CN107846097A - 一种冷却系统、一种车辆驱动系统和一种汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于对电机转子和齿轮箱第一级主轴进行冷却的冷却系统，以及一种设置有该冷却系统的车辆驱动系统，和一种设置有该车辆驱动系统的汽车。该冷却系统包括：设置在电机转子上的第一冷却管道，第一冷却管道由转子非连接端延伸至转子连接端；设置在齿轮箱中第一级主轴上的第二冷却管道，第二冷却管道由主轴连接端延伸至主轴非连接端；第一冷却管道与第二冷却管道在转子连接端与主轴连接端的传动连接处连通，并通过第三冷却管道构成循环冷却回路。本发明通过第一冷却管道和第二冷却管道，能够以最短的流径，同时冷却电机转子及其匹配轴承系统、齿轮箱第一级主轴及其匹配轴承系统，保证系统长久运转时的耐久性与稳定性。

Description

一种冷却系统、一种车辆驱动系统和一种汽车

技术领域

本发明涉汽车制造技术领域，特别涉及一种用于对电机转子和齿轮箱第一级主轴进行冷却的冷却系统，以及一种设置有该冷却系统的车辆驱动系统，和一种设置有该车辆驱动系统的汽车。

背景技术

近年来，电动汽车吸引了整个汽车领域的目光，是一个拥有飞速增长潜力的行业。

但是，有一个不容忽视的问题是，电动汽车的电机转子转速非常快，在运转过程中的转速区间可以从每分钟0转到20000转，这样宽的转速区间加上快速增加的转子转速，转子运转时会产生大量的热，同时相关的轴承系统也会产生很多的热量。现有技术中，传统的冷却方式是把这些产生的热量传导到电机的外壳或齿轮箱的外壳上，借助环境中的自然对流把整个系统冷却下来。

在过去的十年中，有一些电机冷却方面的发明涉及到了电机转子的冷却，但是没有能够很有效地同时解决电动汽车驱动系统中的齿轮箱第一级主轴及其匹配轴承的冷却问题，即这些发明仅仅能够解决电机方面的轴承与转子的冷却问题，但是不能够解决齿轮箱方面的第一级主轴及其匹配轴承的冷却问题。

在某些产品中，整个电动汽车驱动系统里，电机和齿轮箱是相互连接啮合在一起的。在运转过程中，齿轮箱中第一级主轴及其匹配的轴承系统与电机转子一起加速或转动，第一级主轴及其匹配的轴承系统产生的热量一样非常多。但是，现有技术中的冷却流径完全不能冷却第一级主轴及其匹配的轴承系统，长久运转会对系统的耐久与稳定性产生很大的影响。

因此，在电动汽车的驱动系统领域，如何以最短的流径，同时冷却电机转子及其匹配轴承系统、齿轮箱第一级主轴及其匹配轴承系统，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于对电机转子和齿轮箱中第一级主轴进行冷却的冷却系统，以及设置有该冷却系统的车辆驱动系统和汽车，能够以最短的流径，同时冷却电机转子及其匹配轴承系统、第一级主轴及其匹配轴承系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种冷却系统，包括：

设置在电机转子上的第一冷却管道，所述电机转子的两端分别为转子非连接端和转子连接端，所述第一冷却管道由所述转子非连接端延伸至所述转子连接端；

设置在齿轮箱中第一级主轴上的第二冷却管道，所述第一级主轴的两端分别为主轴连接端和主轴非连接端，所述第二冷却管道由所述主轴连接端延伸至所述主轴非连接端；

所述第一冷却管道与所述第二冷却管道在所述转子连接端与所述主轴连接端的传动连接处连通，并通过第三冷却管道构成循环冷却回路。

优选地，在上述冷却系统中，所述第一冷却管道沿所述电机转子的中心轴线延伸。

优选地，在上述冷却系统中，所述第二冷却管道沿所述第一级主轴的中心轴线延伸。

优选地，在上述冷却系统中，所述转子连接端与所述主轴连接端通过花键结构传动连接；

所述花键结构包括内花键和外花键，所述内花键的外端部和所述外花键的内端部之间通过O型圈密封。

优选地，在上述冷却系统中，还包括集液箱，所述集液箱与所述主轴非连接端的所述第二冷却管道连通，并且，所述集液箱与所述第三冷却管道连通。

优选地，在上述冷却系统中，所述集液箱为所述齿轮箱的所述壳体的内部构成的空腔结构。

优选地，在上述冷却系统中，所述集液箱的壁面设置有散热片。

优选地，在上述冷却系统中，所述第三冷却管道为整车冷却液循环回路，

或者，所述第三冷却管道为独立于所述整车冷却液循环回路的软管。

一种车辆驱动系统，包括：

电机转子，所述电机转子的两端分别为转子非连接端和转子连接端；

齿轮箱中的第一级主轴，所述第一级主轴的两端分别为主轴连接端和主轴非连接端；

所述转子连接端与所述主轴连接端传动连接；

还包括上文中所述的冷却系统。

一种汽车，设置有上文中所述的车辆驱动系统。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的冷却系统是一个新的冷却流经，该冷却流经可使冷却液从电机转子的转子非连接端直接流经整个电机转子的内部；紧接着，冷却液从电机转子与齿轮箱中第一级主轴的传动连接处流入第一级主轴，并且从第一级主轴的内部流过，从第一级主轴的非连接端流出；最后，冷却液通过第三冷却管道回到电机转子的转子非连接端，循环冷却。或者，上述冷却系统中冷却液的循环方向还可以是从第一级主轴向电机转子流动。

在这个过程中，冷却液的冷却流径是一条直线，是冷却电机转子和第一级主轴产热区域的最短最直接的距离，但是却包括了电机和齿轮箱中产生热量最多的部件：电机转子、电机转子与齿轮箱中第一级主轴的传动连接处、齿轮箱中的第一级主轴。可见，本发明实施例提供的冷却系统，不仅能够冷却电机转子和齿轮箱中的第一级主轴，而且，由于冷却流经距离短，冷却液循环回路中的压降较低。

此外，由于用于支撑电机转子的轴承系统直接套设在电机转子的两端，距离第一冷却管道很近，并且，用于支撑齿轮箱中第一级主轴的轴承系统直接套设在第一级主轴的两端，距离第二冷却管道很近，因此，本发明提供的冷却管道，在对电机转子和第一级主轴进行快速冷却的同时，还可以对转子匹配轴承系统和主轴匹配轴承系统起到良好的冷却效果。

此外，本发明提供的车辆驱动系统和汽车，由于采用上述冷却系统，从而可以对电子转子及其匹配的轴承系统和齿轮箱中第一级主轴及其匹配的轴承系统进行冷却散热。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的冷却系统的结构示意图。

11-壳体，12-主轴匹配轴承，13-集液箱，14-第一级主轴，141-主轴连接端，142-主轴非连接端，15-转子匹配轴承，16-电机转子，161-转子非连接端，162-转子连接端。

具体实施方式

本发明公开了一种用于对电机转子和齿轮箱中第一级主轴进行冷却的冷却系统，以及设置有该冷却系统的车辆驱动系统和汽车，该冷却系统能够以最短的流径，同时冷却电机转子及其匹配轴承系统、第一级主轴及其匹配轴承系统。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的冷却系统的结构示意图，也是本发明实施例提供的车辆驱动系统的剖视图。

本发明实施例提供的冷却系统，包括设置在电机转子16上的第一冷却管道1，和设置在齿轮箱中第一级主轴14上的第二冷却管道2。其中，电机转子16的两端分别为转子非连接端161和转子连接端162，第一冷却管道1由转子非连接端161延伸至转子连接端162；第一级主轴14的两端分别为主轴连接端141和主轴非连接端142，第二冷却管道2由主轴连接端141延伸至主轴非连接端142；并且，第一冷却管道1与第二冷却管道2在转子连接端162与主轴连接端141的传动连接处连通，并通过第三冷却管道构成循环冷却回路。

其中，第三冷却管道是指整车冷却液循环回路，或者，第三冷却管道还可以为独立于整车冷却液循环回路的软管。

从上述技术方案可以看出，本发明实施例提供的冷却系统是一个新的冷却流经，该冷却流经可使冷却液从电机转子16的转子非连接端161直接流经整个电机转子16的内部；紧接着，冷却液从电机转子16与齿轮箱中第一级主轴14的传动连接处流入第一级主轴14，并且从第一级主轴14的内部流过，从第一级主轴14的非连接端142流出；最后，冷却液通过第三冷却管道回到电机转子16的转子非连接端161，循环冷却。但并不局限于此，上述冷却系统中冷却液的循环方向还可以是从第一级主轴14向电机转子流动，本领域技术人员可以根据实际需要进行具体设置，本发明对此不做具体限定。

在这个过程中，冷却液的冷却流径是一条直线，是冷却电机转子16和第一级主轴14产热区域的最短最直接的距离，但是却包括了电机和齿轮箱中产生热量最多的部件：电机转子16、电机转子16与齿轮箱中第一级主轴14的传动连接处、齿轮箱中的第一级主轴14。可见，本发明实施例提供的冷却系统，不仅能够冷却电机转子16和齿轮箱中的第一级主轴14，而且，由于冷却流经距离短，冷却液循环回路中的压降较低。

此外，由于用于支撑电机转子16的转子匹配轴承15构成的轴承系统直接套设在电机转子16的两端，距离第一冷却管道1很近，并且，用于支撑齿轮箱中第一级主轴14的主轴匹配轴承12构成的轴承系统直接套设在第一级主轴14的两端，距离第二冷却管道2很近，因此，本发明实施例提供的冷却管道，在对电机转子16和第一级主轴14进行快速冷却的同时，还可以对转子匹配轴承15和主轴匹配轴承12起到良好的冷却效果。

在具体实施例中，上述冷却系统中的第一冷却管道1沿电机转子16的中心轴线延伸；第二冷却管道2沿第一级主轴14的中心轴线延伸。

并且，在具体实施例中，上述冷却系统中的转子连接端162与主轴连接端141通过花键结构传动连接，花键结构包括内花键和外花键，内花键的外端部和外花键的内端部之间通过O型圈17密封，以保证对花键结构啮合处的冷却和密封。但是，O型圈17并不是唯一的密封选择，其设置位置也并不局限于此，本领域技术人员可以根据实际情况选择其它类型的密封件和密封方式，本发明对此不做具体限定。

为了进一步优化上述技术方案，本发明实施例提供的冷却系统中，还包括集液箱13，集液箱13与主轴非连接端142的第二冷却管道2连通，并且，集液箱13与第三冷却管道连通。其中，集液箱13为齿轮箱的壳体11的内部构成的空腔结构；进一步地，集液箱13的壁面设置有散热片。从而，当冷却液流经集液箱13以及这些散热片时，可以对齿轮箱的壳体11进行冷却散热，进而达到最优化齿轮箱整体性能的效果。

此外，本发明实施例还提供了一种车辆驱动系统，该车辆驱动系统包括电机转子16、齿轮箱中的第一级主轴14，以及上文中所述的冷却系统。其中，电机转子16的两端分别为转子非连接端161和转子连接端162，第一级主轴14的两端分别为主轴连接端141和主轴非连接端142，转子连接端162与主轴连接端141传动连接；上述冷却系统中的第一冷却管道1和第二冷却管道2，分别设置于电机转子16和齿轮箱中第一级主轴14的内部，与设置在电机转子16和第一级主轴14外部的第三冷却管道构成循环冷却回路，从而对电机转子16及其匹配轴承系统(包括位于电机转子16两端的转子匹配轴承15)、齿轮箱中第一级主轴14及其匹配轴承系统(包括位于第一级主轴14两端的主轴匹配轴承12)进行循环冷却。

此外，本发明实施例还提供了一种汽车，设置有上文中所述的车辆驱动系统。

本发明实施例提供的车辆驱动系统和汽车，由于采用了上文中所述的冷却系统，从而能够对电机转子16、转子匹配轴承15、齿轮箱中第一级主轴14、主轴匹配轴承12进行最有效的保护以防止其过热。当上述冷却系统中包括设置在齿轮箱的壳体11内的集液箱13时，还可以对齿轮箱壳体11进行冷却。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种冷却系统，其特征在于，包括：

设置在电机转子(16)上的第一冷却管道(1)，所述电机转子(16)的两端分别为转子非连接端(161)和转子连接端(162)，所述第一冷却管道由所述转子非连接端(161)延伸至所述转子连接端(162)；

设置在齿轮箱中第一级主轴(14)上的第二冷却管道(2)，所述第一级主轴(14)的两端分别为主轴连接端(141)和主轴非连接端(142)，所述第二冷却管道(2)由所述主轴连接端(141)延伸至所述主轴非连接端(142)；

所述第一冷却管道(1)与所述第二冷却管道(2)在所述转子连接端(162)与所述主轴连接端(141)的传动连接处连通，并通过第三冷却管道构成循环冷却回路。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述第一冷却管道(1)沿所述电机转子(16)的中心轴线延伸。

3.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述第二冷却管道(2)沿所述第一级主轴(14)的中心轴线延伸。

4.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述转子连接端(162)与所述主轴连接端(162)通过花键结构传动连接；

所述花键结构包括内花键和外花键，所述内花键的外端部和所述外花键的内端部之间通过O型圈(17)密封。

5.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，还包括集液箱(13)，所述集液箱(13)与所述主轴非连接端(142)的所述第二冷却管道(2)连通，并且，所述集液箱(13)与所述第三冷却管道连通。

6.根据权利要求5所述的冷却系统，其特征在于，所述集液箱(13)为所述齿轮箱的所述壳体(11)的内部构成的空腔结构。

7.根据权利要求6所述的冷却系统，其特征在于，所述集液箱(13)的壁面设置有散热片。

8.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述第三冷却管道为整车冷却液循环回路，

或者，所述第三冷却管道为独立于所述整车冷却液循环回路的软管。

9.一种车辆驱动系统，包括：

电机转子(16)，所述电机转子(16)的两端分别为转子非连接端(161)和转子连接端(162)；

齿轮箱中的第一级主轴(14)，所述第一级主轴(14)的两端分别为主轴连接端(141)和主轴非连接端(142)；

所述转子连接端(162)与所述主轴连接端(141)传动连接；

其特征在于，还包括如权利要求1-8任一项所述的冷却系统。

10.一种汽车，其特征在于，设置有如权利要求9所述的车辆驱动系统。