(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-29
(54)【発明の名称】両面型ステータ冷却システム
(51)【国際特許分類】
H02K 9/19 20060101AFI20241022BHJP
H02K 16/00 20060101ALI20241022BHJP
【ＦＩ】
H02K9/19 A
H02K16/00
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024524480
(86)(22)【出願日】2022-10-06
(85)【翻訳文提出日】2024-05-28
(86)【国際出願番号】 US2022077712
(87)【国際公開番号】W WO2023076799
(87)【国際公開日】2023-05-04
(31)【優先権主張番号】63/263,148
(32)【優先日】2021-10-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】515301041
【氏名又は名称】アティエヴァ、インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】バシッス、ディミトリ
(72)【発明者】
【氏名】ドララ、エマド
(72)【発明者】
【氏名】ルイス、バーナビー ジェームズ ジェラルド
(72)【発明者】
【氏名】マーモウディ、モハマッド
(72)【発明者】
【氏名】メイヤー、ジェレミー
(72)【発明者】
【氏名】フン、シュン－チェン
(72)【発明者】
【氏名】スッビアー、アナンダクマル
(72)【発明者】
【氏名】スンダラム、ヴィヴェク ミーナクシ
【テーマコード（参考）】
5H609
【Ｆターム（参考）】
5H609PP02
5H609PP09
5H609QQ05
5H609QQ20
5H609RR41
(57)【要約】
電気モータ用のデュアル軸方向冷却システムは、電気モータのステータの第１及び第２の軸方向端部に提供されたカバーアセンブリを含む。それぞれのカバーアセンブリは、ステータの内部に向くように配向された第１側部分を含み、複数の穴が第１側部分に形成される。第２側部分が第１側部分に結合され、したがって第１及び第２側部分の間に通路が形成される。供給ノズル部分が、第１及び第２側部分の間に画定された通路を介して、複数の開口と流体連通する。複数の開口は、供給ノズル部分から冷却流体を受け、ステータのそれぞれの軸方向端部分から軸方向に冷却流体を排出して、ステータへの２つの軸方向で軸方向の冷却を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動システム用の軸方向冷却システムであって、前記駆動システムの電気モータの軸方向端部分に結合されるように構成された少なくとも１つのカバーアセンブリ、前記少なくとも１つのカバーアセンブリは、
ステータに向くように構成された第１側部分；
間に通路を形成するように、前記第１側部分に結合された第２側部分；
前記第１側部分に画定された複数の開口；及び
前記第１側部分及び前記第２側部分の間に画定された前記通路を介して前記複数の開口と流体連通した供給ノズル部分、ここで、前記複数の開口は、前記供給ノズル部分から冷却流体を受け、前記冷却流体を前記電気モータのステータに向かって軸方向に排出するように構成されている、を有する
を備える軸方向冷却システム。
【請求項2】
前記少なくとも１つのカバーアセンブリが、前記電気モータの第１の軸方向端部分に結合されるように構成された第１のカバーアセンブリ、ここで、前記第１のカバーアセンブリは、第１の軸方向において、前記電気モータの前記第１の軸方向端部分のステータ端部巻線へと前記冷却流体を排出するように構成されている；及び
前記電気モータの第２の軸方向端部分に結合されるように構成された第２のカバーアセンブリ、ここで、前記第２のカバーアセンブリは、第２の軸方向において、前記電気モータの前記第２の軸方向端部分のステータ端部巻線へと前記冷却流体を排出するように構成されている
を有する、請求項１に記載の軸方向冷却システム。
【請求項3】
前記第１側部分の前記複数の開口が、前記ステータの長手方向中心軸に対応する、前記少なくとも１つのカバーアセンブリの中心軸の周りに円周方向に配置されている、請求項１又は２に記載の軸方向冷却システム。
【請求項4】
前記第１側部分の前記複数の開口が、前記少なくとも１つのカバーアセンブリの中心軸の周りに不規則に配置されている、請求項１又は２に記載の軸方向冷却システム。
【請求項5】
前記複数の開口のサイズ及び形状が実質的に同じであり、前記複数の開口が、前記電気モータの前記軸方向端部分のステータ端部巻線の配置に対応して、前記少なくとも１つのカバーアセンブリの前記第１側部分の円周部分に沿って互いから実質的に等距離に配置されている、請求項１又は２に記載の軸方向冷却システム。
【請求項6】
前記ステータに電力を供給するように構成された複数のバスバーをさらに備え、前記複数のバスバーが、前記複数のバスバーのうちの隣接したバスバーの間に空間が形成された状態で前記ステータの軸方向端部分及び前記少なくとも１つのカバーアセンブリの間に円周方向に配置されており、それにより前記少なくとも１つのカバーアセンブリの前記複数の開口を通って排出された冷却流体が、隣接したバスバーの間に形成された前記空間を通って流れる、請求項１又は２に記載の軸方向冷却システム。
【請求項7】
前記複数のバスバーのそれぞれが誘電材料で個々に被覆されている、請求項６に記載の軸方向冷却システム。
【請求項8】
前記複数のバスバーに対して内側円周方向位置に位置決めされた第１の保持部；及び前記複数のバスバーに対して外側円周方向位置に位置決めされた第２の保持部
をさらに備え、前記第１の保持部及び前記第２の保持部が、前記ステータの前記軸方向端部分において、複数のステータ端部巻線に対して前記複数のバスバーの位置を固定するように構成されている、請求項６に記載の軸方向冷却システム。
【請求項9】
前記第２の保持部が、前記複数のバスバーのうちのあるバスバーに結合された第１の端部、及び前記ステータの前記軸方向端部分に結合された第２の端部分をそれぞれ含む複数の脚部分；及び
前記複数の脚部分のうちの隣接した脚部分の間に形成された複数の窓
を有する、請求項８に記載の軸方向冷却システム。
【請求項10】
前記第１の保持部及び前記第２の保持部が射出成型されている、請求項８に記載の軸方向冷却システム。
【請求項11】
前記第１側部分に画定された前記複数の開口が第１の複数の開口を含み、前記少なくとも１つのカバーアセンブリが、前記第２側部分に画定された第２の複数の開口をさらに有する、請求項１又は２に記載の軸方向冷却システム。
【請求項12】
前記供給ノズル部分が、前記第１側部分及び前記第２側部分の間に画定された前記通路を介して、前記第１の複数の開口及び前記第２の複数の開口と流体連通している、請求項１１に記載の軸方向冷却システム。
【請求項13】
前記第１の複数の開口が、前記供給ノズル部分から冷却流体を受け、前記駆動システムの第１の電気モータのステータに向かって軸方向に前記冷却流体を排出するように構成されており、前記第１の電気モータが、前記少なくとも１つのカバーアセンブリの第１の側面に位置決めされており；前記第２の複数の開口が、前記供給ノズル部分から冷却流体を受け、前記駆動システムの第２の電気モータのステータに向かって軸方向に前記冷却流体を排出するように構成されており、前記第２の電気モータが、前記少なくとも１つのカバーアセンブリの第２の側面に位置決めされている、請求項１２に記載の軸方向冷却システム。
【請求項14】
駆動システム用の軸方向冷却システムであって、前記駆動システムの電気モータの軸方向端部分に結合されるように構成された少なくとも１つのカバーアセンブリ、前記少なくとも１つのカバーアセンブリは、
ステータに向くように構成された第１側部分；
前記第１側部分に結合されてそれらの間に通路を形成する第２側部分；及び
前記通路へと冷却流体を受け、前記冷却流体を前記通路から前記電気モータのステータに向かって軸方向に排出するための手段を有する
を備える軸方向冷却システム。
【請求項15】
前記少なくとも１つのカバーアセンブリが、前記電気モータの第１の軸方向端部分に結合されるように構成された第１のカバーアセンブリ、ここで、前記第１のカバーアセンブリは、第１の軸方向において、前記電気モータの前記第１の軸方向端部分のステータ端部巻線へと前記冷却流体を排出するように構成されている；及び
前記電気モータの第２の軸方向端部分に結合されるように構成された第２のカバーアセンブリ、ここで、前記第２のカバーアセンブリは、第２の軸方向において、前記電気モータの前記第２の軸方向端部分のステータ端部巻線へと前記冷却流体を排出するように構成されている
を有する、請求項１４に記載の軸方向冷却システム。
【請求項16】
前記第１側部分の複数の開口が、前記電気モータの前記軸方向端部分のステータ端部巻線の配置に対応して、前記少なくとも１つのカバーアセンブリの中心軸の周りに円周方向に配置されている、請求項１４又は１５に記載の軸方向冷却システム。
【請求項17】
前記ステータに電力を供給するように構成された複数のバスバーをさらに備え、前記複数のバスバーが、前記複数のバスバーのうちの隣接したバスバーの間に空間が形成された状態で前記ステータの軸方向端部分及び前記少なくとも１つのカバーアセンブリの間に円周方向に配置されており、それにより前記少なくとも１つのカバーアセンブリの複数の開口を通って排出された冷却流体が、隣接したバスバーの間に形成された前記空間を通って流れる、請求項１４又は１５に記載の軸方向冷却システム。
【請求項18】
前記複数のバスバーに対して内側円周方向位置に位置決めされた第１の保持部；及び前記複数のバスバーに対して外側円周方向位置に位置決めされた第２の保持部
をさらに備え、前記第１の保持部及び前記第２の保持部が、前記ステータの前記軸方向端部分において、複数のステータ端部巻線に対して前記複数のバスバーの位置を固定するように構成されている、請求項１７に記載の軸方向冷却システム。
【請求項19】
前記第１側部分に画定された複数の開口が第１の複数の開口を含み、前記少なくとも１つのカバーアセンブリが、前記第２側部分に画定された第２の複数の開口をさらに有し、前記第１の複数の開口及び前記第２の複数の開口が、前記第１側部分及び前記第２側部分の間に画定された前記通路と流体連通している、請求項１４又は１５に記載の軸方向冷却システム。
【請求項20】
前記第１の複数の開口が、前記通路から前記駆動システムの第１の電気モータのステータに向かって第１の軸方向に冷却流体を排出するように構成されており、前記第１の電気モータが、前記少なくとも１つのカバーアセンブリの第１の側面に位置決めされており；前記第２の複数の開口が、前記通路から前記駆動システムの第２の電気モータのステータに向かって第２の軸方向に冷却流体を排出するように構成されており、前記第２の電気モータが、前記少なくとも１つのカバーアセンブリの第２の側面に位置決めされている、請求項１９に記載の軸方向冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
［関連出願の相互参照］
本出願は、「ＤＵＡＬ ＳＩＤＥＤ ＳＴＡＴＯＲ ＣＯＯＬＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ」と題する２０２１年１０月２７日出願の米国仮特許出願第６３／２６３，１４８号の優先権を主張し、その開示は、参照により本明細書にその全体として援用される。
本出願は、「ＤＵＡＬ ＳＩＤＥＤ ＳＴＡＴＯＲ ＣＯＯＬＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ」と題する２０２１年１０月２７日出願の米国仮特許出願第６３／２６３，１４８号の優先権を主張し、その開示は、参照により本明細書にその全体として援用される。
【0002】
これは電気車両のモータアセンブリに関し、より詳細には、電気車両のモータアセンブリを冷却するための冷却システムに関する。
【背景技術】
【0003】
高性能な電気車両は、周囲条件及び／又は運転条件及び／又は運転技量にかかわらず所望の水準の性能及び信頼性を実現するために、効率的且つ効果的な冷却に依存する。電気車両のモータを冷却するための現在の技法のうちの多くのものの効果は、モータ構成要素から効果的に熱を引き出すそれらの能力において幾分限定的である。例えば、いくつかの冷却システムは、電気モータのステータ巻線内の冷却チャネル、ステータ巻線に仕向けられる油などの冷媒又は冷却流体の半径方向の注入、電気モータの特定の構成要素に冷却を仕向ける様々な冷却サブシステムの組み合わせなどに依存する。これらのタイプの冷却システムは、幾分効果的でない及び／又は非効率的であるか、又は部分的にのみ効果的であり、及び／又は複雑且つ高価であり得る。これは、部分的には、例えばステータ巻線の不均質性、冷媒が電気モータを通って進むときの冷媒の速度の損失、電気モータへと入り電気モータを通る冷媒の不均一な流れの分配、例えばバスバー、支持構造体などのような電気モータの他の構成要素が配置及び装着されていることによる、いくつかの構成要素による冷媒の流れの妨害、効果的でない及び／又は非効率的な電気モータからの冷媒の排液／冷媒の貯蔵、及び他のこうした要因による場合がある。これにより、構成要素の性能及び信頼性を低下させ得るホットスポットが生じる場合がある。
【発明の概要】
【0004】
一般的な一態様では、駆動システム用の軸方向冷却システムは、駆動システムの電気モータの軸方向端部分に結合されるように構成された少なくとも１つのカバーアセンブリを含む。少なくとも１つのカバーアセンブリは、ステータに向くように構成された第１側部分；第１側部分に結合されてそれらの間に通路を形成する第２側部分；第１側部分に画定された複数の開口；及び第１側部分及び第２側部分の間に画定された通路を介して複数の開口と流体連通した供給ノズル部分、ここで、複数の開口は、供給ノズル部分から冷却流体を受け、冷却流体を電気モータのステータに向かって軸方向に排出するように構成されている、を含むことができる。
【0005】
いくつかの実装では、少なくとも１つのカバーアセンブリは、電気モータの第１の軸方向端部分に結合されるように構成された第１のカバーアセンブリ、ここで、第１のカバーアセンブリは、第１の軸方向において、電気モータの第１の軸方向端部分のステータ端部巻線へと冷却流体を排出するように構成されている；及び電気モータの第２の軸方向端部分に結合されるように構成された第２のカバーアセンブリ、ここで、第２のカバーアセンブリは、第２の軸方向において、電気モータの第２の軸方向端部分のステータ端部巻線へと冷却流体を排出するように構成されている、を含む。
【0006】
いくつかの実装では、第１側部分の複数の開口は、ステータの長手方向中心軸に対応する、少なくとも１つのカバーアセンブリの中心軸の周りに円周方向に配置されている。
【0007】
いくつかの実装では、第１側部分の複数の開口は、少なくとも１つのカバーアセンブリの中心軸の周りに不規則に配置されている。
【0008】
いくつかの実装では、複数の開口のサイズ及び形状は実質的に同じであり、複数の開口は、電気モータの軸方向端部分のステータ端部巻線の配置に対応して、少なくとも１つのカバーアセンブリの第１側部分の円周部分に沿って互いから実質的に等距離に配置されている。
【0009】
いくつかの実装では、軸方向冷却システムは、ステータに電力を供給するように構成された複数のバスバーを含む。複数のバスバーは、複数のバスバーのうちの隣接したバスバーの間に空間が形成された状態でステータの軸方向端部分及び少なくとも１つのカバーアセンブリの間に円周方向に配置されてもよく、それにより少なくとも１つのカバーアセンブリの複数の開口を通って排出された冷却流体は、隣接したバスバーの間に形成された空間を通って流れる。
【0010】
いくつかの実装では、複数のバスバーのそれぞれは誘電材料で個々に被覆されている。
【0011】
いくつかの実装では、軸方向冷却システムは、複数のバスバーに対して内側円周方向位置に位置決めされた第１の保持部；及び複数のバスバーに対して外側円周方向位置に位置決めされた第２の保持部も含む。第１の保持部及び第２の保持部は、ステータの軸方向端部分において、複数のステータ端部巻線に対して複数のバスバーの位置を固定するように構成され得る。
【0012】
いくつかの実装では、第２の保持部は、複数のバスバーのうちのあるバスバーに結合された第１の端部、及びステータの軸方向端部分に結合された第２の端部分をそれぞれ有する複数の脚部分；及び複数の脚部分のうちの隣接した脚部分の間に形成された複数の窓を含む。
【0013】
いくつかの実装では、第１の保持部及び第２の保持部は射出成型されている。
【0014】
いくつかの実装では、第１側部分に画定された複数の開口は、複数の第１の開口を備え、少なくとも１つのカバーアセンブリは、第２側部分に画定された第２の複数の開口をさらに備える。
【0015】
いくつかの実装では、供給ノズル部分は、第１側部分及び第２側部分の間に画定された通路を介して、第１の複数の開口及び第２の複数の開口と流体連通している。
【0016】
いくつかの実装では、第１の複数の開口は、供給ノズル部分から冷却流体を受け、駆動システムの第１の電気モータのステータに向かって軸方向に冷却流体を排出するように構成されており、第１の電気モータは、少なくとも１つのカバーアセンブリの第１の側面に位置決めされており；第２の複数の開口は、供給ノズル部分から冷却流体を受け、駆動システムの第２の電気モータのステータに向かって軸方向に冷却流体を排出するように構成されており、第２の電気モータは、少なくとも１つのカバーアセンブリの第２の側面に位置決めされている。
【0017】
別の一般的な態様では、駆動システム用の軸方向冷却システムは、駆動システムの電気モータの軸方向端部分に結合されるように構成された少なくとも１つのカバーアセンブリを含む。少なくとも１つのカバーアセンブリは、ステータに向くように構成された第１側部分；第１側部分に結合されてそれらの間に通路を形成する第２側部分；及び通路へと冷却流体を受け、冷却流体を通路から電気モータのステータに向かって軸方向に排出するための手段を含むことができる。
【0018】
いくつかの実装では、少なくとも１つのカバーアセンブリは、電気モータの第１の軸方向端部分に結合されるように構成された第１のカバーアセンブリ、ここで、第１のカバーアセンブリは、第１の軸方向において、電気モータの第１の軸方向端部分のステータ端部巻線へと冷却流体を排出するように構成されている；及び電気モータの第２の軸方向端部分に結合されるように構成された第２のカバーアセンブリ、ここで、第２のカバーアセンブリは、第２の軸方向において、電気モータの第２の軸方向端部分のステータ端部巻線へと冷却流体を排出するように構成されている、を含む。
【0019】
いくつかの実装では、第１側部分の複数の開口は、電気モータの軸方向端部分のステータ端部巻線の配置に対応して、少なくとも１つのカバーアセンブリの中心軸の周りに円周方向に配置されている。
【0020】
いくつかの実装では、軸方向冷却システムは、ステータに電力を供給するように構成された複数のバスバーも含む。複数のバスバーは、複数のバスバーのうちの隣接したバスバーの間に空間が形成された状態でステータの軸方向端部分及び少なくとも１つのカバーアセンブリの間に円周方向に配置されてもよく、それにより少なくとも１つのカバーアセンブリの複数の開口を通って排出された冷却流体は、隣接したバスバーの間に形成された空間を通って流れる。
【0021】
いくつかの実装では、軸方向冷却システムは、複数のバスバーに対して内側円周方向位置に位置決めされた第１の保持部；及び複数のバスバーに対して外側円周方向位置に位置決めされた第２の保持部も含む。第１の保持部及び第２の保持部は、ステータの軸方向端部分において、複数のステータ端部巻線に対して複数のバスバーの位置を固定するように構成され得る。
【0022】
いくつかの実装では、第１側部分に画定された複数の開口は複数の第１の開口を備え、少なくとも１つのカバーアセンブリは、第２側部分に画定された第２の複数の開口をさらに備え、複数の第１の開口及び複数の第２の開口は、第１側部分及び第２側部分の間に画定された通路と流体連通する。
【0023】
いくつかの実装では、第１の複数の開口は、通路から駆動システムの第１の電気モータのステータに向かって第１の軸方向に冷却流体を排出するように構成されており、第１の電気モータは、少なくとも１つのカバーアセンブリの第１の側面に位置決めされており；第２の複数の開口は、通路から駆動システムの第２の電気モータのステータに向かって第２の軸方向に冷却流体を排出するように構成されており、第２の電気モータは、少なくとも１つのカバーアセンブリの第２の側面に位置決めされている。
【0024】
１つ又は複数の実装の詳細は、添付図面及び以下の説明で述べる。他の特徴は説明及び図面から、また特許請求の範囲から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【0025】
図面では、可能な場合は同様の参照符号又は数字を使用して、同様の要素を示す。
【0026】
【図1A】例示的な両面型ステータ冷却システムの概略図である。
【0027】
【図1B】例示的な両面型ステータ冷却システムの概略図である。
【0028】
【図1C】例示的な両面型ステータ冷却システムの概略図である。
【0029】
【0030】
【図2A】本明細書で説明する実装による例示的な電気モータの側面図である。
【図2B】本明細書で説明する実装による例示的な電気モータの第１の斜視図である。
【図2C】本明細書で説明する実装による例示的な電気モータの第２の斜視図である。
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
【発明を実施するための形態】
【0036】
本明細書で説明する実装による冷却システムは、一般に電気モータに、具体的には電気車両（ＥＶ）用の電気モータに適用可能である。以下では、用語ＥＶを使用して、完全電気車両、プラグインハイブリッド車両、電気駆動システムを含むハイブリッド車両、及び少なくとも１つの電気モータを有する他の用途を指す場合がある。
【0037】
本明細書で説明する実装による冷却システムにより、電気モータの冷却を向上させることができ、電気モータの全体にわたってホットスポットを減少させることができ、及び／又は電気モータ及び／又はＥＶの性能を高めることができる。本明細書で説明する実装による冷却システムにより、電気モータに二方向の冷却を提供することができる。いくつかの実装では、電気モータの１つ又は複数の軸方向端部分の構造体における開口の配置により、冷媒又は冷却流体を電気モータへと軸方向に導入することが可能になり得る。いくつかの実装では、電気モータの１つ又は複数の軸方向端部分におけるバスバーの配置により、冷媒又は冷却流体の電気モータへの分配、及び／又は冷媒又は冷却流体の電気モータからの排液が容易になり得る。
【0038】
図１Ａ～図１Ｃは、電気車両用の例示的な駆動システム１００の概略的断面図である。具体的には、図１Ａは電気車両用の第１の例示的な駆動システム１００Ａの概略的断面図であり、単一駆動システムの構成を示す。図１Ｂは、例示的なデュアル駆動システムの構成を含む、第２の例示的な駆動システム１００Ｂを示す概略的断面図である。図１Ｃは、別のデュアル駆動システムの構成を含む、第３の例示的な駆動システム１００Ｃを示す概略的断面図である。図１Ｂ及び図１Ｃに示されている例示的なデュアル駆動システムの構成は、例えば車軸のそれぞれの車輪がそれ自体の電気モータによって給電される電気車両の駆動システムで実施されてもよい。
【0039】
駆動システム１００は、モータケーシング１０４の内部に位置決めされたロータ１０８及びステータ１０６を含む。図１Ａ～図１Ｃに示されている例示的な概略的構成では、ステータ１０６の軸方向端部分にバスバー１１０が位置決めされて、ステータ１０６に電力を分配する。具体的には、バスバー１１０は、ステータ１０６の複数のステータ巻線１０７から延在するステータ１０６の端部の巻き１０５又は端部巻線１０５に近接した、ステータ１０６の軸方向端部分に位置決めされている。図１Ａ～図１Ｃは断面概略図であるので、バスバー１１０の一部分のみが示されている。バスバー１１０は、例えば図５Ａ～図５Ｃに関して以下でより詳細に説明されることになる例においてより容易に見て取れよう。カバーアセンブリ１２０は、組み立てられたロータ１０８及びステータ１０６の、一方又は両方の軸方向端部分に位置決めされ得る。図１Ａに示されている例示的な構成では、第１のカバーアセンブリ１２０Ａが電気モータの第１の軸方向端部分に位置決めされており、第２のカバーアセンブリ１２０Ｂが電気モータの第２の軸方向端部分に位置決めされている。
【0040】
図１Ｂに示されている構成では、第１のカバーアセンブリ１２０Ａが２つの電気モータのそれぞれの第１の軸方向端部分に位置決めされており、第２のカバーアセンブリ１２０Ｂが２つの電気モータのそれぞれの第２の軸方向端部分に位置決めされている。図１Ｃに示されている構成では、第１のカバーアセンブリ１２０Ａが２つの電気モータのそれぞれの第１の軸方向端部分に位置決めされており、共有された／両面型の第２のカバーアセンブリ１２０Ｂ'が、２つの電気モータの第２の軸方向端部分の間に位置決めされている。こうしたデュアル駆動システムが実施される状況では、共有された／両面型の第２のカバーアセンブリ１２０Ｂ'により、単一の、共有された第２のカバーアセンブリ１２０Ｂ'を介して、２つの電気モータのそれぞれの第２の軸方向端部分における冷却を提供することが可能になり得る。
【0041】
図１Ｄ～図１Ｅは、図１Ａ～図１Ｃに示されている例示的な構成に含まれ得る例示的なカバーアセンブリ１２０の概略的な軸方向端面図である。例示的なカバーアセンブリ１２０は、リング部分１２２に形成された複数の開口１２５を含むことができる。リング部分１２２及び開口１２５は、ステータ端部巻線１０５に対応して位置決めされ得る。開口１２５は、開口１２５を通って流れる冷媒又は冷却流体が、冷却のためにステータ端部巻線１０５に仕向けられるように形成することができ、開口のそれぞれに関して例示的な衝突領域１２７が示されている。図１Ｄ～図１Ｇには、カバーアセンブリ１２０のリング部分１２２に形成された開口１２５のいくつかの例示的な構成、及び開口１２５の例示的な構成に関連付けられたいくつかの例示的な衝突領域１２７が示してある。いくつかの例では、開口１２５はカバーアセンブリ１２０の中心軸の周りに円周方向に配置され得る。いくつかの例では、複数の開口１２５は互いから実質的に等距離に配置され得る。いくつかの例では、開口１２５は異なるサイズ及び／又はサイズの組み合わせ、異なる形状及び／又は形状の組み合わせを有し得る。いくつかの例では、カバーアセンブリ１２０は、異なるサイズ及び／又は形状及び／又はその組み合わせを有する衝突領域１２７を生み出す、異なるサイズ及び／又はサイズの組み合わせ、異なる形状及び／又は形状の組み合わせを有する開口１２５を含み得る。いくつかの例では、開口１２５はカバーアセンブリ１２０の中心平面の周りに対称的に、又は非対称的に、又は互い違いの又は不規則なパターンで配置され得る。いくつかの例では、開口１２５は、カバーアセンブリ１２０のリング部分１２２を通って延在する（例えば駆動システム１００の長手方向中心軸に対して）実質的に軸方向の配向を有し、したがってステータ端部巻線１０５に向かって実質的に軸方向の冷却流体の流れを排出し得る。いくつかの例では、開口１２５のうちの１つ又は複数は軸方向に対してある角度で配向され、したがって対応する角度で冷却流体を排出し、対応する衝突領域１２７を生み出し得る。カバーアセンブリ１２０を設計するとき、カバーアセンブリ１２０のリング部分１２２に形成される開口１２５の数及び／又はサイズ及び／又は形状及び／又は配置及び／又は配向は、例えば電気モータの電磁的及び熱的な動作条件、動作スピード、電気モータの動作温度、冷媒又は冷却流体の冷却特性、流速など、及び他のこうした要因に基づいて選択され得る。
【0042】
カバーアセンブリ１２０のリング部分１２２の開口１２５は、第１の方向及び／又は第２の方向のうちの少なくとも１つで、例えば油などの冷媒又は冷却流体を電気モータへと仕向けることができる。いくつかの例では、図１Ａ～図１Ｃに示されているように、第１の方向及び／又は第２の方向は、例示的な駆動システム１００の長手方向軸Ａに対応する実質的に軸方向の第１の方向Ａ１及び／又は実質的に軸方向の第２の方向Ａ２でもよい。いくつかの例では、第１の方向及び／又は第２の方向は、図１Ａ～図１Ｃに示されている例示的な第１の方向Ａ１'及びＡ１''、及び例示的な第２の方向Ａ２'及びＡ２''などの、軸方向からオフセットした方向でもよい。
【0043】
図１Ｃに示されている例示的な構成では、単に議論及び例示の目的で、第２のカバーアセンブリ１２０Ｂ'は、両面型の又は共有されたカバーアセンブリである。いくつかの例では、第１のカバーアセンブリ１２０Ａが２つの電気モータの間に位置決めされ、共有カバーアセンブリとして機能し、第２のカバーアセンブリが２つの電気モータの２つの対向する軸方向端部に提供されてもよい。いずれの場合でも、２つの電気モータの間に位置決めされた共有カバーアセンブリ１２０（図１Ｃに示されている例の第２のカバーアセンブリ１２０Ｂ）は、例えば実質的に軸方向の第２の方向Ａ２及び／又は軸方向からオフセットした例示的な第２の方向Ａ２'及び／又はＡ２''で、２つの電気モータのうちの１つ目に例えば油などの冷媒又は冷却流体を仕向ける、第２のカバーアセンブリ１２０の第１の側面のリング部分１２２の開口１２５を含むことができる。同様に、共有カバーアセンブリ１２０（図１Ｃに示されている例の第２のカバーアセンブリ１２０Ｂ）の第２の側面のリング部分１２２の開口は、例えば実質的に軸方向の第１の方向Ａ１及び／又は軸方向からオフセットした例示的な第１の方向Ａ１'及び／又はＡ１''で、２つの電気モータのうちの２つ目に例えば油などの冷媒又は冷却流体を仕向けることができる。上で言及したように、２つの電気モータの間に位置決めされる共有カバーアセンブリ１２０は、第２のカバーアセンブリ１２０Ｂに関して以下でより詳細に説明されることになる特徴を含んでもよく、又はその代わりに、第１のカバーアセンブリ１２０Ａに関して以下でより詳細に説明されることになる特徴を含んでもよい。
【0044】
構成要素をこのように配置し、ステータ端部巻線１０５において、ステータ１０６の対向する軸方向端部分から電気モータへと冷媒又は冷却流体をこの方式で導入することにより、電気モータへの冷媒又は冷却流体の流れを向上させることができ、電気モータを通る冷媒又は冷却流体のより均一な分配を提供することができ、電気モータからの冷媒又は冷却流体の排液を向上させることができる。
【0045】
本明細書で説明する実装による冷却システムを利用し得る例示的な電気モータ、例えば電気車両用の電気モータの、図２Ａは側面図、図２Ｂは第１の斜視図、図２Ｃは第２の斜視図である。以下では、単に議論及び例示の目的で、ステータ構成要素を冷却するために冷却流体の実質的に軸方向の排出を利用する構成で冷却システムを説明する。上で言及したように、冷却流体は、軸方向から幾分オフセットした方向で排出されて、ステータ構成要素に冷却を提供してもよい。同様に、単に議論及び例示の目的で、単一の電気モータを含む駆動システムに関して冷却システムを説明する。本明細書で説明されることになる原理は、図１Ｂ及び図１Ｃに示されている例示的なデュアル駆動システムなどの、電気モータの他の構成に適用されてもよい。
【0046】
例示的な電気モータ２００は、モータハウジング２０４に収容されたロータ２０８及びステータ２０６を含む。カバーアセンブリ２２０は、ステータ２０６の軸方向端部分のステータ端部巻線２０５及びバスバー２１０に対応する位置において、モータハウジング２０４の軸方向端部分に位置決めされる。図２Ａ～図２Ｃに示されている例示的な構成では、第１のカバーアセンブリ２２０Ａはモータハウジング２０４の第１の軸方向端部分に提供され、第２のカバーアセンブリ２２０Ｂはモータハウジング２０４の第２の軸方向端部分に提供されている。図１Ａ～図１Ｇのいずれかに関して上で説明したカバーアセンブリ１２０の特性は、図２Ａ～図２Ｃに示されている例示的なカバーアセンブリ２２０に適用可能であり得る。冷媒又は冷却流体、例えば油は、カバーアセンブリ２２０と流体連通した供給ノズル２３０を通して、カバーアセンブリ２２０に画定されたチャネルへと導入され得る。図２Ａ～図２Ｃに示されている例示的な構成では、第１の供給ノズル部分２３０Ａは、第１のカバーアセンブリ２２０Ａを介して電気モータ２００へと注入（例えば図１Ａに示されている第１の軸方向Ａ１において軸方向に排出）するための、例えば油を供給することができる。第２の供給ノズル部分２３０Ｂは、第２のカバーアセンブリ２２０Ｂを通して電気モータ２００へと注入（例えば図１Ａに示されている第２の軸方向Ａ２において軸方向に排出）するための、例えば油を供給することができる。いくつかの例では、ノズル２３０は、油供給チャネル（図２Ａ～図２Ｃには図示せず）から油などの冷媒又は冷却流体を受けることができる。冷却のために電気モータ２００を通って循環してきた油は、排液チャネル２９０を介して電気モータ２００から排液され得る。
【0047】
図２Ａ～図２Ｃに示されている第１のカバーアセンブリ２２０Ａの、図３Ａは第１の斜視図、図３Ｂは第２の斜視図である。具体的には、図３Ａには例示的な第１のカバーアセンブリ２２０Ａの第１側部分２２２Ａ（例えば外部に向いた側面部分）が示してあり、図３Ｂには、第１のカバーアセンブリ２２０Ａの第２側部分２２４Ａ（例えば内部に向いた側面部分）、すなわち図２Ａ～図２Ｃに示されている組み立てられた状態において例示的な電気モータ２００のロータ２０８及びステータ２０６に向く、第１のカバーアセンブリ２２０Ａの側面が示してある。図３Ｃは、図３Ａの線Ａ－Ａに沿って取られた、第１のカバーアセンブリ２２０Ａの供給ノズル部分２３０Ａの断面図である。
【0048】
図３Ａ～図３Ｃに示されている例示的なカバーアセンブリ２２０Ａは、第１の供給ノズル部分２３０Ａから第１のカバーアセンブリ２２０Ａを通して油の流れを案内して第１のカバーアセンブリ２２０Ａに形成された複数の開口２２５Ａから排出するための、１つ又は複数の開口、通路、構造体などを含むことができる。図３Ａ～図３Ｃに示されている例示的な構成では、第１の供給ノズル部分２３０Ａは、第１のカバーアセンブリ２２０Ａの第１側部分２２２Ａ及び第２側部分２２４Ａの間に画定された第１の入口通路２３５Ａへと油を案内する。油は、入口通路２３５Ａから、第１のカバーアセンブリ２２０Ａの内部全体にわたって実質的に円周方向に分配され得る。上で言及したように、開口２２５Ａは、ステータ２０６の対応する軸方向端部分における、ステータ端部巻線２０５及び／又はバスバー２１０の配置に対応するように形成され得る。したがって、油は、例えば圧力下で、入口通路２３５Ａから第１のカバーアセンブリ２２０Ａの第２側部分２２４Ａに形成された複数の開口２２５Ａを通って押し出されて、ステータ２０６の対応する軸方向端部分においてバスバー２１０及び／又はステータ端部巻線２０５を冷却することができる。
【0049】
図３Ｄは、図１Ｃに示されているようにデュアル駆動システムの２つの隣接した電気モータの間に位置決めされることになる共有カバーアセンブリとして構成された例示的なカバーアセンブリ２２０Ａの第１の供給ノズル部分２３０Ａにおいて取られた断面図である。この構成では、第１の供給ノズル部分２３０Ａは、第１側部分２２２Ａ（例えば２つの電気モータのうちの１つ目に向いた側面部分）及び第２側部分２２４Ａ（例えば２つの電気モータのうちの２つ目に向いた側面部分）の間に画定された第１の入口通路２３５Ａへと油を案内する。油は、入口通路２３５Ａから、第１のカバーアセンブリ２２０Ａの内部全体にわたって実質的に円周方向に分配され得る。第１側部分２２２Ａの開口２２５Ａは、２つの電気モータのうちの１つ目の、ステータ２０６の対応する軸方向端部分における、ステータ端部巻線２０５及び／又はバスバー２１０の配置に対応するように形成され得る。第２側部分２２４Ａの開口２２５Ａは、２つの電気モータの２つ目の、ステータ２０６の対応する軸方向端部分における、ステータ端部巻線２０５及び／又はバスバー２１０の配置に対応するように形成され得る。したがって、油は、例えば圧力下で、入口通路２３５Ａから第１のカバーアセンブリ２２０Ａの第１側部分２２２Ａ及び第２側部分２２４Ａに形成された複数の開口２２５Ａを通って押し出されて、２つの電気モータのそれぞれの、ステータ２０６の対応する軸方向端部分においてバスバー２１０及び／又はステータ端部巻線２０５を冷却することができる。
【0050】
図２Ａ～図２Ｃに示されている第２のカバーアセンブリ２２０Ｂの、図４Ａは第１の斜視図、図４Ｂは第２の斜視図である。具体的には、図４Ａには例示的な第２のカバーアセンブリ２２０Ｂの第１の側面（例えば外部に向いた側面）が示してあり、図４Ｂには第２のカバーアセンブリ２２０Ｂの第２の側面（例えば内部に向いた側面）、すなわち図２Ａ～図２Ｃに示されている例示的な電気モータ２００のロータ２０８及びステータ２０６に向く、第２のカバーアセンブリ２２０Ｂの側面が示してある。図４Ｃは、図４Ａの線Ｂ－Ｂに沿って取られた、第２のカバーアセンブリ２２０Ｂの第２の供給ノズル部分２３０Ｂの断面図である。
【0051】
図４Ａ～図４Ｃに示されている例示的なカバーアセンブリ２２０Ｂは、第２の供給ノズル部分２３０Ｂから第２のカバーアセンブリ２２０Ｂを通して油の流れを案内して複数の開口２２５Ｂから排出するための、１つ又は複数の開口、通路、構造体などを含むことができる。図４Ａ～図４Ｃに示されている例示的な構成では、第２の供給ノズル部分２３０Ｂは、第２のカバーアセンブリ２２０Ｂの第１側部分２２２Ｂ（例えば外部に向いた側面部分）及び第２側部分２２４Ｂ（例えば内部に向いた側面部分）の間に画定された第２の入口通路２３５Ｂへと油を案内する。油は、入口通路２３５Ｂから、第２のカバーアセンブリ２２０Ｂの内部全体にわたって実質的に円周方向に分配され得る。上で言及したように、開口２２５Ｂは、ステータ２０６の対応する軸方向端部分における、ステータ端部巻線２０５及び／又はバスバー２１０の配置に対応するように形成され得る。したがって、油は、例えば圧力下で、入口通路２３５Ｂから第２のカバーアセンブリ２２０Ｂの内部に向いた側面部分２２４Ｂに形成された複数の開口２２５Ｂを通って押し出されて、ステータ２０６の対応する軸方向端部分においてバスバー２１０及び／又はステータ端部巻線２０５を冷却することができる。
【0052】
図４Ｄは、図１Ｃに示されているようにデュアル駆動システムの２つの隣接した電気モータの間に位置決めされることになる共有カバーアセンブリとして構成された例示的なカバーアセンブリ２２０Ｂの第２の供給ノズル部分２３０Ｂにおいて取られた断面図である。この構成では、第２の供給ノズル部分２３０Ｂは、第１側部分２２２Ｂ（例えば２つの電気モータのうちの１つ目に向いた側面部分）及び第２側部分２２４Ｂ（例えば２つの電気モータの２つ目に向いた側面部分）の間に画定された第２の入口通路２３５Ｂへと油を案内する。油は、入口通路２３５Ｂから、共有カバーアセンブリとして機能する第２のカバーアセンブリ２２０Ｂの内部全体にわたって実質的に円周方向に分配され得る。第１側部分２２２Ｂの開口２２５Ｂは、２つの電気モータのうちの１つ目の、ステータ２０６の対応する軸方向端部分における、ステータ端部巻線２０５及び／又はバスバー２１０の配置に対応するように形成され得る。第２側部分２２４Ｂの開口２２５Ｂは、２つの電気モータの２つ目の、ステータ２０６の対応する軸方向端部分における、ステータ端部巻線２０５及び／又はバスバー２１０の配置に対応するように形成され得る。したがって、油は、例えば圧力下で、入口通路２３５Ｂからカバーアセンブリ２２０Ｂの第１側部分２２２Ｂ及び第２側部分２２４Ｂに形成された複数の開口２２５Ｂを通って押し出されて、２つの電気モータのそれぞれの、ステータ２０６の対応する軸方向端部分においてバスバー２１０及び／又はステータ端部巻線２０５を冷却することができる。
【0053】
図２Ａ～図２Ｃに示されている例示的な電気モータ２００の一部分の、図５Ａは側面図、図５Ｂは斜視図、図５Ｃは部分斜視図であり、例示的なカバーアセンブリ２２０の一部分は、バスバー２１０の部分及びステータ端部巻線２０５の部分が見て取れるように取り除かれている。
【0054】
図５Ａ～図５Ｃに示されているように、複数のバスバー２１０は、隣接したバスバー２１０の間に空間が形成された状態で、ステータ端部巻線２０５に対して円周方向に配置されている。図５Ａの矢印Ｆによって示されているように、隣接したバスバー２１０の間に形成された空間により、隣接したバスバー２１０の間に油が流れることが容易になる。図５Ａ～図５Ｃに示されている例では、複数のバスバー２１０のそれぞれは、個々に製作され、例えば誘電材料で個々に被覆されるか又は粉末で被覆される。内側保持部２４０及び外側保持部２５０により、ステータ端部巻線２０５及びバスバー２１０の相対的位置が維持される。いくつかの例では、内側保持部２４０及び／又は外側保持部２５０は、射出成型された材料で作成され得る。図５Ａ～図５Ｃに示されているように、外側保持部２５０は、隣接した脚２５２の間に複数の開口２５４又は窓２５４を画定する複数の脚２５２を含む。脚２５２は、バスバー２１０のうちの１つに結合された第１の端部分、及びステータ２０６に結合された第２の端部分を有する。図５Ａの矢印Ｆによって示されているように、開口２５４又は窓２５４により、複数のバスバー２１０及びステータ端部巻線２０５に油が流れることがさらに容易になる。外側保持部の脚２５２及び開口／窓２５４の例示的な構成は、議論及び例示の目的で提供されている。外側保持部２５０は、例えばロータ２０８のサイズ、ステータ端部巻線２０５のサイズ、冷却流量、冷却流要件、及び他のこうした要因に応じて、隣接した脚２５２の間により多いか又はより少ない開口／窓２５４を画定するより多いか又はより少ない脚２５２を含んでもよい。
【0055】
いくつかの例では、隣接したバスバー２１０の間の空間、及び／又は外側保持部２５０の脚２５２の間の空間によって形成された開口２５４又は窓２５４により、バスバー２１０及びステータ端部巻線２０５が設置された空洞、及び図２Ａ～図２Ｃに示されている排液チャネル２９０から冷却油が排液されることが容易になり得る。つまり、いくつかの状況では、冷却のために循環してきた油の排液が非効率的及び／又は不十分であることにより、ホットスポット、フォーミング、高い粘性損失、過熱などが生じ得る。隣接したバスバー２１０の間の間隔、及び外側保持部２５０の隣接した脚の間の開口２５４又は窓２５４によって提供される向上した排液特性により、電気モータ２００の全体的な性能、機能及び信頼性を向上させることができる。
【0056】
本明細書で説明する実装による両面型軸方向ステータ冷却システムは、ステータの対応する軸方向端部分に少なくとも１つのカバーアセンブリを含む。少なくとも１つのカバーアセンブリは、例えば冷却流体の供給源と流体連通した供給ノズル部分を介して冷却流体を受けることができ、カバーアセンブリから軸方向に、ステータに向かって冷却流体を排出することができる。カバーアセンブリのリング部分に画定された複数の開口により、カバーアセンブリから軸方向に冷却流体を排出することが容易になる。例えば図１Ａ～図１Ｇに関して上で言及したように、カバーアセンブリの複数の開口は、必ずしも同じサイズ及び／又は形状ではなく、必ずしも均一に及び／又は対称的に配置されない。カバーアセンブリからステータに向かって軸方向に冷却流体を排出することにより、ステータ端部巻線、バスバーなどに冷却を仕向けることができ、冷却流体のより均一な流れの分配が提供され、したがって電気モータの全体的な冷却を向上させ、全体的なシステムの性能及び信頼性を向上させることができる。
【0057】
本明細書で使用される「実質的に」及び「約」などの用語は、処理時のばらつきによるものなどの小さい揺らぎを説明及び釈明するために使用される。また、本明細書で使用されるとき、「ａ」又は「ａｎ」などの不定冠詞は、「少なくとも１つの」を指す場合がある。
【0058】
上記の概念及び以下でより詳細に論じる追加の概念の全ての組み合わせが（こうした概念が相互に矛盾しないことを条件として）、本明細書で開示する本発明の主題の一部であると考えられることを理解されたい。特に、本開示の最後に現れる特許請求の範囲に係る主題の全ての組み合わせが、本明細書で開示する本発明の主題の一部であると考えられる。
【0059】
いくつかの実装について説明してきた。とは言え、本明細書の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な修正が行われ得ることが理解されるであろう。
【0060】
さらに、本明細書で示すいかなる論理の流れも、望ましい結果を実現するために、示されている特定の順序又は連続した順序を必要としない。さらに、他の処理が提供されてもよく、又は説明された流れから処理が削除されてもよく、他の構成要素が説明されたシステムに追加され、及び／又は説明されたシステムから取り除かれてもよい。したがって、他の実装が以下の特許請求の範囲に記載の範囲内に含まれる。
【0061】
説明した実装の特定の特徴が、本明細書で説明するように示されてきたが、今や多くの修正、置換、変更、及び均等物が当業者には思い浮かぶであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、これらの実装の範囲に含まれる全てのこうした修正及び変更を包含するように意図されていることが理解されるべきである。それらは限定ではなく単なる例として提示されており、形態及び詳細の様々な変更が行われてよいことを理解されたい。相互に排他的な組み合わせを除き、本明細書で説明する装置及び／又は方法の任意の部分が任意の組み合わせで組み合わされてよい。本明細書で説明する実装は、説明されている異なる実装の機能、構成要素及び／又は特徴の様々な組み合わせ及び／又は副次的組み合わせを含んでもよい。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【国際調査報告】