[發明專利]使用涂層材料的冷卻劑流動分布

有效

• 申請號: 201810270291.4
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108696053B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 成明奇;紀昌俊;邁克爾·W·德格尼爾
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: H02K9/19
• 分類號: H02K9/19;H02K9/193;H02K1/32
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 楊帆

公開了電機。電機包括限定空腔并且具有從空腔突出的端部繞組的定子鐵芯，以及配置為在空腔內旋轉并且具有限定用于提供冷卻劑的多個孔的端板的轉子。電機還包括設置在端板的相應于孔的部分上的提高至端部繞組的冷卻劑流的一層或多層疏油涂層或疏水涂層。

技術領域

本公開涉及例如在電機和/或逆變器中的用于冷卻劑流動分布的涂層材料的使用。

背景技術

比如電機和功率逆變器這樣的電子裝置的功率密度不斷地增加以滿足重量和成本降低的目標。為了滿足這些目標，提高電子裝置的效率和性能通常是重要的。電機的性能和效率通常受到銅繞組的溫度約束和/或最大電流的限制，該最大電流應該克服空氣間隙中的摩擦損失。關于電機熱管理，保持在電機的端部繞組上的均勻冷卻劑流(例如，水/乙二醇、油或自動變速器液)以移除局部熱點可能是重要的。功率逆變器的性能和效率通常受到絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)和/或二極管中的熱約束的限制。關于逆變器熱管理，液體冷卻板可以用于冷卻逆變器里面的比如IGBT、二極管、焊接層等這樣的部件。

發明內容

根據實施例，公開了一種電機。電機包括限定空腔并且具有從空腔突出的端部繞組的定子鐵芯、以及配置為在空腔內旋轉并且具有限定用于提供冷卻劑的多個孔的端板的轉子。電機還包括設置在相應于孔的端板的部分上的用于增加至端部繞組的冷卻劑流的一層或多層疏油或疏水涂層。

在一個或多個實施例中，電機可以進一步地包括一層或多層親油或親水涂層，該一層或多層親油或親水涂層與一層或多層疏油或疏水涂層配合的限定在端板上的用于將冷卻劑引導至端板的部分的冷卻劑流動路徑。冷卻劑可以沖擊一層或多層疏油或疏水涂層以產生至端部繞組的冷卻劑噴射流。一層或多層疏油或疏水涂層可以是分別與油基或水基冷卻劑有至少130度的接觸角的超級疏油或疏水涂層。每個孔可以與一層或多層疏油或疏水涂層相對應以將冷卻劑從孔引導至端部繞組。一層或多層疏油或疏水涂層可以以相應于孔和轉子的旋轉方向的角度設置在端板的部分上。

根據實施例，公開了一種電機。電機包括限定空腔并且具有從空腔突出的端部繞組的定子鐵芯、以及配置為在空腔內旋轉并且具有限定用于提供冷卻劑的多個孔的端板的轉子。電機還包括限定在端板上的在孔和端部繞組之間的用于在流動路徑上將冷卻劑引導至端部繞組的至少一個邊界的一層或多層疏油或疏水圖案涂層。

在一個或多個實施例中，電機可以進一步地包括在流動路徑上在端板上的用于將冷卻劑引導至端部繞組的一層或多層親油或親水圖案涂層。一層或多層疏油或疏水圖案涂層可以限定兩個間隔的邊界，該邊界限定流動路徑。一層或多層疏油或疏水圖案涂層可以限定用于冷卻劑流分離的間斷邊界。間斷邊界可以包括形成主冷卻劑流動路徑的至少一個邊界線以及在主冷卻劑流動路徑的一部分中的用于形成一個或多個二次冷卻劑流動路徑的至少一個邊界臺階。至少一個邊界臺階可以配置為在沖擊邊界臺階之后產生冷卻劑噴射流。一層或多層疏油或疏水圖案涂層可以限定之字形邊界以在之字形冷卻劑流動路徑上將冷卻劑流從孔引導至端部繞組。一層或多層疏油或疏水圖案涂層可以是分別與油基或水基冷卻劑有至少130度的接觸角的超級疏油或疏水涂層。至少一個邊界可以根據轉子的旋轉方向定位。

根據實施例，公開了一種電機。電機包括限定空腔并且具有從空腔突出的端部繞組的定子鐵芯、以及配置為在空腔內旋轉并且具有限定用于提供冷卻劑的多個孔的端板的轉子。電機還包括限定在端板上的從孔徑向向外的至少一個環的一層或多層疏油或疏水圖案涂層。

在一個或多個實施例中，一層或多層疏油或疏水圖案涂層可以是分別與油基或水基冷卻劑有至少130度的接觸角的超級疏油或疏水涂層。一層或多層疏油或疏水圖案涂層可以配置為在沖擊至少一個環之后產生冷卻劑噴射流。至少一個環可以基于轉子轉速而定位在端板上并且可以配置為以預定義的冷卻劑噴射角噴射冷卻劑。電機可以進一步地包括在端板上的限定用于將冷卻劑引導至至少一個環的流動路徑的一層或多層親油或親水圖案涂層。

根據本發明，提供一種電機，該電機包含：

限定空腔并且具有從空腔突出的端部繞組的定子鐵芯；