用于冷却电动马达的系统和方法与流程

1.本说明书总体涉及用于冷却电动马达的系统和方法，特别是用于冷却流体联接到变速箱的电动马达的系统和方法。


背景技术：

2.电动马达可包括散热器或其它部件，其构造成将电动马达的允许温度保持在期望的范围内。在一些示例中，电动马达可以构造成接收冷却剂，其中电动马达产生的热量可以从电动马达传递到冷却剂以降低运行温度。在这样的示例中，冷却剂可以横跨电动马达的各个表面(例如，在电动马达运行期间通常经受相对高热量的表面)递送，使得可以从各个表面吸收过多的热量。
3.在其中电动马达流体联接到变速箱的示例中(例如，为了减小电动车辆或混合动力电动车辆的封装尺寸和成本)，冷却剂可以期望地在电动马达和变速箱之间共享。在一个示例中，在电动马达运行期间，可以采用固定的、被动式冷却剂输送系统(例如，一个或多个挡板、通道等)来将冷却剂从变速箱递送到电动马达。然而，单独的固定的、被动式冷却剂输送系统可能无法有效地将冷却剂递送到可能受益于电动马达运行期间的冷却的电动马达的各个表面(比如在电动马达与变速箱相对端上的表面)。单独或与固定的被动式冷却剂输送系统结合的另一种选择可包括实施主动式冷却剂泵。然而，这种泵可能导致包装空间、复杂性、维护和成本增加。


技术实现要素：

4.在一个示例中，上述问题可以通过包括变速箱的系统来解决，该变速箱包括第一贮槽、流体联接到变速箱的电动马达、延伸穿过电动马达并进入第一贮槽的外轴、经由外轴流体联接到电动马达的第一贮槽、与外轴同轴的内轴、延伸穿过第一贮槽和外轴中的每一个的内轴、以及沿着在外轴内延伸的内轴的一部分设置的外螺纹。在内轴旋转时，第一贮槽中的冷却剂可通过外轴从第一贮槽抽吸到电动马达中。具体地，外螺纹的旋转可引起冷却剂沿外轴流动。在一些示例中，内轴的旋转可以响应于电动马达的运行，使得无论电动马达何时运行，冷却剂都可以流到电动马达。在一些示例中，多个开口或出口可设置在外轴的在电动马达内延伸的一部分上。因此，冷却剂可以基本上均匀地分布在整个电动马达中，或者冷却剂可以被引导到特别易于过热的表面。
5.在一些示例中，电动马达可包括设置在电动马达壳体的内部表面中的一个或多个通道或凹槽，该一个或多个通道或凹槽构造成将冷却剂引导回到变速箱的第二贮槽。在电动马达的运行期间，内轴的旋转可使部分浸没在第二贮槽中收集的冷却剂中的至少一个齿轮旋转。结果，冷却剂可能飞溅抵靠变速箱的壳体，从那里飞溅的冷却剂可被引导回到第一贮槽中(例如，经由一个或多个固定到变速箱壳体的挡板或叶片)。以这种方式，在电动马达运行期间，冷却剂可以在变速箱和电动马达之间被动地循环，而不会显著增加封装空间、复杂性、维护和成本，或者总体系统效率的显著损失。
6.应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由所附权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
7.图1示意性地示出了包括电动马达的示例性车辆。
8.图2示出了诸如图1的电动马达之类的电动马达的立体图。
9.图3示出了用于诸如图1或2的电动马达之类的电动马达的被动式冷却系统的示意性剖视图，其流体联接到变速箱。
10.图4示出了图示用于被动地冷却流体联接到变速箱的电动马达的方法的流程图。
具体实施方式
11.以下描述涉及用于通过使冷却剂被动地(例如，没有主动控制)在电动马达和变速箱之间循环来冷却流体联接到变速箱的电动马达的系统和方法。具体地，冷却剂泵可以在电动马达和变速箱之间延伸，冷却剂泵由封围内轴的至少一部分的外轴形成。内轴可包括一个或多个表面特征，该表面特征构造成在内轴旋转期间，冷却剂可从变速箱中的轴贮槽被抽吸到电动马达的内部容积。例如，冷却剂泵可以是螺杆泵或轴流泵，一个或多个表面特征分别构造成外螺纹或推进器，并且外轴提供泵壳体。内轴可在电动马达运行期间旋转，使得冷却剂可沿外轴从变速箱引导到电动马达。外轴中的多个开口或出口可构造成将冷却剂分配到电动马达内的期望位置，比如电动马达的定子的端部绕组。
12.在电动马达内分配冷却剂后，冷却剂可以经由重力排放被引导返回变速箱中。例如，冷却剂可收集在设置在电动马达的一个或多个内表面中的一个或多个通道或凹槽中，该一个或多个通道或凹槽流体联接到变速箱贮槽，该变速箱贮槽例如一体地形成在变速箱内，并且构造成将冷却剂引导到那里。冷却剂可以从变速箱贮槽经由冷却剂的飞溅被引导返回到轴贮槽中，从而完成冷却剂的被动循环。例如，延伸到变速箱贮槽中的至少一个齿轮可以固定地联接到内轴，使得在电动马达运行期间内轴的旋转可以使冷却剂飞溅抵靠变速箱的内表面。在一些示例中，一个或多个挡板或叶片可设置在变速箱的内表面处，以收集飞溅的冷却剂并将飞溅的冷却剂引导到轴贮槽中。这样，可以提供冷却剂泵，该冷却剂泵使冷却剂被动地循环和分配遍及电动马达和与其流体联接的变速箱，同时基本上保持整体系统效率并减轻封装尺寸、复杂性、维护和成本的增加(“基本上”此处可用作限定词，意思是“有效地”或“实际地”)。
13.在示例性实施例中，诸如图1的车辆之类的电动车辆或混合电动车辆可以包括诸如图2的电动马达之类的电动马达，该电动马达流体联接到变速箱。诸如图3的被动式冷却系统之类的被动式冷却系统可以包括在电动马达和变速箱内，被动式冷却系统构造成在电动马达和变速箱的整个内部容积中分配冷却剂。图4描述了经由被动式冷却系统被动地冷却电动马达的示例性方法。
14.参照图1，示意性地示出了车辆100。车辆100可以包括第一轴102和第二轴112。第一轴102可构造成驱动车辆100的第一组车轮104，而第二轴112可构造成驱动车辆100的第
二组车轮114。在一个示例中，第一轴102可以布置得比第二轴112更靠近车辆100的前部，使得第二轴112布置得比第一轴102更靠近车辆100的后部.
15.车辆100可包括发动机110，该发动机110经由第三轴122(例如，第一输出轴122)联接到第一变速箱111。在一些示例中，车辆100还可包括电动马达120，电动马达120经由第四轴132(例如，第二输出轴132)联接到第二变速箱121。第一变速箱111和第二变速箱121中的每一个都可以将动力传递到布置在第一轴102上的第一差速器103和布置在第二轴112上的第二差速器113。因此，在一个示例中，车辆100可以包括同轴的马达-变速箱构造，其中第二变速箱121包括内部差速器(图1中未示出)，其具有至少一个输出轴(例如，第四轴132)，至少一个输出轴从其延伸穿过电动马达120和第二变速箱121的与电动马达120相对的一侧，至少一个输出轴分别经由第一轴102和第二轴112将电动马达120的输出部联接到第一车轮104和第二组车轮114。
16.在一个示例中，发动机110和电动机120可以布置在动力系列混合动力构造中。然而，本领域普通技术人员可以理解，车辆100的混合动力构造可以在不偏离本公开的范围的情况下呈任何形式。作为一个示例，车辆100可以调节为多个不同的模式。在一个示例模式中，车辆100可以经由仅由发动机110提供到车轮(例如，第一组车轮104和第二组车轮114)的扭矩来推进。在另一个示例模式中(例如，在混合动力构造的全电动模式)或另一示例构造(例如，全电动构造)中，车辆100可以经由仅由电动马达120提供到车轮(例如，第一组车轮104和第二组车轮114)的扭矩来推进。在又一个示例中，车辆100可以经由通过发动机110和电动马达120提供到车轮(例如，第一组车轮104和第二组车轮114)的扭矩来推进。在一些示例中，发动机110和电动马达120两者都可以联接到第一变速箱111和/或第二变速箱121。
17.电动马达120可以构造成接收来自动力源130的能量(例如，电能)。作为一个示例，动力源130可以是电池或电池组。在一些示例中，发动机110和电动马达120中的每一个可以流体联接到共用冷却系统140。在附加或替代示例中，电动马达120和第二变速箱121中的每一个可以流体联接到共用冷却系统170(比如下面参照图3详细描述的被动式冷却系统)。
18.冷却系统140和/或冷却系统170可以包括冷却介质，比如空气、水、乙二醇、油、相变材料、传导性固体等。在其中冷却介质包括冷却流体或冷却剂的示例中，冷却系统140可以使冷却剂流过发动机110和电动马达120的冷却剂通路，和/或冷却系统170可以使冷却剂流过电动马达和第二变速箱121的冷却剂通路。在一些示例中，发动机110和电动马达120中一个或两个可以流体联接到单独的冷却系统。例如，电动马达120可以流体联接到专用电动马达冷却系统，比如冷却系统170，其包括被动式冷却剂泵172(例如，在车辆运行期间不被主动控制的冷却剂泵)和多个冷却剂流动路径，其中多个冷却剂流动路径可以构造成接收从电动马达120的冷却剂出口流出的冷却剂(例如，油)，并且经由被动式冷却剂泵172使冷却剂流动到电动马达120的冷却剂入口(例如，在使冷却剂循环通过第二变速箱121之后)。
19.如上所述，车辆100可以包括电动马达120，该电动马达构造成将扭矩递送到车辆100的车轮以推进车辆100。。在一些示例中，车辆100还可以包括电动马达152，该电动马达构造成提供扭矩以便为车辆100车载的一个或多个其它设备提供动力。例如，电动马达152可构造成为车辆100的冷却风扇、压缩机或其它设备提供动力(例如，将扭矩递送到它们)。如图所示并且类似于电动马达120，电动马达152可以构造成从电源130接收能量(例如，电能)。电动马达152和电动马达120还可以构造成接收来自相同的冷却系统的冷却剂(例如，
油)，在一些示例中(例如，冷却系统140或冷却系统170)。
20.车辆100另外可以包括电子控制器150。控制器150可以接收来自图1的各种传感器的信号(例如，输入)，并且采用图1的各种致动器，以基于接收的信号和存储在控制器150的非暂态存储器上的指令来调节发动机的运行。作为非限制性示例，车辆100的传感器可以包括各种温度传感器(例如，构造成测量电动马达120的温度的温度传感器160、构造成测量电动马达152的温度的温度传感器162等)、压力传感器、速度传感器、节气门传感器、电池充电传感器、空气燃料比率传感器等。作为非限制性示例，车辆100的致动器可以包括各种阀、节气门、燃料喷射器等。本文列出的传感器和致动器的类型是为了说明的目的，并且任何类型的传感器和/或致动器都可以包括在内而不脱离本公开的范围。
21.基于从传感器接收的输入，控制器150可以将控制信号发送到致动器，致动器可通信地联接到电动马达120、电动马达152、发动机110和/或车辆100的其它部件。例如，调节流到电动马达120和/或电动马达152的冷却剂的量可包括调节冷却剂泵(例如，包括在冷却系统140中的冷却剂泵141)的激励量和/或激励时间，该冷却剂泵构造成分别基于从温度传感器160和/或温度传感器162接收的输入将冷却剂泵送到电动马达120和/或电动马达152(然而，应当理解，本文的其它实施例可以在冷却系统140或冷却系统170中包括非主动控制的冷却剂泵)。
22.控制器150可以是电联接到电源130的微型计算机，该微型计算机包括微处理器单元、输入/输出端口和用于可执行程序和校准值的电子存储介质。控制器150可以包括其中存储有编程指令的非暂态计算机可读介质(存储器)，并且可以用表示可执行以执行各种方法的指令的计算机可读数据进行编程，方法比如是下面参照图4详细描述的方法，以及预期到但未具体列出的其它变型。本文所指的存储器可包括用于存储电子格式信息的易失性和非易失性或者可移动和不可移动的介质，信息比如是计算机可读指令或计算机可读指令模块、数据等。存储器的示例可以包括但不限于随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、闪存或任何其它介质，这些介质可用于存储期望的电子格式信息并且可以由一个或多个处理器或计算设备的至少一部分(例如，控制器150或外部计算设备)访问。
23.现在参照图2，示出了电动马达200的立体图。在一些示例中，电动马达200可以与以上参照图1详细描述的电动马达120或电动马达152相似或相同。例如，电动马达200可以构造成向车辆的一个或多个车轮提供扭矩，车辆比如是上面参照图1详细描述的车辆100。作为另一示例，电动马达200可以构造成驱动车辆的一个或多个设备，比如一个或多个风扇、压缩机等(例如，类似于上述的电动马达152)。
24.电动马达200可以包括壳体202。在一些示例中，壳体202可以经由焊接、熔合、粘合剂、紧固件或其它类似的联接元件物理地联接到电动马达200。壳体202可以容纳电动马达200的多个部件。例如，电动马达200可以包括设置在壳体202内的转子、定子、绕组等。电动马达200的通电可包括经由联接到电动马达200的电源(例如，上文参考图1详细描述的电源130)使转子和定子通电。在其中电动马达200通电的情况期间，输出轴218(例如，类似于或相同于以上参照图1详细描述的第四轴132)可通过转子和定子之间的机电联接被驱动以围绕电动马达200的中心轴线298旋转(例如，向车辆的车轮提供扭矩，驱动一个或多个车辆设备等)。在一些示例中，电动马达200可以包括布置在定子和壳体202之间的冷却套，冷却套
包围定子。在其它示例中，电动马达200中可以不包括其中的冷却套。
25.在一些示例中，壳体202可以包括冷却剂入口206和冷却剂出口208。冷却剂(例如，油)可以经由冷却剂入口206流入电动马达200的内部容积，并且冷却剂可以经由冷却剂出口208流出电动马达200。在一些示例中，冷却剂入口206和冷却剂出口208可以替代地流体联接到包围定子的冷却套。在一个示例中，冷却剂入口206和冷却剂出口208可以布置在壳体202的相对两端处。示出了冷却剂入口206和冷却剂出口208的一种这样的构造(然而，应当理解，诸如将冷却剂入口206和冷却剂出口208布置在壳体202的相同径向外表面的相对端部上的其它构造也在本公开的范围内)。在另一个示例中，并且如下面参照图3详细描述的，冷却剂可经由包括在输出轴218内的流动路径进入壳体202，冷却剂可从该流动路径经由设置在壳体202内的输出轴218中的多个开口或出口流入电动马达200的内部容积(作为参考，示例性剖切线210被示出以在图3的示意性剖视图中将电动马达200置于上下文中)。
26.现在参照图3，示出了描绘用于流体联接到变速箱352的电动马达302的被动式冷却系统300的示意性剖视图。在一些示例中，变速箱352可以与以上参照图1详细描述的第二变速箱121相似或相同。类似地，在一些示例中，电动马达302可以与以上参照图1详细描述的电动马达120或电动马达152相似或相同。在其它示例中，电动马达302可以与上面参照图1详细描述的电动马达200相似或相同。例如，可以沿着图2的剖切线210截取该示意性剖视图。然而，应当理解，图3的电动马达302可能与图2的电动马达的相对尺寸和比例不匹配。提供一组参考轴系301用于描述所示部件的相对定位，轴系301指示x轴、y轴和z轴。在一个示例中，z轴可以平行于重力方向(例如，在沿z轴的负方向上)和竖直方向(例如，在沿z轴的正方向上)。
27.电动马达302可以包括限定电动马达302的内部容积或内部302a的壳体304。电动马达302的各种部件可以设置在内部容积302a内(例如，封围或容纳在壳体304内)。例如，由包括多个端部绕组310的定子308包围的转子306可以定位在壳体304内，使得转子306的旋转轴线与电动马达302的中心轴线沿x-轴同轴。在一些示例中，电动马达302可以包括布置在壳体304和定子308之间的冷却套312，使得定子308可以被冷却套312包围。在一个示例中并且如下文所讨论的，冷却套312在电动马达302的选择操作期间，可以替代或补充被动式冷却系统300。然而，在另一个示例中，电动马达302中可以不包括其中的冷却套。
28.变速箱352可包括限定变速箱352的内部容积或内部352a的壳体354。变速箱352的各种部件可以设置在内部容积352a内(例如，封围或容纳在壳体354内)。例如，差速器356和多个齿轮(包括齿轮362、364、366和368)可以定位在壳体354内，差速器356和多个齿轮中的每一个独立地联接到至少一个旋转轴并且构造成将来自电动马达302的扭矩递送到一个或多个输出部(例如，车辆的车轮)。在一个示例中，差速器356可以构造成使左侧轴330(如下文所讨论的，本文也称为内轴330)和右侧轴390独立地旋转，以分别沿着x轴的负方向和x轴的正方向递送输出。
29.轴贮槽370和变速箱贮槽372中的每一个还可以设置在壳体354内，轴贮槽370和变速箱贮槽372中的每一个在电动马达302的运行期间包括至少一些冷却剂380。轴贮槽370和变速箱槽372中的每一个都可以完全封围在变速箱352的壳体354内，并且完全在电动马达302的壳体304的外部。在一些示例中，轴贮槽370可以是敞开的并且沿着z轴定位在变速箱贮槽372上方，使得当轴贮槽370过满时，冷却剂380可以从轴贮槽370溢出到变速箱贮槽372
中。在一些示例中并且如图所示，变速箱贮槽372可以定位在轴贮槽370下方并与壳体354整体形成。
30.电动马达302可以至少经由延伸穿过电动马达302并进入变速箱352的外轴320的内部容积或内部320a流体联接到变速箱352。具体地，外轴320可以从电动马达302延伸并通过轴贮槽370，使得轴贮槽370可以经由外轴320流体联接到电动马达302。因此，外轴320可以至少部分地封围在电动马达302的壳体304和变速箱352的壳体354的每一个内。
31.外轴320可以固定地联接到转子306，使得在电动马达302的运行期间，转子306的旋转可以使外轴320随之旋转。相应的密封件342可以设置在外轴320与壳体304和轴贮槽370的界面处，以防止冷却剂380在那里泄漏。然而，在一些示例中，比如当轴贮槽370持续接收的冷却剂380的量等于或大于在电动马达302运行期间损失的冷却剂380的量时，可以在外轴320与轴贮槽370的界面处不提供密封，使得冷却剂380可以从中泄漏并流到变速箱贮槽372。
32.内轴330可以与外轴320同轴并设置在外轴320内，内轴330延伸穿过外轴320和轴贮槽370中的每一个。类似于外轴320，可以在内轴330与壳体304、轴贮槽370和壳体354的界面处提供相应的密封件342，以防止冷却剂380或润滑剂在那里泄漏。然而，在一些示例中，比如当轴贮槽370持续接收的冷却剂380的量等于或大于在电动马达302运行期间损失的冷却剂380的量时，可以在内轴330与轴贮槽370的界面处不提供密封，使得冷却剂380可以从中泄漏并流到变速箱贮槽372。在一些示例中并且如图所示，设置在内轴330与壳体304的界面处的密封件342可以是与设置在外轴320与壳体304的界面处的相同的密封件342。
33.外轴320的旋转可经由多个齿轮和至少一个副轴360(例如，单个副轴360，如图3所示，或多个副轴360，比如在多级变速箱中)的旋转来驱动内轴330的旋转。具体地并且如图3所示，外轴320可以经由与其固定的联接件来使齿轮368旋转，齿轮368与齿轮366啮合。(旋转)齿轮366可以在其一端处固定地联接到副轴360，使得在相对端处固定地联接到副轴360的齿轮364可以旋转。(旋转)齿轮364可以与齿轮362啮合，齿轮362可以是固定地联接到其壳体357的差速器356的齿圈。在差速器356的壳体357经由(旋转)齿轮362接合时，差速器356可以经由差速器机构驱动内(左侧)轴330和右侧轴390独立旋转。这样，多个齿轮的旋转可以联接到内轴330的旋转。在电动马达302的前向运行期间，转子306、外轴320和内轴330中的每一个的旋转方向由箭头332指示。如图所示，多个轴承340可以在电动马达302和变速箱352内部和外部的不同位置处联接到外轴320、内轴330、副轴360、以及右侧轴390以促进其相应的旋转。附加地或替代地，可以在差速器356处提供断开机构，使得内轴330可以在选择的运行模式期间(例如，当期望电动马达302的部件相对快速预热时)可逆地与转子306和外轴320的旋转脱开。
34.一个或多个表面特征334可以固定到内轴330，一个或多个表面特征334至少沿着在外轴320内延伸的内轴330的一部分设置。在一些示例中并且如图所示，一个或多个表面特征334可以构造成从内轴330延伸的外螺旋螺纹图案(例如，外螺纹)。显而易见的是，如图3所示的一个或多个表面特征并未被切割以示出外螺旋螺纹图案的示例性构造。在其它示例中，一个或多个表面特征334可以构造成从内轴330延伸的推进器。一个或多个表面特征334可以间隙配合到外轴320的内表面或内部表面320b，使得内轴330的旋转可以经由一个或多个表面特征334将冷却剂380从轴贮槽370通过外轴320抽吸到电动马达302。在某些示
例中，冷却剂380可以经由内轴330的旋转仅抽吸到电动马达302中(例如，冷却剂380沿着外轴320从轴贮槽370流到壳体304内的内部容积302a的流动可以仅基于内轴330的旋转引起)。在一些示例中，外轴320可以独立于内轴330旋转或与内轴330同时旋转，以便经由设置在外轴320上的一个或多个开口或出口322(如下文详细说明的)将冷却剂380基本上均匀地分布在电动马达302的内部容积302a内的一个或多个表面上(例如，在多个端部绕组310中的每一个上)。这样，外轴320和内轴330可构造成被动式冷却剂泵336，外轴320提供泵壳体，并且一个或多个表面特征334引起冷却剂380从变速箱352流到电动马达302。因此，在其中一个或多个表面特征334构造成外螺旋螺纹图案的示例中，被动式冷却剂泵336可以相应地构造成螺杆泵，并且在其中一个或多个表面特征334构造成推进器的示例中，被动式冷却剂泵336可以相应地构造成轴流泵。
35.因为外轴320和内轴330的旋转是联接的，电动马达302的反向运行可能导致冷却剂380从电动马达302被虹吸并返回到轴贮槽370中(例如，经由一个或多个表面特征334的反向旋转)。因此，本公开的实施例所描述的系统和方法对于本领域普通技术人员来说可能不是显而易见的，至少因为在电动马达302的反向运行期间被动式冷却系统300可以向电动马达302提供较少的冷却。然而，由于在电动马达302的反向运行期间的性能可能比电动马达302的前向运行期间的性能更受限制，因此即使具有较少的冷却，也可以基本上避免电动马达302的部件在其反向运行期间的退化。尽管如此，在一些示例中，冷却套312可以包括在电动马达302中以在反向运行期间取代被动式冷却系统300。附加地或替代地，冷却套312可以包括在电动马达302中以在前向运行期间补充被动式冷却系统300。
36.一个或多个开口或出口322可设置在外轴320的封围在壳体304内的部分上。因此，在内轴330旋转时，冷却剂380可经由一个或多个开口322进入壳体304(如箭头382所示)。在一些示例中，一个或多个开口322的相对位置可基于电动马达302的构造或应用来选择。作为示例，一个或多个开口322可定位成将冷却剂380引导至在电动马达302的内部容积302a内的特定表面。例如，一个或多个开口322可沿z轴轴向定位在相应端部绕组310下方，使得可供应冷却剂380以润滑和/或冷却多个端部绕组310的表面。附加地或替代地，一个或多个开口322可邻近电动马达302的内部容积302a内的相应轴承340定位，使得能够供应冷却剂380以润滑和/或冷却此类轴承的表面。作为另一示例，一个或多个开口322可定位成将冷却剂380基本上均匀地分布在电动马达302的整个内部容积302a中。
37.在被动式冷却系统300的制造期间，可以经由明智地选择多个设计参数来控制冷却剂380的流动。具体地，外轴320的旋转速度和内轴330的旋转速度可以是多个设计参数的函数。在非限制性示例中，多个设计参数可以包括一个或多个表面特征334的构造(例如，整体形状)(例如，作为外螺旋螺纹图案、推进器等)、一个或多个表面特征334的尺寸(例如，沿x轴的宽度或沿y轴或z轴的高度)、一个或多个表面特征334的数量、一个或多个表面特征334相对于内轴330的角度、一个或多个表面特征334与外轴320的间隙配合的公差、一个或多个开口322中的每一个的整体形状、一个或多个开口322的相对位置、一个或多个开口322的数量、以及一个或多个开口322相对于外轴320的角度。例如，一个或多个开口322的整体形状可以是圆形、椭圆形、方形、矩形、菱形、大致环形等。
38.在冷却剂380经由被动式冷却剂泵336被吸入电动马达302之后，冷却剂380可以收集在一个或多个通道或凹槽314中，该通道或凹槽314设置在电动马达302的(例如，壳体304
的)内表面或内部表面304a中。一个或多个通道314可以构造成将收集的冷却剂380通过开口316排放(例如，通过重力排放、诱导排放或重力辅助排放等)到变速箱贮槽372中，开口316使电动马达302流体联接到变速箱贮槽372。
39.多个齿轮中的至少一个齿轮可以延伸到变速箱贮槽372中，在电动马达302的运行期间，该至少一个齿轮至少部分地浸没在冷却剂380中。例如并且如图所示，至少一个齿轮可以是固定地联接到差速器356的壳体357的齿轮362。在多个齿轮旋转时，冷却剂380可以从变速箱贮槽372供应到轴贮槽370。具体地，齿轮362可使冷却剂380直接飞溅到轴贮槽370中(如箭头384和386所示)，或者经由首先使冷却剂380飞溅抵靠变速箱352的(例如，壳体354的)与轴贮槽370相对的内表面或内部表面354a来间接飞溅(例如，跟随箭头384)，从那里飞溅的冷却剂380可以流入轴贮槽370中(例如，跟随箭头386)。在某些示例中，轴贮槽370可以仅经由冷却剂380的飞溅接收冷却剂380，例如直接进入轴贮槽370中，首先抵靠变速箱352的内表面354a，然后到达轴贮槽370，或者两者。
40.在一些示例中，一个或多个挡板或叶片358可以设置并固定到变速箱352的与变速箱贮槽372相对的内表面354a上，一个或多个挡板358构造接收来自从多个齿轮的旋转的飞溅的冷却剂380并且将接收的冷却剂380引导到轴贮槽370。可以将飞溅的冷却剂380引导至轴贮槽370的一个或多个挡板358的任何构造都可以被认为在本公开的范围内。例如，一个或多个挡板358的不同构造可包括一个或多个挡板358中的每一个的整体形状、一个或多个挡板358的数量、以及一个或多个挡板358相对于变速箱352的内表面354a的角度。这样，被动式冷却系统300可以在电动马达302运行期间经由冷却剂380被动循环通过变速箱352来冷却电动马达302。
41.现在参照图4，示出了描绘用于被动地冷却流体联接到变速箱的电动马达的方法400的流程图。具体地，可以通过使冷却剂沿着延伸穿过电动马达和变速箱中的每一个的流动路径被动地循环来冷却电动马达。在一些示例中，变速箱可以类似于或相同于以上参照图1详细描述的第二变速箱121或以上参照图3详细描述的变速箱352。类似地，在一些示例中，电动马达可以类似于或相同于以上参照图1详细描述的电动马达120或电动马达152、以上参照图2详细描述的电动马达200、或以上参照图3详细描述的电动马达302。在其中电动马达是电动马达302并且变速箱是变速箱352的示例中，方法400可以经由被动式冷却系统300的各种部件物理地执行。因此，在一些示例中，用于执行如下所述的方法400的各种部件可以分别与被动式冷却系统300的各种部件类似地命名和相同。
42.此外，方法400的至少一些步骤(例如，402、404、414)可以被实现为车辆控制器(例如，图1的控制器150)的非暂态存储器中的可执行指令。例如，指令可由车辆控制器根据方法400的至少一些步骤结合从传感器接收的信号或从包括车辆控制器的车辆(例如，图1的车辆100)的操作员接收的请求来执行。此外，车辆控制器可以根据方法400的至少一些步骤使用车辆的致动器来调整车辆操纵。用于执行方法400的至少一些步骤的指令和对致动器的命令可以由车辆控制器(跟随操作员命令和/或在预设条件下)自动执行。
43.在402处，方法400可以包括接收车辆启动请求。例如，车辆的操作员可以在车速为零时经由车辆处的致动(例如，通过转动钥匙、按下机械按钮、致动光、运动和/或重量传感器等)而产生车辆启动请求。附加地或替代地，可以自主地接收车辆启动请求(例如，没有操作员输入)。响应于接收到车辆启动请求，车辆可以启动并且可以开始电动马达的运行。
44.在404处，方法400可以包括经由电动马达的运行来使第二轴(例如，图3的内轴330)旋转。具体地，第二轴可以延伸穿过电动马达，第二轴与第一轴(例如，图3的外轴320)同轴并延伸穿过第一轴。第一轴可以将变速箱的第一贮槽(例如，图3的轴贮槽370)与电动马达流体连接，第一贮槽构造成容纳冷却剂。
45.在406处，方法400可以包括：经由使冷却剂直接飞溅到第一贮槽中或经由首先使冷却剂飞溅抵靠变速箱的壳体，然后使冷却剂从那里流入第一贮槽中间接地，将冷却剂从变速箱的第二贮槽(例如，图3的变速箱贮槽372)递送到第一贮槽。具体地，固定地联接到第二轴的至少一个齿轮(例如，图3的齿轮362)可以延伸到第二贮槽中，使得至少一个齿轮可以在第二轴旋转期间使冷却剂朝向变速箱的壳体的与第二贮槽相对的一部分飞溅，在一些示例中，至少一些冷却剂直接飞溅到第一贮槽中，并且在附加或替代示例中，至少一些冷却剂首先飞溅抵靠变速箱的壳体的部分，并且然后从其流入第一贮槽中。在一些示例中，一个或多个挡板可以固定到变速箱的壳体的与第二贮槽相对的部分，一个或多个挡板构造成接收飞溅的冷却剂并使其流入第一贮槽中。在某些示例中，第一贮槽可以仅通过冷却剂的飞溅接收冷却剂，例如，直接进入第一贮槽，首先抵靠变速箱的壳体然后进入第一贮槽中，或两者。
46.在408处，方法400可以包括经由固定到第二轴的一个或多个表面特征的旋转将冷却剂从第一贮槽递送到电动马达。具体地，固定到第二轴并且在一些示例中间隙配合到第一轴的内表面的一个或多个表面特征可以与第二轴同时旋转。此外，一个或多个表面特征可以构造成(例如，作为外螺旋螺纹、推进器等)使得冷却剂可以经由第二轴在第一轴内的旋转而被抽吸通过第一轴。在某些示例中，冷却剂可以仅经由第二轴的旋转通过第一轴从第一贮槽抽吸到电动马达。这样，第一轴和第二轴可在电动马达运行期间构造成被动式冷却剂泵。
47.在410处，方法400可以包括经由重力排放将冷却剂从电动马达递送到第二贮槽。具体地，冷却剂可以收集在设置在电动马达的内表面中的一个或多个通道中，冷却剂可以从那里通过将电动马达流体地联接到第二贮槽的开口重力排入第二贮槽中。
48.在412处，方法400可以包括确定是否已经接收到电动马达关闭请求。例如，车辆的操作员可以在车速为零时经由车辆处的致动(例如，通过转动钥匙、按下机械按钮、致动光、运动和/或重量传感器等)而产生电动马达关闭请求。附加地或替代地，可以自主地接收电动马达关闭请求(例如，没有操作员输入)。在一些示例中，电动马达关闭请求可以伴随车辆关闭请求。在一些示例中，电动马达关闭请求可以伴随发动机启动请求。如果尚未接收到电动马达关闭请求，则方法400可以进行到414，其中方法400可以包括继续电动马达的操作。方法400可以返回到404并且冷却剂可以继续被动地循环通过电动马达和变速箱。
49.如果已经接收到电动马达关闭请求，则方法400可以进行到416，其中方法400可以包括关闭电动马达并且可以停止冷却剂的被动循环。在其中电动马达关闭请求伴随着车辆关闭请求的示例中，关闭电动马达可以与关闭车辆一前一后地执行。在其中电动马达关闭请求伴随着发动机启动请求的示例中，关闭电动马达可以与启动车辆的发动机(例如，图1的发动机110)一前一后地执行。
50.这样，提供了用于在流体联接到变速箱的整个电动马达上被动地循环和分配冷却剂的系统和方法。在示例性实施例中，至少部分地容纳在外轴内的内轴可以延伸穿过电动
马达和变速箱的轴贮槽中的每一个，在电动马达的给定运行期间，轴贮槽基本上连续地供应有冷却剂。外轴可以将电动马达流体地联接到轴贮槽，使得可以提供用于冷却剂的流动路径。在内轴在电动马达的给定运行期间旋转时，从内轴延伸的一个或多个表面特征(例如，间隙配合到外轴的内部表面)可沿流动路径将冷却剂从轴贮槽抽吸到电动马达。容纳在电动马达内的外轴的一部分中的多个开口或出口可以将流动路径延伸到电动马达的内部。在一些示例中，可以基于电动马达的期望构造或应用来定位多个开口或出口。在一个示例中，多个开口或出口可定位成将冷却剂引导到电动马达内部的特定表面或将冷却剂基本均匀地分布在整个电动马达内部。
51.电动马达内部的冷却剂可以收集在一个或多个通道或凹槽中，这些通道或凹槽设置在电动马达的内部表面中并且流体联接到整体形成在变速箱内部的变速箱贮槽，使得一个或多个通道或凹槽可以将冷却剂的流动路径延伸到变速箱贮槽(例如，经由收集的冷却剂的重力排放)。变速箱还可包括延伸到变速箱贮槽中的齿轮，由此齿轮可至少部分地浸没在经由一个或多个通道或凹槽递送到变速箱贮槽的冷却剂中。齿轮可以固定地联接到内轴，使得在内轴在电动马达的给定运行期间旋转时，齿轮可以将来自变速箱集贮槽的冷却剂飞溅抵靠变速箱的内部表面。在一些示例中，由从变速箱的内部表面延伸的一个或多个挡板或叶片引导的飞溅的冷却剂可以从变速箱的内部表面流回到轴贮槽中(例如，在电动马达的给定运行期间连续地向轴贮槽供应冷却剂)。因此，流动路径可以从变速箱贮槽延伸到轴贮槽，从那里冷却剂可以再次沿着外轴被引导到电动马达。
52.以这种方式构造流动路径的技术效果是，经由使冷却剂被动循环通过变速箱，冷却剂可以充分分布在整个电动马达中。因此，与其中经由主动泵送引起冷却剂流动的示例相反，冷却电动马达的复杂性和成本可能不会显著增加。这种被动式循环的这些优点可能并不是显而易见的，因为电动马达的反向运行可能导致冷却剂被虹吸离开电动马达(因为在反向运行期间内轴的旋转可能反向)。然而，由于在这种反向运行期间对于许多应用的性能可能会受到限制，因此可能会产生较少的多余热量，并且冷却操作可能伴随着最小的实际后果而减少。此外，在一些示例中，可以提供诸如冷却套之类的辅助冷却系统以在这种反向运行期间替代或补充被动动循环(和/或在前向运行期间增加被动式循环，从而进一步提高连续性能)。
53.图2和图3示出了具有各种部件的相对定位的示例构造。如果示出为彼此直接接触或直接联接，则至少在一个示例中，这样的元件可以分别称为直接接触或直接联接。类似地，至少在一个示例中，示出为彼此连续或相邻的元件可以分别是彼此连续或彼此相邻的。作为示例，放置为彼此共面地接触的组件可以称为共面地接触。作为另一示例，在至少一个示例中，定位成彼此间隔开、其间仅具有间隔而没有其它部件的元件可以被如此称呼。作为又一示例，彼此上/下、彼此相对侧或彼此左/右地示出的元件可以相对于彼此如此称呼。此外，如附图中所示，在至少一个示例中，最顶上的元件或元件的位置可称为部件的“顶部”，而最底下的元件或元件的位置可称为部件的“底部”。如本文所使用的，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以是相对于附图的竖直轴线并且用于描述附图中的元件相对于彼此的定位。这样，在一个示例中，在其它元件上方示出的元件垂直地位于其它元件上方。作为又一示例，在附图中描绘的元件的形状可称为具有如此形状(例如，诸如圆形的、直线的、平面的、弯曲的、圆滑的、倒角的、成角度的，等等)。此外，在至少一个示例中，示出为彼此相交的
元件可以被称为相交元件或彼此相交。更进一步，在一个示例中，示出为在另一个元件内或在另一个元件外的元件可以如此称呼。
54.在一个示例中，一种系统，包括：变速箱，该变速箱包括第一贮槽；电动马达，该电动马达流体联接到变速箱；外轴，该外轴延伸穿过电动马达并进入第一贮槽，第一贮槽经由外轴流体联接到电动马达；内轴，该内轴与外轴同轴，内轴延伸穿过第一贮槽和外轴中的每一个；以及外螺纹，外螺纹沿着在外轴内延伸的内轴的一部分设置。该系统的第一示例还包括其中包括在第一贮槽中的冷却剂，并且随着内轴的旋转，冷却剂通过外轴从第一贮槽被抽吸到电动马达中。系统的第二示例，其可选地包括系统的第一示例，还包括其中变速箱还包括第二贮槽和多个齿轮，多个齿轮中的至少一个延伸到第二贮槽中，并且其中，多个齿轮的旋转将冷却剂从第二贮槽供应到第一贮槽。系统的第三示例，其可选地包括系统的第一和第二示例中的一个或多个，还包括其中多个齿轮的旋转联接到内轴的旋转。系统的第四示例，其可选地包括系统的第一至第三示例中的一个或多个，还包括设置在变速箱的内表面上的一个或多个挡板，该一个或多个挡板构造成接收来自多个齿轮的旋转的冷却剂，并且将接收的冷却剂引导到第一贮槽。系统的第五示例，其可选地包括系统的第一至第四示例中的一个或多个，还包括其中电动马达流体联接到第二贮槽，并且其中，在冷却剂被抽吸到电动马达中之后，冷却剂收集在电动马达的内表面上，并且经由设置在电动马达的内表面中的一个或多个通道排放到第二贮槽中。系统的第六示例，其可选地包括该系统的第一至第五示例中的一个或多个，还包括其中第一贮槽在外轴和内轴中的每一个延伸穿过其中的地方未被密封。
55.在另一个示例中，一种电动马达，包括：壳体，该壳体封围定子和转子中的每一个；第一轴，该第一轴固定地联接到转子，第一轴至少部分地封围在壳体内并且流体联接到壳体外部的冷却剂贮槽；以及第二轴，该第二轴延伸穿过第一轴和冷却剂贮槽中的每一个，从第二轴螺旋地延伸的螺纹图案，随着第二轴的旋转，螺纹图案将冷却剂从冷却剂贮槽抽吸到壳体中，冷却剂仅经由第二轴的旋转被抽吸到壳体中。电动马达的第一示例还包括，其中多个开口设置在第一轴的封围在壳体内的一部分上，并且随着第二轴的旋转，冷却剂经由多个开口进入壳体。电动马达的第二示例，其可选地包括电动马达的第一示例，还包括其中多个开口中的至少一些开口轴向定位在定子的相应端部绕组下方。电动马达的第三示例，其可选地包括电动马达的第一和第二示例中的一个或多个，还包括布置在壳体和定子之间的冷却套。电动马达的第四示例，其可选地包括电动马达的第一至第三示例中的一个或多个，还包括其中电动马达不在其中包括冷却套。
56.在又一示例中，一种方法，包括：经由电动马达的运行使内轴相对于外轴旋转，内轴与外轴同轴并延伸穿过外轴；在内轴旋转期间经由冷却剂的飞溅，将冷却剂从变速箱贮槽递送到轴贮槽；经由固定到内轴的一个或多个表面特征的旋转将冷却剂从轴贮槽递送到电动马达的内部容积；以及经由重力排放将冷却剂从电动马达的内部容积递送到变速箱贮槽。该方法的第一示例还包括其中轴贮槽仅经由冷却剂的飞溅接收冷却剂。该方法的第二示例，其可选地包括该方法的第一示例，还包括其中齿轮固定地联接到内轴并延伸到变速箱贮槽中，并且其中，冷却剂的飞溅包括齿轮将冷却剂直接飞溅到第一贮槽中。该方法的第三示例，其可选地包括该方法的第一和第二示例中的一个或多个，还包括其中齿轮固定地联接到内轴并延伸到变速箱贮槽中，并且其中，冷却剂的飞溅包括齿轮将冷却剂飞溅抵靠
变速箱壳体的一部分，该变速箱壳体包括固定在其上的一个或多个挡板，该一个或多个挡板构造成使飞溅的冷却剂流到轴贮槽中。该方法的第四示例，其可选地包括该方法的第一至第三示例中的一个或多个，还包括其中变速箱贮槽与一个或多个挡板相对地整体地形成在变速箱壳体中。该方法的第五示例，其可选地包括该方法的第一至第四示例中的一个或多个，还包括其中将冷却剂从轴贮槽递送到电动马达的内部容积包括仅基于内轴的旋转引起冷却剂沿着外轴流动。该方法的第六示例，其可选地包括该方法的第一至第五示例中的一个或多个，还包括其中一个或多个表面特征构造成外螺旋螺纹。该方法的第七示例，其可选地包括该方法的第一至第六示例中的一个或多个，还包括其中一个或多个表面特征构造成推进器。
57.应当理解的是，本文公开的构造和例程本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被认为是限制性的，因为可以进行多种变化。如本文中所使用的，以单数形式叙述并且以单词“一”或“一个”开始的元件或步骤应被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非这种排除被明确地指出。此外，对本发明的“一个实施例”的引用不旨在解释为排除也包括所述特征的其它实施例的存在。此外，除非有相反的明确说明，否则“包括(comprising)”，“包括(including)”或“具有”具有特定特性的一个或多个元件的实施例可以包括不具有该特性的其它这样的元件。术语“包括(including)”和“其中(in which)”用作相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的简明语言等效形式。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并不旨在对其对象施加数字要求或特定的位置顺序。
58.所附权利要求书特别指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。应当将这样的权利要求理解为包括一个或多个这样的元件的结合，既不需要也不排除两个或多个这样的元件。在本技术或相关申请中，可以通过修改本权利要求书或通过提出新权利要求书来主张所公开的特征、功能、元件和/或特性的其它组合和子组合。这样的权利要求书，无论是在范围上与原始权利要求书相比更宽、更窄、相同或不同，都被认为包括在本公开的主题范围内。