[發明專利]電機

有效

• 申請號: 201310415384.9
• 申請日: 2010-05-12
• 公開（公告）號: CN103560609B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 威廉·保羅·伯金斯
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: H02K5/20
• 分類號: H02K5/20;H02K5/18;H02K9/19
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司11286
• 代理人: 郭鴻禧,劉奕晴

本申請是申請日為2010年5月12日、申請號為201010176738.5、發明名稱為“電機”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種電機，尤其涉及一種電機的冷卻系統。

背景技術

在車輛中，電機可用作動力源。眾所周知，根據電機所承受的工況的嚴重程度，電機可能會過熱。

大多數汽車制造商出售各種電動汽車及混合動力汽車。出售的各種電動汽車及混合動力汽車在重量、運輸能力及負載循環（duty?cycle）方面有所不同。對于包括牽引電動機或電動發電機或其他大功率電機的汽車，電機的最大功率需求取決于其應用而大不相同。最大功率影響電機的冷卻需求。通過在電機內部循環液體而實現冷卻，這在現有技術中是已知的。盡管如此，針對在有特定冷卻需求的特定車輛結構中使用的特定電機需要設計冷卻系統。對于另一車輛結構，例如，使用相同的電機系統但是具有更高的功率級的車輛結構需要更強的冷卻。為特定的冷卻需求而設計的這樣的系統必須對每個冷卻需求級別進行重新設計以確保合適的熱傳遞、冷卻劑體積流量（volumetric?coolant?flow）和流量方向控制及其他考慮。

發明內容

為了克服為每個應用重新設計整個電機系統的難題，公開了一種電機，該電機具有與其結合的端蓋，該端蓋具有多個組件，所述多個組件致力于為所述電機提供期望的冷卻。例如，所述端蓋可包括熱交換器，該熱交換器具有高溫冷卻劑通道、低溫冷卻劑通道、使高溫冷卻劑通過高溫冷卻劑通道進行循環的泵以及用于液壓控制和熱控制的相關組件，例如電子閥，溫度傳感器和壓力傳感器及電控單元。在一個實施例中，設置機械式調溫閥來控制通過高溫冷卻劑回路的流量。在另一實施例中，在高溫冷卻劑回路中設置電控閥，該閥門由電控單元ECU控制。在一個實施例中，所述ECU被設置在所述端蓋中，所述ECU基于來自與其電連接的溫度傳感器和/或壓力傳感器的信號控制閥門的位置。在一個實施例中，所述電機的輸出軸穿過所述端蓋。在該實施例中，所述端蓋包括軸封和軸承。所述端蓋還可具有液壓蓄壓器（hydraulic?accumulator），注油口和排油口及用于將所述端蓋結合至所述電機的緊固件。基于本申請和期望的冷卻級別，結合至所述電機的端蓋包括用于冷卻系統的合適的控制組件、用于流體的浮雕（boss）以及電輸入/輸出等。通過在所述端蓋中包括這些組件，所述電機連同包括在所述端蓋中的所有必要的改變能夠作為所有應用的標準，所述所有必要的改變用于兼容各種應用所需的冷卻速度和液壓流速。

根據本發明的實施例，本發明公開了一種電機，在其內部具有高溫冷卻劑。所述電機具有與其結合的帶有整體式熱交換器的端蓋。所述熱交換器具有高溫冷卻劑通道，使高溫冷卻劑通過高溫冷卻劑通道進行循環的泵及用于液壓控制和熱控制的相關組件，例如電子閥，傳感器及電控單元。所述端蓋和所述電機分開裝配。在一個實施中，高溫冷卻劑為油。

在液-氣熱交換器的實施例中，所述端蓋的外表面具有散熱片。在液-液熱交換器的實施例中，所述熱交換器具有結合至所述端蓋外部的低溫冷卻劑回路的低溫冷卻劑通道。在一個實施例中，低溫冷卻劑回路具有自動調溫器，自動調溫器通常包含熱致動閥。在一個例子中，高溫冷卻劑通道和低溫冷卻劑通道在所述端蓋中形成交錯的螺旋。

在一個例子中，在熱交換器中存在低溫冷卻劑通道，該低溫冷卻劑通道為低溫冷卻劑回路的一部分。并且，外部熱交換器和泵被布置在回路中。所述外部熱交換器將熱量從低溫冷卻劑傳遞至另一介質，如空氣。

在另一實施例中，電機的端蓋包括液壓和熱管理組件，液壓和熱管理組件包括（例如）電子閥、電控單元、低溫冷卻劑泵、電子傳感器及液壓蓄壓器。這些組件被用來修改電機的冷卻。例如，可期望部分地關閉高溫冷卻劑通道中的閥門以允許電機更快地預熱。通過允許電機更快地預熱，可降低由電機潤滑劑所引起的寄生阻力。

在另一實施例中，電機被布置在汽車中。存在與已述電機分離的發熱單元。該發熱單元可以是內燃機、動力轉向泵或驅動橋。所述發熱單元具有適于使液體冷卻劑循環的冷卻回路、在發熱單元冷卻回路中的泵、在發熱單元冷卻回路中的熱交換器以及連接至電機低溫冷卻劑回路的發熱單元冷卻回路分支。低溫冷卻劑可以是（例如）水基冷卻劑、動力轉向液、液壓液、電解質液、傳動液或潤滑油。

在一個實施例中，低溫通道連接至空調回路的分支，空調回路連接至空氣調節單元或任意制冷單元。在該實施例中制冷劑為工作液。