[發明專利]用于定子繞組端部的冷卻通道和包括這種冷卻通道的定子

在審

• 申請號: 201980083125.6
• 申請日: 2019-12-11
• 公開（公告）號: CN113196629A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 安德烈亞斯·伊萬施滕申科;馬丁·詩道克
• 申請（專利權）人: 漢拿電驅動股份有限公司
• 主分類號: H02K9/00
• 分類號: H02K9/00;H02K9/19;H02K3/24;H02K5/20;H02K3/50
• 代理公司: 成都超凡明遠知識產權代理有限公司 51258
• 代理人: 王暉;李楠

本公開涉及一種用于電機繞組端部的冷卻通道，其中冷卻通道為了引導冷卻流體而被設計有至少一個流入口25和至少一個流出口26，并且為了圍繞繞組端部3、4進行布置而被設計為環狀。出于改善密封特性的目的，冷卻通道具有軸向上可動的壓緊件21，其被布置為，使得冷卻流體可以流向壓緊件21并可以對冷卻通道產生壓緊壓力。

技術領域

本公開涉及一種用于電機繞組端部的冷卻通道以及一種包括這種冷卻通道的定子。

背景技術

術語“電機”主要理解為包括定子和轉子的電動機或發電機，其中相對于定子圍繞共同的縱軸可轉地支承轉子。

定子包括例如定子疊片鐵芯和載流繞組。繞組可以被布置在定子疊片鐵芯的凹槽中，這些凹槽分布在圓周上并且在軸向上伸長。繞組形成多個線圈/半線圈，其中線圈/半線圈包括兩個在不同凹槽中伸長的導電部段和兩個/一個在定子疊片鐵芯的端側連接這些導電部段的連接部段。只有在凹槽內軸向伸長的繞組部分影響轉矩大小；它也被稱為有效長度。與此相對，將疊片鐵芯前端的有效長度電氣連接(連接部段)的導電部段對轉矩大小無影響；軸向上位于疊片鐵芯外的該部分也被稱為繞組端部。繞組端部因此可以被視為繞組在軸向上伸出定子疊片鐵芯的部分。

可以考慮線盤用作繞組。另外，已知的是，繞組也可以由條狀導體裝配而成，其可以被裝入或者說嵌入到疊片鐵芯的凹槽中。條狀導體被成對地連接成半線圈。這一點可以例如通過條狀導體的相互彎曲和直接焊接而直接地實現，或者也可以例如通過跨接兩個條狀導體之間的間隔的互連接片而間接地實現。

隨著溫度的上升，電機的效率下降，特別是電動車輛的牽引馬達，因此如已知地，借助于冷卻流體冷卻電機。這一點例如通過由水流經的冷卻套筒/冷卻通道或冷卻套實現，其間接冷卻定子或者說其定子疊片鐵芯。間接冷卻意味著，冷卻流體與熱源不直接接觸。為了提高效率，另外已知的是，直接冷卻繞組端部。在此大多使用介電油，該介電油被泵送穿過繞組端部。

US 2017 310 189描述了一種用于電動機的冷卻帽形式的繞組端部冷卻裝置。

DE 10 2015 220 112 A1描述了一種用于電機繞組端部的覆蓋單元，其中覆蓋單元具有沿定子的圓周方向延伸的冷卻通道。

直接冷卻繞組端部的用于冷卻的冷卻帽例如示出了：

JP4586408B2示出了一種用于繞組端部的冷卻帽。在軸向上實現進油口，在徑向上安置出口。作用于冷卻帽上的流體壓強直接被殼體護罩/殼體蓋所承受，即冷卻帽的正面與殼體護罩直接接觸，參照圖3。

在此，冷卻帽應盡可能有效地密封繞組端部空間。視運行狀態而言，這并不是總能實現的。示例是冷卻流體的高壓強。另一個影響變量是熱膨脹，特別是馬達殼體與冷卻帽的不同的膨脹。在高熱波動或高壓強下，原本由軸承蓋施加的保持力不足以實現可靠密封。材料疲勞(密封材料/冷卻帽/……的彈簧性能下降)也可能導致泄漏。

在約0.5bar的流體壓強下，力必須被保持在幾kN(在有效承壓面積為約2×10⁶mm²時，合力為約10kN，這差不多對應于外徑300mm、內徑200mm的圓環)。

可以通過將冷卻帽壓入到定子套筒中，在周向上固定冷卻帽。不同的熱膨脹系數在這里也會導致在冷卻帽外罩(或者說保持元件)和定子套筒之間可能形成間隙。由此無法實現可靠的冷卻密封。

也可以通過額外的構件(彈簧環或類似物)，產生并維持預應力。當然，并不希望有額外的構件，因為其增加了冷卻帽的成本和設計難度。

發明內容

因此，本公開的目的在于，給出一種經過改善的繞組端部冷卻裝置，其中密封特性和固定特性獲得改善。