专利名称：电机模块冷却系统及方法
技术领域：
本发明涉及电机模块冷却系统及方法。
背景技术：
常常包含在壳体的机腔内的电机通常包括定子和转子。对于某些电机而言，能够使用不同的联接技术将定子固定到壳体上以将电机整体地固定到壳体内。在某些电机的操作期间，热能能够由定子和转子以及电机的其它部件产生。对于某些电机而言，热能的增大可能至少部分地影响电机的操作。
发明内容
本发明的某些实施例提供了一种电机模块。所述模块能够包括壳体，所述壳体能够限定机腔。在某些实施例中，所述壳体能够包括联接到至少一个端盖上的套管构件。在某些实施例中，所述套管构件能够包括第一和第二轴向端部。此外，在某些实施例中，所述套管构件能够包括至少部分地设置在所述套管构件的一部分内的第一冷却剂套。在某些实施例中，第一密封元件能够与所述第一轴向端部基本相邻地联接到所述套管构件上以基本密封所述第一冷却剂套的至少一部分。在某些实施例中，所述套管构件能够包括至少部分地设置在所述套管构件的一部分内的第二冷却剂套。在某些实施例中，第二密封元件能够与所述第二轴向端部基本相邻地联接到所述套管构件上以基本密封所述第二冷却剂套的至少一部分。在某些实施例中，包括定子组件的电机能够至少部分地设置在所述机腔内。在某些实施例中，所述电机能够设置为使得所述第一和第二冷却剂套的多个部分基本围绕所述定子组件的多个部分。本发明的某些实施例提供了一种电机模块。所述模块能够包括壳体，所述壳体能够限定机腔。在某些实施例中，所述壳体能够包括联接到至少一个端盖上的套管构件。在某些实施例中，所述套管构件能够包括第一和第二轴向端部。此外，在某些实施例中，所述套管构件能够包括至少部分地设置在所述套管构件的多个部分内的第一和第二冷却剂套。在某些实施例中，所述第二冷却剂套能够至少部分地轴向相邻于所述第一冷却剂套。在某些实施例中，所述套管构件能够包括基本设置在所述第一冷却剂套的部分与所述第二冷却剂套的部分之间的中央区域。在某些实施例中，所述中央区域能够包括周向布置为穿过所述套管构件的部分的第一区域和第二区域。在某些实施例中，包括定子组件的电机能够至少部分地设置在所述机腔内。在某些实施例中，所述电机能够设置为使得所述第一和第二冷却剂套的多个部分基本围绕所述定子组件的多个部分。
图1是根据本发明的一个实施例的电机模块的等距视图。图2是根据本发明的一个实施例的电机模块的一部分的截面图。图3是根据本发明的一个实施例的电机模块的一部分的局部截面图。
图4是图1的电机模块的一部分的局部截面图。图5A是根据本发明的一个实施例的套管构件的等距视图。图5B是根据本发明的一个实施例的套管构件的一部分的侧视图。图6是根据本发明的一个实施例的套管构件的等距视图。图7是根据本发明的一个实施例的壳体的一部分的局部截面图。图8是根据本发明的一个实施例的套管构件的一部分的等距视图。图9是根据本发明的一个实施例的套管构件的等距线框视图。图10是根据本发明的一个实施例的壳体的一部分的局部截面图。图11是根据本发明的一个实施例的壳体的一部分的局部截面图。图12是根据本发明的一个实施例的套管构件的等距视图。图13是图12的套管构件的扩展等距视图。图14是图12的套管构件的一部分的截面图。图15是根据本发明的一个实施例的电机模块的一部分。
具体实施例方式在详细解释本发明的任意实施例之前，应当理解的是，本发明在其应用上不限于在下面的说明中阐释或在下面的附图中图示的部件的构造和布置的细节。本发明能够为其它实施例并且能够以不同的方式实践或执行。而且，应当理解的是，本文使用的措词和术语是为了描述的目的而不应当视为限制。“包括”、“包含”或“具有”以及其变型在本文的使用意为包括在随后所列的条目及其等同物以及其它条目。除非另外地规定或限制，术语“安装”、“连接”、“支承”和“联接”及其变型被宽广地使用并且包括直接和间接的安装、连接、支承和联接。另外，“连接”和“联接”并非限于物理的或机械的连接或联接。下面的讨论呈示为使本领域的技术人员能够制造和应用本发明的实施例。对图示实施例的各种变型对于本领域的技术人员而言将是显而易见的，并且本文的通用原理能够应用到其它实施例和用途而不偏离于本发明的实施例。由此，本发明的实施例并非意为限制于所示的实施例，而是被赋予与本文公开的原理和特征一致的最宽广的范围。下面的详细描述应当参照附图进行阅读，其中在不同附图中的相似元件具有相同的附图标记。并非必然按比例的附图描绘了所选取的实施例而非意为限制本发明的实施例的范围。技术人员将明白，本文提供的示例具有落在本发明的实施例的范围内的很多有用的替代。图1和图2图不了根据本发明的一个实施例的电机模块10。模块10能够包括壳体12，壳体12包括套管构件14、第一端盖16、和第二端盖18。电机20能够容置在机腔22内，机腔22至少部分地由套管构件14和端盖16、18限定。例如，套管构件14和端盖16、18能够经由常规的紧固件17或另一合适的联接方法联接以包封位于机腔22内的电机20的至少一部分。在某些实施例中，壳体12能够包括大致圆筒形罐和单个端盖(未示出)。另夕卜，在某些实施例中，包括套管构件14和端盖16、18的模块壳体12能够包括通常可包括热传导性能的材料(例如但不限于铝或其它金属)以及能够基本耐受电机操作温度的材料。在某些实施例中，壳体12能够使用不同的方法制造，包括铸造、模制、挤压和其它相似的制造方法。
电机20能够包括转子组件24、定子组件26 (包括定子端匝28)、和轴承30，并且能够绕轴34设置。如图2中所示，定子组件26能够基本围绕转子组件24的至少一部分。在某些实施例中，转子组件24也能够包括转子毂32或能够具有“无毂”设计(未示出)。在某些实施例中，电机20能够可操作地联接到模块壳体12上。例如，电机20能够装配在壳体12内。在某些实施例中，电机20能够使用能够使电机20和壳体12至少部分可操作联接的过盈配合、收缩配合以及其它类似的基于摩擦的配合而装配在壳体12内。例如，在某些实施例中，定子组件26能够收缩配合到模块壳体12内。另外，在某些实施例中，所述配合能够沿轴向和周向方向至少部分地固定定子组件26，并且由此固定电机20。在某些实施例中，在电机20的操作期间，定子组件26与模块壳体12之间的配合能够至少部分地用来将扭矩从定子组件26传递给模块壳体12。在某些实施例中，所述配合能够导致由模块10保持的基本更大的扭矩量。电机20可以但不局限于是电动马达，例如混合动力电动马达、发电机、或者车辆交流发电机。在一个实施例中，电机20能够为用于混合动力车辆应用的高电压发夹式(High voltage Hairpin, HVH)电动马达或内部永磁体电动马达。电机20的部件(例如但不限于转子组件24、定子组件26和定子端匝28)能够在电机20的操作期间产生热量。这些部件能够被冷却以增大电机20的性能和预期使用寿命。如图2和图3中所示，在某些实施例中，壳体12能够包括冷却剂套36。在某些实施例中，壳体12能够包括内壁38和外壁40，并且冷却剂套36能够基本设置在壁38、40的至少一部分之间。例如，在某些实施例中，机腔22能够至少部分地由内壁38限定(例如，壳体12的元件中的每一个能够包括内壁38的一部分)。在某些实施例中，冷却剂套36能够基本围绕电机20的至少一部分。例如，在某些实施例中，冷却剂套36能够基本围绕定子组件26的外周缘的至少一部分(包括定子端匝28的部分)。另外，在某些实施例中，冷却剂套36能够包含冷却剂，冷却剂能够包括传输流体、乙二醇、乙二醇/水混合物、水、油、马达油、气体、雾状物或相似的物质。冷却剂套36能够与冷却剂源(未示出)流体连通，冷却剂源能够在将冷却剂分配到冷却剂套36内之前或之时加压冷却剂，使得加压的冷却剂能够循环通过冷却剂套36。而且，在某些实施例中，内壁38能够包括冷却剂孔腔42，使得冷却剂套36能够与机腔22流体连通。在某些实施例中，冷却剂孔腔42能够与定子端匝28基本相邻地设置。例如，在某些实施例中，当加压的冷却剂循环通过冷却剂套36时，冷却剂的至少一部分能够通过冷却剂孔腔42离开冷却剂套36并且进入机腔22内。而且，在某些实施例中，冷却剂能够接触定子端匝28，这能够引致至少局部冷却。在离开冷却剂孔腔42之后，冷却剂的至少一部分能够流过机腔22并且能够接触多种模块10元件，这在某些实施例中能够使模块10至少局部冷却。根据本发明的某些实施例，冷却剂套36能够包括多种构型。在某些实施例中，冷却剂套36的至少一部分能够延伸穿过套管构件14与定子组件26的轴向长度基本相同的距离。例如，在某些实施例中，冷却剂套36的一部分的轴向长度能够延伸至少与包括定子端匝28的定子组件26的轴向长度相同的距离。在某些实施例中，冷却剂套36的部分能够延伸更大和更小的轴向距离，如由制造者和/或最终用户对于冷却所期望的。在某些实施例中，冷却剂套36的一部分也能够包括至少一个径向向内延伸部44。例如，如图3中所示，在某些实施例中，内壁38的区域能够基本径向凹入，使得冷却剂套36的径向向内延伸部44能够基本相邻于定子端匝28中的至少一个。在某些实施例中，径向向内延伸部44能够与定子端匝28中的一个、两个相邻地设置，或不与其中任何一个相邻。另外，在某些实施例中，冷却剂套36能够包括基本连续地围绕定子端匝28中的至少一个的外径的至少一部分的径向向内延伸部44(8卩，围绕定子端匝28中的至少一个的一部分的一个连续的径向向内延伸部)。在其它实施例中，冷却剂套36能够包括围绕定子端匝28中的至少一组的外径27的至少一部分的基本不连续的径向向内延伸部44。在某些实施例中，壳体12能够包括至少两个径向向内延伸部44。例如，在某些实施例中，壳体12能够包括在基本轴向中间的位置联接到一起的两个半部，使得壳体12的每个半部能够包括径向向内延伸部44并且电机20能够基本设置在这两个半部之间。在某些实施例中，当与定子组件26进行比较时，定子端匝28能够包括基本更小的外径，并且由此，定子端匝28与冷却剂套36之间存在更大的距离。在某些实施例中，由于当与基本缺少径向向内延伸部44的实施例进行比较时冷却剂中的一些能够更靠近定子端 匝28循环，因此冷却剂套36的径向向内延伸部44能够增强模块10的冷却。由此，在某些实施例中，在冷却剂与发出热能的区域(即，定子端匝28)之间的距离能够基本为最小，这能够引致基本增大的热能传递。在某些实施例中，套管构件14和/或冷却剂套36能够包括其它构型。在某些实施例中，套管构件14能够为至少部分地使用铸造工艺形成。例如，在某些实施例中，套管构件14能够使用模具铸造工艺(例如，开放-闭合式铸造工艺)形成，相对于套管构件14制造的其它形式，这能够导致在套管构件14的成本和复杂性方面的至少部分的减小。在某些实施例中，套管构件14能够形成(例如，铸造)为使得冷却剂套36与本发明的其它实施例基本相似地设置。在某些实施例中，套管构件14能够形成为使得冷却剂套36能够包括其它构型。在某些实施例中，套管构件14能够包括多于一个冷却剂套36。在某些实施例中，套管构件14能够形成为使得多于一个的冷却剂套36能够至少部分地设置在套管构件14内。如图4中所示,在某些实施例中，套管构件14能够包括多于一个冷却剂套36。例如,如图4中所示，在某些实施例中，套管构件14能够包括两个冷却剂套36。另外，在某些实施例中，冷却剂套36能够彼此基本轴向相邻。此外，如在下文进一步详细描述的，在某些实施例中，冷却剂套36能够相对于彼此基本密封，尽管在某些实施例中，冷却剂套36能够彼此流体连接。在某些实施例中，套管构件14能够形成为使得其包括至少两个冷却剂套36。例如，在某些实施例中，套管构件14能够如前述地通过模具铸造工艺形成。在某些实施例中，至少两个铸造芯(未示出)能够与模具一起使用以在套管构件14的制造工艺期间形成冷却剂套36的至少一部分。此外，在某些实施例中，冷却剂套36的至少一部分能够基本在形成套管构件14之后形成。例如，在某些实施例中，套管构件14能够形成(例如，经由铸造、模制等)并且冷却剂套36能够基本在形成套管构件14之后机加工到套管构件14内。另外，在某些实施例中，套管构件14能够包括以基本相似的方式(未示出)形成的单个冷却剂套36。例如，在某些实施例中，套管构件14的轴向长度可以基本不足以容许形成两个冷却剂套36。因此，在某些实施例中，套管构件14能够包括与其它实施例相似配置和布置的单个冷却剂套36。此外，尽管以下所提及的实施例包括多于一个的冷却剂套36(例如，两个冷却剂套36)的实施例，但是所提及的实施例应当构建为包括包含单个冷却剂套36的实施例。在某些实施例中，冷却剂套36的数量、尺寸、构型和其它指标能够根据机器性能需求、模块尺寸限制、和与制造者和/或使用者相关的任意其它考虑因素而改变。在某些实施例中，冷却剂套36能够定向为使得冷却剂套36的宽度变化。仅作为示例，在某些实施例中，冷却剂套36的更轴向向外部分能够包括比冷却剂套36的更轴向向内部分大的径向宽度。例如，在某些实施例中，在形成套管构件14和冷却剂套36 (例如经由铸造)之后，为了将芯从成型套管构件14中移除，可能需要在轴向向外部分处的更大宽度(例如，生成“拔模斜度”(draft))。由此，在某些实施例中，冷却剂套36的某些部分的宽度能够大于冷却剂套36的其它部分的宽度。在某些实施例中，冷却剂套36中的至少一个能够包括基本一致的宽度。
在某些实施例中，套管构件14的轴向端部和/或冷却剂套36的轴向端部能够为基本敞开的。例如，如图5A和图5B中所示，在某些实施例中，冷却剂套36的轴向侧部能够由于其中能够形成冷却剂套36的方式(例如，在铸造工艺期间使用芯)而为基本不密封的。由此，在某些实施例中，至少一个密封元件46能够联接到套管构件14上以基本密封冷却剂套36的至少一部分以防止冷却剂的材料量在轴向端部处离开冷却剂套36。在某些实施例中，如图6和图7中所示，冷却剂套36的轴向端部能够基本由密封元件46密封。如图4和图6-图8中所示，在某些实施例中，密封元件46能够配置为且布置为配合到套管构件14的一部分内以基本密封冷却剂套36。例如，在某些实施例中，套管构件14能够包括紧邻于冷却剂套36且基本设置在冷却剂套36与套管构件14周围环境之间的凹槽48。此外，在某些实施例中，套管构件14的两个轴向侧部均能够包括凹槽48，凹槽48的尺寸能够设为接收至少一个密封元件46以基本密封冷却剂套36。在某些实施例中，密封元件46形状上能够为基本环形的。但是，某些实施例中，密封元件46能够包括任意其它形状以与套管构件14和/或凹槽48相对应。此外，在某些实施例中,密封元件46中的至少一个能够为一个单元，但是，在其它实施例中,密封元件46中的至少一个能够包括联接到一起以形成密封元件46的多个子单元。另外，在某些实施例中，如图6和图8中所示，密封元件46能够包括与冷却剂套36基本相似的周向长度。例如，如图6中所示，密封元件46中的至少一个能够包括与套管构件14基本相似的周向长度(例如，密封元件46绕套管构件14的轴向端部的整个周缘延伸)。在某些实施例中，如图8中所示，密封元件46中的至少一个能够延伸比套管构件14小的周向距离并且能够包括基本“u”形构型(S卩，非环形)。在某些实施例中，套管构件14的第一轴向侧部50能够包括绕套管构件14的第一轴向侧部50的周缘延伸的密封元件46，而套管构件14的第二轴向侧部52能够包括延伸少于套管构件14的第二轴向侧部52的周缘长度的密封元件46。在某些实施例中，密封元件46能够包括不同的构型。在某些实施例中，如图4和图6-图8中所示，密封元件46能够包括能够装配在凹槽48内的基本金属材料和/或聚合材料。例如，在某些实施例中，密封元件46中的至少一个能够过盈配合、摩擦配合或另外联接到套管构件14上和/或过盈配合、摩擦配合或联接到套管构件14内。仅作为示例,在某些实施例中，密封元件46能够包括金属成分(例如，铝)，该金属成分能够过盈配合在凹槽48内以基本密封冷却剂套36中的至少一个。在某些实施例中，密封元件46能够包括焊接结构(例如，凹槽48焊接为使得冷却剂套36基本密封)、O形圈以及垫圈构型，或者能够密封冷却剂套36的至少一部分的任意其它结构。此外，在某些实施例中，位于套管构件14的第一和第二轴向侧部50、52上的密封元件46能够包括任何前述密封元件46中的任意组合的不同密封元件46构型。在某些实施例中，密封元件46中的至少一个能够配置为且布置为接收O形圈54。例如,如图7和图8中所示，在某些实施例中，密封元件46中的至少一个的至少一部分能够包括密封凹槽56，密封凹槽56能够配置为且布置为接收O形圈54的至少一部分。在某些实施例中，密封元件46能够包括密封凹槽56，使得套管构件14的每个轴向侧部50、52能够包括O形圈54。另外,如图8中所示,在某些实施例中，套管构件14的至少一部分能够包括密封凹槽56，使得如果密封元件46没有延伸套管构件14的轴向端部50、52的周缘，则o形圈54能够延伸套管构件14的整个周缘。此外，在某些实施例中，在将O形圈54设置在密封凹槽56的至少一部分内之后，端盖16、18能够如前述地联接到套管构件14上以形成壳体12的至少一部分，正如图7中所示。在某些实施例中，O形圈54能够至少部分地用来密封机腔22。另外，在某些实施例中，密封元件46中的至少一个的至少一部分能够配置为且布置为接收多个O形圈54。如图15中所示，在某些实施例中，密封元件46中的至少一个能够包括多于一个密封凹槽56。例如,如图15中所不,在某些实施例中，密封兀件46中的至少一个能够包括三个密封凹槽56。在某些实施例中，密封元件46中的一个的至少一部分的径向向内面和径向向外面能够包括配置为且布置为接收至少一个O形圈54或其它联接材料(例如，钎焊材料、焊料、焊接材料、粘合剂等)的一个或多个密封凹槽56。例如，在某些实施例中，O形圈54能够至少部分地设置在密封凹槽56中的一个或多个内，使得当密封元件46至少部分地设置在凹槽48内时，冷却剂套36能够基本密封。如图4、图8和图10中所示，在某些实施例中，冷却剂套36能够相对于彼此基本密封。在某些实施例中，套管构件14能够包括中央区域58，中央区域58能够使冷却剂套36的至少一部分相对于彼此基本密封。例如，在某些实施例中，如图4、图7和图9中所示，中央区域58能够设置在相对于套管构件14的基本轴向中央的位置(例如，基本设置在两个冷却剂套36之间)。在某些实施例中，中央区域58能够基本设置在壳体12的内壁38与外壁40之间(例如，使内壁48与外壁40相连)。此外，在某些实施例中，中央区域58能够延伸套管构件14的周缘，尽管在某些实施例中，中央区域58能够绕套管构件14的周缘的部分延伸。在某些实施例中，中央区域58能够包括多种构型。在某些实施例中，中央区域58能够包括基本恒定的尺寸。例如，在某些实施例中，中央区域58能够包括位于冷却剂套36之间的尺寸基本恒定的多边形结构(例如，矩形结构)。由此，在某些实施例中，中央区域58能够基本作为两个冷却剂套36之间的隔障，使得冷却剂不会在冷却剂套36之间交互循环。例如，在某些实施例中，中央区域58能够在套管构件14的制造工艺期间由铸造芯之间所限定的空间形成，使得冷却剂套36相对于彼此基本密封(例如，基本防止冷却剂在冷却剂套36之间交互循环)。在某些实施例中，中央区域58能够包括至少一个通道，所述至少一个通道至少部分地轴向设置穿过中央区域58以使冷却剂套36流体连接，正如在下文进一步详细描述的。在某些实施例中，中央区域58能够包括其它构型。如图9中所示，在某些实施例中，中央区域58能够包括至少第一区域60和第二区域62。在某些实施例中，中央区域58能够包括多个第一区域60和多个第二区域62。在某些实施例中，中央区域58能够包括以基本交替周向方式配置和布置的多个第一和第二区域60、62。例如，如图9中所示，在某些实施例中,绕内周缘的至少一部分(例如,基本介于冷却剂套36之间)，中央区域58能够配置为使得第一区域60和第二区域62绕内周缘的至少一部分交替。在某些实施例中，第一区域60的至少一部分能够包括与第二区域62的至少一部分不同的构型。在某些实施例中，第一区域60的至少一些能够包括比至少一些第二区域62小的轴向宽度和比至少一些第二区域62小的周向长度。例如，如图9中所示，在某些实施例中，第一区域60能够包括比第二区域62小的轴向厚度。由此，在某些实施例中，第二区域62由于更大的轴向厚度而能够至少部分地提供用于套管构件14的结构支承。在某些实施例中，第一区域60也能够提供用于套管构件14的结构支承。此外，在某些实施例中，第一区域60的较小轴向厚度能够至少部分地容许对套管构件14的进一步修改。例如，在某些实施例中，至少一个冷却剂通道能够至少部分地被轴向设置穿过第一区域60的一部分，以容许冷却剂套36之间的流体连通。在某些实施例中，第一区域60中的每一个能够包括被轴向设置为容许冷却剂套36之间的流体连通的至少一个冷却剂通道。此外，在某些实施例中，第二区域62能够包括被基本轴向设置穿过其中的至少一个冷却剂通道(例如，结合或替代被设置穿过第一区域60的至少一部分的至少一个冷却剂通道)。在某些实施例中，第一和第二区域60、62的基本交替构型能够至少部分地增强热传递。在某些实施例中，如先前提及的，冷却剂的至少一部分能够循环通过冷却剂套36。在某些实施例中，当冷却剂循环通过冷却剂套36时，第一和第二区域60、62的构型和布置(例如，交替的轴向厚度)能够由中央区域58的不一致(例如，不齐的和/或脊状的)表面而生成冷却剂流动湍流。由此，在某些实施例中，湍流冷却剂流能够至少部分地增强热能传递，这能够引致改进的模块10的冷却。在某些实施例中，模块10和/或套管构件14能够包括一个或多个冷却剂入口 64。在某些实施例中，至少一个冷却剂入口 64能够与套管构件14基本一体地形成。例如，在某些实施例中，套管构件14能够形成(例如，铸造、模制等)为使得至少一个冷却剂入口 64径向延伸穿过外壁40以使冷却剂套36中的至少一个与流体源流体连接。在某些实施例中，至少一个冷却剂入口 64能够在套管构件14制造之后被设置穿过套管构件14的至少一部分。例如，在某些实施例中，在套管构件14的制造之后，至少一个冷却剂入口 64能够被设置穿过(例如，机加工)套管构件14的外壁40以使冷却剂套36中的至少一个与流体源流体连接。在某些实施例中，套管构件14能够包括两个冷却剂入口 64。在某些实施例中，冷却剂入口 64能够配置为且布置为向冷却剂套36中的每一个提供冷却剂。例如，如图1、图4和图7中所示，在某些实施例中，冷却剂套36中的每一个能够至少部分地相对于彼此密封直到抵达出口 66为止，这将在下文进一步详细描述。另外，在某些实施例中，在进入冷却剂套36内之后，在某些实施例中，冷却剂的多个部分能够沿多个周向方向(例如，顺时针和逆时针)流过冷却剂套36的至少一部分。例如，在某些实施例中，冷却剂能够经由冷却剂入口64中的一个进入冷却剂套36中的一个内并且能够沿顺时针和逆时针方向流动且朝向套管构件14的大致底部区域流动。此外，在某些实施例中，冷却剂能够经由冷却剂入口 64中的每一个进入两个冷却剂套36内并且能够沿顺时针和逆时针方向流动且朝向套管构件14的大致底部区域流过冷却剂套36。在某些实施例中，套管构件14的一些元件能够配置为且布置为生成多个冷却剂流动路径。例如，在某些实施例中，至少一个冷却剂通道能够被设置穿过中央区域58，使得冷却剂能够经由冷却剂入口 64中的一个进入冷却剂套36中的至少一个内并且随后能够流过位于中央区域58中的冷却剂通道以进入另一冷却剂套36内。由此，冷却剂的至少一部分能够在离开套管构件14之前循环通过冷却剂套36中的多于一个。此外，在某些实施例中，中央区域58能够包括多个冷却剂通道并且冷却剂能够经由冷却剂入口 64进入两个冷却剂套36内并且冷却剂的至少一部分能够沿周向方向和轴向方向循环以进一步增加冷却剂在整个套管构件14和冷却剂套36上的分散。另外，在某些实施例中，冷却剂出口(未示出)能够与冷却剂入口 64基本相邻地被设置穿过套管构件的一部分，并且冷却剂套36能够配置为且布置为使得冷却剂仅沿一个方向流动(例如，套管构件14包括配置为且布置为沿一个周向方向引导冷却剂的结构)。由此，在某些实施例中，冷却剂能够经由入口 64进入冷却剂套36内并且能够基本沿一个周向方向流动并且经由出口离开冷却剂套36。此外，在某些实施例中，冷却剂套36的周向方向能够不同。例如，在某些实施例中，冷却剂套36中的一个能够配置为且布置为沿第一周向方向(例如,顺时针)引导冷却剂的至少一部分,而冷却剂套36中的另一个能够配置为且布置为沿第二周向方向(例如，逆时针)引导冷却剂的至少一部分。另外，套管构件14能够配置为且布置为使得其它冷却剂循环方式能够被采用以实现期望的冷却剂分布和流动路径。在某些实施例中，套管构件14能够包括单个冷却剂入口 64。例如，如图5、图6、图10和图11中所示，在某些实施例中，冷却剂入口 64能够使冷却剂源与两个冷却剂套36流体连接。此外，在某些实施例中，冷却剂入口 64能够沿着套管构件14的轴向长度基本中央地设置。在某些实施例中，冷却剂能够经由冷却剂入口 64进入两个冷却剂套36内并且能够基本同时地流过两个冷却剂套36。在某些实施例中，冷却剂流动路径能够包括交替构型。例如，在某些实施例中，冷却剂入口 64能够使冷却剂套36中的一个与流体源流体连接，并且至少一个冷却剂通道能够被设置穿过中央区域58的一部分。由此，在某些实施例中，冷却剂能够经由冷却剂入口64进入第一冷却剂套36内并且能够随后经由被设置穿过中央区域58的一部分的冷却剂通道进入第二冷却剂套36内。由此，冷却剂的至少一部分能够从一个冷却剂套36循环到另一冷却剂套36，这能够导致模块10的冷却。在某些实施例中，冷却剂流动路径能够包括与前述实施例中的一些相同或不同的其它交替构型。在某些实施例中，如先前提及的，套管构件14能够包括至少一个出口 66。如图12-图14中所示，在某些实施例中，出口 66能够至少部分地被设置穿过外壁40的一部分。此外，在某些实施例中，出口 66能够使冷却剂套36中的至少一个与热交换元件(未示出)流体连接。例如，如图12-图14中所示，在某些实施例中，出口 66能够与两个冷却剂套36均流体连通，使得在冷却剂的至少一部分已经循环通过冷却剂套36的至少一部分之后，其能够在出口 66处离开冷却剂套36。此外，在某些实施例中，套管构件14能够包括多个出口(未示出)，使得每个冷却剂套36与不同的出口流体连通。在某些实施例中，套管构件14能够包括出口区域68，出口 66的至少一部分能够被设置穿过出口区域68。例如，如图12-图14中所示，在某些实施例中，出口区域68能够包括比套管构件14的其它部分大的径向厚度。此外，在某些实施例中，更大的径向厚度能够用作多个功能。例如，在某些实施例中，更大的厚度能够在套管构件14的紧邻于出口 66的区域中(例如，在由于包括出口 66而可能结构较弱的区域中)至少部分地提供增强的结构强度。另外，在某些实施例中，出口区域68能够配置为且布置为接收其它元件。例如，在某些实施例中，机油箱、类似机油箱的结构、热交换元件、排放系统、或其它结构(未示出)能够联接到出口区域68上。如图12-图14中所示，在某些实施例中，出口区域68能够包括配置为且布置为接收这些其它结构中的至少一部分的多个联接孔腔70。例如，在某些实施例中，前述结构中的一些能够使用联接孔腔70的至少一部分(例如，经由常规的紧固件)联接到出口区域68上。此外，在某些实施例中，前述结构中的至少一部分能够经由其它联接方法(例如，焊接、钎焊、粘合剂等)联接到出口区域68上。在某些实施例中，冷却剂套36中的至少一个能够经由冷却剂孔腔42流体连接到机腔22上。例如，如图4和图11中所示，在某些实施例中，冷却剂套36中的一个或两个能够经由被设置穿过内壁38的部分的冷却剂孔腔42流体连接到机腔22上。在某些实施例中，类似于某些前述实施例，冷却剂孔腔42的至少一部分能够与定子端匝28的至少一部分基本相邻地设置。在某些实施例中，冷却剂的至少一部分能够经由被设置穿过内壁38 (其与出口 66流体连接)的一部分的排放孔腔(未示出)离开机腔22。当冷却剂的至少一部分流过机腔22时，冷却剂能够接触模块10的某些元件并且接收由该元件产生的热能的至少一部分，这能够引致模块10的冷却。此外，冷却剂能够将热能的至少一部分经由出口 66传送出模块10。在某些实施例中，在经由至少一个出口 66离开模块10之后，冷却剂的至少一部分能够循环到热交换元件。在某些实施例中，由冷却剂在其循环通过冷却剂套36和机腔22时接收的热能的至少一部分能够在热交换元件处传递。此外，在某些实施例中，冷却剂的至少一部分能够循环通过冷却剂套36中的至少一个以用于进一步冷却。本领域的技术人员应当明白，尽管已经在上面结合具体的实施例和示例描述了本发明，但是本发明并非必然如此限制，并且多种其它实施例、示例、用途、变型以及与实施例、示例和用途的偏离意为由所附权利要求包括。本文引述的每个专利和公开的全部公开内容通过参引的方式并入，正如每个这种专利或公开通过参引的方式单独并入本文一样。本发明的多种特征和优点在下面的权利要求中阐释。
权利要求
1.一种电机模块,包括 壳体，所述壳体至少部分地限定机腔，所述壳体还包括联接到至少一个端盖上的套管构件，所述套管构件包括 第一轴向端部和第二轴向端部； 第一冷却剂套，所述第一冷却剂套基本设置在所述套管构件的至少一部分内； 第一密封元件，所述第一密封元件与所述第一轴向端部基本相邻地联接到所述套管构件上以基本密封所述第一冷却剂套的至少一部分； 第二冷却剂套，所述第二冷却剂套基本设置在所述套管构件的至少一部分内并且至少部分地与所述第一冷却剂套轴向相邻；以及 第二密封元件，所述第二密封元件与所述第二轴向端部基本相邻地联接到所述套管构件上以基本密封所述第二冷却剂套的至少一部分；以及 电机，所述电机基本设置在所述机腔内并且至少部分地由所述壳体包封，所述电机包括定子组件，所述电机设置在所述机腔内，使得所述定子组件的至少一些部分基本由所述第一冷却剂套和所述第二冷却剂套的部分围绕。
2.如权利要求1所述的电机模块，还包括基本设置在所述第一冷却剂套的至少一部分与所述第二冷却剂套的至少一部分之间的中央区域。
3.如权利要求2所述的电机模块，其中，所述中央区域包括至少一个第一区域和至少一个第二区域。
4.如权利要求1所述的电机模块，其中，所述第一冷却剂套流体连接到所述第二冷却剂套上。
5.如权利要求1所述的电机模块，还包括被设置穿过所述套管构件的一部分的冷却剂入口，并且其中，所述冷却剂入口与所述第一冷却剂套和所述第二冷却剂套流体连通。
6.如权利要求1所述的电机模块，还包括被设置穿过所述套管构件的部分的两个冷却剂入口，其中，所述两个冷却剂入口中的一个与所述第一冷却剂套流体连通，而所述两个冷却剂入口中的第二个与所述第二冷却剂套流体连通。
7.如权利要求1所述的电机模块，还包括联接到所述第一密封元件的至少一部分上的第一 ο形圈和联接到所述第二密封元件的至少一部分上的第二 ο形圈。
8.如权利要求1所述的电机模块，还包括被设置穿过所述套管构件的至少一部分的出口，并且其中，所述出口与所述第一冷却剂套和所述第二冷却剂套流体连通。
9.如权利要求1所述的电机模块，还包括被设置穿过所述套管构件的部分的多个冷却剂孔腔。
10.如权利要求9所述的电机模块，其中，所述多个冷却剂孔腔中的第一部分被设置穿过所述套管构件的一部分以使所述第一冷却剂套与所述机腔流体连接，而所述多个冷却剂孔腔中的第二部分被设置穿过所述套管构件的一部分以使所述第二冷却剂套与所述机腔流体连接。
11.一种电机模块，包括 壳体，所述壳体至少部分地限定机腔，所述壳体还包括联接到至少一个端盖上的套管构件，所述套管构件包括 第一轴向端部和第二轴向端部；第一冷却剂套，所述第一冷却剂套基本设置在所述套管构件的至少一部分内； 第二冷却剂套，所述第二冷却剂套基本设置在所述套管构件的至少一部分内并且至少部分地与所述第一冷却剂套轴向相邻；以及 中央区域，所述中央区域设置在所述套管构件内，所述中央区域设置在所述第一冷却剂套的至少一部分与所述第二冷却剂套的至少一部分之间，所述中央区域还包括周向布置的第一区域和第二区域； 以及 电机，所述电机基本设置在所述机腔内并且至少部分地由所述壳体包封，所述电机包括定子组件，所述电机设置在所述机腔内，使得所述定子组件的至少一些部分基本由所述第一冷却剂套和所述第二冷却剂套的部分围绕。
12.如权利要求11所述的电机模块，其中，所述第一区域和所述第二区域围绕所述中央区域的至少一部分交替。
13.如权利要求12所述的电机模块，其中，所述第一区域中的至少一个包括冷却剂通道以使所述第一冷却剂套与所述第二冷却剂套流体连接。
14.如权利要求11所述的电机模块，还包括第一密封兀件，所述第一密封兀件与所述第一轴向端部基本相邻地联接到所述套管构件上以基本密封所述第一冷却剂套的至少一部分。
15.如权利要求14所述的电机模块，还包括第二密封元件，所述第二密封元件与所述第二轴向端部基本相邻地联接到所述套管构件上以基本密封所述第二冷却剂套的至少一部分。
16.如权利要求15所述的电机模块，还包括联接到所述第一密封元件的至少一部分上的第一 ο形圈和联接到所述第二密封元件的至少一部分上的第二 ο形圈。
17.如权利要求11所述的电机模块，还包括被设置穿过所述套管构件的一部分的至少一个冷却剂入口。
18.如权利要求11所述的电机模块，其中，所述第一冷却剂套和所述第二冷却剂套中的至少一个的径向宽度在距中央区域的轴向距离变大时变大。
19.一种制造电机模块的方法，所述方法包括 形成套管构件，使得所述套管构件包括至少一个冷却剂套、第一轴向端部和第二轴向端部； 将至少一个密封元件与所述第一轴向端部和所述第二轴向端部中的至少一个基本相邻地联接到所述套管构件上以基本密封所述至少一个冷却剂套，其中，所述至少一个冷却剂套的与所述至少一个密封元件基本相邻的至少一部分包括比所述至少一个冷却剂套的基本远离于所述至少一个密封元件的部分大的径向宽度； 将至少一个冷却剂入口设置穿过所述套管构件的一部分，使得所述至少一个冷却剂入口与所述至少一个冷却剂套流体连通； 将至少一个端盖联接到所述套管构件上以基本形成所述壳体，所述壳体至少部分地限定机腔；以及 将定子组件设置在所述机腔内，使得所述至少一个冷却剂套基本围绕所述定子组件的至少一部分。
20.如权利要求19所述的方法，其中，形成所述套管构件包括使用铝铸造所述套管构 件。
全文摘要
本发明的实施例提供了一种电机模块及方法。所述模块能够包括壳体，所述壳体能够限定机腔。套管构件能够包括第一和第二轴向端部。所述套管构件还能够包括第一冷却剂套和第一密封元件，所述第一密封元件与所述第一轴向端部基本相邻地联接到所述套管构件上以基本密封所述第一冷却剂套的至少一部分。所述套管构件能够包括第二冷却剂套和第二密封元件，所述第二密封元件与所述第二轴向端部基本相邻地联接到所述套管构件上以基本密封所述第二冷却剂套的至少一部分。所述模块能够包括定子组件，所述定子组件设置在所述机腔内，使得所述第一和第二冷却剂套的部分基本围绕所述定子组件的部分。
文档编号H02K5/20GK103023212SQ20121035372
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月21日 优先权日2011年9月23日
发明者B·D·钱伯林, J·J·雷米, A·S·克里维斯顿 申请人:瑞美技术有限责任公司