CH720727A2 - Moteur electrique avec systeme de refroidissement - Google Patents

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CH720727A2
CH720727A2 CH000429/2024A CH4292024A CH720727A2 CH 720727 A2 CH720727 A2 CH 720727A2 CH 000429/2024 A CH000429/2024 A CH 000429/2024A CH 4292024 A CH4292024 A CH 4292024A CH 720727 A2 CH720727 A2 CH 720727A2
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cooling channel
electric motor
housing section
drive system
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Mellere Cédric
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Sonceboz Motion Boncourt Sa
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Abstract

L'invention concerne un moteur électrique comprenant un stator (3), un rotor, un boîtier, un système de refroidissement, et un système d'entraînement de moteur comprenant une carte de circuit imprimé (6) et une pluralité de semi-conducteurs de puissance (12), le boîtier comprenant une section de boîtier de stator (21) comprenant une paroi circonférentielle entourant le stator (3) et une section de boîtier de système d'entraînement (25) comprenant une paroi de base (26) positionnée au niveau d'une extrémité axiale de la section de boîtier de stator (21), la carte de circuit imprimé (6) étant montée sur la paroi de base (26). Le système de refroidissement comprend un canal de refroidissement (9) pour l'écoulement d'un liquide de refroidissement dans ce dernier, le canal de refroidissement étant délimité par des parties de paroi qui comprennent des parties de la paroi circonférentielle et de la paroi de base (26) configurées de sorte que le liquide, dans le canal de refroidissement, refroidit, de manière concomitante, à la fois le stator et le système d'entraînement de moteur.

Description

[0001] La présente invention concerne un moteur électrique avec un système de refroidissement.
[0002] On sait bien, dans l'art, que certains des éléments de puissants moteurs électriques génèrent de la chaleur pendant le fonctionnement et ont souvent besoin d'être refroidis pour éviter un endommagement dû à la surchauffe. Par exemple, le stator et les semi-conducteurs de puissance de l'inverseur sont souvent refroidis dans les moteurs électriques puissants. Par exemple, les transistors à effet de champ à structure métal-oxyde-semi-conducteur peuvent être utilisés en tant que semi-conducteurs de puissance dans l'inverseur. Dans certains moteurs, l'électronique nécessaire pour faire fonctionner le moteur comprenant l'inverseur est intégrée dans le moteur.
[0003] Dans certaines solutions de l'art antérieur, le stator et l'électronique de puissance sont refroidis avec deux circuits de refroidissement indépendants séparés. Dans d'autres solutions de l'art antérieur, le stator et l'électronique de puissance sont refroidis avec un circuit de refroidissement ayant une trajectoire relativement complexe à travers le logement du moteur.
[0004] En prenant en considération la partie précédente, un objet de l'invention est de proposer un moteur électrique comprenant un système de refroidissement qui est fiable et efficace.
[0005] Il est avantageux de proposer un moteur électrique avec un système de refroidissement qui est fiable et efficace, tout en étant économique à fabriquer.
[0006] Il est avantageux de proposer un moteur électrique avec un système de refroidissement qui est compact.
[0007] Les objets de l'invention sont atteints grâce à un moteur électrique selon la revendication indépendante. Les revendications dépendantes présentent les modes de réalisation de l'invention.
[0008] On décrit ici un moteur électrique comprenant un stator, un rotor, un boîtier, un système de refroidissement, et un système d'entraînement de moteur comprenant une carte de circuit imprimé et une pluralité de semi-conducteurs de puissance, le boîtier comprenant une section de boîtier de stator entourant le stator et une section de boîtier de système d'entraînement comprenant une paroi de base positionnée au niveau d'une extrémité axiale de la section de boîtier de stator, la carte de circuit imprimé étant montée sur la paroi de base.
[0009] La section de boîtier de stator et la section de boîtier de système d'entraînement sont des pièces séparées assemblées et fixées ensemble. La section de boîtier de stator comprend une paroi circonférentielle interne et une paroi circonférentielle externe, la paroi circonférentielle interne étant assemblée à la paroi circonférentielle externe au niveau d'une première extrémité axiale, à la fois les parois circonférentielles interne et externe s'étendant vers une interface d'assemblage au niveau d'une seconde extrémité axiale, la paroi de base étant assemblée contre ladite seconde extrémité axiale des parois circonférentielles interne et externe. Le système de refroidissement comprenant un canal de refroidissement pour l'écoulement d'un liquide de refroidissement dans ce dernier, le canal de refroidissement étant formé entre et délimité par la paroi circonférentielle interne et la paroi circonférentielle externe et la paroi de base étant configurée de sorte que le liquide dans le canal de refroidissement refroidit, de manière concomitante, à la fois le stator et le système d'entraînement de moteur.
[0010] Dans un mode de réalisation avantageux, des joints d'étanchéité sont montés dans ladite interface d'assemblage entre la section de boîtier de stator et la paroi de base, la paroi de base étant assemblée de manière étanche contre ladite seconde extrémité axiale des parois circonférentielles interne et externe.
[0011] Dans un mode de réalisation avantageux, le système de refroidissement comprend une seule entrée pour l'écoulement du liquide de refroidissement dans le canal de refroidissement, et une seule sortie pour l'écoulement du liquide de refroidissement hors du canal de refroidissement.
[0012] Dans un mode de réalisation avantageux, le canal de refroidissement entoure complètement le stator à l'exception d'une paroi de séparation entre une entrée et une sortie.
[0013] Dans un mode de réalisation avantageux, la paroi de séparation entre l'entrée et la sortie comprend un petit interstice de tolérance configuré de sorte que moins de 5% d'un écoulement de réfrigérant global fuit de l'entrée à la sortie directement sur la paroi de séparation.
[0014] Dans un mode de réalisation avantageux, la pluralité de semi-conducteurs de puissance est montée sur la carte de circuit imprimé dans des positions recouvrant axialement le canal de refroidissement.
[0015] Dans un mode de réalisation avantageux, la paroi de base de la section de boîtier de système d'entraînement comprend au moins une structure d'amélioration de transfert de chaleur telle que des nervures, des ailettes, des montants, des protubérances, des creux ou des indentations dans le canal de refroidissement.
[0016] Dans un mode de réalisation avantageux, le canal de refroidissement a une partie axiale et une partie radiale, dans lequel la partie axiale s'étend le long de la paroi circonférentielle et la partie radiale s'étend sur la paroi de base.
[0017] Dans un mode de réalisation avantageux, la partie axiale recouvre le stator sur une longueur représentant plus de 50% d'une longueur axiale du stator.
[0018] Dans un mode de réalisation avantageux, la partie axiale et la partie radiale du canal de refroidissement forment ensemble un seul canal non serré.
[0019] Dans un mode de réalisation avantageux, la partie axiale et la partie radiale du canal de refroidissement forment des parties serrées interconnectées de manière fluidique par un passage d'interconnexion de fluide restreint.
[0020] D'autres objets et caractéristiques avantageuses de l'invention ressortiront plus clairement des revendications, de la description détaillée et des dessins joints, dans lesquels : La figure 1 est une vue en perspective d'un moteur électrique selon un premier mode de réalisation de l'invention ; Les figures 2a et 2b sont des vues en perspective en éclaté d'une partie de base d'un boîtier de stator et d'un boîtier de système d'entraînement de moteur d'un moteur électrique selon le premier mode de réalisation de l'invention ; La figure 3a est une vue en coupe d'un moteur électrique selon le premier mode de réalisation de l'invention. La figure 3b est une vue en coupe en perspective d'une partie d'un moteur électrique selon le premier mode de réalisation de l'invention. La figure 4 est une vue en perspective d'un boîtier de système d'entraînement de moteur d'un moteur électrique selon le premier mode de réalisation de l'invention ; La figure 5 est une vue en perspective d'un boîtier de système d'entraînement de moteur d'un moteur électrique selon une variante du premier mode de réalisation de l'invention ; La figure 6 est une vue en perspective d'un stator et du boîtier de stator d'un moteur électrique selon le premier mode de réalisation de l'invention ; La figure 7 est une vue en perspective d'un moteur électrique selon un second mode de réalisation de l'invention ; La figure 8 est une vue en coupe en perspective d'un moteur électrique selon le second mode de réalisation de l'invention.
[0021] En référence aux figures, un moteur électrique 1 selon les modes de réalisation de l'invention comprend un rotor 2, un stator 3, un système d'entraînement de moteur et un boîtier 20 dans lequel le rotor, le stator et le système d'entraînement de moteur sont montés.
[0022] Le moteur électrique 1 comprend en outre un système de refroidissement 4 comprenant un canal de refroidissement 9 formé à l'intérieur du boîtier 20, un liquide de refroidissement reçu dans et s'écoulant par le canal de refroidissement.
[0023] Le système d'entraînement de moteur comprend une carte de circuit imprimé 6 et des composants électroniques montés sur la carte de circuit imprimé comprenant au moins un inverseur comprenant un semi-conducteur de puissance 12. L'inverseur fournit un courant d'entraînement à une phase électrique du moteur électrique, moyennant quoi un moteur avec une pluralité de phases a une pluralité correspondante d'inverseurs.
[0024] Le semi-conducteur de puissance de l'inverseur peut par exemple se présenter sous la forme d'un transistor bipolaire, d'un transistor bipolaire à porte isolée (IGBT), d'un transistor à effet de champ à structure métal-oxyde-semi-conducteur (MOSFET), par exemple sur la base de Si, SiC ou GaN, ou d'un transistor à grande mobilité d'électrons (HEMT), par exemple à base de GaN, connus en soi dans l'art des inverseurs pour les moteurs électriques.
[0025] Dans certains modes de réalisation, le moteur électrique 1 peut être un moteur électrique haute tension avec une tension de courant continu nominale supérieure à 850 V, en particulier supérieure à 1000 V et en particulier supérieure à 1500 V.
[0026] Le boîtier 20 comprend une section de boîtier de stator 21 dans laquelle le stator 3 est logé, et une section de boîtier de système d'entraînement 25, dans laquelle est logée la carte de circuit imprimé 6, avec les composants électroniques comprenant les semi-conducteurs de puissance 12, du système d'entraînement de moteur. La section de boîtier de système d'entraînement 25 est avantageusement positionnée au niveau d'une section de boîtier d'extrémité axiale 21, de sorte que la carte de circuit imprimé 6 du système d'entraînement de moteur est positionnée de manière adjacente à une extrémité axiale du stator 3, la direction axiale étant définie ici comme étant la direction de l'axe de rotation du rotor 2. Le montage du système d'entraînement de moteur sur une extrémité axiale du stator 3 fournit avantageusement une configuration compacte et permet le refroidissement efficace à la fois du stator et des composants électroniques du système d'entraînement de moteur, comme cela sera décrit de manière plus détaillée ci-dessous.
[0027] La section de boîtier de stator 21 comprend une paroi circonférentielle interne 22a entourant et étant en contact avec le stator 3. La paroi circonférentielle interne délimite également, sur un côté opposé au côté en contact avec le stator, le canal de refroidissement 9 de sorte que la chaleur produite dans le stator est principalement évacuée par conduction par le biais de la paroi circonférentielle 22a dans le fluide de refroidissement s'écoulant dans le canal de refroidissement. La paroi circonférentielle interne 22a peut continuer, via un coude, dans une paroi d'extrémité 23 contre laquelle est installée une extrémité axiale du stator 3.
[0028] La section de boîtier de système d'entraînement 25 comprend une paroi de base 26 positionnée de manière axiale entre le stator 3 et la carte de circuit imprimé 6 avec les composants électroniques du système d'entraînement de moteur. La paroi de base 26 a également une partie qui délimite, sur un côté opposé au côté en contact avec le système d'entraînement de moteur, le canal de refroidissement 9 de sorte que la chaleur produite dans le système d'entraînement de moteur, et plus particulièrement la chaleur produite par les semi-conducteurs de puissance du système d'entraînement de moteur, est principalement évacuée par conduction, par le biais de la paroi de base 26 dans le fluide de refroidissement s'écoulant dans le canal de refroidissement 9.
[0029] Le canal de refroidissement 9 est ainsi délimité par des parties de paroi qui comprennent des parties de la paroi circonférentielle interne 22a entourant le stator 3 et de la paroi de base 26 sur laquelle le système d'entraînement de moteur est monté, de sorte que le liquide de refroidissement s'écoulant dans le canal de refroidissement sert à refroidir, de manière concomitante, à la fois le stator et le système d'entraînement de moteur. Une paroi circonférentielle externe 22b de la section de boîtier de stator 21 délimite et ferme un côté radial externe du canal de refroidissement. La paroi circonférentielle externe 22b est en contact avec l'environnement périphérique et aide à dissiper la chaleur due à la convection.
[0030] La paroi circonférentielle interne 22a est comprimée contre le diamètre externe du stator 3 afin de créer une conduction thermique efficace du stator 3 au canal de refroidissement 9, via une très faible résistance thermique au niveau de la zone de contact. Dans un mode de réalisation, l'assemblage entre le diamètre externe du stator 3 et le diamètre interne de la paroi circonférentielle interne 22a peut être effectué avec un ajustement serré, un ajustement par frettage ou un ajustement thermique afin de garantir le contact par pression même dans des conditions de dilatation thermique du boîtier.
[0031] Dans le mode de réalisation illustré, la section de boîtier de stator 21 et la section de boîtier de système d'entraînement 25 sont des pièces séparées assemblées et fixées ensemble. Des joints d'étanchéité 33a, 33b peuvent être montés dans l'interface entre la section de boîtier de stator 21 et la section de boîtier de système d'entraînement 25 afin de garantir l'étanchéité du canal de refroidissement 9 et empêcher les fuites de liquide hors du canal de refroidissement au niveau de l'interface entre les sections de boîtier 21, 25.
[0032] La paroi circonférentielle externe 22b est assemblée au niveau d'une première extrémité axiale 37a à la paroi circonférentielle interne 22b et à la fois les parois circonférentielles interne et externe s'étendent de la première extrémité axiale à une seconde extrémité axiale 37b située au niveau de l'interface d'assemblage avec la paroi de base 26. Les joints d'étanchéité 33a, 33b ferment, de manière étanche, la paroi de base contre la seconde extrémité axiale 37b des parois circonférentielles interne et externe 22a, 22b afin de former le canal de refroidissement 9 entre les parois circonférentielles interne et externe et la paroi de base. Cette configuration fournit un agencement de stator et de refroidissement compact et simple, permettant le refroidissement efficace à la fois du stator et de l'électronique du système d'entraînement.
[0033] La section de boîtier de stator 21 peut être avantageusement réalisée sous la forme d'une seule pièce formée de manière solidaire à partir d'un seul bloc de matériau, par exemple par moulage, par usinage ou par des techniques de fabrication additive, telles que les techniques d'impression 3D.
[0034] Le boîtier 20 peut comprendre d'autres pièces qui se montent sur la section de boîtier de stator 21, tel qu'un capuchon 24 recouvrant une extrémité opposée du stator 3 vers l'extrémité où la section de boîtier de système d'entraînement 25 est positionnée.
[0035] On peut noter qu'un arbre de sortie 29 du rotor 2 peut s'étendre axialement hors d'un côté du moteur, comme dans les modes de réalisation illustrés, ou peut s'étendre hors des deux côtés du moteur (mode de réalisation non représenté). Par exemple, dans la dernière variante, le capuchon peut être prévu avec un orifice à travers lequel l'arbre de rotor s'étend.
[0036] Le système d'entraînement de moteur peut être positionné sur un côté du stator 3 à travers lequel l'arbre de sortie de rotor 29 s'étend comme dans le premier mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 6. Dans ce mode de réalisation, la carte de circuit imprimé 6 comprend un trou 30 pour permettre à l'arbre de rotor de s'étendre à travers ce dernier.
[0037] Dans un autre mode de réalisation, le système d'entraînement de moteur peut être positionné sur un côté du stator 3 à travers lequel l'arbre de sortie de rotor 29 ne s'étend pas, comme illustré sur les figures 7 et 8. Dans ce mode de réalisation, la carte de circuit imprimé 6 ne nécessite pas de trou et le système d'entraînement de moteur peut comprendre un capteur de position 36 monté sur la carte de circuit imprimé faisant face à une extrémité axiale de l'arbre de rotor afin de détecter la position angulaire et la vitesse du rotor.
[0038] Dans le second mode de réalisation, un avantage du montage du système d'entraînement de moteur sur un côté dans l'arbre de sortie réside dans le fait qu'il s'agit d'un accès facile aux composants électroniques de système d'entraînement qui peuvent être réparés ou remplacés facilement.
[0039] Le système de refroidissement 4 comprend une entrée 31 et une sortie 32 raccordées, de manière fluidique, au canal de refroidissement 9.
[0040] Le canal de refroidissement 9 a une partie s'étendant de manière axiale 9a et une partie s'étendant de manière radiale 9b, dans lequel la partie axiale 9a est étendue le long de la paroi circonférentielle 22a et la partie radiale 9b s'étend sur la paroi de base 26.
[0041] La partie axiale 9a recouvre de préférence le stator 3 sur une longueur a1 représentant plus de 50% d'une longueur axiale a2 du stator 3.
[0042] La partie radiale 9b peut être étendue radialement sur une distance r1 de sorte que la partie radiale recouvre le stator 3 et sert à refroidir les composants électroniques du système d'entraînement de moteur positionné dans la circonférence du moteur qui dépend du diamètre du stator.
[0043] Dans les modes de réalisation illustrés, le canal de refroidissement 9 entoure sensiblement complètement le stator, à l'exception d'une paroi de séparation 34b entre l'entrée 31 et la sortie 32. L'entrée et la sortie comprennent respectivement une bouche d'entrée et une bouche de sortie. Les bouches d'entrée et de sortie peuvent être formées à travers la paroi de base 26 de la section de boîtier de système d'entraînement 25, comme illustré sur les figures 1 à 6 ou à travers la paroi circonférentielle externe 22, comme illustré sur les figures 7 et 8. Les bouches d'entrée et de sortie peuvent être agencées de manière adjacente entre elles, moyennant quoi une paroi de séparation 34a, 34b est formée dans le canal de refroidissement 9 entre les bouches d'entrée et de sortie afin de garantir un écoulement du liquide de refroidissement de la bouche d'entrée, autour de la circonférence du stator, à la bouche de sortie.
[0044] Dans un mode de réalisation préféré, lorsque la section de boîtier de stator 21 et la section de boîtier de système d'entraînement 25 sont assemblées, il reste un jeu mécanique 34c entre les parois de séparation 34a, 34b. Le jeu mécanique 34c, qui est nécessaire pour un ensemble iso-contraint, permet à une petite quantité de liquide de refroidissement de fuir par la paroi de séparation entre l'entrée 31 et la sortie 32. L'épaisseur du jeu mécanique 34c peut varier selon la dispersion de la production de masse et les tolérances, mais reste assez petite de sorte que moins de 5% de l'écoulement de réfrigérant global fuit de l'entrée 31 à la sortie 32 directement sur les parois de séparation 34a, 34b.
[0045] La partie axiale 9a et la partie radiale 9b du canal de refroidissement 9 peuvent former ensemble essentiellement un seul canal non serré, comme dans le mode de réalisation des figures 1 à 6, ou peuvent former des parties serrées interconnectées de manière fluidique par un passage d'interconnexion de fluide restreint 9c. Le passage d'interconnexion de fluide restreint 9c permet d'avoir un seul circuit de liquide de refroidissement (avec une seule entrée et une seule sortie) dans le moteur électrique, mais de séparer la majeure partie de l'écoulement de liquide de refroidissement hydrodynamique autour du stator de la majeure partie de l'écoulement de liquide de refroidissement hydrodynamique sur la paroi de base 26 du système d'entraînement de moteur. L'écoulement de liquide de refroidissement partiellement séparé permet de mieux régler et de mieux optimiser les écoulements de réfrigérant pour évacuer la chaleur du système d'entraînement de moteur et du stator selon la configuration du moteur et la chaleur générée par le système d'entraînement de moteur et le stator respectifs.
[0046] Une source principale de chaleur générée dans le système d'entraînement de moteur provient des semi-conducteurs de puissance 12. Les semi-conducteurs de puissance sont positionnés sur la carte de circuit imprimé 6, de préférence axialement alignés avec ou recouvrant le canal de refroidissement 9, en particulier la partie radiale 9b du canal de refroidissement. La trajectoire de conduction de chaleur entre les semi-conducteurs de puissance 12 et le liquide de refroidissement peut ainsi être avantageusement très courte.
[0047] Le transfert de chaleur entre le matériau, par exemple du métal, des parties de paroi 22a, 26 délimitant le canal de refroidissement 9 et le liquide de refroidissement, peut être augmenté en prévoyant des structures d'amélioration de transfert de chaleur 35, telles que des nervures, des montants, des ailettes, des indentations, des creux ou d'autres protubérances ou structures sur les parties de paroi dans le canal de refroidissement 9. Dans un mode de réalisation avantageux, la paroi de base 26 de la section de boîtier de système d'entraînement 25 comprend au moins une structure d'amélioration de transfert de chaleur 35 dans le canal de refroidissement 9. La paroi de base 26 de la section de boîtier de système d'entraînement 25 peut comprendre une pluralité de structures d'amélioration de transfert de chaleur 35 dans le canal de refroidissement 9 du même type ou de types différents. De manière avantageuse, les structures d'amélioration de transfert de chaleur 35 peuvent être placées en contact thermique avec les semi-conducteurs de puissance, par le biais d'un empilement de couches de matériau, ledit empilement de couches étant thermiquement conducteur mais électriquement isolé.
Liste des caractéristiques illustrées
[0048] Moteur électrique 1 Rotor 2 Arbre de sortie 29 Stator 3 Boîtier 20 Section de boîtier de stator 21 Paroi circonférentielle interne 22a Paroi circonférentielle externe 22b Première extrémité axiale 37a Seconde extrémité axiale 37b Paroi d'extrémité 23 Capuchon 24 Éléments de fixation 28a Section de boîtier de système d'entraînement 25 Paroi de base 26 Éléments de fixation 28b Système de refroidissement 4 Couche d'interface thermique 7 Dissipateur de chaleur 8 Canal de refroidissement 9 Partie axiale 9a Partie radiale 9b Partie de raccordement 9c Entrée 31 Sortie32 Étanchéité Étanchéité interne 33a Étanchéité externe 33b Paroi de séparation 34a, 34b Petit interstice 34c Structure d'amélioration de transfert de chaleur 35 par exemple nervures, montants, creux Système d'entraînement de moteur Carte de circuit imprimé 6 Composants électroniques Semi-conducteur de puissance 12

Claims (11)

1. Moteur électrique (1) comprenant un stator (3), un rotor (2), un boîtier (20), un système de refroidissement (4) et un système d'entraînement de moteur, comprenant une carte de circuit imprimé (6) et une pluralité de semi-conducteurs de puissance (12), le boîtier (20) comprenant une section de boîtier de stator (21) entourant le stator (3) et une section de boîtier de système d'entraînement (25) comprenant une paroi de base (26), la carte de circuit imprimé (6) étant montée sur la paroi de base (26), la section de boîtier de stator (21) et la section de boîtier de système d'entraînement (25) étant des pièces séparées assemblées et fixées ensemble,caractérisé en ce quela section de boîtier de stator (21) comprend une paroi circonférentielle interne (22a) et une paroi circonférentielle externe (22b), la paroi circonférentielle interne étant assemblée à la paroi circonférentielle externe au niveau d'une première extrémité axiale (37a) et à la fois les parois circonférentielles interne et externe s'étendent de la première extrémité axiale à une interface d'assemblage au niveau d'une seconde extrémité axiale (37b), le système de refroidissement comprenant un canal de refroidissement (9) pour l'écoulement d'un liquide de refroidissement dans ce dernier, le canal de refroidissement étant formé entre et délimité par la paroi circonférentielle interne (22a) et la paroi circonférentielle externe (22b) et la paroi de base (26) étant configurée de sorte que le liquide dans le canal de refroidissement refroidit, de manière concomitante, à la fois le stator et le système d'entraînement de moteur.
2. Moteur électrique selon la revendication 1, dans lequel des joints d'étanchéité (33a, 33b) sont montés dans ladite interface d'assemblage entre la section de boîtier de stator et la paroi de base, la paroi de base (26) étant assemblée, de manière étanche, contre ladite seconde extrémité axiale des parois circonférentielles interne et externe.
3. Moteur électrique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le système de refroidissement (4) comprend une seule entrée (31) pour l'écoulement du liquide de refroidissement dans le canal de refroidissement, et une seule sortie (32) pour l'écoulement du liquide de refroidissement hors du canal de refroidissement.
4. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le canal de refroidissement (9) entoure complètement le stator, à l'exception d'une paroi de séparation (34a, 34b) entre une entrée (31) et une sortie (32).
5. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la paroi de séparation (34a, 34b) entre l'entrée (31) et la sortie (32) comprend un petit interstice de tolérance (34c) configuré de sorte que moins de 5% d'un écoulement de réfrigérant global fuit de l'entrée à la sortie directement sur la paroi de séparation.
6. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la pluralité de semi-conducteurs de puissance (12) est montée sur la carte de circuit imprimé dans des positions recouvrant axialement le canal de refroidissement.
7. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la paroi de base (26) de la section de boîtier de système d'entraînement (25) comprend au moins une structure d'amélioration de transfert de chaleur (35), telle que des nervures, des ailettes, des montants, des protubérances, des creux ou des indentations dans le canal de refroidissement (9).
8. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le canal de refroidissement (9) a une partie axiale (9a) et une partie radiale (9b), dans lequel la partie axiale s'étend le long de la paroi circonférentielle (22a) et la partie radiale s'étend sur la paroi de base (26), dans lequel la partie axiale (9a) recouvre le stator (3) sur une longueur (a1) représentant plus de 50% d'une longueur axiale (a2) du stator.
9. Moteur électrique selon la revendication 8, dans lequel la partie axiale (9a) et la partie radiale (9b) du canal de refroidissement forment ensemble un seul canal non serré.
10. Moteur électrique selon la revendication 8 ou 9, dans lequel la partie axiale (9a) et la partie radiale (9b) du canal de refroidissement forment des parties serrées interconnectées de manière fluidique par un passage d'interconnexion de fluide restreint (9c).
11. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel la section de boîtier de stator (21) est une seule pièce formée de manière solidaire.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4739204A (en) * 1986-01-30 1988-04-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Liquid cooled a.c. vehicle generator
KR101489747B1 (ko) * 2010-08-25 2015-02-04 마그나 파워트레인 인크. 고정자 냉각을 갖는 전기 물 펌프
DE102013210559A1 (de) * 2013-06-06 2014-12-11 Magna Powertrain Ag & Co. Kg Motor/Generator-Einheit
WO2015036921A2 (fr) * 2013-09-10 2015-03-19 Protean Electric Limited Moteur ou générateur électrique
CN208982367U (zh) * 2018-06-01 2019-06-14 崇玮工业股份有限公司 双冷却式电子水泵
CN114556752B (zh) * 2019-11-02 2024-07-12 博格华纳公司 具有提高效率的驱动模块

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