电机模块冷却系统和方法
【专利摘要】本发明的实施方式提供了一种电机模块。该模块可包括壳体，该壳体可限定机器腔体。在一些实施方式中，电机可定位在机器腔体内。在一些实施方式中，电机可包括具有封装的定子端匝的定子组件。端匝构件可定位在机器腔体内，并且可包括从中央区域轴向延伸的径向内凸缘和径向外凸缘。端匝构件构造并且布置成使得这些凸缘与定子端匝基本上邻近。端匝构件可包括设置成穿过中央区域的一部分的至少一个第二构件孔。
【专利说明】电机模块冷却系统和方法
[0001]优先权信息
[0002]本申请要求于2011年8月29日提交的美国申请第13/220，428号的优先权，其全部内容通过弓I证方式结合于此。
【背景技术】
[0003]电机,通常容纳在机器壳体的空腔内，大体上包括定子和转子。对于一些电机来说，可以利用不同的耦接技术将定子固定至壳体，以将电机大致地固定在壳体内。在电机操作期间，定子和转子以及电机的其他部件会产生大量热能。对于一些电机来说，热能的增加会至少部分地影响壳体与定子的耦接。
【发明内容】
[0004]本发明的一些实施方式提供了一种电机模块。该模块可包括壳体，该壳体可限定机器腔体。在一些实施方式中，电机可定位在该机器腔体内。在一些实施方式中，电机可包括定子组件，该定子组件可包括定子端匝。在一些实施方式中，端匝构件可定位在机器腔体内，并且可包括从中央区域轴向延伸的径向内凸缘和径向外凸缘。在一些实施方式中，端匝构件可构造并布置成使得凸缘能够与定子端匝的至少一部分基本上邻近。在一些实施方式中，端匝构件可包括设置成穿过中央区域的一部分的至少一个第二构件孔。
[0005]本发明的一些实施方式提供了包括壳体的电机模块。在一些实施方式中，该壳体可至少部分地限定机器腔体，并且可包括冷却剂套和设置成穿过壳体的一部分的至少一个冷却剂孔。在一些实施方式中，端匝构件可定位在机器腔体内，以便端匝构件的至少一部分可与壳体接触。在一些实施方式中，端匝构件可包括从中央区域轴向延伸的径向内凸缘和径向外凸缘。在一些实施方式中，至少一个第一构件孔可设置成穿过径向外凸缘的一部分。在一些实施方式中，端匝构件可定位在机器腔体内，以便第一构件孔可与冷却剂孔基本上直接邻近并且液体地连通。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是根据本发明一个实施方式的电机模块的截面图。
[0007]图2是根据本发明一个实施方式的电机模块的部分的局部截面图
[0008]图3是根据本发明一个实施方式的端匝构件的等轴测图。
[0009]图4是根据本发明一个实施方式的端匝构件的局部截面图。
[0010]图5是根据本发明一个实施方式的定子组件的等轴测图。
【具体实施方式】
[0011]在详细解释本发明的任意实施方式之前，可以理解的是，本发明未将其申请限制于以下说明书中提出的或下列附图中示出的部件的详细构造和布置。本发明可以是其他实施方式，并且能够以各种方式实现或者执行。此外，应该理解的是，此处使用的措辞和术语是用于说明的目的，并且不应认为是限制性的。此处使用的“包括(including)”^包含(comprising)”或“具有(having)”及其变型表示包括其后列出的项目及其等同物，以及附加项目。除非另外地说明或限定，术语“安装”、“连接”、“支撑”以及“耦接”及其变型被广泛使用，并且包括直接和间接的安装、连接、支撑以及耦接。此外，“连接”和“耦接”不局限物理或机械连接或耦接。
[0012]提出以下讨论以使得本领域技术人员能够实现和使用本发明的实施方式。示出的实施方式的各种修改将对本领域技术人员来说是显而易见的，并且此处的通用原理可以应用于其他实施方式和应用，而不背离本发明实施方式。因此，本发明的实施方式并非旨在限于示出的实施方式，而是与基于此处公开的原则和特征的最广范围一致。参照附图阅读以下详细的说明，在附图中，不同附图中的相同元件具有相同的参考标号。附图(无需按比例绘制)描述了选择的实施方式，并且并非旨在限制本发明的实施方式的范围。本领域技术人员将认识到此处提供的实例具有多个可用的替代方式，这些替代方式也落在本发明的实施方式的范围之内。
[0013]图1不出了根据本发明一个实施方式的电机模块10。模块10可包括壳体12,该壳体包括套筒构件14、第一端盖16以及第二端盖18。电机20可容纳在机器腔体22内，该机器腔体由套筒构件14与端盖16、18至少部分地限定。例如，套筒构件14与端盖16、18可以通过常规紧固件(未示出)或其他适当的耦接方法耦接，以包围电机20在机器腔体22内的至少一部分。在一些实施方式中，壳体12可包括基本上圆柱形的筒体(罐、盒)和单个端盖(未不出)。此外，在一些实施方式中，包括套筒构件14和端盖16、18的模块壳体12可包括通常可具有良好导热性能的材料，诸如但不限于，铝或其他金属，以及通常能够承受电机的操作温度的材料。在一些实施方式中，壳体12可使用不同方法制造，包括铸造、模制、模压以及其他类似的制造方法。
[0014]电机20可包括转子 组件24、包括定子端匝28的定子组件26以及轴承30，并且电机可围绕轴34设置。如图1所示，定子组件26可基本上外接转子组件24的至少一部分。在一些实施方式中，转子组件24还可包括转子衬套32，或可具有“无衬套”结构(未示出)。
[0015]在一些实施方式中，电机20可操作性地耦接至模块壳体12。例如，电机20可配合于壳体12中。在一些实施方式中，电机20可利用过盈配合(干涉配合)、热配合、可至少部分地可操作性地将机器20与壳体12耦接的其他类似的基于摩擦的配合而配合于壳体12中。例如，在一些实施方式中，定子组件26可热配合至模块壳体12中。此外,在一些实施方式中，该配合可沿轴向和周向两个方向至少部分地固定定子组件26，并且由此固定电机
20。在一些实施方式中，在电机20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于将转矩从定子组件26传递至模块壳体12。在一些实施方式中，该配合可导致模块10保持通常较大的转矩量。
[0016]在无限制的情况下，电机20可以是电动机(诸如混合式电动机)、发电机或车用交流发电机。在一个实施方式中，电机20可以是用于混合动力车辆应用的高压发夹形(HVH)(High Voltage Hairpin)电机或内置式永磁电机。
[0017]在电机20操作期间，电机20的部件，诸如但不限于，转子组件24、定子组件26以及定子端匝28可产生热量。这些部件可被冷却以提高电机20的性能和寿命。
[0018]如图1和图2所不,在一些实施方式中，壳体12可包括冷却剂套36。在一些实施方式中，壳体12可包括内壁38和外壁40，并且冷却剂套36可基本上定位在壁38、40的至少一部分之间。例如，在一些实施方式中，机器腔体22可由内壁38至少部分地限定(例如，壳体12的每个元件可包括内壁38的一部分)。在一些实施方式中，冷却剂套36可基本上外接电机20的至少一部分。更具体地，在一些实施方式中，冷却剂套36可基本上外接定子组件26 (包括定子端匝28)的外周边的至少一部分。
[0019]此外，在一些实施方式中，冷却剂套36可容纳有冷却剂，该冷却剂可包括传动液、乙二醇、乙二醇/水混合物、水、油、机油、气体、雾状物或类似物质。冷却剂套36可与冷却剂源(未示出)流体连通，该冷却剂源可在冷却剂被散布至冷却剂套36中之前或冷却剂正在被散布至冷却剂套中时使冷却剂增压，以便受压的冷却剂能够通过冷却剂套36进行循环。
[0020]此外，在一些实施方式中，内壁38可包括冷却剂孔42，以便冷却剂套36可与机器腔体22流体连通。在一些实施方式中，冷却剂孔42可定位成基本上邻近定子端匝28。例如，在一些实施方式中，随着受压的冷却剂通过冷却剂套36进行循环，冷却剂的至少一部分可通过冷却剂孔42离开冷却剂套36，并且进入机器腔体22。此外，在一些实施方式中，冷却剂可与定子端匝28接触，这使得能够至少局部冷却。在离开冷却剂孔42之后，至少部分的冷却剂可流过机器腔体22，并且可与多个模块10的元件接触，在一些实施方式中，这会使得模块10至少局部冷却。
[0021]根据本发明的一些实施方式，冷却剂套36可包括多种结构。在一些实施方式中，冷却剂套36的至少一部分可延伸穿过套筒构件14与定子组件26的轴向长度基本类似的一段距离。例如，在一些实施方式中，冷却剂套36的一部分的轴向长度可延伸至少与定子组件26 (包括定子端匝28)的轴向长度相同的距离。在一些实施方式中，根据制造商和/或最终用户对冷却的要求，冷却剂套36的部分可延伸更长或更少的轴向距离。
[0022]在一些实施方式中，冷却剂套36的一部分还可包括至少一个径向向内的延伸部44。例如，如图2所示，在一些实施方式中，内壁38的区域可基本径向地内凹，以便冷却剂套38的径向向内的延伸部44可基本上邻近至少一个定子端匝28。在一些实施方式中，径向向内的延伸部44可以定位成邻近定子端匝28中的一个、两个或与两个都不相邻。此外，在一些实施方式中，冷却剂套36可包括径向向内的延伸部44，该延伸部基本上连续地围绕至少一个定子端匝28的外直径的至少一部分(即，一个连续的径向向内的延伸部围绕至少一个定子端匝28的一部分)。在其他实施方式中，冷却剂套36可包括基本分离的径向向内的延伸部44，该延伸部定位成围绕至少一组定子端匝28的外直径27的至少一部分。在一些实施方式中，壳体12可包括至少两个径向向内的延伸部44。例如,在一些实施方式中，壳体12可包括在基本上轴向中央位置处耦接在一起的两半，使得壳体12的每一半可包括径向向内的延伸部44，并且电机20可基本上定位在这两半之间。
[0023]在一些实施方式中，与定子组件26相比，定子端匝28可包括的外直径通常更小，并且因此，定子端匝28与冷却剂套36之间可存在的距离更大。在一些实施方式中，因为与基本缺少径向向内的延伸部44的实施方式相比，一些冷却剂能够相对更靠近定子端匝28进行循环，所以冷却剂套38的径向向内的延伸部44能够增强模块10的冷却。因此，在一些实施方式中，通常能使冷却剂与抵制热能区域(即，定子端匝)之间的距离最小，这通常能够使得热能传递增加。
[0024]在一些实施方式中，端匝构件46能够至少部分地提高模块10的操作。在一些实施方式中，端匝构件46可为基本上圆环形或环形形状。在其他实施方式中，端匝构件46可包括其他形状，诸如方形、矩形、规则和/或不规则多边形以及其他类似形状。在一些实施方式中，端匝构件46可包括与定子组件26 (包括定子端匝28)的一般形状基本类似的形状。此外，在一些实施方式中，如图3所示，端匝构件46可包括单一结构，然而，在其他实施方式中，端匝构件46可包括耦接在一起的多个子单元。此外，在一些实施方式中，端匝构件46可包括通常可具有良好的导热性能的材料，诸如但不限于，铝或其他金属，以及通常能够承受电机的操作温度的材料。在一些实施方式中，端匝构件46可使用不同方法制造，包括铸造、模制、模压以及其他类似的制造方法。
[0025]在一些实施方式中，壳体12的内壁38的至少一部分可包括端阻构件46。在一些实施方式中，端匝构件46可耦接端盖16、18中的一个和/或套筒构件14的内壁38。例如，在一些实施方式中，端匝构件46可以利用耦接方法(诸如但不限于常规紧固件、粘结剂等)过盈配合(例如压配合)、焊接、钎焊或其他方式耦接至内壁38。
[0026]在一些实施方式中，端匝构件46可包括至少一个部件45，该部件构造并布置成至少部分地增强端匝构件46与壳体12的相互作用。例如，在一些实施方式中，如图3所示，部件45可包括孔、凹入部、凹槽、凸缘、延伸部以及任意其他类似结构。在一些实施方式中，部件45可包括定位在端匝构件46的圆周部分周围的结构的组合。此外，在一些实施方式中，部件45可包括多个定向，诸如径向、轴向、周向或其任意组合。在一些实施方式中，与部件45的结构无关，壳体12的内壁38可包括构造并布置成接合端匝构件46的部件45 (例如，部件45可接收壳体12的部件的一部分和/或反之亦然)的相应部件(未示出)，以有助于将至少这两个元件耦接在一起。此外，在一些实施方式中，部件45可基本上用作转矩保持元件，以有助于保持在操作期间由电机20产生的转矩。此外，部件45还可用作校准元件，以有助于在耦接至壳体12期间引导和/或对齐端匝构件46。
[0027]在本发明的一些实施方式中，端匝构件46与壳体12基本形成为一体。在一些实施方式中，壳体12可制造成使得端匝构件46从壳体12的内壁38延伸。例如，在一些实施方式中，端匝构件46可制造(例如，铸造、模制、模压等)为壳体12的一部分，以便元件基本上同时形成，并且基本为一个元件。如附加的实例，在一些实施方式中，端匝构件46可与端盖16、18中的至少一个和/或套筒构件14基本形成为一体，以便当如前所述将端盖16、18与套筒构件14耦接在一起时，端匝构件46能够定位成基本上邻近定子组件26。尽管未来参考可能会建议不集成端匝构件46,但这些参考绝不是旨在排除包括基本上集成的端匝构件46和基本上集成的端匝构件46的元件的实施方式。
[0028]在一些实施方式中，端匝构件46可具有增强冷却的功能。例如，如前所述，在一些实施方式中，冷却剂套36可包括至少一个径向向内的延伸部44。然而，由于定子组件26和定子端匝28的相对尺寸，将定子组件26安装在套筒构件14中会很复杂。例如，在一些实施方式中，因为端匝28的外直径小于定子组件26的外直径，因此在两个径向向内的延伸部44位于定子组件的两个轴向侧面上方的情况下，难以定位定子组件26。因此，在一些实施方式中，模块10可包括邻近定子组件26的一个轴向端部的径向向内的延伸部44以及基本上邻近定子组件26的另一个轴向端部的端构件46。因此，在一些实施方式中，端匝构件46可有助于冷却定子组件26的至少一部分。
[0029]在一些实施方式中，端匝构件46可构造并布置成引导部分冷却剂。在一些实施方式中，端匝构件46可包括至少一个第一构件孔48，该第一构件孔可构造并布置成在端匝构件46定位成邻近电机20时，与至少一个冷却剂孔42基本上对齐。此外，在一些实施方式中，第一构件孔48可包括基本上径向的定向。例如，在一些实施方式中，端匝构件46可包括与冷却剂孔42的数量基本相同的第一构件孔48，以便当端匝构件46定位在机器腔体22内时，流出冷却剂孔42的至少部分冷却剂还可流过第一构件孔48。
[0030]在一些实施方式中，端匝构件46可包括径向外凸缘50、径向内凸缘52以及中央区域54。如图2至图4所示，在一些实施方式中，端匝构件46可形成为使得凸缘50、52从中央区域54轴向地延伸至机器腔体22中(例如，端匝构件46可包括侧面朝向的“U”形形状)。在一些实施方式中，端匝构件46可形成(例如，铸造、模制、机加工等)为使得径向外凸缘50和径向内凸缘52能够从中央区域54轴向地延伸，以便定子端匝28的至少一部分可容纳在端匝构件46内。例如，在一些实施方式中，当端匝构件46定位成基本上邻近定子组件26时,径向外凸缘50可基本上邻近定子端阻28的外直径27。此外,在一些实施方式中，定子端匝可包括内直径29。在一些实施方式中，如图2和图5所示，径向内凸缘52可基本上邻近定子端匝的内直径29。因此，在一些实施方式中，中央区域54可基本上邻近定子端匝28的至少一部分的轴向最外部。
[0031]在一些实施方式中，由于端匝构件46与定子端匝28基本相邻的空间关系，端匝构件46可至少部分地增强热能传递。在一些实施方式中，如前所述，端匝构件46可包括基本导热的材料(例如，铝)。因此，由于端匝构件46的一部分可基本上邻近端匝28的一部分，并且与端匝28的至少一部分热连通，所以端匝构件46能够在电机20操作期间，容纳由端匝28产生的热能的至少一部分。此外，如前所述，在一些实施方式中，端匝构件46可直接邻近壳体12的内壁38 (例如，摩擦配合、过盈配合、基本为一体等)，这可通过包括导热材料的端匝构件46而增强从端匝28至壳体12的热传递。
[0032]此外，在一些实施方式中，凸缘50、52能够进一步有助于冷却。在一些实施方式中，径向外凸缘50可包括第一构件孔48，以便至少一部分冷却剂能够流过冷却剂孔42和第一构件孔48，并且能够与定子端匝28接触。在一些实施方式中，在至少一部分冷却剂与定子端匝28接触之前和/或之后，端匝构件46可通过使至少一部分冷却剂与端匝28保持邻近而增强冷却。
[0033]此外，在一些实施方式中，在进入机器腔体22之后，至少一部分冷却剂可通过重力流向模块10的底部。在一些实施方式中，模块10可包括常规排放系统(未示出)，该排放系统通常定位在模块10的底部，以便至少一部分冷却剂能够从机器腔体22流动至排放系统中。在一些实施方式中，排放系统能够将机器腔体22液体地连接至常规热交换元件(例如，散热器、热交换器等)，该热交换元件可以与模块10 (未示出)形成为一体、邻近和/或远离。在一些实施方式中，至少一部分冷却剂能够通过热交换元件循环，在热交换元件中能够消除至少一部分热能，并且冷却剂能够再循环以用于进一步冷却。
[0034]例如，在一些实施方式中，因为凸缘50、52和中央区域54可基本上邻近端匝28的部分，所以在冷却剂接触端匝28之前和/或之后，冷却剂可与端匝构件46接触。因此，冷却剂能够至少部分地紧邻端匝28积聚，并且/或者从端匝构件46返回至端匝28。在一些实施方式中，与机械装置无关，端匝构件46能够至少部分地增强冷却，这是因为端匝构件能够起到使至少一部分冷却剂保持紧邻定子端匝28，从而使得更多的热能可被传导至冷却剂。
[0035]此外，在一些实施方式中，端匝构件46能够将从定子端匝28接收的至少一部分热能传导至壳体12。例如，由于至少一部分冷却剂在接触定子端匝28并且接收其一部分热能之后流动至端匝构件46，因此冷却剂能够将一些热能传导至端匝构件46。此外，在一些实施方式中，由于端匝构件46能够与壳体12形成为一体和/或耦接至壳体，因此端匝构件46能够将至少一部分热能传递至壳体12，这能够通过对流将热能传递至周围环境中。此外，在一些实施方式中，壳体12和/或端匝构件46能够将至少部分热能传导至通过冷却剂套36循环的冷却剂中。
[0036]此外，在一些实施方式中，端匝构件46能够起到提高模块10的操作的作用。在一些实施方式中，端匝构件46可包括不同的几何结构，该几何结构可与模块10的操作和冷却相关。例如，在一些实施方式中，端匝构件46可包括有利于操作的多种环状部(annulus，孔环，轮环)、附加孔、狭槽、其他几何结构或其组合。因此，在一些实施方式中，这些几何结构中的一些可通过进一步增加冷却剂基本邻近端匝28的积聚而至少部分地用于增强冷却。
[0037]此外，在一些实施方式中，端匝构件46能够缓解制造压力。例如，在一些实施方式中，模块10可能需要一些前述的几何结构和/或构造(例如，靠近端匝28的额外空间或其他相关空间)以便操作。在一些实施方式中，为了改变壳体12的制造过程而将这些部件集成在壳体12内，会产生额外成本。通过将这些部件中的一些集成在端匝构件46内，制造的壳体12可基本保持相同，并且这些几何结构可基本与端匝构件46形成为一体。在一些实施方式中(仅以实例的方式)，为容纳电机20的一些特殊部件(例如，特殊的端匝部分、电连接点等)，端匝构件46可包括前述几何机构中的至少一些，以使得能够将电机20定位在壳体12内。因此，由于可以在壳体12上进行简单的机械加工，并且可以在端匝构件46上进行更复杂的机械加工，所以可以使成本和制造复杂性最小化。
[0038]根据本发明的一些实施方式，端匝构件46能够增强多个模块10的结构中的冷却。例如，在一些实施方式中，冷却剂套36可包括基本密封的结构。因此，冷却剂能够通过冷却剂套36循环，而不通过孔44进入机器腔体22。因此，冷却剂不与定子端匝28接触，在一些实施方式中，这会影响模块10的冷却。
[0039]在一些实施方式中，端匝构件46可至少部分地有助于冷却定子端匝28，在此处冷却剂套36包括基本密封的结构。例如，在一些实施方式中，如前所述，端匝构件46可包括基本非传导性的材料，以便凸缘50、52和中央区域54可基本上邻近端匝28的部分。因此，在一些实施方式中，由定子端匝28产生的热能中的至少一部分可通过对流传递至端匝构件46。此外,在一些实施方式中，因为端阻构件46可与壳体12形成为一体并且/或者I禹接至壳体，因此端匝构件46可将至少一部分热量传递至壳体12，这能够通过对流将热能传递至周围环境或传递至通过冷却剂套36循环的冷却剂中。
[0040]在一些实施方式中，定子端匝28可包括基本封装的结构。在一些实施方式中，定子端匝28中的至少一部分可用封装成分涂覆、包覆或以其他方式覆盖，该封装成分能够至少部分地促进热量传导远离端匝28。在一些实施方式中，封装成分可包括树脂。例如，在一些实施方式中，封装成分可包括环氧树脂，当然，封装成分也能够包括其他树脂。在一些实施方式中，树脂能够提供通常适当的介电常数、热传导率、热膨胀系数、耐化学性等，以在涉及模块10的操作温度和电流的应用中使用。例如，在一些实施方式中，封装成分可以转换成实质上的液态(例如，通过加热)，并且通过重力供给至端匝28上。在一些实施方式中，可以在通过重力供给和/或注入之前，将端匝28放置在模具中，以便封装成分可覆盖定子端匝28的至少一部分，并且可包括与模具的形状至少部分地对应的形状。因此，封装的定子端匝28可包括制造商和/或最终用户所期望的形状和/或结构。在一些实施方式中，封装成分可包括两部分混合物，使得可混合封装成分的第一部分和封装成分的第二部分，以在应用到端匝28上之前活化封装成分。
[0041]在一些实施方式中，端匝构件46可有助于冷却包括封装结构的定子端匝28。例如，在一些实施方式中，被封装的端匝28可构造并布置成使得在固化之后，封装成分可直接邻近和/或接触凸缘50、52以及中央区域54。因此，在一些实施方式中，被封装的定子端匝28能够通过端匝构件46将由定子端匝28产生的至少部分热能传导至壳体12。例如，如前所述，在一些实施方式中，封装成分可通常为导热的，以便能够通过封装成分将由定子端Bi 28产生的至少部分热能从端阻28基本传导至端阻构件46。
[0042]在一些实施方式中，端匝构件46可用于封装定子端匝28的至少一部分。在一些实施方式中，端匝构件46可用作能够用于形成被封装的定子端匝28的模具。例如，在一些实施方式中，如前所述，定子组件26可相对于端匝构件46定位，以便定子端匝28的至少一部分定位在端匝构件46内(例如，基本上邻近凸缘50、52以及中央区域54)。在一些实施方式中，在将端匝构件46相对于定子端匝28定位之后，如前所述，可以将封装成分通过重力供给或注入到定子端匝28的至少一部分周围或穿过定子端匝的至少一部分，使得定子端匝28可由封装成分基本密封。因此，在一些实施方式中，端匝构件46可通过封装成分与定子端匝28接触，以便在封装成分固化之后可容易地传导热能。可以在装配模块10之前、期间和/或之后，在封装过程中使用端匝构件46。
[0043]在一些实施方式中，端匝构件46可包括至少一个第二构件孔56。在一些实施方式中，如图3所示，端匝构件46可包括多个第二构件孔56。在一些实施方式中，第二构件孔56可设置成大致沿轴向穿过中央区域54的一部分，如图2至图4所示。在一些实施方式中，第二构件孔56可至少部分地相对于端匝构件46周向布置。例如，在一些实施方式中，第二构件孔56可以规则的周向模式(例如，每30度设置一个孔56)或不规则的周向模式布置。此外，在一些实施方式中，壳体12的内壁38可包括至少多个第二构件孔56，以便在无端匝构件46的情况下而起作用的至少一些实施方式可如以下所描述的进行操作。
[0044]在一些实施方式中，至少部分的第二构件孔56可用作伸缩节(expansion joint,伸缩缝)。在包括至少一些被封装的定子端匝28的一些实施方式中，第二构件孔56能够起到促使封装成分膨胀的作用。例如，在电机20操作期间，由定子端匝28的至少一部分产生的热能可促使封装材料热膨胀。在一些实施方式中，由于封装成分热膨胀，力和/或压力会施加于定子端匝28的至少一部分、凸缘50、52和/或中央区域54，这可导致端匝构件46和/或定子端阻28的损坏。
[0045]在一些实施方式中，第二构件孔56可起到至少部分地缓解与封装成分的热膨胀相关的压力的作用。例如，在一些实施方式中，当封装成分膨胀时，至少部分封装成分可膨胀至第二构件孔56中和/或穿过第二构件孔。因此，在一些实施方式中，施加至定子端匝28的至少部分上的力和/或压力可通过第二构件孔56至少部分地缓解，这能够至少部分地降低由于封装成分热膨胀造成的对定子端匝28和/或端匝构件46的损坏的风险。[0046]在一些实施方式中，可以在封装过程中使用第二构件孔56。在一些实施方式中，至少部分第二构件孔56能够在封装过程中用作封装成分入口。例如，在一些实施方式中，如前所述，封装成分可通过重力供给或注入到定子端匝28的至少一部分周围。然而，在一些实施方式中，可以通过至少部分第二构件孔56将另一容量的封装成分供给到定子端匝28的部分周围。
[0047]此外，在一些实施方式中，在封装过程中，至少部分第二构件孔56可基本上通过密封结构(未示出)进行密封(例如，“脱封”)，以便在封装过程中，封装成分不会流过第二构件孔56。然后，一旦封装成分已基本固化(例如，凝固)，可以去除密封结构，并且第二构件孔56在模块10操作期间可用作伸缩缝，如前所述。此外，在一些实施方式中，在封装过程中使用端匝构件46之前，端匝构件可基本不具有至少部分的第二构件孔56。在端匝28被封装于封装成分中之后，至少部分第二构件孔56可形成(例如，机械加工、钻孔、冲孔、冲压等)为如前所述的使用。
[0048]本领域技术人员将理解的是，虽然以上已结合【具体实施方式】和实例对本发明进行了描述，然而本发明不必局限于此，并且此处随附的权利要求也涵盖了诸多其他实施方式、实例、用途、修改以及与这些实施方式、实例以及用途相偏离的其他方式。此处引用的每个专利和申请的公开文本的全部内容通过引证方式结合于此，犹如每个这种专利或申请独立地通过引证方式结合于此。以下权利要求中阐明了本发明的多个特征和优点。
【权利要求】
1.一种电机模块,包括: 壳体，包括内壁和外壁，所述壳体至少部分地限定机器腔体； 冷却剂套，基本上定位在所述内壁的一部分与所述外壁的一部分之间； 至少一个冷却剂孔，设置成穿过所述内壁的一部分，所述至少一个冷却剂孔构造并且设置成将所述冷却剂套与所述机器腔体流体耦接；以及 端匝构件，定位在所述机器腔体内，以使得所述端匝构件的至少一部分与所述内壁接触，所述端匝构件包括 径向内凸缘和径向外凸缘，所述径向内凸缘和所述径向外凸缘从中央区域轴向延伸，以及 至少一个第一构件孔，设置成穿过所述径向外凸缘的一部分，并且所述端匝构件定位在所述机器腔体中，以使得所述至少一个第一构件孔与所述至少一个冷却剂孔直接邻近并且流体连通。
2.根据权利要求1所述的电机模块，其中，所述端匝构件包括铸造金属。
3.根据权利要求1所述的电机模块，并且进一步包括电机，所述电机至少部分地包围在所述壳体内，所述电机包括定子组件，所述定子组件包括定子端匝并且定位成使得所述冷却剂套基本上 外接所述定子组件的一部分。
4.根据权利要求3所述的电机模块，其中，所述端匝构件定位在所述机器腔体内，以使得所述径向外凸缘与所述定子端匝的外直径基本上邻近，并且使得所述径向内凸缘与所述定子端匝的内直径基本上邻近。
5.根据权利要求3所述的电机模块，其中，所述冷却剂套的一部分的轴向长度至少基本上等于所述定子组件的轴向长度。
6.根据权利要求3所述的电机模块，其中，所述冷却剂套包括与所述定子端匝中的至少一个邻近的至少一个径向向内的延伸部。
7.根据权利要求3所述的电机模块，其中，所述定子端匝的至少一部分封装在封装成分中。
8.根据权利要求1所述的电机模块，其中，所述端匝构件包括从以下列示中选择的至少一个部件，所述列示为:孔、凹入部、凹槽、凸缘以及延伸部。
9.根据权利要求1所述的电机模块，其中，所述内壁包括多个冷却剂孔。
10.根据权利要求9所述的电机模块，其中，所述端匝构件包括多个第一构件孔，所述端匝构件定位成使得所述多个第一构件孔的至少一部分与所述冷却剂孔的至少一部分直接邻近并且流体连通。
11.一种电机模块，包括: 壳体，至少部分地限定机器腔体； 电机，定位在所述机器腔体内，并且所述电机至少部分地包围在所述壳体内，所述电机包括定子组件，所述定子组件外接转子组件的至少一部分，所述定子组件包括定子端匝，并且所述定子端匝至少部分地封装在封装成分中；以及 端匝构件，定位在所述机器腔体中，并且与所述定子端匝的至少一部分和所述壳体的一部分热连通， 所述端匝构件包括从中央区域轴向延伸的径向内凸缘和径向外凸缘，所述端匝构件构造并且布置成使得所述径向外凸缘与所述定子端匝的外直径基本上邻近，并且使得所述径向内凸缘与所述定子端匝的内直径基本上邻近，并且 至少一个第二构件孔设置成穿过所述中央区域的一部分。
12.根据权利要求11所述的电机模块，其中，所述壳体包括内壁、外壁以及定位在所述内壁的一部分与所述外壁的一部分之间的冷却剂套。
13.根据权利要求12所述的电机模块，其中，所述电机定位在所述壳体内，以使得所述冷却剂套基本上外接所述定子组件的至少一部分。
14.根据权利要求13所述的电机模块，其中，所述冷却剂套包括与所述定子端匝的至少一些邻近的至少一个径向向内的延伸部。
15.根据权利要求11所述的电机模块，其中，所述端匝构件包括多个第二构件孔。
16.根据权利要求15所述的电机模块，其中，所述多个第二构件孔构造并且布置成在所述电机操作期间接收一部分封装材料。
17.根据权利要求15所述的电机模块，其中，所述多个第二构件孔围绕所述端匝构件周向地布置。
18.根据权利要求11所述的电机模块，其中，所述端匝构件与所述壳体的至少一部分基本上一体形成。
19.一种制造电机模块的方法，所述方法包括: 提供壳体，所述壳体包括套筒构件和至少一个端盖，所述套筒构件包括冷却剂套； 提供电机，所述电机包括定子组件，所述定子组件包括定子端匝； 将所述电机的至少一部分安装在所述壳体内，以使得所述定子组件被所述冷却剂套至少部分地外接； 提供端匝构件，所述端匝构件包括径向外凸缘、径向内凸缘以及中央区域； 将至少一个第二构件孔设置成穿过所述中央区域的一部分； 将所述端匝构件定位在所述壳体内，以使得所述径向外凸缘与所述定子端匝的至少一部分的外直径基本上邻近，并且使得所述径向内凸缘与所述定子端匝的至少一部分的内直径基本上邻近。
20.根据权利要求19所述的方法，并且进一步包括将所述定子端匝的至少一部分封装在封装成分中。
【文档编号】H02K9/19GK103765736SQ201280042123
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年8月28日 优先权日:2011年8月29日
【发明者】布拉德利·D·钱伯林, 詹姆斯·J·雷米, 亚历克斯·S·克里维申 申请人:雷米科技有限责任公司