[发明专利]定子组件的冷却系统

说明书

美国政府在该发明中享有已付的许可证、并在有限的情况下要求该专利拥有者根据由NREL/DOE签订的ZCL-3-32060-02的条款提供的合理条款给予其他人许可证的权利。

技术领域

本发明总体上涉及定子组件，更具体地涉及冷却该定子组件的系统。

背景技术

诸如定子固定在电动机/发电机壳体内的电动机和发电机一类的电气装置是众所周知的。安装在轴上的转子共轴线地配置在定子内，并且可相对于该定子，围绕着该轴的纵轴线转动。电流通过定子形成磁场，使该转子和轴转动。另外，还知道，为了保证该电动机/发电机的最优性能和可靠性，必需将定子保持在预先确定的温度范围内，和使定子没有污染物。

可对定子作二个主要的改变，以增加扭矩密度或电动机/发电机每单位重量的扭矩。一个主要的改变是增加定子绕组的数目。槽填充系数或被绕组占据的电动机/发电机的体积的百分数越大，则电动机的扭矩越大。增加电动机/发电机的槽填充系数还可提高装置的效率。然而，这种改善扭矩的方法实际上受到定子形状和尺寸的限制。所使用的另一个增加电动机的扭矩密度的主要改变包括增加流过定子绕组的电流量。由于电阻或欧姆发热，增加流过定子绕组的电流使定子的发热增加。

上述的电动机/发电机的一个应用为混合式电动汽车。混合式电动汽车可以改善燃料的经济性和减少尾管的排气。混合式电动汽车包括一个传统的内燃机，它与一个电气机械混合式传动装置组合。该混合式传动装置具有一个或多个串联或并联的电动机/发电机和齿轮组—例如行星齿轮组。根据工作模式的不同，该电动机/发电机帮助推进或能量吸收(贮存)。如同任何能量转换装置一样，该电动机/发电机的效率小于100％，并拒绝某种能量，例如热。为了达到该混合式电动汽车的高效率工作模式，需要有效地除去这种废热。

发明概述

提供了一种定子组件，它具有包括多个径向向内伸出的定子齿的一个大致为环形的定子铁心。定子电线卷绕在该多个定子齿的每一个齿的周围，以形成多个定子线圈。多个定子线圈的每一个线圈隔开，以便至少部分地形成多个一般为在轴向延伸的冷却通道。冷却介质—例如润滑油通过该冷却通道流动。另外，该多个定子齿中的每一个齿包括一个相应的有法兰的末端部分。每一个该末端部分保持一个轴向延伸的带状件。该带状件至少部分地形成该冷却通道。冷却介质冷却该多个定子线圈。在优选实施例中，在该冷却通道内的冷却介质流的至少一部分为紊流。

第一和第二末端圆环可以配置在该定子组件的相反的轴向末端上。该第一末端圆环形成使冷却介质与该多个冷却通道中的每一个通道连通的第一个腔；而该第二末端圆环形成从该多个冷却通道中的每一个通道接收冷却介质的第二个腔。可以提供一个润滑油输送板，使冷却介质与由该第一末端圆环形成的至少一个孔连通。该至少一个孔在径向与每一个冷却通道重合的点上，使冷却介质与该第一个腔连通；和可以有选择地在大致为径向和大致为轴向的取向的一个取向或它们之间的任何取向中，使冷却介质与该第一个腔连通。另外，还说明了带有所提供的定子组件的一个电动机组件和一个电气机械混合式传动装置。

本发明的上述特点和优点与其他的特点和优点，从下面结合附图对本发明的优选实施的详细说明了很容易了解。

附图简要说明

图1为根据本发明的，包括一个定子组件的电动机的示意性横截面图；

图2为与本发明的分配冷却系统一起使用的定子组件的截面图；

图3为包括本发明的分配冷却系统的电气机械混合式传动装置的部分横截面侧视图；和

图4为图3所示的电气机械混合式传动装置的一部分的部分横截面图。

优选实施例说明

在几个图中，相同的符号表示相同或相似的零件。图1表示电动机10的示意图。根据优选实施例，该电动机10是用于说明的目的，然而应了解，本发明可以用于其他的电动机结构和其他的电气装置—例如发电机。电动机10包括一个壳体12，一个定子组件14，一根轴16和一个转子18。该定子组件14大致为环形，并可以在电动机10工作过程中，相对于该壳体12保持静止不动。该转子18固定在该轴16上，与该轴一体地转动，并且一般被该定子14限制。该转子18和轴16可相对于壳体12和定子14转动。