專利名稱：電機冷卻系統(tǒng)及方法
電機冷卻系統(tǒng)及方法相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2010年6月4日提交的美國臨時專利申請No. 61/351,755的優(yōu)先權(quán)，該臨時申請的全部內(nèi)容通過參弓I的方式并入本文。
背景技術(shù)：
用于冷卻電機的一些常規(guī)方法包括使冷卻劑圍繞電機的周緣行進。冷卻劑從電機的多個部分獲取熱量，這能夠?qū)е码姍C冷卻。一些常規(guī)電機的配置能夠?qū)е聫牟煌碾姍C元件(例如定子組件)的熱排放效率至少部分減小。另外，電機中的一些能夠傳導(dǎo)熱能的元件(例如定子組件)可能沒有適當(dāng)?shù)嘏渲脼楦行У貍鲗?dǎo)熱能，這能夠?qū)е陆缑鏌嶙?。一些常?guī)的電機也可以通過轉(zhuǎn)子組件傳導(dǎo)熱能。例如，如果電機的轉(zhuǎn)子組件產(chǎn)生大量的熱能(這對于ー些電機來說是常見的)，則轉(zhuǎn)子組件熱量能夠通過電機的軸和軸承傳導(dǎo)或者通過強制對流而流失到殼體內(nèi)的內(nèi)部空氣中。通過軸承傳導(dǎo)熱量能夠減小軸承的壽命，并且這種路徑的傳導(dǎo)阻抗能夠通常為高。而且，從內(nèi)部空氣到電機殼體的對流熱阻能夠通常為高，這使該方法為從轉(zhuǎn)子組件中排放熱量的通常低效的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一些實施例提供了ー種包括殼體的電機模塊。在一些實施例中，所述殼體能夠包括聯(lián)接到至少ー個端蓋上的套筒構(gòu)件。在一些實施例中，所述殼體能夠包括至少部分地限定機腔的內(nèi)壁、冷卻劑槽、和設(shè)置在所述殼體的所述內(nèi)壁與外壁之間的至少ー個冷卻劑通道。在一些實施例中，所述冷卻劑通道能夠與所述冷卻劑槽流體連通。在ー些實施例中，電機能夠設(shè)置在所述機腔中。所述電機能夠包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，所述定子組件包括定子端匝。在一些實施例中，冷卻劑套能夠至少部分地由所述殼體限定，并且能夠設(shè)置為使得其至少部分地包圍所述定子組件的一部分。本發(fā)明的一些實施例提供了ー種包括殼體的電機模塊。在一些實施例中，所述殼體能夠包括聯(lián)接到至少ー個端蓋上的套筒構(gòu)件。在一些實施例中，所述殼體能夠包括至少部分地限定機腔的內(nèi)壁、冷卻劑槽、和設(shè)置在所述殼體的所述內(nèi)壁與外壁之間的至少ー個冷卻劑通道。在一些實施例中，所述冷卻劑槽能夠配置為且布置為容納第二冷卻劑的至少一部分。在一些實施例中，所述冷卻劑通道能夠經(jīng)由冷卻劑入口與所述冷卻劑槽流體連通，并且能夠經(jīng)由至少ー個冷卻劑孔隙與所述機腔流體連通。在一些實施例中，電機能夠設(shè)置在所述機腔中。所述電機能夠包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，所述定子組件包括定子端匝。在一些實施例中，外構(gòu)件能夠聯(lián)接到所述殼體的一部分上以限定冷卻劑套的至少一部分。在一些實施例中，所述冷卻劑套能夠配置為且布置為容納第一冷卻劑的一部分，并且能夠與所述冷卻劑套的至少一部分熱連通。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電機模塊的截面圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電機模塊的截面圖。圖3是位于圖2的電機模塊中的冷卻劑通道的側(cè)視截面圖。
具體實施例方式在詳細(xì)解釋本發(fā)明的任意實施例之前，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并非在其應(yīng)用方面限制于在以下描述中闡釋或在以下附圖中圖示的構(gòu)造的細(xì)節(jié)和部件的布置。本發(fā)明能夠為其他實施例并且能夠以多種方式實施或執(zhí)行。而且，應(yīng)當(dāng)理解的是，本文所用的措辭和術(shù)語是為了描述的目的并且不應(yīng)該視為限制?！鞍ā?、“包含”、或“具有”、及其變型在本文的使用意為包括在其后所列的物件及其等同以及另外的物件。除非另外規(guī)定或限制，術(shù)語“安裝”、“連接”、“支承”和“聯(lián)接”及其變型被寬廣地使用并且包括直接和間接的安裝、連接、支承和聯(lián)接。另外，“連接”和“聯(lián)接”并非限于物理的或機械的連接件或聯(lián)接件。以下討論被提供以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明的實施例。圖示實施例的各種修改對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將是顯而易見的，并且本文的一般原理能夠被應(yīng)用到其他實施例和應(yīng)用中而不偏離于本發(fā)明的實施例。因此，本發(fā)明的實施例并非旨在受限于所示實施例，而是應(yīng)當(dāng)被賦予與本文所公開的原理和特征相一致的最寬范圍。以下詳細(xì)描述應(yīng)當(dāng)參照附圖進行閱讀，在不同附圖中的相似元件具有相同的附圖標(biāo)記。并非必然按比例繪制的附圖描繪了選取實施例而非g在限制本發(fā)明的實施例的范圍。技術(shù)人員將認(rèn)識到，本文所提供的示例具有落在本發(fā)明的實施例的范圍內(nèi)的很多有用的替代。圖1圖不了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電機模塊10。電機模塊10能夠包括殼體12，殼體12包括套筒構(gòu)件14、第一端蓋16和第二端蓋18。電機20能夠設(shè)置在至少部分地由殼體12的多個部分的內(nèi)壁17限定的機腔22內(nèi)。例如，套筒構(gòu)件14和端蓋16、18能夠經(jīng)由常規(guī)的緊固件(未示出)或其他合適的聯(lián)接方法聯(lián)接以包封位于機腔22內(nèi)的電機20的一部分。在一些實施例中，殼體12能夠包括大致圓筒形的外殼和單個端蓋(未示出)。另夕卜，在一些實施例中，包括套筒構(gòu)件14和端蓋16、18的殼體12能夠包括能夠通常包括熱傳導(dǎo)性能的材料，所述材料例如但不限于鋁或能夠通常耐受電機的運行溫度的其他金屬和材料。在一些實施例中，殼體12能夠使用不同的方法(包括鑄造、模制成型、擠壓、和其他相似的制造方法)制造。電機20能夠為(但不限干)電馬達(dá)例如混合動カ電馬達(dá)、發(fā)電機、車輛交流發(fā)電機、和/或感應(yīng)帶式發(fā)電機起動器(BAS)。在一個實施例中，電機20能夠為用于混合動カ車輛應(yīng)用的高電壓發(fā)夾式(High Voltage Hairpin, HVH)電馬達(dá)或內(nèi)部永磁體電機。電機20能夠包括轉(zhuǎn)子組件24、定子組件26 (包括定子端匝28)、和軸承30，并且能夠繞輸出軸34設(shè)置。如圖1中所示，定子26能夠基本包圍轉(zhuǎn)子24的一部分。在ー些實施例中，電機20也能夠包括轉(zhuǎn)子轂32或者能夠具有“無轂”設(shè)計(未示出)。電機20的部件(例如但不限于轉(zhuǎn)子組件24、定子組件26和定子端匝28)能夠在電機20的運行期間產(chǎn)生熱量。這些部件能夠被冷卻以增加電機20的性能和壽命。在一些實施例中，如圖2中所示，殼體12能夠包括冷卻劑套36。在一些實施例中，套筒構(gòu)件14能夠包括冷卻劑套36。例如，在一些實施例中，冷卻劑套36能夠基本設(shè)置在套筒構(gòu)件14內(nèi)(例如，形成為使得冷卻劑套26與套筒構(gòu)件14基本成一體)。如圖2中所示，在一些實施例中，冷卻劑套36能夠限定在套筒構(gòu)件14的外周緣39與外構(gòu)件38的內(nèi)周緣41之間。在一些實施例中，外構(gòu)件38能夠聯(lián)接到套筒構(gòu)件14上。例如，如圖2中所示，在一些實施例中，套筒構(gòu)件14能夠包括凹部40,凹部40配置為且布置為與位于外構(gòu)件38上的凸緣42相接合。在一些實施例中，凸緣42和凹部40能夠過盈配合到一起以使套筒構(gòu)件14和外構(gòu)件38相聯(lián)。在其他實施例中，套筒構(gòu)件14和外構(gòu)件38能夠使用常規(guī)緊固件、粘結(jié)劑、焊接、釬焊等等聯(lián)接到一起。在一些實施例中，附加于或替代于在凸緣42與凹部40之間的過盈配合，套筒構(gòu)件14和外構(gòu)件38能夠以前述聯(lián)接技術(shù)的任意組合聯(lián)接到一起。此夕卜，在一些實施例中，在套筒構(gòu)件14與其他結(jié)構(gòu)之間的界面能夠利用密封圈或相似的結(jié)構(gòu)而基本密封。另外，在一些實施例中，冷卻劑套36能夠限定在套筒構(gòu)件14的外周緣39與另外的殼體之間，電機模塊10能夠安裝在該另外的殼體內(nèi)(未示出)。例如，在一些實施例中，模塊10能夠安裝在馬達(dá)殼體、傳動系殼體或另外的殼體內(nèi)以用于在下游應(yīng)用中使用。由此，在一些實施例中，冷卻劑套36能夠限定在另外的殼體與套筒構(gòu)件14之間。在一些實施例中，冷卻劑套36能夠與電機20的多個部分基本相鄰。例如，在一些實施例中，如圖2中所示，冷卻劑套36能夠基本包圍定子組件26的至少一部分。在一些實施例中，冷卻劑套36能夠包括第一冷卻剤，例如傳動液、こニ醇、こニ醇/水的混合物、水、油、冷卻氣體、冷卻噴霧、或配置為接收熱能的其他物質(zhì)。在一些實施例中，殼體12能夠包括至少ー個冷卻劑入口(未示出)，使得冷卻劑套36能夠與流體源(未示出)流體連通，流體源能夠在將第一冷卻劑分散到冷卻劑套36內(nèi)之前或在將第一冷卻劑分散到冷卻劑套36內(nèi)時加壓第一冷卻剤。由此，在一些實施例中，加壓的第一冷卻劑能夠循環(huán)穿過冷卻劑套36的至少一部分。在一些實施例中，如下述，當(dāng)?shù)谝焕鋮s劑循環(huán)穿過冷卻劑套36時，由電機20所產(chǎn)生的熱能能夠被傳遞到第一冷卻劑中，這能夠?qū)е轮辽俨糠值乩鋮s電機20。在一些實施例中，在循環(huán)穿過冷卻劑套36之后，第一冷卻劑能夠經(jīng)由冷卻劑出ロ(未示出)引導(dǎo)到熱傳遞元件(例如，散熱器、熱交換器等)上，這能夠?qū)崮軓牡谝焕鋮s劑中移除。 而且，在一些實施例中，冷卻劑套36能夠為基本流體密封的。例如，在一些實施例中，不論用來限定冷卻劑套36的殼體12的配置是什么，冷卻劑套36均能夠為基本流體密封的，使得除了通過冷卻劑入口或冷卻劑出口以外沒有大量的第一冷卻劑能夠進入或離開冷卻劑套36。在一些實施例中，套筒構(gòu)件14能夠包括多個套筒構(gòu)件冷卻劑孔隙(未示出)，使得冷卻劑套36能夠與機器腔體22流體連通。例如，在一些實施例中，冷卻劑孔隙能夠基本設(shè)置在定子端匝28的徑向外部，使得循環(huán)穿過冷卻劑套36的冷卻劑的至少一部分能夠進入機腔22內(nèi)并且撞擊到定子端匝28上以接收由端匝28所產(chǎn)生的熱能的一部分。在一些實施例中，模塊10能夠包括至少ー個冷卻劑槽44。在一些實施例中，如圖2中所示，冷卻劑槽44能夠基本設(shè)置在機腔22的底部部分處或附近。在一些實施例中，殼體12的內(nèi)壁17能夠配置為且布置為限定冷卻劑槽44的至少一部分。例如，在一些實施例中，殼體12的內(nèi)壁17 (例如，端蓋16、18的內(nèi)壁、外殼和/或單個端蓋)能夠配置為至少接收電機20的部分并且限定冷卻劑槽44。在一些實施例中，冷卻劑槽44能夠配置為且布置為包括第二冷卻剤。在一些實施例中，第二冷卻劑能夠包括油、可氣化介電流體、油/可氣化介電流體的混合物、或其他物質(zhì)。在一些實施例中，在電機20的運行期間，如圖2中所示，設(shè)置在冷卻劑槽44中的第二冷卻劑的靜置水平能夠基本低于在轉(zhuǎn)子組件24與定子組件26之間的空氣間隙45。另外，在一些實施例中，冷卻劑槽44能夠相對于模塊10外側(cè)的環(huán)境基本密封。例如,在一些實施例中，如下文更詳細(xì)描述的，位于冷卻劑槽44內(nèi)的第二冷卻劑能夠被基本保持在模塊10內(nèi)，使得第二冷卻劑能夠基本自容納在模塊10內(nèi)。在一些實施例中，第二冷卻劑能夠以不同的方式分散穿過模塊10。例如，在ー些實施例中，轉(zhuǎn)子組件24能夠包括彼此基本相対的至少兩個軸向端部。在一些實施例中，一個或多個端部環(huán)46能夠聯(lián)接到轉(zhuǎn)子組件24上，使得端部環(huán)46與轉(zhuǎn)子組件24的軸向端部中的ー個或兩個基本相鄰。在一些實施例中，端部環(huán)46能夠以不同的方式(包括但不限于常規(guī)緊固件、焊接、釬焊、粘結(jié)劑、熱鉚接、迫壓到轉(zhuǎn)子組件24的疊層內(nèi)，等等)聯(lián)接到轉(zhuǎn)子組件24上。由此，在一些實施例中，端部環(huán)46能夠牢固地聯(lián)接到轉(zhuǎn)子組件24上。在ー些實施例中，至少ー個離心泵48能夠聯(lián)接到端部環(huán)46中的至少ー個和/或轉(zhuǎn)子組件24上。在一些實施例中，離心泵48能夠以前述聯(lián)接方法中的至少ー種聯(lián)接到端部環(huán)46和/或轉(zhuǎn)子組件24上。在一些實施例中，轉(zhuǎn)子組件24、端部環(huán)46和離心泵48能夠聯(lián)接到一起，使得離心泵48能夠與轉(zhuǎn)子組件24基本同步地旋轉(zhuǎn)。在一些實施例中，離心泵48能夠配置為且布置為使得當(dāng)轉(zhuǎn)子組件24基本在定子組件26內(nèi)旋轉(zhuǎn)吋，離心泵48的部分能夠與位于冷卻劑槽44中的第二冷卻劑的至少一部分相接觸。由此,在一些實施例中，當(dāng)電機20運行時，離心泵48能夠?qū)⒌诙鋮s劑從冷卻劑槽44中抽出并且將第二冷卻劑分散和/或彈射穿過機腔22的至少一部分，在該部分中第二冷卻劑能夠與模塊10的不同元件相接觸。在一些實施例中，第二冷卻劑能夠經(jīng)由其他方法分散穿過機腔22的部分。例如，在一些實施例中，當(dāng)電機20運行吋，運動的轉(zhuǎn)子組件24能夠基本在位于冷卻劑槽44中的第二冷卻劑的表面水平處或附近生成局部低壓區(qū)域。例如，在一些實施例中，BernoulIi效應(yīng)能夠?qū)⒌诙鋮s劑的至少一部分拉向轉(zhuǎn)子組件24。由此，在一些實施例中，當(dāng)?shù)诙鋮s劑與轉(zhuǎn)子組件24相接觸時，第二冷卻劑能夠由轉(zhuǎn)子組件24帶走并且能夠沿基本徑向和軸向向外的路徑離心地分散穿過機腔24的部分。在一些實施例中，第二冷卻劑的分散能夠?qū)е屡c模塊10的一些元件(例如但不限于定子組件26、定子端匝28和/或軸承30)相接觸。如圖1和圖2中所示，在一些實施例中，殼體14能夠包括外壁50。而且，如圖2中所示，在一些實施例中，多個冷卻劑通道52能夠設(shè)置在內(nèi)壁17與外壁50之間。例如，在一些實施例中，殼體12能夠形成為使得冷卻劑通道52與殼體12的部分基本成一體(即，基本介于內(nèi)壁17與外壁50之間)。在一些實施例中，冷卻劑通道52能夠設(shè)置在電機20的至少兩個軸向側(cè)部上，而在其他實施例中，冷卻劑通道52能夠以其他配置設(shè)置(例如，位于電機20的ー個軸向側(cè)部上)。另外，如圖2中所示，在一些實施例中，冷卻劑通道52的至少一部分能夠基本包圍軸承30中的至少ー些。在一些實施例中，冷卻劑通道52能夠配置為且布置為至少部分地協(xié)助第二冷卻劑的分散。例如，在一些實施例中，冷卻劑通道52能夠通過至少ー個槽入口 54與冷卻劑槽44流體連通，并且能夠延伸穿過殼體12的至少一部分。如圖2中所示，在一些實施例中，模塊10能夠包括多于ー個的槽入口 54，使得設(shè)置在電機20的兩個軸向側(cè)上的冷卻劑通道52均能夠經(jīng)由槽入口 54流體連接到冷卻劑槽44上。如圖2和圖3中所示，在一些實施例中，冷卻劑通道52能夠包括多個冷卻劑孔隙56。例如，在一些實施例中，冷卻劑孔隙56能夠延伸穿過內(nèi)壁17，使得冷卻劑通道52能夠與機腔22流體連通。在一些實施例中，冷卻劑孔隙56能夠設(shè)置在沿著內(nèi)壁17的徑向長度的不同位置處。在一些實施例中，冷卻劑孔隙56能夠設(shè)置在電機20的軸向側(cè)部上的基本等同的位置處。在其他實施例中，冷卻劑孔隙56能夠設(shè)置在電機20的軸向側(cè)部上的基本不等同的位置處。在一些實施例中，在電機20的運行期間，轉(zhuǎn)子組件24的運動能夠?qū)е碌诙鋮s劑的一部分經(jīng)由槽入口 54中的至少ー個從冷卻劑槽44移動到冷卻劑通道52內(nèi)。在一些實施例中，第二冷卻劑從冷卻劑槽44向冷卻劑通道52內(nèi)的運動能夠?qū)е码姍C冷卻。例如，在一些實施例中，第二冷卻劑能夠沿基本軸向和徑向的方向(如由圖2和圖3中的箭頭所示)流動穿過冷卻劑通道52的至少一部分。此外，在一些實施例中，當(dāng)?shù)诙鋮s劑流動穿過冷卻劑通道52吋，第二冷卻劑的至少一部分能夠通過冷卻劑孔隙56分散到機腔22內(nèi)。例如，在一些實施例中，如圖2和圖3中所示，冷卻劑孔隙56能夠設(shè)置為使得通過冷卻劑孔隙56分散的第二冷卻劑能夠被引向轉(zhuǎn)子組件24。在一些實施例中，在被引出冷卻劑孔隙56之后，第二冷卻劑能夠與電機20的元件和殼體12的至少一部分相接觸。例如，在一些實施例中，當(dāng)?shù)诙鋮s劑與電機20的熱能生成元件中的ー些(例如轉(zhuǎn)子組件24、轉(zhuǎn)子轂32和/或定子組件26 (包括定子端匝28)相接觸)時，第二冷卻劑能夠由于熱能從部件朝向第二冷卻劑的強制對流而提供冷卻。另外，在一些實施例中，第二冷卻劑能夠向軸承30和模塊10的其他需要潤滑的元件提供ー些潤滑。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，相對于一些常規(guī)的電機，冷卻劑槽44、冷卻劑通道52和第二冷卻劑能夠至少部分地增大從至少定子端匝28和轉(zhuǎn)子組件24中離開的熱對流，并且能夠生成將熱能散熱到冷卻劑套36內(nèi)的更有效的方法。例如，在一些實施例中，當(dāng)?shù)诙鋮s劑分散穿過機腔22的部分時，如上述，第二冷卻劑能夠通過強制對流接收由定子端匝28、轉(zhuǎn)子組件24和/或模塊10的其他元件所產(chǎn)生的熱能。在一些實施例中，在分散穿過機腔22的多個部分之后，第二冷卻劑的一部分能夠沿著內(nèi)壁17并且沿著模塊10的其他部分(例如電機20的部分)往回朝向冷卻劑槽44流動。由此，在一些實施例中，第二冷卻劑能夠與內(nèi)壁17相接觸，這能夠?qū)е略诘诙鋮s劑抵達(dá)冷卻劑槽44之前從第二冷卻劑朝向內(nèi)壁17的熱能傳遞。傳遞到殼體12的內(nèi)壁17上的熱能隨后能夠被輻射到周圍的環(huán)境中，這能夠至少部分地導(dǎo)致模塊10冷卻。在一些實施例中，由于第二冷卻劑將其熱能的至少一部分傳遞到殼體14中，因此第二冷卻劑在其被循環(huán)回到冷卻劑槽44內(nèi)之前處于至少部分降低的溫度下。由此，在一些實施例中，位于冷卻劑槽44中的第二冷卻劑能夠在電機20的運行期間維持在相對于模塊10的其他部分的較低溫度下。在一些實施例中，由于位于冷卻劑槽44內(nèi)的第二冷卻劑能夠為大致較低的溫度，因此當(dāng)?shù)诙鋮s劑通過離心泵48和/或冷卻劑通道52和冷卻劑孔隙56反復(fù)分散穿過機腔22的多個部分布時，第二冷卻劑能夠?qū)⒘硗獾臒崮軓碾姍C模塊10中移除。在一些實施例中，殼體12能夠包括至少ー個肋58。例如，在一些實施例中，內(nèi)壁17能夠包括至少ー個肋58。在一些實施例中，內(nèi)壁17能夠包括多個肋58。盡管將來的參照針對“多個肋”，但是ー些實施例能夠包括ー個肋58。在一些實施例中，肋58能夠從內(nèi)壁17延伸一段軸向距離到機腔22內(nèi)。在一些實施例中，肋58能夠形成為使得它們與內(nèi)壁17基本成一體。在一些實施例中，肋58能夠使用前述聯(lián)接技術(shù)中的任一種聯(lián)接到內(nèi)壁17上。在一些實施例中，肋58能夠相對于大致平面內(nèi)壁提供更大的表面區(qū)域，這能夠?qū)е聫牡诙鋮s劑中離開的熱能傳遞更大，這能夠?qū)е码姍C模塊10的增強冷卻。在一些實施例中，由于冷卻劑套36的設(shè)置，因此能夠?qū)⒂蓺んw12從第二冷卻劑中所接收的熱能傳導(dǎo)到冷卻劑套36和第一冷卻劑中。在一些實施例中，冷卻劑槽44能夠配置在且布置在模塊10內(nèi)，使得其與冷卻劑套36的一部分基本相鄰，并且這兩個元件熱連通。例如，在一些實施例中，冷卻劑槽44的至少一部分能夠與冷卻劑套36緊鄰。僅僅作為示例，在一些實施例中，冷卻劑槽44能夠至少部分地由套筒構(gòu)件14的內(nèi)壁17限定。由此，在一些實施例中，槽44能夠與冷卻劑套36以套筒構(gòu)件14的厚度分隔開。因此，在一些實施例中，熱能的至少一部分能夠通過套筒構(gòu)件14從冷卻劑槽44傳遞到循環(huán)穿過冷卻劑套36的第一冷卻劑內(nèi)。例如，在一些實施例中，當(dāng)?shù)诙鋮s劑循環(huán)到冷卻劑槽44中時(例如，在由離心泵48和/或冷卻劑通道52和冷卻劑孔隙54彈射到機腔22內(nèi)之后)，熱能能夠通過殼體12的部分(例如，套筒構(gòu)件14)從位于冷卻劑槽44中的第二冷卻劑傳導(dǎo)到冷卻劑套36和第一冷卻劑中。如前述，在一些實施例中，第一冷卻劑能夠從冷卻劑套36中引出到熱傳遞元件中，這能夠有助于將熱能從運行的電機模塊10中移除。由此，在一些實施例中，不需要將第二冷卻劑從殼體12中引出以用于傳遞熱能，這由于第二冷卻劑能夠更容易地循環(huán)回到模塊10的其他部分中而能夠?qū)е吕鋮s增強。另外，在一些實施例中，當(dāng)?shù)诙鋮s劑包括可氣化介電流體或可氣化介電流體/油的混合物而非例如油時，第二冷卻劑的熱氣化能夠增加從電機20的部件的熱傳遞。在一些實施例中，前述實施例的至少一部分能夠至少部分地增加電機20的耐用性和效率。例如，通過增大從模塊10的一些元件(包括但不限于定子端匝28和轉(zhuǎn)子組件24)中離開的熱對流以及將熱能更有效地傳遞到位于冷卻劑套36中的第一冷卻劑內(nèi)，具有第二冷卻劑的冷卻劑槽44和/或冷卻劑通道52能夠提高電機20的連續(xù)性性能并且降低電機20的運行溫度，這能夠增加電機20的耐用性和效率。另外，在一些實施例中，冷卻劑槽44和/或冷卻劑通道52的使用能夠減小因冷卻電機20而由第一冷卻劑和冷卻劑套36所承擔(dān)的冷卻需求。由此，能夠減小在冷卻劑套36中的第一冷卻劑的必要流動速率，這能夠增大電機模塊10的效率(例如，通過減小朝向流體源和從流體源的泵送損耗)，并且能夠増大可容許的冷卻劑入口溫度，這能夠減小熱傳遞元件的必須尺寸和/或完全消除對于熱傳遞元件的需求，從而減小電機模塊10的系統(tǒng)成本。應(yīng)當(dāng)由本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解的是，盡管已經(jīng)在上面結(jié)合具體的實施例和示例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明并非必然地如此限制，并且各種其他實施例、示例、使用、修改以及與該實施例、示例和使用的偏離g在由所附權(quán)利要求包括。本文所引述的每個專利和公布的全部公開內(nèi)容通過參引的方式并入本文，正如每個該專利或公布通過參引的方式単獨地并入本文一祥。在下面的權(quán)利要求中闡釋了本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種電機模塊,包括殼體，所述殼體包括聯(lián)接到至少一個端蓋上的套筒構(gòu)件；所述殼體的內(nèi)壁至少部分地限定機腔；所述內(nèi)壁的至少一部分配置為且布置為限定冷卻劑槽的至少一部分；以及設(shè)置在所述殼體的所述內(nèi)壁與外壁之間的至少一個冷卻劑通道，所述至少一個冷卻劑通道與所述冷卻劑槽流體連通；電機，所述電機設(shè)置在所述機腔中并且至少部分地由所述殼體包封，所述電機包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，所述定子組件包括定子端匝；以及冷卻劑套，所述冷卻劑套至少部分地由所述殼體限定，所述冷卻劑套設(shè)置為使得其至少部分地包圍所述定子組件的一部分。
2.如權(quán)利要求1所述的電機模塊，還包括設(shè)置為穿過所述內(nèi)壁的一部分的至少一個冷卻劑孔隙，使得所述至少一個冷卻劑通道與所述機腔流體連通。
3.如權(quán)利要求2所述的電機模塊，其中，所述至少一個冷卻劑孔隙與所述轉(zhuǎn)子組件的一部分基本相鄰。
4.如權(quán)利要求1所述的電機模塊，其中，所述內(nèi)壁包括至少一個肋。
5.如權(quán)利要求1所述的電機模塊，其中，所述冷卻劑套配置為且布置為容納第一冷卻劑的一部分，而所述冷卻劑槽配置為且布置為容納第二冷卻劑的一部分。
6.如權(quán)利要求5所述的電機模塊，其中，所述第一冷卻劑包括傳動液、乙二醇和水中的至少一種。
7.如權(quán)利要求5所述的電機模塊，其中，所述第二冷卻劑包括油和可氣化介電流體中的至少一種。
8.如權(quán)利要求1所述的電機模塊，其中，所述冷卻劑槽的至少一部分與所述冷卻劑套的至少一部分緊鄰。
9.如權(quán)利要求1所述的電機模塊，還包括聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)子組件的軸向端部上的至少一個端部環(huán)和至少一個離心泵。
10.如權(quán)利要求1所述的電機模塊，還包括至少一個軸承，其中，所述至少一個冷卻劑通道至少部分地包圍所述至少一個軸承的一部分。
11.一種電機模塊，包括殼體，所述殼體包括聯(lián)接到至少一個端蓋上的套筒構(gòu)件；所述殼體的內(nèi)壁至少部分地限定機腔；所述內(nèi)壁的至少一部分配置為且布置為限定冷卻劑槽的至少一部分，所述冷卻劑槽配置為且布置為容納第二冷卻劑的至少一部分；設(shè)置在所述殼體的所述內(nèi)壁與外壁之間的至少一個冷卻劑通道，所述至少一個冷卻劑通道經(jīng)由冷卻劑入口與所述冷卻劑槽流體連通；以及穿過所述內(nèi)壁的一部分設(shè)置的至少一個冷卻劑孔隙，使得所述至少一個冷卻劑通道與所述機腔流體連通；電機，所述電機設(shè)置在所述機腔中并且至少部分地由所述殼體包封，所述電機包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，所述定子組件包括定子端匝；外構(gòu)件，所述外構(gòu)件聯(lián)接到所述殼體的至少一部分上；以及冷卻劑套，所述冷卻劑套限定在所述外構(gòu)件的內(nèi)周緣的至少一部分與所述套筒構(gòu)件的外周緣之間，所述冷卻劑套配置為且布置為容納第一冷卻劑的一部分，并且所述冷卻劑套包圍所述定子組件的至少一部分；其中，所述冷卻劑槽的至少一部分與所述冷卻劑套的至少一部分熱連通。
12.如權(quán)利要求11所述的電機模塊，還包括聯(lián)接到所述內(nèi)壁上的至少一個肋。
13.如權(quán)利要求11所述的電機模塊，還包括聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)子組件的至少一個軸向表面上的至少一個端部環(huán)和至少一個離心泵。
14.如權(quán)利要求13所述的電機模塊，其中，所述至少一個離心泵配置為且布置為將所述第二冷卻劑的至少一部分分散到所述機腔的至少一部分中。
15.如權(quán)利要求11所述的電機模塊，還包括至少一個軸承，其中，所述至少一個冷卻劑通道至少部分地包圍所述至少一個軸承的一部分。
16.如權(quán)利要求11所述的電機模塊，其中，所述至少一個冷卻劑孔隙被設(shè)置為與所述轉(zhuǎn)子組件的一部分基本相鄰。
17.如權(quán)利要求11所述的電機模塊，其中，所述第一冷卻劑包括傳動液、乙二醇和水中的至少一種。
18.如權(quán)利要求11所述的電機模塊，其中，所述第二冷卻劑包括油和可氣化介電流體中的至少一種。
19.一種冷卻電機模塊的方法，所述方法包括設(shè)置包括聯(lián)接到至少一個端蓋上的套筒構(gòu)件的殼體，所述殼體的內(nèi)壁至少部分限定機腔；在所述殼體內(nèi)設(shè)置至少一個冷卻劑槽，所述內(nèi)壁的至少一部分配置為且布置為限定所述冷卻劑槽的至少一部分；在所述殼體的所述內(nèi)壁與外壁之間設(shè)置至少一個冷卻劑通道，使得所述至少一個冷卻劑通道與所述冷卻劑槽流體連通；在所述機腔中設(shè)置電機，所述電機包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，所述定子組件包括定子端匝；以及設(shè)置至少部分地由所述殼體限定的冷卻劑套，所述冷卻劑套設(shè)置為使得其至少部分地包圍所述定子組件的至少一部分并且使得所述冷卻劑套的至少一部分與所述冷卻劑槽的至少一部分熱連通。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，還包括穿過所述內(nèi)壁設(shè)置至少一個冷卻劑孔隙，使得所述至少一個冷卻劑孔隙與所述轉(zhuǎn)子組件的至少一部分基本相鄰。
全文摘要
本發(fā)明的實施例提供了一種包括殼體的電機模塊。在一些實施例中，所述殼體能夠包括聯(lián)接到至少一個端蓋上的套筒構(gòu)件。所述殼體能夠包括至少部分地限定機腔的內(nèi)壁、冷卻劑槽、和設(shè)置在所述殼體的所述內(nèi)壁與外壁之間的至少一個冷卻劑通道。在一些實施例中，所述冷卻劑通道能夠與所述冷卻劑槽流體連通。在一些實施例中，電機能夠設(shè)置在所述機腔中。所述電機能夠包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，所述定子組件包括定子端匝。在一些實施例中，冷卻劑套能夠至少部分地由所述殼體限定并且能夠設(shè)置為使得至少部分地包圍所述定子組件的一部分。
文檔編號H02K9/02GK103038983SQ201180038392
公開日2013年4月10日 申請日期2011年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者D·A·富爾頓 申請人:瑞美技術(shù)有限責(zé)任公司