CN109479387A - 具有带有内部主动冷却的集成控制器和马达的泵组件 - Google Patents

具有带有内部主动冷却的集成控制器和马达的泵组件 Download PDF

Info

Publication number
CN109479387A
CN109479387A CN201780044570.2A CN201780044570A CN109479387A CN 109479387 A CN109479387 A CN 109479387A CN 201780044570 A CN201780044570 A CN 201780044570A CN 109479387 A CN109479387 A CN 109479387A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pump
controller
heat
fluid
conducting plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780044570.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109479387B (zh
Inventor
L·王
R·穆谢拉尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stackpole Powertrain International ULC
Stackpole International Engineered Products Ltd
Original Assignee
Stackpole Powertrain International ULC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stackpole Powertrain International ULC filed Critical Stackpole Powertrain International ULC
Publication of CN109479387A publication Critical patent/CN109479387A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109479387B publication Critical patent/CN109479387B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0096—Heating; Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C11/00—Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations
    • F04C11/008—Enclosed motor pump units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/06—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/102—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member the two members rotating simultaneously around their respective axes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation
    • F04C29/047—Cooling of electronic devices installed inside the pump housing, e.g. inverters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0686—Mechanical details of the pump control unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/5813—Cooling the control unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2210/00—Fluid
    • F04C2210/20—Fluid liquid, i.e. incompressible
    • F04C2210/206—Oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/30—Casings or housings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/40—Electric motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/60—Shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/80—Other components
    • F04C2240/808—Electronic circuits (e.g. inverters) installed inside the machine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation
    • F04C29/045—Heating; Cooling; Heat insulation of the electric motor in hermetic pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05B2260/201—Heat transfer, e.g. cooling by impingement of a fluid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明公开一种泵组件以及一种用于冷却泵组件的方法。所述泵组件包含泵、控制器、以及驱动电动马达。所述泵以及所述电动马达处于所述控制器的相对的轴向侧上。所述组件还具有设置于所述泵与所述控制器之间的导热板，其传导来自所述控制器的热量。设置传递通道，其用于接收从所述泵输出的加压流体以及引导所述流体沿着所述导热板并与所述导热板接触，以将热量从所述导热板传导至所述加压流体中。出口通道与所述组件出口连通以排放所述加压流体。

Description

具有带有内部主动冷却的集成控制器和马达的泵组件
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2016年7月20日提交的临时专利申请第62/364,540号以及于2016年10月6日提交的临时专利申请第62/404,975号的优先权，所述两个临时专利申请被通过引用全文并入本文中。
技术领域
本发明总体涉及一种用于向系统提供加压流体的泵。更具体地，所述泵与发动机相关联并且具有集成控制器。
背景技术
在某些情况下，已知的是，提供用于润滑剂泵的操作的专用的电动马达以及控制器(具有电路板以及其它电气构件)。控制器需要大的表面面积以及冷却界面，以移除由效率损失所生成的热量。这导致用于泵的空间有限，特别是因为容置泵、马达、以及控制器的安装的空间通常是预定的并且已经受到限制。由于用于泵的空间有限，泵性能的优化可能是一个问题。
某些设计(比如在图1中所示出的)在马达的后部或端部提供控制器，其中泵在马达的相对的端部上。其它已知的设计包含这样的泵，该泵在它的端部处与控制器和马达侧接。在泵和发动机运行期间，壳体内的温度升高。高温可能在泵部件以及控制器中引起问题，并且甚至可能导致故障。在以上所提到的类型的构造中，通常仅仅通过大气空气流冷却控制器。
另外，传统上，正、负电源连接件还被包覆模制至控制器盖中。连接件在控制器盖或壳体上的定位也使它们受到损坏和/或故障。
而且，在传统设计中，为了从泵产生所期望的位移，泵元件的直径倾向于比最佳的直径和长度更大。这导致需要更高的扭矩来驱动泵，这是不符合要求的。
发明内容
本发明的一个方面提供一种泵组件，其具有：用于输入流体的组件入口；用于输出流体的组件出口；包含于马达外壳内的电动马达；具有泵壳体的泵；将所述电动马达连接至所述泵的驱动轴；以及被构造成驱动所述电动马达的控制器。所述泵具有用于接收来自所述组件入口的输入流体的入口以及用于输出加压流体的传递出口。所述驱动轴被构造成由所述电动马达围绕轴线驱动。所述泵以及所述电动马达处于所述控制器的相对的轴向两侧上。所述泵组件还具有设置于所述泵与所述控制器之间的导热板，用于传导来自所述控制器的热量。在所述泵组件中还设置有传递通道，用于接收从所述泵的传递出口所输出的加压流体并引导所述加压流体沿着所述导热板并与所述导热板接触，以将热量从所述导热板传导至所述加压流体中。一出口通道使传递路径与所述组件出口连通以排放所述加压流体。
另一个方面提供一种用于冷却泵组件的方法。例如，所述泵组件可如上所述。所述方法包含：使用所述控制器驱动所述电动马达；驱动所述驱动轴；通过所述泵组件的组件入口输入流体并且将流体输入至所述泵的入口中；使用所述泵对输入流体加压；经由传递出口将加压流体输出至所述传递通道中；引导所述加压流体沿着所述导热板并与所述导热板接触；以及通过所述组件出口排放所述加压流体。
根据以下具体描述、附图、以及所附权利要求，本发明的其它方面、特征、以及优点将变得显而易见。
附图说明
图1示出根据现有技术的泵的示例。
图2为根据本发明的实施例的泵组件的等距视图。
图3为图2的泵组件的侧视图。
图4为所述泵组件的、沿图2中的线4-4所剖开的剖视图，其示出它们的壳体中的构件。
图5为图2的泵组件的部件的等距视图，其中泵液压壳体被移除并且示出泵的部件。
图6为图2的泵组件的部件的等距视图，其中泵盖板被移除并且示出泵的内部部件。
图7为图2的泵组件的部件的等距视图，其中泵的部分被移除并且示出泵的端口板。
图8为图2的泵组件的部件的等距视图，其中泵和端口板被移除，示出盖板的第一轴向侧。
图9为图2的根据一个实施例的泵组件的部件的等距视图，其中盖板被移除并且示出所述泵组件内的控制器的部件以及轴。
图10示出根据一个实施例的设置于泵组件内的控制器的部件。
图11示出图8中所示的盖板的第二轴向侧。
图12为图11的盖板的替代的视图。
图13为根据一个实施例的设置于图2的泵组件的马达壳体中的马达的部件的等距视图。
图14和15为根据一个实施例的连接至图13的轴和马达的控制器的电路板和电容器的等距视图。
图16为根据一个实施例的泵组件的电连接件和接口的图示。
图17为图2的泵组件内的流体流动的图示。
图18示出泵组件的横截面的部分，所述泵组件包含用于冷却马达的部件的流体的流动路径。
具体实施方式
在这里的以及在本发明各处的与控制器26以及泵组件10的任何构件有关的位置、方向、以及术语“侧”的使用并非为限制性的，并且应当理解的是，这样的特征在本发明中还可被称为顶部、底部、上、下、第一、第二等等。位置、方向以及相对应的术语仅仅用于参考所示实施例的附图的解释说明的目的。另外，关于方向所描述的示例和术语仅仅用于解释说明的目的；应当理解的是，在某些情况下，可基于所公开的泵组件在车辆内的定位或安装改变对方向和/或侧的描述。因此，这样的术语应当被理解为指的是所示出的示例性实施例，并且不应当被解释为在被安装或构造成用于在车辆或其它机器内使用时限制组件。
图2和3示出根据本文中的一个实施例的泵组件10，其中它的壳体以及构件沿轴线A纵向地设置。泵组件10包含用于输入流体(比如，润滑剂(例如，油或传动流体))的组件入口12，以及用于输出流体(亦即，由包含于其中的泵22加压的流体)的组件出口16。例如，泵组件10可将加压流体供应至机动车辆的传动装置或发动机。在一个实施例中，至组件入口12中的和/或来自组件出口16的流体流动方向可垂直于泵组件10的总轴向长度。在另一个实施例中，入口12和/或出口16中的至少一个相对于泵组件10的纵向或轴向长度沿垂直的或成角度的方向将流体引导至泵中。在所示实施例中，流体通过组件入口12(例如，竖直地或水平地)进入泵组件10，并且被通过入口管14所限定的入口通道引导至泵22(例如，沿纵向或轴向方向)。入口管14具有轴向长度并且经由泵22的入口25(例如，参见图5)流体地连接至泵22，这将在后面被进一步描述。来自泵22的加压流体经由出口管18所限定的输出通道(例如，沿纵向或轴向方向)并通过组件出口16(例如，竖直地或水平地)输出。根据一个实施例，出口管18具有轴向长度并且平行于入口管14。通过入口管14的流体的输入流以及通过出口管18的流体的输出流可沿大致平行的但相反的方向(相对于彼此)。入口管14和/或出口管18中的每一个可具有通过其中的流体的总体上的层流。
入口管14和出口管18可由金属、塑料或任何其它合适的材料形成。入口管14和/或出口管18的如图中所示的长度并非为限制性的。入口管14和出口管18例如可具有相似的长度，或者一个可比另一个短。在一个实施例中，可将轻质铝或塑料用于入口管14和/或出口管18的至少部分长度。而且，可调节入口管14和出口管18(二者中的一者或两者)的长度以适应与泵相关联的其它部件，例如减压阀，其在这里没有被具体地示出。根据一个实施例，使入口管14、出口管18的轴向长度最小化，以使得泵组件10的总轴向长度最小化，从而提供用于安装的更紧凑的包装。这继而允许更多的选择来使较高温度下的泄漏最小化以及减小泵元件的直径。
在泵组件10中，控制器26容纳于其中并且泵22与电动马达28处于控制器26的相对的轴向两侧上。即，控制器26与泵22和马达28轴向地侧接。如在图4的剖视图中所看见的，例如，泵22以及它的壳体24设置于控制器26的一侧(“泵侧”)(例如，如图4中所示的左侧)上，而马达28以及它的外壳30设置于控制器26的相对的轴向侧(“马达侧”)(例如，如图4中所示的右侧)上。在一个实施例中，泵壳体24以及马达外壳30连接在一起以将控制器26包含和容纳于泵组件10内。在泵组件10内部，驱动轴32将电动马达28连接至泵22。由电动马达28围绕轴线A驱动所述驱动轴32，以驱动泵22的构件。控制器26控制并因此驱动电动马达28来驱动所述轴32。
电动马达28包含转子34和定子36，其在图13中示出。转子34连接至轴32并且与定子36一起包含于外壳30内。马达外壳30通常为圆柱形并且定子36可固定至马达外壳30。
返回参考图2和3，在泵组件10中，入口管14和出口管18流体地连接至泵22。泵22由泵液压壳体24(在本文中还被称为泵外壳24)封装。根据一个实施例，泵外壳24可与入口管14以及出口管18一体成形。泵外壳24将功能性泵部件包围于其中并且可被成形为容纳它的泵部件以及用于朝向限定于出口管18中的出口通道引导输出流的出口通道27。如图5中所示，例如，泵22包含泵盖板23、部件壳体21以及端口板40。盖板23以及端口板40设置于部件壳体21的相对的端部处。在被组装时，根据一个实施例，泵外壳或泵液压壳体24包围部件壳体21以包含泵构件，如图4中所示。可选地，在另一个实施例中，泵部件可被构造成包含于泵液压壳体24内，并且不需要提供不同的部件壳体21。
图5(在这里被显示为泵液压壳体24为了示例说明和描述的目的而被移除)示出的是，泵盖板23包含用于接收来自入口管14的输入流体的入口端口25或开口。泵盖板23还具有用于泵22的出口端口31，其与部件壳体21的通道33(参见图6)对准以形成出口通道27，该出口通道可与泵22的吸入侧对准。泵22的出口通道27将从泵22所输出的任何加压流体引导至(并通过)出口管18。出口通道27与泵室51(在图6中示出)径向地相邻并隔离。在所示例说明的示例性实施例中，出口通道27以及端口31为曲形或月牙形。入口端口25也可为曲形或月牙形。然而，端口25和/或出口通道27以及端口31的所示例说明以及描述的形状并不意味着为限制性的。
如在下面更详细地描述的，从泵22所输出的加压流体还被用于泵组件10的内部热管理。特别地，因为控制器26为对温度敏感的，所以加压输出流被引导成使得它在控制器26附近循环，以便接收以及移除从控制器26的电子部件所辐射或传导的热量。因此，在本文中所公开的设计优选地将控制器26的温度保持于预定温度以下，以避免控制器26的电子构件以及因此泵组件10的故障。
设置于泵组件10中的泵22以及它的部件的类型不受限制。根据一个实施例，泵22具有旋转齿轮驱动装置，其中在图6(被显示为泵盖板23为了示例说明的和描述的目的而被移除)中所示出的内转子50由驱动轴32可旋转地驱动，以便继而可旋转地驱动外转子52。内转子50被固定地固定至驱动轴32，以与驱动轴32一同围绕轴线A旋转。驱动轴32的泵端部32A邻近或紧邻泵盖板23设置，如图4中所示，并且自由地旋转。如图4中所示，该驱动轴的马达端部32B由端部支架72固定。返回参考图6，外转子52被可旋转地接收于泵部件壳体21中，以及特别地该泵部件壳体的泵室51中。外转子52的外表面以及泵室51为圆柱形，并且泵室51与壳体21的限定通道33的部分径向地隔离。如本领域的普通技术人员所理解的，内转子50的旋转还经由内转子和外转子的相互啮合的齿使外转子52旋转，以对在互补部件之间的区域中所接收的输入流体加压，以便从泵22输出，并且因此这里不描述这样的细节。根据其它实施例，还可在泵22中使用用于对输入流体加压的其它类型的泵部件，包含齿轮泵，并且因此泵22不应当被限于旋转齿轮泵。如前所述，通道33为并且形成用于引导来自泵22的加压流体的出口通道27的一部分。根据一个实施例，通道33可为曲形或新月形。然而，通道33的此种形状并不意味着为限制性的。
图7示出泵22的端口板40的另外的细节，其中泵22的部件壳体21以及转子50、52为了示例说明和描述的目的被从其移除。端口板40具有开口35，用于接收穿过其中的驱动轴32。传递出口开口42与部件壳体21的通道33对准。在一个实施例中，传递出口开口42可为曲形或新月形；然而，这样的形状并非限制性的。在一个实施例中，端口31、通道33以及传递出口开口42的形状大致相对应或大致相似；在另一个实施例中，所述端口以及通道被形成或成形为使得每一者的至少一部分与相邻的部件(一个或多个)对准，以便形成通过其中的出口通道27。用于引导从泵22所输出的加压流体的控制器侧出口端口或开口或称为传递出口端口44或开口也设置于端口板40中并且在图4中被示出。根据一个实施例，该端口44也可为曲形或月牙形，但同样在它的形状方面不受限制。控制器侧出口端口44可相对于传递出口开口42在径向上在内侧地设置，例如，更靠近于用于驱动轴32的开口35。
泵22的端口板40邻近并抵靠盖板46设置，该盖板连接至马达外壳30，所述盖板作为单独的部件或者与马达外壳一体成形。为了将泵22固定于泵组件10中，泵壳体24具有连接件19(参见图2)，其开口与盖板46上的连接件45(例如，参见图7和8)的开口对准。可将紧固件和/或螺栓(未示出)插入通过对准的开口，以将泵壳体24以及所连接的管14、18连接并固定至盖板46，以及因此固定至马达外壳30。一旦被组装，如图2中所示，例如，就可通过将紧固件和/或安装螺栓插入通过设置于泵壳体24(例如，靠近组件出口16)以及马达外壳30上的安装部分20中的孔并将紧固件/螺栓固定至车辆而将泵组件10安装于车辆内。
盖板46可由许多导热材料(比如铝或其它金属)形成。
盖板46具有第一轴向侧47和第二轴向侧49(也参见例如图11和12)。在图8中示出盖板46的第一轴向侧47(其中泵22和端口板40为了示例说明和描述的目的被移除)。盖板46的第一轴向侧47(还被称为面向泵的侧)面向泵22并且与端口板40的底部或后部轴向侧接触。盖板46的第二轴向侧49(还被称为面向控制器的侧)(在图11中示出)例如面向控制器26以及它的相关联的部件。第二轴向侧49包含从它的面向马达的表面延伸的、用于接收驱动轴32的衬套60。例如，衬套60通过它的纵向开口(参见图4)接收驱动轴32。驱动轴32相对于衬套60围绕轴线A旋转。例如，衬套60可在它的外表面中包含凹口64(参见图12)，用于在其中接收O形环63(参见图9)。在操作中，小流量部分的加压流体可被从泵22引导于衬套60的内表面与驱动轴32的外表面之间并且被朝向马达28引导(参见图17和图18中的箭头)。该流体流可有助于从马达28移除热量。流体可被引导通过马达28的衬套(一个或多个)以及被引导于转子34和定子36之间，以润滑以及冷却磁体和绕组74，如图18中所示。例如，流体可在马达外壳30的、靠近端部支架72的端部处被从马达外壳30输出或排出。在一个实施例中，马达外壳30包含形成于马达28的端部与马达外壳30的端部支架78之间的隔室76(参见图18)，所述隔室用于在流体被从马达外壳30排出或放出之前将流体盛装于其中。泵组件10可在马达侧处包含端口或出口80，用于将所述小流量部分的加压流体输出，比如返回至润滑剂源/槽或罐，以使得该小流量部分的加压流体可被进一步冷却(例如，在槽或罐内从大约170摄氏度冷却(由于从马达至流体的对流)至大约125-130摄氏度)。
返回参考图8，盖板46的第一轴向侧47具有形成于其中的传递凹槽48，所述传递凹槽用于跨过盖板46的第一轴向侧47上的表面沿径向方向以及圆周地围绕驱动轴32引导来自泵(亦即，来自控制器侧出口端口或传递出口端口44)的输出流体。与先前所描述的其它部件(例如，开口42、通道33等)一起，传递凹槽48朝向泵22的出口通道27引导加压流体。传递凹槽48包含凹口，其从表面向盖板46的第一轴向侧47中延伸轴向深度D(还参见图4)。当端口板40被固定在盖板46上时，在端口板40的后侧与凹槽48之间形成通道(亦即，由于所述传递凹槽的延伸至盖板46中(即，朝向马达侧)的深度D)。如稍后所描述的，当输出流体流动通过所形成的该通道并且流动至传递凹槽48(还被称为传递通道)中时，热量被从盖板46传导至流体或润滑剂中，该流体或润滑剂被作为输出流或排放流持续地移除。因此，盖板46充当泵与控制器之间的导热板，以从泵组件10的控制器传导热量。
传递凹槽48的围绕或相对于驱动轴32的径向宽度(亦即，从驱动轴32附近的点至朝向盖板46的外边缘径向向外定位的点(凹槽48的边缘)的距离)在尺寸和形状方面可以变化。在一个实施例中，例如，如图8中所示，凹槽48具有大致圆形形状以及连接至圆形形状部的半岛形部分。大致圆形形状部可对应于泵部件壳体21的、其中包含转子50、52的内部接收空间，并且半岛形部分可对应于出口通道27(包含通道33以及传递出口开口42)的形状。然而，盖板46中的传递凹槽48的形状并非限制性的。在一个实施例中，传递凹槽48的凹口或深度D覆盖盖板46的表面面积的至少50％，以增加至流体/润滑剂的热传递量以及在流体从其流动时所移除的总热量。
设置于盖板46的面向泵的侧内的传递凹槽48的所示例说明的实施例仅仅为示例性的而非限制性的。在另一个实施例中，传递凹槽48可设置于端口板40的下侧(面向控制器的侧)上，例如，设置这样的凹口，该凹口从端口板40的表面向该端口板中(朝向泵侧)延伸轴向深度。在一个实施例中，盖板46的面向泵的侧或第一轴向侧47为平坦的表面。当端口板40被固定于盖板46上时，在它们之间形成通道或传递凹槽。当流体流被沿盖板46引导并与该盖板接触时，热量被从盖板46传导至流体或润滑剂中。因此，端口板40可充当泵与控制器之间的导热板，以从控制器传导热量。
在另一个实施例中，端口板40和盖板46都可在其中包含凹槽或凹口，每个凹槽或凹口具有轴向深度，当端口板40和盖板46被定位成抵靠彼此并且被组装时，它们的相应的凹槽/凹口对准以在其间形成通道或狭槽，亦即，传递凹槽48。这两个板即端口板40和盖板46中的凹槽的深度可为不同的或大致相等的。
控制器26被构造成操作或驱动电动马达28(例如，控制马达28的定子36的磁场)，从而控制泵22。可通过将盖板46固定至马达外壳30而将控制器26以及它的构件包含于所述马达外壳内。例如，如在图4中所看到的，盖板46可包含凸缘部分65(还参见图11和12)，凸缘部分65抵靠马达外壳30的边缘57布置。颈部部分67从盖板46的第二轴向侧49延伸并且被压配至马达外壳30中以密封地固定和包含控制器26的构件免受泵22的流体的影响。也可使用一个或多个O形环或密封件。然而，还可使用用于将盖板46固定至马达外壳30的其它方法或装置。
如图9和10中所示，控制器26包含电子控制单元或ECU 54，其具有与其相关联的多个电容器56(为了示例说明和描述的目的，图9被显示为，盖板46被移除)。在一个实施例中，例如，电容器56以相间隔的构造布置于ECU 54的上侧或面向泵的侧68上，以使得它们以圆周地相间隔的关系围绕驱动轴32定位。图11示出盖板46的第二(亦即，面向控制器)轴向侧49，其中颈部部分67包含圆周地相间隔的凹口58，以容纳和接收每个电容器56。在一个实施例中，在ECU 54与盖板46之间提供导热膏以增加传导。例如，导热膏可在电容器56与每个凹口58的内侧之间设置于每个凹口58内。ECU 54在其中包含中心孔(参见图9和15)以允许驱动轴32延伸通过。
例如，虽然在图9和图10中示出四个电容器56，但是电容器的数量不受限制。任何数量的电容器56可与控制器或它的电路板(一个或多个)相关联。另外，虽然在这里没有详细地讨论，但是应当理解的是，任何数量的其它电气和电子部件、传感器、芯片、等等可被作为ECU 54的一部分使用和/或提供和/或安装于所述板上。
图10以及图14-15示出控制器26的另外的部件，其包含BUS板66(MOSFET/印刷电路板(PCB))，其带有安装于其上的集成LIN感应器以及位置传感器(通常被表示为被标记为70的构件)。BUS板66邻近于马达28定位并且被用来将定子36的定子绕组连接在一起。BUS板66还包含中心孔，以允许驱动轴32延伸通过，如图14中所示。BUS板66和ECU 54围绕驱动轴32叠置并且电连接在一起，如图15中所示。
控制器26可经由局域互连网络(LIN)总线接口电联接至电源(例如，电池)，如在图16中用图表表示的。例如，LIN接口的正、负连接件可被包覆模制至马达外壳30的、邻近于控制器26定位的内表面上。连接件在马达外壳30上的定位减少损坏和/或故障。另外，传统上，正、负电源连接件也被包覆模制至控制器盖中。例如，LIN接口和电池可在图15中所示的点处电连接至BUS板66。连接部可设置于BUS板66的、从该板和/或ECU 54径向向外延伸的凸缘部分上，以使得它们朝向马达外壳30内的包覆模制的接口和部件延伸。
如先前所提到的，使输出流体沿盖板46流动而将控制器26的温度维持于预定温度以下，从而避免控制器26的电子构件的故障。控制器构件朝向周围的壳体部件辐射和/或传导热量。将电容器56组装于盖板46的凹口58内可有助于使从电容器56至盖板46的热传递最大化。流动的输出流体通过传导的方式吸收来自盖板46的任何热量。
在所示例说明的实施例中，在泵的操作期间，泵经由入口管14输入至泵部件并且被加压。加压流体被从泵22的传递出口端口44引导并且被引导入盖板46的传递凹槽48中。它被接着引导通过并围绕所形成的通道/传递通道并且靠着盖板46和/或端口板40的表面(例如，围绕沿径向方向延伸的凹槽48的大致圆形形状)，如在图8中通过箭头所表示的(还参见图17)。传递凹槽48的所形成的通道进一步与泵22的出口通道27流体连通(例如，经由半岛形部分)。凹槽48进一步从所形成的通道/传递通道朝向端口板40的传递出口开口42引导加压流体，以通过出口通道27和泵出口端口31输出。出口通道因此使形成于泵22与盖板46之间的传递路径与组件出口16流体连通，以排放加压流体。另外，一部分加压流体可被引导通过并越过衬套60并且被引向马达28，以润滑和冷却磁体和绕组74，如图18中所示。流体可经由端口或出口80从马达外壳30输出或排出至润滑剂源/槽或罐。
如本文所述，将控制器26的构件夹在泵22与马达28之间产生这样的设计布局，该设计布局具有更高的性能并且将控制器和马达集成于密封的且集成的组件内。进一步地，所公开的设计包含对控制器以及马达/衬套的主动的、内部冷却，从而既在泵侧上(经由从控制器26的MOSFET/PCB/BUS板66和ECU 54至流体的热传递)又在马达侧上(通过将加压流体推动通过衬套60以从马达28的部件进行热传递)，同时仍然提供泵的基本完全的输出流量。
虽然已经在上面所阐述的示例说明性实施例中解释清楚本发明的原理，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，可对在本发明的实践中所使用的结构、布置、比例、元件、材料、以及构件进行各种修改。
因此可以看出的是，已经完全地且有效地实现本发明的特征。然而，应当认识到的是，前述优选的具体实施例已经为了示例说明本发明的功能和结构原理的目的被示出和描述，并且在不脱离这样的原理的情况下可进行改变。因此，本发明包含包括于下面的权利要求的精神和范围内的所有修改。

Claims (9)

1.一种泵组件，包括：
用于输入流体的组件入口；
用于输出流体的组件出口；
包含于马达外壳内的电动马达；
具有泵壳体的泵，所述泵具有用于接收来自所述组件入口的输入流体的入口以及用于输出加压流体的传递出口；
驱动轴，其将所述电动马达连接至所述泵，所述驱动轴被构造成由所述电动马达围绕轴线驱动；
被构造成驱动所述电动马达的控制器，其中所述泵与所述电动马达处于所述控制器的相对的轴向两侧上；
设置于所述泵与所述控制器之间的导热板，所述导热板传导来自所述控制器的热量；
传递通道，该传递通道用于接收从所述泵的传递出口所输出的加压流体，并引导所述加压流体沿着所述导热板且与所述导热板接触，以将热量从所述导热板传导至所述加压流体中；以及
出口通道，该出口通道使传递路径与所述组件出口连通以排放所述加压流体。
2.根据权利要求1所述的泵组件，其特征在于，所述泵壳体与所述马达外壳连接以包含和容纳所述控制器。
3.根据权利要求1所述的泵组件，其特征在于，所述控制器设置于所述马达外壳内，并且所述导热板为连接至所述马达外壳的盖板，用于将所述控制器包含于所述马达外壳中。
4.根据权利要求3所述的泵组件，其特征在于，所述盖板包括第一轴向侧和第二轴向侧，所述盖板的所述第一轴向侧面对所述泵壳体并且所述盖板的所述第二轴向侧面对所述马达外壳，其中所述控制器由所述盖板的第二轴向侧容纳，并且所述盖板的第一轴向侧中包括用于限定所述传递通道的传递凹槽。
5.根据权利要求4所述的泵组件，其特征在于，所述泵壳体连接至所述盖板。
6.根据权利要求4所述的泵组件，其特征在于，所述泵壳体包含抵靠所述盖板设置的端口板，并且所述泵壳体包括与泵室径向相邻并隔离的所述出口通道。
7.根据权利要求4所述的泵组件，其特征在于，所述控制器包括电路板，该电路板包含多个电容器，其中所述驱动轴延伸通过所述电路板，并且所述多个电容器围绕所述驱动轴以相间隔的构造布置。
8.根据权利要求7所述的泵组件，其特征在于，所述盖板的所述第二轴向侧中包括凹口以容置所述多个电容器。
9.一种用于冷却泵组件的方法，所述泵组件包括：用于输入流体的组件入口；用于输出流体的组件出口；包含于马达外壳内的电动马达；具有泵壳体的泵，所述泵具有用于接收来自所述组件入口的输入流体的入口以及用于输出加压流体的传递出口；将所述电动马达连接至所述泵的驱动轴，所述驱动轴被构造成由所述电动马达围绕轴线驱动；控制器，该控制器被构造成驱动所述电动马达，其中，所述泵和所述电动马达处于所述控制器的相对的轴向两侧上；设置于所述泵与所述控制器之间的导热板，所述导热板传导来自所述控制器的热量；传递通道，该传递通道用于接收从所述泵的传递出口所输出的加压流体并且引导所述加压流体沿着所述导热板并与所述导热板接触，以将热量从所述导热板传导至所述加压流体中；以及出口通道，该出口通道将传递路径与所述组件出口连通以排放所述加压流体；所述方法包括：
使用所述控制器驱动所述电动马达；
驱动所述驱动轴；
通过所述泵组件的组件入口输入流体并且将流体输入至所述泵的入口中；
使用所述泵对输入流体加压；
经由所述传递出口将加压流体输出至所述传递通道中；
引导所述加压流体沿着所述导热板并与所述导热板接触；以及
通过所述组件出口排放所述加压流体。
CN201780044570.2A 2016-07-20 2017-07-19 具有带有内部主动冷却的集成控制器和马达的泵组件 Active CN109479387B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662364540P 2016-07-20 2016-07-20
US62/364,540 2016-07-20
US201662404975P 2016-10-06 2016-10-06
US62/404,975 2016-10-06
PCT/IB2017/054370 WO2018015903A1 (en) 2016-07-20 2017-07-19 Pump assembly having integrated controller and motor with internal active cooling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109479387A true CN109479387A (zh) 2019-03-15
CN109479387B CN109479387B (zh) 2021-03-30

Family

ID=60987974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780044570.2A Active CN109479387B (zh) 2016-07-20 2017-07-19 具有带有内部主动冷却的集成控制器和马达的泵组件

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10808697B2 (zh)
EP (1) EP3488672B1 (zh)
JP (1) JP7029437B2 (zh)
KR (1) KR102333614B1 (zh)
CN (1) CN109479387B (zh)
CA (1) CA3031042C (zh)
MX (1) MX2019000773A (zh)
WO (1) WO2018015903A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109819637A (zh) * 2019-04-09 2019-05-28 苏州玲珑汽车科技有限公司 一种汽车控制器散热系统

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11078902B2 (en) * 2017-08-16 2021-08-03 Parker-Hannifin Corporation Adapter plate with heat exchanger for a pump and motor
CN108799082A (zh) * 2018-08-24 2018-11-13 上海上涵自动化科技有限公司 一种新型水冷智能水泵控制装置
CN115143068A (zh) * 2021-03-30 2022-10-04 日本电产东测株式会社 电动泵

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060057005A1 (en) * 2004-09-14 2006-03-16 David John Williams Pump assembly
US20060078444A1 (en) * 2004-09-17 2006-04-13 Pumpenfabrik Ernst Vogel Gesellschaft G.M.B.H Liquid-cooled pump control device and fluid pump assembly
JP2008025538A (ja) * 2006-07-25 2008-02-07 Asmo Co Ltd ウォータポンプ
CN102792028A (zh) * 2010-03-10 2012-11-21 株式会社荏原制作所 集成有控制器的马达泵

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4121430C1 (zh) 1991-06-28 1992-11-05 Grundfos International A/S, Bjerringbro, Dk
JP3814331B2 (ja) 1996-03-18 2006-08-30 株式会社ミツバ モータポンプ
JPH11334616A (ja) * 1998-05-21 1999-12-07 Koyo Seiko Co Ltd パワーステアリング装置
JP2000291557A (ja) 1999-04-07 2000-10-17 Sanden Corp 電動式圧縮機
JP3797463B2 (ja) 1999-07-29 2006-07-19 日本電産株式会社 油圧ポンプを実装したモータ、および該モータに適したマニホールド
DE602004000976T2 (de) * 2004-03-05 2007-05-03 C.R.F. S.C.P.A. Motor-Verdichteraggregat für Kraftfahrzeuge
DE102007036236A1 (de) 2007-08-02 2009-02-05 Mahle International Gmbh Gebauter Kolben
DE102007036240A1 (de) * 2007-08-02 2009-02-05 Continental Automotive Gmbh Flüssigkeitspumpe
DE102007036239A1 (de) * 2007-08-02 2009-02-05 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Abfuhr von Wärme von Bauteilen einer Flüssigkeitspumpe
DE102008064162B4 (de) 2008-12-19 2013-06-06 Bühler Motor GmbH Kreiselpumpe mit einer feststehenden Achse
JP2012026309A (ja) 2010-07-21 2012-02-09 Jtekt Corp 電動ポンプユニット
EP2609337B1 (en) * 2010-08-25 2021-01-20 Magna Powertrain FPC Limited Partnership Electric water pump with stator cooling
US20140363318A1 (en) * 2012-02-27 2014-12-11 Magna Powertrain Of America, Inc. Oil controller for high temperature epump applications
US9360015B2 (en) * 2012-07-16 2016-06-07 Magna Powertrain Of America, Inc. Submerged rotor electric water pump with structural wetsleeve
DE102012222358A1 (de) * 2012-12-05 2014-06-05 Mahle International Gmbh Elektrische Flüssigkeitspumpe
FR2999864A1 (fr) * 2012-12-19 2014-06-20 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de refroidissement pour carte de circuit imprime
KR102144285B1 (ko) 2013-06-28 2020-08-13 보르그워너 인코퍼레이티드 연소 기관용 과급 장치
KR101601100B1 (ko) * 2014-08-27 2016-03-08 현대자동차주식회사 냉각수 유동 통로를 갖는 전동식 워터 펌프
US10087932B2 (en) 2014-11-19 2018-10-02 American Axle & Manufacturing, Inc. G-rotor pump assembly
JP6472678B2 (ja) 2015-02-19 2019-02-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 電動オイルポンプ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060057005A1 (en) * 2004-09-14 2006-03-16 David John Williams Pump assembly
US20060078444A1 (en) * 2004-09-17 2006-04-13 Pumpenfabrik Ernst Vogel Gesellschaft G.M.B.H Liquid-cooled pump control device and fluid pump assembly
JP2008025538A (ja) * 2006-07-25 2008-02-07 Asmo Co Ltd ウォータポンプ
CN102792028A (zh) * 2010-03-10 2012-11-21 株式会社荏原制作所 集成有控制器的马达泵

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109819637A (zh) * 2019-04-09 2019-05-28 苏州玲珑汽车科技有限公司 一种汽车控制器散热系统

Also Published As

Publication number Publication date
CA3031042C (en) 2023-12-19
US20180023565A1 (en) 2018-01-25
JP2019527790A (ja) 2019-10-03
KR20190027927A (ko) 2019-03-15
CN109479387B (zh) 2021-03-30
WO2018015903A1 (en) 2018-01-25
MX2019000773A (es) 2019-06-20
EP3488672A4 (en) 2020-05-13
CA3031042A1 (en) 2018-01-25
EP3488672B1 (en) 2021-10-20
EP3488672A1 (en) 2019-05-29
JP7029437B2 (ja) 2022-03-03
US10808697B2 (en) 2020-10-20
KR102333614B1 (ko) 2021-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109479387A (zh) 具有带有内部主动冷却的集成控制器和马达的泵组件
CN110171281B (zh) 驱动装置的冷却结构
EP2971786B1 (en) Two pump design with coplanar interface surface
US9562534B2 (en) In-line dual pump and motor with control device
US9115720B2 (en) Dual pump and motor with control device
CA2865394C (en) Electric motor -driven pump
CN104769221B (zh) 机动车电液泵
US20040081566A1 (en) Electronic fluid pump
US8157542B2 (en) Brushless motor fuel pump with control electronics arrangement
EP3575607A1 (en) Electric water pump
WO2015159723A1 (ja) 電動ポンプ
KR102563582B1 (ko) 열교환기 일체형 전동식 오일펌프 시스템
JP2019527790A5 (zh)
TW201640790A (zh) 水冷式馬達裝置
TWI718766B (zh) 液冷式散熱系統及其串聯式泵浦
JP5058712B2 (ja) 回転電機装置
CN210669779U (zh) 马达单元
CN114270043A (zh) 泵
CN114270042A (zh) 泵
JP2001327124A (ja) モータ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant