[发明专利]利用轴向冷却剂通道的马达冷却系统

说明书

提供了一种电动马达冷却系统，其利用定子集成的轴向冷却剂通道和居中地位于定子内的冷却剂歧管来有效地去除电动马达组件的热量。为了提高端部绕组冷却的均匀性，在定子组件的任一端包括两个或更多个端部叠片，其限制和引导冷却剂流出轴向冷却剂通道。

相关申请的交叉引用

本申请是2020年5月11日提交的美国专利申请第16/871323号的继续申请，并要求其优先权，该申请是2020年5月11日提交的美国专利申请第16/871215号的部分继续申请，这两个申请的公开内容通过引用整体结合于此。

技术领域

本发明总体涉及电动车辆的电动马达组件，更具体地，涉及一种可用于冷却电动马达组件的关键元件的高效马达冷却系统。

背景技术

为了满足不断上涨的燃油价格和全球变暖的可怕后果所驱动的消费者的需求，汽车行业正慢慢开始接受对超低排放、高效率汽车的需求。虽然业内一些人试图通过设计更高效的内燃机来实现这些目标，但其他人正在将混合动力或全电动传动系统纳入他们的车辆阵容。然而，为了满足消费者期望，汽车行业不仅必须实现更绿色的传动系统，而且必须在保持合理的性能、范围、可靠性、安全性和成本水平的同时做到这一点。

实现低排放、高效率汽车的最常见方法是使用混合动力传动系统，其中内燃机(ICE)与一个或多个电动马达相结合。虽然混合动力车辆提供了比传统的基于ICE的车辆更好的汽油里程和更低的车辆排放，但由于它们包括内燃机，所以它们仍然排放有害的污染，尽管与传统车辆相比排放水平降低了。此外，由于包括内燃机和带有电池组的电动马达，混合动力车辆的传动系通常比传统的基于ICE的车辆或全电动车辆的传动系更复杂，导致成本和重量增加。因此，一些车辆制造商正在设计仅使用一个或多个电动马达的车辆，从而消除了一个污染源，同时显著降低了传动系统的复杂性。

为了在电动车辆中实现期望的性能和可靠性水平，无论环境条件如何或车辆行驶有多艰难，牵引马达的温度保持在其指定的工作范围内是至关重要的。已经使用了多种方法来尝试并充分冷却电动汽车中的马达。例如，美国专利6954010公开了一种诸如马达、变压器或电感器的装置，其利用叠片堆，其中多个至少部分重合的孔穿过该叠片堆并限定多个冷却剂通道。位于叠片堆相对端的歧管构件用于将冷却剂通道连接到合适的冷却剂泵和散热器。公开了多种孔设计，包括形成直通道的相同尺寸的孔，以及在尺寸、形状和/或位置上变化以形成非轴向通道的孔。

美国专利第7009317号公开了一种利用冷却套的电动马达冷却系统。可以与定子形成过盈配合的冷却套的内表面包括一系列凹槽。凹槽与定子的外表面一起形成冷却管道，冷却剂通过该冷却管道被泵送。

美国专利第7633194号公开了一种用于冷却电动马达的定子叠片堆的系统。每个叠片的外周由向外突出的销阵列限定。冷却套包围叠片堆。向外突出的销与套配合形成冷却空间，冷却剂流过该冷却空间。

美国专利第10128701号公开了一种电动马达冷却系统，其中多个轴向冷却剂通道集成到定子中，优选地在定子齿内。每个轴向冷却剂通道的轴线平行于定子的圆柱形轴线。集成到定子中的冷却剂歧管组件将定子内的冷却剂通道流体联接到冷却剂源。

虽然有多种技术可用于冷却电动车辆的马达，但这些技术通常仅提供有限的热量提取。因此，需要一种有效的冷却系统，该冷却系统可以与高性能电动车辆中常用的高功率密度、紧凑的电动马达一起使用。本发明提供了这样一种冷却系统。

发明内容