用于電動機的冷卻系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶有權(quán)利要求1的前序部分的特征的用于電動機的冷卻系統(tǒng)。此外，本發(fā)明還涉及一種帶有這種冷卻系統(tǒng)的電動機。
【背景技術(shù)】
[0002]尤其是當(dāng)致力于電驅(qū)動裝置的緊湊的結(jié)構(gòu)方式以及與之相關(guān)的高能量密度時，為了給電動機降溫通常使用液體冷卻裝置。典型的應(yīng)用領(lǐng)域(在其中，電驅(qū)動裝置的緊湊性特別重要)是電動汽車。基于在機動車中的有限的結(jié)構(gòu)空間，在此致力于用于驅(qū)動的牽引機的特別高的功率密度。
[0003]因而，由文獻(xiàn)DE 102008014386A1已知一種帶有液體冷卻系統(tǒng)的電機，該液體冷卻系統(tǒng)具有權(quán)利要求1的前序部分的特征。為了給定子降溫，在它的外周邊裝配有冷卻套管。與冷卻劑在徑向上間隔開地存在殼體，其用于容納帶有裝配好的冷卻套管的定子。在殼體與冷卻套管之間存在空腔，其可以在周向方向上被冷卻介質(zhì)流過。
[0004]在由文獻(xiàn)DE 102008014386A1已知的冷卻系統(tǒng)中設(shè)置的是，通過隔斷板把用于冷卻介質(zhì)的輸入孔與輸出孔分開，以便環(huán)繞空腔的周邊360°地輸送冷卻流體流。
[0005]冷卻套管通常以壓配合的形式與定子相連。由此確保從定子疊片組到冷卻套管上的良好的熱傳遞。此外，通過壓配合確保轉(zhuǎn)矩傳遞至承載元件。
[0006]在已知的電動機中，冷卻套管和殼體通常不由同樣的材料制成。相應(yīng)地，在兩種組件中還得出不同的熱膨脹系數(shù)。這可以導(dǎo)致的是，配設(shè)有冷卻套管的定子盡管與殼體一起在室溫下形成壓配合，但該壓配合卻在溫度提高的情況下在電機運行期間過渡為間隙配入口 ο

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所基于的任務(wù)在于能夠廉價地實現(xiàn)電動機在所有運行狀態(tài)下有效的冷卻。
[0008]該任務(wù)通過帶有根據(jù)權(quán)利要求1的特征的用于電動機的冷卻系統(tǒng)實現(xiàn)。這種冷卻系統(tǒng)首先包括冷卻套管，其設(shè)置用于裝配在電動機的定子疊片組的外周邊上。這種裝配尤其是以擠壓配合的形式例如通過熱收縮法出現(xiàn)。
[0009]此外，冷卻系統(tǒng)還包括殼體，其用于容納帶有裝配好的冷卻套管的定子。在容納配設(shè)有冷卻套管的定子之后，在徑向上，在冷卻套管的外壁與殼體內(nèi)壁之間保留有空腔。在電動機運行中，該空腔用于容納流態(tài)的冷卻介質(zhì)。
[0010]此外，殼體還包含用于把冷卻介質(zhì)輸入到空腔的輸入?yún)^(qū)域中的輸入開口以及用于把冷卻介質(zhì)從空腔的輸出區(qū)域中輸出的輸出開口。在所提到的輸入?yún)^(qū)域與輸出區(qū)域之間存在尤其是在軸向上延伸的阻隔元件，其將輸入?yún)^(qū)域和輸出區(qū)域彼此分開。
[0011]該布置可以有利地以如下方式構(gòu)造，S卩，通過輸入開口引入空腔的冷卻介質(zhì)幾乎完全在周向方向上通過空腔地圍繞定子流動，并且最后在輸出開口處又離開空腔，以便例如把所吸收的熱量再次釋放到外部的熱交換器上。
[0012]為了阻止冷卻介質(zhì)以最短的路徑直接從輸入開口流至輸出開口并因而在此不圍繞電動機的整個定子流動，輸入?yún)^(qū)域和輸出區(qū)域通過與冷卻套管相連的阻隔元件在空間上彼此分開。
[0013]本發(fā)明基于下述認(rèn)識，S卩，這種由現(xiàn)有技術(shù)已知的、僅與冷卻套管固定相連的阻隔元件并非在每種運行狀態(tài)下都表現(xiàn)出在冷卻介質(zhì)的輸入?yún)^(qū)域與輸出區(qū)域之間的安全的隔斷。反而當(dāng)冷卻套管與殼體之間的連接例如由于電機的升溫而形成間隙配合時，將頻繁地導(dǎo)致泄漏。
[0014]尤其是為了在這種運行情況下還確保最佳的冷卻，本發(fā)明因此提出的是，阻隔元件以如下方式設(shè)計，即，使得它隨著在輸入?yún)^(qū)域和輸出區(qū)域中的冷卻介質(zhì)的壓力差的增加而壓向殼體的內(nèi)壁。換言之，阻隔元件具有隨著在輸入?yún)^(qū)域和輸出區(qū)域中的冷卻介質(zhì)的壓力差而增加的密封功能，由此可靠地避免沿殼體內(nèi)壁的泄漏流。
[0015]這種由壓力差引起的密封功能可以在本發(fā)明的有利的設(shè)計方案中例如以如下方式實現(xiàn)，即，阻隔元件在面對殼體的端部上沿輸入?yún)^(qū)域的方向貼靠到殼體的內(nèi)壁上。由此，在間隙配合越來越大的情況下有效地阻止在徑向外置的阻隔元件端部與殼體的內(nèi)壁之間的泄漏流。因為像在間隙配合中那樣，阻隔部在殼體與冷卻套管之間的壓配合的情況下同樣有效地密封，所以冷卻系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠非常輕易地確定規(guī)格。相反地，在沒有所提及的、依賴于壓力的密封功能的情況下，在兩個元件之間的間隙配合的情況下始終存在冷卻流體泄漏流，其依賴于電機的運行狀態(tài)并且在該冷卻系統(tǒng)的設(shè)計中相應(yīng)地難以考慮到。
[0016]在本發(fā)明的另外的有利的構(gòu)造方案中，密封功能以如下方式特別簡單地實現(xiàn)，即，阻隔元件至少在面對殼體的端部的區(qū)域中具有彈性結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠通過所提到的壓力差擠壓到殼體的內(nèi)壁上。這種彈性元件例如可以是軟的橡膠唇形件，其在極端條件下補償殼體與冷卻套管之間的間隙。
[0017]阻隔元件在制造技術(shù)上是特別廉價的，其構(gòu)造為注塑件。這種阻隔元件例如可以以本發(fā)明的有利的設(shè)計方案粘貼到冷卻套管上。
[0018]特別有彈性的材料尤其是適用于實現(xiàn)在阻隔元件的位于徑向靠外的部分中的密封功能。另一方面，在冷卻套管的周向方向上，由輸入?yún)^(qū)域與輸出區(qū)域之間的壓力差產(chǎn)生的力作用于阻隔元件，力使阻隔元件的一定的堅固性成為必要，以便將阻隔元件緊固地保持在冷卻套管的固定的位置上，并且避免整個阻隔元件的不希望的變形。為了實現(xiàn)這一點，本發(fā)明的下述設(shè)計方案是有利的，其中，阻隔元件具有基礎(chǔ)元件，其緊固在冷卻套管上，并且作為面對殼體的端部地由較小彈性的材料構(gòu)成。
[0019]為了將阻隔元件緊固在冷卻套管上，作為對于材料鎖合(stoffschlilssig)的連接的替選，形狀鎖合(formschlUssig)的連接同樣是可能的，并且一同包括在本發(fā)明的有利的設(shè)計方案中。
[0020]在本發(fā)明的特別有利的設(shè)計方案中，阻隔元件在它的面對冷卻套管的端部上具有至少一個泄漏開口，冷卻介質(zhì)的一部分可以通過該泄漏開口由輸入?yún)^(qū)域流至輸出區(qū)域。通過該泄漏開口有針對性地引起在輸入開口與輸出開口之間的泄漏流。該實施方式基于下述認(rèn)識，即，設(shè)置在冷卻套管中的流動阻隔部通常是在電動機降溫時所提到的薄弱部位。在這種阻隔元件之下經(jīng)常形成局部的熱點，這是因為在這些部位上，冷卻流體不能導(dǎo)出熱量。然而，通過在阻隔元件的下部區(qū)域處的泄漏開口避免了熱點問題。至少一個泄漏開口以如下方式安置，即，使冷卻劑的泄漏流在穿過阻隔部并因此穿過泄漏開口時碰觸在徑向上處于阻隔部下方的冷卻套管的外壁。因此，通過泄漏流有效地促成了在阻隔部下方的降溫。而根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，依賴于間隙配合的泄漏流在阻隔部上方在殼體的內(nèi)壁上流過，在這里，泄漏流不能夠?qū)﹄妱訖C的降溫做出貢獻(xiàn)。
[0021]在本發(fā)明的有利的構(gòu)造方案中不僅設(shè)置有一個泄漏開口，而是還設(shè)置有多個在阻隔元件的軸向長度上分布的泄漏開口，從而泄漏流在軸向上分布在整個機器長度上。在開口數(shù)量和開口大小的計算中要考慮的是，泄漏流整體上降低冷卻介質(zhì)沿主流的流動速率。
[0022]在將配設(shè)有冷卻套管的定子導(dǎo)入到殼體中的情況下，在本發(fā)明的有利的構(gòu)造方案中，在冷卻套管的至少一個端側(cè)處的阻隔元件上的傾斜部是有所幫助的。
【附圖說明】
[0023]下面，憑借在圖中示出的實施方式進(jìn)一步描述本發(fā)明。在圖中，功能相同的元件配設(shè)以同樣的附圖標(biāo)記。其中:
[0024]圖1示出帶有根據(jù)本發(fā)明的一個設(shè)計方案的阻隔元件的冷卻套管；
[0025]圖2示出沿圖1的冷卻套管的冷卻劑流；
[0026]圖3示出穿過阻隔元件的區(qū)域中的空腔的橫截面圖；
[0027]圖4示出穿過根據(jù)圖3的阻隔元件區(qū)域中的空腔的縱截面圖；
[0028]圖5示出穿過帶有本發(fā)明的另一設(shè)計方案的阻隔元件的空腔的縱截面圖。