CN215860824U - 一种燃料电池用电子水泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水泵技术领域，且公开了一种燃料电池用电子水泵，包括泵盖、叶轮、前端盖、定子、转子和控制器，所述泵盖配备有吸入口和排出口，所述泵盖的内部安装有空心转轴，所述泵盖的右侧同轴设置有所述前端盖，所述空心转轴穿过所述前端盖并与所述前端盖配合处留有足够间隙供冷却液循环流入，所述空心转轴的外侧壁固定连接有所述叶轮，所述前端盖和所述泵盖对接处设置有第一密封件；采用金属屏蔽结构，减小定转子之间了气隙，提高了电机的性能；金属屏蔽套导热性能好，提高了定子通过工作介质散热能力，降低了定子的工作温升；内部采用绝缘设计，增加了水泵的绝缘性能；控制器与定转子分开设计，提高了控制器长期使用的散热问题。

Description

一种燃料电池用电子水泵

技术领域

本实用新型涉及水泵技术领域，具体为一种燃料电池用电子水泵。

背景技术

介质绝缘电子水泵主要应用于燃料电池冷却系统中，由于燃料电池系统的冷却液流经燃料电池内部流道，故存在带电的风险，所以要求燃料电池系统的冷却循环水与水泵的外壳绝缘。

由于燃料电池合适的工作温度范围是60℃到80℃，所以在正常运行过程中，燃料电池冷却系统的的冷却液温度也是60℃到80℃，目前方案采用冷却液循环带走控制器热量，但车规级控制器部分电子元器件耐温较低，且在高温下工作的功耗较高，这样就导致换热温差很小，不能充分的给控制器散热。因此提高电机效率、降低电机和控制器的温升成为电子水泵开发中的有待解决的重要问题。

目前绝缘水泵是采用的是塑料隔离套来绝缘，通常较厚，使电机定子和转子之间的气隙加大，造成屏蔽电机的性能下降；同时塑料的导热性能较差，阻碍了定子和控制器通过工作介质散热，导致其温升较高。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种燃料电池用电子水泵，解决了金属屏蔽电子水泵不绝缘的问题；绝缘电子水泵由于气隙加大，造成屏蔽电机的性能下降的问题；控制器长期使用散热不佳的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种燃料电池用电子水泵，包括泵盖、叶轮、前端盖、定子、转子和控制器，所述泵盖配备有吸入口和排出口，所述泵盖的内部安装有空心转轴，所述泵盖的右侧同轴设置有所述前端盖，所述空心转轴穿过所述前端盖并与所述前端盖配合处留有足够间隙供冷却液循环流入，所述空心转轴的外侧壁固定连接有所述叶轮，所述前端盖和所述泵盖对接处设置有第一密封件，所述前端盖和所述泵盖之间通过紧固件固定连接，所述前端盖的右侧安装有泵体，所述泵体与所述前端盖对接处设置有第二密封件，所述泵体的右侧安装有后端盖，所述后端盖与所述泵体对接处设置有第四密封件，所述泵体内同轴设置有前轴承座，所述前轴承座的腔体内固定连接有前轴承，所述前轴承座与所述前端盖对接处设置有第三密封件，所述前轴承座的右侧安装有金属屏蔽套，所述叶轮的右侧同轴设置有永磁同步电机，所述永磁同步电机包括设置在所述叶轮轴上的所述转子和环绕所述转子的所述定子，所述定子包括定子铁芯和包覆在所述定子铁芯的外部的灌胶体，所述永磁同步电机的右侧且与所述空心转轴连接有后轴承和后轴承座，所述后轴承座内安装有所述后轴承，所述金属屏蔽套一端与所述后轴承座激光焊接连接，所述金属屏蔽套另一端插入带有耐高温密封胶的所述第二密封件的安装槽中，并介于所述定子和所述转子之间，所述后轴承座为金属材料制成，并防转动嵌入所述后端盖中，所述后端盖为非金属材料制成，所述泵体的上方固定有盒体，所述盒体与所述泵体连接之间设置有橡胶隔热件，所述橡胶隔热件的形状与所述盒体端面形状相匹配，且所述橡胶隔热件的轴向横截面积大于与所述盒体配合面的轴向横截面积，所述盒体上端设置一圈密封槽，所述盒体的上方安装有上盖，所述上盖与所述盒体对接处设有第五密封件，所述盒体的内部安装有所述控制器，所述盒体及所述上盖为导热性好的金属材料制成。

优选的，所述所述上盖的上表面设置有多处散热翅片，所述散热翅片与所述上盖一体成型。

优选的，所述盒体的底部与所述泵体顶部之间设置有一定距离。

优选的，所述第一密封件是弹性密封垫或弹性密封圈中的一种，所述弹性密封垫或所述弹性密封圈可由橡胶材料制成，所述泵盖和所述前端盖为非金属绝缘材料制成，所述叶轮为金属或非金属绝缘材料中的其中一种制成。

优选的，所述泵体外侧壁均匀分布若干个圆周形散热翅片，所述圆周形散热翅片与所述泵体固定连接。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种燃料电池用电子水泵，具备以下有益效果：

本实用新型中，采用金属屏蔽结构，减小定转子之间了气隙，提高了电机的性能；金属屏蔽套导热性能好，提高了定子通过工作介质散热能力，降低了定子的工作温升；内部采用绝缘设计，增加了水泵的绝缘性能；控制器与定转子分开设计，提高了控制器长期使用的散热问题。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型剖面结构图；

图3为本实用新型后轴承座嵌入后端盖局部结构示意图。

图中：1、泵盖；2、叶轮；3、空心转轴；4、前轴承；5、第三密封件；6、前轴承座；7、第二密封件；8、前端盖；9、第一密封件；10、紧固件；11、泵体；12、上盖；13、控制器；14、转子；15、定子；16、橡胶隔热件；17、第五密封件；18、盒体；19、后端盖；20、第四密封件；21、后轴承；22、波形弹簧；23、后轴承座；24、金属屏蔽套。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，本实用新型提供一种技术方案：一种燃料电池用电子水泵，包括泵盖1、叶轮2、前端盖8、定子15、转子14和控制器13，泵盖1配备有吸入口和排出口，泵盖1的内部安装有空心转轴3，泵盖1的右侧同轴设置有前端盖8，空心转轴3穿过前端盖8并与前端盖8配合处留有足够间隙供冷却液循环流入，空心转轴3的外侧壁固定连接有叶轮2，前端盖8和泵盖1对接处设置有第一密封件9，前端盖8和泵盖1之间通过紧固件10固定连接，前端盖8的右侧安装有泵体11，泵体11与前端盖8对接处设置有第二密封件7，泵体11的右侧安装有后端盖19，后端盖19与泵体11对接处设置有第四密封件20，泵体11内同轴设置有前轴承座6，前轴承座6的腔体内固定连接有前轴承4，前轴承座6与前端盖8对接处设置有第三密封件5，前轴承座6的右侧安装有金属屏蔽套24，叶轮2的右侧同轴设置有永磁同步电机，永磁同步电机包括设置在叶轮2轴上的转子14和环绕转子14的定子15，定子15包括定子15铁芯和包覆在定子15铁芯的外部的灌胶体，永磁同步电机的右侧且与空心转轴3连接有后轴承21和后轴承座23，后轴承座23内安装有后轴承21，金属屏蔽套24一端与后轴承座23激光焊接连接，金属屏蔽套24另一端插入带有耐高温密封胶的第二密封件7的安装槽中，并介于定子15和转子14之间，后轴承座23为金属材料制成，并防转动嵌入后端盖19中，后端盖19为非金属材料制成，泵体11的上方固定有盒体18，盒体18与泵体11连接之间设置有橡胶隔热件16，橡胶隔热件16的形状与盒体18端面形状相匹配，且橡胶隔热件16的轴向横截面积大于与盒体18端面配合面的轴向横截面积，盒体18上端设置一圈密封槽，盒体18的上方安装有上盖12，上盖12与盒体18对接处设有第五密封件17，盒体18的内部安装有控制器13。

本实施例仅以电子水泵为例进行说明，然而其他形式的流体泵同样适用，盒体18、上盖12以及泵体11为导热性好的金属材料制成，前轴承座6为非金属绝缘材料制成，前轴承4为陶瓷轴承或水润滑轴承，波形弹簧22起调整轴承游隙作用，抑制电机低频轴向振动和相应的低频噪声作用，冷却液在叶轮2的作用下，从空心转轴3与前端盖8配合间隙处流入前轴承4，依次流入金属屏蔽套24与转子14的间隙中、后轴承21及后轴承座23腔体，最后经后轴承座23腔体处的空心转轴3的中心孔流出，橡胶隔热件16一方面对盒体18及泵体11内部腔体起到密封作用，另一方面，在泵运转时，泵体11的热量不会传导到盒体18，避免影响驱动控制器13的温升。

进一步的，上盖12的上表面设置有多处散热翅片，散热翅片与上盖12一体成型。

进一步的，盒体18的底部与泵体11顶部之间设置有一定距离，防止泵体11的热量传导到盒体18，同时增大盒体18与空气接接触面积，利于散热。

进一步的，第一密封件9是弹性密封垫或弹性密封圈中的一种，弹性密封垫或弹性密封圈可由橡胶材料制成，泵盖1和前端盖8为非金属绝缘材料制成，叶轮2为金属或非金属绝缘材料中的其中一种制成。

进一步的，泵体11外侧壁均匀分布若干个圆周形散热翅片，圆周形散热翅片与泵体11固定连接。

综上可得，本实用新型的工作流程：水泵在运行时，从吸入口吸水，并从排出口排水，并如此循环吸水排水，水泵中采用金属屏蔽结构，减小定转子14之间了气隙，提高了电机的性能，金属屏蔽套24导热性能好，提高了定子15通过工作介质散热能力，降低了定子15的工作温升，内部采用绝缘设计，增加了水泵的绝缘性能，将控制器13与定转子14分开，提高了控制器长期使用的散热问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种燃料电池用电子水泵，包括泵盖(1)、叶轮(2)、前端盖(8)、定子(15)、转子(14)和控制器(13)，其特征在于：所述泵盖(1)配备有吸入口和排出口，所述泵盖(1)的内部安装有空心转轴(3)，所述泵盖(1)的右侧同轴设置有所述前端盖(8)，所述空心转轴(3)穿过所述前端盖(8)并与所述前端盖(8)配合处留有足够间隙供冷却液循环流入，所述空心转轴(3)的外侧壁固定连接有所述叶轮(2)，所述前端盖(8)和所述泵盖(1)对接处设置有第一密封件(9)，所述前端盖(8)和所述泵盖(1)之间通过紧固件(10)固定连接，所述前端盖(8)的右侧安装有泵体(11)，所述泵体(11)与所述前端盖(8)对接处设置有第二密封件(7)，所述泵体(11)的右侧安装有后端盖(19)，所述后端盖(19)与所述泵体(11)对接处设置有第四密封件(20)，所述泵体(11)内同轴设置有前轴承座(6)，所述前轴承座(6)的腔体内固定连接有前轴承(4)，所述前轴承座(6)与所述前端盖(8)对接处设置有第三密封件(5)，所述前轴承座(6)的右侧安装有金属屏蔽套(24)，所述叶轮(2)的右侧同轴设置有永磁同步电机，所述永磁同步电机包括设置在所述叶轮(2)轴上的所述转子(14)和环绕所述转子(14)的所述定子(15)，所述定子(15)包括定子(15)铁芯和包覆在所述定子(15)铁芯的外部的灌胶体，所述永磁同步电机的右侧且与所述空心转轴(3)连接有后轴承(21)和后轴承座(23)，所述后轴承座(23)内安装有所述后轴承(21)，所述金属屏蔽套(24)一端与所述后轴承座(23)激光焊接连接，所述金属屏蔽套(24)另一端插入带有耐高温密封胶的所述第二密封件(7)的安装槽中，并介于所述定子(15)和所述转子(14)之间，所述后轴承座(23)为金属材料制成，并防转动嵌入所述后端盖(19)中，所述后端盖(19)为非金属材料制成，所述泵体(11)的上方固定有盒体(18)，所述盒体(18)与所述泵体(11)连接之间设置有橡胶隔热件(16)，所述橡胶隔热件(16)的形状与所述盒体(18)端面形状相匹配，且所述橡胶隔热件(16)的轴向横截面积大于与所述盒体(18)端面配合面的轴向横截面积，所述盒体(18)上端设置一圈密封槽，所述盒体(18)的上方安装有上盖(12)，所述上盖(12)与所述盒体(18)对接处设有第五密封件(17)，所述盒体(18)的内部安装有所述控制器(13)，所述盒体(18)及所述上盖(12)为导热性好的金属材料制成。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用电子水泵，其特征在于：所述上盖(12)的上表面设置有多处散热翅片，所述散热翅片与所述上盖(12)一体成型。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池用电子水泵，其特征在于：所述盒体(18)的底部与所述泵体(11)顶部之间设置有一定距离。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池用电子水泵，其特征在于：所述第一密封件(9)是弹性密封垫或弹性密封圈中的一种，所述弹性密封垫或所述弹性密封圈可由橡胶材料制成，所述泵盖(1)和所述前端盖(8)为非金属绝缘材料制成，所述叶轮(2)为金属或非金属绝缘材料中的其中一种制成。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池用电子水泵，其特征在于：所述泵体(11)外侧壁均匀分布若干个圆周形散热翅片，所述圆周形散热翅片与所述泵体(11)固定连接。

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