CN214330920U - 一种利用自身工作介质散热的电子水泵 - Google Patents

Abstract

一种利用自身工作介质散热的电子水泵，包括泵盖、屏蔽套、定子、控制电路、泵体，所述泵体具有环形端壁，该环形端壁中心设有筒状内壳，该筒状内壳和屏蔽套围合形成定子腔容纳定子，所述泵盖在筒状内壳外围设有筒状外壳，所述泵盖的上端面及筒状外壳与筒状内壳、环形端壁围合形成容纳液体工作介质的液冷腔，所述控制电路包括IGBT模块，该IGBT模块与所述筒状内壳直接导热接触，将大功率元件轴向布贴于与自身工作介质相邻的定子腔侧壁，通过工作介质与大功率元件之间良好的热传导，加快散热，缩短水泵轴向尺寸。

Description

一种利用自身工作介质散热的电子水泵

技术领域

本实用新型涉及一种利用自身工作介质散热的电子水泵，IPC分类可属于F04D13/06、F04D29/58或F04D29/40。

背景技术

目前，汽车电子水泵的散热主要有以下两种方式：1)电路板发热单元用导热胶粘附在金属后壳，通过后者的散热筋向外散热，此方式存在散热效率低的问题，而且向后设置的散热筋不利于高效生产并加长了水泵的整体长度。2)中国专利文献CN106151054B披露了一种包括容纳工作介质冷却通道的电驱动泵，其冷却通道中的工作介质可以与电控单元进行热交换，此方式也存在散热效率低的问题，其热交换面只有冷却通道底部，冷却液流量小，热交换面面积小，散热效果不明显。

上述散热结构无法胜任IGBT等大功率器件的有效散热，不得不高成本选用低功耗的高性能器件，否则长期的高温升工作影响产品寿命。

有关术语和公知常识参见国家标准GB/T 33925.1-2017《液体泵及其装置通用术语、定义、量、字符和单位第1部分：液体泵》和GB/T 7021-2019《离心泵名词术语》、机械工业出版社1983年或1997年版的《机械工程手册》和《电机工程手册》、机械工业出版社2014年版《泵理论与技术》、中国宇航出版社2011年版《现代泵理论与技术》、中国电力出版社2008年版《泵与风机》。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种利用自身工作介质散热的电子水泵，将大功率元件轴向布贴于与自身工作介质相邻的定子腔侧壁，通过工作介质与大功率元件之间良好的热传导，加快散热，缩短水泵轴向尺寸。

本实用新型解决技术问题的技术方案是：一种利用自身工作介质散热的电子水泵，包括泵盖、屏蔽套、定子、控制电路、泵体，所述泵体具有环形端壁，该环形端壁中心设有筒状内壳，该筒状内壳和屏蔽套围合形成定子腔容纳定子，其特征在于：所述泵盖在筒状内壳外围设有筒状外壳，所述泵盖的上端面及筒状外壳与筒状内壳、环形端壁围合形成容纳液体工作介质的液冷腔，所述控制电路包括IGBT模块，该IGBT模块与所述筒状内壳直接导热接触。

进一步，所述筒状内壳的侧壁下段朝向定子腔中央成形有安装槽，该安装槽具有外侧壁及内侧壁，安装槽内固定安装有安装支架，所述IGBT模块固定安装于安装支架内，且所述IGBT模块的散热面与安装槽的所述外侧壁之间粘贴导热绝缘垫，消除间隙，所述IGBT模块和安装槽的所述内侧壁之间设有弹性压板消除间隙，这样，IGBT模块的散热面通过导热绝缘垫、筒状内壳向液冷腔的工作介质快速导热。

进一步，安装槽的所述外侧壁的下端面成形有外定位销，所述内侧壁的下端面成形有内定位销，所述安装支架成形有大的方孔，方孔内成形有小而对称的卡块，所述安装支架的下端面还设有外定位孔，所述弹性压板下端折弯成形为设有内定位孔的下端面且成形有弹性舌片抵压所述IGBT模块，IGBT模块还设有适配安装支架方孔内对称卡块的卡口用于卡装入安装支架的方孔，弹性压板下端面的内定位孔套入安装槽内侧壁下端面的内定位销，二端面贴合，安装支架下端面的外定位孔套入安装槽外侧壁下端面的外定位销，二端面贴合，通过上述卡合、定位和弹性结构，易于安装、固定可靠、振动时不易脱落、导热稳定可靠。

优选地，所述控制电路还包括功率元件，功率元件表面粘附导热硅胶后贴合于所述环形端壁的外表面，功率元件通过导热绝缘胶、环形端壁将热量快速导入工作介质，加快散热。

优选地，所述泵盖成形有泵的吐出口，该吐出口的上游设有出口槽与液冷腔相连通，所述泵盖和所述屏蔽套围合形成设有蜗室的叶轮转子腔，所述蜗室的高压出口处设有入口槽与所述液冷腔相连通，液冷腔成为工作介质循环的管路，通过循环流动的液体工作介质散热更快。

附图说明

图1为本实用新型电子水泵的部分分解剖视示意图；

图2为图1电子水泵的立体示意图；

图3为图1电子水泵的仰视示意图；

图4为图1电子水泵的仰视剖视示意图；

图5为图3的A-A剖视示意图；

图6为图5的局部放大图Ⅰ；

图7为图5的局部放大图Ⅱ；

图8为图3的B-B剖视示意图；

图9为图8的局部放大图Ⅲ。

附图标记：

泵盖10，筒状外壳11，吐出口12；

泵体20，环形端壁21，筒状内壳22；

安装槽221，外侧壁2211，内侧壁2212，外定位销2213，内定位销2214；

屏蔽套30；

定子40；

叶轮转子组件50；

控制电路60，电路板61，功率元件611，IGBT模块62，卡口621；

叶轮转子腔91，蜗室911，定子腔92，液冷腔93；

入口槽81，出口槽82；

安装支架710，方孔711，卡块712，下端面713，外定位孔714；

弹性压板720，弹性舌片721，下端面722，内定位孔723；

导热绝缘垫73；

导热硅胶011。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将对本实用新型进行更全面的描述。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型公开内容的理解更加透彻全面。

术语上游特指流道接近源头的部分，与源头和中游并无严格的分界；下游特指流道接近出口的部分，与中游及出口并无严格的分界，参见上海辞书出版社2000年版《辞海》。

本文所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

实施例

本实施例的电子水泵，如图1～5所示，包括泵盖10、泵体20、屏蔽套30、定子40、叶轮转子组件50、控制电路60，泵盖10成形有泵的吸入口和吐出口12以及向下延伸的筒状外壳11，采用导热材料制作的泵体20成形有大致呈环形的环形端壁21及位于其中心向上延伸的筒状内壳22。其中，筒状内壳22和屏蔽套30围合形成向下开口的定子腔92容纳定子40；泵盖10和屏蔽套30围合形成向上开口的叶轮转子腔91容纳叶轮转子组件50，叶轮转子腔91设有蜗室911连通泵的吸入口，由吸入口进入的工作介质液体经叶轮泵入蜗室911得到升压，后通过吐出口12排出泵外；泵盖10的上端面及筒状外壳11和泵体20的筒状内壳22、环形端壁21围合形成环形的液冷腔93容纳液体工作介质，蜗室911的高压出口处设有入口槽81与所述液冷腔93连通，吐出口12的上游设有出口槽82与液冷腔93连通，这样工作介质液体由入口槽81进入液冷腔93，后通过出口槽82连通吐出口12排出泵外。

如图5、6所示，所述控制电路60包括电路板61和IGBT模块62，电路板61布置在环形端壁21的下侧，电路板61上的开关管、采样电阻、驱动芯片等功率元件611表面粘附导热硅胶011后，贴合于环形端壁21的外表面，这样，功率元件611通过导热硅胶011、环形端壁21将热量快速导入液冷腔93中的液体工作介质，加快散热。

如图5、8所示，IGBT模块62的快速散热是通过安装于紧邻液冷腔93仅有筒状内壳22间隔的安装槽221内实现的，其安装结构包括筒状内壳22、安装槽221、安装支架710、弹性压板720、IGBT模块62、导热绝缘垫73。具体安装结构如下：

如图1～5所示，筒状内壳22的侧壁下段朝定子腔中央方向成形一处上下两端开口大致呈V形的安装槽221，安装槽221以筒状内壳22外壁下段为外侧壁2211，朝向定子腔中央的侧壁为内侧壁2212。如图7所示，外侧壁2211、内侧壁2212靠近电路板61的一端即下端面分别向下凸出成形有柱形的外定位销2213、内定位销2214；

如图1、2、7所示，安装支架710也是大致上呈V字形，采用绝缘材料注塑成形，V字形两臂各设一个大的方孔711，每一方孔711成形有两个小而对称的卡块712，安装支架710下端向外延伸为中央设有外定位孔714的下端面713；

如图1、7、9所示，弹性压板720也是大致上呈V字形，采用五金薄板材冲压成形，在靠近IGBT模块62的一侧成形有弹性舌片721，弹性压板下端折弯90°成形为中央设有内定位孔723的下端面722，零件经热处理以提供足够的变形弹力；

IGBT模块62设有卡口621，卡装入安装支架710的方孔711，卡口621和方孔711内的卡块712对应卡合，散热面朝外，粘贴具有自粘性的导热绝缘垫73，再一同卡入安装槽221内，导热绝缘垫73的一面紧贴IGBT模块62的散热面、另一面紧贴安装槽外侧壁2211即筒状内壳22的侧壁，实现良好的传热接触，安装支架710的外定位孔714套入安装槽221的外定位销2213，安装支架710的下端面713贴合安装槽的外侧壁2211(即筒状内壳)下端面，最后将弹性压板720卡入安装槽内壁2212和IGBT模块62之间的间隙，其内定位孔723对准的安装槽的内定位销2214，其下端面722贴合安装槽的内侧壁2212的下端面，其弹性舌片721受IGBT模块62挤压变形，提供足够的摩擦力防止IGBT模块62振动脱落。

IGBT模块安装于定子腔并通过直接接触导热绝缘垫、筒状内壳向液冷腔的液体工作介质传导热量，实现快速散热，并且缩短了产品轴向尺寸。

在其它变形设计例中，筒状外壳可以与泵盖一体成形，也可以单独成形再通过与泵盖热融焊接或用O形圈密封后螺栓紧固；筒状内壳可以与泵体一体成形，也可以单独成形再通过与泵体热融焊接或粘贴紧固；还可以与屏蔽套一体成形后再与泵体螺接紧固并密封。液冷腔与蜗室及泵的吐出口之间可以不连通，这样无需设置出口槽和入口槽，液冷腔储存的工作介质被封闭不参与工作循环。

安装槽设置成V字形是便于在定子腔充分利用空间以容纳2件IGBT模块，也可以是一字形以适应其它结构或仅需使用1件IGBT模块的情况；安装支架的大的方孔适配于方形的IGBT模块外形，方孔上小的卡块适配于IGBT模块的卡口用于限位，IGBT模块外形和限位卡口规格不同，安装支架的大方孔及其限位卡块对应适配设置即可。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“中央”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图描述的方位或位置关系，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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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。

Claims (5)

1.一种利用自身工作介质散热的电子水泵，包括泵盖(10)、屏蔽套(30)、定子(40)、控制电路(60)、泵体(20)，所述泵体(20)具有环形端壁(21)，环形端壁(21)中心设有筒状内壳(22)，该筒状内壳(22)和屏蔽套(30)围合形成定子腔(92)容纳定子(40)，其特征在于：所述泵盖(10)在筒状内壳(22)外围设有筒状外壳(11)，所述泵盖(10)的上端面及筒状外壳(11)与筒状内壳(22)、环形端壁(21)围合形成容纳液体工作介质的液冷腔(93)，所述控制电路(60)包括IGBT模块(62)，IGBT模块(62)与所述筒状内壳(22)直接导热接触。

2.根据权利要求1所述的电子水泵，其特征在于：所述筒状内壳(22)的侧壁下段朝向定子腔(92)中央成形有安装槽(221)，该安装槽(221)具有外侧壁(2211)及内侧壁(2212)，安装槽(221)内固定安装有安装支架(710)，所述IGBT模块(62)固定安装于安装支架(710)内，且IGBT模块(62)的散热面与安装槽的外侧壁(2211)之间粘贴导热绝缘垫(73)，所述IGBT模块(62)和安装槽的内侧壁(2212)之间设有弹性压板(720)。

3.根据权利要求2所述的电子水泵，其特征在于：所述外侧壁(2211)的下端面成形有外定位销(2213)，所述内侧壁(2212)的下端面成形有内定位销(2214)，所述安装支架(710)成形有大的方孔(711)，方孔(711)内成形有小而对称的卡块(712)，所述安装支架(710)的下端面还设有外定位孔(714)，所述弹性压板(720)下端折弯成形为设有内定位孔(723)的下端面且成形有弹性舌片(721)抵压所述IGBT模块(62)，IGBT模块(62)还设有适配安装支架的所述卡块(712)的卡口(621)用于卡装入安装支架的所述方孔(711)，所述弹性压板(720)下端面的内定位孔(723)套入所述安装槽的内侧壁(2212)下端面的所述内定位销(2214)，二端面贴合，所述安装支架(710)下端面的外定位孔(714)套入所述安装槽的外侧壁(2211)下端面的所述外定位销(2213)，二端面贴合。

4.根据权利要求1所述的电子水泵，其特征在于：所述控制电路(60)还包括功率元件(611)，功率元件(611)表面粘附导热绝缘胶后贴合于所述环形端壁(21)的外表面。

5.根据权利要求1所述的电子水泵，其特征在于：所述泵盖(10)成形有泵的吐出口(12)，该吐出口(12)的上游设有出口槽(82)与液冷腔(93)相连通，所述泵盖(10)和所述屏蔽套(30)围合形成设有蜗室(911)的叶轮转子腔(91)，所述蜗室(911)的高压出口处设有入口槽(81)与所述液冷腔(93)相连通。

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