CN213906448U - 一种一体式冷却水道及电动车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种一体式冷却水道及电动车辆，一体式冷却水道包括一体式机壳外套、第一机壳内套和第二机壳内套，所述一体式机壳外套内设有用于冷却降温的水道，所述水道包括第一冷却水道和第二冷却水道，所述第一冷却水道位于第一机壳内套表面，所述第二冷却水道位于第二机壳内套表面，所述第一冷却水道与第二冷却水道之间设有连接水道，所述连接水道分别与所述第一冷却水道、第二冷却水道连通，且所述连接水道分别与第一冷却水道、第二冷却水道相切，本实用新型通过切向水道进出口结构，能够降低整个电机水道的流阻压差，保证了电驱系统散热能力，提升电驱系统的效率。

Description

一种一体式冷却水道及电动车辆

技术领域

本实用新型涉及电机制造技术领域，具体的说是一种一体式冷却水道及电动车辆。

背景技术

随着新能源汽车技术的快速发展，混动专用变速箱(DHT)已成为一个很重要的发展方向，发电机与驱动电机也在同步的往高电压、高功率平台的方向发展。复杂的集成系统和高电压高功率平台会导致整个电驱总成系统的发热量更高、温度场分布更不均匀，对于平行布置的多电机集成结构，冷却水道的合理设计和布置就显得尤为重要，良好的水道设计和布置在满足整个电驱总成散热需求的同时，也能降低对整车水泵能力的要求，同时多电机水道串联也减少了冷却附件的成本，现常见的冷却方式是通过定子总成与带有冷却水道的机壳直接接触传导实现热交换，并通过流经水道的冷却液带走热量。但对于平行布置双水冷电机驱动系统冷却水道结构，由于水道结构限制，流阻损失较大，从而影响水道的散热能力，降低了电驱系统的输出效率。

现有技术中公开了一种机壳水道一体式双电机总成，包括机壳组件、第一电机和第二电机；所述第一电机和第二电机安装在所述机壳组件中，所述机壳组件包括水道，所述水道能够依次冷却所述第一电机和所述第二电机；所述机壳组件设有所述水道的进水口和出水口。该结构虽然能够解决不同功率的电机运行时对冷却的要求不同的问题，还可以减轻整个动力系统的重量，减小动力系统空间；并且可以大幅降低车辆在起步或者爬坡等工况下的能量损耗，但该结构中水道结构流阻损失较大，对于水道散热效率产生影响，从而降低了电驱系统的输出效率。

现有技术中公开了一种驱动电机散热水道及驱动电机，其中驱动电机散热水道的水道螺旋设置；所述水道包括进水口、上水道、下水道、出水口，其中：所述进水口与出水口之间通过并联的上水道、下水道连接；所述上水道和下水道位于驱动电机两端的截面积之和小于位于驱动电机中部的截面积之和。该结构中提供的驱动电机散热水道采用上水道和下水道并联式结构，冷却液进入水道后被分流至两个独立的水道，缩短过流长度，提高过流速度；并且，通过水道各部分的截面积不同的结构设计，使得进、出水口流道的水流速度相对水道中间段水流速度快，换热效率相对更高，有效改善电机两端散热情况，但该结构中电机水道的流阻压差较大，冷却液体流经水道时，水道结构会对冷却液流速产生影响，减缓冷却液流速，降低冷却液的散热效率，进而导致电机散热能力下降，降低电驱系统的效率。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型公布了一种一体式冷却水道及电动车辆，本实用新型通过电机切向水道进出口结构，能够降低整个电机水道的流阻压差，保证了电驱系统散热能力，提升电驱系统的效率。

电机在长期运转后会产生大量热量，若不及时导出电机壳外，就会增加耗电量，甚至缩减电机使用寿命。目前通常采用水冷电机壳对电机进行散热，但这种电机壳的水道浇铸在壳体上，进出水口与水道位置多存在流阻损失，影响电机的散热效率。为此本实用新型中设计了一种双水冷电机驱动系统冷却水道的结构进行改善。

本实用新型所公开的具体的技术方案如下：一种一体式冷却水道，包括一体式机壳外套、第一机壳内套和第二机壳内套，所述第一机壳内套和第二机壳内套并排设置在所述一体式机壳外套中，所述一体式机壳外套内设有用于冷却降温的水道，所述水道包括第一冷却水道和第二冷却水道，所述第一冷却水道环绕第一机壳内套表面，所述第二冷却水道环绕第二机壳内套表面，所述第一冷却水道与第二冷却水道之间设有连接水道，所述连接水道分别与所述第一冷却水道、第二冷却水道连通，且所述连接水道分别与第一冷却水道、第二冷却水道相切。

进一步的，所述第一冷却水道采用螺旋形结构，所述第一冷却水道一端设有第一入水口，另一端设有第一出水口，且所述第一出水口轴线相切于第一冷却水道螺旋形结构。

进一步的，所述第二冷却水道采用螺旋形结构的第二冷却水道，所述第二冷却水道一端设有第二入水口，另一端设有第二出水口，且所述第二入水口轴线和第二出水口轴线均相切于第二冷却水道螺旋形结构。

进一步的，所述第一机壳内套的外表面设有与第一冷却水道的螺旋形结构相配合的第一凹槽；所述第二机壳内套的外表面设有与第二冷却水道的螺旋形结构相配合的第二凹槽。

进一步的，所述第一冷却水道与第一机壳内套一体成型；所述第二冷却水道与第二机壳内套一体成型。

进一步的，所述水道内采用冷却液进行降温，所述冷却液依次流经第一入水口、第一冷却水道、第一出水口、连通水道、第二入水口、第二冷却水道、第二出水口，最终经一体式机壳外套上的冷却水出口流出。

进一步的，所述连接水道采用直线形管道，且所述连接水道一端连通第一出水口，另一端连通第二入水口；所述连接水道、第一出水口和第二入水口轴线重合。

进一步的，所述一体式机壳外套上设有冷却水出口，所述冷却水出口与第二出水口保持连通，且冷却水出口的轴线与第二出水口轴线重合。

需注意的是连接水道的结构不限于上述方式，可替代的，所述连接水道轴线与第一出水口轴线、第二入水口轴线所形成夹角的范围为5-10°，该夹角可使第一冷却水道和第二冷却水道的间距缩小，电机结构更紧凑，体积更小，同时对水道内液体流速变化影响较小。

根据本实用新型的另一方面，还提供一种电动车辆，具有电机装置，所述电机装置包括如上所述的一体式冷却水道。

本实用新型同现有技术相比，具有如下优点：

1)本实用新型的一体式冷却水道采用平行布置冷却结构，即发电机和驱动电机并行布置，并将两者外表面上的冷却水道串联连通，同时采用切向水道进出口结构，降低了整个水道的流阻压差，提升了冷却液流速，保证了电机冷却液的散热能力。

2)本实用新型的一体式冷却水道通过采用电机壳体结构设计，减轻整个动力系统的重量，减小动力系统的占用空间，同时可保证达到电机冷却能力满足整车搭载要求。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本实用新型中一体式冷却水道的机壳示意图；

图2是本实用新型中一体式冷却水道的水道示意图；

实施例中附图中附图标记的具体含义为:

1-一体式机壳外套、2-第一机壳内套、3-第二机壳内套、4-第一入水口、5-第一冷却水道、6-第一出水口、7-连接水道、8-第二入水口、9-第二冷却水道、10-第二出水口、11-冷却水出口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

下面结合附图1-2详细说明本实用新型的可选实施例。

如图1-2所示，本实施例中公开了一种一体式冷却水道，包括一体式机壳外套1、第一机壳内套2和第二机壳内套3，所述第一机壳内套2和第二机壳内套3并排设置在所述一体式机壳外套1中，所述一体式机壳外套1内设有用于冷却降温的水道，所述水道包括第一冷却水道5和第二冷却水道9，所述第一冷却水道5位于第一机壳内套2外表面，所述第二冷却水道9位于第二机壳内套3外表面，所述第一冷却水道5与第二冷却水道9之间设有连接水道7，所述连接水道7分别与所述第一冷却水道5、第二冷却水道9连通，且所述连接水道7分别与第一冷却水道5、第二冷却水道9相切，以减小水道结构对流速产生的影响。

所述第一冷却水道5采用螺旋形结构，且第一冷却水道5一端设有第一入水口4，另一端设有第一出水口6，且所述第一出水口4轴线相切于第一冷却水道5螺旋形结构。通过螺旋形结构以及进出水口切向的设置方式，可最大程度的减小水道对冷却液流速产生的影响，从而保证冷却液散热效率最大。

相同的，所述第二冷却水道9采用螺旋形结构，第二冷却水道9一端设有第二入水口8，另一端设有第二出水口10，且所述第二入水口8轴线和第二出水口10轴线均相切于第二冷却水道9螺旋形结构。通过螺旋形结构以及进出水口切向的设置方式，可最大程度的减小水道对冷却液流速产生的影响，从而保证冷却液散热效率最大。

所述第一机壳内套2和第二机壳内套3分别采用中空的圆形柱体结构；所述一体式机壳外套1采用两组并排连接的中空圆形柱体结构构成。

所述第一机壳内套2与第二机壳内套3的外表面对应靠近所述一体式机壳外套1的内表面，所述水道位于第一机壳内套2、第二机壳内套3与一体式机壳外套1的间隙位置。

所述第一机壳内套2的外表面设有与第一冷却水道5的螺旋形结构相配合的第一凹槽，所述第一冷却水道5嵌合在第一凹槽中；同样的，所述第二机壳内套3的外表面设有与第二冷却水道9的螺旋形结构相配合的第二凹槽，所述第二冷却水道9嵌合在第二凹槽中，通过第一冷却水道5和第二冷却水道9可将第一机壳内套和第二机壳内套上的热量传递至电机外部，从而实现电机降温。

所述连接水道7采用直线形管道，且所述连接水道7一端连通第一出水口6，另一端连通第二入水口8；所述连接水道7、第一出水口6和第二入水口8轴线重合，能够进一步减小水道结构对流速产生的影响。

作为另外的可选的实施方式，所述连接水道轴线与第一出水口轴线、第二入水口轴线可以形成一个较小的夹角，所形成的夹角的范围可以为5-10°，该夹角可使第一冷却水道和第二冷却水道的中心间距略有缩小，同时对水道内液体阻力变化影响较小。因此，为了让电机结构更紧凑，体积更小，所述连接水道轴线与第一出水口轴线、第二入水口轴线所形成一个5-10°的夹角。

上述螺旋形水道结构的目的是为了保证电机机壳散热均匀，通过冷却液在电机机壳内流动，将电机产生的热量带走，冷却液的流速对电机散热能力有较大影响，冷却液流速较高时，其带走热量越多，提升电机的散热能力。但水道中冷却液流速受水道结构影响较大，水道内流动方向急剧变化的结构越多，对冷却液流速产生的影响越大，因此，水道内需避免流动方向急剧变化的结构，如阀门位置、弯管、变径管道等结构，但同时由于电驱系统在整车中占用空间有限，不可避免会采用一些改变流道方向的机构，为此，需尽可能的优化结构，以减小水道结构对流速产生的影响，通过环形管路，以及进出水口切向设置的方式，可最大程度的减小对冷却液产生的影响，从而保证冷却液散热效率最大。

所述一体式机壳外套1上设有冷却水出口11，所述冷却水出口11与第二出水口10保持连通，且冷却水出口11的轴线与第二出水口轴线10重合。

所述第一冷却水道5与第一机壳内套2一体成型；所述第二冷却水道9与第二机壳内套3一体成型。

所述水道内采用冷却液进行降温，所述冷却液依次流经第一入水口4、第一冷却水道5、第一出水口6、连通水道7、第二入水口8、第二冷却水道9、第二出水口10，最终经一体式机壳外套1上的冷却水出口11流出。

本实施例中的水道结构，由于入水口和出水口均采用切向水道结构，冷却液在进入水道时，流动阻力较小，水道中冷却液流速均匀，进而电机表面散热均匀，保证了电机散热能力。

本实施例中一体式冷却水道采用平行布置冷却结构，例如将发电机和驱动电机并行布置，并将两者外表面上的冷却水道串联连通，同时采用切向水道进出口结构，降低了整个水道的流阻压差，提升了冷却液流速，保证了电机冷却液的散热能力。

本实施例中一体式冷却水道通过采用电机壳体结构设计，减轻整个动力系统的重量，减小动力系统的占用空间，同时可保证达到电机冷却能力满足整车搭载要求。

最后应说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种一体式冷却水道，包括一体式机壳外套、第一机壳内套和第二机壳内套，所述第一机壳内套和所述第二机壳内套并排设置在所述一体式机壳外套中，其特征在于，所述一体式机壳外套内设有用于冷却降温的水道，所述水道包括第一冷却水道和第二冷却水道，所述第一冷却水道位于所述第一机壳内套表面，所述第二冷却水道位于所述第二机壳内套表面，所述第一冷却水道与所述第二冷却水道之间设有连接水道，所述连接水道分别与所述第一冷却水道、第二冷却水道连通，且所述连接水道分别与第一冷却水道、第二冷却水道相切。

2.根据权利要求1所述的一体式冷却水道，其特征为：所述第一冷却水道采用螺旋形结构，且所述第一冷却水道一端设有第一入水口，另一端设有第一出水口，且所述第一出水口轴线相切于所述第一冷却水道螺旋形结构。

3.根据权利要求2所述的一体式冷却水道，其特征为：所述第二冷却水道采用螺旋形结构，所述第二冷却水道一端设有第二入水口，另一端设有第二出水口，且所述第二入水口轴线和所述第二出水口轴线均相切于所述第二冷却水道螺旋形结构。

4.根据权利要求3所述的一体式冷却水道，其特征为：所述第一机壳内套的外表面设有与所述第一冷却水道的螺旋形结构相配合的第一凹槽；所述第二机壳内套的外表面设有与所述第二冷却水道的螺旋形结构相配合的第二凹槽。

5.根据权利要求4所述的一体式冷却水道，其特征为：所述第一冷却水道与所述第一机壳内套一体成型；所述第二冷却水道与所述第二机壳内套一体成型。

6.根据权利要求5所述的一体式冷却水道，其特征为：所述水道内采用冷却液进行降温，所述冷却液依次流经所述第一入水口、所述第一冷却水道、所述第一出水口、所述连接水道、所述第二入水口、所述第二冷却水道以及所述第二出水口，最终经所述一体式机壳外套上的冷却水出口流出。

7.根据权利要求6所述的一体式冷却水道，其特征为：所述一体式机壳外套上设有冷却水出口，所述冷却水出口与所述第二出水口连通，且所述冷却水出口的轴线与所述第二出水口轴线重合。

8.根据权利要求7所述的一体式冷却水道，其特征为：所述连接水道一端连通所述第一出水口，另一端连通所述第二入水口；所述连接水道、第一出水口和第二入水口轴线重合。

9.根据权利要求7所述的一体式冷却水道，其特征为：所述连接水道轴线与第一出水口轴线、第二入水口轴线所形成夹角的范围为5-10°。

10.一种电动车辆，具有电机装置，其特征为：所述电机装置包括如权利要求1-9任一所述一体式冷却水道。

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