CN113799596A - 集成发电的冷却组件和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集成发电的冷却组件和车辆，集成发电的冷却组件包括有冷却水箱、冷却风扇和发电组件。其中，冷却水箱用来给发动机提供冷却水，冷却风扇用来给发动机冷却。发电组件包括定子和转子，其中转子和冷却风扇相连接，能够跟随冷却风扇的转动而转动，为整个车辆供电，以满足车辆的供电需求。该种方案，将发电组件的转子设置在冷却风扇的外侧，使得转子的直径更大，能够布置更多的转子线圈。相比于现有技术中将发电组件直接连在前端轮系上的发电组件，可以布置更多的转子线圈，提高发电组件的输出功率，以满足整车的用电需求。

Description

集成发电的冷却组件和车辆

技术领域

本申请涉及车辆领域，具体而言，涉及一种集成发电的冷却组件和车辆。

背景技术

随着内燃机电控设备及整车用电设备越来越多，发电机的功率需求越来越大，传统的发动机前端轮系发电机已经不能满足整车用电需求。现有技术中，为了增加车载发电机的发电量，将发电机布置在发动机的飞轮与曲轴间。在发动机的飞轮与曲轴间布置发电机可以提高发电机的输出功率，满足整车用电需求，但是会增加发动机的纵向长度。

因此，如何更加合理的设置发电机，使得发电机具有更大的发电量并能充分的整合了车架空间成为了亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种集成发电的冷却组件。

本发明的目的之二在于提供一种包括上述集成发电的冷却组件的车辆。

本发明的第一方面的技术方案提供了一种集成发电的冷却组件，用于车辆，包括：冷却水箱；冷却风扇，用于对发动机进行冷却；发电组件，包括定子和转子，转子安装至冷却风扇，能够在冷却风扇的作用下转动，定子安装在冷却水箱上，并能够与转子配合。

根据本发明的技术方案提供的集成发电的冷却组件，包括有冷却水箱，输出轴，冷却风扇，发电组件。其中，冷却风扇为发动机的冷却风扇，促使发动机附近的空气流速加大，进而起到降低发动机温度的效果。冷却水箱，用来储存车辆冷却系统的冷却水或冷却液，冷却水箱的结构为蜂窝结构，在冷却风扇的方向上有贯穿冷却水箱的多个通孔。冷却风扇转动时，在冷却风扇的前后端形成压差，空气由冷却水箱通孔流进冷却水箱集风罩，然后通过冷却风扇吹向发动机，对冷却水箱内的冷却液、发电机转子线圈、发电机定子线圈及发动机外壳进行降温。发电组件包括有定子和转子，其中转子和冷却风扇相连接，能够跟随冷却风扇的转动而转动，进而使得发电组件进入工作状态，从而为整个车辆供电，以满足车辆的供电需求。在该方案中，将冷却风扇设置在冷却水箱上，并将发电组件集成在冷却风扇和冷却水箱之间，这样设置的发电组件具有更大的设置空间，同时并不会影响冷却风扇和冷却水箱的工作。且发电组件能够利用冷却风扇的转动进而发生转动，无需设置其他的传动零件来驱动发电组件的工作，使得结构更加简单。同时发电组件由于集成在冷却水箱和冷却风扇之间，充分的利用了冷却水箱和冷却风扇之间的空间，且并不需要单独设置纵向的位置，因此具有更大的安装空间，能够布置更多的转子线圈。相比于现有技术中将发电组件直接连在前端轮系上的发电组件，可以布置更多的转子线圈，提高发电组件的输出功率，以满足整车的用电需求。

进一步地，冷却风扇安装至发动机的输出轴上，由输出轴驱动。这样就使得冷却风扇和转子都能够在发动机的作用下转动。进一步地，冷却水箱上设置有集风罩，定子位于集风罩端内。

在该技术方案中，冷却水箱上设置有集风罩。其中，集风罩的一端为方形与冷却水箱相配合安装，能够将整个冷却水箱上的通孔全部覆盖，另一端为圆形连接在冷却风扇上。集风罩保证流经风扇的空气都由冷却水箱的通孔内流入，这样可以保证冷却水箱达到最大的散热效率。其中发电组件的定子是固定安装在集风罩的内侧的，固定方式可以是采用过盈配合的固定方式，或者是在集风罩上设置定位孔进行连接，又或者是采用其他的固定方式。

进一步地，转子环绕安装在冷却风扇的四周，并与冷却风扇连接。

在该技术方案中，转子环绕安装在冷却风扇的四周，布置在冷却风扇四周的转子具有更大的空间，使得发电机具有更大的发电能力。

更进一步地，转子与冷却风扇能够拆卸地连接或转子与冷却风扇一体连接。

在该技术方案中，转子与冷却风扇之间为可拆卸连接或是与冷却风扇一体连接，安装在冷却风扇四周的转子会跟随冷却风扇的转动而转动，即转子由冷却风扇提供动力，以此便不用专门为转子设置驱动力，从而简化了发电机的结构。

进一步地，冷却风扇上设置有扇叶连接环，转子套设安装在扇叶连接环上。

在该技术方案中，冷却风扇上设置有扇叶连接环，扇叶连接环能使得扇叶之间更加的稳定，进而降低了冷却风扇在工作过程中产生的噪音，同时转子套设在扇叶连接环上，即通过扇叶连接环方便了转子与冷却风扇之间的固定。

进一步地，定子环绕设置在转子的外侧，且定子、转子、冷却风扇同轴设置。

在该技术方案中，定子环绕设置在转子的外侧，且定子、转子和冷却风扇同轴设置，同轴心安装的定子、转子和冷却风扇，保证了在使用的过程中转子和定子之间的距离始终保持一致，进而保证了工作的稳定性。

进一步地，发电组件还包括：电压调节器，安装在冷却水箱上，与转子连接，用于调压；整流器，安装在冷却水箱上，与定子连接，用于整流；导电滑环，设置在冷却风扇上，与转子的转子线圈连接，用于使转子线圈导电产生励磁磁场。

在该技术方案中，发电组件还包括有电压调节器和整流器，电压调节器和整流器都安装在冷却水箱上，其中电压调节器与发电组件的转子相连接，电压调节器根据发电组件输出端电压控制输出的励磁电流的大小。整流器与发电组件的定子相连接，能将发电组件所产生的电流进行整流，进而保证发电组件所发出的电流能够为车辆所使用。发电组件还包括有导电滑环，该导电滑环设置在冷却风扇上，并与转子线圈相连接，通过将转子线圈和导电滑环连接在一起，保证了转子线圈在转动过程中，依旧能够稳定的运行，而不会出现线路在旋转的过程中遇到的导线缠绕的问题。

进一步地，冷却风扇上设置有布线槽，转子的转子线圈与导电滑环通过设置在布线槽内的导线电连接。

在该技术方案中，在冷却风扇的扇叶中设置有布线槽，转子线圈和转子线圈的导电滑环之间的导线埋设在布线槽内，使得导线固定在布线槽内，防止在转动的过程中出现的导线缠绕的问题。

进一步地，转子包括有转子线圈，转子线圈为多转子线圈串联结构。

在该技术方案中，转子上包括有转子线圈，转子线圈为多转子线圈串联结构，这种由多个转子线圈串联的转子线圈所产生的电动势要更高，同时串联的转子线圈之间头尾相连，使得在组装和制造过程中更加的方便。

进一步地，定子包括定子绕组，定子绕组为三相绕组，三相绕组呈星形连接，其中三相绕组的公共端与地线相连，三相绕组的另一端与整流器连接。

在该技术方案中，定子绕组为三相绕组，三相导线成星形连接，其中三相绕组的公共端与地线相连接，保证了发电组件的安全性，而三相绕组的另一端与发电组件整流器相连接，保证了定子绕组所产生的电流更加的稳定。

进一步地，冷却风扇为直连风扇和/或电控硅油风扇；冷却风扇为电控硅油风扇时，电控硅油风扇在车辆的蓄电池的电压小于预设电压时，电控硅油风扇的转速大于最小发电转速。

在该技术方案中，冷却风扇可以是直连风扇或者是电控硅油风扇，冷却风扇由发动机提供转动力，并能够带动发电组件转子转动。当冷却风扇为电控硅油风扇时，需要增加蓄电池电压的监测控制逻辑，当监测到蓄电池电压低时需要保证冷却风扇转速大于最小发电转速。保证了在蓄电池电压低时，冷却风扇的转速大于最小发电转速，进而保证了蓄电池的电压不会由于没电而导致无法启动的情况。

进一步地，集风罩、定子绕组、转子线圈及冷却风扇同轴心安装。

在该技术方案中，集风罩、定子绕组、转子线圈、冷却风扇为同轴心安装的，即集风罩、定子绕组、转子线圈、冷却风扇及发动机共同安装在同一机架上，且集风罩、定子绕组、转子线圈、冷却风扇和发动机共用同一轴线，同轴心安装的集风罩、定子绕组、转子线圈、冷却风扇，保证了在使用的过程中转子线圈和定子绕组之间的距离始终保持一致，进而保证了工作的稳定性。

本发明第二方面的技术方案，提出了一种车辆，包括第一方面任一项技术方案中的集成发电的冷却组件。

根据本发明的技术方案提供的车辆，包括第一方面任一项技术方案中的集成发电的冷却组件。因此，该车辆具有第一方面任一项技术方案提供的集成发电的冷却组件的全部的技术效果，在此不再赘述。

进一步地，车辆还包括发动机，用于提供动力。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的实施例中上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本发明的实施例提供的集成发电的冷却组件的分解结构示意图；

图2示出了本发明的实施例提供的集成发电的冷却组件的结构示意图；

图3示出了图1中A处的局部放大结构示意图。

其中，图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系如下：

1冷却水箱，2冷却风扇，22扇叶连接环，3定子，4转子，5集风罩，6电压调节器和整流器组件，7导电滑环。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解根据本发明的实施例中上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对根据本发明的实施例进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解根据本发明的实施例，但是，根据本发明的实施例还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图3来描述本发明的实施例提供的集成发电的冷却组件。

如图1和图2所示，本发明的第一方面的实施例提供了一种用于车辆的集成发电的冷却组件，包括有冷却水箱1，冷却风扇2，发电组件。其中冷却水箱1用于对发动机进行冷却。冷却风扇2，用于对发动机进行冷却。发电组件，包括有定子3和转子4，其中转子4安装在冷却风扇2，能够在冷却风扇2的作用下转动，定子3安装在冷却水箱1上，并能够与转子4配合。

根据本发明的实施例提供的集成发电的冷却组件，包括有冷却水箱1，输出轴，冷却风扇2，发电组件。其中输出轴连接在车辆发动机上，由发动机为输出轴提供动力。冷却风扇2为发动机的冷却风扇2，安装在输出轴上，促使发动机附近的空气流速加大，进而起到降低发动机温度的效果。冷却水箱1，用来储存车辆冷却系统的冷却水或冷却液，且冷却水箱1的结构为蜂窝结构，在冷却风扇2的方向上有贯穿冷却水箱1的多个通孔。冷却风扇2会通过冷却水箱1上的通孔吸风，风经过通孔时与冷却水箱1内的冷却液进行热交换，对冷却水箱1内的发动机冷却液进行降温。发电组件包括有定子3和转子4，其中转子4和冷却风扇2相连接，能够跟随冷却风扇2的转动而转动，进而使得发电组件进入工作状态，进而为整个车辆供电，以满足车辆的供电需求。该种方案，通过将发电组件的转子4设置在冷却风扇2的外侧，使得转子4的直径更大，能够布置更多的转子线圈。相比于现有技术中将发电组件直接连在前端轮系上的发电组件，可以布置更多的转子线圈，提高发电组件的输出功率，以满足整车的用电需求。在该方案中，将冷却风扇2设置在冷却水箱1上，并将发电组件集成在冷却风扇2和冷却水箱1之间，这样设置的发电组件具有更大的设置空间，同时并不会影响冷却风扇2和冷却水箱1的工作。且发电组件能够利用冷却风扇2的转动进而发生转动，无需设置其他的传动零件来驱动发电组件的工作，使得结构更加简单。同时发电组件由于集成在冷却水箱和冷却风扇之间，因此具有更大的安装空间。

进一步地，冷却风扇2直接或间接地安装至发动机的输出轴上，由输出轴驱动。这样就使得冷却风扇2和转子4都能够在发动机的作用下转动。

进一步地，冷却水箱1上设置有集风罩5，定子3位于集风罩端内。

在该实施例中，冷却水箱1上设置有集风罩5，其中，集风罩5的一端为方形与冷却水箱1相配合安装，能够将整个冷却水箱1上的通孔全部覆盖，另一端为圆形连接在冷却风扇2上。集风罩5可以保证流经冷却风扇2的空气全部由冷却水箱1的通孔流入，保证冷却风扇2达到最大冷却效率。其中发电组件的定子3是固定安装在集风罩5圆形端的内侧的，固定方式可以是采用过盈配合的固定方式，或者是在集风罩5上设置定位孔进行连接，又或者是采用其他的固定方式。

进一步地，转子4环绕安装在冷却风扇2的四周，并与冷却风扇2连接。

在该实施例中，转子4环绕安装在冷却风扇2的四周，布置在冷却风扇2四周的转子4具有更大的空间，使得发电机具有更大的发电能力。

进一步地，转子4与冷却风扇2能够拆卸地连接或转子4与冷却风扇2一体连接。

在该实施例中，转子4与冷却风扇2之间为可拆卸连接或是与冷却风扇2一体连接，安装在冷却风扇2四周的转子4会跟随冷却风扇2的转动而转动，即转子4由冷却风扇2提供动力，以此便不用专门为转子4设置驱动力，从而简化了发电机的结构。

进一步地，冷却风扇2上设置有扇叶连接环22，转子4套设安装在扇叶连接环22上。

在该实施例中，冷却风扇2上设置有扇叶连接环22，扇叶连接环22能使得扇叶之间更加的稳定，进而降低了冷却风扇2在工作过程中产生的噪音，同时转子4套设在扇叶连接环22上，即通过扇叶连接环22方便了转子4与冷却风扇2之间的固定。

进一步地，定子3环绕设置在转子4的外侧，且定子3、转子4、冷却风扇2同轴设置。

在该实施例中，定子3环绕设置在转子4的外侧，且定子3、转子4和冷却风扇2同轴设置，同轴心安装的定子3、转子4和冷却风扇2，保证了在使用的过程中转子4和定子3之间的距离始终保持一致，进而保证了工作的稳定性。

进一步地，发电组件还包括：电压调节器，安装在冷却水箱1上，与转子4连接，用于调压；整流器，安装在冷却水箱1上，与定子3连接，用于整流；导电滑环7，设置在冷却风扇2上，与转子4的转子线圈连接，用于使转子线圈导电产生励磁磁场。

如图3所示，在该实施例中，发电组件还包括有电压调节器和整流器，电压调节器和整流器形成电压调节器和整流器组件6安装在冷却水箱1上，其中电压调节器与发电组件的转子4相连接，电压调节器根据发电组件输出端电压控制输出的励磁电流的大小。整流器与发电组件的定子3相连接，能将发电组件所产生的电流进行整流，进而保证发电组件所发出的电流能够为车辆所使用。发电组件还包括有导电滑环7，该导电滑环7设置在冷却风扇2上，并与转子线圈相连接，通过将转子线圈和导电滑环7连接在一起，保证了转子线圈在转动过程中，依旧能够稳定的运行，而不会出现线路在旋转的过程中遇到的导线缠绕的问题。

进一步地，冷却风扇2上设置有布线槽，转子4的转子线圈与导电滑环7通过设置在布线槽内的导线电连接。

在该实施例中，在冷却风扇2的扇叶中设置有布线槽，转子线圈和转子线圈的导电滑环之间的导线埋设在布线槽内，使得导线固定在布线槽内，防止在转动的过程中出现的导线缠绕的问题。

进一步地，转子4包括有转子线圈，转子线圈为多转子线圈串联结构。

在该实施例中，转子4上包括有转子线圈，转子线圈为多转子线圈串联结构，这种由多个转子线圈串联的转子线圈所产生的电动势要更高，同时串联的转子线圈之间头尾相连，使得在组装和制造过程中更加的方便。

进一步地，定子3包括定子绕组，定子绕组为三相绕组，三相绕组呈星形连接，其中三相绕组的公共端与地线相连，三相绕组的另一端与整流器连接。

在该实施例中，定子绕组为三相绕组，三相导线成星形连接，其中三相绕组的公共端与地线相连接，保证了发电组件的安全性，而三相绕组的另一端与发电组件整流器相连接，保证了定子绕组所产生的电流更加的稳定。

进一步地，冷却风扇2为直连风扇和/或电控硅油风扇；冷却风扇2为电控硅油风扇时，电控硅油风扇在车辆的蓄电池的电压小于预设电压时，电控硅油风扇的转速大于最小发电转速。

在该实施例中，冷却风扇2可以是直连风扇或者是电控硅油风扇，冷却风扇2由发动机提供转动力，并能够带动发电组件转子4转动。当冷却风扇2为电控硅油风扇时，需要增加蓄电池电压的监测控制逻辑，当监测到蓄电池电压低时需要保证冷却风扇2转速大于最小发电转速。保证了在蓄电池电压低时，冷却风扇2的转速大于最小发电转速，进而保证了蓄电池的电压不会由于没电而导致无法启动的情况。

进一步地，集风罩5、定子绕组、转子线圈及冷却风扇2同轴心安装。

在该实施例中，集风罩5、定子绕组、转子线圈、冷却风扇2为同轴心安装的，即集风罩5、定子绕组、转子线圈、冷却风扇2及发动机共同安装在同一机架上，且集风罩5、定子绕组、转子线圈、冷却风扇2和发动机共用同一轴线，同轴心安装的集风罩5、定子绕组、转子线圈、冷却风扇2，保证了在使用的过程中转子线圈和定子绕组之间的距离始终保持一致，进而保证了工作的稳定性。

本发明第二方面的实施例，提出了一种车辆，包括第一方面任一项实施例中的集成发电的冷却组件。

根据本发明的实施例提供的车辆，包括第一方面任一项实施例中的集成发电的冷却组件。因此，该车辆具有第一方面任一项实施例提供的集成发电的冷却组件的全部的技术效果，在此不再赘述。

进一步地，车辆还包括发动机，用于提供动力。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在根据本发明的实施例中的具体含义。

在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述根据本发明的实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本申请的技术方案的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于根据本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为根据本发明的优选实施例而已，并不用于限制本申请的技术方案，对于本领域的技术人员来说，本申请的技术方案可以有各种更改和变化。凡在本申请的技术方案的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种集成发电的冷却组件，其特征在于，包括：

冷却水箱(1)；

冷却风扇(2)，用于对发动机进行冷却；

发电组件，包括定子(3)和转子(4)，所述转子(4)安装至所述冷却风扇(2)，能够在所述冷却风扇(2)的作用下转动，所述定子(3)安装在所述冷却水箱(1)上，并能够与所述转子(4)配合。

2.根据权利要求1所述的集成发电的冷却组件，其特征在于，

所述冷却风扇(2)安装至所述发动机的输出轴，由所述输出轴驱动。

3.根据权利要求1所述的集成发电的冷却组件，其特征在于，

所述冷却水箱(1)上设置有集风罩(5)，所述定子(3)位于所述集风罩(5)内。

4.根据权利要求1所述的集成发电的冷却组件，其特征在于，

所述转子(4)环绕安装在所述冷却风扇(2)的四周，并与所述冷却风扇(2)连接。

5.根据权利要求1所述的集成发电的冷却组件，其特征在于，

所述转子(4)与所述冷却风扇(2)能够拆卸地连接或所述转子(4)与所述冷却风扇(2)一体连接。

6.根据权利要求4所述的集成发电的冷却组件，其特征在于，

所述冷却风扇(2)上设置有扇叶连接环(22)，所述转子(4)套设安装在所述扇叶连接环(22)上。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的集成发电的冷却组件，其特征在于，

所述定子(3)环绕设置在所述转子(4)的外侧，且所述定子(3)、所述转子(4)、所述冷却风扇(2)同轴设置。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的集成发电的冷却组件，其特征在于，所述发电组件还包括：

电压调节器，安装在所述冷却水箱(1)上，与所述转子(4)连接，用于调压；

整流器，安装在所述冷却水箱(1)上，与所述定子(3)连接，用于整流；

导电滑环(7)，设置在所述冷却风扇(2)上，与所述转子(4)的转子线圈连接，用于使所述转子线圈导电产生磁场。

9.根据权利要求8所述的集成发电的冷却组件，其特征在于，

所述冷却风扇(2)上设置有布线槽，所述转子(4)的转子线圈与所述导电滑环(7)通过设置在所述布线槽内的导线电连接。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的集成发电的冷却组件，其特征在于，

所述转子(4)包括转子线圈，所述转子线圈为多转子线圈串联结构；和/或

所述定子(3)包括定子绕组，所述定子绕组为三相绕组，所述三相绕组呈星型连接，其中所述三相绕组的公共端与地线相连，所述三相绕组的另一端与整流器连接。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的集成发电的冷却组件，其特征在于，

所述冷却风扇(2)为直连风扇和/或电控硅油风扇；

所述冷却风扇(2)为所述电控硅油风扇时，所述电控硅油风扇在车辆蓄电池的电压小于预设电压时，所述电控硅油风扇的转速大于最小发电转速。

12.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至11中任一项所述的集成发电的冷却组件。

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