電動的制造方法
【專利摘要】一種包括轉(zhuǎn)子和定子的電動機(jī)。所述定子圍繞所述轉(zhuǎn)子，具有上半部分、下半部分和線繞組，并且相對于驅(qū)動單元殼體固定。定子通過由外部來源供應(yīng)并且流動到和經(jīng)過上半部分的流體靠重力進(jìn)給而被冷卻。所述電動機(jī)還包括相對于定子固定的流體攔擋部。流體攔擋部被構(gòu)成為用于引導(dǎo)流體圍繞定子并且遮擋轉(zhuǎn)子使其免受流動經(jīng)過定子的流體影響，由此限制轉(zhuǎn)子和定子之間的流體的量，從而控制電動機(jī)上的轉(zhuǎn)動損失。也公開了采用上述的電動機(jī)的機(jī)電驅(qū)動單元。
【專利說明】電動機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用在機(jī)動車輛的動力系統(tǒng)中的電動機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了生產(chǎn)更高效的車輛，混合車輛動力系統(tǒng)結(jié)合了(一個或者多個)電動機(jī)和傳統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。來自于發(fā)動機(jī)和(一個或者多個)電動機(jī)的扭矩通常通過變速器被引導(dǎo)到車輛的從動輪上?；旌宪囕v動力系統(tǒng)的效率通常與驅(qū)動狀態(tài)和除了電動機(jī)之外或者代替電動機(jī)來運行發(fā)動機(jī)以為車輛提供動力的時間的百分比相關(guān)。
[0003]有些混合動力傳動系采用與發(fā)動機(jī)結(jié)合的單一的電動機(jī)。在這樣的動力系統(tǒng)中，變速器輸出，以及由此關(guān)聯(lián)的車輛速度，直接涉及到發(fā)動機(jī)和電動機(jī)的速度和扭矩。其他的混合動力傳動系采用與發(fā)動機(jī)組合的兩個電動機(jī)，以為車輛提供動力。此外，車輛可以采用純電力推進(jìn)。在這種情況下，車輛的動力系統(tǒng)具有一個或者多個電動機(jī)-發(fā)電機(jī)并且沒有內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。
[0004]在混合或者純電動動力系統(tǒng)中，(一個或者多個)電動機(jī)可操作地連接到具有行星齒輪裝置的變速器上，由此電動機(jī)的扭矩和速度可被選定為獨立于車輛速度和所需的加速度。在混合動力傳動系中，發(fā)動機(jī)的控制通常通過改變(一個或者多個)電動機(jī)提供的各個扭矩來獲得。因此，這樣的混合和純電動動力系統(tǒng)每個可具有由它們的電動機(jī)提供的可選擇的扭矩，并且在混合動力傳動系的情況下，同樣可具有由驅(qū)動附屬的車輛的發(fā)動機(jī)提供的可選擇的扭矩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]一種包括轉(zhuǎn)子和定子的電動機(jī)。所述定子圍繞所述轉(zhuǎn)子，具有上半部分、下半部分和線繞組，并且相對于驅(qū)動單元殼體固定。定子通過由外部來源供應(yīng)并且流動到和經(jīng)過上半部分的流體并靠重力進(jìn)給而被冷卻。所述電動機(jī)還包括相對于定子固定的流體攔擋部。流體攔擋部被構(gòu)成為用于繞定子引導(dǎo)流體，并且遮擋轉(zhuǎn)子以使其免受流動經(jīng)過定子的流體的影響，由此限制在轉(zhuǎn)子和定子之間的流體的量，從而控制電動機(jī)中的旋轉(zhuǎn)損失。
[0006]電動機(jī)還包括杯體，其設(shè)置在所述定子的下半部分的正下方，并且構(gòu)成為用于捕獲圍繞所述定子被引導(dǎo)的流體。所述杯體可限定容積，其足以在被捕獲的流體中浸沒并且冷卻所述定子的下半部分的至少一部分。
[0007]所述杯體相對于所述定子固定。
[0008]所述杯體包括限定排放部的底部，所述排放部構(gòu)成為用于限制流體在所述杯體中的停留時間。
[0009]所述流體攔擋部被固定到所述定子。
[0010]所述流體攔擋部具有彎曲形狀，并且在所述線繞組的下方或者在線繞組的上方被附接到所述定子。
[0011]所述定子包括多個槽。在這種情況下，流體攔擋部減少了流體通過所述多個槽的滴漏和向所述轉(zhuǎn)子的滴落。
[0012]所述多個槽的每一個被包覆在所述槽襯里中，同時所述流體攔擋部構(gòu)成為所述槽襯里的延伸體。
[0013]所述線繞組包括線繞圈，同時所述流體攔擋部構(gòu)成為被插入到所述繞圈中的多個塞子。
[0014]還公開了采用上述電動機(jī)的機(jī)電驅(qū)動單元。該機(jī)電驅(qū)動單元聯(lián)合動力源，例如內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，可作為安裝在車輛上并且構(gòu)成用于發(fā)動和推進(jìn)車輛的混合動力傳動系的一部分。
[0015]當(dāng)結(jié)合附圖和所附權(quán)利要求書，從下面的用于實現(xiàn)所述發(fā)明的(一個或多個)實施例和(一個或多個)最佳方式的具體說明中，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢以及其他特征和優(yōu)勢容易地顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是采用具有至少一個電動機(jī)/發(fā)電機(jī)的電可變變速器(EVT)的混合動力電動車輛的示意圖。
[0017]圖2是圖1所示的EVT的局部近距截面?zhèn)纫晥D，其中，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)包括一種實施例的構(gòu)成為用于遮擋電動機(jī)/發(fā)電機(jī)的電動機(jī)使其免于遭受冷卻流體影響的流體攔擋部和構(gòu)成為用于捕獲從流體攔擋部流下的流體的杯體。
[0018]圖3是圖2所示的電動機(jī)/發(fā)電機(jī)的截面正視圖。
[0019]圖4是圖3所示的電動機(jī)/發(fā)電機(jī)的截面?zhèn)纫晥D。
[0020]圖5是圖2所示的電動機(jī)/發(fā)電機(jī)的截面正視圖，示出了根據(jù)另一實施例的流體攔擋部。
[0021]圖6是根據(jù)再一實施例的流體攔擋部的近距截面圖。
[0022]圖7是根據(jù)再另一實施例的流體攔擋部的近距截面圖。
【具體實施方式】
[0023]參考附圖，其中，相同的附圖標(biāo)記指示相同的部件，圖1示出了車輛10。車輛10包括混合動力傳動系12，其構(gòu)成為用于發(fā)動和推進(jìn)車輛，S卩，用于通過驅(qū)動輪14在低路面速度和高路面速度之間的全部速度范圍內(nèi)操作車輛。如圖所示，混合動力傳動系12包括多個動力源，其可以包括內(nèi)燃發(fā)動機(jī)16、第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)20。發(fā)動機(jī)16可操作地連接到機(jī)電驅(qū)動單元，其被描述為“電可變變速器”(EVT) 22。如額外所示的，第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18、20物理地設(shè)置在EVT22的內(nèi)部。
[0024]本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，“電可變變速器”構(gòu)成了換擋裝置(gearingarrangement )24，其通常構(gòu)成為變速器行星齒輪系，其可操作地連接到發(fā)動機(jī)16、第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)20的每一個上。將發(fā)動機(jī)16和兩個電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18和20的各扭矩引導(dǎo)到行星齒輪系的不同構(gòu)件上，這允許其中一個動力源輔助或者平衡另外兩個動力源中的任一個的操作。因此，一個發(fā)動機(jī)16和可操作地連接到EVT22上的兩個電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18和20的組合允許發(fā)動機(jī)和電動機(jī)/發(fā)電機(jī)的速度和扭矩被控制并且被獨立地選擇，以更加高效地為車輛10提供動力。[0025]車輛10另外包括具有一個或者多個電池的能量存儲系統(tǒng)，電池沒有被具體示出，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員是知道的。能量存儲系統(tǒng)可操作地連接到電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18和20上，以使得電動機(jī)/發(fā)電機(jī)可將扭矩傳遞到發(fā)動機(jī)16或者可接收來自發(fā)動機(jī)16的扭矩。雖然沒有示出，但是車輛10也包括控制器或者電控制單元(ECU)。控制器可操作地連接到動力源上，并且連接到能量存儲系統(tǒng)上，用于控制來自動力源的扭矩到換擋裝置24上的分配。
[0026]雖然混合動力傳動系12示出為包括發(fā)動機(jī)16，但是EVT22也可被單獨連接到第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18、20。在這種情況下，動力系統(tǒng)12不再是混合動力類型的，而變成了純電動的，并且EVT22然后可以被更加寬泛地被描述為機(jī)電驅(qū)動單元。為了簡化和清楚的目的，本說明書的其余部分將機(jī)電驅(qū)動單元稱為連接到發(fā)動機(jī)16和電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18、20的EVT22。另外，與其他系統(tǒng)相比，混合動力傳動系12的連接(將在下文中進(jìn)行更加具體的說明)可允許來自第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18和20的組合的扭矩需求總體下降，同時提供更可接受的車輛性能。
[0027]如圖2所示，EVT22包括可操作地連接到發(fā)動機(jī)16的輸入構(gòu)件26和可操作地連接到驅(qū)動輪14的輸出構(gòu)件28。EVT22也包括用作固定構(gòu)件的驅(qū)動單元殼體30，某些扭矩傳輸裝置(未示出)可以根據(jù)需要固定到該殼體，以實現(xiàn)不同的傳動比之間的變換。換擋裝置24可操作地連接到輸出和輸入構(gòu)件26、28每一個。EVT22也包括泵32，其可被上述的能量存儲系統(tǒng)電驅(qū)動。泵32構(gòu)成為用于循環(huán)EVT22內(nèi)部的流體34，例如具體說是特別配方的變速器油。
[0028]如圖2所示，第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18、20中的每一個都包括由軸承37支撐且可操作地連接到換擋裝置24的轉(zhuǎn)子36。第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18、20中的每一個包括圍繞轉(zhuǎn)子36的定子38。定子38相對于驅(qū)動單元殼體30固定。氣隙39存在于轉(zhuǎn)子36和定子38之間。定子38包括線繞組40。第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18、20中的每一個包括構(gòu)成為用于將轉(zhuǎn)子36和定子38保持在EVT22內(nèi)部的電動機(jī)殼體42。流體34被朝向電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18、20供應(yīng)，以使得相應(yīng)電動機(jī)/發(fā)電機(jī)的定子38經(jīng)由流體冷卻，所述流體通過重力進(jìn)給(gravity feed)而與定子的接觸。
[0029]流體腔室44可形成在驅(qū)動單元殼體30和電動機(jī)殼體42之間。在EVT22的操作過程中，流體腔室44可直接從泵32或者通過設(shè)置在驅(qū)動單元殼體30中且與泵流體連通的供應(yīng)進(jìn)給部46接收流體34。流體腔室44可通過設(shè)置在驅(qū)動單元殼體30和電動機(jī)殼體42(未示出)之間的多個密封件48密封，或者保持對EVT22的其他內(nèi)部部件開放。在密封的流體腔室44的情況下，流體34隨后可從腔室通過重力進(jìn)給并經(jīng)由進(jìn)給通道49供應(yīng)。
[0030]如圖3所示，定子38具有跨越約180度的上半部分(top half) 38_1和跨越定子截面的剩余約180度的基本徑向相對的下半部分(bottom half) 38-2。流體34被進(jìn)給到每個電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18、20的附近，從而定子38被流動或者滴到上半部分38-1上并且從其上經(jīng)過的流體冷卻。流體34可以流動穿過線繞組40并且流動到轉(zhuǎn)子36上。此外，流體34可以在轉(zhuǎn)子36和定子38之間收集，并且也可以在這些部件之間產(chǎn)生液壓拖曳力，由此增加旋轉(zhuǎn)損失，并且減少相應(yīng)電動機(jī)/發(fā)電機(jī)的操作效率。如圖3所示，流體攔擋部(fluiddam) 50相對于電動機(jī)殼體42固定。另外如圖所不，流體攔擋部50可以設(shè)置在轉(zhuǎn)子36和定子38之間。[0031]流體攔擋部50構(gòu)成為用于引導(dǎo)定子38周圍的流體34，并且擋住轉(zhuǎn)子36使其免受通過且穿過定子流動或者滴落的流體的影響。流體攔擋部50的這種遮擋作用限制在轉(zhuǎn)子36和定子38之間的氣隙39中的流體34的量，并且用于控制或者減少電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18、20的旋轉(zhuǎn)損失。流體攔擋部50可直接固定到定子38上。如圖2所示，流體攔擋部50可具有完全形狀或者倒扣的碗狀形狀，并且基本圍繞整個上半部分38-1延伸，由此保證流體不滴到轉(zhuǎn)子36上。在該情況下，術(shù)語“基本”意味著流體攔擋部50可以在跨越定子的上半部分38-1的180度的+/-20度范圍內(nèi)延伸。流體攔擋部50可以附接到定子38，在線繞組40的下方或者上方，只要被認(rèn)為更加合適于電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18、20內(nèi)部的具體空間和包裝限制即可。
[0032]從圖2中可以看出，線繞組40包括線末端匝或者繞圈52。流體攔擋部50可構(gòu)成為多個紙楔(paper wedge,在圖6中示出)或者塞子(未示出),其被插進(jìn)預(yù)先纏繞的線繞圈52中，并且隨后用清漆密封或者覆蓋，以用于可靠地保持。流體攔擋部50塞子可以由耐高溫泡沫形成，該泡沫可以在定子38的最后制備的過程中由所述的清漆灌注。如圖3所示，定子38可以包括多個互相間隔的槽54。槽54通常被包括，以在電動機(jī)中——例如電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18和20中——產(chǎn)生瞬時磁場的所需分布。在電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18、20具有槽54的情況下，流體攔擋部50可以減少流體34通過槽、氣隙39滴落到轉(zhuǎn)子36上。如圖7所示，多個槽54中的每一個可以被包覆在槽襯里56中。流體攔擋部50可以構(gòu)成為槽襯襯里56的延伸部或者翼部。
[0033]如圖2-5所示，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18、20也可以包括杯體58，其設(shè)置在定子38的下半部分38-2的正下方。杯體58構(gòu)成為用于捕獲通過流體攔擋部50而在定子38周圍被引導(dǎo)的流體34。因此，如圖3所示，杯體58充分地圍繞定子38的下半部分38_2延伸，以捕獲從流體攔擋部50流出的至少一部分流體。換句話說，在水平平面59，杯體58延伸超出流體攔擋部50的跨度。杯體58可以限定容積60，并且成形為在捕獲的流體34中足以浸沒并且冷卻至少一部分下半部分38-2的形狀。杯體58可以相對于定子38固定。另外，杯體58可以具有最低或者底部部分62，其限定了排放部64，該排放部構(gòu)成為用于限制流體34在杯體中的停留時間。換句話說，排放部64限定了足以以預(yù)定速率虹吸來自于杯體58的流體34的孔。
[0034]得益于流體攔擋部50和杯體58的冷卻和潤滑在去除熱應(yīng)力方面對電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18、20來說是有利的，該熱應(yīng)力是當(dāng)電流在EVT22的操作過程中反復(fù)流過線繞組時經(jīng)常由線繞組40經(jīng)受的。因此，通過排放到線繞組40上的流體34的連續(xù)冷卻將用于降低定子38的溫度，并且增加具體電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18或者20的操作窗口(operating window)、壽命和可靠性。此外，重力將被用于將流體34沉積到線繞組上，同時流體攔擋部50單獨地或者與底部62 —起可以有利地被用于通過流體有效地冷卻和/或潤滑定子38，不增加相應(yīng)電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18、20的旋轉(zhuǎn)損失。
[0035]具體的說明和附圖或者圖片可支持或者說明本發(fā)明，但是本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求書限定。雖然已經(jīng)具體地說明了用于實現(xiàn)要求保護(hù)的發(fā)明的有些最佳方式和其他實施例，但是存在用于實現(xiàn)所附的權(quán)利要求書中限定的本發(fā)明的各種可選擇的設(shè)計和實施例。此外，附圖中示出的實施例或者本說明書中提到的各種實施例的特征不是必須被理解為互相獨立的實施例。更確切地說，在實施例的例子中的一個中說明的每個特征能夠與其他實施例的一個或者多個其他所需特征結(jié)合，這導(dǎo)致了其他實施例沒有以文字或者參照附圖進(jìn)行說明。因此，這樣的其他實施例落入所附的權(quán)利要求書的范圍的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0036]關(guān)聯(lián)申請的交叉引用
[0037]本申請要求2012年12月21日提交的N0.61/745，233號美國臨時申請的權(quán)益，該臨時申請的全部內(nèi)容通過引用被并入本文中。
【權(quán)利要求】
1.一種電動機(jī),其包括: 轉(zhuǎn)子； 圍繞所述轉(zhuǎn)子的定子，其具有上半部分、下半部分和線繞組，并且相對于驅(qū)動單元殼體固定，其中，所述定子通過重力進(jìn)給經(jīng)由外部來源供應(yīng)并且流動到且流動經(jīng)過所述上半部分的流體而被冷卻；和 流體攔擋部，其相對于所述定子固定，并且構(gòu)成為用于繞所述定子引導(dǎo)流體，并且遮擋所述轉(zhuǎn)子以使其免受流動經(jīng)過所述定子的流體的影響，由此限制在所述轉(zhuǎn)子和所述定子之間的流體的量，從而控制所述電動機(jī)中的旋轉(zhuǎn)損失。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機(jī)，進(jìn)一步包括杯體，其設(shè)置在所述定子的所述下半部分的正下方，并且構(gòu)成為用于捕獲圍繞所述定子被引導(dǎo)的流體，在所述捕獲的流體中足以浸沒且冷卻所述定子的所述下半部分的至少一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動機(jī)，其中，所述杯體相對于所述定子固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動機(jī)，其中，所述杯體包括限定排放部的底部,并且,其中所述排放部構(gòu)成為用于限制流體在所述杯體中的停留時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機(jī)，其中，所述流體攔擋部被固定到所述定子。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動機(jī)，其中，所述流體攔擋部具有彎曲形狀，并且在所述線繞組的下方被附接到所述定子。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動機(jī)，其中，所述流體攔擋部具有彎曲形狀，并且在所述線繞組的上方被附接到所述定子。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動機(jī)，其中，所述定子包括多個槽，并且，所述攔擋部減少流體通過所述多個槽的滴落和向所述轉(zhuǎn)子的滴落。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動機(jī)，其中，所述槽被包覆在所述槽襯里中，并且所述流體攔擋部構(gòu)成為所述槽襯里的延伸體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機(jī)，其中，所述線繞組包括線繞圈，并且所述流體攔擋部構(gòu)成為被插入到所述繞圈中的多個塞子。
【文檔編號】H02K1/20GK103879273SQ201310713355
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月21日
【發(fā)明者】G.塔麥, S.H.斯韋爾斯, P.博斯特威克 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司