[發明專利]用于電動馬達的具有冷卻劑質量平衡的冷卻夾套

在審

• 申請號: 202110018619.5
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN113162278A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 楊笑風;曾緯;郝鐳;S·K·甘加拉
• 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: H02K1/32
• 分類號: H02K1/32;H02K9/19
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉楨;王麗輝

本發明涉及用于電動馬達的具有冷卻劑質量平衡的冷卻夾套。一種永磁電動馬達包括沿著縱向軸線延伸的軸和安裝在軸上的轉子。轉子可與軸伴隨地圍繞縱向軸線旋轉，轉子限定最內轉子邊緣。最內轉子邊緣的尺寸設計成接納軸。永磁電動馬達還包括定子。軸限定配置成接納冷卻劑的夾套。夾套圍繞縱向軸線設置。夾套在第一方向上伸長。第一方向平行于縱向軸線。轉子限定多個縱向通道。多個縱向通道中的每一個沿著第一方向伸長，并且多個縱向通道中的每一個與夾套流體連通，以允許夾套和多個縱向通道之間的流體流動。

技術領域

本公開總體上涉及電動馬達，并且更特別地涉及用于電動馬達的具有冷卻劑質量平衡的冷卻夾套。

背景技術

高速電動馬達在其轉子中可能經歷高溫。因此，需要冷卻高速電動馬達的轉子。當前的冷卻方法(諸如將冷卻劑注射到電動馬達的端環上)導致冷卻劑被吹走。結果，冷卻劑沒有有效地散布在電動馬達的端環上，導致冷卻劑和電動馬達之間的無效熱傳遞。

發明內容

因此，需要開發一種方法來冷卻轉子溫度，同時實現冷卻劑質量動態平衡。本公開描述了一種通過使冷卻劑流入軸中、流入轉子中、然后返回到軸中來降低電動馬達的轉子溫度的方法。為此，分流器、轉子夾套和互連通道被集成在電動馬達中，從而最小化電動馬達中的質量并最小化轉子中的熱量。分流器位于軸通道中，以將冷卻劑從軸通道導向到轉子夾套通道中，然后回到軸通道中。在本公開中，術語“分流器”是指用于將流分成兩個或更多個部分并將這些部分轉移到不同地方的結構。轉子還限定互連的通道以連接轉子夾套通道，從而實現冷卻劑質量動態平衡。

本公開描述了通過使冷卻劑流入軸中、轉子中、然后回到軸中而對封閉在轉子疊片中的冷卻夾套的參數和結構的最佳選擇。這些參數和結構通過大大增加對流表面積來實現電動馬達的熱量和質量的最佳動態平衡。結果，永磁體的溫度顯著降低。此外，轉子的質量由于轉子的夾套而降低。永磁馬達還包括位于軸的夾套中的多個分流器，以將冷卻劑導向到軸的夾套中、轉子的縱向通道中，然后回到軸的夾套。

在本公開的一個方面，永磁電動馬達包括沿著縱向軸線延伸的軸和安裝在軸上的轉子。轉子可與軸伴隨地圍繞縱向軸線旋轉，并且轉子限定最內轉子邊緣。最內轉子邊緣的尺寸設計成接納軸。永磁電動馬達還包括電磁耦合到轉子的定子，其中定子設置在轉子周圍并相對于轉子保持靜止。軸限定配置成接納冷卻劑的夾套。夾套圍繞縱向軸線設置。夾套在第一方向上伸長。第一方向平行于縱向軸線。轉子限定多個縱向通道。多個縱向通道中的每一個沿著第一方向伸長，并且多個縱向通道中的每一個與夾套流體連通，以允許夾套和多個縱向通道之間的流體流動。

轉子限定多個互連通道，多個互連通道中的每一個直接互連多個縱向通道的相鄰對，以將冷卻劑從多個縱向通道中的一個引導至多個縱向通道中的另一個。夾套完全設置在軸內部。多個縱向通道中的每一個都完全設置在轉子內部，并且多個互連通道中的每一個都完全設置在轉子內部。

在本公開的一個方面，永磁電動馬達還包括第一端環和與第一端環相對的第二端環。轉子包括第一轉子端部和與第一轉子端部相對的第二轉子端部。第一轉子端部沿著第一方向與第二轉子端部間隔開。第一端環在第一轉子端部處附接到轉子。第二端環在第二轉子端部處附接到轉子。第一端環限定第一端部通道。第二端環限定第二端部通道。第一端部通道具有環形形狀。第一端部通道與多個縱向通道流體連通。第二端部通道具有環形形狀，并且第二端部通道與多個縱向通道流體連通。

在本公開的一個方面，永磁電動馬達還包括多個極片。多個縱向通道中的每一個都具有第一橫向端部和與第一橫向端部相對的第二橫向端部。多個縱向通道中的每一個被成形為從第一橫向端部延伸到第二橫向端部的弧。多個縱向通道中的每一個都具有中心角。多個縱向通道中的每一個的中心角由從第一橫向端部延伸到第二橫向端部的弧對著。多個縱向通道中的每一個的中心角小于度，并且M是極片的數量。