本说明书总体上涉及一种用于内部永磁体(ipm)马达的转子冷却系统,该转子冷却系统使用向心力来使具有均匀流的冷却剂从轴中的居中定位进给口移动到贯穿转子芯的磁体的多个通道。
背景技术:
1、诸如混合动力车辆或全电动车辆(ev)的车辆可使用诸如马达的电机作为动力来沿一个方向驱动车辆。车辆可使用内部永磁体(ipm)电机作为马达和发电机。转子上的每个磁极可通过将永磁体材料放入转子的叠片堆中的狭槽中来形成。此类狭槽可不完全填充磁性材料,而是被设计为将磁体保持在中心,其中在狭槽的两个相对端处具有空隙或非磁性材料。
2、除了产生扭矩之外,定子的绕组与转子的磁体之间的电磁相互作用还可产生废热,该废热可积聚在转子的材料中。温度升高可能会降低电机的效率或致使转子和电机的其他部件劣化。因此,可使用冷却剂系统,其中诸如油的冷却剂可通过穿过转子芯的多个通道以去除废热并减轻整个转子中的温差。
3、然而,可能难以在整个冷却系统的各个区域中保持冷却剂的量均匀以冷却和减轻磁体和转子芯的温度。冷却剂的均匀性降低可能会妨碍均匀的热提取,从而导致转子芯的区域具有不同的温度。可向马达不对称地供给冷却剂,其中冷却剂从转子的一端传递到另一端。冷却剂的不对称分布可导致马达的垂直于油路径的部段的温度均匀,但是相对于冷却剂路径的长度在转子上产生温度梯度。用于冷却ipm的其他解决方案使用多个冷却剂源点(诸如在转子的相对端上的孔)来在整个转子芯中分配冷却剂以降低温度。第一侧上通向第一通道的孔以及第二侧上的孔可连接到第二通道,其中第一通道和第二通道中的流体可在相反方向上行进。使用到转子芯的多个冷却剂源点可能会增加冷却剂系统和转子的复杂性。另外,使用多个源点可通过轴的旋转速度来限制冷却剂流。
4、作为一个示例,美国专利us 4418777沿着电机的转子的轴的轴线将冷却剂供给到内部通道。在轴中,冷却剂可朝向转子的相对端均匀地分流,从而允许冷却剂在转子绕轴线旋转时连续地混合并接近均匀地冷却。然而,这种冷却剂方法是用于没有永磁芯的感应电机。由于ipm与感应马达之间的架构差异,冷却可能不太有效。来自轴和在转子的端部处的冷却剂可能无法足够靠近磁体分配以去除热或降低温度,除非转子的轴经历来自转子芯的足够大的热能通量,此时磁体和芯的其他部分可能过热。
技术实现思路
1、本文中的发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例,可提供一种电动马达,所述电动马达包括:转子轴,所述转子轴具有:位于其中的内部油通路;以及围绕所述转子轴的中间和中心定位的多个径向给油通路;转子芯,所述转子芯中具有多个轴向通路;以及一对端板,所述一对端板联接到所述转子轴,其中每个端板具有交替的倾斜通路和排放孔,以便使油在每个相邻极中的流动方向交替。以此方式,可以通过增加整个转子芯上的温度均匀性、为更靠近转子芯的磁极的冷却剂提供路径以及减少或消除用于迫使流体穿过转子芯的部件(诸如泵)来改进冷却剂流动。油通路等距地定位并且使得流体流动的方向交替可减小相对于转子以其为中心的轴线跨转子轴向地形成的温度梯度。通过使用向心力和转子的旋转能量来引导流体通过通路而不是通过压力或不是由转子产生的其他力,可减少转子的零件。
2、作为一个示例,转子芯中的冷却系统的架构允许冷却剂在转子的每个磁极上经历等流。将通路连接到内部通道的孔可允许冷却剂流保持大致恒定。另外,油的重定向可以是对称的,其中所有通道相对于中心轴线都是径向的。对于在第二相反方向上引导流体的每个通道,可存在在第一方向上引导油的通道。每个通道可相对于转子以其为中心的轴线围绕转子径向定位。引导油的每个通道可被定位成按顺序交替,使得在第一方向上引导流体的通道可在顺时针或逆时针方向上不径向紧邻在第一方向上引导油的另一个通道。可通过第一端板和第二端板来增加附加的对称性,该第一端板和该第二端板将冷却剂流从在内部通道中的方向重定向到在外部通道中的相反方向。对称性可增加冷却剂在整个芯的通道中的温度的均匀性。穿过端板的材料形成的孔可用于诸如经由喷射引导冷却剂与其他部件(诸如定子端部绕组)接触以缓解温度。经由端板的孔引导冷却剂可减少或消除单独的孔、供给机构和其他部件以在诸如定子端部绕组的部件上引导流体。
3、应当理解,提供以上
技术实现要素:
是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征,所述主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
1.一种电动马达,所述电动马达包括:
2.如权利要求1所述的电动马达,其中所述交替的倾斜通路被配置为将油输送到每隔一个磁极。
3.如权利要求1所述的电动马达,其中所述交替的排放孔被配置为从每隔一个磁极接收排出的油。
4.如权利要求1所述的电动马达,其中所述倾斜通路是基本上线性的并且与每个端板的内径基本上相切地对准。
5.如权利要求4所述的电动马达,其中所述倾斜通路各自在相同的旋转方向上切向地延伸。
6.如权利要求5所述的电动马达,其中所述排放孔定位在所述内径与每个端板的外径之间。
7.如权利要求1所述的电动马达,其中所述转子轴还包括多个轴向油通路。
8.如权利要求7所述的电动马达,其中所述转子轴中的所述多个轴向油通路沿着外表面延伸遍历所述转子轴的轴向长度的大部分。
9.如权利要求8所述的电动马达,其中所述转子轴中的所述多个轴向油通路沿着所述转子轴的所述轴向长度的所述大部分是线性的。
10.如权利要求1所述的电动马达,其中所述电动马达是内部永磁体电动马达。
11.如权利要求10所述的电动马达,其中永磁体以v形定位并且位于所述转子芯中的所述多个轴向通路的径向外侧。
12.一种用于操作电动马达的方法,所述方法包括:
13.如权利要求12所述的方法,其中所述交替的倾斜通路被配置为将油输送到每隔一个磁极。
14.如权利要求13所述的方法,其中所述交替的排放孔被配置为从每隔一个磁极接收排出的油。
15.如权利要求14所述的方法,其中所述倾斜通路是基本上线性的并且与每个端板的内径基本上相切地对准。
