智能动力生成模块

文档序号:411849 发布日期:2021-12-17 浏览:4次 >En<

阅读说明:本技术 智能动力生成模块 (Intelligent power generation module ) 是由 黄得炫 姜寒星 李炅勋 R·珀施尔 G·富卡 M·普雷乌斯 F·博登施泰纳 于 2019-03-20 设计创作,主要内容包括:本发明涉及智能动力生成模块,其包括:电动机,设置有马达壳体,在所述马达壳体的内部容纳有定子和转子;逆变器,设置有逆变器壳体,在所述逆变器壳体的内部容纳有电容器、IGBT以及母线;冷却水流路,形成在所述马达壳体的内部,供冷却水流动;第一油流路,在所述马达壳体的长度方向上的一端部沿圆周方向延伸,以使油流动;复数个第一喷射喷嘴,在所述第一油流路的圆周方向上隔开配置,使所述油向所述马达壳体的内侧空间喷射;喷油用壳体,安装于所述马达壳体的长度方向上的另一端部;第二油流路,在所述喷油用壳体的内部沿圆周方向形成,以供油流动;以及复数个第二喷射喷嘴,在所述第二油流路的圆周方向上隔开配置,使所述油向所述马达壳体的内侧空间喷射。(The invention relates to an intelligent power generation module, comprising: an electric motor provided with a motor case in which a stator and a rotor are housed; an inverter provided with an inverter case, and a capacitor, an IGBT, and a bus bar are housed inside the inverter case; a cooling water flow path formed inside the motor housing, through which cooling water flows; a first oil flow path extending in a circumferential direction at one end portion in a longitudinal direction of the motor housing to flow oil; a plurality of first injection nozzles that are arranged at intervals in a circumferential direction of the first oil flow path and inject the oil into a space inside the motor case; an oil injection housing attached to the other end portion of the motor housing in the longitudinal direction; a second oil flow path formed in the circumferential direction inside the oil injection housing so as to allow oil to flow; and a plurality of second injection nozzles that are arranged at intervals in a circumferential direction of the second oil flow path and inject the oil into a space inside the motor case.)

智能动力生成模块

技术领域

本发明涉及具有油-水冷复合方式的马达冷却结构的智能动力生成模块。

背景技术

最近,将电动机作为车辆的行驶用驱动源的电动汽车(包括混合动力车辆),由于燃油效率优异,因此被作为未来型汽车发布。

通常,IPGM(智能动力生成模块;Intelligent Power Generation Module)是由电动机、逆变器以及齿轮箱构成的装置。

电动机设置有转子和定子,转子可以可旋转地设置于定子的内部。

定子设置有缠绕于定子铁芯的定子线圈,当为了使转子旋转而将电流施加到定子线圈时,在定子线圈产生热,从而正在开发用于冷却在电动机产生的热的技术。

在电动汽车的电动机中,就电动机的小型化和提高效率侧面而言,冷却在电动机产生的热起到重要的作用。

现有的电动机冷却方式采用间接冷却方式和直接冷却方式,所述间接冷却方式通过使冷却水在壳体内部循环来间接冷却马达,而所述直接冷却方式通过向定子或转子等喷射油来直接冷却马达。

现有的IPGM冷却结构具有为了冷却马达而使用油(oil)且为了冷却逆变器而使用冷却水(water)的类型1(type1)和为了冷却马达以及逆变器而使用冷却水的类型2(type2)。

但是,上述的类型1和类型2均为了冷却马达而选择性地应用了油和冷却水中的一个冷却流体,但是没有同时应用两种类型的马达冷却结构。

另一方面,与使用冷却水的间接冷却方式相比,使用油的直接冷却方式具有冷却效率高且冷却性能好的优点,从而最近正在积极地开展对于直接冷却方式的研发。

在专利文献1(US8,629,586B2)中,公开了一种设置有冷却机构(coolingmechanism)的旋转电机,在位于定子上部的冷却水供应管形成有两个出口(outlet),由此即使在马达倾斜的情况下,也可以向端部线圈的左右供应油。

但是,在如现有专利中所描述从定子上部滴油(drop)的结构中,为了在马达因车辆转弯、爬坡、加速及减速而向任一侧倾斜的情况下也确保马达的冷却性能,需要一种能够在定子线圈的圆周方向上的整个区间喷射油的结构,并且为了在整个区间喷射油,需要一种新的歧管结构的设计。

另外,根据油出口的喷射位置或喷射角度,在定子线圈的端匝(end turn)可能产生不会被油浸湿的区间。

发明内容

发明要解决的问题

本发明为了解决现有技术的问题而提出,其目的在于,提供一种具有使用油和冷却水来同时冷却电动机的结构的智能动力生成模块。

另外,本发明的目的还在于,提供一种通过从定子的圆周方向上的360度整个区间向定子线圈喷射油,能够去除定子线圈的不会被油浸湿的区间的智能动力生成模块。

用于解决问题的手段

为了实现上述目的,本发明的智能动力生成模块可以包括:电动机,设置有马达壳体,在所述马达壳体的内部容纳有定子和转子;逆变器,设置有逆变器壳体,在所述逆变器壳体的内部容纳有电容器、IGBT以及母线;冷却水流路,形成在所述马达壳体的内部,供冷却水流动;第一油流路,在所述马达壳体的长度方向上的一端部沿圆周方向延伸,以使油流动;复数个第一喷射喷嘴,在所述第一油流路的圆周方向上隔开配置,使所述油向所述马达壳体的内侧空间喷射;喷油用壳体,安装于所述马达壳体的长度方向上的另一端部;第二油流路,在所述喷油用壳体的内部沿圆周方向形成,以供油流动;以及复数个第二喷射喷嘴,在所述第二油流路的圆周方向上隔开配置,使所述油向所述马达壳体的内侧空间喷射。

根据与本发明相关的一例,所述马达壳体可以由设置有在半径方向上隔开间隔的外侧壁和内侧壁的双层壁结构构成,在所述外侧壁与所述内侧壁之间可以设置有形成所述第一油流路的第一油流路形成部,复数个所述第一喷射喷嘴可以在圆周方向上的360度整个区间沿半径方向延伸。

根据与本发明相关的一例,还可以包括齿轮箱,其设置有齿轮箱壳体,所述齿轮箱壳体的内部容纳有齿轮类,所述齿轮箱使所述电动机的速度减速。

根据与本发明相关的一例,所述齿轮箱壳体可以设置有第二油流路形成部,所述第二油流路形成部与所述第一油流路形成部彼此相向配置,并且所述第二油流路形成部与所述第一油流路形成部一起形成所述第一油流路。

根据与本发明相关的一例,所述喷油用壳体可以包括:油歧管,由设置有在半径方向上隔开间隔的外侧壁和内侧壁的双层壁结构构成,并且在所述外侧壁与所述内侧壁之间形成有所述第二油流路;电源连接部盖部,从所述第二油歧管的上部朝上方向凸出形成,以包围用于向定子线圈施加电源的电源连接部;以及集油槽盖部,从所述第二油歧管的下部朝下方向凸出形成,以覆盖在所述马达壳体的下部临时存储油的集油槽部。

根据与本发明相关的一例,可以包括油泵,其安装于所述马达壳体的前方,将临时存储于所述马达壳体的下部的油向复数个所述第一喷射喷嘴和复数个所述第二喷射喷嘴输送。

根据与本发明相关的一例,还可以包括热交换器,其设置于所述马达壳体的一侧面,使所述冷却水和所述油进行热交换。

根据与本发明相关的一例,还包括:油分配流路,在所述马达壳体的外周面沿长度方向延伸,以在长度方向上穿过所述热交换器,并且向所述第一油流路和所述第二油流路分别分配油;以及油吐出口,在所述热交换器的内部形成为与所述油分配流路连通,将通过所述热交换器冷却的油向所述油分配流路吐出。

根据与本发明相关的一例,所述马达壳体和所述逆变器壳体彼此可以形成为一体式,所述逆变器壳体从所述马达壳体的外周部上端朝切线方向延伸。

根据与本发明相关的一例,所述逆变器壳体可以朝上方向开放,所述逆变器可以包括:冷却板,安装为覆盖所述逆变器壳体的开放的上部,并且在所述冷却板的上表面设置有供所述冷却水流动的冷却水流路形成槽,冷却所述电容器、所述IGBT以及所述母线;以及逆变器盖,安装为覆盖所述冷却板的上部面。

根据与本发明相关的一例,所述电容器、所述IGBT以及所述母线可以倒挂安装于所述冷却板的底面,向所述电动机施加三相电源的电源连接部安装于定子线圈的上部,所述母线配置为在所述切线方向上靠近所述电源连接部,所述电容器配置为在所述切线方向上远离所述电源连接部,所述IGBT配置在所述电容器与所述母线之间。

根据与本发明相关的一例,所述冷却水流路可以包括:复数个热交换隔室,沿所述马达壳体的长度方向延伸,并且在所述马达壳体的圆周方向上隔开配置;复数个分隔壁,配置于复数个所述热交换隔室之间,分隔出复数个所述热交换隔室;以及复数个连通孔,形成于复数个所述分隔壁,使复数个所述热交换隔室在圆周方向上连通。

根据与本发明相关的一例,所述定子可以包括从定子铁芯的外周面朝半径方向外侧凸出形成并且在其内部容纳螺栓的复数个耳部,以利用复数个所述螺栓来紧固所述定子和所述马达壳体,所述马达壳体可以包括从所述马达壳体的外周面朝半径方向外侧凸出形成的复数个耳部容纳部,以分别容纳复数个所述耳部,复数个所述分隔壁和复数个所述耳部容纳部沿着所述马达壳体的圆周方向彼此交替地配置。

根据与本发明相关的一例,复数个所述连通孔可以分别配置于所述分隔壁的前端部或者所述耳部容纳部的后端部。

根据与本发明相关的一例,在安装为覆盖所述逆变器壳体的逆变器盖可以形成有冷却水流入口,所述冷却水可以通过所述冷却水流入口向所述逆变器壳体的内侧流入,在所述热交换器可以形成有冷却水吐出口,与所述油进行了热交换的冷却水可以通过所述冷却水吐出口从所述热交换器向外部吐出。

发明的效果

下面,对本发明的智能动力生成模块的效果进行说明。

第一,通过在马达壳体的内部设置使冷却水流动的沿轴向延伸的冷却水流路和使油流动的沿圆周方向延伸的油流路,同时利用冷却水和油来冷却马达,能够提高马达冷却性能和马达输出。

第二,复数个第一喷射喷嘴在圆周方向上的360度整个区间隔开配置于第一油流路,所述第一油流路沿圆周方向形成于马达壳体的长度方向上的后端内侧,复数个第二喷射喷嘴在圆周方向上的整个区间隔开配置于第二油流路,所述第二油流路沿圆周方向形成于安装在马达壳体的长度方向上的前端部的喷油用壳体的内部,通过借助复数个第一喷射喷嘴和第二喷射喷嘴在圆周方向上的360度整个区间向定子线圈的端匝直接喷射油,能够提高定子线圈的散热性能。

另外,通过在360度整个区间喷射油,即使在电动汽车的车辆转弯时、或者上坡和下坡驾驶时、或者加速减速时,也能够在定子线圈的圆周方向上均匀地保持油的冷却性能,由此能够防止现有的因油仅浸湿定子线圈的一部分区间而引起的在线圈的一部分产生不会被油浸湿的油冷却的死区(dead zone)。

第三,通过使马达壳体的冷却水流路形成为沿轴向延伸的轴向流路,能够以压铸制作,并且不必通过现有的用于形成螺旋状流路的重力铸造来形成马达壳体,从而能够提高生产率。

第四,在必要时,可以在电动机使用仅利用冷却水来进行冷却的结构而不设置油冷却结构。例如,在低价型产品的情况下,可以仅由利用冷却水来冷却的结构构成,而不需要油泵和热交换器等。

第五,通过在高输出功率电动机应用利用油和冷却水来同时冷却的结构,能够持续保持相对于最大输出的高输出(最大输出的60%)。

第六,通过使逆变器安装为与马达构成一个集成壳体,能够节省费用并提高强度。

第七,通过使冷却水流路沿轴向延伸并且在圆周方向上形成为Z字形形态,即使在将定子不压入于马达壳体的内侧,并且定子铁芯为四个位置形成有耳部(ear part)类型且将定子螺栓紧固于马达壳体的情况下,也能够形成使冷却水避开螺栓孔的位置并循环的冷却水流路结构。

第八,通过将逆变器的电容器、IGBT以及母线安装为紧凑地倒挂于冷却板的底面,并且利用冷却水同时冷却电容器、IGBT以及母线,能够提高逆变器的冷却性能。另外,通过倒装逆变器的电容器等电气部件,减少了与电动机的三相交流电源连接的母线的长度,从而能够减少母线的发热量,继而能够提高冷却效率。

第九,冷却水在沿着逆变器壳体和马达壳体的内部流路移动的同时间接冷却逆变器盒马达,然后在热交换器通过与油进行热交换来吸收热,由此能够提高油的散热性能。

第十,由于通过形成于马达壳体的内部的圆周方向上的360度整个区间的复数个喷射喷嘴喷射油,因此无需附加用于滴油(OIL DROPPING)的导向环,从而能够减少零件数量并减少组装工序,并且能够节省成本。

附图说明

图1是本发明的IPGM(智能动力生成模块)的立体图。

图2是图1的分解图。

图3是示出从图1中去除逆变器盖和冷却板之后IGBT、电容器以及母线安装于逆变器的内部的状态的立体图。

图4是示出图2的定子和转子组件安装到马达壳体的方向和逆变器内部部件安装到逆变器壳体的方向的立体图。

图5是示出图1的冷却水的移动路径的概念图。

图6是示出图5的逆变器壳体中的冷却水的流入及流出路径的概念图。

图7是示出图5的冷却水从逆变器壳体向马达壳体移动的路径的剖视图。

图8是示出图5的冷却水沿着马达壳体内部的冷却水流路以Z字形形态移动的路径的概念图。

图9是将图8的冷却水流路平面展开的展开图,并且是示出冷却水的移动路径的概念图。

图10是示出图1的油的移动路径的概念图。

图11是示出油在图9的马达壳体的圆周方向上的整个区间通过喷射孔喷射的情形和形成于齿轮箱壳体的油流路形成部的概念图。

图12是示出油在图2的喷油用壳体的圆周方向上的整个区间喷射的路径的概念图。

图13是放大图4的“XIII”部分并示出油从热交换器向马达壳体的内部分流的路径的概念图。

具体实施方式

以下,参照附图对本说明书中公开的实施例进行详细说明,并且与图号无关地,对相同或类似的构成要素赋予相同的附图标记,并省略对其重复说明。在以下说明中使用的针对构成要素的后缀“模块”及“部”仅是考虑到便于说明书的撰写而被赋予或混用,其自身并不带有彼此区分的含义或作用。另外,在说明本说明书中公开的实施例时,如果判断为对相关的公知技术的具体说明可能会混淆本说明书中公开的实施例的主旨,则省略对其的详细描述。另外,应当理解为,附图仅是为了使本说明书所公开的实施例容易理解,本说明书中公开的技术思想并不受附图的限制,而是涵盖了本发明的思想及技术范围中所包括的所有变更、等同物乃至替代物。

“第一”、“第二”等包含序数的术语可用于说明多种构成要素,但是所述构成要素并不由所述术语所限定。所述术语仅是用于将一个构成要素与其他构成要素区分的目的来使用。

如果提及某个构成要素“连接(connected)”或““耦合(coupled)”于另一构成要素,则应理解为可能是直接连接于或耦合于该另一构成要素,但也可能它们中间存在有其他构成要素。反之,如果提及某个构成要素“直接连接”或“直接耦合”于另一构成要素,则应当被理解为是它们之间不存在有其他构成要素。

除非上下文另外明确指出,否则单数的表达包括复数的表达。

在本申请中,“包括”或“具有”等术语仅是为了指定说明书上记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在,而并不意在排除一个或其以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在或添加的可能性。

图1是本发明的IPGM(智能动力生成模块)的立体图,图2是图1的分解图,图3是示出从图1中去除逆变器盖212和冷却板214之后IGBT216、电容器215以及母线217安装于逆变器21的内部的状态的立体图,图4是示出图2的定子24和转子25的组件安装到马达壳体10的方向和逆变器21的内部部件安装到逆变器壳体210的方向的立体图。

图5是示出图1的冷却水的移动路径的概念图,图6是示出图5的逆变器壳体210中的冷却水的流入及流出路径的概念图,图7是示出图5的冷却水从逆变器壳体210向马达壳体10移动的路径的剖视图,图8是示出图5的冷却水沿着马达壳体10内部的冷却水流路11以Z字形形态移动的路径的概念图,图9是将图8的冷却水流路11平面展开的展开图,并且是示出冷却水的移动路径的概念图。

本发明的智能动力生成模块(IPGM)包括电动机1、逆变器21以及齿轮箱22。

电动机1构成为包括定子24和转子25并生成动力。

定子24和转子25容纳于马达壳体10的内侧。马达壳体10可以构成为圆筒形。在马达壳体10的内侧形成有容纳定子24和转子25的容置空间。在马达壳体10的底面可以形成有集油槽部16。集油槽部16与马达壳体10的容置空间连通,可以临时存储油。

定子24可以由定子铁芯240和定子线圈242构成。定子线圈242可以缠绕于在定子铁芯240的圆周方向上隔开间隔配置的插槽。定子线圈242的一部分可以从定子铁芯240的长度方向上的两端朝轴向凸出。可以将从定子铁芯240的两端凸出的定子线圈242的一部分称为端匝(END TURN)。

定子线圈242可以由三相(U、W、V相)线圈构成,并且可以与三相交流电源连接。在定子线圈242可以安装有包括母线217的连接环,所述母线217用于连接用于向定子线圈242的三相线圈施加电源的电源连接部243与形成在各个三相线圈的端部的中性线。

电源连接部243可以设置有三相接线端子244。电源连接部243可以与连接环形成为一体。

转子25可以可旋转地设置于定子铁芯240的内侧,并且与所述定子铁芯240的内侧隔开气隙。转子25可以由转子铁芯和永磁体(未图示)构成。旋转轴26可以结合于转子铁芯的内侧,并且可以与转子铁芯一起旋转。

旋转轴26的两端部可以被轴承可旋转地支撑。

在旋转轴26的长度方向上的一侧可以设置有旋转变压器(Resolver)。

旋转轴26的另一侧可以与齿轮箱22的驱动轴连接。

齿轮箱22可以包括齿轮箱壳体220和设置于齿轮箱壳体220的内侧的齿轮类。齿轮类可以构成为使在电动机1的旋转轴26产生的转数减少且扭矩增加。齿轮类可以由行星齿轮组构成。行星齿轮组可以包括齿圈、太阳齿轮、行星齿轮以及行星架等。

马达壳体10可以形成为圆筒形,马达壳体10的长度方向上的两侧可以形成为开放。

在马达壳体10的开放的一端部可以紧固有喷油用壳体19和保护盖(ShieldCover)20。

马达壳体10的另一端部可以构成为被齿轮箱壳体220覆盖。在马达壳体10的一端部形成有复数个紧固部,由此能够与齿轮箱壳体220紧固。

逆变器21构成为包括电容器215和IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管)216,并且驱动电动机1。

逆变器壳体210可以形成为沿着马达壳体10的长度方向延伸的矩形形状。可以设置有从逆变器壳体210的一侧面延伸的连接部211,以覆盖马达壳体10的最上部。

连接部211可以一体地形成于马达壳体10的圆周面上部。逆变器壳体210可以相对于马达壳体10的圆周面沿切线方向延伸。

马达壳体10和逆变器壳体210可以一体地形成,由此电动机1和逆变器21可以一体化。当逆变器21和马达由一个壳体构成时,能够节省费用,并且能够提高强度。

逆变器壳体210的上部呈开放,逆变器盖212可以可拆卸地结合于逆变器壳体210的开放侧上部。

在逆变器壳体210的上部可以安装有冷却板214。冷却板214可以与逆变器壳体210的形状对应地形成。逆变器盖212安装于冷却板214的上部,并且可以安装为覆盖冷却板214的一部分或全部。

在逆变器壳体210的内侧可以容纳有电容器215和IGBT216等逆变器21的组件。

电容器215、IGBT216以及复数个母线217可以以倒挂于冷却板214的底面的状态安装在逆变器壳体210的内部。

根据这种结构,通过电容器215、IGBT216以及复数个母线217的各自的上端部与冷却板214之间的温度差,能够使在电容器215、IGBT216以及复数个母线217分别产生的热经由冷却板214有效地散热。

可以按照在切线方向上与马达壳体10的最上端隔开最远的顺序依次配置电容器215、IGBT216以及复数个母线217。电动机1的电源连接部243的三相接线端子244可以配置于马达壳体10的最上端部。

保护盖20可以构成为覆盖电源连接部243的三相接线端子244。

在冷却板214的内侧可以形成有冷却水流路。在冷却板214的内侧可以形成有冷却水流路形成槽2141。冷却水流路形成槽2141可以形成在冷却板214的整个区域,并且可以形成为深度浅。

这种结构的冷却水流路形成槽2141利用少量的冷却水以最大限度大的面积与电容器215及IGBT216接触,从而能够提高冷却水的冷却性能。

在IGBT216的一侧面可以形成有吸热面。吸热面可以形成为能够与冷却板214接触或与冷却水直接接触。在本实施例中,在冷却板214的底面形成有开口部2142,以使IGBT216和冷却水能够直接接触,冷却水和吸热面可以通过开口部2142接触。开口部2142和吸热面可以形成为相同的形状和大小。在此情况下,密封构件配置于冷却板214与吸热面之间,由此能够防止冷却水从冷却板214向逆变器壳体210的内侧空间泄漏。

根据这种结构,冷却水可以通过吸热面从IGBT216直接吸热,由此能够提高冷却性能。

复数个母线217可以配置为与电动机1的电源连接部243的三相接线端子244接近。复数个母线217的各自的一侧与电容器215、IGBT216连接,复数个母线217的各自的另一侧与电动机1的电源连接部243的三相接线端子244连接,由此逆变器21能够驱动电动机1。

根据这种结构,母线217的连接长度缩短,由此能够减少母线217的发热,并且通过利用相同的冷却水散发更多的热量,能够提高散热性能。

在逆变器盖212的一侧可以形成有冷却水流入口213。

冷却水流入口213的一侧可以与冷却板214的冷却水流路连通,而其另一侧可以与配置在车辆前方的散热器连接,在散热器冷却的冷却水可以通过冷却水流入口213流入逆变器壳体210内部的冷却水流路。

冷却板214的一侧底面可以形成有冷却水连通口2143。

冷却水连通口2143的一侧可以与冷却水流路连通,而其另一侧可以与马达壳体10内部的冷却水流路连通。

冷却水流入口213与电容器215相邻配置,冷却水连通口2143与复数个母线217相邻配置。

通过冷却水流入口213流入的冷却水可以在依次冷却电容器215、IGBT216以及复数个母线217之后,通过冷却水连通口2143向马达壳体10的内部移动。

马达壳体10可以形成为长度方向上的两侧开放的圆筒形。

定子24和转子25等可以通过马达壳体10的开放的一侧容纳于马达壳体10的内侧。

定子铁芯240可以形成为圆筒形,复数个耳部(EAR PART)241可以从定子铁芯240的外周面朝半径方向凸出形成。复数个耳部241可以分别沿着定子铁芯240的长度方向延伸。复数个耳部241可以在定子铁芯240的圆周方向上隔开配置。

在复数个耳部241的内部设置有螺栓紧固孔,沿着定子铁芯240的长度方向延伸的复数个螺栓通过复数个耳部241的每一个的螺栓紧固孔贯通,并且能够使定子铁芯240和马达壳体10紧固。

齿轮箱壳体220可以构成为覆盖马达壳体10的后端部。在齿轮箱壳体220的前端部和马达壳体10的后端部分别可以形成有在圆周方向上隔开配置的复数个紧固部。紧固构件诸如螺栓等可以贯通紧固部,使齿轮箱壳体220和马达壳体10紧固。

马达壳体10可以设置有复数个耳部容纳部140。耳部容纳部140可以沿着马达壳体10的长度方向延伸,并且可以朝马达壳体10的半径方向外侧凸出形成。耳部容纳部140可以形成为包围耳部241。

当从前方朝插入定子铁芯240的方向观察马达壳体10时,复数个耳部241和复数个耳部容纳部140可以隔开大致90度间隔配置于马达壳体10的左上部、左下部、右上部、右下部各一个。

耳部241可以形成为半圆形,复数个耳部容纳部140中的上部的两个耳部容纳部140可以形成为其直径大于耳部241的半圆形。复数个耳部容纳部140中的下部的两个耳部容纳部140可以形成为与集油槽部16的上部连通。

耳部容纳部140在马达壳体10的长度方向上向前方开放,耳部241可以从耳部容纳部140的开放的前方插入。

定子及转子组装体可以沿马达壳体10的长度方向插入并安装。此时,耳部241可以沿着耳部容纳部140滑动结合。耳部241和耳部容纳部140的结合允许定子及转子组装体在马达壳体10的长度方向上滑动,但是可以防止在圆周方向上的移动。

在耳部容纳部140的后端部形成有紧固槽145,并且贯通耳部241的螺栓紧固于紧固槽145,从而定子铁芯240可以紧固于马达壳体10。

耳部容纳部140可以形成为在长度方向上随着从后方接近前方,其截面积的大小逐渐变大,从而可以形成为在压铸成型时顺畅地脱模。

马达壳体10可以由双层壁构成。在双层壁中半径方向上的外侧壁与内侧壁之间可以形成有冷却水流路11。冷却水流路11可以由复数个热交换隔室110、复数个分隔壁120以及复数个连通孔130构成。复数个热交换隔室110可以在马达壳体10的内部沿圆周方向隔开配置。

复数个热交换隔室110分别可以在马达壳体10的长度方向上延伸。在圆周方向上相邻的两个耳部容纳部140之间可以配置有两个热交换隔室110。

复数个热交换隔室110可以在圆周方向上被复数个分隔壁120分隔出复数个。复数个分隔壁120分别可以在马达壳体10的长度方向上延伸。复数个分隔壁120分别可以在圆周方向上隔开配置。

复数个分隔壁120可以朝半径方向凸出,复数个分隔壁120的各自的外侧端可以与马达壳体10的外侧壁连接,而复数个分隔壁120的各自的内侧端可以与马达壳体10的内侧壁连接。

复数个连通孔130沿着圆周方向交替地形成于复数个分隔壁120的前端部,并且可以使在圆周方向上相邻的两个热交换隔室110连通。

复数个热交换隔室110可以由第一热交换隔室111至第N热交换隔室110构成。在本实施例中,可以由八个热交换隔室110构成。

可以将复数个热交换隔室110中的与冷却水连通口2143连通的热交换隔室110称为第一热交换隔室111。

可以将复数个热交换隔室110中的与冷却水流出口15连通的热交换隔室110称为第八热交换隔室118。

第一热交换隔室111和第八热交换隔室118在圆周方向上相邻配置,可以将复数个分隔壁120中的配置于马达壳体10的最上端的分隔壁120称为第一分隔壁121。

第一分隔壁121可以配置在第一热交换隔室111与第八热交换隔室118之间,可以分隔第一热交换隔室111和第八热交换隔室118。连通孔130不会形成在第一分隔壁121的前端部或后端部。这是因为,如果第一分隔壁121中存在连通孔130,则冷却水不同于预期地从第一热交换隔室111通过连通孔130直接向第八热交换隔室118移动,并通过冷却水流出口15流出,而几乎不会进行热交换。

从马达壳体10的前方观察时,第二热交换隔室112可以朝逆时针方向隔开配置。在第一热交换隔室111与第二热交换隔室112之间可以配置有左上部的第一耳部容纳部141。

第三热交换隔室113可以从第二热交换隔室112朝逆时针方向隔开配置,连通孔130可以形成于分隔出第二热交换隔室112和第三热交换隔室113的第二分隔壁122的前端部。

第四热交换隔室114可以隔着位于左下部的第二耳部容纳部142,从第三热交换隔室113朝逆时针方向隔开配置。

第五热交换隔室115可以从第四热交换隔室114朝逆时针方向隔开配置,连通孔130可以形成于分隔出第四热交换隔室114和第五热交换隔室115的第三分隔壁123的前端部。

在马达壳体10的下部可以形成有集油槽部16。集油槽部16可以形成为四边形或梯形形状。

集油槽部16可以与马达壳体10的圆形内侧空间连通,向马达壳体10的内侧空间喷射的油可以临时存储于集油槽部16的下部。集油槽部16和圆形内侧空间可以被复数个热交换隔室110中的配置于下部的第四热交换隔室114和第五热交换隔室115分隔。

支撑肋1151可以在第四热交换隔室114或第五热交换隔室115的底面沿马达壳体10的长度方向延伸,并且可以支撑第四热交换隔室114和第五热交换隔室115。支撑肋1151的上端可以与第四热交换隔室114或第五热交换隔室115的底面连接,而支撑肋1151的下端可以与集油槽部16的底面连接。

第六热交换隔室116可以隔着第三耳部容纳部143从第五热交换隔室115朝逆时针方向隔开配置。第六热交换隔室116可以与第三热交换隔室113相向地形成于马达壳体10的右侧面。

第七热交换隔室117可以从第六热交换隔室116朝逆时针方向隔开配置。第四分隔壁124可以分隔出第六热交换隔室116和第七热交换隔室117,连通孔130可以形成于第四分隔壁124的前端部。

第八热交换隔室118可以隔着位于右上部的第四耳部容纳部144,从第七热交换隔室117朝逆时针方向隔开配置。

连通孔130可以分别形成于第一耳部容纳部141至第四耳部容纳部144中的每一个的紧固槽145的后方。形成于第一耳部容纳部141的后方的连通孔130可以在圆周方向上连通第一热交换隔室111和第二热交换隔室112。

形成于第二耳部容纳部142的后方的连通孔130可以在圆周方向上连通第三热交换隔室113和第四热交换隔室114。

形成于第三耳部容纳部143的后方的连通孔130可以在圆周方向上连通第五热交换隔室115和第六热交换隔室116。

形成于第四耳部容纳部144的后方的连通孔130可以在圆周方向上连通第七热交换隔室117和第八热交换隔室118。

在马达壳体10的上部可以形成有冷却水流出口15。冷却水流出口15的下端部可以与第八热交换隔室118连通,而冷却水流出口15的上端部可以与外部连通。

在马达壳体10的外侧面一侧可以设置有热交换器17。热交换器17可以构成为使油和冷却水进行热交换。热交换器17的一部分可以配置为与第六热交换隔室116的外侧面在半径方向上重叠,而热交换器17的另一部分可以配置为与集油槽部16的一侧面在厚度方向上重叠。

在热交换器17可以形成有冷却水吸入口170。马达壳体10的冷却水流出口15可以与热交换器17的冷却水吸入口170连接。冷却水连接管171的一侧可以与冷却水流出口15连接,而冷却水连接管171的另一侧可以与热交换器17的冷却水吸入口170连接。

在热交换器17的内部可以形成有冷却水流路11。冷却水吸入口170可以与冷却水流路11连接,冷却水吐出口172可以形成于热交换器17且与冷却水流路11连通。

冷却水吐出口172可以通过冷却水循环管线与配置在车辆的前方的散热器连接。

根据这种结构,冷却水在散热器冷却之后,流入形成于逆变器盖212的冷却水流入口213,并且在沿着形成于冷却板214的冷却水流路11移动的同时,能够依次冷却容纳于逆变器壳体210的内部的电容器215、IGBT216以及母线217。

随后,冷却水通过冷却水连通口2143从逆变器壳体210向马达壳体10移动。由于冷却水连通口2143与马达壳体10的第一热交换隔室111连通,因此冷却水可以向第一热交换隔室111移动。

接着,冷却水按照第一热交换隔室111至第八热交换隔室118的顺序,沿着圆周方向(逆时针方向)以Z字形形态移动,由此能够冷却电动机1。

接着,通过第八热交换隔室118的冷却水流出口15流出的冷却水,通过冷却水连接管171向热交换器17移动,由此与油进行热交换,从而能够使油冷却。

之后,冷却水可以通过热交换器17的冷却水吐出口172吐出并向散热器移动,并且在散热器向空气排热之后,可以再次循环至逆变器盖212的冷却水流入口213,从而能够冷却逆变器21。车辆的水泵可以向冷却水提供循环动力,使通过冷却水吐出口172吐出的冷却水向散热器移动,并且从散热器再次循环至冷却水流入口213。

图10是示出图1的油的移动路径的概念图,图11是示出油在图9的马达壳体10的圆周方向上的整个区间通过喷射孔喷射的情形和形成于齿轮箱壳体220的第二油流路形成部182的概念图,图12是示出油在图2的喷油用壳体19的圆周方向上的整个区间喷射的路径的概念图,图13是放大图4的“XIII”部分并示出油从热交换器17向马达壳体10的内部分流的路径的概念图。

在马达壳体10和齿轮箱壳体220的内部分别可以形成有油流路180以使油流动。油流路180可以由分别在马达壳体10和齿轮箱壳体220沿长度方向彼此相对配置的第一油流路形成部181和第二油流路形成部182构成。

第一油流路形成部181在马达壳体10的后端部沿圆周方向延伸,并且可以形成为向马达壳体10的后方开放。

第一油流路形成部181可以在马达壳体10的长度方向上延伸。第一油流路形成部181可以形成于马达壳体10的内侧。

第一油流路形成部181可以由双层壁构成。第一油流路形成部181可以共享马达壳体10的内侧壁后端部作为其外侧壁。第一油流路形成部181的内侧壁可以从马达壳体10的内侧壁后端部朝半径方向内侧隔开配置。

第二油流路形成部182可以在齿轮箱壳体220的内侧面沿着圆周方向凹陷延伸。第二油流路形成部182可以由双层壁构成。第二油流路形成部182的双层壁与第一油流路形成部181的双层壁可以在长度方向上彼此相对配置,由此可以形成一个油流路180。一个油流路180可以沿圆周方向形成。

复数个第一喷射喷嘴183可以形成为在半径方向上贯通第一油流路形成部181的内侧壁。复数个第一喷射喷嘴183可以在第一油流路形成部181的圆周方向上隔开配置。

在齿轮箱壳体220的一侧可以形成有油吸入部221。油吸入部221可以由第一油吸入部分2211和第二油吸入部分2212构成,所述第一油吸入部分2211沿轴向从马达壳体10的后方朝齿轮箱壳体220延伸,所述第二油吸入部分2212从第一油吸入部分2211朝半径方向延伸。

通过油吸入部221流入油流路180的油可以从油流路180的一个位置朝彼此相反方向各分流1/2,并且在向与所述一个位置隔开180度间隔的相反的另一位置旋转移动的同时被分配到复数个第一喷射喷嘴183,由此可以沿半径方向朝马达壳体10的内侧空间喷射。

油直接喷射在从定子铁芯240的长度方向上的后端部朝轴向凸出的定子线圈242的端匝,由此可以吸收在定子线圈242产生的热。

沿着彼此相反方向旋转移动的油可以在所述相反的另一位置合流。

油泵230可以安装于喷油用壳体19的正面下部。在油泵230的一侧可以形成有泵入口231,泵入口231可以通过油吸入管与集油槽部16的底面连通。

油泵230可以从集油槽部16吸入油并泵送。

在油泵230的另一侧可以形成有泵出口232,泵出口232可以通过油吐出管与形成在热交换器17的一侧的油吸入口连通。泵送的油可以流入热交换器17。

油分配流路184可以沿着马达壳体10的长度方向延伸。油分配流路184的长度方向上的前端部可以与喷油用壳体19的油吸入部221连通,油分配流路184的长度方向上的后端部可以与齿轮箱壳体220的油吸入部221连通。

在热交换器17的内部可以形成有油吐出口173。油吐出口173可以形成为与油分配流路184的中间部分连通。

热交换器17构成为通过设置油流路180和冷却水流路11,能够使油和冷却水彼此进行热交换。

油吸入到热交换器17内部,并且在通过与冷却水进行热交换而冷却之后,通过油吐出口173从油分配流路184分别朝马达壳体10的长度方向上的前端部和后端部分流。

油从油分配流路184的后端部通过齿轮箱壳体220的油吸入部221流入第二油流路形成部182,然后从第二油流路形成部182的吸入位置朝彼此相反方向各分流1/2,在沿着圆周方向旋转移动的同时分配到复数个第一喷射喷嘴183的每一个,并且通过复数个第一喷射喷嘴183向定子线圈242喷射,由此能够同时利用油和冷却水冷却电动机1。

在马达壳体10的前端部可以紧固有喷油用壳体19。喷油用壳体19可以包括油歧管193、电源连接部盖部194以及集油槽盖部195。

油歧管193可以沿着马达壳体10的长度方向从喷油用壳体19的一侧面以小直径凸出并沿着圆周方向延伸。油歧管193可以由双层壁结构形成。

油歧管193的外侧壁与内侧壁可以在半径方向上隔开间隔,并且外侧壁与内侧壁之间可以形成有油流路180,以使油流动。复数个第二喷射喷嘴196可以形成为在半径方向上贯通油歧管193的内侧壁。

复数个第二喷射喷嘴196构成为在圆周方向上隔开配置,从而可以在圆周方向的360度整个区间喷射油。

喷油用壳体19可以构成为覆盖马达壳体10的冷却水流路11。

电源连接部盖部194可以形成为从喷油用壳体19的上部朝上方向凸出以包围电源连接部243。

集油槽盖部195从喷油用壳体19的下部朝下方向凸出形成,构成为覆盖集油槽部16的向前方开放的部分。

保护盖20可以紧固为覆盖喷油用壳体19的电源连接部盖部194和油歧管193。

油吸入部190可以从喷油用壳体19的一侧沿半径方向延伸。油吸入部190的一侧可以与油歧管193连通,而油吸入部190的另一侧可以与油泵230连接。

油吸入部190可以由朝轴向延伸的第一油吸入部分191和朝半径方向延伸的第二油吸入部分192构成。第二油吸入部分192可以与油歧管193连接。

通过油吸入部190流入油歧管193的油可以从油歧管193的圆周方向上的一个位置朝彼此相反方向各分流1/2,并且可以从所述一个位置向与其隔开180度间隔的相反的一个位置移动。

朝彼此相反方向旋转移动的两个油在所述相反的一个位置合流,因此能够通过复数个第二喷射喷嘴196在360度整个区间上,沿着半径方向向马达壳体10的内侧空间喷射油。

油直接喷射在从定子铁芯240的长度方向的前端部朝轴向凸出的定子线圈242的端匝,由此可以吸收在定子线圈242产生的热。

油从油分配流路184的前端部通过喷油用壳体19的油吸入部190流入油歧管193,然后从油歧管193的吸入位置朝彼此相反方向分流,在沿着圆周方向旋转移动的同时分配到复数个第二喷射喷嘴196,并且通过复数个第二喷射喷嘴196向定子线圈242喷射,由此能够同时利用油和冷却水来冷却电动机1。

在保护盖20与喷油用壳体19之间可以设置有第一垫圈,能够密封保护盖20与喷油用壳体19之间,在喷油用壳体19与马达壳体10之间可以设置有第二垫圈,能够密封喷油用壳体19与马达壳体10之间,在马达壳体10与齿轮箱壳体220之间可以设置有第三垫圈(GASKET),能够密封马达壳体10与齿轮箱壳体220之间。

因此,根据本发明,通过在马达壳体10的内部设置使冷却水流动的沿轴向延伸的冷却水流路11和使油流动的沿圆周方向延伸的油流路180,同时利用冷却水和油来冷却马达,由此能够提高马达冷却性能和马达输出。

另外,复数个第一喷射喷嘴183在圆周方向上的360度整个区间隔开配置于第一油流路形成部181,所述第一油流路形成部181沿圆周方向形成于马达壳体10的长度方向上的后端内侧,复数个第二喷射喷嘴196在圆周方向上的整个区间隔开配置于油歧管193,所述油歧管193沿圆周方向形成于安装在马达壳体10的长度方向上的前端部的喷油用壳体19的内部,通过借助复数个第一喷射喷嘴183和第二喷射喷嘴196在圆周方向上的360度整个区间向定子线圈242的端匝直接喷射油,能够提高定子线圈242的散热性能。

另外,即使在电动汽车的车辆转弯时、或者上坡和下坡驾驶时、或者加速减速时,通过在360度整个区间喷射油,也能够在定子线圈242的圆周方向上均匀地保持油的冷却性能,由此能够防止因现有的油仅浸湿定子线圈242的一部分区间而引起的在线圈的一部分产生不会被油浸湿的油冷却的死区(dead zone)。

此外,通过使马达壳体10的冷却水流路11形成为沿轴向延伸的轴向流路,能够以压铸制作,并且不必通过现有的用于形成螺旋状流路的重力铸造来形成马达壳体10,从而能够提高生产率。

尤其是,在必要时,可以在电动机1使用仅利用冷却水来进行冷却的结构而不设置油冷却结构。例如,在低价型产品的情况下,可以仅由利用冷却水来冷却的结构构成,而不需要油泵230和热交换器17等。

不仅如此,通过在高输出电动机1应用同时利用油和冷却水来冷却的结构,能够持续保持相对于最大输出的高输出(最大输出的60%)。

另外,通过使逆变器21安装为与马达构成一个集成壳体,能够节省费用并提高强度。

另外,通过使冷却水流路11沿轴向延伸并且在圆周方向上形成为Z字形形态,即使在将定子24不压入于马达壳体10的内侧,并且定子铁芯240为四个位置形成有耳部241(earpart)的类型且将定子24螺栓紧固于马达壳体10的情况下,也能够形成使冷却水避开螺栓孔的位置并循环的冷却水流路11结构。

尤其是,通过将逆变器21的电容器215、IGBT216以及母线217安装为紧凑地倒挂于冷却板214的底面,并且利用冷却水同时冷却电容器215、IGBT216以及母线217,能够提高逆变器21的冷却性能。另外,通过倒装逆变器21的电容器215等电气部件,减少了与电动机1的三相交流电源连接的母线217的长度,从而能够减少母线217的发热量,继而能够提高冷却效率。

此外,冷却水在沿着逆变器壳体210和马达壳体10的内部流路移动的同时间接冷却逆变器21和马达,然后在热交换器17通过与油进行热交换来吸收热,由此能够提高油的散热性能。

不仅如此,由于通过形成于马达壳体10的内部的圆周方向上的360度整个区间的复数个喷射喷嘴喷射油,因此无需附加用于滴油(OIL DROPPING)的导向环,从而能够减少零件数量并减少组装工序,并且能够节省成本。

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