[发明专利]设置有冷却系统的轮内电动马达

说明书

一种轮内电动马达，包括长型连接器、圆柱形定子本体、圆柱形转子本体和电力电子装置，其中，长型连接器位于车辆侧，圆柱形定子本体连接至连接器并在定子本体的外表面上配备有定子绕组，圆柱形转子本体包围定子，以及电力电子装置用于向定子绕组供电。连接器设置有用于冷却剂的供给通道的第一开口和用于冷却剂的返回通道的第二开口，供给通道和返回通道中的每个均平行于连接器的轴向方向。该电动马达包括具有用于冷却剂的供给连接器和返回连接器的冷却回路，该回路包括冷却剂供应通道，该冷却剂供应通道从供给连接器延伸，首先穿过电力电子装置，并随后穿过位于圆柱形定子本体的周边处的冷却套，并从那里延伸至返回连接器。

技术领域

本发明涉及一种设置有冷却系统的轮内电动马达。并且，本发明涉及制造这种轮内电动马达的方法。此外，本发明涉及一种用于包括这种电动马达的车辆车轮的驱动组件。

背景技术

US 2017-0110933描述了一种用于电动轮马达的牵引/制动装置，该电动轮马达包括定子组件、转子、制动盘与转子一起旋转的制动系统，该定子组件包括短轴支承件、定子本体和限定定子冷却室的盖，该短轴支承件包括旨在用于将牵引/制动装置连接至车辆的固定基座。短轴支承件包括用于两个流体管道和一个线缆通道的三个轴向通道，这三个通道通向固定基座的中心区域。

短轴支承件固定至定子本体，并从马达的车辆侧穿过定子本体内部延伸至马达的道路侧，使得定子本体内圆周表面处的中空空间基本上完全被短轴支承件填充。定子本体内未设置用于向轮内马达提供电力的控制电子装置。相反，附接至定子的多个线圈由计算机控制，该计算机容纳在车轮外部，并且旨在控制由定子和转子组件形成的电动马达产生的扭矩。

从WO 2013/025096中已知了一种控制电子装置布置在定子内的轮内电动马达。该文献描述了一种具有轮内电动马达的电动车辆，其中转子联接至承载一个或多个轮胎的车轮的轮辋。定子经由车轮悬架系统安装在车辆的车架上。已知的轮内马达是直接驱动轮的一部分，其中马达的电磁体在没有任何中间齿轮的情况下直接驱动轮辋和轮胎。以这种方式，节省了重量和空间，并且最小化了驱动组件中的部件的数量。

由轮内马达产生的扭矩取决于转子与定子之间的磁通承载表面，并且其是转子半径的二次函数。转子磁体围绕定子尽可能地向外放置，以获得最大可能的转子半径，并优化马达设计以最小化转子与定子之间的间隙，以向轮胎传递最大动力和扭矩。另一方面，转子与定子之间的间隙宽度设计成大到足以吸收驱动状态期间车轮上的机械冲击。

定子的绕组由位于定子内的电力电子装置供电，该电力电子装置将来自车辆的电源系统(例如，电池组和/或发电机)的电能转换为适于由电动马达使用的AC电流。这种电力电子装置通常包括电力电子器件，例如IGBT(绝缘栅双极晶体管)电流模块和电流调节器，诸如在EP 1252034中所描述的。通过使用电力电子装置来控制供应给定子绕组的电流和/或电压，由定子产生的磁通的磁场矢量被控制，并且电动马达以期望的扭矩和/或转速运行。通过将电力电子装置集成在定子内，从电力电子装置延伸到电磁体的母线的长度可保持较短，这对于最小化操作这种电动马达通常所需的高电流和电压的损耗是非常理想的，该损耗例如可在700V或更高的电压下达到300A。

轮内驱动组件可实施为基本上自包含的模块，而不需要将车辆的任何移动部件附接至和/或延伸至转子中。由转子限定的内部空间优选地基本上封闭，以防止诸如由车辆的制动系统和/或由道路释放的灰尘和/或磨损颗粒的外来颗粒进入所述内部。

轮内驱动组件可通过将驱动组件的车辆侧连接至车辆车架而以各种位置安装在车辆上。用于安装轮胎的轮辋可附接至转子，优选地附接至转子的大致圆柱形外表面。

为了冷却电动马达和/或电力电子装置，已知的驱动组件设置有冷却系统，该冷却系统具有位于靠近定子绕组内表面的圆柱形壳体上的曲折冷却通道。液体冷却剂通过冷却通道流入和流出驱动组件。另外地，冷却系统的圆柱形壳体具有圆形端表面，在该端表面上安装有电力电子装置。曲折冷却通道沿着圆柱形表面延伸，并且在一半处穿过圆形端表面。