[發(fā)明專利]用于電動(dòng)機(jī)的具有增加的冷卻劑停留時(shí)間的轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110024617.7
• 申請(qǐng)日: 2021-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN113098174A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊笑風(fēng);W·曾;郝鐳;S·K·甘加拉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H02K1/32
• 分類號(hào): H02K1/32;H02K9/197
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄒龍輝;王麗輝

一種永磁體電動(dòng)機(jī)包括：沿著縱向軸線延伸的軸，其中所述軸限定沿著第一方向延伸的軸護(hù)套；安裝在所述軸上的轉(zhuǎn)子；圍繞所述轉(zhuǎn)子設(shè)置的定子。轉(zhuǎn)子限定多個(gè)縱向通道，每個(gè)縱向通道具有軸護(hù)套?？v向通道是轉(zhuǎn)子護(hù)套的一部分。轉(zhuǎn)子護(hù)套包括流體地互連軸護(hù)套和多個(gè)縱向通道的多個(gè)入口。轉(zhuǎn)子護(hù)套包括內(nèi)邊緣和與內(nèi)邊緣相對(duì)的外邊緣。轉(zhuǎn)子護(hù)套包括多個(gè)出口，每個(gè)出口與多個(gè)縱向通道流體連通。每個(gè)出口相比于轉(zhuǎn)子護(hù)套的外邊緣更靠近內(nèi)邊緣。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體上涉及電動(dòng)機(jī)，并且更具體地涉及用于增加電動(dòng)機(jī)的冷卻劑停留時(shí)間的轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高速電動(dòng)機(jī)在其轉(zhuǎn)子中可能經(jīng)歷高溫。因此，期望冷卻高速電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子。當(dāng)前的冷卻方法，諸如將冷卻劑噴射到電動(dòng)機(jī)的端環(huán)上，導(dǎo)致冷卻劑被吹走。結(jié)果，冷卻劑不能有效地散布在電動(dòng)機(jī)的端環(huán)上，從而導(dǎo)致冷卻劑和電動(dòng)機(jī)之間的無效熱傳遞。

發(fā)明內(nèi)容

因此，期望開發(fā)一種用于冷卻轉(zhuǎn)子溫度的方法，同時(shí)實(shí)現(xiàn)其冷卻劑質(zhì)量動(dòng)態(tài)平衡。本公開描述了一種通過使冷卻劑流入軸中然后流入轉(zhuǎn)子中來降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子溫度的方式。為此，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子護(hù)套。轉(zhuǎn)子護(hù)套設(shè)置在轉(zhuǎn)子的內(nèi)部，并且包括靠近電動(dòng)機(jī)的永磁體的縱向通道。此外，轉(zhuǎn)子護(hù)套包括用于允許冷卻劑流入縱向通道的入口。轉(zhuǎn)子護(hù)套還包括位于轉(zhuǎn)子端部上靠近護(hù)套內(nèi)徑的出口，以降低轉(zhuǎn)子和繞組的溫度?？拷o(hù)套內(nèi)徑的出口有助于保持冷卻劑向內(nèi)流向軸，以增加冷卻劑停留時(shí)間和熱傳遞。轉(zhuǎn)子護(hù)套的縱向通道可以具有梯形形狀，以便更靠近轉(zhuǎn)子的磁體，從而使轉(zhuǎn)子中的熱量減少最大化。出口布置增強(qiáng)了用于繞組冷卻的冷卻劑平衡和散布。

在本公開的一方面中，永磁體電動(dòng)機(jī)包括沿著縱向軸線延伸的軸。軸限定了沿第一方向延伸的軸護(hù)套。第一方向平行于縱向軸線。軸護(hù)套被定尺寸成容納冷卻劑，并且軸可繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)。永磁體電動(dòng)機(jī)還包括安裝在軸上的轉(zhuǎn)子，使得轉(zhuǎn)子可與軸一起繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)。永磁體電動(dòng)機(jī)還包括圍繞轉(zhuǎn)子設(shè)置的定子，其中定子相對(duì)于轉(zhuǎn)子保持靜止。轉(zhuǎn)子限定沿第一方向延伸的多個(gè)縱向通道。第一方向平行于縱向軸線，多個(gè)縱向通道中的每一個(gè)與軸護(hù)套流體連通，以允許冷卻劑從軸護(hù)套流動(dòng)到縱向通道，以冷卻轉(zhuǎn)子。縱向通道是轉(zhuǎn)子護(hù)套的一部分。轉(zhuǎn)子護(hù)套還包括多個(gè)入口，其將軸護(hù)套和多個(gè)縱向通道流體地互連，以允許冷卻劑通過多個(gè)入口從軸護(hù)套流動(dòng)到多個(gè)縱向通道。轉(zhuǎn)子護(hù)套包括內(nèi)邊緣和與內(nèi)邊緣相對(duì)的外邊緣。內(nèi)邊緣沿第二方向與外邊緣間隔開。第二方向垂直于第一方向。轉(zhuǎn)子護(hù)套還包括多個(gè)出口，每個(gè)出口與多個(gè)縱向通道流體連通，以允許冷卻劑從多個(gè)縱向通道流到多個(gè)出口，以離開轉(zhuǎn)子。所述多個(gè)出口中的每一個(gè)離所述轉(zhuǎn)子護(hù)套的所述內(nèi)邊緣比離所述外邊緣更近，以阻礙所述冷卻劑朝所述軸護(hù)套流回到所述多個(gè)入口中，從而使所述冷卻劑停留在所述多個(gè)縱向通道內(nèi)的時(shí)間最大化，并且使所述轉(zhuǎn)子與所述冷卻劑之間的熱傳遞最大化。

在本公開的另一方面中，轉(zhuǎn)子包括多個(gè)永磁體。每個(gè)縱向通道具有梯形形狀，以使流過多個(gè)縱向通道的冷卻劑與多個(gè)永磁體之間的熱傳遞最大化。

轉(zhuǎn)子護(hù)套包括沿著第一方向的第一縱向端部和第二縱向端部。出口位于第一縱向端部和第二縱向端部處。

在本公開的另一方面中，入口位于第一縱向端部和第二縱向端部之間的縱向中點(diǎn)處，以在多個(gè)縱向通道中均勻地分配冷卻。從第一縱向端部到縱向中點(diǎn)的距離等于從縱向中點(diǎn)到第二縱向端部的距離。

在本公開的一方面中，轉(zhuǎn)子限定多個(gè)互連通道。每個(gè)互連通道直接互連多個(gè)縱向通道中的相鄰對(duì)，以將冷卻劑從多個(gè)縱向通道中的一個(gè)引導(dǎo)到多個(gè)縱向通道中的另一個(gè)。軸護(hù)套可以完全設(shè)置在軸內(nèi)。每個(gè)縱向通道可完全設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)。每個(gè)互連通道可完全設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)。

在本公開的一方面中，永磁體電動(dòng)機(jī)還可以包括第一端環(huán)和與第一端環(huán)相對(duì)的第二端環(huán)。轉(zhuǎn)子包括第一轉(zhuǎn)子端和與第一轉(zhuǎn)子端相對(duì)的第二轉(zhuǎn)子端。第一轉(zhuǎn)子端可以沿著第一方向與第二轉(zhuǎn)子端間隔開。第一端環(huán)可以在第一轉(zhuǎn)子端處附接到轉(zhuǎn)子。第二端環(huán)可以在第二轉(zhuǎn)子端處附接到轉(zhuǎn)子。