CN107040077A - 一种智能温控液冷式车用动力电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能温控液冷式车用动力电机，包括壳体、两端盖、水泵和电机转子，壳体为拉伸铝制成，为双层结构，其间设有贯通整个壳壁的多个水道，所述多个水道沿壳壁截面均匀排布，任一水道与相邻两个水道分别在壳体的两端贯通以形成S形绕流；两端盖和壳体之间采用摩擦搅拌焊密封连接；水泵设于壳体上，壳体上设有进水口和出水口且分别与水泵的出水口和进水口通过密封垫两两相连；水道中设有水温传感器，根据冷却水温度的高低通过控制器控制水泵的转速，以实现智能冷却和节能降耗的目的。本发明电机制造工艺简单，合格率高，减低了生产成本；结构设计合理，水冷效果好，整体结构紧凑；智能温控和电机自身带动水泵，有效降低能耗。

Description

一种智能温控液冷式车用动力电机

技术领域

本发明涉及一种智能温控液冷式车用动力电机，属于电动机技术领域。

背景技术

随着资源的日益短缺，节能环保的观念不继深入，传统汽油车已经不能再适应社会的发展，电动汽车作为一种新型能源汽车，有其优越的节能环保性能。由于电动汽车在节能、环保方面的突出优势，使得电动汽车的研究和推广成为近年来汽车行业的热点。

电动汽车的驱动电机一般分为水冷电机或风冷电机，而水冷电机大都采用一个单独的电机和水泵进行驱动来使冷却水循环。现有技术中，电动汽车水冷电机由于结构设计不尽合理存在生产成本较高，并且难以实现智能冷却等诸多不足。例如现有技术的壳体主要为压铸成型，设置螺旋形水道，生产过程中容易形成气孔，制造合格率低，生产成本较高；并且螺旋形水道容易造成电机的一侧发热严重，影响电机的使用寿命以及电动汽车的正常运行。另外，水泵与电机的进出水口通过软管连接，这样的结构占用空间比较大，还增加了车重，水泵的输出恒定存在能源浪费。特别是，电机与电机支架刚性连接，振动较大。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明目的是提供一种智能温控液冷式车用动力电机，解决现有水冷电机生产成本高，制造合格率低，水冷效果差和能耗高等问题。

实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种智能温控液冷式车用动力电机，包括壳体、两端盖、水泵和设于壳体内的电机转子，两端盖分别设置于壳体的两端，所述壳体为拉伸铝制成，为双层结构，其间设有贯通整个壳壁的多个水道，所述多个水道沿所述壳壁截面均匀排布，任一水道与相邻的两个水道分别在所述壳体的两端贯通以形成S形绕流；所述两端盖和壳体之间采用摩擦搅拌焊密封连接；所述水泵设于所述壳体上，所述壳体上设有进水口和出水口且分别与所述水泵的出水口和进水口相对设置并通过密封垫两两相连；所述水道中设有水温传感器，根据冷却水温度的高低通过控制器控制所述水泵的转速，以实现智能冷却和节能降耗的目的。

本发明的电机，冷却水水道沿壳体的轴向设置并沿截面均匀排布，冷却水在水道中的流向为依次沿壳壁的轴向和周向流动以形成S形绕流，绕流环绕在整个电机壳体内，冷却效果好，避免了螺旋形水道在进水一端易造成电机单侧发热严重，影响寿命的问题；同时这样的设计结构可以通过拉伸挤压成型的工艺实现。端盖与壳体之间摩擦搅拌焊接方式能很好地保证对冷却水的密封性，杜绝冷却水渗漏导致电机短路烧坏的安全问题。水泵设置在电机壳体上，结构紧凑，有效节省了空间，且使得电机的进水口和出水口有条件直接分别与水泵的出水口和进水口通过密封垫两两相连，无需转接的软管，进一步节省了空间，也杜绝了转接软管使用寿命短，容易在异常情况下破损漏水的问题。

进一步完善上述技术方案，所述壳体沿轴线方向设有悬挂安装翼，用于通过缓冲垫将所述电机安装在电机支架上以实现有效减震的效果。

这样，电机与电机支架之间通过悬挂安装减震，电机支架本身与车架之间为悬挂式结构，实现两级减震。

进一步地，所述电机和所述水泵共用一个转轴，所述电机转子的转轴上设置有传动齿轮，所述传动齿轮通过同步带与所述水泵的转动轴连接用于能量传递。

这样，不需要单独设置蓄电池及相关电路来驱动水泵，结构紧凑，节省空间；水泵工作输出与电机的发热量成正比，水泵无需始终保持恒定的高输出，有效降低能耗。

进一步地，所述壳体设有安装平台用于安装固定所述水泵，所述水泵与所述壳体为可拆卸连接。

这样，安装平台有利于电机和水泵相互的出水口和进水口通过密封垫的两两相连结构的设计实施；可拆卸连接便于安装和检修。

进一步地，所述壳体、安装平台和悬挂安装翼为铝合金一体拉伸挤压成型。

这样，铝合金材质有效降低电机重量，导热性好，有利于传导热量并通过冷却水带走以达到较好的电机降温效果；拉伸挤压成型工艺生产效率高，合格率高，适合批量生产，同时避免了压铸工艺容易形成气孔影响质量的问题。

进一步地，所述多个水道中有两个相邻水道未相互贯通，所述壳体上的进水口和出水口分别与所述两个未相互贯通的相邻水道中的一个连通。

这样，冷却水在壳体中的流动为单向完整的水循环路线，没有死水区，避免了流向不定部分水循环不良、有死水区造成的部分水温高，不利于有效降温的问题。

进一步地，所述壳体的两端面上设有凹槽用于使水道贯通。

这样，把循环水道均设置在壳体一个零件上，工艺集中加工制造，无需在端盖上设计加工水道，减少了需加工零件数量，便于管理；同时不需要端盖以特定的角度位置与壳体连接，减少了工艺装备的相关成本开支，简化了装配操作。

综上所述，相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明采用拉伸铝制成，端盖和壳体之间采用摩擦搅拌焊密封连接，相比压铸铝材而言，节约了铝材，工艺制造成本降低80%以上，大大降低成本，实现生产效率、制造合格率、工艺可实施性的大幅提高，适合批量生产。

2、本发明在电机的壳体内设置有冷却水道，并且流向为依次沿壳壁的轴向和周向流动形成S形绕流，绕流环绕整个电机壳体，能够对电机进行全面的冷却，冷却效果好。

3、本发明在冷却水中设有水温传感器，根据冷却水温度的高低通过控制器调节水泵的转速，水泵无需始终保持恒定的输出，实现智能冷却和节能降耗的目的。

4、本发明智能温控液冷式车用动力电机其电机和水泵共用一个转轴，当电机运转时，转轴能够带动水泵的叶轮旋转，从而形成冷却水的循环，对电机进行冷却；而当汽车停止运行时，电机不再持续发热，则无需进行水冷却，这种结构形式能够简化结构，有效降低能耗。

5、本发明还设置悬挂安装翼，用于通过缓冲垫将电机安装在电机支架架上，实现有效减震的效果，有效降低电机传给整车的振动。

6、本发明将水泵直接安装在电机壳体上，结构紧凑，节省了空间，冷却水无需外接软管，杜绝了软管使用寿命短，容易在异常情况下破损漏水的问题。

附图说明

图1-本发明具体实施例等轴测结构示意图；

图2-本发明具体实施例剖视图；

图3-本发明具体实施例壳体零件的等轴测结构示意图；

其中，1－壳体，2－端盖，3－水泵，4－电机转子，5－密封垫，6－水温传感器，7－控制器，8－同步带，9－定子，11－水道，12－进水口，13－出水口，14－悬挂安装翼，15－安装平台，16－凹槽，31－出水口，32－进水口，33－转动轴，41－转轴，42－传动齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

参见图1、图2，一种智能温控液冷式车用动力电机，包括壳体1、两端盖2、水泵3和设于壳体1内的定子9、电机转子4，两端盖2分别设置于壳体1的两端，所述壳体1为拉伸铝制成，为双层结构，其间设有贯通整个壳壁的多个水道11，所述多个水道11沿所述壳壁截面均匀排布，任一水道11与相邻的两个水道11分别在所述壳体1的两端贯通以形成S形绕流；所述两端盖2和壳体1之间采用摩擦搅拌焊密封连接；所述水泵3设于所述壳体1上，所述壳体1上设有进水口12和出水口13且分别与所述水泵3的出水口31和进水口32相对设置并通过密封垫5两两相连；所述水道11中设有水温传感器6，根据冷却水温度的高低通过控制器7控制所述水泵3的转速，以实现智能冷却和节能降耗的目的。

本发明的电机，冷却水水道11沿壳体1的轴向设置并沿截面均匀排布，冷却水在水道11中的流向为依次沿壳壁的轴向和周向流动以形成S形绕流，绕流环绕在整个电机壳体1内，冷却效果好，避免了螺旋形水道在进水一端易造成电机单侧发热严重，影响寿命的问题；同时这样的设计结构可以通过拉伸挤压成型的工艺实现。端盖2与壳体1之间摩擦搅拌焊接方式能很好地保证对冷却水的密封性，杜绝冷却水渗漏导致电机短路烧坏的安全问题。水泵3设置在电机壳体1上，结构紧凑，有效节省了空间，且使得电机的进水口12和出水口13有条件直接分别与水泵3的出水口31和进水口32通过密封垫5两两相连，无需转接的软管，进一步节省了空间，也杜绝了转接软管使用寿命短，容易在异常情况下破损漏水的问题。

参见图1，其中，所述壳体1沿轴线方向设有悬挂安装翼14，用于通过缓冲垫将所述电机安装在电机支架上以实现有效减震的效果。这样，电机与电机支架之间通过悬挂安装减震，电机支架本身与车架之间为悬挂式结构，实现两级减震。

其中，所述壳体1设有安装平台15用于安装固定所述水泵3，所述水泵3与所述壳体1为可拆卸连接。这样，安装平台15有利于电机和水泵3相互的出水口和进水口通过密封垫5的两两相连结构的设计实施；可拆卸连接便于安装和检修。

其中，所述壳体1、安装平台15和悬挂安装翼14为铝合金一体拉伸挤压成型。这样，铝合金材质有效降低电机重量，导热性好，有利于传导热量并通过冷却水带走以达到较好的电机降温效果；拉伸挤压成型工艺生产效率高，合格率高，适合批量生产，同时避免了压铸工艺容易形成气孔影响质量的问题。

参见图2，其中，所述多个水道11中有两个相邻水道11未相互贯通，所述壳体1上的进水口12和出水口13分别与所述两个未相互贯通的相邻水道11中的一个连通。这样，冷却水在壳体1中的流动为单向完整的水循环路线，没有死水区，避免了流向不定部分水循环不良、有死水区造成的部分水温高，不利于有效降温的问题。

参见图3，其中，所述壳体1的两端面上设有凹槽16用于使水道11贯通。这样，把循环水道11均设置在壳体1一个零件上，工艺集中加工制造，无需在端盖2上设计加工水道，减少了需加工零件数量，便于管理；同时不需要端盖2以特定的角度位置与壳体1连接，减少了工艺装备的相关成本开支，简化了装配操作。

参见图1，优选地，所述电机和所述水泵3共用一个转轴，所述电机转子4的转轴41上设置有传动齿轮42，所述传动齿轮42通过同步带8与所述水泵3的转动轴33连接用于能量传递。这样，不需要单独设置蓄电池及相关电路来驱动水泵3，结构紧凑，节省空间；水泵3工作输出与电机的发热量成正比，水泵3无需始终保持恒定的高输出，有效降低能耗。

实施时，进一步地，还可以在所述传动齿轮42通过同步带8与所述水泵3的转动轴33连接用于能量传递的连接方式中，增加调速齿轮机构，所述水温传感器6检测冷却水的温度并通过控制器7控制调速齿轮机构调节所述传动齿轮42传递给所述水泵3的转动轴33的转速，这样，将智能温控和电机转轴带动水泵的方式均设置在电机上，更好的实现智能冷却和节能降耗的目的。上述实施时还可以进一步改进的方案均应视为落入本发明保护范围。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种智能温控液冷式车用动力电机，包括壳体（1）、两端盖（2）、水泵（3）和设于壳体（1）内的电机转子（4），两端盖（2）分别设置于壳体（1）的两端，其特征在于：所述壳体（1）为拉伸铝制成，为双层结构，其间设有贯通整个壳壁的多个水道（11），所述多个水道（11）沿所述壳壁截面均匀排布，任一水道（11）与相邻的两个水道（11）分别在所述壳体（1）的两端贯通以形成S形绕流；所述两端盖（2）和壳体（1）之间采用摩擦搅拌焊密封连接；所述水泵（3）设于所述壳体（1）上，所述壳体（1）上设有进水口（12）和出水口（13）且分别与所述水泵（3）的出水口（31）和进水口（32）相对设置并通过密封垫（5）两两相连；所述水道（11）中设有水温传感器（6），根据冷却水温度的高低通过控制器（7）控制所述水泵（3）的转速，以实现智能冷却和节能降耗的目的。

2.根据权利要求1所述一种智能温控液冷式车用动力电机，其特征在于：所述壳体（1）沿轴线方向设有悬挂安装翼（14），用于通过缓冲垫将所述电机安装在电机支架上以实现有效减震的效果。

3.根据权利要求1所述一种智能温控液冷式车用动力电机，其特征在于：所述电机和所述水泵（3）共用一个转轴，所述电机转子（4）的转轴（41）上设置有传动齿轮（42），所述传动齿轮（42）通过同步带（8）与所述水泵（3）的转动轴（33）连接用于能量传递。

4.根据权利要求1所述一种智能温控液冷式车用动力电机，其特征在于：所述壳体（1）设有安装平台（15）用于安装固定所述水泵（3），所述水泵（3）与所述壳体（1）为可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述一种智能温控液冷式车用动力电机，其特征在于：所述壳体（1）、安装平台（15）和悬挂安装翼（14）为铝合金一体拉伸挤压成型。

6.根据权利要求1所述一种智能温控液冷式车用动力电机，其特征在于：所述多个水道（11）中有两个相邻水道（11）未相互贯通，所述壳体（1）上的进水口（12）和出水口（13）分别与所述两个未相互贯通的相邻水道（11）中的一个连通。

7.根据权利要求1所述一种智能温控液冷式车用动力电机，其特征在于：所述壳体（1）的两端面上设有凹槽（16）用于使水道（11）贯通。