CN102255431A - 一种水-气双侧冷却型电动汽车用动力电机冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水-气双侧冷却型电动汽车用动力电机冷却系统，其特征在于：该冷却系统由电机外置冷却水套、电机内置气冷机构、车内余热散热器、车外余热散热器、车外余热散热器风机、电机冷却水泵、电机余热回收控制装置及冷却水连接管道构成。本发明提供的水-空气双侧冷却型电动汽车用动力电机冷却系统，不仅可实现对电动汽车动力电机的高效冷却，还可实现冬季利用电动汽车动力电机余热对车内供热、车窗玻璃除霜/除雾和车外低温热源换热器表面除霜等工作模式，从而实现电动汽车动力电机余热的有效收集与高效利用。

Description

一种水-气双侧冷却型电动汽车用动力电机冷却系统
技术领域
本发明涉及一种电动汽车用动力电机冷却系统，具体说是涉及一种水-气双侧冷却型电动汽车用动力电机冷却系统。
背景技术
    直流电机在运行时产生大量热量，若热量不能及时排出，会使直流电机各个部件温度升高，严重影响直流电机的电机效率和使用寿命。目前直流电机产生的热量只是排到空气中，并不能很好的收集利用，尤其是电动汽车直流电机，由于电动汽车空间十分有限，影响直流电机在车内的散热效果；由于电动汽车目前电池容量有限，直流电机产生的热量的收集利用显得十分关键。目前缺乏一种既能够高效散热，又能余热回收利用的电动汽车直流电机冷却装置。
发明内容
本发明的目的正是为了提供一种水-气双侧冷却型电动汽车用动力电机冷却系统，该冷却系统既能够对电动汽车直流电机高效冷却，又能够对电动汽车用动力电机产生的余热进行收集，方便余热利用。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的水-气双侧冷却型电动汽车用动力电机冷却系统包括电机外置冷却水套、电机内置气冷机构、车内余热散热器、车外余热散热器、车外余热散热器风机、电机冷却水泵以及由第一余热回收控制阀和第二余热回收控制阀构成的电机余热回收控制装置；其中所述电机外置冷却水套的出口接电机冷却水泵进口，电机冷却水泵出口接第一余热回收控制阀进口和第二余热回收控制阀进口，第一余热回收控制阀出口接车内余热散热器进口，车内余热散热器出口接电机外置冷却水套进口，第二余热回收控制阀出口接车外余热散热器进口，车外余热散热器出口接电机外置冷却水套进口；所述电机外置冷却水套包括作为电机外壳的封闭式水套内壳、封闭式水套外壳和连接在封闭式水套内外壳之间的冷却水道隔板，在封闭式水套内壳内壁上设置有构成冷却风道的若干轴向直肋，在由若干轴向直肋内端面构成的环腔内安装直流电机，在电机轴一轴端安装有内置气冷风机，并由轴向直肋和内置气冷风机共同构成电机内置气冷机构。
本发明的所述的冷却水道隔板以螺旋状或径向排列的方式设置在封闭式水套内外壳之间，构成螺旋或径向水道；其中所述螺旋水道分为单槽道结构或多槽道结构。
本发明的所述车内余热散热器为水-空气换热器，置于车内空调风道中；所述车外余热散热器为水-空气换热器，置于车箱外。
所述内置气冷风机安装于电机轴的任一端。
本发明所述的车内余热散热器、车外余热散热器均为管翅式、层叠式或平行流式换热器中的任意一种结构形式。
本发明的电机内置气冷机构的换热系数和换热面积远大于现有技术直流电机壳体内侧外侧均为光壁结构的换热系数和换热面积；内置气冷风机扇叶随直流电机轴一起转动，使得在直流电机内部的空气在直流电机封闭式水套内壳内侧进行强迫对流换热，其换热系数远大于直流电机内部的空气在直流电机封闭式水套内壳内侧不流动时的传热系数，提高了直流电机的散热效果。
    由第一余热回收控制阀和第二余热回收控制阀构成的电机余热回收控制装置；可以实现电机余热冷却水在车内余热散热器和车外余热散热器之间进行切换流动。
本发明的有益效果如下：
    本发明提供的一种水-空气双侧冷却型电动汽车用动力电机冷却系统不仅可实现对电动汽车用动力电机的高效冷却，还可实现冬季利用电动汽车的电机余热对车内供热、车窗玻璃除霜/除雾和车外低温热源换热器表面除霜等工作模式，从而实现电动汽车的电机余热的回收与高效利用。
附图说明
图1为本发明装置的原理图。
图2为本发明中安装有直流电机的电机外置冷却水套的结构示意图。
图3为本发明中电机外置冷却水套一种实施方式的结构示意图。
图4是图3中冷却水道隔板的排列布置方式示意图。
图5为本发明中电机外置冷却水套另一种实施方式的结构示意图。
图6是图5中冷却水道隔板的排列布置方式示意图。
图7为本发明中电机外置冷却水套第三种实施方式的结构示意图。
图8是图7中冷却水道隔板的排列布置方式示意图。
图中：1是电机外置冷却水套、2是电机冷却水泵、3是车内余热散热器、4车外余热散热器、5-1和5-2是余热回收控制阀、6是车外余热散热器风机、7-1是轴向直肋、7-2是内置气冷风机、8是封闭式水套内壳、9是封闭式水套外壳、10是冷却水道隔板、11是电机支座。
具体实施方式
本发明以下将结合实施列（附图）进行详细描述，但并不限制本发明。
如图1所示，本发明的水-气双侧冷却型电动汽车用动力电机冷却系统包括电机外置冷却水套1、电机内置气冷机构7、车内余热散热器3、车外余热散热器4、车外余热散热器风机6、电机冷却水泵2以及由第一余热回收控制阀5-1和第二余热回收控制阀5-2构成的电机余热回收控制装置；其中所述电机外置冷却水套1的出口接电机冷却水泵2进口，电机冷却水泵2出口接第一余热回收控制阀5-1进口和第二余热回收控制阀5-2进口，第一余热回收控制阀5-1出口接车内余热散热器3进口，车内余热散热器3出口接电机外置冷却水套1进口，第二余热回收控制阀5-2出口接车外余热散热器4进口，车外余热散热器4出口接电机外置冷却水套1进口。
第一余热回收控制阀5-1打开，第二余热回收控制阀5-2关闭，冷却水依次经过电机外置冷却水套1的出口、电机冷却水泵2、第一余热回收控制阀5-1、车内余热散热器3，经外置冷却水套1的入口回到外置冷却水套1。当运行余热回收模式时：通过水泵可将热水送至车内余热散热器3，当运行除霜/除雾模式时，车内余热散热器3提高经过车内空气换热器之后的空气温度，增加运行除霜/除雾模式时车内的舒适度；当运行制热模式和低温混气制热模式时，车内余热散热器3对车内进行辅助供热，提高热泵系统的工作效率；当运行车外低温热源换热器表面除霜模式时，车外空气换热器进风口一侧的车外余热散热器提高经过车外空气换热器之前的空气温度，达到车外空气换热器表面除霜的效果。当运行散热冷却模式时：通过水泵可将热水送至车外散热器4，通过室外空气对车外散热器中的热水进行冷却。
如图2所示，所述电机外置冷却水套1包括作为电机外壳的封闭式水套内壳8、封闭式水套外壳9和连接在封闭式水套内外壳之间的冷却水道隔板10，在封闭式水套内壳8内壁上设置有构成冷却风道的若干轴向直肋7-1，在由若干轴向直肋7-1内端面构成的环腔内安装直流电机，在电机轴一轴端安装有内置气冷风机7-2，并由轴向直肋7-1和内置气冷风机7-2共同构成电机内置气冷机构7。
如图3、4所示，本发明的所述的冷却水道隔板10以径向排列的方式设置在封闭式水套内外壳之间，构成径向水道。
如图5、6所示，本发明的所述的冷却水道隔板10以螺旋状排列的方式设置在封闭式水套内外壳之间，构成单槽道结构的螺旋水道或径向。
如图7、8所示，本发明的所述的冷却水道隔板10以螺旋状排列的方式设置在封闭式水套内外壳之间，构成多槽道结构的螺旋水道。本发明在封闭式水套外壳9外侧焊接有电机支座11。
本发明中所述车内余热散热器3为水-空气换热器，置于车内空调风道中；所述车外余热散热器4为水-空气换热器，置于车箱外。所述内置气冷风机7-2安装于电机轴的任一端。

Claims (6)

1.一种水-气双侧冷却型电动汽车用动力电机冷却系统，其特征在于：所述的冷却系统包括电机外置冷却水套（1）、电机内置气冷机构(7)、车内余热散热器（3）、车外余热散热器（4）、车外余热散热器风机（6）、电机冷却水泵（2）以及由第一余热回收控制阀（5-1）和第二余热回收控制阀（5-2）构成的电机余热回收控制装置；其中所述电机外置冷却水套（1）的出口接电机冷却水泵（2）进口，电机冷却水泵（2）出口接第一余热回收控制阀（5-1）进口和第二余热回收控制阀（5-2）进口，第一余热回收控制阀（5-1）出口接车内余热散热器（3）进口，车内余热散热器（3）出口接电机外置冷却水套（1）进口，第二余热回收控制阀（5-2）出口接车外余热散热器（4）进口，车外余热散热器（4）出口接电机外置冷却水套（1）进口；所述电机外置冷却水套（1）包括作为电机外壳的封闭式水套内壳（8）、封闭式水套外壳（9）和连接在封闭式水套内外壳之间的冷却水道隔板（10），在封闭式水套内壳（8）内壁上设置有构成冷却风道的若干轴向直肋（7-1），在由若干轴向直肋（7-1）内端面构成的环腔内安装直流电机，在电机轴的一轴端安装有内置气冷风机（7-2），并由轴向直肋（7-1）和内置气冷风机（7-2）共同构成电机内置气冷机构(7)。
2.根据权利要求1所述的水-气双侧冷却型电动汽车用动力电机冷却系统，其特征在于：所述的冷却水道隔板（10）以螺旋状或径向排列的方式设置在封闭式水套内外壳之间，构成螺旋或径向水道；其中所述螺旋水道分为单槽道结构或多槽道结构。
3.根据权利要求1所述的水-气双侧冷却型电动汽车用动力电机冷却系统，其特征在于：所述车内余热散热器（3）为水-空气换热器，置于车内空调风道中。
4.根据权利要求1所述的水-气双侧冷却型电动汽车用动力电机冷却系统，其特征在于：所述车外余热散热器（4）为水-空气换热器，置于车箱外。
5.根据权利要求1所述的水-气双侧冷却型电动汽车用动力电机冷却装置，其特征在于：所述的车内余热散热器（3）、车外余热散热器（4）为管翅式、层叠式或平行流式换热器中的任意一种结构形式。
6.根据权利要求1所述的水-气双侧冷却型电动汽车用动力电机冷却系统，其特征在于：所述内置气冷风机（7-2）安装于电机轴的任一端。
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