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KR101858441B1 - 하이브리드 전기 장치를 냉각하는 모드 - Google Patents

하이브리드 전기 장치를 냉각하는 모드 Download PDF

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KR101858441B1
KR101858441B1 KR1020137001903A KR20137001903A KR101858441B1 KR 101858441 B1 KR101858441 B1 KR 101858441B1 KR 1020137001903 A KR1020137001903 A KR 1020137001903A KR 20137001903 A KR20137001903 A KR 20137001903A KR 101858441 B1 KR101858441 B1 KR 101858441B1
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모센 에판퍼
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알리손 트랜스미션, 인크.
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Abstract

라미네이션 적층물을 형성하는 복수의 라미네이션들, 냉각제 통로, 및 모터 권선부를 포함하는 전기 모터를 냉각하기 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 냉각제는 냉각제 통로 내로 펌핑되고, 라미네이션 적층물의 전체 길이를 따라서 압송된다. 냉각제는 그런 다음 모터 권선부를 냉각하기 위하여 모터 권선부 상에 분사된다.

Description

하이브리드 전기 장치를 냉각하는 모드{MODES OF COOLING HYBRID ELECTRIC MACHINES}
관련 출원의 진술
본 출원은 그 전체에 있어서 참조에 의해 본 발명에 통합되는 2010년 7월 1일자 출원된 미국 특허 가출원 제61/360,683호의 우선권의 이익을 주장한다.
본 발명은 전기 모터를 냉각하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이고, 특히 하이브리드 전기차에서 사용하기 위한 전기 모터의 고정자와 고정자 권선부를 냉각하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
또한 E-머신으로서 인용되는 전기 모터는 하이브리드 전기차에서 통상 사용된다. 이러한 많은 모터들은 외부 고정된 고정자 내에서 회전하는 내부 회전자를 포함한다. 고정자는 때때로 복수의 고정자 권선부들을 지지하는 복수의 적층된 라미네이션(즉, 라미네이션 적층물)들로 구성된다.
이러한 전기 모터들은 동작 동안 상당한 양의 열을 발생시킨다. 열이 적절하게 분산되지 않으면, 모터의 성능과 신뢰성은 손상될 수 있다. 초기에 시스템들은 전기 모터로부터 열을 제거하고 분산시키도록 공냉 기술을 통합하였다. 이러한 공냉 장치들은 전기 모터의 용적 또는 크기가 대형이었으면 대체로 용인되었다. 그러나, 자동차, 트럭 및 다른 이동 차량에서 E-머신들의 통합은 그 크기 및 중량을 중요한 설계 고려 사항으로 만든다. E-머신들이 보다 작게 되고 더욱 큰 동력 밀도로 됨으로써, 이것들은 공기만으로 냉각하는 것이 어렵게 되었다.
이러한 설계 고려 사항은 액냉 시스템의 개발을 이끌었다.
그러나, 이러한 냉각 시스템들은 그 자체의 걸림돌을 가진다. 많은 공지된 액냉 기술들은 추가의 부품들이 전기 기계에 또는 그 주위에 설치될 것을 요구하는 복잡한 시스템들을 이용한다. 이러한 설계는 추가적인 제조 비용과 처리 시간을 초래한다. 더욱 중요하게, 이러한 복잡한 시스템들은 또한 E-머신의 전체적인 중량을 증가시킨다. 하이브리드 전기차에서, 중량의 증가는 때때로 전체적인 차량 출력 및/또는 연료 효율에서의 감소를 초래한다.
그러므로, 이러한 분야에서 개선의 필요성이 있다.
본 발명은 전기 모터를 냉각하기 위한 개선된 시스템과 방법을 제공한다.
본 발명의 한 양태에 따라서, 전기 모터는 축을 중심으로 회전 가능한 회전자와, 회전자로부터 방사상으로 이격된 고정자를 포함한다. 고정자는 복수의 적층된 라미네이션들로 구성된다. 단부 라미네이션은 라미네이션 적층물의 각 단부에 위치된다. 각각의 라미네이션들은 그 외주변 주위에 위치된 복수의 구멍(aperture)들을 가진다. 각 구멍은 진입 슬롯(entrance slot)과 냉각공(cooling hole)을 가진다. 인접한 적층된 라미네이션들의 진입 슬롯들은 제 1 냉각제 통로를 형성하도록 일치한다. 인접한 적층된 라미네이션들의 냉각공들은 제 2 냉각제 통로를 형성하도록 일치한다. 제 1 통로와 제 2 통로는 라미네이션 적층물의 전체 길이로 이어진다. 모터 하우징은 고정자 주위에 위치되고, 입구와 유체 연통하는 냉각제 채널을 가진다. 냉각제 채널은 제 1 및 제 2 냉각제 통로들에 냉각제를 제공하도록 구성 및 배열된다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 제 2 냉각제 통로를 형성하는 표면들은 단부 라미네이션들의 방향으로 안쪽으로 테이퍼진다. 본 발명의 또 다른 양태에서, 제 2 냉각제 통로의 지름은 계단 형태로 감소한다.
본 발명의 추가의 양태에서, 냉각제 채널을 통해 제 1 및 제 2 냉각제 통로들에 제공된 냉각제는 단부 라미네이션들에 근접할 때 점점 압축된다. 부가적으로, 단부 라미네이션들은 제 1 냉각제 통로를 완전히 종료시킨다. 단부 라미네이션은 또한 제 2 냉각제 통로의 단부에 위치된 개구를 포함한다. 냉각제 분사는 냉각제가 냉각제 채널로부터 제 1 및 제 2 냉각제 통로들을 통하여 유동할 때 생성되고, 냉각제 분사는 단부 라미네이션의 개구를 통하도록 압송된다.
본 발명의 추가의 형태, 목적, 특징, 양태, 이점, 유리함 및 실시예들은 본 명세서에 제공된 상세한 설명 및 도면으로부터 명백하게 될 것이다.
도 1은 개시된 모터 냉각 설비의 한 실시예를 이용하는 하이브리드 전자 기계 변속기의 부분 개략 단면도.
도 2는 개시된 모터 냉각 설비의 한 실시예를 이용하는 하이브리드 전자 기계 변속기의 개략 단면도.
도 3은 본 발명의 한 양태에 따른 전기 모터를 위한 하우징의 사시도.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 단일 라미네이션의 단부도(end view).
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 모터 냉각 설비의 단부 단면도(cross-sectional end view).
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 모터 냉각 설비의 부분 단부 단면도.
도 7은 도 6의 선 A-A를 따라서 취한 모터 냉각 설비의 부분 단면도.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 모터 냉각 설비의 한쪽 단부의 부분 단면도.
도 9는 본 발명의 추가의 실시예에 따른 모터 냉각 설비의 한쪽 단부의 부분 의 부분 측단면도.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 모터 냉각 설비의 부분 단부 단면도.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 냉각제 유동을 도시한 모터 냉각 설비의 부분 측단면도.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 고정자 권선부들 상으로 냉각제 분사를 도시한 모터 냉각 설비의 부분 측단면도.
본 발명의 원리의 이해를 용이하게 하기 위한 목적을 위하여, 도면에 예시된 실시예가 참조되며, 특정 언어가 실시예를 기술하도록 설명된다. 그럼에도, 본 발명의 범위의 제한이 이에 의해 의도되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 기술된 실시예에서의 임의의 대안 및 추가의 변경, 및 본 명세서에 기술된 본 발명의 원리들에 추가의 적용은 본 발명의 기술 분야에서 당업자에게 통상 일어나는 것으로서 고려된다. 본 발명의 한 실시예는, 본 발명에 관련되지 않은 일부 특징들이 명료성을 위하여 도시되지 않았다는 것이 당업자에게는 자명할지라도 보다 상세하게 도시된다.
본 발명은 대체로 전기 모터의 고정자 라미네이션 적층물과 고정자 권선부들을 냉각하기 위한 개선된 시스템과 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 특정 실시예들은 냉각제가 고정자 코어를 통해 유동하고 고정자 권선부들 상에 분사되고, 이에 의해 두 부분 모두를 냉각하는 냉각 시스템을 제공한다.
지금 도면을 참조하여, 도 1은 차량 변속기의 상부 절반부를 도시한다. 본 발명에 대해 중요하지 않기 때문에 도면 부호가 제공되지 않을지라도, 당업자는 도 1이 전형적으로 차량 변속기 주위에서 보여지는 다양한 클러치, 기어, 토션 댐퍼(torsion damper) 등을 추가로 도시한다는 것을 이해할 것이다. 본 발명에 관련하여, 모터 하우징(38)은 전기 모터(100)를 봉입하도록 구성되고 배열된다. 전기 모터(100)는 고정자(102)와 회전자(104)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 고정자(102)는 고정자 권선부(82)들을 포함한다. 냉각제는 입구(42)를 경유하여 모터 하우징(38) 내로 도입된다. 냉각제 채널(40)은 모터 하우징(38)의 상부면 상에 제공되고, 입구(42)와 유체 연통한다.
예시된 실시예들에서, 하우징 커버(90)는, 하우징 커버(90)가 제거 가능하도록 볼트(92)들에 의해 모터 하우징(38)의 개방 단부에 볼트체결된다. 다른 실시예들에서, 하우징 커버(90)는 다른 종래의 방식을 통해 모터 하우징(38)에 부착된다. 하우징 커버(90)는 커버(90) 주위에 방사상으로 이격된 복수의 장착 탭(94)들을 추가로 포함한다. 장착 탭(94)들은 모터 하우징(38)과 봉입된 모터(100)가 적절한 엔진 부품, 즉 변속기 하우징에 용이하게 부착되는 것을 허용한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 모터 하우징(38)은 배출 출구(112)를 또한 포함할 수 있다. 다음에 보다 상세히 설명될 것으로서, 냉각제는 입구(42)와 냉각제 채널(40)을 통해 고정자 코어에 제공된다. 압축된 냉각제는 고정자(102)의 양쪽 단부들을 향하여 압송되며, 고정자 권선부(82) 위로 분사될 것이다. 자연적으로, 중력은 모터 하우징(38)의 저부로 냉각제를 끌어당긴다. 예시된 실시예에서, 입구(42)를 통해 모터 하우징(38) 내로 도입된 축적 냉각제(110)는 냉각제 레벨이 배출 출구(112)에 도달할 때까지 하우징(38)의 저부에 모인다. 배출 출구(112)의 위치는 축적된 냉각제의 양에 영향을 주며, 그러므로, 원하는 적용을 위하여 특정 설계 변수들에 따라서 상이한 위치들에 위치될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 배출 출구는 모터 하우징(38)으로부터 냉각제가 바로 회수되기 위하여 모터 하우징(38)의 저부에 배치된다. 이로부터, 제거된 냉각제는 차량의 다른 부품(클러치, 기어, 변속기, 구동 유닛 등과 같은)으로 보내지거나 또는 냉각되도록 열교환기로 직접 보내질 수 있다.
도 3은 모터 하우징(38)의 분리 사시도이다. 상기된 바와 같이, 냉각제는 입구(42)를 통해 모터 하우징(38) 내로 도입된다. 냉각제는 그런 다음 냉각제 채널(40)에 의해 고정자 코어 내로 공급된다. 도시된 바와 같이, 냉각제 채널(40)은 모터 하우징(38)의 상부면 상에 제공된다. 냉각제의 양은 냉각제 채널(40)의 길이에 의해 적어도 부분적으로 지시되는 것을 예측하여야 한다. 도시된 실시예에서, 냉각제 채널(40)은 단지 모터 하우징(38)의 일부 아래로 연장한다. 또 다른 실시예에서, 냉각제 채널(40)은 모터 하우징(38) 주위로 완전히 연장한다.
상기된 바와 같이, 전기 모터는 고정 고정자를 포함한다. 고정자는 서로 적층되는 복수의 개별적인 라미네이션들로 만들어진다. 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 개별적인 라미네이션(20)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 라미네이션(20)은 대체로 배면 철제 영역(22, back iron area)을 형성하는 그 외주변 주위의 영역과, 대체로 라미네이션 코어(24)를 형성하는 라미네이션(20)의 내향 부분을 가진다. 라미네이션(20)의 배면 철제 영역(22)은 복수의 구멍(26)들을 포함한다. 각 구멍(26)은 진입 슬롯(28)과 냉각공(30)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 진입 슬롯(28)은 라미네이션(20)의 외부 영역과 냉각공(30)을 위한 연통 연결을 제공한다. 라미네이션 코어(24)의 내부 부분은 복수의 권선부 슬롯(34)들을 형성하는 복수의 권선부 이빨(32)들을 포함한다. 고정자 권선부들은 슬롯(34) 주위에 감겨지고 종래의 방식으로 권선부 이빨(32)들에 의해 지지된다.
라미네이션 적층물을 형성하도록, 복수의 개별적인 라미네이션(20)들은 서로 적층되고 결합된다. 한 실시예에서, 라미네이션들은 접착제 또는 용매의 사용을 통해 서로 결합된다. 또 다른 실시예에서, 개별적인 라미네이션들은 기계적인 연결을 통해 서로 결합되거나 또는 고정된다.
도 5 및 도 6을 참조하여, 라미네이션 적층물은 모터 하우징(38)에 의해 봉입된다. 상기된 바와 같이, 모터 하우징(38)은 냉각제 채널(40)을 형성하는 상승된 부분을 포함한다. 냉각제 채널(40)은 예를 들어 몰딩 또는 가공을 포함하지만 이에 형성되지 않는 공지의 기술을 통해 하우징(38) 내로 형성될 수 있다.
냉각제 채널(40)은 입구 포트(42)와 연통하고 유체 연결된다. 냉각제 채널(40)은 라미네이션(20)의 배면 철제 영역(22) 위에 냉각제 도입 영역(44)을 형성하도록 치수화된다. 입구 포트(42)는 모터 하우징(38), 특히 냉각제 도입 영역(44)을 들어가는 액체 또는 유체 냉각제를 위한 통로를 제공한다. 냉각제 도입 영역(44)은 진입 슬롯(28)을 통해 냉각공(30) 내로 도입되도록 냉각제를 위한 공간을 제공한다.
도시된 실시예에서, 냉각제 도입 영역(44)은 냉각제 채널(40)의 상부 120°부분에 위치된다. 그러나, 냉각제 채널(40)은 특정 적용에 따라서 라미네이션 적층물의 보다 크거나 또는 보다 작은 부분을 덮도록 설계될 수 있다. 예시된 실시예는 라미네이션 적층물의 중간에 위치된 냉각제 채널(40)을 도시한다. 그러나, 냉각제 채널(40)의 위치가 조립, 제조, 및/또는 설계 고려 사항에 따라서 움직일 수 있다는 것이 고려된다.
도면으로부터 예측될 수 있는 바와 같이, 냉각제 채널(40)은 고정자 코어의 단지 작은 부분에 인접하여 위치된다. 그러므로, 고정자 코어에 인접한 모터 하우징(38)의 나머지의 내부면은 봉입면(46)을 형성한다. 봉입면(46)은 라미네이션(20)의 배면 철제 영역(22)에 대해 동일 높이에 위치된다.
도시된 바와 같이, 권선부 이빨(32)들은 절연 라이너(48)에 의해 내부 상에서 덮여진다. 절연 라이너(48)는 Nomex®, Mylar®, Kapton® 또는 이것들의 임의의 층 조합 또는 다른 절연재들과 같은, 그러나 이에 형성되지 않는 다양한 재료들로 만들어질 수 있다.
도 7은 도 6의 선 A-A를 따라서 취한 부분 단면도이다. 도시된 바와 같이, 고정자 코어(50)는 복수의 라미네이션(20)들이 서로 적층될 때 생성된다. 복수의 라미네이션(20)들의 진입 슬롯(28)들은 제 1 냉각제 통로(52)를 형성하도록 정렬하고, 냉각공(30)들은 제 2 냉각제 통로(54)를 형성하도록 정렬한다. 제 1 냉각제 통로(52)와 제 2 냉각제 통로(54) 모두는 고정자 코어(50)의 전체 길이를 따라서 연장한다. 봉입면(46)은 제 1 냉각제 통로(52)의 상부에 대해 또는 상부에 밀접하게 인접하여 동일 높이에 위치된다. 이러한 배열은 제 1 냉각제 통로(52)로부터 냉각제가 넘치는 것을 최소화한다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 본 발명의 모터 냉각 설비의 한쪽 단부의 단면도를 도시한다. 이 실시예에서, 단부 라미네이션(56)은 고정자 코어(50)의 단부에 위치된다. 단부 라미네이션(56)은 제 1 냉각제 통로(52)를 완전히 종료시키고, 제 2 냉각제 통로(54)를 부분적으로 덮는다. 단부 라미네이션(56)은 개구(58)를 가진다. 예시된 실시예에서, 개구(58)는 제 2 냉각제 통로(54)의 지름보다 작은 지름을 가진다. 또 다른 실시예에서, 단부 라미네이션(56)의 개구는 제 2 냉각제 통로(54)의 지름과 동일한 지름을 가진다.
도 9는 추가의 실시예에 따른 본 발명의 모터 냉각 설비의 한쪽 단부의 단면도를 도시한다. 고정자 코어(60)는 복수의 개별적인 라미네이션(21)들이 서로 적층될 때 생성된다. 진입 슬롯(28)들은 제 1 냉각제 통로(62)를 형성하도록 정렬한다. 유사하게, 라미네이션(21)들의 냉각공(30)들은 제 2 냉각제 통로(64)를 형성하도록 정렬한다. 제 1 냉각제 통로(62)와 제 2 냉각제 통로(64) 모두는 고정자 코어(60)의 전체 길이를 따라서 연장한다.
이 실시예에서, 냉각공(30)들의 지름은 각 외향 라미네이션(21)에 대해서 감소된다. 그 결과, 제 2 냉각제 통로(64)를 형성하는 표면들은 단부 라미네이션(66)의 방향으로 테이퍼진다. 또 다른 실시예에서, 제 2 냉각제 통로(64)의 지름은 계단 형태로 감소한다. 예를 들어, 냉각공(30)의 지름은 10개의 연이은 라미네이션들에 대해 동일할 수 있다. 다음의 10개의 라미네이션들은 그런 다음 이전의 라미네이션들의 지름보다 약간 작은 지름을 구비한 냉각공(30)들을 가질 수 있다. 라미네이션들의 각 그룹은 내향하여 인접한 그룹보다 작은 지름의 냉각공(30)을 가지게 된다.
단부 라미네이션(66)은 고정자 코어(60)의 단부에 제공된다. 단부 라미네이션(66)은 개구(68)를 가진다. 단부 라미네이션(66)은 제 1 냉각제 통로(62)를 완전히 종료시킨다. 도시된 실시예에서, 단부 라미네이션(66)의 개구(68)는 제 2 냉각제 통로(64)의 단부의 지름과 동일한 지름을 가진다. 또 다른 실시예에서, 단부 라미네이션(66)은 제 2 냉각제 통로(64)의 단부의 지름보다 작은 지름을 구비한 개구를 가진다.
도 10, 도 11 및 도 12를 참조하여, 라미네이션 적층물 내로 그리고 이를 통해 유동하는 냉각제가 지금 설명될 것이다. 냉각제가 입구 포트(42)를 통해 냉각제 채널(40) 내로 펌핑됨으로써, 냉각제는 냉각제 채널(40)을 채운다. 냉각제 유동은 대체로 화살표(72)로 지시된다. 예시된 실시예에 따라서, 압축된 냉각제는 단지 진입 슬롯(28)을 통해, 냉각제 채널(40)와 유체 연통하는 냉각공(30)들 내로 유동한다. 도시된 실시예에서, 냉각제 채널(40)은 라미네이션 적층물의 중심 가까이에 위치된다.
압축된 냉각제는 그런 다음 제 1 냉각제 통로(62)와 제 2 냉각제 통로(64)를 통해 고정자 코어(60)의 전방 및 후방 단부 모두를 향하여 보내진다. 당업자에 의해 예측될 수 있는 바와 같이, 냉각제는 냉각제가 이러한 통로를 통해 진행함으로써 라미네이션들로부터 열을 흡수하고, 고정자 코어의 전체적인 냉각을 돕는다.
상기 설명되고 본 발명에 따라서, 냉각공(30)들의 지름은 각 외향 라미네이션에 대해서 감소된다. 따라서, 제 2 냉각제 통로(64)를 형성하는 표면들은 단부 라미네이션(66)의 방향으로 테이퍼진다. 냉각제 유동(72)은 제 2 냉각제 통로(64)의 감소된 영역으로 인하여 단부 라미네이션(66)에 가까워짐에에 따라서 점점 압축된다. 유사하게, 제 1 냉각제 통로(62)는 단부 라미네이션(66)에서 종료된다. 그 결과, 냉각제 분사(80)는 냉각제 유동(72)이 단부 라미네이션(66)의 개구를 통과함으로써 생성된다. 냉각제 분사(80)는 고정자 권선부(82)로부터 열을 흡수한다.
다른 실시예들에서, 단부 라미네이션의 개구는 냉각제 분사(80)의 생성을 촉진하기 위해 사용될 수 있다. 도 8에 도시된 실시예를 참조하여, 제 2 냉각제 통로(54)의 벽들은 외향 방향으로 테이퍼지지 않는다. 대신에, 단부 라미네이션(56)의 개구는 제 2 냉각제 통로(54)의 지름보다 작은 지름을 가진다. 이러한 작은 개구는 노즐 또는 오리피스를 통과하는 것처럼 냉각제가 고압으로 단부 라미네이션(56)을 빠져나가게 한다. 이러한 것은 고정자 권선부 상에 냉각제를 분사시키게 된다.
한 실시예에서, 냉각제는 단지 상부 고정자 권선부(82) 상에만 분사된다. 이러한 경우에, 중력은 냉각제로 하여금 하부에 위치된 고정자 권선부를 통해 아래로 유동하도록 하고, 이에 의해, 고정자 권선부의 나머지를 마찬가지로 냉각한다.
고정자(102)와 고정자 권선부(82)가 모터(100)의 동작 동안 상당한 양의 열을 발생시키는 것이 예측되어야 한다. 그러므로, 이러한 부품들은 모터(100)의 성능과 신뢰성을 개선하기 위하여 냉각되어야 한다. 또한, 냉각제가 개시된 라미네이션 적층물에 의해 제공된 통로들을 통해 진행함으로써, 냉각제가 라미네이션들로부터 열을 흡수하고 고정자 코어의 전체적인 냉각을 돕는다는 것이 예측되어야 한다. 부가적으로, 고정자 권선부(82)는 냉각제 분사(80)에 의해 냉각된다. 또한, 모터 하우징(38)의 저부에 위치된 고정자 권선부들은 모터 하우징(38)에 저장된 축적 냉각제(110)에 의해 또한 냉각된다. 고정자(102)와 고정자 권선부(82)에 의해 발생된 열이 모터의 상부로 상승하려 하기 때문에, 본 발명의 냉각 시스템과 방법은 열점이 위치된 곳으로 냉각제가 도입되는 것을 가능하게 한다. E-머신은 효과적이고 효율적으로 냉각되고, 이에 의해 전체적인 성능을 증가시킨다.
도시된 실시예에서, 냉각공(30)들은 원형 단면을 가진다. 그러나, 냉각공(30)들이 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 또는 삼각형과 같은, 그러나 이에 형성되지 않는 다양한 형상으로 형성될 수 있다는 것이 고려된다.
한 실시예에서, 라미네이션(20, 21)들은 실리콘 스틸 또는 분말 금속과 같은, 그러나 이에 형성되지 않는 시트 형태의 자석 재료로부터 압인된다.
이러한 적용의 문맥에서, 냉각제는 유체인 것으로 이해된다. 유체는 열을 흡수할 수 있는 상이한 형태의 오일, 비전도성 유체, 또는 이것들의 임의의 조합일 수 있다.
본 발명이 도면 및 이전의 설명에서 상세하게 도시되고 기술되었지만, 이러한 것들은 예시적이고 특징에서 비제한적인 것으로서 고려되어야 하며, 단지 바람직한 실시예가 도시되고 기술되었으며, 다음의 청구항들에 의해 형성된 본 발명의 사상 내에 있는 모든 변화, 등가물, 및 변형이 보호되기를 원한다는 것을 이해하여야 한다. 또한 본 예들에서 구현된 구조와 특징들이 서로에 대해 변경, 재배열, 대체, 삭제, 복사, 결합 및 부가될 수 있다는 것이 고려되어야 한다. 표현 "상기", "단수 표현", 및 "및"은 반드시 단지 하나만을 의미하도록 제한되는 것은 아니며, 오히려 선택적으로 복수의 이러한 요소들을 포함하도록 포괄적이고 제약을 두지 않는 것이다. 본 명세서에서 인용된 모든 공보, 특허, 및 특허 출원들은 각 개별적인 공보, 특허, 또는 특허 출원이 그 전체에 있어서 참조에 의해 통합되고 제시되도록 특별히 그리고 개별적으로 지시된 것처럼 참조에 의해 본 발명에 통합된다.

Claims (20)

  1. 전기 모터로서,
    두 단부들을 갖는 라미네이션 적층물(lamination stack)을 형성하는 복수의 라미네이션들;
    모터 권선부;
    상기 라미네이션 적층물의 각 단부에 위치되는 단부 라미네이션;을 포함하고, 각 라미네이션은 각 라미네이션의 외주변 주위에 위치되는 복수의 구멍들을 가지며, 각 구멍은 진입 슬롯과 냉각공을 형성하며, 상기 라미네이션 적층물에 있는 인접한 라미네이션들의 상기 냉각공들은 일치하고 상기 라미네이션 적층물의 전체 길이를 따라서 연장하는 적어도 하나의 제 2 냉각제 통로를 형성하며, 상기 라미네이션 적층물에 있는 인접한 라미네이션들의 상기 진입 슬롯들은 일치하고 상기 라미네이션 적층물의 전체 길이를 따라서 연장하는 적어도 하나의 제 1 냉각제 통로를 형성하고,
    상기 진입 슬롯은 상기 냉각공의 방사상 외향으로 배치되고, 상기 냉각공의 폭은 상기 진입 슬롯의 폭 보다 큰, 전기 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각공들은 상기 제 2 냉각제 통로를 형성하고, 상기 라미네이션 적층물의 중심으로부터 각 단부 라미네이션을 향하여 지름이 감소하는, 전기 모터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 냉각제 통로의 지름은 상기 라미네이션 적층물의 중심으로부터 각단부 라미네이션을 향하여 계단 형태로 감소하는, 전기 모터.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    각 단부 라미네이션에 인접한 상기 제 2 냉각제 통로의 지름은 상기 라미네이션 적층물의 중심 가까이에 있는 상기 제 2 냉각제 통로의 지름보다 작은, 전기 모터.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 냉각제 통로는 각 단부 라미네이션에 의해 종료하는, 전기 모터.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 냉각제 통로의 지름은 상기 라미네이션 적층물 전체에 걸쳐 균일하고, 상기 단부 라미네이션의 개구의 지름은 상기 단부 라미네이션에 인접한 상기 냉각공의 지름 보다 작은, 전기 모터.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    축을 중심으로 회전 가능한 회전자;
    상기 회전자로부터 방사상으로 이격되고, 상기 라미네이션 적층물과 단부 라미네이션들을 포함하는 고정자;
    상기 고정자를 봉입하는 모터 하우징; 및
    상기 모터 하우징과 유체 연통하고, 상기 제 1 냉각제 통로에 냉각제를 제공하도록 구성되고 배열되는 냉각제 채널;을 추가로 포함하는, 전기 모터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 냉각제 채널은 원주방향으로 상기 모터 하우징의 일부의 주위에 위치되고 또한 상기 라미네이션 적층물에 대해 축 방향 중심에 위치되고, 상기 모터 하우징은 상기 냉각제 채널과 유체 접속하는 입구를 포함하는, 전기 모터.
  9. 복수의 라미네이션들을 적층하여 라미네이션 적층물을 형성하는 단계로서, 각 라미네이션은 각 라미네이션의 외주변 주위에 위치된 복수의 구멍들을 가지며, 각 구멍은 진입 슬롯과 냉각공을 형성하며, 각 라미네이션에 대해 상기 진입 슬롯은 상기 냉각공의 방사상 외향으로 배치되고, 상기 냉각공의 폭은 상기 진입 슬롯의 폭 보다 큰, 상기 라이네이션 적층물을 형성하는 단계;
    상기 구멍들을 정렬하여 상기 라미네이션 적층물에 있는 인접한 라미네이션들의 상기 냉각공들은 일치하고 상기 라미네이션 적층물의 전체 길이를 따라서 연장하는 복수의 제 2 냉각제 통로들을 형성하며, 상기 라미네이션 적층물에 있는 인접한 라미네이션들의 상기 진입 슬롯은 일치하고 상기 라미네이션 적층물의 전체 길이를 따라서 연장하는 복수의 제 1 냉각제 통로들을 형성하는 단계; 및
    상기 라미네이션 적층물의 각 축방향 단부에 단부 라미네이션을 위치시키는 단계;를 포함하는 방법.
  10. 제 9 에 있어서,
    상기 단부 라이네이션을 위치시키는 단계 후에, 모터 권선부를 상기 단부 라미네이션에 인접하게 배치하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 모터 권선부를 상기 단부 라미네이션에 인접하게 배치하는 단계 후에, 모터 하우징으로 상기 라미네이션 적층물을 봉입하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 하우징은 유체 입구 및 상기 모터 하우징의 일부 주위에 원주방향으로 배치되고 또한 상기 라미네이션 적층물에 대해 축방향 중심에 배치된 냉각제 채널을 구비하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 냉각제 채널로부터 상기 제 1 냉각제 통로 중 적어도 하나의 제 1 냉각제 통로 내로 냉각제를 펌핑하는 단계;
    상기 적어도 하나의 제 1 냉각제 통로와 대응하는 상기 제 2 냉각제 통로를 통하여 상기 라미네이션 적층물의 전체 길이를 따라서 상기 냉각제를 압송(force)하는 단계; 및
    상기 냉각제로 상기 모터 권선부에 분사하여 상기 모터 권선부를 냉각하는 단계;를 추가로 포함하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 라미네이션 적층물의 전체 길이를 따라서 상기 냉각제를 압송하는 단계는 상기 라미네이션 적층물의 축방향 단부에 위치되는 단부 라미네이션 상에 제공되는 개구를 통해 상기 냉각제를 압송하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 라미네이션 적층물을 봉입하는 모터 하우징의 저부에 상기 모터 권선부를 냉각하는 상기 냉각제를 축적하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 냉각제는 상기 라미네이션 적층물의 중심부로부터 양쪽 축방향 단부들을 향하여 압송되는 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 냉각제는 상기 라미네이션 적층물의 중심 가까이에 위치한 상기 냉각제 채널로 펌핑되는 방법.
  17. 제 8 항에 있어서,
    상기 냉각제 채널은 상기 라미네이션 적층물에 대해 축방향 중심에 위치되고, 상기 냉각제 채널은 복수의 제 1 냉각제 통로들의 축방향 중심 부분과 유체 연통되는, 전기 모터.
  18. 제 1 항에 있어서,
    각 단부 라이네이션에 인접한 상기 제 2 냉각제 통로의 지름은 상기 라미네이션 적층물의 축방향 중심 근처의 상기 제 2 냉각제 통로의 지름 보다 작고, 상기 제 2 냉각제 통로를 형성하는 상기 냉각공들은 상기 라미네이션 적층물의 축방향 중심으로부터 각 단부 라미네이션을 향해 지름이 감소하는, 전기 모터.
  19. 전기 모터로서,
    두 단부들을 가지는 라미네이션 적층물을 형성하는 복수의 라미네이션들을 구비하고 회전축에 동심으로 배치된 고정자;
    상기 회전축을 중심으로 회전가능한 회전자;
    모터 권선부;
    외부면을 가지며 상기 고정자를 봉입하는 모터 하우징;
    상기 라미네이션 적층물의 각 단부에 위치되는 단부 라미네이션;
    상기 모터 하우징의 외부면에 위치된 냉각제 채널;
    상기 냉각제 채널과 유체 연통하는 유체 입구;를 포함하며,
    각 라미네이션은 각 라미네이션의 외주변 주위에 위치된 복수의 구멍들을 가지며, 각 구멍은 진입 슬롯과 냉각공을 형성하며, 상기 진입 슬롯은 상기 회전축에 대해 상기 냉각공의 방사상 외향으로 배치되며, 상기 냉각공의 폭은 상기 진입 슬롯의 폭 보다 크며,
    상기 라미네이션 적층물에 있는 인접한 라미네이션들의 상기 냉각공들은 일치하고 상기 라미네이션 적층물의 전체 길이를 따라서 연장하고 상기 회전축에 평행한 복수의 제 2 냉각제 통로들을 형성하며, 상기 제 2 냉각제 통로는 냉각제가 상기 제 2 냉각제 통로들에 적용될때 냉각제를 상기 모터 권선부에 적용하도록 구성되고, 상기 라미네이션 적층물에 있는 인접한 적층물들의 상기 진입 슬롯들은 일치하며 상기 라미네이션 적층물의 전체 길이를 따라서 연장하고 상기 회전축에 평행한 복수의 제 1 냉각제 통로들을 형성하며, 상기 제 1 냉각제 통로들은 적어도 하나의 단부 라미네이션에 의해 종료되고,
    상기 냉각제 채널은 상기 모터 하우징의 표면의 일부 둘레 주위로 원주방향으로 위치되며, 상기 냉각제 채널은 상기 모터 하우징의 외부면을 지나 방사상으로 연장되고, 상기 냉각제 채널은 상기 회전축에 대해 동심이고 또한 상기 라미네이션 적층물에 대해 축방향 중심에 있고, 상기 냉각제 채널은 복수의 제 1 냉각제 통로들의 축방향 중심 부분과 유체 연통하고 상기 제 1 냉각제 통로들의 양쪽 축방향 단부들을 향하여 냉각제 유동을 공급하도록 구성되는, 전기 모터.
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