CN107359741B - 一种汽车用电机散热风扇降噪抗振系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车用电机散热风扇降噪抗振系统，所述的电机包括底座、设置在底座上的电机壳体、与电机壳体固定连接的后罩盖、均匀布设在电机壳体上的散热肋片、设置在电机壳体中的驱动轴以及电磁线圈，所述的装置包括与驱动轴传动连接的液力耦合器、均匀布设在液力耦合器的涡轮周边的散热扇片、将液力耦合器的泵轮与驱动轴传动连接的电磁离合器、布设在电磁线圈之间的旁通冷却油管、设置在旁通冷却油管上的电磁阀、分别与液力耦合器、电磁离合器及电磁阀电连接的ECU控制器。与现有技术相比，本发明系统利用液力耦合方式实现油冷和风冷联合散热，并结合使用微穿孔消声结构，可有效降低汽车用电机散热风扇噪音和减缓其自身振动。

Description

一种汽车用电机散热风扇降噪抗振系统

技术领域

本发明属于汽车零配件技术领域，涉及一种降噪抗振系统，尤其是涉及一种汽车用电机散热风扇降噪抗振系统。

背景技术

近年来，纯电动汽车得到了迅速发展，人们对于电动汽车优越动力性的要求，使得高功率密度电机得到了迅猛应用。随之而来，电机散热成为电机性能提升的关键。而汽车用电机散热风扇除了考虑其良好的散热效果之外，风扇的工作噪音也是人们普遍关注的问题。风扇噪音是风扇工作时产生杂音的大小，受多方面因素影响。风扇噪音与摩擦力、空气流动有关。风扇转速越高、风量越大，造成的噪音也会越大，另外风扇自身的振动也是不可忽视的因素。

汽车用电机散热风扇的噪声及振动问题关系到其工作寿命、散热效果和整车的NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能，也是零部件企业关注的问题之一。由于现在车型对NVH的要求越来越高，因此对各系统的噪音也提出更高要求。因此，汽车用电机散热风扇除了考虑其良好的散热效果之外，风扇的工作噪音也是人们普遍关注的问题。

目前，有关文献公开了汽车散热降噪风扇总成和实现风扇降噪的实现方法，其主要是通过改变散热器风扇叶片结构，改变其与空气接触面，从而降低噪音的。但是风扇叶片在高速旋转时，随着风量的逐渐增大，噪音也将会不可避免的增加。在应用中发现，风扇的扇叶“偏心”是产生噪音的主要原因。其产生的旋转振动会导致电机轴承逐渐磨损，使得风扇的叶片产生松动，从而加剧扇叶旋转振动，使得散热风扇工作噪音增大，从而使散热风扇的工作状况逐渐恶化。即当扇叶的重心与电机轴心不重合时，这样的风扇转动起来后，就相当于一台振荡器(振荡器就是在电动机轴上加一个偏心轮)，随着使用时间的变长，风扇轴承逐渐磨损，会使风扇的散热片产生松动，从而加剧振动噪音。

申请号为201520664861.X的中国实用新型专利公开一种汽车散热降噪风扇总成，包括风扇安装支架、风扇电机总成和风扇叶片总成，其中风扇叶片总成贴合并嵌装在风扇电机顶部，风扇电机总成通过紧固件连接在风扇安装支架上，在每个风扇叶片的边缘全部设有锯齿型结构，且每个锯齿的后切线均在同一圆周上。上述专利公开的技术方案虽能达到降低噪音的目的，但依然存在自身振动较为剧烈的技术问题，不同于上述专利技术，本发明利用液力耦合方式来实现油冷和风冷联合散热，并将消声原理应用到此装置上，从而降低汽车用电机散热风扇噪音和减缓其自身振动。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、紧凑，经济实用性好，可有效降低机械磨损，降噪抗振效果好，使用寿命长的汽车用电机散热风扇降噪抗振系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种汽车用电机散热风扇降噪抗振系统，所述的电机包括底座、设置在底座上的电机壳体、与电机壳体固定连接的后罩盖、均匀布设在电机壳体上的散热肋片、设置在电机壳体中的驱动轴以及电磁线圈，所述的装置包括与驱动轴传动连接的液力耦合器、均匀布设在液力耦合器的涡轮周边的散热扇片、将液力耦合器的泵轮与驱动轴传动连接的电磁离合器、布设在电磁线圈之间的旁通冷却油管、设置在旁通冷却油管上的电磁阀、分别与液力耦合器、电磁离合器及电磁阀电连接的ECU控制器。

所述的电机壳体中设有温度传感器，该温度传感器与ECU控制器电连接。

所述的电机壳体的底部设有微穿孔腔体。

所述的旁通冷却油管一端设置在液力耦合器的泵轮和涡轮之间，另一端穿过电磁线圈，并与散热肋片的内腔体相连通。

所述的驱动轴的输出端设有滚动轴承。

本发明利用液力耦合方式实现油冷和风冷联合散热，并将微穿孔消声原理应用到电机壳体上，使得从电机内部流出的散热气流流经微穿小孔多空腔体来逐级改变原气流的声频，从而达到降低散热风扇噪音的目的。采用液力耦合能够有效减缓风扇叶片工作时由振动产生的不良影响，避免了机械振动带来的零部件磨损，减轻了噪声，并将耦合液作为冷却介质实现驱动电机的油冷，从而对电机起到更好的散热效果。

本发明中，电机的驱动轴与液力耦合器的泵轮之间由电磁离合器连接。当温度传感器检测到的电机温度高于预定值时，ECU控制器发出指令控制电磁离合器结合，带动泵轮旋转，泵轮内的耦合液在耦合器内流动，从而带动涡轮转动。涡轮和散热扇片做成一体，这样涡轮转动时，散热扇片不断将气流吸入电机体内，以轴向散热的方式流经电磁线圈和磁性元件。受热后的气流流经微穿孔流入微穿孔腔体中，通过改变气流的声频来达到降噪的目的。

液力耦合器的泵轮和涡轮之间的设有导轮和旁通冷却油管，旁通冷却油管由电磁阀控制。当温度较高时，电磁离合器结合，电磁阀关闭，电机只带动散热扇片转动，实现风冷；当电机需求功率和电机温度都高于阀值时，电磁阀开启，泵轮里的耦合液一部分经过导轮，带动涡轮转动实现风冷，一部分耦合液作为冷却液流经旁通冷却油管，实现油冷。旁通冷却油管布置在电磁线圈之间，从而能将电磁线圈和磁性元件产生的热量及时带走，减轻温度升高对电磁特性产生的不利影响。旁通冷却油管与电机壳体表面的多个散热肋片的内腔体相通，从而实现油温和外部环境的热量交换。在油液循环过程中，风扇气流对冷却液也有一定的散热作用。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)微穿孔消声应用中不使用任何阻性吸声填料，阻力损失小，消声频带宽，工作时不起尘；不怕油雾、水气；耐高温、耐高速气流冲击；

2)采用液力耦合方式带动散热风扇旋转，避免了扇叶和电机轴承的机械连接，避免了机械磨损，提高了散热电机工作寿命，改善其工作环境；

3)由于采用液力耦合，避免了风扇的扇叶“偏心”产生的振动噪音，大大减轻了散热风扇的工作噪音，改善了整车NVH性能；

4)将耦合液作为冷却介质实现驱动电机的油冷，通过油冷和风冷对驱动电机实现联合散热，从而起到更好的散热效果；

5)液力耦合器的泵轮直接与驱动电机的驱动轴相连，从而为散热风扇提供动力，不需要另外设置散热风扇电机，简化了布置结构；

6)利用ECU控制器实现风冷和油冷的联合控制，体现了驱动电机智能化散热控制。

附图说明

图1为本发明驱动电机的外部结构示意图；

图2为本发明降噪抗振系统的结构示意图；

图3为本发明降噪抗振系统的控制示意图；

图中标记说明：

1、底座，2、电机壳体，3、微穿孔腔体，4、驱动轴，5、后罩盖，6、散热肋片，7、散热扇片，8、涡轮，9、泵轮，10、电磁离合器，11、滚动轴承，12、温度传感器，13、电磁线圈，14、电磁阀，15、旁通冷却油管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例：

如图1-2所示，一种汽车用电机散热风扇降噪抗振系统，电机包括底座1、设置在底座2上的电机壳体2、与电机壳体2固定连接的后罩盖5、均匀布设在电机壳体2上的散热肋片6、设置在电机壳体2中的驱动轴4以及电磁线圈13，装置包括与驱动轴4传动连接的液力耦合器、均匀布设在液力耦合器的涡轮8周边的散热扇片7、将液力耦合器的泵轮9与驱动轴4传动连接的电磁离合器10、布设在电磁线圈13之间的旁通冷却油管15、设置在旁通冷却油管15上的电磁阀14、分别与液力耦合器、电磁离合器10及电磁阀14电连接的ECU控制器。

其中，电机壳体2中设有温度传感器12，该温度传感器12与ECU控制器电连接。电机壳体2的底部设有微穿孔腔体3。旁通冷却油管15一端设置在液力耦合器的泵轮9和涡轮8之间，另一端穿过电磁线圈13，并与散热肋片6的内腔体相连通。驱动轴4的输出端设有滚动轴承11。

本实施例系统工作状态控制示意图如图3所示，当温度传感器12检测到的电机温度高于预定值时，ECU控制器发出指令控制电磁离合器10结合，带动泵轮9旋转，泵轮9内的耦合液在耦合器内流动，从而带动涡轮8转动。涡轮8和散热扇片7做成一体，这样涡轮8转动时，散热扇片7不断将气流吸入电机体内，以轴向散热的方式流经电磁线圈13和磁性元件。受热后的气流流经微穿孔流入微穿孔腔体3中，通过改变气流的声频来达到降噪的目的。

液力耦合器的泵轮9和涡轮8之间的设有导轮和旁通冷却油管15，旁通冷却油管15由电磁阀14控制。当温度较高时，电磁离合器10结合，电磁阀14关闭，电机只带动散热扇片7转动，实现风冷；当电机需求功率和电机温度都高于阀值时，电磁阀14开启，泵轮9里的耦合液一部分经过导轮，带动涡轮8转动实现风冷，一部分耦合液作为冷却液流经旁通冷却油管15，实现油冷。旁通冷却油管15布置在电磁线圈13之间，从而能将电磁线圈13和磁性元件产生的热量及时带走，减轻温度升高对电磁特性产生的不利影响。旁通冷却油管15与电机壳体2表面的多个散热肋片6的内腔体相通，从而实现油温和外部环境的热量交换。在油液循环过程中，风扇气流对冷却液也有一定的散热作用。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种汽车用电机散热风扇降噪抗振系统，所述的电机包括底座、设置在底座上的电机壳体、与电机壳体固定连接的后罩盖、均匀布设在电机壳体上的散热肋片、设置在电机壳体中的驱动轴以及电磁线圈，其特征在于，所述的系统包括与驱动轴传动连接的液力耦合器、均匀布设在液力耦合器的涡轮周边的散热扇片、将液力耦合器的泵轮与驱动轴传动连接的电磁离合器、布设在电磁线圈之间的旁通冷却油管、设置在旁通冷却油管上的电磁阀、分别与液力耦合器、电磁离合器及电磁阀电连接的ECU控制器；

所述的液力耦合器的泵轮和涡轮之间设有导轮和旁通冷却油管；

所述的电机壳体的底部设有用于改变气流声频的微穿孔腔体。

2.根据权利要求1所述的一种汽车用电机散热风扇降噪抗振系统，其特征在于，所述的电机壳体中设有温度传感器，该温度传感器与ECU控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的一种汽车用电机散热风扇降噪抗振系统，其特征在于，所述的旁通冷却油管一端设置在液力耦合器的泵轮和涡轮之间，另一端穿过电磁线圈，并与散热肋片的内腔体相连通。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种汽车用电机散热风扇降噪抗振系统，其特征在于，所述的驱动轴的输出端设有滚动轴承。