[發明專利]旋轉電機

有效

• 申請號: 200680002507.4
• 申請日: 2006-01-10
• 公開（公告）號: CN101107767A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 竹綱靖治
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H02K9/19
• 分類號: H02K9/19;H02K9/193
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 柳春雷

技術領域

本發明涉及旋轉電機，更更體而言，涉及具有冷卻用流體流動通過的冷卻流道的旋轉電機。

背景技術

為了在嚴苛的負載條件下使旋轉電機(電動機、發電機或電動發電機)旋轉，或者為了減小旋轉電機的尺寸，需要迅速地將線圈或定子芯產生的熱量散發。如果定子的溫度升高，則線圈的搪瓷線的搪瓷鍍層或者將線圈與定子絕緣隔離的絕緣紙會熔毀。

最近，已經引入了與發動機一起或替代發動機使用旋轉電機作為驅動源的車輛，例如電動車輛、混合動力車輛和燃料電池車輛。對安裝在上述車輛上的旋轉電機在嚴苛負載條件下的驅動及尺寸小型化有極高的要求。

在現有技術中，公知直接向線圈繞組部分供應冷卻流體以冷卻線圈溫度并防止搪瓷鍍層或絕緣紙熔毀的技術。例如，在容納旋轉電機的殼體的上部設置冷卻流體供應端口，并且通過冷卻流體供應端口將冷卻流體噴灑至線圈以冷卻線圈。

當冷卻流體被供應至線圈然后因重力作用而下落時，實際上僅有約30％至約60％的線圈外表面區域被冷卻流體覆蓋，而線圈表面的剩余部分并未被冷卻流體浸潤而是被空氣冷卻。因此，盡管與線圈全部表面區域均由空氣冷卻的情況相比，線圈溫度變的更低，但線圈溫度在更嚴苛的驅動條件范圍(高速范圍或大轉矩范圍)內還是會升高。

日本專利早期公開號2002-272041、4-364343、2003-289650以及2003-224945揭示了一種具有在定子的線圈繞組部分的端表面上設置的封閉型冷卻流道的旋轉電機。與當冷卻流體被簡單噴灑至線圈且流體因重力作用而流下的情況，上述結構提高了冷卻線圈的效果。

但是，在諸如日本專利早期公開號2002-272041之類的現有技術文獻所揭示的結構中，冷卻流體從旋轉電機的上部供應并在下部處被排放。在這種結構中，如果冷卻流體供應不充足，則冷卻流體甚至會在局部不能與線圈繞組端表面上的部分接觸，由此冷卻性能不能令人滿意。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有提高冷卻性能的旋轉電機。

簡言之，本發明提供了一種旋轉電機，包括：定子芯；纏繞所述定子芯的線圈；冷卻流道，所述冷卻流道被布置成使得纏繞所述定子芯的所述線圈的至少一部分被浸漬在用于冷卻的流體中；以及流率控制單元，用于控制所述流體的供應量或排放量，使得所述冷卻流道適當地填充有所述流體。

優選地，在所述冷卻流道中，在所述定子芯的上側設置流體供應端口，并在所述定子芯的下側設置流體排放端口。所述流率控制單元包括安裝至所述流體排放端口的流率控制閥。

優選地，設置檢測單元，用于檢測所述旋轉電機的狀態。所述流率控制單元根據來自所述檢測單元的輸出來改變填充在所述冷卻流道中的所述流體的線圈浸漬水平。

優選地，該旋轉電機還包括將所述線圈固定在定子上的樹脂模制部分。

根據另一方面，本發明提供了一種旋轉電機，包括：定子芯；纏繞所述定子芯的線圈；以及冷卻流道，所述冷卻流道被布置成使得纏繞所述定子芯的所述線圈的至少一部分被浸漬在用于冷卻的流體中。在所述冷卻流道中，在所述定子芯的下側設置流體供應端口，并在所述定子芯的上側設置流體排放端口。

優選地，該旋轉電機還包括安裝至所述流體供應端口的單向閥。

優選地，所述流體排放端口被設置在一位置處，以允許從所述流體排放端口排放的所述流體被供應至所述定子芯與容納所述定子芯的殼體之間的空間。

優選地，該旋轉電機還包括將所述線圈固定在定子上的樹脂模制部分。

根據本發明，因為采用了封閉流道，所以線圈的大部分都可與冷卻流體進行接觸，由此冷卻油與線圈之間的熱交換增加，可顯著降低線圈與冷卻油之間的熱阻，并且能夠更有效地冷卻電機。

此外，因為散熱路徑允許從線圈到冷卻油直接散熱，故可以顯著降低線圈與冷卻油之間的熱阻，并能夠有效地冷卻電機。

附圖說明

圖1是本發明的實施例1中使用的定子1的正視圖。

圖2是沿圖1的線II-II所取的剖視圖。

圖3是從圖2的III-III的方向所取的視圖，其中去除了封蓋60。

圖4示出了用于將油供應至設置在定子1的上部處的切口部分的一種結構。

圖5示出了用于供應油的另一種結構。

圖6是沿圖5的線VI-VI所取的剖視圖。

圖7示出了冷卻油的流動。

圖8是框圖，示出了根據實施例3的旋轉電機200的結構。

圖9是流程圖，表示由如圖8所示的用于控制冷卻油排放量的控制器204執行的控制。