與相關(guān)申請的交叉引用

本申請根據(jù)35u.s.c.§119(a)要求2016年4月18日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局所提出的韓國專利申請第10-2016-0047095號的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，并通過引用將其全文納入本文。

本發(fā)明涉及一種用于車輛的驅(qū)動電機，更特別地，涉及一種驅(qū)動電機的冷卻單元，其能夠冷卻固定在殼體之內(nèi)的驅(qū)動電機的定子鐵芯。

背景技術(shù)：

通常，稱作環(huán)境友好車輛的電動車輛或混合動力車輛可以通過電動電機(在下文中稱為“驅(qū)動電機”)獲得由電池的電力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩而得到驅(qū)動。

上述驅(qū)動電機包括定子鐵芯。定子鐵芯固定在殼體之內(nèi)，轉(zhuǎn)子與驅(qū)動電機的電機軸整體地安裝。

同時，大量的熱量由于驅(qū)動電機中的定子鐵芯中產(chǎn)生的渦流而產(chǎn)生，有必要進行冷卻從而防止由于熱量造成的損害并持續(xù)地確保穩(wěn)定的可操作性。

特別地，驅(qū)動電機的冷卻(例如永磁體同步電機(pmsm))在電機的效率和鐵芯組件(永磁體、纏繞線圈等等)的防護方面起到非常重要的作用。在驅(qū)動電機中，當永磁體的溫度變成預(yù)定水平或者更高水平的時候，產(chǎn)生永磁體退磁，從而磁力的強度變?nèi)?，這對電機的效率具有相當不利的影響。

對于冷卻驅(qū)動電機，已主要使用用油的油冷卻方案和用冷卻劑的水冷卻方案。在它們之中，將通過實施例描述基于水冷卻方案的驅(qū)動電機的冷卻單元。在基于水冷卻方案的驅(qū)動電機的冷卻單元中，用于冷卻定子鐵芯同時將定子鐵芯固定至殼體的支撐環(huán)安裝在殼體與定子鐵芯之間。

在相關(guān)技術(shù)中，支撐環(huán)包括沿著環(huán)方向(周向方向)形成在其中的冷卻劑流動路徑從而允許冷卻劑流動。另外支撐環(huán)包括冷卻劑入口和冷卻劑出口，該冷卻劑入口形成為將冷卻劑注入冷卻流動路徑中，該冷卻劑出口形成為將冷卻劑從冷卻劑流動路徑中排出。這里，經(jīng)過冷卻劑入口注入的冷卻劑可以沿著冷卻劑流動路徑從冷卻劑入口流動至兩側(cè)，并經(jīng)過冷卻劑出口而排出。

因此，支撐環(huán)的冷卻劑流動路徑可以包括第一路徑和第二路徑，該第一路徑使冷卻劑入口和冷卻劑出口在一側(cè)彼此連接，該第二路徑使冷卻劑入口和冷卻劑出口在另一側(cè)彼此連接。這里，冷卻劑流動路徑可以包括橫截面面積彼此相同而長度彼此不同的第一路徑和第二路徑。

因此，在根據(jù)相關(guān)技術(shù)的支撐環(huán)的冷卻劑流動路徑中，第一路徑和第二路徑的流動橫截面面積彼此相同而第一路徑和第二路徑的長度彼此不同，從而更大的流量可以引入至第一路徑和第二路徑中具有較短長度的路徑中。

因此，在相關(guān)技術(shù)中，在支撐環(huán)的冷卻劑路徑中發(fā)生沿著第一路徑和第二路徑流動的冷卻劑的流量的不平衡，其可以導(dǎo)致驅(qū)動電機的冷卻不平衡。

公開于背景技術(shù)部分的上述信息僅僅旨在加深對本發(fā)明背景技術(shù)的理解，因此其可以包含的信息并不構(gòu)成在本國已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種驅(qū)動電機的冷卻單元，其具有減小沿著支撐環(huán)的冷卻劑流動路徑的冷卻劑的流量不平衡的優(yōu)點。

本發(fā)明的示例性實施方案提供驅(qū)動電機的冷卻單元，包括：固定構(gòu)件，其安裝在電機殼體的內(nèi)壁表面上并構(gòu)造為固定驅(qū)動電機的定子鐵芯，其中，所述固定構(gòu)件具有環(huán)形形狀，所述固定構(gòu)件包括形成在其中以允許冷卻介質(zhì)流動的流動路徑，并包括形成為連接至流動路徑的冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口，所述流動路徑包括第一路徑和第二路徑，所述第一路徑使冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口在一側(cè)彼此連接，所述第二路徑使冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口在另一側(cè)彼此連接，第一路徑和第二路徑具有不同的流動橫截面并彼此連接。

第一路徑和第二路徑可以具有不同的長度，第一路徑的長度可以比第二路徑的長度更長。

第一路徑的流動橫截面可以比第二路徑的流動橫截面更大。

第一路徑和第二路徑可以允許相同流量的冷卻介質(zhì)流動。

本發(fā)明的另一個示例性實施方案提供驅(qū)動電機的冷卻單元，包括：固定構(gòu)件，其安裝在電機殼體的內(nèi)壁表面上并構(gòu)造為固定驅(qū)動電機的定子鐵芯，其中，所述固定構(gòu)件具有環(huán)形形狀，所述固定構(gòu)件包括形成在其中以允許冷卻介質(zhì)流動的流動路徑，并包括形成為連接至流動路徑的冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口，所述流動路徑包括第一路徑和第二路徑，所述第一路徑使冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口在一側(cè)彼此連接，所述第二路徑使冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口在另一側(cè)彼此連接，第一路徑和第二路徑具有不同的長度，連接至流動路徑的多個通孔沿著固定構(gòu)件的外周向方向在固定構(gòu)件的外周表面中形成，帽塞安裝在通孔中，所述帽塞以不同的深度插入至通孔中從而各自對應(yīng)于第一路徑和第二路徑。

第一路徑和第二路徑可以具有相同的流動橫截面并彼此連接。

第一路徑的長度可以比第二路徑的長度更長。

對應(yīng)于第一路徑的所述帽塞的插入深度可以比對應(yīng)于第二路徑的帽塞的插入深度更淺。

本發(fā)明的又一個示例性實施方案提供驅(qū)動電機的冷卻單元，包括：固定構(gòu)件，其安裝在電機殼體的內(nèi)壁表面上并構(gòu)造為固定驅(qū)動電機的定子鐵芯，其中，所述固定構(gòu)件具有環(huán)形形狀，所述固定構(gòu)件包括形成在其中以允許冷卻介質(zhì)流動的流動路徑，并包括形成為連接至流動路徑的冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口，所述流動路徑包括第一路徑和第二路徑，所述第一路徑使冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口在一側(cè)彼此連接，所述第二路徑使冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口在另一側(cè)彼此連接，第一路徑和第二路徑具有不同的長度，連接至流動路徑的多個通孔沿著固定構(gòu)件的外周向方向在固定構(gòu)件的外周表面中形成，帽塞安裝在通孔中，所述帽塞以不同的深度插入至通孔中從而各自對應(yīng)于第一路徑和第二路徑，帽塞的插入深度通過致動器而改變。

第一路徑和第二路徑可以具有相同的流動橫截面并彼此連接。

第一路徑的長度可以比第二路徑的長度更長。

對應(yīng)于第二路徑的所述帽塞的插入深度可以比對應(yīng)于第一路徑的帽塞的插入深度更深。

所述致動器可以包括連接至對應(yīng)于第二路徑的帽塞的操作汽缸。

附圖說明

將提供附圖的簡要說明從而更充分地理解用在本發(fā)明的詳細描述中的附圖。

圖1為示意性地顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的驅(qū)動電機的冷卻單元的橫截面圖。

圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的驅(qū)動電機的冷卻單元中使用的固定構(gòu)件的立體圖。

圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的驅(qū)動電機的冷卻單元中使用的固定構(gòu)件的橫截面圖。

圖4為顯示根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施方案的驅(qū)動電機的冷卻單元中使用的固定構(gòu)件的橫截面圖。

圖5為顯示根據(jù)本發(fā)明的又一個示例性實施方案的驅(qū)動電機的冷卻單元中使用的固定構(gòu)件的橫截面圖。

具體實施方式

應(yīng)當理解，此處所使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其它類似術(shù)語一般包括機動車輛，例如包括運動型多用途車輛(suv)、大客車、卡車、各種商用車輛的乘用汽車，包括各種舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、可插式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此處所提到的，混合動力車輛是具有兩種或更多動力源的車輛，例如汽油動力和電力動力兩者的車輛。

本文所使用的術(shù)語僅用于描述具體實施方案的目的并且不旨在限制本發(fā)明。正如本文所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“所述”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有清楚說明。還將理解當在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但是不排除存在或加入一種或多種其他的特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其群組。正如本文所使用的，術(shù)語“和/或”包括一種或多種相關(guān)列舉項目的任何和所有組合。”在整個說明書中，除非明確地相反描述，術(shù)語“包括(comprise)”和變化形式例如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”應(yīng)被理解為暗示包含所述元件但是不排除任何其它元件。另外，在說明書中描述的術(shù)語“單元”、“施動的人或物”(“-er”)、“做特定事情的人或物”(“-or”)和“模塊”表示用于處理至少一個功能或者操作的單元，并可以通過硬件組件或軟件組件以及它們的組合而實現(xiàn)。

此外，本發(fā)明的控制邏輯可以實施為計算機可讀介質(zhì)上的非瞬態(tài)計算機可讀介質(zhì)，其包含由處理器、控制器等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令。計算機可讀介質(zhì)的示例包括但不限于rom、ram、光碟(cd)-roms、磁帶、軟盤、閃盤驅(qū)動器、智能卡和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。計算機可讀介質(zhì)還可以分布在網(wǎng)絡(luò)連接的計算機系統(tǒng)上，使得計算機可讀介質(zhì)例如通過遠程信息處理服務(wù)器或控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(can)以分布方式存儲和執(zhí)行。

下文將參考所附附圖對本發(fā)明進行更為全面的描述，在這些附圖中顯示了本發(fā)明的示例性實施方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，可以對所描述的實施方案進行各種不同方式的修改，所有這些修改將不脫離本發(fā)明的精神或范圍。

圖1為示意性地顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的驅(qū)動電機的冷卻單元的橫截面圖。

參考圖1，本發(fā)明的示例性實施方案可以用于在電動車輛或混合動力車輛中所使用的驅(qū)動電機3。驅(qū)動電機3可以包括永磁體同步電機(pmsm)或繞線轉(zhuǎn)子同步電機(wrsm)。

驅(qū)動電機3包括定子鐵芯10和轉(zhuǎn)子鐵芯30，該定子鐵芯10固定于電機殼體(在下文中為了方便稱為“殼體”)1之內(nèi)并產(chǎn)生磁通量，該轉(zhuǎn)子鐵芯30設(shè)置為與定子鐵芯10具有預(yù)定間隔并繞著旋轉(zhuǎn)軸20(其為驅(qū)動軸)旋轉(zhuǎn)。例如，驅(qū)動電機3可以在內(nèi)轉(zhuǎn)子類型同步電機中使用，在該內(nèi)轉(zhuǎn)子類型同步電機中轉(zhuǎn)子鐵芯30設(shè)置在定子鐵芯10內(nèi)部。

如上所述的根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的驅(qū)動電機3的冷卻單元100具有這樣的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中驅(qū)動電機3的定子鐵芯10固定于殼體1之內(nèi)，且定子鐵芯10可以由冷卻介質(zhì)(例如冷卻劑)冷卻。

在本發(fā)明的示例性實施方案中，設(shè)置驅(qū)動電機3的冷卻單元100，該冷卻單元100可以減少冷卻介質(zhì)流量的不平衡并進一步提高用于驅(qū)動電機3的定子鐵芯10的冷卻性能。

出于該目的，根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的驅(qū)動電機3的冷卻單元100包括固定構(gòu)件50，該固定構(gòu)件50安裝于殼體1與定子鐵芯10之間。

圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的驅(qū)動電機的冷卻單元中使用的固定構(gòu)件的立體圖，圖3為圖2的橫截面圖。

參考圖1至圖3，在本發(fā)明的示例性實施方案中，在水冷卻方案中，固定構(gòu)件50的目的為通過冷卻劑(冷卻劑為冷卻介質(zhì))來冷卻定子鐵芯10中所產(chǎn)生的熱量，同時在殼體1中支撐并固定驅(qū)動電機3的定子鐵芯10。

固定構(gòu)件50設(shè)置為支撐環(huán)并安裝在殼體1與定子鐵芯10之間，該支撐環(huán)的整體形狀為環(huán)形形狀。固定構(gòu)件50可以由熱膨脹系數(shù)與定子鐵芯10相似的不銹鋼材料形成。

在本發(fā)明的示例性實施方案中，固定構(gòu)件50包括冷卻劑流動路徑61使得冷卻劑(冷卻劑為冷卻介質(zhì))在環(huán)方向(周向方向)中流動從而冷卻定子鐵芯10。冷卻劑流動路徑61可以在固定構(gòu)件50之內(nèi)與固定構(gòu)件50整體形成。

固定構(gòu)件50優(yōu)選地通過型芯型低壓鑄造制造而成，冷卻劑流動路徑61在固定構(gòu)件50之內(nèi)與固定構(gòu)件50整體形成。換言之，冷卻劑流動路徑61可以通過低壓鑄造模制固定構(gòu)件50的環(huán)狀本體而在固定構(gòu)件50的環(huán)狀本體之內(nèi)形成為環(huán)形內(nèi)部空間。

另外，連接至冷卻劑流動路徑61的多個通孔71沿著固定構(gòu)件50的外周向方向在固定構(gòu)件50的外周表面中形成。通孔71沿著周向方向在固定構(gòu)件50的外周表面中形成以便彼此以預(yù)定間隔隔開。

通孔71可以形成為用于形成在固定構(gòu)件50之內(nèi)的冷卻劑流動路徑61的型芯孔。用于將冷卻劑注入至冷卻劑流動路徑61的冷卻介質(zhì)入口73形成在任一個通孔71中。另外，用于將冷卻劑從冷卻劑流動路徑61中排出的冷卻介質(zhì)出口75形成在另一個通孔71中。

用于堵住通孔71的帽塞77安裝在通孔71中的除了在其中安裝冷卻介質(zhì)入口73和冷卻介質(zhì)出口75之外的通孔中。帽塞77塞住通孔71同時以壓配合的方式插入通孔71中。

同時，在本發(fā)明的示例性實施方案中，由于冷卻劑流動的冷卻劑流動路徑61沿著固定構(gòu)件50的周向方向(或環(huán)方向)形成，因此冷卻劑流動路徑61包括彼此連接的第一路徑81和第二路徑82。第一路徑81和第二路徑82沿著固定構(gòu)件50的周向方向劃分并彼此連接，由此可以形成上述的冷卻劑流動路徑61。

第一路徑81使冷卻介質(zhì)入口73和冷卻介質(zhì)出口75基于固定構(gòu)件50的周向方向在一側(cè)彼此連接，第二路徑82使冷卻介質(zhì)入口73和冷卻介質(zhì)出口75基于固定構(gòu)件50的周向方向在另一側(cè)彼此連接。

冷卻劑流動路徑61的第一路徑81和第二路徑82設(shè)置為具有不同的長度。例如，第一路徑81的長度可以比第二路徑82的長度相對更長。

在本發(fā)明的示例性實施方案中，第一路徑81和第二路徑82具有不同的流動橫截面并彼此連接。例如，第一路徑81的流動橫截面比第二路徑82的流動橫截面更大。

因此，在如上所述構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的驅(qū)動電機的冷卻單元100中，固定構(gòu)件50安裝在殼體1與定子鐵芯10之間，冷卻劑流動的冷卻劑流動路徑61形成在固定構(gòu)件50中，由此可以使得冷卻劑流動至冷卻劑流動路徑61并通過冷卻劑冷卻在定子鐵芯10中產(chǎn)生的熱量。

在本發(fā)明的示例性實施方案中，通過固定構(gòu)件50的冷卻介質(zhì)入口73注入的冷卻劑可以沿著冷卻劑流動路徑61的第一路徑81和第二路徑82在兩個方向中流動，并通過冷卻介質(zhì)出口75排出。

另外，在本發(fā)明的示例性實施方案中，由于第一路徑81的長度比第二路徑82的長度更長且第一路徑81的流動橫截面比第二流動路徑82的橫截面更大，因此第一路徑81和第二路徑82可以允許相同流量的冷卻介質(zhì)流動。

換言之，由于長度比第一路徑81的長度相對更短的第二路徑82的流動橫截面比第一路徑81的流動橫截面更小，因此第二路徑82中的冷卻劑的流速與第一路徑81中的冷卻劑的流速相比增大。另外，由于長度比第二路徑82的長度相對更長的第一路徑81的流動橫截面比第二路徑82的流動橫截面更大，因此第一路徑81中的冷卻劑的流速與第二路徑82中的冷卻劑的流速相比減小。

因此，在根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案中沿著冷卻劑流動路徑61的第一路徑81和第二路徑82流動的冷卻劑的流量的不平衡與相關(guān)技術(shù)(在相關(guān)技術(shù)中第一路徑和第二路徑的流動橫截面彼此相同，而第一路徑和第二路徑的長度彼此不同)相比減小。因此，驅(qū)動電機3的定子鐵芯10的冷卻性能可以得到提高。

圖4為顯示根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施方案的驅(qū)動電機的冷卻單元中使用的固定構(gòu)件的橫截面圖。

參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施方案的驅(qū)動電機的冷卻單元可以包括固定構(gòu)件150，該固定構(gòu)件150具有冷卻劑流動路徑161，該冷卻劑流動路徑161的第一路徑181和第二路徑182的流動橫截面彼此相同且第一路徑181的長度比第二路徑182的長度相對更長。

另外，根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施方案的驅(qū)動電機的冷卻單元可以包括帽塞177，所述帽塞177以不同的插入長度安裝在固定構(gòu)件150的通孔171中從而各自對應(yīng)于第一路徑181和第二路徑182。

在此，第一路徑181中的帽塞177插入至通孔171中，其插入深度比第二路徑182中的帽塞177的插入深度更淺。另外，第二路徑182中的帽塞177插入至通孔171中，其插入深度比第一路徑181中的帽塞177的插入深度更深。

因此，在本發(fā)明的另一個示例性實施方案中，由于長度比第一路徑181的長度相對更短的第二路徑182中的帽塞177插入至通孔171中，其插入深度比第一路徑181中的帽塞177的插入深度更深，因此第二路徑182中的冷卻劑的流速與第一路徑181中的冷卻劑的流速相比增大。

另外，在本發(fā)明的另一個示例性實施方案中，由于長度比第二路徑182的長度相對更長的第一路徑181中的帽塞177插入至通孔171中，其插入深度比第二路徑182中的帽塞177的插入深度更淺，因此第一路徑181中的冷卻劑的流速與第二路徑182中的冷卻劑的流速相比減小。

因此，在本發(fā)明的另一個示例性實施方案中，各自對應(yīng)于冷卻劑流動路徑161的第一路徑181和第二路徑182的帽塞177的插入深度設(shè)定為彼此不同，由此減小沿著第一路徑181和第二經(jīng)182流動的冷卻劑的流量的不平衡。因此，可以提高驅(qū)動電機的定子鐵芯的冷卻性能。

圖5為顯示根據(jù)本發(fā)明的又一個示例性實施方案的驅(qū)動電機的冷卻單元中使用的固定構(gòu)件的橫截面圖。

參考圖5，根據(jù)本發(fā)明的又一個示例性實施方案的驅(qū)動電機的冷卻單元可以包括固定構(gòu)件250，該固定構(gòu)件250具有冷卻劑流動路徑261，該冷卻劑流動路徑261的第一路徑281和第二路徑282的流動橫截面彼此相同且第一路徑281的長度比第二路徑282的長度相對更長，與上述根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施方案的驅(qū)動電機的冷卻單元相似。

另外，根據(jù)本發(fā)明的又一個示例性實施方案的驅(qū)動電機的冷卻單元可以包括帽塞277，所述帽塞177以不同的插入長度安裝在固定構(gòu)件250的通孔271中從而各自對應(yīng)于第一路徑281和第二路徑282。

在本發(fā)明的又一個示例性實施方案中，各自對應(yīng)于第一路徑281和第二路徑282的帽塞277的插入深度可以通過致動器290而不同。

例如，第二路徑282中的帽塞277通過致動器290而插入至通孔271中，其插入深度比第一路徑281中的帽塞277的插入深度更深。

在此，第一路徑281中的帽塞277插入至通孔271中，其插入深度比第二路徑282中的帽塞277的插入深度淺例如通孔271的厚度。

如上所述的致動器290可以包括例如操作汽缸291，所述操作汽缸291安裝為連接至對應(yīng)于第二路徑282的帽塞277且在相關(guān)技術(shù)中為眾所周知的。

因此，由于長度比第一路徑281的長度相對更短的第二路徑282中的帽塞277通過致動器290而插入至通孔271中，其插入深度比第一路徑281中的帽塞277的插入深度更深，因此第二路徑282中的冷卻劑的流速與第一路徑281中的冷卻劑的流速相比增大。

另外，由于長度比第二路徑282的長度相對更長的第一路徑281中的帽塞277插入至通孔271中，其插入深度比第二路徑282中的帽塞277的插入深度更淺，因此第一路徑281中的冷卻劑的流速與第二路徑282中的冷卻劑的流速相比減小。

因此，在本發(fā)明的又一個示例性實施方案中，各自對應(yīng)于冷卻劑流動路徑261的第一路徑281和第二路徑282的帽塞277的插入深度通過致動器290而設(shè)定為彼此不同，由此減小沿著冷卻劑流動部分261的第一路徑281和第二路徑282流動的冷卻劑的流量的不平衡。因此，可以提高驅(qū)動電機的定子鐵芯的冷卻性能。

雖然參考目前被視為是實際的示例性實施方案描述本發(fā)明，應(yīng)理解本發(fā)明并不限于所描述的實施方案，相反，本發(fā)明旨在覆蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)的各種修改形式和等效形式。