CN113765282B - 双电机冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双电机冷却系统，包括外壳和内壳，所述外壳与所述内壳之间形成电机冷却水道，所述内壳包括第一环形套和第二环形套，所述内壳的外表面上形成8字形螺旋槽，所述8字形螺旋槽包括多条8字环，所述8字环沿同一时针方向依次绕过所述第一环形套和所述第二环形套后，前一个所述8字环的末端与下一个所述8字环的首端连通。本发明通过8字形螺旋槽，可实现冷却水道对两个电机同时冷却，避免单电机过热。并且8字形螺旋槽相比现行的双电机U型水道，可有效降低流阻，提升电机散热，并降低工艺难度。

Description

双电机冷却系统
技术领域
本发明涉及冷却装置的技术领域，尤其涉及一种双电机冷却系统。
背景技术
双电机的冷却水道，冷却液在双电机冷却水道中流动带走热量起到了散热作用，冷却水道的散热效果与其流阻、流态密切相关。
现有的电机冷却水道存在以下缺陷：
1.传统双电机集成时，其驱动电机和发电机水道通过串联方式连接，冷却水按照驱动电机→发电机的顺序进行冷却，造成进入发电机的冷却水水温过高，容易导致发电机温度超过阈值而触发过温保护，发电机停止工作；
2.现行电机水道只冷却电机壳体，暂无对高压接线盒的冷却；
3.目前电机水道的较窄处流阻大，为改善流阻增大水道宽度时又容易导致同一电机内单侧液体流量集中，另一侧液体流量稀少，甚至出现流液紊乱，流量不均的问题；
4.双电机机壳中间连接部分，需要联通两个电机的水路，此处水道常规对称设计，液体流过此处时流阻突然增大出现流态紊乱，影响散热效果；
5.目前电机轴向水道密封采用摩擦焊，工艺成本高，制造难度大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够有效降低流阻和工艺难度，提升散热效果和电机的可靠性的双电机冷却系统。
本发明的技术方案提供一种双电机冷却系统，包括外壳和内壳，所述外壳与所述内壳之间形成电机冷却水道，所述内壳包括第一环形套和第二环形套，所述内壳的外表面上形成8字形螺旋槽，所述8字形螺旋槽包括多条8字环，所述8字环沿同一时针方向依次绕过所述第一环形套和所述第二环形套后，前一个所述8字环的末端与下一个所述8字环的首端连通。
进一步地，所述8字环包括过渡段和主段，所述主段位于同一平面上，所述过渡段位于所述8字环的首端和末端处，用于连接相邻两个位于不同平面的所述8字环。
进一步地，所述第一环形套与所述第二环形套之间通过连接部连接，所述第一环形套、所述连接部与所述第二环形套组成8字形的双环结构，所述8字环经过所述连接部的上表面和下表面。
进一步地，所述外壳中设有第一筒体和第二筒体，所述第一筒体与所述第二筒体之间开设有插槽，所述插槽沿所述外壳的轴向一端封闭、另一端开口，使所述内壳从所述插槽的开口沿轴向插入到所述外壳中，所述第一环形套嵌入到所述第一筒体中，所述连接部嵌入到所述插槽中，所述第二环形套嵌入到所述第二筒体中。
进一步地，所述连接部与所述插槽之间形成相对的两条U形水道，所述U形水道的出水侧的宽度大于入水侧的宽度。
进一步地，所述8字环上沿流动方向间隔设置有多组导流条。
进一步地，一组所述导流条包括相互平行的两条凸筋。
进一步地，每条所述凸筋的迎水面设置导斜角。
进一步地，还包括高压接线盒冷却水道，所述高压接线盒冷却水道的出水端与所述电机冷却水道的入水端连接。
进一步地，还包括入水嘴和出水嘴，所述入水嘴连接在所述高压接线盒冷却水道的入水端，所述出水嘴连接在所述电机冷却水道的出水端，所述入水嘴与所述高压接线盒冷却水道的入水端位于同一直线，所述出水嘴与所述电机冷却水道的出水端倾斜设置。
采用上述技术方案后，具有如下有益效果：
本发明通过8字形螺旋槽，可实现冷却水道对两个电机同时冷却，避免单电机过热。并且8字形螺旋槽相比现行的双电机U型水道，可有效降低流阻，提升电机散热，并降低工艺难度。
附图说明
参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是本发明一实施例中双电机冷却系统的立体图；
图2是本发明一实施例中双电机冷却系统的局部分解图；
图3是本发明一实施例中双电机冷却系统的内壳的立体图；
图4是本发明一实施例中双电机冷却系统的外壳的立体图；
图5是本发明一实施例中双电机冷却系统的连接部的局部放大图；
图6是本发明一实施例中U形水道的局部放大图；
图7是本发明一实施例中导流条的局部放大图；
图8是本发明一实施例中导圆角的局部放大图；
图9是本发明一实施例中高压接线盒冷却水道和电机冷却水道的示意图；
图10是本发明一实施例中双电机冷却系统的爆炸图；
图11是本发明一实施例中双电机冷却系统的后端的局部分解图；
图12是本发明一实施例中双电机冷却系统的前端的局部分解图。
附图标记对照表：
高压接线盒冷却水道10；
外壳1：第一筒体11、第二筒体12、插槽13；
内壳2：第一环形套21、第二环形套22、8字环23、连接部24、密封槽25、主段231、过渡段232、导流条233、凹槽234、水道筋235、导圆角236、导斜角2331；
入水嘴3、出水嘴4、前端盖5、后端盖6、第一密封圈7。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。
容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或视为对发明技术方案的限定或限制。
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
本发明的一实施例中，如图1-3所示，双电机冷却系统，包括外壳1和内壳2，外壳1与内壳2之间形成电机冷却水道，内壳2包括第一环形套21和第二环形套22，内壳2的外表面上形成8字形螺旋槽，8字形螺旋槽包括多条8字环23，8字环23沿同一时针方向依次绕过第一环形套21和第二环形套22后，前一个8字环23的末端与下一个8字环23的首端连通。
具体为，双电机冷却系统包括外壳1和内壳2，外壳1也是整台双电机的外壳，外壳1与内壳2之间形成电机冷却水道，内壳2中用于安装发电机和电动机，电机冷却水道用于对发电机和电动机进行冷却。
本发明中的内壳2的外表面上形成8字形螺旋槽，冷却水在8字形螺旋槽中交替经过第一环形套21和第二环形套22，能够同时对发电机和电动机进行冷却，避免单电机过热的问题。
8字形螺旋槽包括多条8字环23，如图2所示，本实施例中包括了四条8字环23。从图2的后到前，第一条8字环23的首端与入水端连接，先绕过第一环形套21之后，再绕过第二环形套22，从第二环形套22的上表面，第一条8字环23的末端与第二条8字环23的首端连接，第二条8字环23再次先绕过第一环形套21，再绕过第二环形套22，最后从第二环形套22的上表面与第三条8字环23的首端对接，以此类推。最后，第四条8字环23的末端与出水端连接。
如图3所示，图3中的黑色箭头表示冷却水在一条8字环23中的流动路径，冷却水绕第一环形套21从上往下逆时针流动，流入到第一环形套21的右侧后，进入到第二环形套22，绕第二环形套22逆时针方向从下往上流入到第二环形套22的上侧。这样使得冷却水流过一条8字环23后，能够同时对发电机和电动机进行冷却；流过多条8字环23时，能够交替依次对发电机和电动机进行冷却，避免单电机过热的问题。并且8字形螺旋槽相比现行的双电机U型水道，可有效降低流阻，提升电机散热，并降低工艺难度。
可选地，8字形螺旋槽可以包括3条或3条以上的8字环23。
进一步地，如图2所示，8字环23包括过渡段232和主段231，主段231位于同一平面上，过渡段232位于8字环23的首端和末端处，用于连接相邻两个位于不同平面的8字环23。
具体为，图2中同一8字环23的主段231位于同一平面上，组成大部分的8字形，过渡段232从图2的后方向前方倾斜，用于连接前一条8字环23的末端与后一条8字环23的首端。
可选地，第一条8字环23的首端和末端没有设置过渡段232，或者过渡段232与入水端或出水端连接。
进一步地，如图2所示，第一环形套21与第二环形套22之间通过连接部24连接，第一环形套21、连接部24与第二环形套22组成8字形的双环结构，8字环23经过连接部24的上表面和下表面。
具体为，连接部24位于第一环形套21的右侧与第二环形套22的左侧的交界处，第一环形套21的上表面、第二环形套22的上表面与连接部24的上表面形成凹陷水道，第一环形套21的下表面、第二环形套22的下表面与连接部24的下表面也形成凹陷水道。
进一步地，如图4所示，外壳1中设有第一筒体11和第二筒体12，第一筒体11与第二筒体12之间开设有插槽13，插槽13沿外壳1的轴向一端封闭、另一端开口，使内壳2从插槽13的开口沿轴向插入到外壳1中，第一环形套21嵌入到第一筒体11中，连接部24嵌入到插槽13中，第二环形套22嵌入到第二筒体12中。
本实施例中，内壳2中的第一环形套21、第二环形套22与连接部24一体成型，内壳2能够从一侧直接插入到外壳1中。只需要一套内壳模具和一套外壳模具，降低了成本。
本发明的一些实施例中，如图6所示，连接部24与插槽13之间形成相对的两条U形水道，U形水道的出水侧A的宽度大于入水侧B的宽度。
具体为，上方的U形水道右侧为入水侧B，左侧为出水侧A，出水侧A的宽度大于入水侧B的宽度。由于水流在U形水道中爬升时，流阻猛然增大，容易形成局部涡流，影响散热性能，传统的左右两侧对称结构难以降低涡流。因此，将出水侧A的宽度增加，能够进一步加大液体与机壳接触面积并减少冷却液流动紊乱。
下方的U形水道同理设置，左侧为入水侧B，右侧为出水侧A，出水侧A的宽度大于入水侧B的宽度。
可选地，如图5所示，在连接部24对应出水侧的位置，开设一条凹槽234，使得出水侧的宽度增加。
进一步地，如图2所示，8字环23上沿流动方向间隔设置有多组导流条233。
具体为，导流条233沿流动方向延伸，导流条233为多段直线段，间隔分布在8字环23中。由于双电机需要散热的区域比单电机大，水路较长，采用与单电机相同的水道宽度，会导致流阻过大。本实施例中的8字环23在单电机水道宽度基础上做了宽度加大，同时考虑到加大宽度容易导致冷却液局部回流或紊乱，因此在8字环23中间添设导流条233，可有效避免冷却液回流紊乱等问题，保证散热均匀性。
进一步地，如图2所示，一组导流条233包括相互平行的两条凸筋。
可选地，一组导流条231可以只有一条凸筋。
进一步地，如图7所示，每条凸筋的迎水面设置60°的导斜角2331，导斜角2331可减缓水流冲击导流条233产生的飞溅。
可选地，导斜角2331还可以为其他角度，也能够起到防止水流飞溅的作用。
优选地，如图8所示，8字环23的主段231与过渡段232之间拐角处设置导圆角236，可进一步优化8字环23，并增强电机壳体强度，防止应力集中。
较佳地，如图5所示，相邻8字环23之间通过水道筋235隔开，水道筋235的高度大于导流条233的高度，水道筋235的外表面与外壳1的内表面接触，水道筋235用于分割相邻的8字环23，避免冷却水越过水道筋235。
进一步地，如图1-2所示，还包括高压接线盒冷却水道10，高压接线盒冷却水道10的出水端与电机冷却水道的入水端连接。
具体为，冷却水先经过高压接线盒冷却水道10，对高压接线盒冷却后，再流入到电机冷却水道中，对发电机和电动机进行冷却。对高压接线盒进行冷却，可降低三相铜排在极限工况下的温升，保证双电机总成稳定运行，减少铜排过热烧毁风险。
进一步地，如图9所示，还包括入水嘴3和出水嘴4，入水嘴3连接在高压接线盒冷却水道10的入水端，出水嘴4连接在电机冷却水道的出水端，入水嘴3与高压接线盒冷却水道10的入水端位于同一直线，出水嘴4与电机冷却水道的出水端倾斜设置。
入水嘴3与高压接线盒冷却水道10的入水端位于同一直线，此入水方式将入水的流阻降到最低。
出水嘴4与电机冷却水道的出水端倾斜设置，在减短Z向空间布置的同时，进一步降低冷却液流出的阻力，从而优化散热。
进一步地，如图10所示，还包括前端盖5和后端盖6，前端盖5与外壳1的前端连接，后端盖6与外壳1的后端连接。
如图10-11所示，内壳2的后端开设有两圈密封槽25，两个第一密封圈7套设在密封槽25中，第一密封圈7用于密封内壳2与外壳1之间的缝隙。
如图10和图12所示，还包括第二密封圈8和第三密封圈9，第二密封圈8为双环形，第二密封圈8用于密封外壳1的前端面与前端盖5之间的缝隙。第三密封圈9有两个，用于密封内壳2的前端面与前端盖5之间的缝隙。前端盖侧采用两道密封圈密封，装配简单，前端盖5与密封圈压紧即可，该方案可避免摩擦焊，降低制造成本。
优选地，第一密封圈7、第二密封圈8和第三密封圈9均采用O型橡胶密封圈，有利于降低成本。
本发明中的类“8”字形双电机螺旋冷却水道能够实现双电机可以同步交替冷却，并有效降低流阻，提升了散热效果，避免单电机过热而停止工作；而且新增的高压接线盒冷却水道，可冷却双电机三相铜排，减少铜排过热烧毁风险，提升双电机总成运行稳定性；加宽的8字环形成的水道可有效降低双电机整体流阻，同时水道中间增设导流条可有效避免冷却液局部回流和流场紊乱，使散热更均匀；U形水道采用不对称水道凹槽结构，进一步降低冷却液流态紊乱降低流阻，从而减少对水泵功率的依赖，可以达到选用较小功率的水泵既能满足两个电机的散热要求。水道的导圆角和水嘴的倾斜设计在前面的基础上进一步最大化的优化了流阻。
以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种双电机冷却系统，包括外壳(1)和内壳(2)，所述外壳(1)与所述内壳(2)之间形成电机冷却水道，其特征在于，所述内壳(2)包括第一环形套(21)和第二环形套(22)，所述内壳(2)的外表面上形成8字形螺旋槽，所述8字形螺旋槽包括多条8字环(23)，所述8字环(23)沿同一时针方向依次绕过所述第一环形套(21)和所述第二环形套(22)后，前一个所述8字环(23)的末端与下一个所述8字环(23)的首端连通；
所述第一环形套(21)与所述第二环形套(22)之间通过连接部(24)连接，所述第一环形套(21)、所述连接部(24)与所述第二环形套(22)组成8字形的双环结构，所述第一环形套(21)的上表面、所述第二环形套(22)的上表面与所述连接部(24)的上表面形成凹陷水道，所述第一环形套(21)的下表面、所述第二环形套(22)的下表面与所述连接部(24)的下表面也形成凹陷水道，所述8字环(23)依次经过所述第二环形套(22)的上表面、所述连接部(24)的上表面、所述第一环形套(21)的上表面、所述第一环形套(21)的下表面、所述连接部(24)的下表面和所述第二环形套(22)的下表面；
所述外壳(1)中设有第一筒体(11)和第二筒体(12)，所述第一筒体(11)与所述第二筒体(12)之间开设有插槽(13)，所述插槽(13)沿所述外壳(1)的轴向一端封闭、另一端开口，使所述内壳(2)从所述插槽(13)的开口沿轴向插入到所述外壳(1)中，所述第一环形套(21)嵌入到所述第一筒体(11)中，所述连接部(24)嵌入到所述插槽(13)中，所述第二环形套(22)嵌入到所述第二筒体(12)中；
所述连接部(24)与所述插槽(13)之间形成相对的两条U形水道，所述U形水道的出水侧的宽度大于入水侧的宽度。
2.根据权利要求1所述的双电机冷却系统，其特征在于，所述8字环(23)包括过渡段(232)和主段(231)，所述主段(231)位于同一平面上，所述过渡段(232)位于所述8字环(23)的首端和末端处，用于连接相邻两个位于不同平面的所述8字环(23)。
3.根据权利要求1所述的双电机冷却系统，其特征在于，所述8字环(23)上沿流动方向间隔设置有多组导流条(233)。
4.根据权利要求3所述的双电机冷却系统，其特征在于，一组所述导流条(233)包括相互平行的两条凸筋。
5.根据权利要求4所述的双电机冷却系统，其特征在于，每条所述凸筋的迎水面设置导斜角(2331)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的双电机冷却系统，其特征在于，还包括高压接线盒冷却水道(10)，所述高压接线盒冷却水道(10)的出水端与所述电机冷却水道的入水端连接。
7.根据权利要求6所述的双电机冷却系统，其特征在于，还包括入水嘴(3)和出水嘴(4)，所述入水嘴(3)连接在所述高压接线盒冷却水道(10)的入水端，所述出水嘴(4)连接在所述电机冷却水道的出水端，所述入水嘴(3)与所述高压接线盒冷却水道(10)的入水端位于同一直线，所述出水嘴(4)与所述电机冷却水道的出水端倾斜设置。
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