[發明專利]用于冷卻電動機的裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201910379087.0
• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN110535256B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: A·M·科波拉;A·法特米;D·F·拉爾
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H02K1/16
• 分類號: H02K1/16;H02K1/20;H02K3/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 代易寧;王麗輝

本文提供了一種用于電動機的定子。該定子可包括定子主體，該定子主體包括多個層壓件、多個導線繞組和由該導線繞組形成的繞組端匝。該定子還可包括圍繞定子主體的外表面的至少一部分設置的聚合物復合材料殼體和用于加熱和/或冷卻定子的限定在聚合物復合材料殼體中的多個通道。本文還提供了制造定子的方法。

技術領域

本公開總體上涉及一種用于冷卻電動機的裝置及其制造方法，更具體地，涉及一種包括能夠在定子組件中接收用于冷卻導線繞組、層壓件或其組合的流體的通道的定子組件。

背景技術

包括混合動力車輛的電動車輛采用諸如感應馬達和永磁馬達的電動機來推進車輛，以及當用作發電機時捕獲制動能量。電動機通常包括轉子和定子，其中轉子通過齒輪組將扭矩傳遞到車輛的驅動輪，而定子包含導線繞組形式的導體。在運行時，定子和轉子通常需要冷卻。電動機通?？梢员恢鲃永鋮s，例如，被空氣冷卻或液體冷卻，或被動冷卻?？諝饫鋮s的電動機通常將空氣吹過定子芯和導線繞組。在這種布置中，電動機可以被稱為非密封或開放式馬達，使得空氣能夠吹過定子芯并繞過繞組。在封閉或密封的馬達中，空氣通常吹過馬達殼體上的散熱片，以消散來自馬達的廢熱。在非密封或密封馬達中，與液體冷卻相比，空氣冷卻提供了馬達的較不復雜但相對低效的冷卻。

液冷式馬達可具有環形護套，該環形護套位于定子芯的外徑和殼體的內徑之間。水可以通過護套和在定子芯周圍循環，以去除定子芯和定子繞組中產生的熱量。傳統上，護套位于相對遠離繞組端匝并且不與繞組端匝接觸的位置?？梢岳斫獾氖?，在繞組端匝中產生的熱量行進穿過繞組和定子芯以由護套提取。從繞組端匝穿過定子芯的部分到液體護套的熱路徑通常包括許多具有低導熱率的材料，這可以減少對繞組端匝的冷卻。

發明內容

本部分提供了本公開的總體概述，而不是其全部范圍或其所有特征的全面公開。

在某些方面，本發明提供了一種用于電動機的定子，其包括多個層壓件，每個層壓件包括多個槽，其中該多個槽共同限定第一端面和第二端面。定子還包括設置在多個槽中的多個導線繞組、由與第一端面相鄰的各個導線繞組形成的第一多個繞組端匝，以及由與第二端面相鄰的各個導線繞組形成的第二多個繞組端匝。第一多個繞組端匝具有第一外周，而第二多個繞組端匝具有第二外周。第一聚合物復合材料殼體可以圍繞第一多個繞組端匝的第一外周的至少一部分設置，而第二聚合物復合材料殼體可以圍繞第二多個繞組端匝的第二外周的至少一部分設置。其中第一聚合物復合材料殼體和第二聚合物復合材料殼體各自包括聚合物。定子還包括多個通道，用于接收用于加熱和/或冷卻第一多個繞組端匝和第二多個繞組端匝的流體。多個通道可以限定為以下一個或多個：（i）第一聚合物復合材料殼體；（ii）第二聚合物復合材料殼體；（iii）第一多個繞組端匝的各個導線繞組之間的區域；和（iv）第二多個繞組端匝的各個導線繞組之間的區域。

第一和第二聚合物復合材料殼體中的聚合物各自可包括熱塑性聚合物或熱固性聚合物。

第一和第二聚合物復合材料殼體每個還可包括多根增強纖維。該多根增強纖維可以是選自碳纖維、玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維、聚乙烯纖維、有機纖維、金屬纖維、陶瓷纖維、玄武巖纖維、石英纖維、石墨纖維、納米纖維、硼纖維及其組合的連續纖維。

多個通道可包括外殼，該外殼包括金屬、聚合物、聚合物復合材料、陶瓷或其組合。

多個通道可以限定在第一聚合物復合材料殼體和第二聚合物復合材料殼體中。第一聚合物復合材料殼體中的通道可以圍繞第一多個繞組端匝周向延伸，而第二聚合物復合材料殼體中的多個通道可以圍繞第二多個繞組端匝周向延伸。

第一聚合物復合材料殼體中的多個通道可以彼此互連，而第二聚合物復合材料殼體中的多個通道可以彼此互連。

第一聚合物復合材料殼體中的多個通道分別包括第一入口和第一出口，第二聚合物復合材料殼體中的多個通道分別包括第二入口和第二出口。

第一聚合物復合材料殼體中的多個通道可以與第二聚合物復合材料殼體中的多個通道流體連通。