[发明专利]用于具有直接液体冷却定子的永磁电机的方法和设备

说明书

技术领域

本发明总体上涉及例如为电动机的磁装置，更具体地涉及用于内部永磁电机的冷却方法。

背景技术

永磁(PM)电机由于其令人期待的特性(即良好的扭矩密度、良好的总体效率、良好的恒定功率范围等)而适用于燃料电池和混合动力电动车辆的运行。不同于其他电机，例如感应、交换或同步磁阻电机中转子场是通过由源供应的定子电流产生，永磁电机中的转子场归因于其结构而得到。因此，永磁电机相比其他这些电机具有更高的效率。

不过，对这种PM电机的冷却是一个棘手的难题，特别是对于在绕组的端匝处(定子堆叠的相对端部处)以及定子主体自身内产生热量的冷却。当前使用的流体冷却方法包括使一些形式的冷却流体(例如水乙二醇，WEG)在冷却组件和壳体内流动，然而该壳体既大又低效，并且需要复杂的夹持(fixturing)来与定子自身相互配合工作。

发明内容

因此，希望能够提供用于PM电机的改进、紧凑的冷却系统。从后续的详细说明和所附权利要求并结合附图以及前述技术领域和背景技术，本发明的其他期望特征和特性将变得明显。

本发明还提供了以下方案：

方案1.一种永磁电机，包括：

具有第一端部和第二端部的定子主体，所述定子主体还具有在其中形成的多个大致径向的缝槽以便接收一组绕组，所述绕组具有在所述第一端部的第一组端匝和在所述第二端部的第二组端匝；

所述定子主体具有多个通道，所述多个通道邻近于所述缝槽并且从所述定子主体的第一端部延伸到所述定子主体的第二端部，所述通道构造成允许冷却流体从其中流过。

方案2.如方案1所述的永磁电机，其特征在于，进一步包括多个喷嘴，所述多个喷嘴与所述多个通道流体连通并且构造成向所述第一和第二组端匝上喷洒所述冷却流体。

方案3.如方案2所述的永磁电机，其特征在于，进一步包括：

第一端环，所述第一端环具有在其中提供的并构造成容纳第一组喷嘴的第一组环形腔，所述第一端环附接到所述定子主体的第一端部使得所述通道与所述第一组环形腔流体连通；

第二端环，所述第二端环具有在其中提供的并构造成容纳第二组喷嘴的第二组环形腔，所述第二端环附接到所述定子主体的第二端部使得所述通道与所述第二组环形腔流体连通；和

联接到所述第一组环形腔中的一个的入口和联接到所述第一或第二组环形腔中的一个的出口，其中，所述冷却流体构造成从所述入口流动穿过所述通道到达所述出口。

方案4.如方案3所述的永磁电机，其特征在于，所述通道、所述第一组环形腔和所述第二组环形腔构造成使得所述冷却流体可以圆柱迂回图案从所述入口流动到所述出口。

方案5.如方案4所述的永磁电机，其特征在于，所述第一组腔包括容纳所述第一组喷嘴中大约4到8个的腔，并且所述第二组腔包括容纳所述第二组喷嘴中大约4到8个的腔。

方案6.如方案4所述的永磁电机，其特征在于，所述第一和第二组喷嘴中的每一个均包括圆周地隔开且径向面向内的喷嘴。

方案7.如方案4所述的永磁电机，其特征在于，所述第一和第二组腔中的每一个均为大致弓形。

方案8.如方案1所述的永磁电机，其特征在于，所述通道是纵向且平行于所述定子的轴线的。

方案9.如方案8所述的永磁电机，其特征在于，所述定子主体包括10个到20个之间的通道。

方案10.如方案1所述的永磁电机，其特征在于，所述通道延伸到所述定子主体的外圆周以形成多个纵向散热片。

方案11.一种用于冷却永磁电机的方法，包括：

提供定子主体，所述定子主体具有邻近于多个绕组缝槽并且从所述定子主体的第一端部延伸到所述定子主体的第二端部的多个通道；

提供在所述绕组缝槽内的多个绕组，所述绕组具有第一组端匝和第二组端匝；以及

在所述永磁电机工作期间使冷却流体流动穿过所述通道。

方案12.如方案11所述的方法，其特征在于，进一步包括提供与所述多个通道流体连通并且向所述第一和第二组端匝上喷洒所述冷却流体的多个喷嘴。

方案13.如方案12所述的方法，其特征在于，进一步包括：

将第一端环附接到所述定子主体的第一端部，所述第一端环具有在其中提供的并构造成容纳第一组喷嘴的第一组环形腔；

将第二端环附接到所述定子主体的第二端部，所述第二端环具有在其中提供的并构造成容纳第二组喷嘴的第二组环形腔。

方案14.如方案13所述的方法，其特征在于，所述通道、所述第一组环形腔和所述第二组环形腔构造成使得所述冷却流体以圆柱迂回图案从所述入口流动到所述出口。