CN103253105A - 汽车电动可调阀门 - Google Patents

Abstract

一种汽车电动可调阀门，包括驱动部分和机械部分，驱动部分包括：永磁直流电机、电机涡轮齿、传动齿定位轴、传动齿、主驱动齿轮、基板以及接插端子；机械部分包括：阀体、阀轴、阀片、垫圈以及外壳；所述主动齿轮通过机械部分的所述阀轴固定在所述壳体内，与所述传动齿的二阶齿轮形成第二阶传动，组成齿轮减速机构；所述阀轴安装在所述阀体内，一端通过一卡扣，另一端通过所述主动齿轮形成轴向固定；所述机械部分通过阀轴固定安装在所述驱动部分的主动齿轮上；通过所述永磁直流电机驱动所述齿轮减速机构形成二阶减速传动，带动所述阀片在所述阀体内形成不同开度。

Description

汽车电动可调阀门

技术领域

本发明涉及电气自动控制技术领域，尤其涉及一种适用于新能源和混合动力汽车的电动可调阀门。

背景技术

面临着石油资源逐渐减少和世界各国政府针对汽车环保政策的相续出台，目前越来越多的汽车厂商开始意识到，应该提高技术开发力度，并急切地寻找新的替代能源。混合动力概念汽车成为很多汽车厂商的切入点，混合动力技术是一种结合了传统引擎和电动机优势的新技术，靠的是传统的引擎加上电动机输出动力作配合，利用引擎在工作时对蓄电池的充电，将电动机和引擎产生的动力不断切换和转化，达到双动能推动。这样的配合以电动机驱动为主，引擎驱动为辅，达到预期为减少耗油和废气排放的环保效益。

目前，国内外各汽车制造企业也纷纷进入混合动力汽车研发领域。新能源和混合动力汽车的飞速发展的同时，越来越多的问题也暴露出来，例如，怎么延长电池组的使用寿命、怎么使电池组在理想温度的范围内工作、怎么使在电池组出现自燃和爆炸的情况下保护驾驶员的安全、怎么增加电池组的续航能力等。传统的汽、柴油发动机加设了风冷装置及水冷装置，电池组作为新能源和混合动力汽车的工作主要动力来源，同样也需要一种经济又实用的装置来解决其发展过程中暴露出来的上述问题。

发明内容

本发明的目的是，提供一种汽车电动可调阀门，能连接空调系统和电池组，从而既能使汽车空调系统的性能得到充分利用，又能使汽车的电池组保持理想的温控范围内，且带有反馈系统，使电池组有一个理想的工作环境。

为了实现上述目的，本发明提供了一种汽车电动可调阀门，包括驱动部分和机械部分，驱动部分包括：永磁直流电机、电机涡轮齿、传动齿定位轴、传动齿、主驱动齿轮、基板以及接插端子；机械部分包括：阀体、阀轴、阀片、垫圈以及外壳；所述永磁直流电机固定在一壳体内，所述壳体包括上壳体和下壳体；所述电机涡轮齿设置在所述永磁直流电机上；所述传动齿定位轴设置在所述上壳体的传动齿定位孔内；所述传动齿安装在所述传动齿定位轴上，所述传动齿的一阶齿轮与所述电机涡轮齿形成第一阶传动；所述主动齿轮通过机械部分的所述阀轴固定在所述壳体内，与所述传动齿的二阶齿轮形成第二阶传动，组成齿轮减速机构；所述基板固定在所述下壳体上，并通过导线与所述永磁直流电机相连，所述基板与设置在所述主动齿轮上的电刷形成信号反馈电路；所述接插端子固定在所述上壳体内部；所述阀轴安装在所述阀体内，一端通过一卡扣，另一端通过所述主动齿轮形成轴向固定；所述阀片固定安装在所述阀轴上；所述垫圈通过所述阀轴安装在所述阀体外，并与所述卡扣形成一端轴向定位；所述外壳锁附在所述阀体上；所述机械部分通过阀轴固定安装在所述驱动部分的主动齿轮上；通过所述永磁直流电机驱动所述齿轮减速机构形成二阶减速传动，带动所述阀片在所述阀体内形成不同开度。

进一步，所述第一阶传动为涡轮传动，所述第二阶传动为齿轮传动。

进一步，所述电机涡轮齿通过紧配方式压合在所述永磁直流电机上；所述传动齿定位轴通过紧配方式压合在所述传动齿定位孔内；所述基板通过胶水固定在所述下壳体上；所述电刷直接热熔在所述主动齿轮上；所述接插端子直接注塑在所述上壳体内部。

进一步，所述阀片通过固定螺丝固定安装在所述阀轴上；所述外壳通过固定螺丝锁附在所述阀体上。

进一步，所述阀体上设有螺丝锁附机构，将所述阀轴的定位端插装在所述主动齿轮的配合孔内，并通过固定螺丝与所述螺丝锁附机构将所述机械部分与所述驱动部分锁固。

进一步，所述驱动部分还包括位置传感器，用于对阀片的开度进行反馈。

进一步，所述位置传感器的电刷直接热熔在所述主动齿轮上，与固定在所述下壳体上的基板形成信号反馈系统。

进一步，所述外壳上设有安装面板，通过所述安装面板将所述外壳与外部设备固定。

进一步，所述安装面板上设有安装孔，通过所述安装孔采用固定装置将所述外壳与外部设备固定。

进一步，所述电动可调阀门的上端口连接汽车空调系统，下端口连接汽车电池组，通过所述阀片开度的大小，来调节进入所述汽车电池组内部的空气流量。

进一步，所述电动调节阀门进一步在汽车电池自燃、爆炸的紧急状态时自动关闭并发出警报。

进一步，所述上端口和下端口中的任意一端或者两端设有汽车套管。

本发明的优点在于，本发明组装方便，只需手工组装即可快速组装完成，无需锡焊等焊接方式，避免了焊接所带来的污染问题，工艺环保，既方便使用，又可提高生产效率，节省成本，内部各部件紧密连接，即使在剧烈震动情况下也不会松动，使用寿命长。利用汽车空调的制冷和制热能力，借助驱动部分机构，调节机械部分阀片在阀体内部形成不同开度，通过阀片开度的大小，来调节进入电池组内部的空气流量，由此来调节汽车在电池组中的制冷和制热的效果，对电池组内部温度进行控制，利用驱动部分传感器形成信号反馈，形成可调节的闭环系统，既能保持配合的电池组保持恒温状态，使电池组工作稳定、工作寿命延长；又能保持在电池组出现危险工况下(电池组自燃、爆炸等)，能及时关闭，使电池组内部形成无氧状态，起到阻燃作用。对驾驶员安全起到保护作用，免受生命危险。尤其适用于混合动力汽车，可保证汽车行驶的安全性。

附图说明

图1为本发明所述汽车电动可调阀门一实施例的结构示意图；

图2为本发明所述汽车电动可调阀门的驱动部分分解示意图；

图3为本发明所述汽车电动可调阀门的驱动部分内部结构示意图；

图4为本发明所述汽车电动可调阀门的机械部分分解示意图；

图5为本发明所述汽车电动可调阀门的阀体结构示意图；

图6为本发明所述汽车电动可调阀门的外壳结构示意图；

图7为本发明所述汽车电动可调阀门的基板结构示意图。

图中的标号分别表示：

1、上壳体；101、传动齿定位孔；2、下壳体；

2A、电机后端卡位；2B、电机前端卡位；

3、永磁直流电机；4、电机涡轮齿；5、传动齿定位轴；

6、传动齿；6A、一阶齿轮；6B、二阶齿轮；

7、主动齿轮；7A、主动齿轮的齿；7B、主动齿轮的减胶位置；

701、配合孔；702、阀轴卡位；8、电刷；

9、基板；9A、第一导轨；9B、第二导轨；

10、卡扣；11、垫圈；12、阀片；13、阀片螺丝；

14、阀轴；14A、阀轴的二价台阶；14B、定位端；

15、外壳；15A，15B、配合面；15C、固定孔；15D、过渡倒角；

16、阀体；16A、阀体的腔体内面；16B、安装面板；16C、安装孔；

16D、锁附机构；16E，16F、配合面；16G、固定孔；

16H、阀体定位阀轴的孔；17、固定螺丝；19、接插端子。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的汽车电动可调阀门做详细说明。

由于汽车配备有汽车空调，因此可以考虑提供一种装置能连接空调和电池组，从而既能使汽车空调的性能得到充分利用，又能使汽车的电池组保持理想的温控范围内，而且这种装置又能调节温控范围，能自身带反馈系统，使电池组有一个理想的工作环境。

参见图1-图7，本发明所述汽车电动可调阀门一实施例的示意图，所述汽车电动可调阀门包括驱动部分和机械部分，驱动部分包括：永磁直流电机3、电机涡轮齿4、传动齿定位轴5、传动齿6、主驱动齿轮7、基板8以及接插端子19；机械部分包括：阀体16、阀轴14、阀片12、垫圈11以及外壳15。所述机械部分通过阀轴14固定安装在所述驱动部分的主动齿轮7上。

所述永磁直流电机3固定在一壳体内，所述壳体包括上壳体1和下壳体2。在本实施例中，所述的永磁直流电机3通过上壳体1和下壳体2本身的设计结构固定。例如，上下壳体在模具开模时就预留了放置永磁直流电机3的腔体和卡位，如图所示电机后端卡位2A，电机前端卡位2B，通过将上壳体1和下壳体2卡接，从而将所述永磁直流电机3固定在壳体内。

所述电机涡轮齿4设置在所述永磁直流电机3上。在本实施例中，所述的电机涡轮齿4通过紧配方式压合在永磁直流电机3上。

所述传动齿定位轴5设置在所述上壳体1的传动齿定位孔101内。在本实施例中，所述的传动齿定位轴5通过紧配方式压合在所述传动齿定位孔101内。

所述的传动齿6安装在传动齿定位轴5上，传动齿6的一阶齿轮6A与电机涡轮齿4形成第一阶传动。

所述主动齿轮7通过机械部分的阀轴14固定在驱动部分的上下壳体内，与传动齿6的二阶齿轮6B形成第二阶传动，组成齿轮减速机构。所述主动齿轮7包括阀轴卡位702，用于实现齿轮带动阀轴14以及阀轴14的定位。所述主动齿轮7还包括主动齿轮的齿7A以及主动齿轮的减胶位置7B，可以使齿轮注塑的方便和增加齿轮的强度和进胶时的流动性能。在本实施例中，所述第一阶传动为涡轮传动，所述第二阶传动为齿轮传动。

所述基板9固定在所述下壳体2上，并通过导线(图中未示)与所述永磁直流电机3相连，所述基板9与设置在所述主动齿轮7上的电刷8形成信号反馈电路。在本实施例中，所述电刷8直接热熔在主动齿轮7上；所述基片9通过胶水配合下壳体2本身的结构固定在下壳体2上；所述导线通过焊接方式连接基片9和永磁直流电机3。所述基板9设置有一组的导电轨，导电轨包括第一导轨9A和第二导轨9B(如图7所示)，本发明中基板、电阻和导轨既可以沿L方向排列，也可以沿W方向排列。

所述接插端子19固定在所述上壳体1内部。在本实施例中，所述接插端子19直接注塑在上壳体1内部。

所述阀轴14安装在阀体16内，一端通过一卡扣10，另一端通过所述主动齿轮7形成轴向固定，使阀轴14定位更加精准。所述阀轴14包括阀轴的二价台阶14A，用于与主动齿轮7配合。

所述阀片12固定安装在所述阀轴14上。在本实施例中，所述阀片12通过阀片螺丝13固定安装在阀轴14上。通过所述永磁直流电机3驱动所述齿轮减速机构，形成二阶减速传动，带动所述阀片12在所述阀体16内形成不同开度。也即通过所述永磁直流电机3正反转来调节所述阀片12开度，并通过所述永磁直流电机3控制所述阀片12的打开和回位。其中，所述阀体16的腔体内面16A为机加工的光面，腔体内面16A的光洁度的好坏影响阀片12的开合的摩擦力。

优选地，所述驱动部分还包括位置传感器(图中未示)，用于对阀片16的开度进行反馈。所述位置传感器的电刷直接热熔在所述主动齿轮7上，与固定在所述下壳体2上的基板9形成信号反馈系统，从而使汽车要求阀片的开度和驱动机构驱动的阀片开度形成闭环控制。所述位置传感器可以采用主动齿轮7和下壳体2形成传感器外壳。

所述垫圈11通过所述阀轴14安装在阀体16外，并与卡扣10形成一端轴向定位。

所述外壳15锁附在阀体16上。在本实施例中，所述外壳15通过固定螺丝17锁附在阀体16上。所述外壳15包括固定孔15C，采用螺丝通过固定孔15C把上壳体1和阀体16两部分固定。所述外壳15还包括过渡倒角15D，用于壳体节省材料和增加上壳体1的强韧度，且便于模具注塑时的成型。

如图5、图6所示，为便于阀体16和外壳15组装，在阀体16和外壳15上分别做配合面，阀体16上制作配合面16E、16F，外壳上制作配合面15A、15B，使组装更加方面、并起防呆作用。所述阀体16上还设有固定孔16G、阀体定位阀轴的孔16H，通过所述固定孔16G以及阀体定位阀轴的孔16H，采用螺钉等固定装置，手动即可将阀体16和外壳15组装。

优选地，所述机械部分的阀体16上设有螺丝锁附机构16D。在所述机械部分组装完成后，通过阀轴14的定位端14B插装在驱动部分的主动齿轮7配合孔701内，通过所述螺丝锁附机构16D，用固定螺丝17把两部分锁在一起，形成新能源和混合动力汽车的电动可调阀门。

所述阀体16可以使用多种方式固定于汽车内部，如铆接、粘接、夹持等方式。在本实施例中，所述外壳15上设有安装面板16B，通过所述安装面板16B将所述外壳15与外部设备(即汽车内某个部位)固定。也即固定时，将安装面板16B固定即可将所述阀体16固定于汽车内部。优选地，在所述安装面板16B上设置安装孔16C，这样就可以使用螺钉或其它固定装置穿过安装孔16C后将外壳15固定于汽车内某个部位，从而将所述阀体16固定于汽车内部。

所述电动可调阀门的上端口连接汽车空调系统，下端口连接汽车电池组，通过所述阀片12开度的大小，来调节进入所述汽车电池组内部的空气流量。借助空调的温度来控制汽车电池组内部温度，通过所述永磁直流电机3正反转来调节所述阀片12开度，由此来调节汽车电池组的制冷和制热的效果，对电池组内部温度进行控制；并利用阀片12不同开度来控制进入电池组内部空气的多少，从而保证电池组内部温度始终处于理想温度工作态。如果汽车空调系统与汽车电池组距离过大，可在上端口和下端口任意一端或者两端增加汽车套管，可用卡箍等方式固定。

在本实施例中，所述电动调节阀门进一步在汽车电池自燃、爆炸的紧急状态时自动关闭并发出警报，使电池组与外界空气隔离，起到阻燃，防爆功能，对驾驶员安全起到保护作用，使其免受生命危险。

本发明所述汽车电动可调阀门的使用方法为：将汽车电动可调阀门一端口连接汽车空调系统，用螺丝锁附，另一端口连接汽车电池组，同样用螺丝锁附；接插件端子通过汽车接插件连接ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)，通过ECU出厂标定的电池组合理温控范围，ECU根据电池组内自带的温度传感器反馈的温度值，进行比对和判定后，通过PID(比例-积分-微分)或者PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制永磁直流电机运转，调节汽车电动可调阀门的阀片的开度，控制空调系统空气进入电池组的量，来控制电池组内温度达到标定范围。通过汽车电动可调阀门的位置传感器对阀片开度进行反馈，反馈信号再次反馈给ECU，ECU进行再次判断对比，从而使汽车的电池组内部温度始终保持在标定的理想状态范围内。

以上所述仅是本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.汽车电动可调阀门，其特征在于，包括驱动部分和机械部分，驱动部分包括：永磁直流电机、电机涡轮齿、传动齿定位轴、传动齿、主驱动齿轮、基板以及接插端子；机械部分包括：阀体、阀轴、阀片、垫圈以及外壳；

所述永磁直流电机固定在一壳体内，所述壳体包括上壳体和下壳体；

所述电机涡轮齿设置在所述永磁直流电机上；

所述传动齿定位轴设置在所述上壳体的传动齿定位孔内；

所述传动齿安装在所述传动齿定位轴上，所述传动齿的一阶齿轮与所述电机涡轮齿形成第一阶传动；

所述主动齿轮通过机械部分的所述阀轴固定在所述壳体内，与所述传动齿的二阶齿轮形成第二阶传动，组成齿轮减速机构；

所述基板固定在所述下壳体上，并通过导线与所述永磁直流电机相连，所述基板与设置在所述主动齿轮上的电刷形成信号反馈电路；

所述接插端子固定在所述上壳体内部；

所述阀轴安装在所述阀体内，一端通过一卡扣，另一端通过所述主动齿轮形成轴向固定；

所述阀片固定安装在所述阀轴上；

所述垫圈通过所述阀轴安装在所述阀体外，并与所述卡扣形成一端轴向定位；

所述外壳锁附在所述阀体上；

所述机械部分通过阀轴固定安装在所述驱动部分的主动齿轮上；

通过所述永磁直流电机驱动所述齿轮减速机构形成二阶减速传动，带动所述阀片在所述阀体内形成不同开度。

2.如权利要求1所述的汽车电动可调阀门，其特征在于：所述第一阶传动为涡轮传动，所述第二阶传动为齿轮传动。

3.如权利要求1所述的汽车电动可调阀门，其特征在于：所述电机涡轮齿通过紧配方式压合在所述永磁直流电机上；所述传动齿定位轴通过紧配方式压合在所述传动齿定位孔内；所述基板通过胶水固定在所述下壳体上；所述电刷直接热熔在所述主动齿轮上；所述接插端子直接注塑在所述上壳体内部。

4.如权利要求1所述的汽车电动可调阀门，其特征在于：所述阀片通过固定螺丝固定安装在所述阀轴上；所述外壳通过固定螺丝锁附在所述阀体上。

5.如权利要求1所述的汽车电动可调阀门，其特征在于：所述阀体上设有螺丝锁附机构，将所述阀轴的定位端插装在所述主动齿轮的配合孔内，并通过固定螺丝与所述螺丝锁附机构将所述机械部分与所述驱动部分锁固。

6.如权利要求1所述的汽车电动可调阀门，其特征在于：所述驱动部分还包括位置传感器，用于对阀片的开度进行反馈。

7.如权利要求6所述的汽车电动可调阀门，其特征在于：所述位置传感器的电刷直接热熔在所述主动齿轮上，与固定在所述下壳体上的基板形成信号反馈系统。

8.如权利要求1所述的汽车电动可调阀门，其特征在于：所述外壳上设有安装面板，通过所述安装面板将所述外壳与外部设备固定。

9.如权利要求8所述的汽车电动可调阀门，其特征在于：所述安装面板上设有安装孔，通过所述安装孔采用固定装置将所述外壳与外部设备固定。

10.如权利要求1所述的汽车电动可调阀门，其特征在于：所述电动可调阀门的上端口连接汽车空调系统，下端口连接汽车电池组，通过所述阀片开度的大小，来调节进入所述汽车电池组内部的空气流量。

11.如权利要求10所述的汽车电动可调阀门，其特征在于：所述电动调节阀门进一步在汽车电池自燃、爆炸的紧急状态时自动关闭并发出警报。

12.如权利要求10所述的汽车电动可调阀门，其特征在于：所述上端口和下端口中的任意一端或者两端设有汽车套管。

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