[发明专利]用于冷却电动机的装置及其制造方法

说明书

本文提供了一种用于电动机的定子。该定子可包括定子主体，该定子主体包括多个层压件、多个导线绕组和由该导线绕组形成的绕组端匝。该定子还可包括围绕定子主体的外表面的至少一部分设置的聚合物复合材料壳体和用于加热和/或冷却定子的限定在聚合物复合材料壳体中的多个通道。本文还提供了制造定子的方法。

技术领域

本公开总体上涉及一种用于冷却电动机的装置及其制造方法，更具体地，涉及一种包括能够在定子组件中接收用于冷却导线绕组、层压件或其组合的流体的通道的定子组件。

背景技术

包括混合动力车辆的电动车辆采用诸如感应马达和永磁马达的电动机来推进车辆，以及当用作发电机时捕获制动能量。电动机通常包括转子和定子，其中转子通过齿轮组将扭矩传递到车辆的驱动轮，而定子包含导线绕组形式的导体。在运行时，定子和转子通常需要冷却。电动机通常可以被主动冷却，例如，被空气冷却或液体冷却，或被动冷却。空气冷却的电动机通常将空气吹过定子芯和导线绕组。在这种布置中，电动机可以被称为非密封或开放式马达，使得空气能够吹过定子芯并绕过绕组。在封闭或密封的马达中，空气通常吹过马达壳体上的散热片，以消散来自马达的废热。在非密封或密封马达中，与液体冷却相比，空气冷却提供了马达的较不复杂但相对低效的冷却。

液冷式马达可具有环形护套，该环形护套位于定子芯的外径和壳体的内径之间。水可以通过护套和在定子芯周围循环，以去除定子芯和定子绕组中产生的热量。传统上，护套位于相对远离绕组端匝并且不与绕组端匝接触的位置。可以理解的是，在绕组端匝中产生的热量行进穿过绕组和定子芯以由护套提取。从绕组端匝穿过定子芯的部分到液体护套的热路径通常包括许多具有低导热率的材料，这可以减少对绕组端匝的冷却。

发明内容

本部分提供了本公开的总体概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。

在某些方面，本发明提供了一种用于电动机的定子，其包括多个层压件，每个层压件包括多个槽，其中该多个槽共同限定第一端面和第二端面。定子还包括设置在多个槽中的多个导线绕组、由与第一端面相邻的各个导线绕组形成的第一多个绕组端匝，以及由与第二端面相邻的各个导线绕组形成的第二多个绕组端匝。第一多个绕组端匝具有第一外周，而第二多个绕组端匝具有第二外周。第一聚合物复合材料壳体可以围绕第一多个绕组端匝的第一外周的至少一部分设置，而第二聚合物复合材料壳体可以围绕第二多个绕组端匝的第二外周的至少一部分设置。其中第一聚合物复合材料壳体和第二聚合物复合材料壳体各自包括聚合物。定子还包括多个通道，用于接收用于加热和/或冷却第一多个绕组端匝和第二多个绕组端匝的流体。多个通道可以限定为以下一个或多个：（i）第一聚合物复合材料壳体；（ii）第二聚合物复合材料壳体；（iii）第一多个绕组端匝的各个导线绕组之间的区域；和（iv）第二多个绕组端匝的各个导线绕组之间的区域。

第一和第二聚合物复合材料壳体中的聚合物各自可包括热塑性聚合物或热固性聚合物。

第一和第二聚合物复合材料壳体每个还可包括多根增强纤维。该多根增强纤维可以是选自碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、聚乙烯纤维、有机纤维、金属纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维、石英纤维、石墨纤维、纳米纤维、硼纤维及其组合的连续纤维。

多个通道可包括外壳，该外壳包括金属、聚合物、聚合物复合材料、陶瓷或其组合。

多个通道可以限定在第一聚合物复合材料壳体和第二聚合物复合材料壳体中。第一聚合物复合材料壳体中的通道可以围绕第一多个绕组端匝周向延伸，而第二聚合物复合材料壳体中的多个通道可以围绕第二多个绕组端匝周向延伸。

第一聚合物复合材料壳体中的多个通道可以彼此互连，而第二聚合物复合材料壳体中的多个通道可以彼此互连。

第一聚合物复合材料壳体中的多个通道分别包括第一入口和第一出口，第二聚合物复合材料壳体中的多个通道分别包括第二入口和第二出口。

第一聚合物复合材料壳体中的多个通道可以与第二聚合物复合材料壳体中的多个通道流体连通。