[发明专利]轴向磁通电机定子的直接接触冷却

说明书

用于轴向磁通电机的定子组件包括被构造成使得传热液体循环的热交换器夹套。定子也包括多个定子芯，每个定子芯均具有导电绕组、被设置在导电电线绕组的至少一部分之上的电绝缘材料以及模制软磁复合（SMC）材料。热交换器夹套被周向地设置成围绕定子的外周的至少一部分。每个定子芯限定被构造成接触热交换器夹套的外周表面，并且外周表面的至少一部分被模制软磁复合（SMC）材料限定。也提供制造模制软磁复合（SMC）材料定子芯的方法。

技术领域

本公开大体涉及用于轴向磁通电机的定子，并且更具体地涉及具有被设计成增强与相邻热交换器部件的传热的磁芯部件的定子。

背景技术

该部分提供与本公开有关的不必定是现有技术的背景信息。

电动机通过产生转矩将电能转换成机械功。包括混合动力车辆的电动车辆使用电动机（诸如感应电机和永磁体电机）来推进车辆，并且在用作发电机时捕获制动能量。大体而言，电动机包括在操作期间旋转的转子以及静止的定子。转子可以包含多个永磁体并且相对于固定的定子旋转。转子被连接到也随转子旋转的转子轴。包括永磁体的转子与定子隔开预定气隙。

定子包括呈电线绕组形式的导体。当电能被施加通过导电电线绕组时，生成磁场。当电能或电功率被馈送到定子的导电电线绕组时，通过产生作用于转子中的永磁体上的转矩的磁通量，功率能够在气隙上（在定子和转子之间）传递。以此方式，机械动力能够被传递到旋转转子轴或从旋转转子轴被提取。在电动车辆中，转子因此经由旋转轴通过齿轮组将转矩传输到车辆的驱动轮。

两种常见类型的电动机包括径向磁通或者轴向磁通型电机。在径向磁通电机中，转子和定子通常处于同心或嵌套构造，使得当定子被充能时，其产生从定子径向延伸到转子的磁通量。因此，在定子中的导电绕组通常被布置成垂直于旋转轴线，使得生成从旋转轴线（沿着转子轴）在径向方向上取向的磁场。在轴向磁通电机中，通过定子中的导电电线绕组来生成平行于旋转轴线的磁场，使得磁通量平行于旋转轴线（平行于转子轴）延伸。在某些应用中，需要轴向磁通电机，因为相比于径向磁通电机，轴向磁通电机相对轻质、产生增加的功率并且具有紧凑尺寸。

电动机的操作会因转子和定子中的电阻、铁损和机械摩擦而产热。定子和转子通常被冷却以避免过热，过热会导致磁体退磁和/或对定子、转子和其他电机部件的热损伤。对于径向磁通电机，外部液体冷却夹套被用于从电机耗散热。然而，对于轴向磁通电机，尤其是具有被设置在两个外部转子之间的定子的轴向磁通电机，外部液体冷却夹套在不损失轴向磁通电机的紧凑的形状因子的情况下在散热方面效率不高。因此，轴向磁通电机通常避免使用外部冷却夹套。相反，许多常规的轴向磁通电机依赖于内部风扇叶片/被结合到转子的外表面上的热交换散热片以便进行空气冷却。然而，电机效率会由于空气冷却导致的风阻损耗而被降低。因此，虽然空气冷却的轴向磁通电机实现了其预期的目的，但是期望具有轴向磁通电机的更有效的冷却，同时维持期望的紧凑的形状因子。

发明内容

该部分提供了对本公开的总体概述，并且不是对其完整范围或其所有特征的全面公开。

本公开涉及用于轴向磁通电机的定子组件。在某些变型中，定子组件包括被构造成使得传热液体循环的热交换器夹套以及定子。定子包括多个定子芯。每个定子芯包括导电绕组、被设置在导电电线绕组的至少一部分之上的电绝缘材料以及模制软磁复合材料。热交换器夹套被周向地设置成围绕定子的外周的至少一部分。每个定子芯限定被构造成接触热交换器夹套的外周表面，并且外周表面的至少一部分被模制软磁材料限定。

在一个方面，外周表面的第一部分由模制软磁材料限定，并且外周表面的第二部分由电绝缘材料限定。

在另一方面，第二部分是外周表面的中央区域，并且第一部分限定外周表面的至少两个外区域。

在另一方面，模制软磁材料限定被构造成接收导电电线绕组的至少一个中央凹入区域。电绝缘材料被设置在导电电线绕组上并且模制软磁材料限定在所述至少一个中央凹入区域的两侧上的突出凸缘。