具有共形热管的电动马达转子的制作方法

1.本发明涉及电机及其转子，并且更具体地涉及具有多个内腔室的转子，其中一些内腔室可以容纳旨在从转子的芯体中移除热量的热管。


背景技术：

2.诸如用于内部永磁体(ipm)机器或同步磁阻(sr)机器的转子包括围绕旋转轴组装的转子芯体。这些转子可以具有分段构造，其包括形成芯体的多个堆叠的叠层。芯体可以包括内腔室，内腔室作为磁通屏障来影响机器的操作特性。芯体的叠层形成为圆盘形，具有在旋转轴上用于组装的中心开口。磁通屏障围绕轴开口分布，通常具有与叠层的圆周相邻的端部，并且可以朝向轴延伸。磁通屏障腔室可以包含或不包含磁体或导体/线圈。
3.对电动马达进行冷却可以是可期望的，因为温度升高可能影响马达性能和部件寿命。此外，马达效率可以随着温度升高而降低。因此，改善热量管理的最佳冷却系统设计可以提高马达的使用寿命、性能和可靠性。例如，转子损耗可能导致转子内部热量生成。从正在移动的转子中移除热量以避免其部件的高工作温度比移除非旋转定子的热量更具挑战性，尤其是在高转子运行速度下。
4.磁通屏障腔室的物理维度、数量和定位影响电机的性能。叠层特征(诸如腔室)及其结构特征可以影响操作参数，诸如电机在不对转子芯体过度施加应力的情况下可达到的速度。因此，转子腔室被设计为达到特定的性能目标，并修改或添加腔室来改变并非优选的设计。
5.可期望地避免高转子工作温度以输送电动马达的最佳性能、效率和耐久性。因此，可期望为电机提供经济的转子，从而通过有效冷却系统来达到高性能。此外，结合附图和前述技术领域和背景技术，根据随后的具体实施方式和所附的权利要求书，本发明的其他可期望特征和特性将变得显而易见。


技术实现要素：

6.在各种实施例中，用于电机的转子包括热管冷却系统。转子包括转子芯体，该转子芯体具有在转子芯体内的至少一个腔室。由转子芯体所限定出的壁环绕该至少一个腔室。磁性元件被部署在腔室中，在磁性元件和壁之间的腔室中留出空隙。热管蒸发器被部署在该空隙中并接触磁性元件和壁移除转子芯体的热量。
7.在多个实施例中，该磁性元件包括磁体。
8.在多个实施例中，端环设置在转子芯体上，热管蒸发器与端环耦接为冷凝器，并且端环被配置为保持和支撑转子芯体。
9.在多个实施例中，热管蒸发器包括壳体，壳体被配置成具有通过转子的旋转生成离心力产生毛细作用的形状。
10.在多个实施例中，该形状包括锥形、扭转形和拱形中的至少一种。
11.在多个实施例中，腔室包括一个腔室，转子芯体包括两个轴向端，热管蒸发器包括
从两个轴向端中的第一个延伸到转子芯体中的第一热管蒸发器和第二热管蒸发器从两个轴向端中的第二个延伸到转子芯体中，并且第一热管蒸发器和第二热管蒸发器都延伸到该一个腔室中。
12.在多个实施例中，热管蒸发器被配置为共形于空隙并锁定到转子芯体中以加固转子。
13.在多个实施例中，端环被布置在转子芯体上。热管蒸发器与端环耦接为冷凝器。端环包括具有形成阶梯的堤部的外表面，并且转子具有液体冷却系统，该液体冷却系统被配置为引导液体越过外表面和堤部以冷却冷凝器。
14.在多个实施例中，提供液体冷却系统用于冷却转子芯体，其中液体冷却系统包括泵，该泵配置有控制器以减少流体泵送来获得最佳效率，同时热管蒸发器从转子芯体移除热量。
15.在多个实施例中，端环包括在转子芯体上。热管蒸发器与端环耦接为冷凝器，在插入转子芯体之前热管蒸发器和端环形成一体式组合件。
16.在另外的实施例中，用于电机的转子包括轴和被部署在轴上的转子芯体。转子芯体在转子芯体内部具有多个腔室，每个腔室由转子芯体形成每个腔室的壁限定出，这些腔室被配置为磁通屏障以提供转子芯体的可期望磁属性。磁性元件被部署在腔室中的至少一些中，在每一个在磁性元件与壁之间留出空隙。热管蒸发器被部署在至少一些空隙中并且接触相应的磁性元件和壁以从转子芯体移除热量。端环被部署在轴上并支撑转子芯体，端环与每个热管蒸发器耦接为冷凝器。
17.在多个实施例中，磁性元件包括永磁体。
18.在多个实施例中，热管蒸发器每一个包括壳体，壳体构造成具有通过由转子的旋转生成的离心力来起到毛细作用的形状。
19.在多个实施例中，该形状包括锥形、扭转形和拱形中的至少一种，并且被配置为使液体流过热管蒸发器的一部分并且使蒸汽流过热管蒸发器的另一部分。
20.在多个实施例中，转子芯体包括两个轴向端，并且热管蒸发器包括从两个轴向端中的第一个延伸到转子芯体中的第一组和从两个轴向端中的第二个延伸到转子芯体中的第二组。
21.在多个实施例中，热管蒸发器被配置为共形于空隙并锁定到转子芯体中以通过定位在空隙内来加固转子。
22.在多个实施例中，端环包括具有形成阶梯的堤部的外表面，其中转子具有液体冷却系统，该液体冷却系统被配置为引导液体越过外表面和堤部以冷却冷凝器。
23.在多个实施例中，提供了用于冷却转子芯体的液体冷却系统。液体冷却系统包括泵，该泵配置有控制器以通过热管蒸发器减少流体泵送来从转子芯体移除热量并在需要额外冷却时增加泵送。
24.在多个实施例中，腔室成组地分布在转子芯体周围，其中每组包括腔室的径向外层和腔室的径向内层，并且其中热管蒸发器被部署在腔室的径向内层中位于腔室的径向内层的径向最内端。
25.在其他实施例中，用于电机的转子包括轴和被部署在轴上的转子芯体。转子芯体具有在转子芯体内部的多个腔室，腔室中的每一个由转子芯体形成的壁限定出，腔室被配
置为磁通屏障以提供转子芯体的可期望磁属性。磁性元件被部署在至少一些腔室中，在每个各自的磁性元件与壁之间留出空隙。热管蒸发器被部署在至少一些空隙中并接触磁性元件和壁以从转子芯体移除热量。端环被部署在轴上并支撑转子芯体。端环与热管蒸发器中的每一个耦接为冷凝器。冷凝器和热管蒸发器形成一体式子组合件单元。
附图说明
26.下文将结合以下附图来描述示例性实施例，其中相同的数字指代相同的元件，并且其中：
27.图1是根据各种实施例的电机的各部分的示意性图示；
28.图2是根据各种实施例的大体上沿图1的电机上的线2-2截取的转子的横截面图示。
29.图3是根据各种实施例的在图1的截面处的叠层堆栈的一部分的局部图示；
30.图4是根据各种实施例的图1的转子具有一个冷凝器的示意性截面视图；
31.图5是根据各种实施例的图1的转子具有两个冷凝器的示意性截面视图；
32.图6是根据各种实施例的图1的转子的热管的局部截面示意性图示；
33.图7是根据各种实施例的用于图1的转子的锥形热管的示意性图示；
34.图8是根据各种实施例的用于图1的转子的扭转形热管的示意性图示；
35.图9是根据各种实施例的用于图1的转子的具有两个冷凝器的拱形热管的示意性图示；以及
36.图10是根据各种实施例的图1的转子的端环的示意性透视图示。
具体实施方式
37.下文的具体实施方式本质上仅仅是示例性的，并不意图限制应用和用途。此外，并非意图受前述技术领域、背景技术、发明内容或下文具体实施方式中所提出的任何明示或暗示的理论的约束。
38.如本文所公开的，转子包括冷却系统特征，冷却系统包括热管网络，该热管网络可以具有被放置在转子内部而不改变或干扰转子的磁性设计的热管。热量由热管蒸发器从转子内部被提取，并通过热管工作流体被运送到至少一个冷凝器。工作流体将从转子收集的热量传递到冷凝器。这些热量可以通过油或空气冷却从冷凝器中耗散掉。在多个实施例中，转子是包括全部被安装在公共轴上的钢叠层堆栈、端环和热管网络的组合件。热管可以与为磁性设计目的放置于适当位置的转子腔室共形，也可以被放置在靠近磁性元件的它们自己的腔室中。冷凝器驻留于轴上，支撑并包含叠层堆栈。蒸发器本身可以锁定到叠层堆栈中以减少由钢承载的机械应力和/或减小叠层的现有结构部的尺寸。
39.冷却系统可以被配置为在转子中的电磁场源旁边/附近提供热提取路径，所述电磁场源可以是永磁体或电导体，其中任一种都可以是温度敏感的。热管蒸发器和冷凝器网络可以是冷却系统的一部分，冷却系统包括液体冷却系统，也可以被配置为没有额外的液体冷却。当包括液体冷却系统时，液体冷却系统可以限定出通过转子的回路，并且还冷却马达的定子。在实施例中，当液体冷却系统包括热管网络时，为了提高效率，仅当转子损耗超过热管要移除所生成的热量的能力时才可以启动液体流动。热管网络的冷凝器可以包括冷
凝功能，并且可以被配置为与金属端环结构形成整体，为转子的叠层堆栈提供支撑。因此，冷凝器可以为了转子平衡和轴向保持力提供端环功能，从而不需要单独的端环。蒸发器至少在一侧由冷凝器机械地支撑。热管蒸发器可以与叠层互锁以为叠层堆栈提供额外的结构支撑。为了便于转子的组装，热管蒸发器可以被预组装到冷凝器上并且容易地被插入到转子堆栈中，转子堆栈中具有起到端环作用的冷凝器。热管构造可以被配置为具有使用公共冷凝器的多个独立的蒸发器，其中热管网络中的工作流体是分别包含在每一个独立的热管蒸发器中的。在一些实施例中，可以包括两个冷凝器，在转子的每一端各一个，热管从转子的每一端朝向转子的中心延伸。热管蒸发器可以被设计成具有促进在冷凝器与蒸发器之间热传递以及使用离心力来移动工作流体的特征，这有利地避免了对热管内部的芯体或其他毛细管的需要。当包括冷凝器时，冷凝器可以具有用于改善从冷凝器到冷却油的热传递的成形剖面。
40.参考图1，示意性地图示出了电机20的选定部件，包括定子组合件22和转子组合件24，转子组合件24被配置为通过与定子22相互作用而围绕轴线25旋转。在图示中，为了可见性将转子组合件24示出为被移到定子组合件22外部。在该实施例中，电机20被配置为马达，其中转子组合件24中产生扭矩的电流是由定子组合件22的通电产生的磁场所感生的。在多个实施例中，电机20是适用于在需要调整速度控制的应用中的交流机器，诸如车辆牵引马达，尽管本公开不限于这些应用。
41.定子组合件22是大体上为环形成形的部件，其可以被构造成用于单相功率或多相(诸如三相)功率。在该实施例中，定子组合件22包括由叠层堆栈28制成的芯体26。叠层堆栈28可以被开槽以接收绕组(未示出)、并且由诸如硅钢的软磁材料制成的冲压件形成。叠层堆栈28中的各个叠层可以通过薄的非导电涂层彼此绝缘。在其他实施例中，可以使用另一种铁磁材料来构造叠层堆栈28。定子组合件22可以包括上述用于通电的绕组。
42.转子组合件24包括芯体30，芯体30包括叠层堆栈32，并且芯体30被配置为接收轴34。叠层堆栈32中的叠层可以被冲压或以其他方式形成，并且由铁磁材料制成并且可以通过薄的非导电涂层彼此绝缘，或者可以由另一种材料制成。在芯体30的端部形成端环42、44，芯体30包含在轴34上的叠层堆栈32并为其提供支撑。在当前实施例中，端环42、44由铝材料制造以具有轻重量并提供结构整体性。端环42、44中的一个或两个可提供多种功能，包括在冷却系统36中作为冷凝器操作，这将在下文更详细地描述。在多个实施例中，冷却系统36还可以包括循环液体冷却系统37，并且可以采用泵送的油作为液体，其可以通过轴34中的开口38进入转子组合件24。转子组合件24被配置为具有多个磁极以建立转子组合件24的磁回路，其使用对转子组合件24的角定位以用于与电机20的定子组合件22感生的场相互作用。这些磁极可以至少部分地通过磁通屏障产生，如下所述的。转子的磁场可以由磁性元件源(诸如永磁体或电导体/线圈)生成。
43.在图2中，转子组合件24被示出为在暴露并且可见的具有叠层堆栈32的叠层中的一个的侧面48的横截面中。叠层堆栈32中的每个叠层包括可以起到多种作用的多个开口，被称为腔室。在转子组合件24周围靠近其外周50分布有八个腔室组51-58，每个腔室组形成在两个成角度的层中。腔室组51-58中的腔室在与轴线25平行的轴向59上延伸通过芯体30的转子叠层堆栈32。腔室组51-58用作磁通屏障并帮助限定转子组合件24的磁极。腔室组51-58中的一些或所有腔室可以包含磁性元件源。例如，在腔室组51中，腔室43包含磁体45，
腔室47包含磁体49。在当前实施例中，转子组合件24具有由腔室组51-58限定的八个磁极。转子组合件24还包括排列成环绕轴34的一层通道61-68，其在径向方向75上被布置成在轴34与腔室组51-58之间的半途。通道61-68可以在转子组合件的磁性设计中起作用。在当前实施例中，通道61-68作为冷却系统36的一部分来携载冷却油，冷却油通过开口38进入转子组合件24。
44.冷却系统36包括热管冷却系统69，热管蒸发器71-86被包含在腔室组51-58的径向内侧腔室层中，热管蒸发器包括腔室43、47。当转子组合件24以非常高的速度旋转时，由于离心力或激振力引起的应力可能集中在转子的包含磁性元件(诸如磁体45、49)的部分处。此外，某些转子涡流损耗可能是由腔室(诸如腔室43、47)的存在导致的。因此，将热管蒸发器71-86放置在腔室中既针对在热源处有利地移除热量的热生成的特定区域，又通过热管蒸发器71-86的结构提供了支撑叠层堆栈32的叠层的能力。
45.参考图3，在叠层堆栈32的暴露的叠层处示出了腔室组51周围的转子组合件24的区域。腔室组51-58中的每一个都是相似的，在理解其他腔室组52-58包括相似的元件的情况下对腔室组51的细节进行描述。腔室组51包括两层磁通屏障，在当前的ipm马达的实施例中将它们称为腔室。径向朝向外的层包括腔室87、88并且径向内层包括腔室43、47。腔室43、47、87、88限定出具有支柱91、92和桥体93-96形式的叠层堆栈32的叠层的剩余钢的结构特征。支柱91、92和桥体93-96将叠层堆栈32的叠层的外部保持在一起以抵抗在电机20操作期间旋转地感生的力以及因此可能经受到应力。在径向内层中，腔室43包含磁体45且腔室47包含磁体49。在径向外层中，腔室87包含磁体101并且腔室88包含磁体102。磁体45、49、101、102中的每一个在轴向方向59上延伸通过其各自的腔室并且可以被成形为具有矩形横截面的杆状物，其在端环42与44之间具有延伸长度。
46.在腔室43中，在磁体45与腔室43的壁108之间限定出空隙104。热管蒸发器71被部署在空隙104中并且与壁108共形且与磁体45共形，从而完全地填充空隙104并造成与叠层堆栈32和磁体45接触。类似地，在腔室47中在磁体49与腔室47的壁110之间限定出空隙106。热管72被部署在空隙106中并且与壁110共形且与磁体49共形，造成热管72完全地填充空隙106并与叠层堆栈32和磁体49接触。热管蒸发器71、72利用空隙104、106和磁体49中的可用空间，因此在提供靠近温度敏感磁体45、47的热传递路径的同时不干扰叠层堆栈32的磁性设计。此外，热管蒸发器71、72为叠层堆栈32提供额外的结构支撑并且诸如通过使得更薄的支柱92能够被使用而拓展了设计磁性元件中的灵活性。
47.如图4所示，转子组合件24包括冷却系统36，其具有液体冷却系统37和热管冷却系统69，每一个都延伸到芯体30中。转子组合件24包括芯体30、端环42、44和轴34，端环44配置为冷凝器。除了热管网络的冷凝器功能，多功能冷凝器端环44还提供对端环的支撑和收纳功能。通过这样的方式，诸如通过选择性地移除形成空隙115的材料，冷凝器端环44能够使转子组合件24平衡，而不影响冷凝器功能。液体冷却系统37包括泵111，泵111通过开口38输送流体(诸如油)，开口38轴向延伸通过轴34。在诸如车辆推进系统的实施例中，泵111可以泵送流体以用于润滑和冷却包括用于电机20的推进系统的目的，并且泵111可以诸如由控制器113可变地控制。可以采用对油流量的控制来减少流动、阻力和/或泵送效力，使得在低功率操作状态和/或当阻力很大时，可以提供降低泵送，这在提高效率的同时热管网络移除了所有或大部分生成的热量。至少一个横孔112径向地延伸通过开口38到达通道61-68，诸
如图示的通道62、66。通道62、66轴向地延伸通过芯体30，芯体30穿透冷凝器端环44并延伸到但不通过端环42。由可以通过在开口114、116处的冷凝器端环44退出转子组合件24，使外表面118湿润以进行冷却。转子组合件24的旋转导致油在表面118上沿径向向外的方向流动并然后被分布到定子22上以对其冷却。
48.热管冷却系统69包括热管蒸发器71-86，如图所示出的包括热管蒸发器71、77。热管蒸发器71-86可以在插入芯体30之前固定到冷凝器端环44从而形成整体化的子组合件。热管蒸发器轴向延伸穿过芯体30到达锁定到转子叠层堆栈32中的端环42以加固转子从而诸如为了高速运行而提供额外的机械整体性。锁定动作可以通过诸如压配的方式实现或归因于对共形于可用空间的热管蒸发器71-86进行原位固化来实现。由热管冷却系统69提供的冷却是诸如工作流体流量和转子组合件24的温度等因素的函数。蒸发器71-86是封闭管道，在封闭管道内工作流体在低温冷凝器端环44与芯体30内的高温部分(电机20运行期间在此生成热量)之间循环。随着温度升高，随着工作流体在蒸发器71-86中蒸发吸收热能以运送到冷凝器端环44，从而实现蒸发冷却，在冷凝器端环44处工作流体返回液态并流回到高温度区域。
49.如图5所图示的，冷却系统36包括如图4所示的液体冷却系统37，并且包括具有两个冷凝器端环42、44的热管冷却系统120。热管蒸发器121-124代表了在双方向上延伸到芯体30中的多个蒸发器。热管蒸发器121、122与冷凝器端环44耦接并且热管蒸发器123、124与冷凝器端环42耦接。热管蒸发器121-124的长度是总计可以从转子组合件24移除的热量的参数。该长度可根据热量移除的要求进行调整。如图所示，热管蒸发器121-124可以延伸通过不到芯体30的一半，或者可以延伸通过超过芯体30的一半。当延伸通过超过芯体30的一半时，例如，热管蒸发器121、123可以相互偏移以至于不相交而可以在轴向上重叠。在当前图示的实施例中，例如，热管蒸发器121、123被部署在公共空隙104中以不需要修改磁性设计。类似地，热管蒸发器122、124被部署在腔室中的一个的公共空隙126中。在该实施例中，液体冷却系统37通过开口114、116、130、132冷却两个冷凝器端环42、44的外表面118、128。
50.参考图6，热管蒸发器71的示例构造作为热管蒸发器71-86的代表被示出。热管蒸发器71通常包括壳体134、毛细管136和工作流体138，工作流体138在蒸汽和液态之间转换以进行热移动。在一个部分140中，芯体30中生成的热量被传递到工作流体138从而使液体蒸发，并将热量吸收到蒸汽中。由于额外的蒸汽产生，蒸汽流向在冷凝器端环44处的另一部分142，在那里冷凝，将热量输送到冷凝器端环44。经冷凝的液体由于毛细作用朝向部分140移回从而完成循环。壳体134可以与其插入其中的空隙(诸如空隙104)共形。例如，壳体134可以由陶瓷树脂制成，该陶瓷树脂可以通过增材制造打印或以其他方式形成，然后诸如通过紫外光加热来强化而被固化。壳体134可以在空隙104中原位固化，或者可以以在空隙104上建模的形式固化并然后被插入到空隙104中。毛细管136可以具有多种构造而在当前图示中是可以通过粉末烧结形成的陶瓷芯体。毛细管136可以在壳体134之前形成，壳体134可以被构造成在毛细管136上，或者毛细管136可以构造并插入到已形成的壳体134中。工作流体138可以是介电流体以避免在转子组合件24中产生电磁损耗。在其他实施例中，毛细管136可以是与移动工作流体138可共用的另一种结构，诸如凹槽、通路、热管形状或其他。通常，处于蒸汽状态的工作流体138及其相关联的潜在热量朝向低温冷凝器部分142移动，在该处其冷凝释放热量。毛细管136的作用使作为冷凝液体的工作流体138通过毛细管结构返回通
过蒸发器71。
51.参考图7，将热管蒸发器71的形状示出为毛细管136的结构。在本实施例中，热管蒸发器71的壳体134呈锥形以在冷凝器端环44处的部分142具有较小的截面面积，并且远离冷凝器端环移动通过部分140具有越来越大的截面面积。转子组合件24围绕轴线25的旋转150产生作用在热管蒸发器71上的离心力152。壳体134的锥形形状在离心力152的影响下促进液体形式的工作流体138从冷凝器端环44流动通过壳体134并进入芯体30。较大密度的液体形式的工作流体138沿壳体134的径向外侧移动。较小密度的蒸气形式的工作流体138沿壳体134的径向内侧朝向冷凝器端环44移回。采用锥形的壳体134作为毛细管136可被用于消除对单独芯体类型部件的需要。
52.参考图8，示出了作为毛细管136结构的另一种形状的热管蒸发器71。在本实施例中，热管蒸发器71的壳体134形成扭转的形状，以具有一致的旋转的横截面积。壳体134的横截面156大体上是四边形的并且从冷凝器端环44处的端部158到芯体30中的端部160扭转90度。横截面156形成顶角161-164，顶角161-164具有沿壳体134的长度扭转/螺旋形的定向。转子组合件24围绕轴线25的旋转150产生作用在热管蒸发器71上的离心力152。扭转形状的壳体134在离心力152的影响下促进液体形式的工作流体138从冷凝器端环44流动通过壳体134并进入芯体30。壳体具有沿其长度扭转的四个顶角线171-174。在端部158处，顶角线172和172到轴线25的距离相等。在端部160处，顶角线171是顶角线171-174中到轴线25径向最远的。因此，顶角线171在移动进入芯体30时逐渐远离轴线25移动。较大密度的液体形式的工作流体138大体上沿着壳体134的扭转的顶角线171移动。较小密度的蒸气形式的工作流体138大体上沿着壳体134的顶角线172朝向冷凝器端环44移回。采用扭转/螺旋形状的壳体134作为毛细管136可以被用于消除对单独的芯体类型部件的需要。
53.参考图9，作为毛细管136的结构的热管蒸发器71的形状被图示为具有双冷凝器端环42、44。在该实施例中，热管蒸发器71的壳体134具有在径向上平坦的最内壁175和从冷凝器端环44到冷凝器端环42在径向上拱起的最外壁176。壳体134形成从冷凝器端环44到冷凝器端环42具有开放内部的一体式热管。壳体134在冷凝器端环42、44处具有较小的横截面积以及远离冷凝器端环42、44朝向在冷凝器端环42、44之间的中点178移动具有越来越大的横截面积。在中点178处，径向最外壁176径向向外拱起成到达其离轴线25最远的点处。转子组合件24围绕轴线25的旋转150产生作用在热管蒸发器71上的离心力152。壳体134的径向最外壁176径向向外拱起的/拱形形状在离心力152的影响下促进液体形式的工作流体138从冷凝器端环44流动通过壳体134并进入芯体30。较大密度的液体形式的工作流体138沿壳体134的径向外侧移动。较小密度的蒸汽形式的工作流体138沿壳体134的径向内侧朝向冷凝器端环44移动。采用拱起的/拱形形状的壳体134作为毛细管136可以被用于消除对单独的芯体类型部件的需要。径向最外壁176的最佳拱形形状/曲率可以被配置为通过增加通过蒸发器71流出的液体流量来实现最大热传递。
54.参考图10，冷凝器端环44以透视方式示出。液体冷却系统37将液体排出到冷凝器端环44的表面118上以移除热量(诸如通过图4的开口114、166)。表面118的剖面180被配置为优化热传递。剖面180包括从轴34处或径向最内边缘182处开始并径向向外移动的平坦部分181。在径向最内边缘182与径向最外边缘183之间的表面118包括堤部184，堤部184从部分181轴向向外升高从而对流体流动产生阻力。从堤部184到径向最外边缘183，表面包括平
坦部分185，该平坦部分185从平坦部分181沿远离芯体30的方向轴向向外呈阶梯状。使流体流动越过部分181，向上并越过堤部184并且横跨部分185优化了从冷凝器端环44的热量移除。
55.据此，电机的转子包括芯体，该芯体可以由具有内腔室的叠层堆栈形成用于电磁场源(诸如永磁体或电导体)的外壳。靠近电磁场源的部分腔室可以被热管蒸发器占据，热管蒸发器延伸通过转子的长度，并至少在一侧上被连接到转子的端环作为冷凝器。蒸发器可以在它们的相反端部处被连接到金属端环。冷凝器端环可以起到转子的第二端环的作用，从而提供用于转子平衡和转子轴向保持力的部件。在一些实施例中，转子组合件可以包括两组热管蒸发器，两组热管蒸发器从两端延伸，在每个端部处具有冷凝器端环。热管蒸发器可以共形于并且可以锁定在转子叠层堆栈中，以加固用于高速运行的转子的机械整体性。也可以采用在电机中的油流量来冷却冷凝器端环，并且油流量可以结合热管冷却系统提供转子冷却循环。可以采用对流向转子和定子的油流量进行控制来减少流量和阻力或泵送力，使得在低功率运行状态和/或在高阻力时，热管冷却系统充当热量转移的主要路径。减少油泵送提高了效率。油流量可以对应机器中生成的热量而增加。热管蒸发器可以被配置为使用公共冷凝器/端环的独立管。转子组合件的制造可以被构造成使得热管单独地形成、与冷凝器端环耦接，并在进行平衡之前被附接到部分完成的转子组合件。热管蒸发器的设计可以利用旋转感生的离心力来起到毛细作用的效果，诸如通过采用锥形形状、扭转螺旋形状或弯曲形状。冷凝器端环可以包括具有堤部的阶梯状剖面，以改善向冷却油的热传递。
56.尽管在前面的具体实施方式中已经呈现了至少一个示例性实施例，但是应当理解的是还存在大量的变体。还应理解的是示例性实施例或多个示例性实施例仅是示例，并非意图以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。而是，前述具体实施方式将为本领域技术人员提供用于实现示例性实施例或多个示例性实施例的方便路线图。应当理解，在不脱离如所附权利要求书及其合法等同物所阐述的本公开的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

技术特征：
1.一种用于电机的转子，包括：转子芯体，其具有在所述转子芯体内部的至少一个腔室，所述至少一个腔室被由转子芯体限定的壁包围；以及磁性元件，其被部署在所述至少一个腔室中，在磁性元件和壁之间的至少一个腔室中留出空隙；以及热管蒸发器，其被部署在所述空隙中并接触所述磁性元件和所述壁以从所述转子芯体移除热量。2.根据权利要求1所述的转子，其中，所述磁性元件包括磁体。3.根据权利要求1所述的转子，包括在所述转子芯体上的端环，所述热管蒸发器与所述端环耦接为冷凝器，其中，所述端环被配置为保持和支撑所述转子芯体。4.根据权利要求1所述的转子，其中，所述热管蒸发器包括壳体，所述壳体被配置成具有通过由转子的旋转生成的离心力实现毛细作用的形状。5.根据权利要求4所述的转子，其中，所述形状包括锥形、扭转形和拱形中的至少一种。6.根据权利要求1所述的转子，其中：所述至少一个腔室包括一个腔室，所述转子芯体包括两个轴向端，所述热管蒸发器包括从所述两个轴向端中的第一个延伸到所述转子芯体中的第一热管蒸发器，从所述两个轴向端中的第二个延伸到所述转子芯体中的第二热管蒸发器，并且所述第一热管蒸发器和所述第二热管蒸发器均延伸到所述一个腔室中。7.根据权利要求1所述的转子，其中，所述热管蒸发器被配置为共形于所述空隙并锁定在所述转子芯体中以加固所述转子。8.根据权利要求1所述的转子，其包括在所述转子芯体上的端环，其中，所述热管蒸发器与所述端环耦接为冷凝器，其中，所述端环包括具有形成阶梯的堤部的外表面，其中，所述转子具有液体冷却系统，所述液体冷却系统被配置为将液体引导越过所述外表面和所述堤部以冷却所述冷凝器。9.根据权利要求1所述的转子，包括用于冷却所述转子芯体的液体冷却系统，其中，所述液体冷却系统包括泵，所述泵被配置有控制器以减少流体泵送来获得最佳效率，同时所述热管蒸发器从所述转子芯体移除热量。10.根据权利要求1所述的转子，其包括在所述转子芯体上的端环，其中，所述热管蒸发器与所述端环耦接为冷凝器，所述热管蒸发器和所述端环在插入到所述转子芯体之前形成一体式组合件。

技术总结
一种用于电机的转子，包括热管冷却系统。转子芯体在转子芯体内的多个腔室。腔室被转子芯体限定的壁包围。磁性元件被部署在至少一个腔室中，从而在磁性元件与壁之间的至少一个腔室中留出空隙。热管蒸发器被部署在空隙中并共形于可用空间，并且接触磁性元件和壁以从转子芯体移除热量。芯体移除热量。芯体移除热量。


技术研发人员：A.法特米 C.延 S.H.基姆 F.萨米 T.W.尼尔 T.韩 R.O.小格罗弗
受保护的技术使用者：通用汽车环球科技运作有限责任公司
技术研发日：2022.10.13
技术公布日：2023/7/22