使电机的定子外壳冷却的制作方法

使电机的定子外壳冷却
1.相关申请的交叉引用本技术要求2020年8月31日提交的美国临时申请序列no.63/072,432的优先权，其内容通过引用以其整体并入本文中，犹如逐字阐述。
技术领域
2.本公开大体上涉及电机，并且更具体而言，涉及使电机冷却。


背景技术：

3.电机包括操作元件，当操作电机时，该操作元件生成热。可针对电机提供冷却特征。然而，一些电机可具有可用于冷却特征的有限空间。
4.通常，电机设计的结构特征和冷却特征为了相同的空间而竞争，该相同的空间邻近于电机的力和热生成构件，并且必须进行功率密度与性能之间的权衡。
5.因此，存在如下需要：改进的电机(诸如具有改进的冷却的电机)，以及制造电机的构件的改进的方法和使电机冷却的改进的方法。


技术实现要素：

6.技术方案1. 一种电机，其包括：定子组件，其包括定子外壳；和一个或多个转子，其由转子轴组件联接于所述定子；其中所述定子外壳包括绕组环形物和冷却结构，所述绕组环形物限定分别构造成接收电磁元件的多个绕组槽，所述冷却结构设置在所述绕组环形物的至少一部分内，其中所述冷却结构包括多个冷却本体部分和由所述多个冷却本体部分限定的多个冷却导管。
7.技术方案2. 根据技术方案1所述的电机，其中，所述定子外壳包括：多个冷却翅片，和设置在所述多个冷却翅片的至少一部分内的所述冷却结构的至少一部分。
8.技术方案3. 根据技术方案1所述的电机，其中，所述冷却结构包括：蒸汽室，所述蒸汽室包括内部芯吸结构和一个或多个蒸汽通道。
9.技术方案4. 根据技术方案1所述的电机，其中，所述冷却结构包括：一个或多个蒸发器部分和一个或多个冷凝器部分。
10.技术方案5. 根据技术方案1所述的电机，其中，所述绕组环形物包括：内环形部分、外环形部分，以及设置在所述内环形部分与所述外环形部分之间的多个绕组凸缘；并且其中所述冷却结构包括：一个或多个蒸发器部分和一个或多个冷凝器部分，其中所述一个或多个蒸发器部分绕着所述多个绕组凸缘设置，并且其中所述一个或多个冷凝器部分绕着所述内环形部分和/或所述外环形部分设置。
11.技术方案6. 根据技术方案1所述的电机，其中，所述绕组环形物包括多个冷却翅片，并且其中所述冷却结构包括：一个或多个蒸发器部分，其绕着在所述多个冷却翅片的相对远侧的、所述冷却结构的地点设置；以及一个或多个冷凝器部分，其绕着在所述多个冷却翅片的相对近侧的、所述冷却结构的地点设置。
12.技术方案7. 根据技术方案6所述的电机，其中，所述多个冷却翅片限定所述冷却结构的所述一个或多个冷凝器部分的至少部分。
13.技术方案8. 根据技术方案1所述的电机，其中，所述冷却结构包括：一个或多个蒸发器部分和一个或多个冷凝器部分，其中所述一个或多个蒸发器部分和/或所述一个或多个冷凝器部分具有可变地点，所述可变地点至少部分地取决于可在所述电机的操作期间存在的所述冷却结构的一个或多个温度梯度。
14.技术方案9. 根据技术方案1所述的电机，其中，所述冷却结构限定流动路径，所述流动路径构造成允许工作流体从入口流动至出口。
15.技术方案10. 根据技术方案1所述的电机，其中，所述冷却结构包括格子结构、网状结构、芯吸结构，和/或团聚结构。
16.技术方案11. 根据技术方案1所述的电机，其中，所述冷却结构包括团聚结构，所述团聚结构包括来自用于形成所述定子外壳的增材制造过程的烧结粉末材料和/或部分熔化的粉末材料。
17.技术方案12. 根据技术方案1所述的电机，其中，所述冷却结构包括蒸汽室，所述蒸汽室包括芯吸结构和一个或多个蒸汽通道。
18.技术方案13. 根据技术方案1所述的电机，其中，所述冷却结构包括彼此散布的冷却本体部分和冷却导管部分的三维阵列。
19.技术方案14. 根据技术方案1所述的电机，其中，所述冷却结构包括格子、网状、芯吸和/或团聚结构的随机或半随机构造。
20.技术方案15. 根据技术方案1所述的电机，其中，所述定子外壳包括由增材制造过程形成的单个集成构件。
21.技术方案16. 一种形成用于电机的定子外壳的方法，所述方法包括：增材制造包括冷却结构的定子外壳，所述冷却结构限定流体域；将工作流体源联接于所述定子外壳并且将工作流体引入到由所述冷却结构限定的所述流体域中；以及关于包含在所述冷却结构的所述流体域内的所述工作流体来密封所述冷却结构；其中所述定子外壳包括绕组环形物和冷却结构，所述绕组环形物限定分别构造成接收电磁元件的多个绕组槽，所述冷却结构设置在所述绕组环形物的至少一部分内，其中所述冷却结构包括多个冷却本体部分和由所述多个冷却本体部分限定的多个冷却导管。
22.技术方案17. 根据技术方案16所述的电机，其中，所述定子外壳包括单个集成构件。
23.技术方案18. 根据技术方案16所述的方法，所述方法包括：加热所述工作流体并且从所述流体域清除非冷凝气体；以及
关于处于加热状态的所述工作流体来密封所述冷却结构。
24.技术方案19. 一种使电机冷却的方法，所述方法包括：操作电机，所述电机包括定子组件、一个或多个转子、将所述一个或多个转子联接于所述定子组件的转子轴组件，以及包括多个电磁元件的多个操作元件，其中所述定子组件包括定子外壳，所述定子外壳包括绕组环形物和冷却结构，所述绕组环形物限定分别收纳所述多个电磁元件中的对应电磁元件的多个绕组槽，所述冷却结构设置在所述绕组环形物的至少一部分内，其中所述冷却结构包括多个冷却本体部分和由所述多个冷却本体部分限定的多个冷却导管，其中所述多个冷却导管限定包含工作流体的流体域，并且其中操作所述电机包括所述多个操作元件生成热；至少部分地通过所述多个操作元件生成热来加热所述流体域中的所述工作流体，并且使所述工作流体流动穿过所述流体域；以及将热从所述冷却结构传递至冷却流体，所述冷却流体沿着一个或多个冷却表面流动，接触所述电机的表面。
25.技术方案20. 根据技术方案19所述的方法，所述方法包括：在所述冷却结构的一个或多个蒸发器部分处蒸发工作流体；以及在所述冷却结构的一个或多个冷凝器部分处冷凝工作流体。
附图说明
26.包括针对本领域技术人员的其最佳模式的完整且能实现的公开在参照附图的说明书中阐述，在该附图中：图1a示意性地描绘示例性电机的透视图；图1b示意性地描绘示例性电机的分解透视图；图2示意性地描绘示例性电机的操作元件；图3a示意性地描绘电机的示例性定子组件；图3b示意性地描绘电机的示例性定子组件的分解图；图4a-4c示意性地描绘定子组件的示例性定子外壳；图5a-5c示意性地描绘定子外壳的示例性实施例的局部截面视图，该定子外壳具有设置在其中的冷却结构；图6a-6c示意性地描绘定子外壳的另外的示例性实施例的局部截面视图，该定子外壳具有设置在其中的冷却结构；图7a-7c示意性地描绘定子外壳的再一些示例性实施例的局部截面视图，该定子外壳具有设置在其中的冷却结构；图8a-8g示意性地描绘可包括在定子外壳的冷却结构中的示例性蒸汽室构造；图9a示出描述制造定子外壳的示例性方法的流程图，该定子外壳包括冷却结构；图9b-9d示意性地描绘具有工作流体的定子外壳，该工作流体引入到由定子外壳的冷却结构限定的流体域中；以及图10示出描绘使电机冷却的示例性方法的流程图。
27.附图标记在本说明书和附图中的重复使用旨在表示本公开的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
28.现在将详细地参照当前公开的主题的示例性实施例，其一个或多个实例在附图中示出。每个实例经由阐释提供，并且不应当被解释为限制本公开。实际上，对本领域技术人员而言将显而易见的是，可在本公开中作出各种改型和变型，而不脱离本公开的范围。例如，示为或描述为一个实施例的部分的特征可与另一个实施例一起使用以产生又一个实施例。因此，意图是，本公开覆盖归入所附权利要求和它们的等同物的范围内的此类改型和变型。
29.理解的是，用语"上游"和"下游"指相对于流体通道中的流体流的相对方向。例如，"上游"指流体流自的方向，而"下游"指流体流至的方向。还理解的是，诸如“顶部”、“底部”、“向外”、“向内”等用语为方便措词，并且将不被解释为限制性用语。如本文中使用的，用语"第一"、"第二"和"第三"可以可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，并且不旨在表示独立构件的位置或重要性。用语“一”和“一个”不表示数量限制，而是表示所引用的项目中的至少一个的存在。
30.如本文中遍及说明书和权利要求使用的近似语言可应用成修饰可在不导致其涉及的基本功能的变化的情况下可容许地改变的任何数量表达。因此，由一个或多个用语(诸如"大约"、"基本上"和"近似")修饰的值将不限于指定的精确值。在至少一些情况中，近似语言可对应于用于测量值的器具的精度，或者用于构成或制造构件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可指在10％余量内。
31.此处和遍及说明书和权利要求，范围限制被组合和/或互换，此类范围被识别并且包括包含在其中的所有子范围，除非上下文或语言另外指出。例如，本文中公开的所有范围包括端点，并且端点能够彼此独立地组合。
32.现在将更详细地描述本公开的示例性实施例。图1a和图1b示出示例性电机100。电机可包括定子组件102和一个或多个转子104。一个或多个转子104可由转子轴组件106(诸如经由转子轴承组件107)联接于定子组件102。电机可包括一个或多个冷却表面108(诸如一个或多个定子冷却表面110和/或一个或多个转子冷却表面112)，可使冷却流体114(诸如冷却空气)流动穿过一个或多个冷却表面108，并且由此使电动机100冷却。一个或多个冷却表面108可绕着电机100的径向向内部分设置，如例如在图1a和图1b中示出的。此外，或在备选方案中，一个或多个冷却表面108可绕着电机100的径向向外部分设置。例如，一个或多个冷却表面可沿周向包绕电机100。在一些实施例中，电机100的圆周周边可限定冷却表面108。在一些实施例中，冷却夹套116可限定冷却路径的至少一部分，用于冷却流体114流动经过一个或多个冷却表面108。
33.如图2中示出的，电机100的示例性操作元件200可包括多个绕组元件202和多个磁体元件204。由电机100的操作元件200生成的热可传递至冷却流体114，其沿着一个或多个冷却表面108流动，接触电机的表面，诸如定子组件102的表面和/或转子104的表面。
34.图3a和图3b示出电机100的示例性定子组件102,300。定子组件102,300可包括定子外壳302和多个电磁元件304，多个电磁元件304构造成配合在定子外壳302的多个绕组槽306中的相应绕组槽306内。电磁元件304可包括齿状物305、围绕齿状物305缠绕的绕组材料307。经由实例，绕组材料可包括多根线，诸如线束。在一些实施例中，线束可收纳在绝缘材料(未示出)中。电磁元件304可经由齿状物配件308(诸如卡环、固持销、夹板等)装固在相应
的绕组槽306内。定子外壳302可包括与绕组槽306中的相应绕组槽306连通的多个涡流路径中断部310。涡流路径中断部310阻断涡流，该涡流由来自电机的磁通量引起。涡流路径中断部310可位于阻断结构回路的定子外壳302的位置处，该结构回路可以以其它方式增强涡流。涡流路径中断部310可相对于对应的绕组槽306沿径向向内和/或相对于对应的绕组槽306沿径向向外设置。涡流路径中断部310可构造成阻断和/或防止磁涡流回路的形成。外壳元件312可能够插入在多个涡流路径中断部310中的相应涡流路径中断部310内。定子外壳302可包括多个冷却翅片314，多个冷却翅片314绕着一个或多个定子冷却表面110设置。冷却翅片314可构造成帮助将热从电机100的操作元件200消散。在一些实施例中，定子外壳302的多个绕组槽306可对(多个)转子104开放。例如，在一些实施例中，组装的电机可包括直接面向(多个)转子104的电磁元件304，而定子外壳302的一部分并未设置在它们之间。
35.示例性定子外壳302在图4a-4c中示出。定子外壳302可使用增材制造过程(诸如如本文中描述的粉末床熔合过程)来形成。定子外壳302可包括限定多个绕组槽306的绕组环形物400，多个绕组槽306构造成接收电磁元件304。定子外壳302可包括毂402，毂402构造成接收转子轴组件106，诸如经由转子轴承组件(图3b)。绕组环形物400和毂402可由多个定子凸缘404装固于彼此。定子凸缘404可限定多个定子冷却表面110中的至少一些。绕组环形物400可包括内环形部分406、外环形部分408，以及设置在内环形部分406与外环形部分408之间的多个绕组凸缘410。
36.如图4a中示出的，定子外壳302可在没有冷却翅片314的情况下构造。如图4b中示出的，定子外壳302可包括绕着定子外壳302的径向向内部分设置的多个冷却翅片314。例如，冷却翅片314可绕着绕组环形物400的径向向内部分(诸如绕组环形物400的内环形部分)设置。如图4c中示出的，定子外壳可包括绕着定子外壳302的径向向外部分设置的多个冷却翅片314。例如，冷却翅片314可绕着绕组环形物400的径向向外部分(诸如绕组环形物400的外环形部分)设置。此外，或在备选方案中，如图4c中示出的，定子外壳302可包括绕着定子外壳302的径向向内部分和定子外壳302的径向向外部分设置的多个冷却翅片314。例如，第一多个冷却翅片314可绕着绕组环形物400的径向向内部分(诸如绕组环形物400的内环形部分)设置，并且第二多个冷却翅片314可绕着绕组环形物400的径向向外部分(诸如绕组环形物400的外环形部分)设置。
37.定子外壳302的相应部分可与彼此集成形成，诸如通过将定子外壳302的相应部分增材制造为单个集成构件。此外，或在备选方案中，定子外壳302的部分中的一些可形成为单独的构件，诸如在单独的增材制造操作中，并且此类单独的构件可固定或装固于彼此，以形成完整的定子外壳302。
38.现在转向图5a-5c、图6a-6c、图7a-7c以及图8a-8c，将描述示例性冷却结构500。如示出的，定子外壳302的至少一部分可包括设置在其中的冷却结构500。例如，一个或多个冷却结构500可设置在绕组环形物400的至少一部分内。冷却结构500可设置在绕组环形物400的内环形部分406的至少一部分、绕组环形物400的外环形部分408的至少一部分内，并且/或者设置在一个或多个绕组凸缘410的至少一部分内。冷却结构500可设置在一个或多个冷却翅片314的至少一部分内。冷却结构500可构造成帮助将热从电机100的操作元件200传递至冷却流体114，冷却流体114沿着一个或多个冷却表面108流动。
39.冷却结构可在用于形成定子外壳302的相同的增材制造过程期间增材制造。冷却
结构500可包括限定流体域的三维结构。经由实例，三维结构可限定包括多个曲折通路的流体域。冷却结构500可包括中空体积，该中空体积具有设置在其中的结构元件阵列，诸如格子结构、网状结构、芯吸结构、团聚结构等。在一些实施例中，冷却结构500可包括来自增材制造过程的烧结粉末材料和/或部分熔化的粉末材料。冷却结构500的中空体积的至少一部分可包括格子、网状、芯吸和/或团聚结构的随机或半随机构造。
40.工作流体可设置在多个通路内，并且/或者流动穿过该多个通路，该多个通路由冷却结构500限定。格子、网状、芯吸和/或团聚结构可构造和布置有一大小，该大小允许工作流体经由毛细作用传输穿过冷却结构500。在一些实施例中，冷却结构500可限定蒸汽室502。蒸汽室502可包括内部芯吸结构504和/或一个或多个蒸汽通道506。在一些实施例中，冷却结构500可包括具有蒸发器部分508和冷凝器部分510的蒸汽室502。
41.蒸发器部分508和冷凝器部分510可绕着冷却结构500的限定区域设置。此外，或在备选方案中，冷却结构500可包括具有蒸发器部分508和冷凝器部分510的蒸汽室502，蒸发器部分508和冷凝器部分510具有可变地点，该可变地点取决于可在电机100的操作期间存在的、冷却结构500的一个或多个温度梯度。例如，冷却结构500的相对较热的部分可作为蒸发器部分508操作，而冷却结构500的相对较冷的部分可作为冷凝器部分510操作。
42.在一些实施例中，冷却结构500可包括一个或多个蒸发器部分508，一个或多个蒸发器部分508绕着绕组凸缘410中的一个或多个设置。此外，或在备选方案中，冷却结构500可包括一个或多个冷凝器部分，该一个或多个冷凝器部分绕着绕组环形物400的内环形部分406设置，并且/或者绕着绕组环形物400的外环形部分408设置。在一些实施例中，冷却结构500可包括一个或多个蒸发器部分508，一个或多个蒸发器部分508绕着绕组环形物400的内环形部分406，并且/或者绕着绕组环形物400的外环形部分408设置。此外，或在备选方案中，冷却结构500可包括绕着绕组凸缘410中的一个或多个设置的一个或多个冷凝器部分510。绕组凸缘410可包括一个或多个蒸发器部分508和/或一个或多个冷凝器部分510。绕组环形物400的内环形部分406可包括一个或多个蒸发器部分508和/或一个或多个冷凝器部分510。绕组环形物400的外环形部分408可包括一个或多个蒸发器部分508和/或一个或多个冷凝器部分510。
43.如例如在图5a-5c中示出的，冷却结构500可基本上包围整个绕组环形物400。图5a中示出的冷却结构500可构造为蒸汽室502。在一些实施例中，图5a-5c中示出的绕组环形物400可包括一个或多个蒸发器部分508，一个或多个蒸发器部分508绕着多个绕组凸缘410的至少一部分设置。图5a-5c中示出的绕组环形物400可包括一个或多个冷凝器部分510，一个或多个冷凝器部分510绕着绕组环形物400的内环形部分406的至少部分和/或绕组环形物400的外环形部分408的至少部分设置。冷却结构500的蒸发器部分508和/或冷凝器部分510的特定地点可至少部分地取决于绕组环形物400的一个或多个操作温度，诸如绕组环形物400内的温度梯度。
44.绕组环形物可包括涡流路径中断部310，涡流路径中断部310绕着绕组环形物的外环形部分408(例如，图5a)、绕组环形物的内环形部分406(例如，图5b)，或绕组环形物的外环形部分408和内环形部分406两者(例如，图5c)设置。在一些实施例中，一个或多个蒸发器部分508和/或一个或多个冷凝器部分510的地点可至少部分地取决于涡流路径中断部310的地点。例如，一个或多个蒸发器部分508可绕着在涡流路径中断部310的相对远侧的、冷却
结构500的地点设置。此外，或在备选方案中，一个或多个冷凝器部分510可绕着在涡流路径中断部310的相对近侧的、冷却结构500的地点设置。
45.如图6a-6c中示出的，在一些实施例中，绕组环形物400可包括多个冷却翅片314，多个冷却翅片314绕着绕组环形物400的外环形部分408和/或绕组环形物400的内环形部分406设置。冷却翅片314可限定冷却结构500的至少一部分。在一些实施例中，一个或多个蒸发器部分508和/或一个或多个冷凝器部分510的地点可至少部分地取决于多个冷却翅片314的地点。例如，一个或多个蒸发器部分508可绕着在多个冷却翅片314的相对远侧的、冷却结构500的地点设置。此外，或在备选方案中，一个或多个冷凝器部分510可绕着在多个冷却翅片314的相对近侧的、冷却结构500的地点设置。在一些实施例中，冷却翅片可限定冷却结构500的冷凝器部分510。
46.如图7a-7c中示出的，在一些实施例中，绕组环形物400可包括限定流动路径700的冷却结构500，流动路径700构造成允许工作流体从入口702流动至出口704。流动路径700可包括格子结构等，其构造成使工作流体遵循入口702与出口704之间的曲折路径。在一些实施例中，冷却结构500可包括一个或多个挡板706，其限定流动路径700的至少一部分。挡板706可构造成引导工作流体沿着穿过冷却结构500的蛇形通路通过。在一些实施例中，一个或多个挡板706可设置在多个绕组凸缘410中的相应绕组凸缘410内。例如，设置在绕组凸缘410内的一个或多个挡板706可构造成限定流动路径，该流动路径从绕组环形物400的内环形部分406延伸穿过绕组凸缘410至绕组环形物400的外环形部分408，并且接着从外环形部分408返回穿过绕组凸缘410至绕组环形物400的内环形部分406。此外，或在备选方案中，一个或多个挡板706可设置在绕组环形物400的外环形部分408内和/或在绕组环形物400的内环形部分内。例如，设置在外环形部分408内的一个或多个挡板706可构造成限定流动路径，该流动路径顺时针延伸穿过外环形部分408，并且接着沿逆时针方向返回穿过外环形部分408，或者反之亦然，诸如在相邻的涡流路径中断部310之间。设置在内环形部分406内的一个或多个挡板706可构造成限定流动路径，该流动路径顺时针延伸穿过内环形部分406，并且接着沿逆时针方向返回穿过内环形部分406，或者反之亦然，诸如在相邻的涡流路径中断部310之间。
47.将认识到的是，图5a-5c、图6a-6c以及图7a-7c中示出的示例性定子外壳302仅经由实例提供并且不旨在限制。在一些实施例中，图5a-5c、图6a-6c和/或图7a-7c中示出的特征中的一个或多个可相互组合，以提供再一些实施例。例如，定子外壳302可包括冷却结构500，冷却结构500具有蒸汽室502和流动路径700两者，流动路径700构造成允许工作流体从入口702流动至出口704。蒸汽室502和流动路径700可设为单独的冷却结构500，诸如物理上分离的冷却结构500和/或流体分离的冷却结构500。此外，或在备选方案中，蒸汽室502和流动路径700可设为单个集成的冷却结构，诸如具有彼此流体分离的蒸汽室502和流动路径700并且/或者具有彼此流体连通的蒸汽室502和流动路径700。
48.现在参照图8a-8d，进一步描述示例性冷却结构500。如示出的，示例性冷却结构可包括冷却本体800和至少部分地由冷却本体800限定的多个冷却导管802。冷却本体800可包括结构元件阵列，诸如格子结构、网状结构、芯吸结构、团聚结构等。在一些实施例中，冷却本体800可包括团聚结构，该团聚结构包括来自增材制造过程的烧结粉末材料和/或部分熔化的粉末材料。冷却本体800的至少一部分可包括格子、网状、芯吸和/或团聚结构的随机或
半随机构造。多个冷却导管802可包括曲折通路，用于工作流体流动穿过冷却结构500。在一些实施例中，冷却结构500可包括蒸汽室502。蒸汽室502可包括冷却本体800，冷却本体800以允许工作流体经由毛细作用传输穿过冷却结构500的芯吸结构504的形式来构造和布置。例如，格子、网状、芯吸和/或团聚结构可构造和布置有一大小，该大小提供允许毛细作用的芯吸结构504。蒸汽室502可包括冷却导管802中的一个或多个，其以一个或多个蒸汽通道506的形式来构造和布置。
49.如图8a-8f中示出的，冷却结构500内的工作流体可在一个或多个蒸发器部分508处蒸发。蒸发的工作流体可沿着蒸汽路径808从蒸发器部分508行进穿过冷却导管802中的一个或多个和/或蒸汽通道506至冷凝器部分510。工作流体可在一个或多个冷凝器部分510处冷凝。冷凝的工作流体可沿着冷凝路径810从冷凝器部分510行进穿过冷却本体800和/或芯吸结构504至蒸发器部分508。一个或多个冷却本体800和/或一个或多个芯吸结构504可绕着冷却结构500的外部部分设置(图8a和图8b)。一个或多个冷却导管802和/或一个或多个蒸汽通道506可绕着冷却结构500的内部部分设置(图8a和图8b)。此外，或在备选方案中，一个或多个冷却导管802和/或一个或多个蒸汽通道506可绕着冷却结构500的外部部分设置(图8c和图8d)。一个或多个冷却本体800和/或一个或多个芯吸结构504可绕着冷却结构500的内部部分设置(图8c和图8d)。
50.如图8e-8g中示出的，冷却结构500和/或蒸汽室502可以以彼此散布的冷却本体800部分和冷却导管802部分的三维阵列(诸如芯吸结构504和蒸汽通道506的三维阵列)的形式来构造。例如，冷却本体800和/或芯吸结构504的三维阵列可限定冷却导管802和/或蒸汽通道506的三维分叉通路。三维冷却结构500和/或蒸汽室502(诸如图8e-8g中示出的这些)可包括一个或多个蒸发器部分508和/或一个或多个冷凝器部分510，它们例如至少部分地基于冷却结构500的温度和/或温度梯度而可变地位于蒸汽室502内。例如，当冷却结构500的部分超过阈值温度时，位于其近侧的工作流体可蒸发并且行进穿过冷却导管802和/或蒸汽通道506。蒸发的工作流体可在低于阈值温度的冷却结构的部分处冷凝，并且接着经由毛细作用行进穿过冷却本体部分和/或芯吸结构，直到最终到达超过阈值温度的冷却结构500的另一部分。一个或多个蒸发器部分508和/或一个或多个冷凝器部分510的具体地点可在电机100的操作期间改变，诸如在不同的操作条件下和/或在冷却结构500的不同部分将热排放至冷却流体114时，冷却流体114沿着定子外壳302的一个或多个冷却表面108(诸如一个或多个定子冷却表面110)流动。
51.现在转向图9a和图9b，将描述形成用于电机100的定子外壳302的示例性方法900。定子外壳302可使用增材制造过程(诸如粉末床熔合过程)来形成。如本文中使用的，用语“增材制造”大体上指其中以逐层的方式制造构件的制造技术。定子外壳302可使用任何期望的增材制造技术来形成。在示例性实施例中，定子外壳302可使用增材制造技术来形成，该增材制造技术包括粉末床融合(pbf)技术，诸如直接金属激光熔化(dmlm)技术、电子束熔化(ebm)技术、电子束烧结(ebs)技术、选择性激光熔化(slm)技术、定向金属激光烧结(dmls)技术，或选择性激光烧结(sls)技术。在示例性pbf技术中，粉末材料的薄层按顺序施加于构建平面，并且接着以逐层的方式选择性地相互熔化或熔合，以形成一个或多个三维物体。增材制造的物体本质上为大体上整体的，并且可具有各种集成的子构件。
52.此外或备选地，合适的增材制造技术包括例如粘合剂喷射技术、熔融沉积成型
(fdm)技术、直接能量沉积(ded)技术、激光工程净成形(lens)技术、激光净成形制造(lnsm)技术、直接金属沉积(dmd)技术、数字光处理(dlp)技术、还原聚合(vp)技术、光固化成型(sla)技术，以及利用能量束的其它增材制造技术。增材制造技术可大体上描述为通过逐点、逐层(典型地沿竖直方向)构建物体来实现复杂物体的制作；然而，其它制作方法被设想并且在本公开的范围内。例如，虽然本文中的论述指用以形成连续的层的材料的添加，但是当前公开的主题可利用任何增材制造技术或其它制造技术(包括层添加过程、层减去过程，或混合过程)来实践。
53.本文中描述的增材制造过程可用于使用任何合适的构建材料形成构件。例如，构建材料可为金属、陶瓷或任何其它合适的构建材料。在示例性实施例中，构建材料可从非磁性或弱磁性的金属或金属合金(诸如钛或钛合金、铝或铝合金)之中选择。此外，或在备选方案中，构建材料可选自具有低电导率的金属或金属合金。有利地，此类非磁性或弱磁性的金属或金属合金(和/或低电导率的金属或金属合金)可在电机100的操作期间展现相对低的楞次效应。此类材料有时可被称为“非参与”材料，因为材料大体上不参与生成由电机100提供的电磁力。增材制造过程可利用呈任何合适形式(包括固体、液体、粉末、片材、线，或任何其它合适的形式)的构建材料。
54.仍然参照图9a-9d，示例性方法900可包括在框902处增材制造定子外壳302，定子外壳302包括限定流体域950(图9b)的冷却结构500。定子外壳302可包括工作流体供应端口952，工作流体供应端口952提供工作流体源954与由冷却结构500限定的流体域950(图9c)之间的流体连通。示例性方法900可包括在框904处将工作流体源954联接于定子外壳302并且将工作流体956引入到由冷却结构500限定的流体域950(图9c)中。经由实例，工作流体源954可诸如经由供应软管958等联接于定子外壳302的工作流体供应端口952。示例性方法900可包括在框906处利用包含在冷却结构500的流体域950内的工作流体956密封冷却结构500。
55.在一些实施例中，流体域950可利用补片960密封，诸如通过将熔融材料添加至定子外壳302至具有工作流体供应端口952的冷却结构的部分。流体供应端口952的至少一部分可在密封冷却结构500时被移除。流体域950可在适合于允许流体域作为蒸汽室502操作的压力水平处在真空下密封，使得工作流体可在例如对应于电机100的预期操作条件的期望温度处蒸发和冷凝。例如，工作流体956可加热至合适的温度(诸如沸腾温度)，由此从流体域950和/或蒸汽室502清除非冷凝气体。蒸汽室502可接着关于处于加热状态(诸如在维持此类加热条件时)的工作流体956密封。真空可通过允许工作流体956冷却来提供。可选择任何合适的工作流体956。合适的工作流体包括具有相对高潜热、相对高表面张力、相对高热导率以及与电机100的预期操作条件相称的合适沸点的这些工作流体。
56.现在转向图10，将描述使电机冷却的示例性方法1000。示例性方法1000可包括在框1002处操作电机100，电机100包括生成热的多个操作元件200。电机100可包括具有冷却结构500的定子外壳302，冷却结构500限定包含工作流体956的流体域950。冷却结构500可包括蒸汽室502。示例性方法1000可包括在框1004处加热工作流体956并且使工作流体956流动穿过流体域950。流体域950可包括多个冷却导管802，诸如多个蒸汽通道506。示例性方法1000可包括在框1006处将热从冷却结构500传递至冷却流体114，冷却流体114沿着一个或多个冷却表面108(诸如一个或多个定子冷却表面110和/或一个或多个转子冷却表面
112)流动，接触电机100的表面(诸如定子组件102的表面和/或转子104的表面)。例如，一个或多个冷却表面108(诸如一个或多个定子冷却表面110)可提供冷却流体114，冷却流体114接触定子外壳302的表面，诸如包括多个冷却翅片314的定子外壳302的表面。一个或多个冷却表面108可绕着电机100的径向向内部分设置，如例如图1a和图1b中示出的。此外，或在备选方案中，一个或多个冷却表面108可绕着电机100的径向向外部分设置。
57.冷却结构500可包括蒸汽室502。示例性方法1000可包括在框1008处在冷却结构500的一个或多个蒸发器部分508处(诸如在蒸汽室502的一个或多个蒸发器部分508处)蒸发工作流体956。在框1010处，示例性方法1000可包括在冷却结构500的一个或多个冷凝器部分510处(诸如在蒸汽室502的一个或多个冷凝器部分510处)冷凝工作流体956。当工作流体956蒸发时，由工作流体吸收的蒸发潜热使冷却结构的蒸发器部分508冷却。蒸发的工作流体956增加蒸汽压力，这驱动从蒸汽室502的蒸发器部分508至蒸汽室502的冷凝器部分510的质量传递。当工作流体956冷凝时，潜热从工作流体956释放，在一些实施例中，一个或多个蒸发器部分508和/或一个或多个冷凝器部分510可例如至少部分地基于冷却结构500的温度和/或温度梯度而可变地位于蒸汽室502内。
58.本发明的另外的方面由以下条款的主题提供：1.一种电机，其包括：定子组件，其包括定子外壳；和一个或多个转子，其由转子轴组件联接于所述定子；其中所述定子外壳包括冷却结构，所述冷却结构包括多个冷却本体部分和由所述多个冷却本体部分限定的多个冷却导管。
59.2.根据本文中的任何条款所述的电机，其中所述定子外壳包括绕组环形物和冷却结构，所述绕组环形物限定分别构造成接收电磁元件的多个绕组槽，所述冷却结构设置在所述绕组环形物的至少一部分内。
60.3.根据本文中的任何条款所述的电机，其中所述定子外壳包括：绕组环形物，其限定分别构造成接收电磁元件的多个绕组槽，以及所述冷却结构的至少一部分，其设置在所述绕组环形物的至少一部分内。
61.4.根据本文中的任何条款所述的电机，其中所述定子外壳包括：多个冷却翅片，以及设置在所述多个冷却翅片的至少一部分内的所述冷却结构的至少一部分。
62.5.根据本文中的任何条款所述的电机，其中所述冷却结构包括：蒸汽室，所述蒸汽室包括内部芯吸结构和一个或多个蒸汽通道。
63.6.根据本文中的任何条款所述的电机，其中所述冷却结构包括：一个或多个蒸发器部分和一个或多个冷凝器部分。
64.7.根据本文中的任何条款所述的电机，其中所述绕组环形物包括：内环形部分、外环形部分，以及设置在所述内环形部分与所述外环形部分之间的多个绕组凸缘；并且其中所述冷却结构包括：一个或多个蒸发器部分和一个或多个冷凝器部分，其中所述一个或多个蒸发器部分绕着所述多个绕组凸缘设置，并且其中所述一个或多个冷凝器部分绕着所述内环形部分和/或所述外环形部分设置。
65.8.根据本文中的任何条款所述的电机，其中所述绕组环形物包括多个冷却翅片，并且其中所述冷却结构包括：一个或多个蒸发器部分，其绕着在所述多个冷却翅片的相对远侧的、所述冷却结构的地点设置；以及一个或多个冷凝器部分，其绕着在所述多个冷却翅片的相对近侧的、所述冷却结构的地点设置。
66.9.根据本文中的任何条款所述的电机，其中所述多个冷却翅片限定所述冷却结构的所述一个或多个冷凝器部分的至少部分。
67.10.根据本文中的任何条款所述的电机，其中所述冷却结构包括：一个或多个蒸发器部分和一个或多个冷凝器部分，其中所述一个或多个蒸发器部分和/或所述一个或多个冷凝器部分具有可变地点，所述可变地点至少部分地取决于可在所述电机的操作期间存在的所述冷却结构的一个或多个温度梯度。
68.11.根据本文中的任何条款所述的电机，其中所述冷却结构限定流动路径，所述流动路径构造成允许工作流体从入口流动至出口。
69.12.根据本文中的任何条款所述的电机，其中所述冷却结构包括格子结构、网状结构、芯吸结构，和/或团聚结构。
70.13.根据本文中的任何条款所述的电机，其中所述冷却结构包括团聚结构，所述团聚结构包括来自用于形成所述定子外壳的增材制造过程的烧结粉末材料和/或部分熔化的粉末材料。
71.14.根据本文中的任何条款所述的电机，其中所述冷却结构包括蒸汽室，所述蒸汽室包括芯吸结构和一个或多个蒸汽通道。
72.15.根据本文中的任何条款所述的电机，其中所述冷却结构包括彼此散布的冷却本体部分和冷却导管部分的三维阵列。
73.16.根据本文中的任何条款所述的电机，其中所述冷却结构包括格子、网状、芯吸和/或团聚结构的随机或半随机构造。
74.17.根据本文中的任何条款所述的电机，其中所述定子外壳包括由增材制造过程形成的单个集成构件。
75.18.一种形成用于电机的定子外壳的方法，所述方法包括：增材制造包括冷却结构的定子外壳，所述冷却结构限定流体域；将热传递流体源联接于所述定子外壳并且将工作流体引入到由所述冷却结构限定的所述流体域中；以及关于包含在所述冷却结构的所述流体域内的所述工作流体来密封所述冷却结构。
76.19.根据本文中的任何条款所述的方法，其中所述定子外壳包括绕组环形物和冷却结构，所述绕组环形物限定分别构造成接收电磁元件的多个绕组槽，所述冷却结构设置在所述绕组环形物的至少一部分内，其中所述冷却结构包括多个冷却本体部分和由所述多个冷却本体部分限定的多个冷却导管。
77.20.根据本文中的任何条款所述的电机，其中所述定子外壳包括单个集成构件。
78.21.根据本文中的任何条款所述的方法，所述方法包括：加热所述工作流体并且从所述流体域清除非冷凝气体；以及关于处于加热状态的所述工作流体来密封所述冷却结构。
79.22.根据本文中的任何条款所述的方法，其中所述电机根据本文中的任何条款构造。
80.23.一种使电机冷却的方法，所述方法包括：操作包括多个操作元件的电机，所述多个操作元件生成热，所述电机包括具有冷却结构的定子外壳，所述冷却结构限定包含工作流体的流体域；加热所述流体域中的所述工作流体并且使所述工作流体流动穿过所述流体域；以及将热从所述冷却结构传递至冷却流体，所述冷却流体沿着一个或多个冷却表面
流动，接触所述电机的表面。
81.24.根据本文中的任何条款所述的方法，其中所述电机包括定子组件、一个或多个转子、将所述一个或多个转子联接于所述定子组件的转子轴组件，以及包括多个电磁元件的多个操作元件，其中所述定子组件包括定子外壳，所述定子外壳包括绕组环形物，其限定分别收纳所述多个电磁元件中的对应电磁元件的多个绕组槽，以及冷却结构，其设置在所述绕组环形物的至少一部分内，其中所述冷却结构包括多个冷却本体部分和由所述多个冷却本体部分限定的多个冷却导管，其中所述多个冷却导管限定包含工作流体的流体域，并且其中操作所述电机包括所述多个操作元件生成热。
82.25.根据本文中的任何条款所述的方法，所述方法包括：至少部分地通过所述多个操作元件生成热来加热所述流体域中的所述工作流体，并且使所述工作流体流动穿过所述流体域。
83.26.根据本文中的任何条款所述的方法，所述方法包括：在所述冷却结构的一个或多个蒸发器部分处蒸发工作流体；以及在所述冷却结构的一个或多个冷凝器部分处冷凝工作流体。
84.22.根据本文中的任何条款所述的方法，其中所述电机根据本文中的任何条款构造。
85.该书面的描述使用示例性实施例以描述当前公开的主题(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践此类主题(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。当前公开的主题的可授予专利权的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。