CN212389544U - 具有加热和散热功能的水泵组件及电池集成组件 - Google Patents

具有加热和散热功能的水泵组件及电池集成组件 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种具有加热和散热功能的水泵组件,包括壳体、设置在所述壳体内转轴、围绕所述转轴设置的屏蔽套、设置在屏蔽套内的第一轴承、设置在屏蔽套外且固定在屏蔽套上的导热介质、固定在导热介质上的控制器、设置在导热介质内的半导体散热片、与屏蔽套远离导热介质一侧连接的前盖、固定在转轴上的叶轮,转轴中空设置,转轴的一端与第一轴承枢转连接,另一端自前盖凸伸出屏蔽套的外,前盖上设有用以向屏蔽套内通入冷却液的第一孔道,屏蔽套和第一轴承围设成收容空间,转轴靠近第一轴承的一端凸伸入收容空间,屏蔽套和/或第一轴承上设有供冷却液进入的第二孔道。本实用新型可以实现对电池包的加热和降温,使电池包处于更合适的工作温度。

Description

具有加热和散热功能的水泵组件及电池集成组件
技术领域
本发明涉及具有加热和散热功能的水泵组件及电池集成组件,属于电动汽车电池领域。
背景技术
延长电池续航能力的主要课题之一在于如何确保电池温度始终处于其最佳工作状态,低于或高于电池最佳工作温度都将大大降低电池的工作效率,从而降低续航能力。特别是纯电动汽车,由于取消了可以迅速发热的内燃机,往往需要在电池温度低于其最佳工作温度时利用额外部件对电池进行加热,即需要设置一套加热系统。同时,由于电池工作温度过高会带来安全危险,因此,新能源汽车的电池同样需要一套冷却系统。
但是同时设置加热系统和冷却系统,即提高了成本,又占用了电动车的空间。
有鉴于此,有必要对现有的电动车的电池集成组件进行改进。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种具有加热和散热功能的水泵组件及电池集成组件,以解决现有电动汽车电池需要同时设置冷却系统和加热系统,导致成本过高及占用空间的问题。
为达到上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种具有加热和散热功能的水泵组件,包括壳体、设置在所述壳体内转轴、围绕所述转轴设置的屏蔽套、设置在所述屏蔽套内的第一轴承、设置在所述屏蔽套外且固定在所述屏蔽套上的导热介质、固定在所述导热介质上的控制器、设置在所述导热介质内的半导体散热片、与所述屏蔽套远离所述导热介质一侧连接的前盖、固定在所述转轴上的叶轮,所述转轴中空设置,所述转轴的一端与所述第一轴承枢转连接,另一端自所述前盖凸伸出所述屏蔽套的外部,所述前盖上设有用以向所述屏蔽套内通入冷却液的第一孔道,所述屏蔽套和第一轴承围设形成收容空间,所述转轴靠近所述第一轴承的一端凸伸入所述收容空间内,所述屏蔽套和/或所述第一轴承上设有供所述冷却液进入的第二孔道。
进一步地,所述具有加热和散热功能的水泵组件还包括蜗壳,所述蜗壳与所述前盖远离所述屏蔽套的一侧围设形成进液空间,所述转轴远离所述导热介质的一端设置在所述进液空间内,所述蜗壳上设有第一进水口和第一出水口。
进一步地,所述半导体散热片具有吸热面及与所述吸热面相对的散热面,所述吸热面朝向所述控制器设置,所述散热面朝向所述屏蔽套设置。
进一步地,所述具有加热和散热功能的水泵组件还包括第一插头和第一端子,所述第一插头设置在所述壳体上,所述第一端子与所述第一插头和所述控制器电性连接。
进一步地,所述具有加热和散热功能的水泵组件还包括设置在所述壳体内的隔板、设置在所述转轴远离所述导热介质一端的球阀,所述壳体与所述前盖围设形成收容空间,所述隔板将收容空间分为靠近所述前盖的出水腔和远离所述前盖的进水腔,所述壳体上设置有第二进水口、第二出水口、第三出水口,所述球阀上设有出液口,所述出液口与所述转轴相连通,所述球阀可转动设置以控制出液口与所述第二出水口或第三出水口连通。
进一步地,所述具有加热和散热功能的水泵组件还包括散热器,所述散热器包括散热器进口、散热器出口、散热通道,所述散热通道连通散热进口和散热出口,所述第二出水口与所述散热进口连接,所述第三出水口与所述散热出口连接。
本实用新型还提供一种电池集成组件,所述电池集成组件包括电池包、控制阀、散热装置及如上述的具有加热和散热功能的水泵组件,所述电池包具有冷却液进液口和冷却液出液口,所述冷却液出液口与所述第一进水口连接,所述第一出水口与所述控制阀连接,所述散热装置与所述冷却液进液口连接,所述控制阀与所述散热装置及所述冷却液进液口连接以控制冷却液流入散热装置或电池包。
本实用新型还提供一种电池集成组件,所述电池集成组件包括电池包、散热装置和如上述的具有加热和散热功能的水泵组件,所述电池包具有冷却液进液口和冷却液出液口,所述第二进水口与所述冷却液出液口连通,所述第二出水口与所述散热装置连接,所述散热装置与所述冷却液进液口连接,所述第三出水口与所述冷却液进液口连接。
本实用新型还提供一种电池集成组件,所述电池集成组件包括电池包和如上述的具有加热和散热功能的水泵组件,所述电池包具有冷却液进液口和冷却液出液口,所述散热出口与所述冷却液进液口连接,所述冷却液出液口与所述第一进水口连接。
本实用新型的有益效果在于:本实用新型的具有加热和散热功能的水泵组件和电池集成组件,可以实现对电池包的加热和降温,使得所述电池包处于更合适的工作温度,且结构简单,成本低廉,不占用过大的空间。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的具有加热和散热功能的水泵组件的结构示意图。
图2为本实用新型实施例1的具有加热和散热功能的水泵组件的控制器的剖视图。
图3为本实用新型其他实施例的的具有加热和散热功能的水泵组件的控制器的剖视图。
图4为本实用新型其他实施例的的具有加热和散热功能的水泵组件的控制器的剖视图。
图5为本实用新型实施例1的电池集成组件的原理图。
图6为本实用新型实施例2的具有加热和散热功能的水泵组件的结构示意图。
图7为本实用新型实施例2的具有加热和散热功能的水泵组件的剖面结构示意图。
图8为本实用新型实施例2的具有加热和散热功能的水泵组件的另一方向剖面结构示意图。
图9为本实用新型实施例2的具有加热和散热功能的水泵组件的另一方向剖面结构示意图。
图10为本实用新型实施例2的电池集成组件的原理图。
图11为本实用新型实施例3的具有加热和散热功能的水泵组件的结构示意图。
图12为本实用新型实施例3的具有加热和散热功能的水泵组件处于给冷却液降温状态的示意图。
图13为本实用新型实施例3的具有加热和散热功能的水泵组件处于给冷却液加热状态的的示意图。
图14为本实用新型实施例3的具有加热和散热功能的水泵组件设置半导体散热片的工作示意图
图15为本实用新型实施例3的电池集成组件的原理图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外,下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示,本实用新型提供一种具有加热和散热功能的水泵组件100,包括壳体101、设置在所述壳体101内转轴114、围绕所述转轴114设置的屏蔽套 106、设置在所述屏蔽套106内的第一轴承111、设置在所述屏蔽套106外且固定在所述屏蔽套106上的导热介质104、固定在所述导热介质104上的控制器 103、设置在所述导热介质104内的半导体散热片105、与所述屏蔽套106远离所述导热介质104一侧连接的前盖108、固定在所述转轴114上的叶轮116、设置在所述屏蔽套106内且固定在所述转轴114上的转子110、设置在所述前盖108上与所述转轴114枢转连接的第二轴承115、蜗壳107、第三轴承、第一插头102、第一端子。
所述第一插头102设置在所述壳体101上,所述第一端子与所述第一插头 102和所述控制器103电性连接,从而为所述控制器103提供电源和控制信号。
所述转轴114中空设置以供冷却液在所述转轴114内部流动,所述转轴114 的一端与所述第一轴承111枢转连接,另一端自所述前盖108凸伸出所述屏蔽套106的外部。
所述转轴114贯穿所述前盖108设置,所述转子110设置在所述屏蔽套106 内,用以带动所述转轴114转动。所述第二轴承115和第二轴承115用以在所述转轴114的两端以支撑所述转轴114旋转。
所述第三轴承包括固定端113和运动端112,所述固定端113固定在所述前盖108上朝向所述屏蔽套106的一侧,所述运动端112固定在所述转轴114上。所述第三转轴114用以从所述转轴114的径向支撑所述转轴114的旋转。
所述转轴114转动从而可以带动所述叶轮116转动,进而实现进液和排液的效果。
所述前盖108上设有用以向所述屏蔽套106内通入冷却液的第一孔道117,所述屏蔽套106和第一轴承111围设形成收容空间,所述转轴114靠近所述第一轴承111的一端凸伸入所述收容空间内,所述屏蔽套106和/或所述第一轴承 111上设有供所述冷却液进入的第二孔道118。冷却液自第一孔道117流入屏蔽套106内,与所述屏蔽套106充分接触,然后自第二孔道118流入收容空间,然后自所述转轴114内部流出屏蔽套106。
所述蜗壳107与所述前盖108远离所述屏蔽套106的一侧围设形成进液空间,所述转轴114远离所述导热介质104的一端设置在所述进液空间内,所述蜗壳107上设有第一进水口119和第一出水口120。本实施例中,所述第一进水口119朝向所述叶轮116的轴向开口,从而在所述叶轮116旋转时,可以将冷却液从第一进水口119吸入进液空间,然后再从进液空间内通过第一孔道117 进入屏蔽套106。所述第一出水口120朝向所述叶轮116的径向开口,在所述叶轮116转动时,可以将所述进液空间内的冷却液排出。
所述半导体散热片105具有吸热面及与所述吸热面相对的散热面,所述半导体散热片105与所述第一端子电性连接。所述吸热面朝向所述控制器103设置,所述散热面朝向所述屏蔽套106设置。在所述第一端子给所述半导体散热片105供热后,所述半导体散热片105可以工作。当所述控制器103发热时,热量被所述半导体散热片105的吸热面吸走,传递到散热面,然后通过导热介质104传递到屏蔽套106,与所述屏蔽套106内的冷却液实现热量的交换,从而实现给所述控制器103散热的效果。由于半导体散热片105并未覆盖控制器103与屏蔽套106之间的全部面积,当半导体散热片105未通电时,热量也可以通过导热介质104,通过屏蔽套106传递给冷却液由其带走,实现给冷却液加热的效果。
如图2只图5所示,在本实施例中,所述控制器103包括主芯片304、莫斯管301、电容303、电感302等,半导体散热片105的布置应尽量避开控制器103 上的主要发热器件。本实施例中,所述半导体散热片105为两片正方形,也可以但不限定于两片长方形105a,或者一片环形105b。
本实用新型的电池集成组件包括但不限于以下三种实施例:
实施例1
如图1和图5所示,所述电池集成组件包括电池包201、控制阀202、散热装置203及上述的具有加热和散热功能的水泵组件100。所述电池包201具有冷却液进液口和冷却液出液口,所述冷却液出液口与所述第一进水口119连接,所述第一出水口120与所述控制阀连接,所述散热装置与所述冷却液进液口连接,所述控制阀与所述散热装置及所述冷却液进液口连接以控制冷却液流入散热装置或电池包。
当电池包201需要散热时,具有加热和散热功能的水泵组件为冷却液提供扬程,冷却液从电池包201带走热量,流经散热装置203将热量交换给附近空气或者其他回路中的介质再回到电池包201;当低温环境中电池包201需要暂时加热以使其快速进入最佳工作温度时,具有加热和散热功能的水泵组件中的半导体散热片105受控通电,为电池包201加热,所述控制阀202控制冷却液不通过散热装置203直接回流至电池包202中。当电池包201温度到达最佳工作温度区间时,半导体散热片105受控断电,所述控制阀202控制冷却液需要经过散热装置以后再回流至电池包201。从而实现在不同条件下给所述电池包201 加热和降温的效果。
实施例2
如图6至图9所示,本实施例中,具有加热和散热功能的水泵组件400还包括、设置在所述蜗壳107内的隔板410、设置在所述转轴114远离所述导热介质104一端的球阀415、与所述球阀415电性连接的第二插头403、以及底板409。
所述壳体101与所述前盖108和底板409围设形成收容空间,在其他实施例中,所述底板409也可以作为所述壳体101的一部分,所述隔板410将收容空间分为靠近所述前盖108的出水腔412和远离所述前盖108的进水腔411,所述壳体101上设置有第二进水口405、第二出水口406、第三出水口407,所述球阀415上设有出液口,所述出液口与所述转轴114相连通,所述球阀415可转动设置以控制出液口与所述第二出水口406或第三出水口407连通。
所述球阀415包括球阀转轴413、密封部件414和开口416,所述球阀转轴 413受到控制器103中的直流电机和齿轮组驱动转动。所述球阀415转动可以控制所述开口416朝向第二出水口406或者第三出水口407,实现控制冷却液的不同流向。所述电池集成组件包括电池包600、散热装置601和上述的具有加热和散热功能的水泵组件400,所述电池包600具有冷却液进液口和冷却液出液口,所述第二进水口405与所述冷却液出液口连通,所述第二出水口406与所述散热装置601连接,所述散热装置601与所述冷却液进液口连接,所述第三出水口407与所述冷却液进液口连接。
如图10所示,本实施例中,将实施例1中的具有加热和散热功能的水泵组件100和球阀415集成在一起,形成新的具有加热和散热功能的水泵组件400。所述具有加热和散热功能的水泵组件可以控制冷却液从第二出水口406或者第三出水口407流出。在所述电池包600需要散热时,控制冷却液从第二出口流入散热装置,实现散热功能。而在所述电池包600需要加热时,直接控制从所述控制器103吸热后的冷却液通过第三出水口407流入电池包600,实现给电池包600的加热。
实施例3
如图11至图14所示,本实施例中,具有加热和散热功能的水泵组件500 还包括散热器501,所述散热器501包括散热器进口504、散热器出口505、设置在所述散热器本体501内的散热通道502,所述散热通道502连通散热进口 504和散热出口505,所述第二出水口406与所述散热进口504连接,所述第三出水口407与所述散热出口505连接。
如图12所示,冷却液从所述第二出水口406通过所述散热器进口504进入所述散热通道502,并在所述502内进行散热冷却,然后冷却后的冷却液流入散热出口505。
如图13所示,被加热后的冷却液直接第三出水口407流入散热出口505。
如图14所示,在该实施例中,也可以在所述第三出水口407和所述散热出口之间设置另外一个半导体散热片506,所述半导体散热片506通过端子507 与所述控制器103连接,通过设置半导体散热片506,可以实现更大功率的加热。
如图15所示,本实施例的电池集成组件,包括电池包700和如上述的具有加热和散热功能的水泵组件500,所述电池包700具有冷却液进液口和冷却液出液口,所述散热出口505与所述冷却液进液口连接,所述冷却液出液口与所述第一进水口119连接。本实施例中,将实施例2中的具有加热和散热功能的水泵组件和散热器集成在一起,同样可以实现上述功能。
本实用新型的具有加热和散热功能的水泵组件和电池集成组件,可以实现对电池包的加热和降温,使得所述电池包处于更合适的工作温度,且结构简单,成本低廉,不占用过大的空间。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种具有加热和散热功能的水泵组件,其特征在于:所述具有加热和散热功能的水泵组件包括壳体、设置在所述壳体内转轴、围绕所述转轴设置的屏蔽套、设置在所述屏蔽套内的第一轴承、设置在所述屏蔽套外且固定在所述屏蔽套上的导热介质、固定在所述导热介质上的控制器、设置在所述导热介质内的半导体散热片、与所述屏蔽套远离所述导热介质一侧连接的前盖、固定在所述转轴上的叶轮,所述转轴中空设置,所述转轴的一端与所述第一轴承枢转连接,另一端自所述前盖凸伸出所述屏蔽套的外部,所述前盖上设有用以向所述屏蔽套内通入冷却液的第一孔道,所述屏蔽套和第一轴承围设形成收容空间,所述转轴靠近所述第一轴承的一端凸伸入所述收容空间内,所述屏蔽套和/或所述第一轴承上设有供所述冷却液进入的第二孔道。
2.如权利要求1所述的具有加热和散热功能的水泵组件,其特征在于,所述具有加热和散热功能的水泵组件还包括蜗壳,所述蜗壳与所述前盖远离所述屏蔽套的一侧围设形成进液空间,所述转轴远离所述导热介质的一端设置在所述进液空间内,所述蜗壳上设有第一进水口和第一出水口。
3.如权利要求2所述的具有加热和散热功能的水泵组件,其特征在于,所述半导体散热片具有吸热面及与所述吸热面相对的散热面,所述吸热面朝向所述控制器设置,所述散热面朝向所述屏蔽套设置。
4.如权利要求2所述的具有加热和散热功能的水泵组件,其特征在于,所述具有加热和散热功能的水泵组件还包括第一插头和第一端子,所述第一插头设置在所述壳体上,所述第一端子与所述第一插头和所述控制器电性连接。
5.如权利要求2所述的具有加热和散热功能的水泵组件,其特征在于,所述具有加热和散热功能的水泵组件还包括设置在所述壳体内的隔板、设置在所述转轴远离所述导热介质一端的球阀,所述壳体与所述前盖围设形成收容空间,所述隔板将收容空间分为靠近所述前盖的出水腔和远离所述前盖的进水腔,所述壳体上设置有第二进水口、第二出水口、第三出水口,所述球阀上设有出液口,所述出液口与所述转轴相连通,所述球阀可转动设置以控制出液口与所述第二出水口或第三出水口连通。
6.如权利要求5所述的具有加热和散热功能的水泵组件,其特征在于,所述具有加热和散热功能的水泵组件还包括散热器,所述散热器包括散热器进口、散热器出口、散热通道,所述散热通道连通散热进口和散热出口,所述第二出水口与所述散热进口连接,所述第三出水口与所述散热出口连接。
7.一种电池集成组件,其特征在于,所述电池集成组件包括电池包、控制阀、散热装置及如权利要求2-4任意一项所述的具有加热和散热功能的水泵组件,所述电池包具有冷却液进液口和冷却液出液口,所述冷却液出液口与所述第一进水口连接,所述第一出水口与所述控制阀连接,所述散热装置与所述冷却液进液口连接,所述控制阀与所述散热装置及所述冷却液进液口连接以控制冷却液流入散热装置或电池包。
8.一种电池集成组件,其特征在于,所述电池集成组件包括电池包、散热装置和如权利要求5所述的具有加热和散热功能的水泵组件,所述电池包具有冷却液进液口和冷却液出液口,所述第二进水口与所述冷却液出液口连通,所述第二出水口与所述散热装置连接,所述散热装置与所述冷却液进液口连接,所述第三出水口与所述冷却液进液口连接。
9.一种电池集成组件,其特征在于,所述电池集成组件包括电池包和如权利要求6所述的具有加热和散热功能的水泵组件,所述电池包具有冷却液进液口和冷却液出液口,所述散热出口与所述冷却液进液口连接,所述冷却液出液口与所述第一进水口连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113294234A (zh) * 2021-04-30 2021-08-24 东风汽车集团股份有限公司 一种水冷控制器的电动水泵

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