劑套，所述冷卻劑套定位在所述外殼內(nèi)；和多個冷卻劑孔，所述多個冷卻劑孔定位成通過所述外殼的一部分，以便所述冷卻劑套與所述機(jī)器腔流體連通。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電機(jī)模塊，其中，所述轉(zhuǎn)子組件包括第一凸緣，所述第一凸緣定位成基本毗鄰所述第一軸向端部；和第二凸緣，所述第二凸緣定位成基本毗鄰所述第二軸向端部，其中，所述第一凸緣和所述第二凸緣構(gòu)造并且布置成分別引導(dǎo)至少一部分冷卻劑通過所述第一轉(zhuǎn)子轂入口和所述第二轉(zhuǎn)子轂入口。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電機(jī)模塊并且所述電機(jī)模塊還包括多個轉(zhuǎn)子轂通道，所述多個轉(zhuǎn)子轂通道流體聯(lián)接多個輸出軸冷卻劑出口和所述多條冷卻劑通道中的一部分。
19.用于冷卻電機(jī)模塊的方法，所述方法包括 提供一種至少部分地限定了機(jī)器腔的外殼； 將電機(jī)基本定位在所述機(jī)器腔內(nèi)并且通過所述外殼至少部分地包封所述電機(jī)，所述電機(jī)包括轉(zhuǎn)子組件，所述轉(zhuǎn)子組件包括轉(zhuǎn)子轂、至少一個磁體、第一軸向端部、和第二軸向端部，所述第一軸向端部與所述第二軸向端部基本相對； 將所述轉(zhuǎn)子組件可操作地聯(lián)接到輸出軸，所述輸出軸包括至少一條輸出軸冷卻劑通道和至少一個輸出軸冷卻劑出口，所述至少一個輸出軸冷卻劑出口與所述輸出軸冷卻劑通道流體連通； 將多條冷卻劑通道定位在所述轉(zhuǎn)子組件內(nèi)，以便所述多條冷卻劑通道從所述第一軸向端部延伸到所述第二軸向端部，所述多條冷卻劑通道與所述機(jī)器腔流體相聯(lián)； 將至少一條轉(zhuǎn)子轂通道定位成通過所述轉(zhuǎn)子組件的一部分，所述至少一條轉(zhuǎn)子轂通道與所述至少一個輸出軸冷卻劑出口和所述多條冷卻劑通道的至少一部分流體相聯(lián)； 將至少第一轉(zhuǎn)子轂入口布置在所述轉(zhuǎn)子組件的基本毗鄰所述第一軸向端部的部分中；和 將至少第二轉(zhuǎn)子轂布置在所述轉(zhuǎn)子組件的基本毗鄰所述第二軸向端部的部分中， 所述第一轉(zhuǎn)子轂入口與所述多條冷卻劑通道的至少一部分流體相聯(lián)，并且所述第二轉(zhuǎn)子轂入口與所述多條冷卻劑通道的至少一部分流體相聯(lián)，并且 其中，所述多條冷卻劑通道的與所述第一轉(zhuǎn)子轂入口流體相聯(lián)的部分、所述多條冷卻劑通道的與所述第二轉(zhuǎn)子轂入口流體相聯(lián)的部分、和所述多條冷卻劑通道的與所述至少一個轉(zhuǎn)子轂通道流體相聯(lián)的部分不是相同的冷卻劑通道。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，所述方法還包括在毗鄰所述第一軸向端部處基本密封所述冷卻劑通道的與所述第一轉(zhuǎn)子轂入口流體聯(lián)接的部分中的至少一些，并且在毗鄰所述第二軸向端部處基本密封所述冷卻劑通道的與所述第二轉(zhuǎn)子轂入口流體相聯(lián)的部分中的至少一些。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例設(shè)置了一種電機(jī)模塊，所述電機(jī)模塊包括限定了機(jī)器腔的外殼。在一些實(shí)施例中，電機(jī)能夠定位在機(jī)器腔內(nèi)并且包括聯(lián)接到轉(zhuǎn)子疊層的轉(zhuǎn)子轂。轉(zhuǎn)子轂?zāi)軌虬ǖ谝缓偷诙S向端部，并且轉(zhuǎn)子疊層能夠包括凹陷部。在一些實(shí)施例中，凹陷部能夠?qū)?zhǔn)，以限定多條冷卻劑通道的能夠與機(jī)器腔流體連通的部分。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子轂?zāi)軌虬ㄅc冷卻劑通道的至少一部分流體連通的第一和第二轉(zhuǎn)子轂入口。第一和第二轉(zhuǎn)子轂入口能夠毗鄰轉(zhuǎn)子轂的軸向端部。在一些實(shí)施例中，與轉(zhuǎn)子轂入口流體連通的冷卻劑通道不是相同的冷卻劑通道。
文檔編號H02K9/19GK102934330SQ201180028039
公開日2013年2月13日 申請日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者B·D·錢伯林, C·伯格 申請人:瑞美技術(shù)有限責(zé)任公司