CN111555554B - 一种对电机和控制器进行油冷的电动油泵总成 - Google Patents

一种对电机和控制器进行油冷的电动油泵总成

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Abstract

本发明公开了一种对电机和控制器进行油冷的电动油泵总成包括转子组、进油口和出油口，所述转子组由内转子和外转子组成，所述电机置于机械油泵的上方，所述电机包括定子组件、转子组件和电机外壳，所述定子组件置于电机外壳内，所述转子组件置于定子组件内，所述控制器置于所述电机上，所述控制器包括控制器壳体，所述控制器壳体具有底端面，所述冷却油路包括第一油道、第二油道、第三油道、第四油道和第五油道，所述冷却油路A的出口与进油口相通；本发明取消电动油泵模块的驱动轴上的动密封用旋转油封，不仅降低了整个系统的成本，还减小了油封和轴之间的摩擦功损耗，提高了电动油泵的机械效率，同时也提高了电动油泵的运行寿命。

Description

一种对电机和控制器进行油冷的电动油泵总成
技术领域
本发明涉及一种电动油泵，具体地涉及一种对电机和控制器进行油冷的电动油泵总成，属于汽车零配件技术领域。
背景技术
电动油泵在汽车上长时间工作，要求电动油泵运行可靠性高且寿命长，同时还要求工作效率好且功率密度大。
目前市面上的电动油泵主流的布置结构包括机械油泵、电机和控制器三者集成布置成一个整体模块结构，其中机械油泵布置在前端，电机布置在中间，控制器布置在后端，电动油泵是由电机通过轴直接驱动机械油泵，一般是在驱动轴和对应的轴孔之间安装一个旋转油封以隔绝机械油泵内的油液进入电机，驱动轴和旋转油封之间的摩擦会造成功率损失，降低电动油泵的机械效率，在使用过程中，旋转油封上的橡胶件会有磨损，有泄露的风险，同时也限制了电动油泵的运行寿命。
另一方面由于电动油泵一般是安置在发动机或变速箱上，周围环境的极限温度会很高，当电动油泵是安装在发动机体或变速箱体的壳体外面时，电机基本只能靠金属外壳的热传导带走热量，控制器的散热主要通过本身后端的散热筋进行自然对流的散热。在实际工作时，汽车有时需要电动油泵输入大电流以输出较大功率的油量和油压，使得电机和控制器短时间内产生很大热量引起温度快速升高；温度越高，对电机和控制器的工作效率影响越大，温度过大时还会引起电机和控制器烧毁，影响电动油泵的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种电动油泵，其内部取消旋转油封结构，增加了对电机和控制器进行主动冷却的油路结构，降低了整个系统的成本，还减小了油封和轴之间的摩擦功损耗。
为实现上述目的，本发明提供了一种对电机和控制器进行油冷的电动油泵总成，包括机械油泵，所述机械油泵包括转子组、进油口和出油口，所述转子组由内转子和外转子组成；电机，所述电机置于机械油泵的上方，所述电机包括定子组件、转子组件和电机外壳，所述定子组件置于电机外壳内，所述转子组件置于定子组件内，所述转子组件包括驱动轴；控制器，所述控制器置于所述电机上，所述控制包括控制器壳体，所述控制器壳体具有底端面；冷却油路，所述冷却油路包括第一油道、第二油道、第三油道、第四油道和第五油道，所述冷却油路的出口与进油口相通。
作为上述方案的进一步改进，所述进油口和出油口设于机械油泵的底部端面或者侧面。
作为上述方案的进一步改进，所述定子组件具有上端面、下端面、内表面，所述定子组件内侧设有多个内油槽，其外侧设有多个外油槽，所述外油槽形成为第五油道。
作为上述方案的进一步改进，所述转子组件还包括设于驱动轴两端的第一滚动轴承和第二滚动轴承、设于第一滚动轴承和第二滚动轴承之间的转子硅钢片、设置在转子硅钢片内的磁铁和油槽，所述第一滚动轴承置于靠近机械油泵的一侧，所述第一滚动轴承内部的空隙形成第二油道。
作为上述方案的进一步改进，所述磁铁和油槽均设置有多个且呈环状设置，所述油槽设于磁铁的内侧。
作为上述方案的进一步改进，所述驱动轴与内转子相连，其连接方式为扁形驱动连接、过盈压装配合连接、花键连接和键槽连接中的其中一种。
作为上述方案的进一步改进，所述电机外壳上开设有回油孔和轴孔，所述回油孔与冷却油路相接通，所述电机外壳具有内端面和内壁。
作为上述方案的进一步改进，所述轴孔与驱动轴相配合设置，所述驱动轴外圆和轴孔之间的间隙形成第一油道。
作为上述方案的进一步改进，所述定子组件与转子组件之间的气隙、内油槽以及转子组件内部的油槽并列形成第三油道。
作为上述方案的进一步改进，所述定子组件的上端面与控制器壳体的底端面之间的空隙形成第四油道。
本发明的有益效果为：这种对电机和控制器进行油冷的电动油泵总成取消电动油泵模块的驱动轴上的动密封用旋转油封，不仅降低了整个系统的成本，还减小了油封和轴之间的摩擦功损耗，提高了电动油泵的机械效率，同时也提高了电动油泵的运行寿命；
把机械油泵内部泄露掉的油液从轴和轴孔间隙中引出，流经主动冷却油路，再返回到机械油泵的吸油腔，油液在流经主动冷却油路的过程中与电机定子组件、电机转子组件和控制器的内部端面接触，带走电机和控制器在工作运行过程中发出的热量，可有效的降低电机和控制器的温升，从而提高了电机和控制器的工作效率和功率密度，减小了电机和控制器的体积大小，降低了成本；在一定程度上也提高了电动油泵的容积效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种对电机和控制器进行油冷的电动油泵总成的立体图；
图2是本发明实施例提供的一种对电机和控制器进行油冷的电动油泵总成的主视图；
图3是图2中A-A向的剖视图；
图4是定子组件的结构示意图；
图5是定子组件的又一结构示意图；
图6是转子组件的结构示意图；
图7是机械油泵中转子组的结构示意图；
图8是电机外壳的内部结构示意图；
图9是控制器壳体的结构示意图。
附图各部件的标记如下：
100-机械油泵；110-转子组；111-内转子；112-外转子；120-进油口；130-出油口；
200-电机；210-定子组件；211-上端面；212-下端面；213-内表面；214-内油槽；215-外油槽；220-转子组件；221-驱动轴；
222-第一滚动轴承；223-转子硅钢片；224-磁铁；225-油槽；
226-第二滚动轴承；230-电机外壳；231-回油孔；232-轴孔；
233-内端面；234-内壁；
300-控制器；310-控制器壳体；311-底端面。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1至图9所示，本发明公开了一种对电机和控制器进行油冷的电动油泵总成，其内部取消了传统的旋转油封结构，增加了冷却油路A，包括机械油泵100、电机200、控制300和冷却油路A，
具体地，所述机械油泵100包括转子组110、进油口120和出油口130，所述转子组110由内转子111和外转子112组成，所述电机200置于机械油泵100的上方，所述电机200包括定子组件210、转子组件220和电机外壳230，所述定子组件210置于电机外壳230内，所述转子组件220置于定子组件210内，所述控制器300置于所述电机200上，所述控制器300包括控制器壳体310，所述控制器壳体310具有底端面311，所述冷却油路A包括第一油道、第二油道、第三油道、第四油道和第五油道，所述冷却油路A的出口与进油口120相通。
本实施例中，实际使用时可根据发动机或变速箱的结构设计来调整进油口120和出油口130的位置，既可以如图1所示放置在机械油泵100的底部端面上，也可以放置在机械油泵100的侧面。
本实施例中，所述定子组件210具有上端面211、下端面212、内表面213，所述定子组件210内侧设有多个内油槽214，其外侧设有多个外油槽215，所述外油槽215形成为第五油道，在实际应用中，也可以选择取消电机定子组件210的多道外油槽215，由电机外壳230安装定子组件210的内壁234上做出多道油槽来代替外油槽215形成第五油道。
优选的，所述定子组件210与转子组件220之间的气隙、内油槽214以及转子组件220内部的油槽225并列形成第三油道，所述定子组件210的上端面211与控制器壳体310的底端面311之间的空隙形成第四油道，在实际应用中，也可以取消内油槽214以及转子组件220内部的油槽225，只保留定子组件210与转子组件220之间的气隙作为第三油道。
本实施例中，所述转子组件220还包括设于驱动轴221两端的第一滚动轴承222和第二滚动轴承226、设于第一滚动轴承222和第二滚动轴承226之间的转子硅钢片223、设置在转子硅钢片223内的磁铁224和油槽225，所述第一滚动轴承222置于靠近机械油泵100的一侧，所述第一滚动轴承222内部的空隙形成第二油道，在实际应用中，也可以选择取消第一滚动轴承222，由滑动轴承衬套取代，也可以直接在电机外壳230上加工出孔作为驱动轴221的轴径支撑。
优选的，所述磁铁224和油槽225均设置有多个且呈环状设置，所述油槽225设于磁铁224的内侧，所述驱动轴221与内转子111相连，所述驱动轴(221)与内转子111以相同的转速运行，其连接方式为扁形驱动连接、过盈压装配合连接、花键连接和键连接中的其中一种，并不仅仅局限于上述几种连接方式，实际应用中，可根据企业要求选择合适的连接方式。
本实施例中，所述电机外壳230上开设有回油孔231和轴孔232，所述回油孔231与冷却油路A相接通，所述电机外壳230具有内端面233和内壁234，所述轴孔232与驱动轴221相配合设置，所述驱动轴221外圆和轴孔232之间的间隙形成第一油道。
根据以上实施例中所述的一种对电机和控制器进行油冷的电动油泵总成，其工作原理是：电动油泵通过进油口120从发动机或变速箱的油箱里抽油，通过转子组件220上的驱动轴221驱动机械油泵100的转子组110旋转，经由转子组110对油液做功后，再把油液从出油口130泵回到发动机或变速箱里去。
电动油泵内部对电机200和控制器300进行主动冷却油路A的线路图为：机械油泵工作时从端面泄露的油液从驱动轴221外圆和对应的轴孔232之间的间隙流出，即从第一油道流入，再流过第二油道即第一滚动轴承222内部的空隙，然后流经定子组件210和转子组件220之间的气隙、定子组件210内的内油槽214以及转子组件220里面的多道油槽225，再通过控制器壳体310的底端面311和定子组件210的上端面211之间的空隙，再经过定子组件210的外侧多道外油槽215即第五油道流出，最后经由电机外壳230上的回油孔231流回到机械油泵100的吸油腔里去。
另外，在实际应用中，定子组件210的下端面212与电机外壳230的内端面233必须相互贴紧密封，以阻止油液从第一滚动轴承222内部的空隙流出后，直接从该处流向回油孔231回到机械油泵100的吸油腔里去。
总而言之，采用上述实施例中的对电机和控制器进行油冷的电动油泵总成取消电动油泵模块的驱动轴上的动密封用旋转油封，不仅降低了整个系统的成本，还减小了油封和轴之间的摩擦功损耗，提高了电动油泵的机械效率，同时也提高了电动油泵的运行寿命；
把机械油泵内部泄露掉的油液从轴和轴孔间隙中引出，流经主动冷却油路，再返回到机械油泵的吸油腔，油液在流经主动冷却油路的过程中与电机定子组件、电机转子组件和控制器的内部端面接触，带走电机和控制器在工作运行过程中发出的热量，可有效的降低电机和控制器的温升，从而提高了电机和控制器的工作效率和功率密度，减小了电机和控制器的体积大小，降低了成本；在一定程度上也提高了电动油泵的容积效率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种对电机和控制器进行油冷的电动油泵总成，其特征在于：包括，
机械油泵(100)，所述机械油泵(100)包括转子组(110)、进油口(120)和出油口(130)，所述转子组(110)由内转子(111)和外转子(112)组成；
电机(200)，所述电机(200)置于机械油泵(100)的上方，所述电机(200)包括定子组件(210)、转子组件(220)和电机外壳(230)，所述定子组件(210)置于电机外壳(230)内，所述转子组件(220)置于定子组件(210)内，所述转子组件(220)包括驱动轴(221)；
控制器(300)，所述控制器(300)置于所述电机(200)上，所述控制器(300)包括控制器壳体(310)，所述控制器壳体(310)具有底端面(311)；
冷却油路(A)，所述冷却油路(A)包括第一油道、第二油道、第三油道、第四油道和第五油道，所述冷却油路(A)的出口与进油口(120)相通；
所述定子组件(210)具有上端面(211)、下端面(212)、内表面(213)，所述定子组件(210)内侧设有多个内油槽(214)，其外侧设有多个外油槽(215)，所述外油槽(215)形成为第五油道；
所述转子组件(220)还包括设于驱动轴(221)两端的第一滚动轴承(222)和第二滚动轴承(226)、设于第一滚动轴承(222)和第二滚动轴承(226)之间的转子硅钢片(223)、设置在转子硅钢片(223)内的磁铁(224)和油槽(225)，所述第一滚动轴承(222)置于靠近机械油泵(100)的一侧，所述第一滚动轴承(222)内部的空隙形成第二油道；
所述电机外壳(230)上开设有轴孔(232)，所述轴孔(232)与驱动轴(221)相配合设置，所述驱动轴(221)外圆和轴孔(232)之间的间隙形成第一油道；
所述定子组件(210)与转子组件(220)之间的气隙、内油槽(214)以及转子组件(220)内部的油槽(225)并列形成第三油道；
所述定子组件(210)的上端面(211)与控制器壳体(310)的底端面(311)之间的空隙形成第四油道。
2.根据权利要求1所述的一种对电机和控制器进行油冷的电动油泵总成，其特征在于：所述进油口(120)和出油口(130)设于机械油泵(100)的底部端面或者侧面。
3.根据权利要求1所述的一种对电机和控制器进行油冷的电动油泵总成，其特征在于：所述磁铁(224)和油槽(225)均设置有多个且呈环状设置，所述油槽(225)设于磁铁(224)的内侧。
4.根据权利要求1所述的一种对电机和控制器进行油冷的电动油泵总成，其特征在于：所述驱动轴(221)与内转子(111)相连，其连接方式为扁形驱动连接、过盈压装配合连接、花键连接和键连接中的其中一种。
5.根据权利要求1所述的一种对电机和控制器进行油冷的电动油泵总成，其特征在于：所述电机外壳(230)上开设有回油孔(231)，所述回油孔(231)与冷却油路(A)相接通，所述电机外壳(230)具有内端面(233)和内壁(234)。
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