CN107379959A - 一种新能源汽车的电机冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新能源汽车的电机冷却系统，其包括紧密连接为一体式整体结构且依次设置的电机控制器、齿轮箱、电机，在齿轮箱外设置有水箱，电机包括机壳且电机中部轴向插设有圆锥管，齿轮箱包括分别与电机、电机控制器相对接的左箱体和右箱体，电机控制器包括至少一个散热器，水箱送出的水由右箱体的进水口通过通道进入散热器，散热器卸出的水流再由右箱体的出水口进入左箱体，左箱体卸出的水流经过机壳并最终回流至水箱，水箱与右箱体连接处还有部分水在压力和重力作用下由右箱体的表面入口经过左箱体再经过管道进入圆锥管，并最终回流至水箱。本新能源汽车的电机冷却系统具有结构紧凑、工作可靠、稳定性佳的优点。

Description

一种新能源汽车的电机冷却系统

技术领域

本发明属于新能源汽车电机冷却技术领域，涉及一种新能源汽车的电机冷却系统。

背景技术

现在雾霾严重，大多数是因为尾气排放，如果把尾气控制住，便是造福子孙，且现在我国的原油储备非常紧张，一旦切断只能使用11天，在环保和节约能源的大背景下，发展新能源汽车大势所趋，新能源汽车受到了越来越广泛的关注。

考虑到乘客的舒适性、车内零部件的安装空间有限，电机和电机控制器也不断地朝着小体积大功率密度的趋势发展。大功率密度的新能源电机和电机控制器的散热压力大、循环水路过长等都是目前新能源汽车面临的问题。新能源汽车广泛采用的冷却方式主要有风冷和水冷两种方式。

一般风冷散热系统的散热能力与体积成正比，且风冷散热系统的散热能力有限、效率低，这样整体尺寸略大，很难适用于散热压力很大、空间有限的场合，而且风扇噪音大、IP防护等级差、故障率高。

目前采用水冷方式的新能源汽车上电机控制器、电机、齿轮箱处于分散状态，没有一体化的冷却系统，完全靠管道连接。这种水冷方式的新能源汽车存在如下几个问题：1、管道太多，故障隐患也多；2、由于水冷系统排布分散，造成水路过长，冷却效率低；3、结构不紧凑，安装和维修都不方便。

综上所述，需要设计一种结构紧凑、工作可靠、稳定性佳的新能源汽车的电机冷却系统。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构紧凑、工作可靠、稳定性佳的新能源汽车的电机冷却系统。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种新能源汽车的电机冷却系统，包括紧密连接为一体式整体结构且依次设置的电机控制器、齿轮箱、电机，在齿轮箱外设置有水箱，所述电机包括机壳且电机中部轴向插设有圆锥管，所述齿轮箱包括分别与电机、电机控制器相对接的左箱体和右箱体，所述电机控制器包括至少一个散热器，所述水箱送出的水由右箱体的进水口通过通道进入散热器，散热器卸出的水流再由右箱体的出水口进入左箱体，左箱体卸出的水流经过机壳并最终回流至水箱，所述水箱与右箱体连接处还有部分水在压力和重力作用下由右箱体的表面入口经过左箱体再经过管道进入所述圆锥管，并最终回流至水箱。

作为本发明的进一步改进，所述水箱通过水泵与右箱体对接，所述水泵的出水口与右箱体的进水口连接。

作为本发明的进一步改进，所述散热器上设有沟槽以及与沟槽相通的第一水道，在沟槽内分布有均匀规则的障碍元件，所述右箱体的进水口送出的水先进入散热器沟槽，再由第一水道卸出。

作为本发明的进一步改进，所述散热器设置为多个，在右箱体上设有与散热器一一对应的多个入水口以及与入水口适配的暗道，所述右箱体的进水口流入的水通过通道分别进入各散热器，各散热器卸出的水流分别由对应入水口接收，多个入水口接收的水流汇聚为一条并由所述暗道经右箱体的出水口进入左箱体。

作为本发明的更进一步改进，所述右箱体的进水口、表面入口以及暗道均设置于右箱体表面位置，所述水箱送出的水在右箱体的表面流过。

作为本发明的更进一步改进，所述电机控制器还包括安装在散热器内的控制线路板，在控制线路板上安装有电子元器件，所述电子元器件的IGBT模块位于散热器第一水道上方。

作为本发明的又一种改进，在机壳上缠绕分布有两条第二水道，所述电机的定子嵌套于机壳的内壁，所述圆锥管轴向穿过电机的定子。

作为本发明的进一步改进，所述电机中部设置有具有盲孔的空心电机轴，所述圆锥管轴向插设于电机轴内且圆锥管外壁与电机轴盲孔内壁形成环形回路，水流经过圆锥管后再经过环形回路回流至水箱。

作为本发明的进一步改进，所述电机还包括置于机壳后端的后盖，所述机壳送出的水汇流于后盖并最终回流至水箱。

作为本发明的进一步改进，在后盖外还设置有分支器，所述机壳送出的水汇流于分支器并由分支器回流至水箱，所述环形回路卸出的水流入分支器并由分支器回流水箱。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：整体结构布局合理、紧凑，电机控制器、齿轮箱、电机安装为一体的结构，电机控制器和电机分列齿轮箱两侧并且三者紧密连接，减少不必要的管路，有效地提高了冷却效率，整体空间布局更加紧凑且占用面积小，上述冷却系统中，水箱内的冷却水流体大部分先经过齿轮箱的右箱体进入电机控制器的散热器，然后再经过右箱体、左箱体流经电机机壳并回流水箱，不仅及时带走了齿轮箱内齿轮高速传动产生的大量热量，还对电机和电机控制器进行冷却，进一步的，本案中水箱流出的水还有部分在压力和重力作用下流过齿轮箱的表面并进入圆锥管，最终也是回流水箱，这样水在齿轮箱表面流过，有效地冷却了齿轮箱内的冷却油，还进一步进入电机内，带走大量电机高速运转产生的热量，确保电机安全可靠地运行，双管齐下，冷却效果理想，虽然车辆行驶过程中难免震动，但本电机冷却系统将动力总成、电机、电机驱动冷却系统一体化，减少管路连接，提高了工作的可靠性和稳定性，结构简单、紧凑、运行高效，有效提高了新能源汽车电机的冷却效果和效率。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明一较佳实施例的结构示意图。

图2是本发明一较佳实施例的爆炸图。

图3是本发明一较佳实施例另一视角的爆炸图。

图4是本发明一较佳实施例中单个散热器的局部剖视图。

图5是图4另一视角的结构示意图。

图6是本发明一较佳实施例中电机的局部剖视图。

图中，10、电机控制器；11、散热器；111、沟槽；112、第一水道；20、齿轮箱；21、左箱体；22、右箱体；221、入水口；222、暗道；30、电机；31、机壳；32、定子；33、电机轴；34、后盖；40、水箱；50、圆锥管；60、管道；70、水泵；80、环形回路；90、分支器。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

下面结合图1至图6对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

如图1至图6所示，本新能源汽车的电机冷却系统包括紧密连接为一体式整体结构且依次设置的电机控制器10、齿轮箱20、电机30，在齿轮箱20外设置有水箱40，所述电机30包括机壳31且电机30中部轴向插设有圆锥管50，所述齿轮箱20包括分别与电机30、电机控制器10相对接的左箱体21和右箱体22，所述电机控制器10包括至少一个散热器11，所述水箱40送出的水由右箱体22的进水口通过通道进入散热器11，散热器11卸出的水流再由右箱体22的出水口进入左箱体21，左箱体21卸出的水流经过机壳31并最终回流至水箱40，所述水箱40与右箱体22连接处还有部分水在压力和重力作用下由右箱体22的表面入口经过左箱体21再经过管道60进入所述圆锥管50，并最终回流至水箱40。

本发明保护一种新能源汽车的电机冷却系统，是一种水冷冷却系统，其整体结构布局合理、紧凑，电机控制器10、齿轮箱20、电机30安装为一体的结构，电机控制器10和电机分列齿轮箱20两侧并且三者紧密连接，减少不必要的管路，有效地提高了冷却效率，整体空间布局更加紧凑且占用面积小，上述冷却系统中，水箱40内的冷却水流体大部分先经过齿轮箱20的右箱体22进入电机控制器10的散热器11，然后再经过右箱体22、左箱体21流经电机机壳31并回流水箱40，不仅及时带走了齿轮箱20内齿轮高速传动产生的大量热量，还对电机30和电机控制器10进行冷却，进一步的，本案中水箱40流出的水还有部分在压力和重力作用下流过齿轮箱20的表面并进入圆锥管50，最终也是回流水箱40，这样水在齿轮箱20表面流过，有效地冷却了齿轮箱20内的冷却油，还进一步进入电机30内，带走大量电机30高速运转产生的热量，确保电机30安全可靠地运行，双管齐下，冷却效果理想，虽然车辆行驶过程中难免震动，但本电机冷却系统将动力总成、电机30、电机驱动冷却系统一体化，减少管路连接，提高了工作的可靠性和稳定性，结构简单、紧凑、运行高效，有效提高了新能源汽车电机的冷却效果和效率。

在本发明中，水箱40通过水泵70与右箱体22对接，所述水泵70的出水口与右箱体22的进水口连接，水箱40的出水口与水泵70进水口连接。

作为一种优选或可选的实施方式，结合图3、图4所示，本发明的散热器11上设有沟槽111以及与沟槽111相通的水道112，在沟槽111内分布有均匀规则的障碍元件，所述右箱体22的进水口送出的水先进入散热器11沟槽111，再由第一水道112卸出。

具体的，在散热器11上设置有一组沟槽111入口113、一组沟槽111出口114，水经过通道从沟槽111入口进到散热器11的沟槽111，散热器11沟槽111上分布了均匀规则的障碍使水流减速，增大冷却面积和冷却效果，再从沟槽111出口出去汇聚一条并经过第一水道112从散热器11出口115出去。

进一步的，优选本案中散热器11的第一水道112分列两侧设置于散热器11上，电机控制器10还包括安装在散热器11内的控制线路板，在控制线路板上安装有电子元器件，所述电子元器件的IGBT模块位于散热器11第一水道112上方，进一步优选电子元器件的IGBT模块位于散热器11两侧第一水道112的上方。

进一步的，为保证散热通风效果和冷却系统的冷却效果，散热器11设置为多个，在右箱体22上设有与散热器11一一对应的多个入水口221以及与入水口221适配的暗道222，所述右箱体22的进水口流入的水通过通道分别进入各散热器11，各散热器11卸出的水流分别由对应入水口221接收，多个入水口221接收的水流汇聚为一条并由所述暗道222经右箱体22的出水口进入左箱体21，上述右箱体22的出水口即图3所示出水口229。

作为一种优选或可选的实施方式，本发明中的散热器11优选为三个，对应的右箱体22上的入水口221也设置为三个，三个入水口221的水流汇聚一道由暗道222从出水口229进入左箱体21。

本案还优选水箱40送出的水经过通道从图2所示接口228分别进入三个散热器11里，散热器11卸出的水由入水口221接收，接口和入水口221相邻且与散热器11紧密配合。

在本发明中，电机控制器10由三组散热器11(优选为铸铝散热器11)和安装在散热器11里的控制线路板组成，控制线路板上安装有电子元器件，每组散热器11的沟槽111分布了均匀规则的障碍使水流减速，增大了冷却面积和冷却效果，保证了可靠性和稳定性。

进一步的，右箱体22的进水口、表面入口以及暗道222均设置于右箱体22表面位置，所述水箱40送出的水在右箱体22的表面流过。

即水在右箱体22表面进水口、表面入口、暗道222流过，齿轮高速传动会产生很大热量，光靠齿轮箱20里的冷却油冷却还不行，因此设置本案中水在齿轮箱20表面流过，有效地冷却了齿轮箱20里的冷却油，保证工作可靠性和冷却效果。

优选地，在机壳31上缠绕分布有两条第二水道，此处的第二水道优选设置为规律且较长的纹路结构，使得定子32更充分地冷却；所述电机30的定子32嵌套于机壳31的内壁，所述圆锥管50轴向穿过电机30的定子32。

在本案中，电机30定子32嵌套在机壳31的内壁，机壳31分布了两条第二水道(此处的水道优选设于机壳31内壁与外壁之间，而不是简单地设于外壁上)，第二水道缠绕着机壳31，电机30高速运转产生大量的热量，水从电机30机壳31流过，带走了大量热量，确保电机30安全可靠地运行。

优选地，电机30中部设置有具有盲孔的空心电机轴33，所述圆锥管50轴向插设于电机轴33内且圆锥管50外壁与电机轴33盲孔内壁形成环形回路80，水流经过圆锥管50后再经过环形回路80回流至水箱40。

工作时，电机转子随电机轴33转动，电机高速运转产生大量热量，水进入电机转子带走了大量热量，确保电机安全可靠地运行，与电机外部水流相互配合，大幅加强了冷却效果和效率。

作为优选，电机还包括置于机壳31后端的后盖34，所述机壳31送出的水汇流于后盖34并最终回流至水箱40。

进一步的，为保证整体结构布局合理和工作的可靠性，保证水流回流效果，在后盖34外还设置有分支器90，所述机壳31送出的水汇流于分支器90并由分支器90回流至水箱40，所述环形回路80卸出的水流入分支器90并由分支器90回流水箱40。

综上所述，本新能源汽车的电机冷却系统包括水箱40、水泵70、电机控制器10、齿轮箱20、电机等装置，水箱40的出水口与水泵70的进水口连接在一起，水泵70的出水口与齿轮箱20的右箱体22连接，右箱体22三个出口分别进入电机控制器10的三个散热器11中，再回流到右箱体22三个进水口，汇流成一起进入左箱体21，然后再分成两道进入电机机壳31，在机壳31上来回流动，汇流到电机后盖34，经过分支器90，再回到水箱40；水泵70与右箱体22连接处还有一部分水在压力和重力作用下流到右箱体22的另一入口，经过左箱体21，再经过管道60进入单向阀的圆锥管50，圆锥管50与电机盲孔空心轴形成回路，水再次经过单向阀，回流到水箱40。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种新能源汽车的电机冷却系统，其特征在于：包括紧密连接为一体式整体结构且依次设置的电机控制器、齿轮箱、电机，在齿轮箱外设置有水箱，所述电机包括机壳且电机中部轴向插设有圆锥管，所述齿轮箱包括分别与电机、电机控制器相对接的左箱体和右箱体，所述电机控制器包括至少一个散热器，所述水箱送出的水由右箱体的进水口通过通道进入散热器，散热器卸出的水流再由右箱体的出水口进入左箱体，左箱体卸出的水流经过机壳并最终回流至水箱，所述水箱与右箱体连接处还有部分水在压力和重力作用下由右箱体的表面入口经过左箱体再经过管道进入所述圆锥管，并最终回流至水箱。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的电机冷却系统，其特征在于：所述水箱通过水泵与右箱体对接，所述水泵的出水口与右箱体的进水口连接。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的电机冷却系统，其特征在于：所述散热器上设有沟槽以及与沟槽相通的第一水道，在沟槽内分布有均匀规则的障碍元件，所述右箱体的进水口送出的水先进入散热器沟槽，再由第一水道卸出。

4.根据权利要求1或3所述的一种新能源汽车的电机冷却系统，其特征在于：所述散热器设置为多个，在右箱体上设有与散热器一一对应的多个入水口以及与入水口适配的暗道，所述右箱体的进水口流入的水通过通道分别进入各散热器，各散热器卸出的水流分别由对应入水口接收，多个入水口接收的水流汇聚为一条并由所述暗道经右箱体的出水口进入左箱体。

5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车的电机冷却系统，其特征在于：所述右箱体的进水口、表面入口以及暗道均设置于右箱体表面位置，所述水箱送出的水在右箱体的表面流过。

6.根据权利要求3所述的一种新能源汽车的电机冷却系统，其特征在于：所述电机控制器还包括安装在散热器内的控制线路板，在控制线路板上安装有电子元器件，所述电子元器件的IGBT模块位于散热器第一水道上方。

7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的电机冷却系统，其特征在于：在机壳上缠绕分布有两条第二水道，所述电机的定子嵌套于机壳的内壁，所述圆锥管轴向穿过电机的定子。

8.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的电机冷却系统，其特征在于：所述电机中部设置有具有盲孔的空心电机轴，所述圆锥管轴向插设于电机轴内且圆锥管外壁与电机轴盲孔内壁形成环形回路，水流经过圆锥管后再经过环形回路回流至水箱。

9.根据权利要求8所述的一种新能源汽车的电机冷却系统，其特征在于：所述电机还包括置于机壳后端的后盖，所述机壳送出的水汇流于后盖并最终回流至水箱。

10.根据权利要求9所述的一种新能源汽车的电机冷却系统，其特征在于：在后盖外还设置有分支器，所述机壳送出的水汇流于分支器并由分支器回流至水箱，所述环形回路卸出的水流入分支器并由分支器回流水箱。