[发明专利]用于加热电池的电马达废热模式

说明书

一种电马达，包括：壳体、包括端部绕组的定子、经由转子轴承联接到壳体的转子、驱动马达流体泵和驱动马达电子器件。转子包括中空圆柱形本体、第一轴部分和第二轴部分、具有流体接收端和流体供给端以及多个流体出口的流体供给管，流体供给端延伸到中空圆柱形本体中。驱动马达电子器件给定子供电而不会引起转子旋转。驱动马达流体泵将流体经由流体供给管泵入中空圆柱形本体，将流体从多个流体端口泵出，并且泵送到定子端部绕组上，以从转子和定子收集热量。驱动马达流体泵然后使流体循环到用于加热电池的热交换器。

与相关申请的交叉引用

本申请根据《美国法典》第35编第119(e)条要求对美国临时专利申请第62/346,741号的优先权，标题为“电马达冷却系统和转子放电保护”，于2016年6月7日提交，其全部内容通过引用被并入本文，并且出于所有目的而成为本申请的一部分。

技术领域

本发明涉及电马达；并且更具体地涉及使用电马达以加热正在服务的电池。

背景技术

相关技术的描述

电马达可以产生相当大的热量，特别是通过车辆的牵引马达，其中尺寸和重量限制与高功率输出的需求相结合。电马达过热导致马达绕组绝缘迅速恶化。电马达温度每上升10摄氏度，绝缘寿命就减半。由过热引起的另一个问题是转子中的永磁体在过热时失去其磁性，导致效率损失。对于感应马达，其铜绕组的温度升高会降低感应马达的效率，每升高10摄氏度，铜电阻率就增加4％。因此，冷却内部马达组件(例如，转子)以及外部马达组件(例如，壳体、定子)很重要。电马达冷却系统必须在周围运行环境的大变化下高效运行，因为电马达可以经受大范围的环境温度、湿度级别和/或灰尘/污垢级别。

已经采取了一定数量的不同方法来满足车辆的电马达的冷却需求。例如，美国专利第6/191,511号公开了使用闭环液体冷却回路，试图在马达内获得温度平衡，冷却回路使冷却剂(通常是诸如油的流体，例如自动变速器油或类似类型的油)通过定子和中空转子轴。在中空转子轴内是固定的注射管，注射管被固定到定子凸缘。流体通过注射管被泵送到转子轴的端部，其中流体在注射管的腔室和中空转子轴之间通过。然后在冷却定子结构并返回注射管之前，流体通过在定子的长度上和周围延伸的圆柱形冷却腔室。

美国专利第6329731号公开了一种液体冷却的电马达，其中行星齿轮的主要元件之一驱动冷却回路的容积式泵。流体被泵送通过固定管，中空转子轴围绕固定管旋转。然后在通过被结合到马达和行星齿轮箱的散热器之前，流体在固定管和中空转子轴之间通过。

美国专利第7156195号公开了一种电马达，其中流体被收集在减速齿轮壳体内，而不是马达壳体内，从而避免了马达磁铁的劣化和改变。来自贮存器的流体被泵送通过传动轴中的通道的端部，在那里流体流向马达。一些流体被喷射到减速齿轮上，而其余的流体被泵送到传动轴和减速齿轮轴和马达输出轴之间。

这些先前的解决方案具有一些缺点。他们未能解决沿转子长度的不同热产生位置。与转子的端部或远端部分相比，倾向于在转子的中心部分产生更多的热量。现有技术的解决方案倾向于使用从转子的一个远端部分流到转子的另一个远端部分的流体来冷却，从而导致从一端到另一端并且终止于转子中心的热梯度。此外，现有技术的解决方案包括一定数量的相对复杂的部件，导致相对高的生产成本和相对高的故障率。

电池供电的电动车辆的运行所具有的另一个问题是，供电电池在低温下不能有效工作。随着电动车辆的大量部署，许多电动汽车被用于冬季寒冷的环境和/或任何时候都寒冷的地方。为了保持电动车辆以合理的效率水平运行，电动车辆必须被停放在内部，或者使用外部供电的电池加热器来保持电池处于可接受的运行温度。当然，当加热的存储位置不可用或外部电源不可用时，该解决方案不起作用。

发明内容