CN111431342A - 新能源汽车电机被动冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新能源汽车电机被动冷却系统，包括温度传感器、制冷端、散热端、控制器、驱动控制模块、支架步进电机、电磁通电开关模块和冷却装置，冷却装置包括支架、电磁铁、磁性本体、储热介质、传热单元、传热控制单元、吸热端和放热端，磁性本体与电磁铁产生磁热效应形成吸热端与放热端，多个冷却装置串联方式连接使两端形成较大温度差，温度低的制冷端对电机系统进行冷却，温度高的散热端通过车辆底部气流散热，同时在电机系统安装温度传感器实时测温并反馈给控制器，控制器控制冷却装置和支架运行与否，使电机系统常处于最适合的运作温度，该冷却系统在提高冷却效率的情况下，减小了设备体积，并合理的利用自然气流，减少能耗。

Description

新能源汽车电机被动冷却系统

技术领域

本发明涉及车辆电机被动冷却技术领域，具体涉及一种新能源汽车电机被动冷却系统。

背景技术

车辆的电机系统是车辆在行驶过程中的主要核心运作结构，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，是汽车的重要部件。电机系统的稳定工作与否直接决定了汽车的运行情况，电机系统的冷却问题从很大程度上影响着电机系统的性能，进而影响着汽车的运行情况。现有技术中，汽车电机系统的冷却方法主要包括水冷和强制风冷。电机系统的冷却方法采用水冷时，存在水箱、水泵等部件的泄漏问题。冷却水的循环利用，使得出水口及循环回路的布置极其复杂。当汽车附带的冷却水的温度超过限定值后必须更换或者停车，否则将会影响汽车的运行。电机系统的冷却方法采用强制风冷时，安装风扇的方式只能起到冷却表面的作用，冷却效果差，并且极易将大气中的杂质和灰尘吹入电机及控制器中，影响其性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种新能源汽车电机被动冷却系统，解决上述现有技术中的不足。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种新能源汽车电机被动冷却系统，其特征在于：包括温度传感器、制冷端、散热端、控制器、驱动控制模块、支架步进电机、电磁通电开关模块和冷却装置构成的冷却系统，冷却装置包括支架、电磁铁、磁性本体、储热介质、传热单元、传热控制单元、吸热端和放热端，温度传感器安装在电机系统实时测温反馈给控制器，控制器控制冷却装置中的支架与电磁铁运行，冷却装置中电磁铁通过在支架上往复运动与磁性本体产生磁热效应并利用储热介质和传热单元形成放热端与吸热端，多个冷却装置堆叠使两端形成较大温度差，温度低的形成系统制冷端与电机系统相接进行冷却，温度高的形成系统散热端放置车辆底部利用气流散热。磁热效应为施加或去除一个外加磁场时磁动量的排列和随机化引起磁性本体中的温度变化，磁化时，磁熵减小，有序度加强，磁体本体放热，去磁时，磁熵增大，有序度下降，磁性本体吸热，这种变化可传递给环境空气中。同时，电磁铁通电开关和驱动控制模块作为输出与控制器相连。

传热控制单元使用液体的传热单元结构，在电极的表面覆盖一层介电膜，处于封闭空间中，在介电膜的表面放置所述液体传热单元，电压源和开关电路连接在导热液体与电极之间，在开关断开状态下与储热介质接触，此时热阻较低，热容易传递；在开关闭合状态下，导热液体和电极所形成的电容器的静电能减小了导热液体的表面，是导热液体与储热介质之间形成非接触状态，此状态热阻较高，热几乎不传递。

冷却装置单元串联地通过热导体连接。在车辆底盘较高车型中散热端可直接裸露，在车辆底盘较低的车型中可加一层铝制薄板以防剐蹭。

本发明的有益效果：新能源汽车电机被动冷却系统根据提前录入控制器中的电机系统运行的最适温度，使冷却系统可使电机系统常处于最适温度，在提高冷却效率的同时保证了汽车的整体性能，并且此冷却系统体积较小，在散热端利用车底自然气流进行散热，减小了整车能耗。

附图说明

图1是本发明所提供的冷却装置结构结构图；

图2是本发明冷却装置中传热控制元件结构示意图；

图3是本发明冷却系统结构示意图；

图4是本发明工作结构示意图；

图5是本发明工作流程示意图。

具体实施方式

参见图1-5所示，新能源汽车电机被动冷却系统包括冷温度传感器21、制冷端14、散热端16、控制器、驱动控制模块、支架18步进电机、电磁通电开关模块和冷却装置15；冷却装置15包括支架18、电磁铁6、磁性本体1、储热介质2、传热单元3、传热控制单元、吸热端4和放热端5。

该新能源汽车电机被动冷却系统体积较小，灵活性强，能够高效可靠地对电机系统20进行冷却，并可解决现有技术中无法使电机系统20始终保持在适合的温度中进行运作问题。

该新能源汽车电机被动冷却系统技术方案为：如图1所示，冷却装置15中的每个磁性本体1与电磁铁6伴随着在支架18上往复运动产生磁热效应，施加或去除一个外加磁场时磁动量的排列和随机化引起磁性本体1中的温度变化，磁化时，磁熵减小，有序度加强，磁性本体1放热，去磁时，磁熵增大，有序度下降，磁性本体1吸热，这种变化可传递给环境空气中，分别对磁性本体1施加磁场和去除磁场；所述储热介质2位于磁性本体1左侧由传热单元3相隔放置，储热介质 2在诉述施加磁场和去除磁场所导致的磁性本体1的温度变化的范围内没有居里点；传热单元3可选择性地使所述储热介质2与磁性本体1热接触或热隔离；所述储热介质2左侧端作为放热端5，磁性本体1右侧作为吸热端4。

如图2所示，传热控制单元使用液体10的传热单元3结构，处于封闭空间中，在电极8的表面覆盖一层介电膜9，在介电膜9的表面放置所述液体10传热单元3，电压源12和开关11电路连接在导热液体10与电极8之间，在开关11断开状态下与储热介质2接触，此时热阻较低，热容易传递；在开关11闭合状态下，导热液体 10和电极8所形成的电容器的静电能减小了导热液体10的表面，是导热液体10与储热介质2之间形成非接触状态，此状态热阻较高，热几乎不传递。

如图3所示，冷却装置15的制冷端14与电机系统20相接，并在电机系统20上安装有温度传感器21，同时，冷却装置15的散热端16位于车辆底部。多个冷却装置15通过热导体17形成串联结构，并由制冷端14到散热端16的冷却装置15中的磁性本体1的磁性转变温度依次递减，使制冷端14与散热端16形成较大温差，制冷端14达到冷却系统所需温度，散热端16安装与汽车底部通过车辆行驶时的气流进行散热，在车辆底盘较高车型中散热端16可直接裸露，在车辆底盘较低的车型中可加一层铝制薄板以防剐蹭。

如图4、5所示，温度传感器21作为输入与控制器相连，驱动控制模块与电磁铁6通电开关模块作为输出与控制器相连。其控制步骤为：

1)提前通过多次测试得出电机系统20在运作性能达到最高时的温度作为运行最适温度并写入控制器中。

2)在被动冷却系统中通过温度传感器21实时测得电机系统的运行温度并反馈给控制器。

3)控制器判断所得温度是否高于电机系统的最适温度，若为否，则控制器不做出任何反应并返回步骤2)，若为是，则控制器控制电磁铁6通电开关处于断开状态并控制驱动控制模块驱动支架18步进电机运行使电磁铁6做往复运动产生磁热效应，冷却装置工作。达到冷却电机系统20的目的。

上述的新能源汽车电机被动冷却系统，其控制方法的特征为：通过提前测试电机系统20运作的最适温度写入控制器中，该系统体积较小，安装灵活，并可使电机系统20温度常处于最适合运作的温度，增强了电机系统20的工作效率。

以上仅就本发明较佳的实例做出了说明，但不能理解为是对权利要求的限制，本发明的结构可以有其他变化，不局限于上述结构。总之，凡在本发明的独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种新能源汽车电机被动冷却系统，其特征在于：包括温度传感器、制冷端、散热端、控制器、驱动控制模块、支架步进电机、电磁铁通电开关模块和冷却装置，温度传感器与控制器相连，驱动控制模块与电磁铁通电开关模块作为输出与控制器连接，冷却装置包括支架、电磁铁、磁性本体、储热介质、传热单元、传热控制单元、吸热端和放热端，储热介质位于磁性本体左侧被传热单元相隔，电磁铁与支架构成往复运动结构位于磁性本体上下两处，温度传感器安装在电机系统实时测温反馈给控制器，控制器控制冷却装置中的支架与电磁铁运行，冷却装置中电磁铁通过在支架上往复运动与磁性本体产生磁热效应并利用储热介质和传热单元形成放热端与吸热端，多个冷却装置堆叠使两端形成较大温度差，温度低的形成系统制冷端与电机系统相接进行冷却，温度高的形成系统散热端放置车辆底部进行散热，该新能源汽车电机被动冷却系统，其运行步骤为：

1)提前通过多次测试得出电机系统在运作性能达到最高时的温度作为运行最适温度并写入控制器中；

2)在被动冷却系统中通过温度传感器实时测得电机系统的运行温度并反馈给控制器；

3)控制器判断所得温度是否高于电机系统的最适温度，若为否，则控制器不做出任何反应并返回步骤2)，若为是，则控制器控制电磁铁通电开关处于断开状态并控制驱动控制模块驱动支架步进电机运行使电磁铁做往复运动产生磁热效应，冷却装置工作。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电机被动冷却系统，其特征在于：传热控制单元使用液体的传热单元结构，在电极的表面覆盖一层介电膜，在介电膜的表面放置所述液体传热单元，电压源和开关电路连接在导热液体与电极之间。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电机被动冷却系统，其特征在于：冷却装置单元串联地通过热导体连接。

4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电机被动冷却系统，其特征在于：冷却系统中的散热端固定安装于汽车底盘处。

5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电机被动冷却系统，其特征在于：散热端底部贴合连接铝板，铝板的四角通过螺母与汽车底盘固定连接。

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