CN218581826U - 一种动力电池热管理系统用电泵 - Google Patents

Abstract

一种动力电池热管理系统用电泵，包括电动机，轴向传动叶轮于蜗室驱动泵液体；环抱电动机柱面外周的环柱形空腔，内置在空腔内加热泵液体的筒状加热器，沿空腔周向布置数片折流板将该空腔分隔为沿顺、逆时针环绕且多次横向折流向上的两路流道，两路流道的始端连通蜗室扩散管；扩散管轴线与空腔环柱形法线夹角α范围是25°‑60°，连通处布置第一筋板，其始端向上游延伸至扩散管内，向下游延伸至空腔且沿轴向延伸至抵接该空腔两端，沿空腔径向延伸至抵接该空腔内、外周壁，第一筋板将蜗室出水于流速变化小而平稳的扩散管内分隔为两路液流分别流入两路流道，避免了扩散管与环柱形空腔偏置导致两路流道流量不均、整体流阻增大、扬程降低的问题。

Description

一种动力电池热管理系统用电泵

技术领域

本发明涉及一种动力电池热管理系统用电泵，IPC分类可属于F04D13/06、F04D29/44或F04D29/54。

背景技术

本申请人提出了一种动力电池热管理系统用卧式屏蔽电泵的设计，见中国发明专利申请CN 202110902374.2，如图1、2所示，该电泵包括电动机，电动机轴向传动的叶轮于蜗室驱动泵液体，电动机柱面外周环抱一环柱形的空腔80，其被折流板73分隔为分别沿顺、逆时针环绕且多次横向折流向上的两路流道83a、83b，内置在空腔80内加热泵液体的筒状加热器60进一步将任一路流道83a、83b分隔为内周流段831、外周流段832，内周流段831、外周流段832汇合于空腔80的前端周向的汇合流段835；两路流道83a、83b的始端和终端于共同入口833分流和共同出口834汇合；共同入口833位于空腔80轴线之最下方，且通往蜗室90；共同出口834位于空腔80轴线之最上方，且通往泵的吐出口34，具体设计见CN202110902374.2说明书中的实施例。该实施例存在以下问题：蜗室扩散管液流以一定角度与环柱形空腔80在两路流道的共同入口处偏置，导致两路流道流量差较大，而且空腔被居中的筒状加热器分隔的内周流道流量偏低、外周流道流量偏高，导致流道的整体流阻增大、扬程降低。

有关术语和公知常识参见国家标准GB/T 33925.1《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《离心泵名词术语》、机械行业标准JB/T5415《微型离心电泵》、中国标准出版社1992年版《IEC电工电子标准术语词典》、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》、北京航空航天大学出版社2006年版《热交换器原理与设计》和化学工业出版社2011年版《电动汽车动力电源系统》。

发明内容

本发明的目的是提供一种动力电池热管理系统用电泵，相比如CN202110902374.2说明书中的实施例在先设计等类似流道，避免其分支流道流量差异大、流阻偏大、扬程偏低的问题。

本发明解决技术问题的技术方案是：一种动力电池热管理系统用电泵，包括：

——电动机，其轴向传动的叶轮于蜗室驱动泵液体；

——一环抱所述电动机柱面外周的环柱形的空腔，内置在所述空腔内加热所述泵液体的筒状加热器，沿所述空腔周向布置数片沿所述轴向摆放的折流板将该空腔分隔为沿顺、逆时针环绕且多次横向折流向上的两路流道，与蜗室液流沿时针环绕方向相同的流道定义为第一流道，环绕方向相反的流道定义为第二流道，该两路流道的始端连通蜗室的扩散管；

——穿过所述扩散管轴线与所述环柱形空腔内周壁交点的所述环柱形法线，其与所述扩散管轴线形成夹角α选值范围是25°-60°，所述连通处布置第一筋板，该第一筋板的始端向上游延伸至所述扩散管内，向下游延伸至所述空腔且沿所述轴向延伸至抵接该空腔两端，沿空腔径向延伸至抵接该空腔内周壁和外周壁，所述第一筋板将蜗室出水于扩散管分隔为两路液流分别流入两路流道。

这样，在流速变化小而平稳的扩散管内开始布置第一筋板分隔顺、逆时针两路流道，避免了扩散管与环柱形空腔偏置导致两路流道流量不均、整体流阻增大、扬程降低的问题。

该技术方案的典型设计为：

——所述第一筋板位于所述扩散管内的部分定义为第一筋板的起始段；

——所述扩散管朝向所述第一流道的边线定义为内侧边线，该边线与所述第一筋板的起始段在垂直所述轴向的平面的投影的距离定义为c；

——所述扩散管朝向所述第二流道的边线定义为外侧边线，该边线与所述第一筋板的起始段在垂直所述轴向的平面的投影的距离定义为d；

——所述筒状加热器两端面沿所述轴向延伸抵接所述空腔两端，在所述连通处，沿所述筒状加热器朝向所述扩散管的端面设置第二筋板沿流道向上游逆流延伸到扩散管内，所述第二筋板和所述筒状加热器共同将第一流道和第二流道各自分隔为独立的内周流道和外周流道；

——所述第二筋板位于所述扩散管内的部分定义为第二筋板的起始段；

——第二筋板的起始段与所述扩散管前侧边线的沿所述轴向的距离定义为a；

——第二筋板的起始段与所述扩散管后侧边线的沿所述轴向的距离定义为b；

c:d的选值范围是0.5-2，a:b的选值范围是1-3。

这样，在流速变化小而平稳的扩散管内开始布置第一筋板分隔顺、逆时针两路流道，并按合适的入口比例分流以均衡该两路流道流量，避免了扩散管与环柱形空腔偏置导致两路流道整体流阻增大、扬程降低的问题；在流速变化小而平稳的扩散管内开始设置第二筋板进一步将顺、逆时针两路流道分隔为各自独立的内周流道和外周流道，内周流道的流量得到提升，并和外周流量流量接近均衡，降低了整体流阻，升高了整体流量，提高了泵的扬程，而且易于冲刷杂质颗粒避免其堵塞在筒状加热器内周与横向折流板夹缝中导致的局部温度过高。

进一步，所述c:d的选值是0.8，顺逆时针两路流道流量最为均衡，所述a:b的选值是1，内外周流道流量最为均衡。

各具体设计的技术方案和效果，详见具体实施方式。

附图说明

图1为在先设计CN 202110902374.2实施例电泵拆除泵罩、剖去外筒状基体后的立体图(展示内、外周流道流线)；

图2为在先设计CN 202110902374.2实施例图3所示的电泵B-B左剖视示意图；

图3为本发明实施例动力电池热管理系统用电泵的加热分流组合件分解示意图)；

图4为本发明实施例动力电池热管理系统用电泵的左剖视示意图；

图5为图8的C-C左剖视示意图；

图6为图5的局部放大图Ⅰ；

图7为图8的的局部放大图Ⅱ；

图8为图3电泵的主剖视示意图；

图9为图3电泵的仰剖视示意图；

图10为图3电泵的外水套剖视立体图；

图11为图3电泵的内水套剖视立体图；

图12为图3电泵的分水器立体图；

图13为图3电泵的分水器另一方位立体图；

图14为图3电泵拆除泵盖后的立体图。

附图标记：

叶轮22；

泵盖31，吸入口33，吐出口34；

泵体40；

筒状加热器60；

外水套710、筒状外壳711，外周折流板731，分水外筋板712；

内水套720、内筒状基体72，内周折流板732，分水内筋板722；

分水器770，第一分水筋板771，第二筋板772；

折流板(外周折流板731+内周折流板732)73；

第一筋板(分水外筋板712+分水内筋板722+第一分水筋板771)780；

空腔80，第一流道83a，第二流道83b，内周流段831，外周流段832，汇合流段835，入口833，出口834；

蜗室90，扩散管91，内侧边线911，外侧边线912，前侧边线913，后侧边线914。

具体实施方式

本发明实施例电泵是在本申请人在先设计CN 202110902374.2的基础上改进设计而成，改进要点是：加热组件主体与泵体的安装、配合结构以及流道设计等，目的是均衡流量、降低流阻、提升扬程，各实施例中，未提及的设计，见CN 202110902374.2中的适用内容。

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明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发明公开内容的理解更加透彻全面。

文中所述“上”、“下”方位，如图2所示，以吐出口34朝向为“上”，相反方向为“下”。文中所述“前”、“后”方位，如图8所示，以吸入口33朝向为“前”，相反方向为“后”。文中所述“顺时针”、“逆时针”转向，如图2、4所示视角。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，不是旨在限制本发明。

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

实施例

本实施例为一种动力电池热管理系统用电泵，属离心式卧式屏蔽电泵，是在本申请人在先申请CN 202110902374.2实施例的基础上的进一步设计，主要修改为：筒状加热器60封闭空腔80两端，在蜗室扩散管增加筋板分流均衡各流道流量。

本实施例的电泵包括电动机、泵头、加热分流组合件，如图3、8所示，具体包括定子组件、一体成形同轴固连有叶轮22的叶轮转子组件、泵盖31、泵体40、筒状加热器60、外水套710、内水套720、分水器770。

如图3、8-11、14所示，本实施例电泵与CN 202110902374.2实施例类似，差异在于加热分流组合件，具体在于，在本实施例中，外水套710包括筒状外壳711，筒状外壳711内周沿轴向摆放沿周向分布成形若干外周折流板731，内水套720包括内筒状基体72，内筒状基体72外周沿轴向摆放沿周向分布成形若干内周折流板732，泵盖31、外水套710、内水套720、泵体40环抱电动机柱面外周围合形成一环柱形的空腔80，空腔80内置筒状加热器60，夹嵌于外周折流板731和内周折流板732之间。

如图4、8、9所示，每片外周折流板731和另一片内周折流板732于径向对齐布置组合成一片折流板73，将空腔80分隔为沿圆周分流的顺时针曲折向上和逆时针曲折向上的两路流道83a、83b，与蜗室90液流沿时针环绕方向相同的流道定义为第一流道83a，环绕方向相反的流道定义为第二流道83b，筒状加热器60两端面延伸抵接空腔80前后两端，从而进一步将第一流道83a和第二流道83b各自分隔为内周流道和外周流道。位于卧式泵上方位的吐出口34的出口方向由朝上改为朝前，与两路流道83a、83b的共同出口834液流方向相同，减少液压损失。折流板73紧邻其下方的空腔80内、外周壁面朝空腔80内凸出，将轴向流段横截面内靠上的液流朝下挤压，以均衡流道截面上下区域的流量。

如图5、6、8、10-13所示，第一流道83a和第二流道83b的始端在空腔80轴线最下方的共同入口833连通蜗室90的扩散管91，穿过扩散管91轴线与环柱形空腔80内周壁交点的空腔80环柱形法线，其与扩散管91轴线形成夹角α，α选值范围是25°-60°，在共同入口833，设有与外水套710一体成形的分水外筋板712抵接筒状加热器60外周，与内水套720一体成形的分水内筋板722抵接筒状加热器60内周，分水外筋板712和分水内筋板722沿轴向抵接空腔80的后端，在空腔80的前端与筒状加热器60端面平齐，在平齐处到扩散管91内，安装一零件分水器770，该零件成形有第一分水筋板771与分水外筋板712、分水内筋板722相抵接，并且向上游沿流道的前后两岸(泵轴方向)延伸至扩散管91中上游段，在空腔80的前端与筒状加热器60端面平齐处，设有与分水器770一体成形的第二筋板772与筒状加热器60端面相抵接，第二筋板772向上游沿流道逆流延伸到扩散管91内。

分水外筋板712、分水内筋板722及第一分水筋板771在空腔80及其入口833和扩散管91的连通处，组合形成连续的第一筋板780，第一筋板780始端向上游延伸至扩散管91中上游段，另一端向下游延伸至空腔80内并沿轴向延伸至抵接空腔80两端，第一筋板780在空腔80内沿径向延伸至空腔80内周壁和外周壁以抵接空腔80的内外周，第一筋板780将蜗室出水于扩散管91分隔为两路液流分别流入第一流道83a和第二流道83b。如图6所示，第一筋板780位于扩散管91内的部分定义为第一筋板780的起始段，扩散管91朝向第一流道83a的边线定义为内侧边线911，朝向第二流道83b的边线定义为外侧边线912，第一筋板780的起始段与内侧边线911在垂直电动机轴向的平面的投影距离定义为c，与外侧边线912的相应距离定义为d，c:d的选值范围是0.5-2。

如图7、8所示，在扩散管91与空腔80连通处，第二筋板772成为了沿筒状加热器60朝向扩散管91的端面设置的分水筋板沿流道向上游逆流延伸到扩散管91内，第二筋板772位于扩散管91内的部分定义为第二筋板772的起始段，该起始段与扩散管91前侧边线913的轴向距离定义为a，与扩散管91后侧边线914的轴向距离定义为b，在空腔80内，第二筋板772沿筒状加热器60端面朝顺时针和逆时针方向延伸到与相邻折流板73闭合，a:b的选值范围是1-3。

这样，在流速变化小而平稳的扩散管内开始布置第一筋板780分隔顺、逆时针两路流道83a、83b，并按合适的入口比例分流以均衡该两路流量，避免了扩散管与环柱形空腔偏置导致两路流道整体流阻增大、扬程降低的问题；在流速变化小而平稳的扩散管内设置第二筋板772，进一步分隔顺、逆时针流道各自为独立的内周流道和外周流道，并按合适的入口比例分流，内周流道的流量得到提升，并和外周流量流量接近均衡，降低了整体流阻，升高了整体流量，提高了泵的扬程，而且易于冲刷杂质颗粒避免其堵塞在筒状加热器内周与横向折流板夹缝中导致的局部温度过高。

未设置第一筋板780和第二筋板772之前，第一流道83a的内周流量仅为第二流道83b的外周流量的1/3，异物杂质堆积堵塞的风险较大；设置第一筋板和第二筋板，并将c:d的选值取0.8，顺逆时针两路流道流量最为均衡，将a:b的选值取1，内外周流道流量最为均衡，总的流阻下降11.8％，由3.99m下降到3.52m，第一流道83a的内周流量上升到超过第二流道83b的外周流量的3/4。

在其它实施例中，其筒状加热器60不封闭空腔80两端，筒状加热器60与空腔80两端存在间隙d，则内、外周为非独立的流道，无需设置第二筋板772，仅比例分流顺、逆时针两路主流道，也能起到较好的流量均衡、降低流阻、提升扬程的作用，也同样适用于筒状加热器紧贴空腔内周壁或外周壁的情形。

本发明本实施例不限用于卧式泵，用于立式泵同样可以解决顺、逆时针分支流道或内外周流道流量差异大、流阻偏大、扬程偏低的问题。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种动力电池热管理系统用电泵，包括：

——电动机，其轴向传动的叶轮于蜗室驱动泵液体；

——一环抱所述电动机柱面外周的环柱形的空腔(80)，内置在所述空腔(80)内加热所述泵液体的筒状加热器(60)，沿所述空腔(80)周向布置数片沿所述轴向摆放的折流板(73)将该空腔分隔为沿顺、逆时针环绕且多次横向折流向上的两路流道(83a、83b)，与蜗室液流沿时针环绕方向相同的流道定义为第一流道(83a)，环绕方向相反的流道定义为第二流道(83b)，该两路流道的始端连通蜗室的扩散管(91)；

其特征在于：

——穿过所述扩散管(91)轴线与所述环柱形空腔(80)内周壁交点的所述环柱形法线，其与所述扩散管(91)轴线形成夹角α选值范围是25°-60°，所述连通处布置第一筋板(780)，该第一筋板的始端向上游延伸至所述扩散管(91)内，向下游延伸至所述空腔(80)且沿所述轴向延伸至抵接该空腔(80)两端，沿空腔(80)径向延伸至抵接该空腔内周壁和外周壁，所述第一筋板(780)将蜗室出水于扩散管(91)分隔为两路液流分别流入两路流道(83a、83b)。

2.根据权利要求1所述电泵，其特征在于：

——所述第一筋板(780)位于所述扩散管(91)内的部分定义为第一筋板(780)的起始段；

——所述扩散管(91)朝向所述第一流道(83a)的边线定义为内侧边线(911)，该边线与所述第一筋板(780)的起始段在垂直所述轴向的平面的投影的距离定义为c；

——所述扩散管(91)朝向所述第二流道(83b)的边线定义为外侧边线(912)，该边线与所述第一筋板(780)的起始段在垂直所述轴向的平面的投影的距离定义为d；

——c:d的选值范围是0.5-2。

3.根据权利要求2所述电泵，其特征在于：所述c:d＝0.8。

4.根据权利要求1所述电泵，其特征在于：所述筒状加热器(60)两端面沿所述轴向延伸抵接所述空腔(80)两端，在所述连通处，沿所述筒状加热器(60)朝向所述扩散管(91)的端面设置第二筋板(772)沿流道向上游逆流延伸到扩散管(91)内，所述第二筋板(772)和所述筒状加热器(60)共同将第一流道(83a)和第二流道(83b)各自分隔为独立的内周流道和外周流道。

5.根据权利要求4所述电泵，其特征在于：

——所述第二筋板(772)位于所述扩散管(91)内的部分定义为第二筋板(772)的起始段；

——第二筋板(772)的起始段与所述扩散管(91)前侧边线(913)的沿所述轴向的距离定义为a；

——第二筋板(772)的起始段与所述扩散管(91)后侧边线(914)的沿所述轴向的距离定义为b；

a:b的选值范围是1-3。

6.根据权利要求5所述电泵，其特征在于：所述a:b的选值是1。

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