CN114285212A - 一种增程式电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机技术领域，公开一种增程式电机，包括壳体、于壳体内设置的电机本体以及于壳体和电机本体之间设置的散热结构，散热结构包括于壳体的环壁内中空形成的供冷却介质流通的冷却流道、于壳体上分别设置的供冷却介质进出冷却流道的进口和出口、于出口处设置的当冷却介质温度升高时控制冷却流道内压力增大或当冷却介质温度降低时控制冷却流道内压力减小的压力自动调节结构以及于冷却流道和电机本体之间设置的降低电机本体温度的降温结构，降温结构的启闭受控于冷却流道内压力的增大或减小，该增程式电机实现持续散热的同时，还能迅速将电机瞬时产生的大量热量快速排出，延长电机的使用寿命且提升使用的安全性。

Description

一种增程式电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体为一种增程式电机。

背景技术

随着世界各国环境保护的措施越来越严格，新能源汽车由于其节能、低排放等特点成为汽车研究与开发的一个重点，并已经开始商业化，并且通过采用增程式电机驱动系统有效缓解了新能源汽车中电池成本昂贵，续航里程较短的缺点，但是增程式电机在运转时，会产生大量的热量，如果散热不及时，将影响电机的性能及使用寿命，因此出线了散热性能好的增程式电机。

申请号为CN201210113742.6的中国专利公开一种电动车增程器发电机外壳结构，包括呈圆环状设置的发电机外壳、安装在发电机外壳内侧的定子以及固定在发电机外壳的外圆表面上呈片状设置的散热片，定子和发电机外壳之间为过盈配合，散热片与发电机外壳成一体结构。

该增程器发电机通过定子和发电机外壳之间的过盈配合，更好地传递热量，再通过发电机外壳外圆表面上的散热片快速进行散热，但是当电机过载运行或电源不平衡时会导致电机的瞬时过热，而仅通过散热片无法及时将瞬时产生的大量热量排出，剩余的热量积聚于电机内导致电机损坏，严重时会引发安全事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增程式电机，实现持续散热的同时还能迅速将电机瞬时产生的大量热量快速排出，延长电机的使用寿命且提升使用的安全性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种增程式电机，包括壳体、于壳体内设置的电机本体以及于壳体和电机本体之间设置的散热结构，散热结构包括于壳体的环壁内中空形成的供冷却介质流通的冷却流道、于壳体上分别设置的供冷却介质进出冷却流道的进口和出口、于出口处设置的当冷却介质温度升高时控制冷却流道内压力增大或当冷却介质温度降低时控制冷却流道内压力减小的压力自动调节结构以及于冷却流道和电机本体之间设置的降低电机本体温度的降温结构，降温结构的启闭受控于冷却流道内压力的增大或减小。

采用上述方案，相比于现有技术中仅通过散热片散热，无法及时将瞬时产生的大量热量排出，剩余的热量积聚于电机内导致电机损坏，严重时会引发安全事故，本方案中设置的散热结构，当电机本体的工作温度正常时，电机本体将温度传导至壳体上，通过冷却介质进出冷却流道与壳体换热，冷却介质升温而壳体降温，降温后的壳体与电机本体换热，实现电机本体的持续降温；当电机本体温度过高时，会导致流经冷却流道的冷却介质温度过高，在出口处设置有压力自动调节结构，当冷却介质温度过高时，压力自动调节结构控制冷却流道内压力增大，开启降温结构瞬间降低电机本体温度，当电机本体降温至正常温度后，冷却介质温度降低至正常，压力自动调节结构控制冷却流道内压力减小，降温结构自动关闭，再次进行持续的常规降温，实现持续散热的同时还能迅速将电机本体瞬时产生的大量热量快速排出，延长电机的使用寿命且提升使用的安全性。

进一步的，压力自动调节结构包括于出口的内环壁上设置的当温度升高时膨胀或当温度降低时收缩的第一热膨胀体。

采用上述方案，当冷却介质温度过高时，第一热膨胀体受热膨胀，从而驱使出口处的通道变小，减少冷却介质流出的量，将冷却介质大量集中在冷却流道内，从而使冷却流道内的压力增加；当冷却介质温度降低至正常，第一热膨胀体收缩收纳于出口的内环壁上，出口处的通道变大，冷却介质顺利从冷却流道内排出，从而使冷却流道内的压力减小，且第一热膨胀体根据冷却介质的温度变化自动膨胀或收缩，反应更加准确和迅速。

进一步的，第一热膨胀体在出口的内环壁上呈环形设置。

采用上述方案，呈环形设置可避免当第一热膨胀体膨胀时完全将出口堵死，而导致的冷却流道内的压力过大，提升散热结构的安全性。

进一步的，降温结构包括于壳体外部设置的容置冷却液的储液箱、于壳体内壁上设置的可向电机本体喷液的喷头、于喷头和储液箱之间设置的通液管、于冷却流道和储液箱之间设置的驱使冷却液自储液箱经通液管自喷头喷出至电机本体上的驱动结构以及于壳体上设置的控制冷却液从壳体内部排出的排液结构，驱动结构的启闭受控于冷却流道内压力的增大或减小。

采用上述方案，当电机本体过热，冷却流道内的压力增大时，开启驱动结构驱使冷却液自储液箱经通液管自喷头喷出至电机本体上，减少了电机本体和壳体之间导热的过程，且通过冷却液和电机本体直接接触进行快速降温，使电机本体在短时间内快速降温至正常状态，冷却液和电机本体换热完成后通过排液结构从壳体内部排出壳体外。

进一步的，驱动结构包括于冷却流道和储液箱之间设置的连通管以及于储液箱内在连通管和通液管之间密封移动设置的密封件。

采用上述方案，冷却流道内的压力增大至大于密封件和储液箱之间的摩擦力时，冷却介质的压力驱使密封件向挤压冷却液的方向移动，从而挤压冷却液通过通液管自喷头喷出至电机本体上，冷却流道内的压力减小至小于密封件和储液箱之间的摩擦力时，密封件停止移动，喷头喷液停止。

进一步的，排液结构包括于壳体内环壁底部设置的与壳体外部连通的排液管以及于排液管上设置的控制阀。

采用上述方案，冷却液和电机本体换热完成后，在自身重力的作用下，下落至壳体底部，经过排液管排出至壳体外部，控制阀控制排液管的启闭。

进一步的，喷头和通液管绕电机本体周向设置有至少一组。

采用上述方案，设置一组即可实现对电机本体的喷液降温，设置多组使降温更加快速。

进一步的，储液箱上设置有补液结构，补液结构包括于储液箱上设置的补液口以及可打开或关闭补液口的堵头。

采用上述方案，打开堵头即可对储液箱进行补液，使降温结构可多次重复利用。

进一步的，冷却流道内部设置有当温度升高时膨胀或当温度降低时收缩的第二热膨胀体，第二热膨胀体膨胀后的宽度沿冷却介质流动方向逐渐增加。

采用上述方案，冷却介质进入冷却流道后，随着与壳体的换热，冷却介质的温度逐渐升高，对远离进口处的壳体降温效果逐渐降低，第二热膨胀体随冷却介质升温而膨胀，且膨胀后的宽度沿冷却介质流动方向逐渐增加，从而使得冷却流道逐渐变窄，冷却介质流动的速度加快，通过提升冷却介质流经换热区域的流速来提升换热效率，避免远离进口处的壳体过热。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1、增设降温结构，当电机本体的工作温度正常时，通过冷却介质进出冷却流道与壳体换热，实现电机本体的持续降温；当电机本体温度过高时，第一热膨胀体受热膨胀，从而驱使出口处的通道变小，减少冷却介质流出的量，从而使冷却流道内的压力增加，驱使密封件向挤压冷却液的方向移动，从而挤压冷却液通过通液管自喷头喷出至电机本体上，瞬间降低电机本体温度，当电机本体降温至正常温度后，冷却介质温度降低至正常，第一热膨胀体收缩收纳于出口的内环壁上，出口处的通道变大，冷却介质顺利从冷却流道内排出，从而使冷却流道内的压力减小，密封件停止移动，喷头喷液停止，再次进行持续的常规降温。

2、冷却流道内设置第二热膨胀体，冷却介质进入冷却流道后，温度逐渐升高，对远离进口处的壳体降温效果逐渐降低，第二热膨胀体随冷却介质升温而膨胀，且膨胀后的宽度沿冷却介质流动方向逐渐增加，从而使得冷却流道逐渐变窄，冷却介质流动的速度加快，通过提升冷却介质流经换热区域的流速来提升换热效率，避免远离进口处的壳体过热，通过上述2个优点，实现持续散热的同时还能迅速将电机本体瞬时产生的大量热量快速排出，延长电机的使用寿命且提升使用的安全性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是实施例中一种增程式电机的第一热膨胀体膨胀时的左视图；

图2是图1中的A-A处剖视图；

图3是实施例中一种增程式电机的主视图；

图4是图3中的B-B处剖视图。

图中：1、壳体；2、电机本体；3、冷却流道；4、进口；5、出口；6、第一热膨胀体；7、储液箱；8、喷头；9、通液管；10、连通管；11、密封件；12、排液管；13、控制阀；14、补液口；15、堵头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例

一种增程式电机，参照图1至图4，包括壳体1、于壳体1内设置的电机本体2以及于壳体1和电机本体2之间设置的散热结构，通过散热结构实现电机本体2的快速散热，保护电机本体2，散热结构包括于壳体1的环壁内中空形成的供冷却介质流通的冷却流道3，壳体1上分别设置有供冷却介质进出冷却流道3的进口4和出口5，电机本体2将自身工作时产生的热量传导至壳体1上，通过冷却介质进出冷却流道3与壳体1换热，冷却介质升温而壳体1降温，降温后的壳体1与电机本体2换热，实现电机本体2的持续降温，冷却介质包括冷却气体或冷却液体，本实施例中采用空气作为冷却介质，加热后的空气排出后还可以通过车内循环系统向车体内部输送暖风，冬季时可用于保暖，冷却流道3内部设置有第二热膨胀体，当温度升高时第二热膨胀体膨胀；当温度降低时第二热膨胀体收缩收纳于冷却流道3的内壁上，第二热膨胀体膨胀后的宽度沿冷却介质流动方向逐渐增加，冷却介质进入冷却流道3后，随着与壳体1的换热，冷却介质的温度逐渐升高，对远离进口4处的壳体1降温效果逐渐降低，第二热膨胀体随冷却介质升温而膨胀，且膨胀后的宽度沿冷却介质流动方向逐渐增加，从而使得冷却流道3逐渐变窄，冷却介质流动的速度加快，通过提升冷却介质流经换热区域的流速来提升换热效率，避免远离进口4处的壳体1过热，本实施例中第二热膨胀体采用热膨胀气囊，热膨胀气囊由尼龙(聚酰胺纤维)制成，热膨胀气囊内填充热膨胀材料，例如二氯甲烷等沸点较低、不可燃且不会溶解尼龙的液体，冷却介质的温度达到二氯甲烷的沸点39.8℃，二氯甲烷从液体变为气体，体积增大驱使热膨胀气囊膨胀，此为现有技术，在图中未标识，在此不做赘述。

但是通过冷却介质散热，无法及时将电机本体2瞬时产生的大量热量排出，因此在冷却流道3和电机本体2之间设置了降低电机本体2温度的降温结构，降温结构的启闭受控于冷却流道3内压力的增大或减小，冷却流道3内压力的增大或减小受控于在出口5处设置的压力自动调节结构，当冷却介质温度升高时，压力自动调节结构控制冷却流道3内压力增大，降温结构开启，瞬间降低电机本体2温度；当冷却介质温度降低时，压力自动调节结构控制冷却流道3内压力减小，降温结构自动关闭，再次进行持续的常规降温。

压力自动调节结构包括于出口5的内环壁上设置的第一热膨胀体6，当冷却介质温度升高时，第一热膨胀体6膨胀，从而驱使出口5处的通道变小，减少冷却介质流出的量，将冷却介质大量集中在冷却流道3内，从而使冷却流道3内的压力增加；当冷却介质温度降低至正常，第一热膨胀体6收缩收纳于出口5的内环壁上，出口5处的通道变大，冷却介质顺利从冷却流道3内排出，从而使冷却流道3内的压力减小，且第一热膨胀体6根据冷却介质的温度变化自动膨胀或收缩，反应更加准确和迅速，第一热膨胀体6在出口5的内环壁上呈环形设置，可避免当第一热膨胀体6膨胀时完全将出口5堵死，而导致的冷却流道3内的压力过大，提升散热结构的安全性，本实施例第一热膨胀体6采用与第二热膨胀体一样的热膨胀气囊，且呈环形的第一热膨胀体6与出口5同心设置，制作方便的同时更加美观。

降温结构包括于壳体1外部设置的储液箱7，储液箱7内可容置冷却液，冷却液采用绝缘性强的液体，例如电子氟化液等，常用于浸没式冷却，可直接喷于电机本体2上而不会对电机本体2及其运行造成影响，壳体1内壁上设置有喷头8，喷头8可向电机本体2喷液进行瞬时降温，喷头8和储液箱7之间设置有通液管9，通液管9供冷却液流通，喷头8和通液管9绕电机本体2周向设置有至少一组，设置一组即可实现对电机本体2的喷液降温，设置多组使降温更加快速，本实施例中设置为一组，降低成本且能快速降温，冷却流道3和储液箱7之间设置有驱动结构，驱动结构驱使冷却液自储液箱7经通液管9自喷头8喷出至电机本体2上，驱动结构的启闭受控于冷却流道3内压力的增大或减小，当电机本体2过热，冷却流道3内的压力增大时，开启驱动结构驱使冷却液自储液箱7经通液管9自喷头8喷出至电机本体2上，减少了电机本体2和壳体1之间导热的过程，且通过冷却液和电机本体2直接接触进行快速降温，使电机本体2在短时间内快速降温至正常状态，壳体1上还设置有排液结构，冷却液和电机本体2换热完成后通过排液结构从壳体1内部排出壳体1外，排液结构包括于壳体1内环壁底部设置的与壳体1外部连通的排液管12以及于排液管12上设置的控制阀13(控制阀13采用生产厂家为正泰的型号为N2W的控制阀，控制阀为现有技术，在此不做赘述)，冷却液和电机本体2换热完成后，在自身重力的作用下，下落至壳体1底部，经过排液管12排出至壳体1外部，控制阀13控制排液管12的启闭。

驱动结构包括于冷却流道3和储液箱7之间设置的连通管10，于储液箱7内在连通管10和通液管9之间密封移动设置有一密封件11，冷却流道3内的压力增大至大于密封件11和储液箱7之间的摩擦力时，冷却介质的压力驱使密封件11向挤压冷却液的方向移动，从而挤压冷却液通过通液管9自喷头8喷出至电机本体2上，冷却流道3内的压力减小至小于密封件11和储液箱7之间的摩擦力时，密封件11停止移动，喷头8喷液停止。

储液箱7上设置有补液结构，补液结构包括于储液箱7上设置的补液口14以及可打开或关闭补液口14的堵头15，打开堵头15即可对储液箱7进行补液，使降温结构可多次重复利用。

当电机本体2的工作温度正常时，电机本体2将温度传导至壳体1上，冷却介质经进口4进入冷却流道3与壳体1换热，冷却介质升温而壳体1降温，降温后的壳体1与电机本体2换热，实现电机本体2的持续降温，冷却介质升温后，第二热膨胀体随冷却介质升温而膨胀，且膨胀后的宽度沿冷却介质流动方向逐渐增加，从而使得冷却流道3逐渐变窄，冷却介质流动的速度加快，通过提升冷却介质流经换热区域的流速来提升换热效率，避免远离进口4处的壳体1过热，换热完成后的冷却介质经出口5流出冷却流道3；当电机本体2温度过高时，会导致流经冷却流道3的冷却介质温度过高，第一热膨胀体6受热膨胀，从而驱使出口5处的通道变小，减少冷却介质流出的量，从而使冷却流道3内的压力增加，冷却流道3内的压力增大至大于密封件11和储液箱7之间的摩擦力时，冷却介质的压力驱使密封件11向挤压冷却液的方向移动，从而挤压冷却液通过通液管9自喷头8喷出至电机本体2上，瞬间降低电机本体2温度，当电机本体2降温至正常温度后，冷却介质温度降低至正常，第一热膨胀体6收缩收纳于出口5的内环壁上，出口5处的通道变大，冷却介质顺利从冷却流道3内排出，从而使冷却流道3内的压力减小，冷却流道3内的压力减小至小于密封件11和储液箱7之间的摩擦力时，密封件11停止移动，喷头8喷液停止，再次进行持续的常规降温，冷却液和电机本体2换热完成后，在自身重力的作用下，下落至壳体1底部，控制阀13控制排液管12开启，冷却液经过排液管12排出至壳体1外部。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种增程式电机，包括壳体(1)、于壳体(1)内设置的电机本体(2)以及于壳体(1)和电机本体(2)之间设置的散热结构，其特征在于：散热结构包括于壳体(1)的环壁内中空形成的供冷却介质流通的冷却流道(3)、于壳体(1)上分别设置的供冷却介质进出冷却流道(3)的进口(4)和出口(5)、于出口(5)处设置的当冷却介质温度升高时控制冷却流道(3)内压力增大或当冷却介质温度降低时控制冷却流道(3)内压力减小的压力自动调节结构以及于冷却流道(3)和电机本体(2)之间设置的降低电机本体(2)温度的降温结构，降温结构的启闭受控于冷却流道(3)内压力的增大或减小。

2.根据权利要求1所述的一种增程式电机，其特征在于：压力自动调节结构包括于出口(5)的内环壁上设置的当温度升高时膨胀或当温度降低时收缩的第一热膨胀体(6)。

3.根据权利要求2所述的一种增程式电机，其特征在于：第一热膨胀体(6)在出口(5)的内环壁上呈环形设置。

4.根据权利要求1所述的一种增程式电机，其特征在于：降温结构包括于壳体(1)外部设置的容置冷却液的储液箱(7)、于壳体(1)内壁上设置的可向电机本体(2)喷液的喷头(8)、于喷头(8)和储液箱(7)之间设置的通液管(9)、于冷却流道(3)和储液箱(7)之间设置的驱使冷却液自储液箱(7)经通液管(9)自喷头(8)喷出至电机本体(2)上的驱动结构以及于壳体(1)上设置的控制冷却液从壳体(1)内部排出的排液结构，驱动结构的启闭受控于冷却流道(3)内压力的增大或减小。

5.根据权利要求4所述的一种增程式电机，其特征在于：驱动结构包括于冷却流道(3)和储液箱(7)之间设置的连通管(10)以及于储液箱(7)内在连通管(10)和通液管(9)之间密封移动设置的密封件(11)。

6.根据权利要求4所述的一种增程式电机，其特征在于：排液结构包括于壳体(1)内环壁底部设置的与壳体(1)外部连通的排液管(12)以及于排液管(12)上设置的控制阀(13)。

7.根据权利要求4所述的一种增程式电机，其特征在于：喷头(8)和通液管(9)绕电机本体(2)周向设置有至少一组。

8.根据权利要求4所述的一种增程式电机，其特征在于：储液箱(7)上设置有补液结构，补液结构包括于储液箱(7)上设置的补液口(14)以及可打开或关闭补液口(14)的堵头(15)。

9.根据权利要求1所述的一种增程式电机，其特征在于：冷却流道(3)内部设置有当温度升高时膨胀或当温度降低时收缩的第二热膨胀体，第二热膨胀体膨胀后的宽度沿冷却介质流动方向逐渐增加。

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