电机和用于冷却这种电机的方法与流程

本公开总体上涉及电机。在特定方面，本公开涉及电机和对这种电机的冷却。本发明可以应用于重型交通工具，例如卡车、公共汽车和建筑装备。尽管可能针对特定交通工具来描述本公开，但本公开不限于任何特定交通工具。

背景技术：

1、电机通常由固定的定子和被支撑以相对于定子旋转的转子来设计。定子具有定子芯和端部匝，该端部匝轴向突出超出定子芯。在操作期间，这些端部匝将受到很大的加热，需要限制该加热，以便允许电机以期望的性能水平运行。因此，已经提出了各种冷却方法。

2、冷却定子的端部匝的一种有效方式是实施直接油冷却，这实际上意味着端部匝暴露于冷却油流。然而，人们已经认识到，端部匝的高温(在某些条件期间可能高达200℃)可能会导致冷却油过热。这种过热可能导致冷却性能恶化并缩短冷却油的使用寿命。

3、鉴于此，需要提高电机中的冷却效率。

技术实现思路

1、根据本公开的第一方面，提供了一种电机。该电机包括包围转子和定子的壳体，其中所述定子包括定子芯和端部匝，该端部匝轴向延伸超出该定子芯。该电机还包括向定子的端部匝提供油流的第一冷却系统、以及具有轴向端部区段的第二冷却系统，该轴向端部区段与定子的端部匝的轴向位置重叠。第二冷却系统的轴向端部区段设置有一个或多个冷却翅片。

2、本公开的第一方面可以寻求减少用于冷却定子的端部匝的冷却油上的热负荷。技术益处可以包括提高电机的冷却性能并延长冷却油的使用寿命。

3、定子的端部匝可以布置在第一冷却系统和第二冷却系统之间，使得第一冷却系统的冷却油被允许流过第二冷却系统的所述一个或多个冷却翅片。

4、可选地，第一冷却系统包括至少一个油出口，以用于将油流引导到定子的端部匝。技术益处可以包括用于将冷却油引导到定子的端部匝的有效手段，从而确保冷却油正确地流动到其期望位置。

5、可选地，第二冷却系统包括水套。技术益处可以包括使用容易获得的介质进行有效冷却。

6、可选地，第一冷却系统的所述至少一个油出口相对于定子的端部匝径向向内布置。技术益处可以包括：冷却油在电机的运行期间向外流动，从而将冷却油有效地分布在定子的端部匝上，以改进对这些端部匝的冷却。

7、可选地，第二冷却系统相对于定子的端部匝径向向外布置。技术益处可以包括改进对油的冷却，因为第二冷却系统在电机的运行期间布置在冷却油的径向向外的流动路径中。

8、可选地，第二冷却系统形成所述壳体的一部分。技术益处可以包括减少电机的部件数量。

9、可选地，所述一个或多个冷却翅片从所述壳体径向向内突出。技术益处可以包括减少冷却油的流动路径，从而也降低对冷却油过度加热的风险。

10、可选地，第一冷却系统的所述至少一个油出口相对于定子的端部匝径向向外布置。技术益处可以包括改进对第一冷却系统的接近(access)，因为它至少部分地径向布置在端部匝的外部。

11、可选地，第二冷却系统相对于定子的端部匝径向向内布置。技术益处可以包括提高对油的冷却效果，因为油流将具有向内的方向。

12、可选地，第二冷却系统形成转子的一部分。技术益处可以包括使用已经存在的转子充当冷却装置，从而降低电机的复杂性。

13、可选地，所述一个或多个冷却翅片从转子径向向外突出。技术益处可以包括减少冷却油的流动路径，从而也降低对冷却油过度加热的风险。

14、可选地，所述一个或多个冷却翅片沿轴向、沿周向或以轴向和周向的任意组合延伸。技术益处可以包括调节冷却翅片的功能的可能性，因为它们可以沿轴向是直的或相对于电机的旋转轴线稍微扭转、或者是周向环形的或甚至螺旋延伸的。

15、可选地，第一冷却系统包括至少一个油出口，以用于将油流引导到定子的端部匝，其中第二冷却系统包括水套，其中所述一个或多个冷却翅片沿轴向、沿周向或以轴向和周向的任意组合延伸。第一冷却系统的所述至少一个油出口相对于定子的所述端部匝径向向内布置，第二冷却系统相对于定子的端部匝径向向外布置，第二冷却系统形成壳体的一部分，并且所述一个或多个冷却翅片从壳体径向向内突出。可替代地，第一冷却系统的所述至少一个油出口相对于定子的所述端部匝径向向外布置，第二冷却系统相对于定子的端部匝径向向内布置，第二冷却系统形成转子的一部分，并且所述一个或多个冷却翅片从转子径向向外突出。

16、根据本公开的第二方面，提供了一种交通工具。该交通工具包括根据第一方面的电机。技术益处可以包括提高了交通工具的性能和可使用性。

17、根据第三方面，提供了一种用于冷却电机的方法。该方法包括操作第一冷却系统以向电机的定子的端部匝提供冷却油流。该方法进一步包括：操作第二冷却系统以冷却与定子的端部匝相互作用之后的冷却油；以及通过允许该冷却油流过第二冷却系统的一个或多个冷却翅片而从该冷却油去除多余的热量。

18、定子的端部匝可以布置在第一冷却系统和第二冷却系统之间。

19、对于上述方面，提供了一种电机。该电机包括第一冷却系统和第二冷却系统。第一冷却系统被构造成向定子的端部匝提供油流。第二冷却系统包括冷却翅片，该冷却翅片被布置成与端部匝的位置轴向重叠。

20、第一冷却系统和第二冷却系统可以布置在定子的端部匝的沿径向相反的两侧。第一冷却系统可提供油流，使得油被径向向内引导到定子的端部匝上。在这种情况下，冷却翅片相对于所述端部匝径向向内布置。在另一个示例中，第一冷却系统可以提供油流，使得油被径向向外引导到定子的端部匝上。在这种情况下，冷却翅片相对于所述端部匝径向向外布置。

21、第一冷却系统和第二冷却系统可以是流体冷却系统。第一冷却系统可以被构造成提供油流，而第二冷却系统可以是水冷系统。

22、所述一个或多个冷却翅片可以具有轴向延伸部。所述一个或多个冷却翅片可以朝向定子的端部匝突出。所述一个或多个冷却翅片可以具有附接到机器结构(例如壳体或转子)的一端、以及面向定子的端部匝的一个相反端。

23、所公开的方面、示例(包括任何优选示例)和/或所附权利要求可以适当地彼此组合，这对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。

24、附加的特征和优点在下面的描述、权利要求书和附图中公开，并且部分地对于本领域技术人员来说将是显而易见的或者通过实践本文所描述的公开而认识到。本文还公开了与上述技术益处相关联的控制单元、计算机可读介质和计算机程序产品。

技术特征：

1.一种电机，包括壳体(50)，所述壳体(50)包围转子(30)和定子(40)，其中所述定子(40)包括定子芯(42)和端部匝(46)，所述端部匝(46)轴向延伸超出所述定子芯(42)，

2.根据权利要求1所述的电机，其中，所述第一冷却系统(70)包括至少一个油出口(76)，以用于将油流(72)引导到所述定子(40)的所述端部匝(46)。

3.根据权利要求1-2中的任一项所述的电机，其中，所述第二冷却系统(80)包括水套(82)。

4.根据权利要求2所述的电机，其中，所述第一冷却系统(70)的所述至少一个油出口(76)相对于所述定子(40)的所述端部匝(46)径向向内布置。

5.根据权利要求4所述的电机，其中，所述第二冷却系统(80)相对于所述定子(40)的所述端部匝(46)径向向外布置。

6.根据权利要求4或5所述的电机，其中，所述第二冷却系统(80)形成所述壳体(50)的一部分。

7.根据权利要求4或5所述的电机，其中，所述一个或多个冷却翅片(84)从所述壳体(50)径向向内突出。

8.根据权利要求2所述的电机，其中，所述第一冷却系统(70)的所述至少一个油出口(76)相对于所述定子(40)的所述端部匝(46)径向向外布置。

9.根据权利要求8所述的电机，其中，所述第二冷却系统(80)相对于所述定子(40)的所述端部匝(46)径向向内布置。

10.根据权利要求8或9所述的电机，其中，所述第二冷却系统(80)形成所述转子(30)的一部分。

11.根据权利要求8或9所述的电机，其中，所述一个或多个冷却翅片(84)从所述转子(30)径向向外突出。

12.根据权利要求1-2、4-5和8-9中的任一项所述的电机，其中，所述一个或多个冷却翅片(84)沿轴向、沿周向或以轴向和周向的任意组合延伸。

13.根据权利要求1所述的电机，其中，所述第一冷却系统(70)包括至少一个油出口(76)，以用于将油流(72)引导到所述定子(40)的所述端部匝(46)，其中所述第二冷却系统(80)包括水套(82)，其中所述一个或多个冷却翅片(84)沿轴向、沿周向或以轴向和周向的任意组合延伸，并且

14.一种交通工具，包括根据权利要求1-13中的任一项所述的电机(10)。

15.一种用于冷却电机的方法(100)，包括：

技术总结提供了一种电机和用于冷却这种电机的方法。该电机(10)包括包围转子(30)和定子(40)的壳体(50)，其中所述定子(40)包括定子芯(42)和端部匝(46)，该端部匝(46)轴向延伸超出定子芯(42)。电机(10)还包括向定子(40)的端部匝(46)提供油流(72)的第一冷却系统(70)以及具有轴向端部区段的第二冷却系统(80)，该轴向端部区段与定子(40)的端部匝(46)的轴向位置重叠。第二冷却系统(80)的轴向端部区段设置有一个或多个冷却翅片(84)。技术研发人员：高峰,伊瓦尔·阿尔姆,罗纳德·苏希奇,伊拉兹马斯·安德松,尼基·马尼亚克希娅,约翰·洛德受保护的技术使用者：沃尔沃卡车集团技术研发日：技术公布日：2024/7/25