CN219382198U - 一种轮毂电机散热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种轮毂电机散热系统；包括轮胎，轮毂电机固定在车架前后两侧，轮胎转动连接在轮毂电机上，还包括车架、双回路循环装置以及整车控制器；双回路循环装置包括冷却液循环回路、冷媒循环回路以及chiller；双回路循环装置固定在车架上，chiller固定在车架左侧；冷却液循环回路、冷媒循环回路通过chiller连接，整车控制器与冷却液循环回路、冷媒循环回路电连接，整车控制器控制冷却液循环回路、冷媒循环回路在chiller内进行热交换；本实用新型解决了现有轮毂电机散热系统在高温环境温度下，散热要求无法满足车辆需求的问题。

Description

一种轮毂电机散热系统

技术领域

本实用新型涉及车辆电机散热技术领域，尤其涉及一种轮毂电机散热系统。

背景技术

新能源汽车的发展迅速，其中电动汽车占比较大；电动汽车包括轮毂电机驱动方式，轮毂电机技术是将动力装置、传动装置和制动装置都整合一起到轮毂内，电动车辆的动力机械部分大为简化；

但是轮毂电机处在高负荷工况或制动过程中，电机发热升温速度快，与其匹配的电机控制器发热量大，而电机达到200℃以上会产生明显的退磁现象，电机在高温下性能和寿命明显降低；轮毂电机传统的散热系统包括水泵和散热器，水泵驱动散热液体流经电机和电机控制器带走热量，散热器通过散热风扇与空气进行热交换；散热器热交换过程受到环境温度的影响，在处于高温的环境温度，常出现散热系统散热要求无法满足车辆需求的情况。

实用新型内容

针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种轮毂电机散热系统，其解决了现有轮毂电机散热系统在高温环境温度下，散热要求无法满足车辆需求的问题。

根据本实用新型的实施例，一种轮毂电机散热系统，其包括车架、双回路循环装置以及整车控制器；双回路循环装置包括冷却液循环回路、冷媒循环回路以及chiller；双回路循环装置固定在车架上，chiller固定在车架左侧；冷却液循环回路、冷媒循环回路通过chiller连接，整车控制器与冷却液循环回路、冷媒循环回路电连接，整车控制器控制冷却液循环回路、冷媒循环回路在chiller内进行热交换。

本实用新型的技术原理为：冷却液循环回路中冷却液流经车辆发热部件，带走热量，降低车辆发热部件温度；当散热需求已经超过环境温度所能带来的最大散热量时，整车控制器启动冷媒循环回路，冷媒循环的低温冷媒液体可以在chiller中降低冷却液的温度，在chiller内进行热交换，实现轮毂电机动力系统的降温效果。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：在正常环境下，轮毂电机散热使用冷却液循环回路，处在高温状态下，使用冷却液循环回路、冷媒循环回路的双回路循环，增大散热量，保证轮毂电机在各种工况下的性能表现；解决了现有轮毂电机散热系统在高温环境温度下，散热要求无法满足车辆需求的问题。

优选的，冷却液循环回路包括依次串联在chiller冷却液输出端的发热组、主水泵以及散热器；发热组包括并联在chiller冷却液输出端的动力电池链路、电机生热组链路，动力电池链路、电机生热组链路尾端管路连接在冷却液主管路上，散热器后的管路串联在chiller冷却液输入端。

采用以上技术方案，其优点在于：主水泵使得冷却液在管路内循环流动，chiller冷却液输出端的冷却液流经发热组，带走发热组产生的热量，冷却液经过散热器后温度降低，最后冷却液进入chiller内再次循环使用；冷却液分为两条并联通路对动力电池链路、电机生热组链路进行冷却，动力电池链路、电机生热组链路的冷却液流量即可以独立控制。

优选的，电机生热组链路包括并联的第一轮毂电机通路、第二轮毂电机通路、电机控制器通路以及为各通路供液的第一辅助水泵；

动力电池链路中设置有第二辅助水泵，冷却液管路流经动力电池，第二辅助水泵调节流经动力电池冷却液流量。

采用以上技术方案，其优点在于：第一辅助水泵控制第一轮毂电机通路、第二轮毂电机通路、电机控制器通路的冷却液流量，第二辅助水泵控制动力电池链路中的冷却液流量；实现各发热部件散热的独立控制、独立分配，使得每个部件在使用时均有着独立的冷却液散热流量进出。

优选的，冷媒循环回路包括并联在chiller两端的换热链路、蒸发器链路；换热链路包括沿冷却液流向布置的电动空调压缩机、冷凝器以及干燥器，冷凝器贴合散热器。

采用以上技术方案，其优点在于：冷媒循环回路工作时，空调压缩机启动，将冷媒在管路内循环；冷凝器对冷媒进行冷凝，干燥器吸收冷媒中的水分，冷媒进入chiller降低冷却液的温度；低温的冷凝液体通过蒸发器，与外界的空气进行热交换，气化吸热，达到制冷的效果；根据乘员舱对车内的温度需求，关停或者打开蒸发器侧输出。

优选的，动力电池包括两部电池组；两部电池组分别设置在车架左右两侧。

采用以上技术方案，其优点在于：两部电池组在车架上的位置分布均衡，动力电池的可靠性好。

优选的，还包括五通比例调节阀，动力电池链路、电机生热组链路尾端管路连接在五通比例调节阀上，主水泵设置在五通比例调节阀冷却液输出端管路上。

采用以上技术方案，其优点在于：车辆转弯时，有一侧的轮毂电机几乎不工作，此时改变五通比例调节阀的回路开度来减少进入使用功率很小的轮毂电机的冷却液流量，将充足的流量投入到其他功率部件。

优选的，还包括比例膨胀阀，比例膨胀阀设置在chiller输入端，换热链路、蒸发器链路尾部管路连接在比例膨胀阀上。

采用以上技术方案，其优点在于：比例膨胀阀控制蒸发器侧输出，根据乘员舱对车内的温度需求，通过比例膨胀阀关停或者打开蒸发器侧输出。

优选的，整车控制器包括CAN总线、Lin总线；CAN总线与电机控制器、电池管理系统以及空调控制器电连接；Lin总线与比例膨胀阀、主水泵、电动空调压缩机、第一辅助水泵、第二辅助水泵以及散热器电子风扇电连接。

采用以上技术方案，其优点在于：整车控制器可以根据采集到各发热部件温度值以及每个部件的功率需求，来完成对各个可调部件的实时调整；冷却液循环回路根据不同部件的散热功率需求实时分配进入每个部件的冷却液流量，实现每个部件完全独立控制，发热部件冷却效果好，受环境温度影响小。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种轮毂电机散热系统的结构框图；

图2为本实用新型实施例一种轮毂电机散热系统的控制框图；

图3为五通比例调节阀结构示意图；

图4为比例膨胀阀结构示意图；

图5为本实用新型实施例结构示意图；

图6为图5中A部分局部放大图；

图7为图5中B部分局部放大图。

上述附图中：电池单元1、轮胎2、第一轮毂电机3、电机控制器4、第二轮毂电机5、chiller6、空调压缩机7、主管路8、散热器9、冷凝器10、主水泵11、整车控制器12、第一球阀控制机构13、第二球阀控制机构14、五通比例调节阀控制器15、比例膨胀阀控制器16、车架17。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型中的技术方案进一步说明。

实施例1

如图1-7所示，一种轮毂电机散热系统，包括轮胎2，轮毂电机固定在车架17前后两侧，轮胎2转动连接在轮毂电机上，还包括车架17、双回路循环装置以及整车控制器12；双回路循环装置包括冷却液循环回路、冷媒循环回路以及chiller6；双回路循环装置固定在车架17上，chiller6固定在车架17左侧；冷却液循环回路、冷媒循环回路通过chiller6连接，整车控制器12与冷却液循环回路、冷媒循环回路电连接，整车控制器12控制冷却液循环回路、冷媒循环回路在chiller6内进行热交换。

本实用新型的技术原理为：冷却液循环回路中冷却液流经车辆发热部件，带走热量，降低车辆发热部件温度；当散热需求已经超过环境温度所能带来的最大散热量时，整车控制器12启动冷媒循环回路，冷媒循环的低温冷媒液体可以在chiller6中降低冷却液的温度，在chiller6内进行热交换，实现轮毂电机动力系统的降温效果。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：在正常环境下，轮毂电机散热使用冷却液循环回路，处在高温状态下，使用冷却液循环回路、冷媒循环回路的双回路循环，增大散热量，保证轮毂电机在各种工况下的性能表现；解决了现有轮毂电机散热系统在高温环境温度下，散热要求无法满足车辆需求的问题。

如图1所示：冷却液循环回路包括依次串联在chiller6冷却液输出端的发热组、主水泵11以及散热器9；发热组包括并联在chiller6冷却液输出端的动力电池链路、电机生热组链路，动力电池链路、电机生热组链路尾端管路连接在冷却液主管路8上；散热器9后的管路上设置有三通阀，三通阀具有两个冷却液输出口，动力电池链路、电机生热组链路冷却液进入管路经过chiller6后与三通阀冷却液输出口连接。

电机生热组链路包括四通阀、并联在四通阀冷却液输出端的第一轮毂电机3通路、第二轮毂电机5通路、电机控制器4通路以及为各通路供液的第一辅助水泵，第一辅助水泵设置在四通阀冷却液输入端前侧管路上；动力电池链路中设置有第二辅助水泵，冷却液管路流经动力电池，第二辅助水泵调节流经动力电池冷却液流量。

采用以上技术方案，其优点在于：主水泵11使得冷却液在管路内循环流动，chiller6冷却液输出端的冷却液流经发热组，带走发热组产生的热量，冷却液经过散热器9后温度降低，最后冷却液进入chiller6内再次循环使用；冷却液分为两条并联通路对动力电池链路、电机生热组链路进行冷却，动力电池链路、电机生热组链路的冷却液流量即可以独立控制；第一辅助水泵控制第一轮毂电机3通路、第二轮毂电机5通路、电机控制器4通路的冷却液流量，第二辅助水泵控制动力电池链路中的冷却液流量；实现各发热部件散热的独立控制、独立分配，使得每个部件在使用时均有着独立的冷却液散热流量进出。

如图1、图7所示：冷媒循环回路包括并联在chiller6两端的换热链路、蒸发器链路；换热链路包括沿冷却液流向布置的电动空调压缩机7、冷凝器10以及干燥器，冷凝器10贴合散热器9。

采用以上技术方案，其优点在于：冷媒循环回路工作时，空调压缩机7启动，将冷媒在管路内循环；冷凝器10对冷媒进行冷凝，干燥器吸收冷媒中的水分，冷媒进入chiller6降低冷却液的温度；低温的冷凝液体通过蒸发器，与外界的空气进行热交换，气化吸热，达到制冷的效果；根据乘员舱对车内的温度需求，关停或者打开蒸发器侧输出。

如图1、图3所示：还包括五通比例调节阀，动力电池链路、电机生热组链路尾端管路连接在五通比例调节阀上，主水泵11设置在五通比例调节阀冷却液输出端管路上；

五通比例调节阀有一个冷却液出口，4个冷却液进口，冷却液进口分别连接动力电池回路、第一轮毂电机3通路、第二轮毂电机5通路和电机控制器4通路；五通比例调节阀包括五通比例调节阀控制器15以及由伺服电机和第一球阀组成的第一球阀控制机构13，当每个回路需要的流量不同时，根据整车控制器12的指令进行五通比例调节阀控制器15控制第一球阀旋转，调节管路内0-100％范围内的冷却液流量，实现每个回路不同需求流量的精准控制。

采用以上技术方案，其优点在于：车辆转弯时，有一侧的轮毂电机几乎不工作，此时改变五通比例调节阀的回路开度来减少进入使用功率很小的轮毂电机的冷却液流量，将充足的流量投入到其他功率部件。

如图1、图4所示：还包括比例膨胀阀，比例膨胀阀设置在chiller6输入端，换热链路、蒸发器链路尾部管路连接在比例膨胀阀上；

膨胀阀有4个接口，一个冷媒进口，三个输出口，输出口内设置有第二球阀控制机构14；chiller6内设置有两个换热器，比例膨胀阀其中一个输出口连接乘员舱的蒸发器，另外两个输出口分别与两个换热器连接；通过对比例膨胀阀不同输出口的开关控制，调节乘员舱的制冷需求以及控制chiller6中的两个换热器冷媒流量，分别为动力电池链路和电机生热组链路提供制冷换热；比例膨胀阀控制器16通过接受整车控制器12的请求，控制位于三个输出口的三个球阀的开度，调节管路内0-100％范围内的冷却液流量，实现动力电池链路和电机生热组链路不同需求流量的精准控制。

采用以上技术方案，其优点在于：比例膨胀阀控制蒸发器侧输出，根据乘员舱对车内的温度需求，通过比例膨胀阀关停或者打开蒸发器侧输出；动力电池链路和电机生热组链路发热量不同，比例膨胀阀可为两链路供给不同流量的冷媒。

如图5-7所示：动力电池包括两部电池组；其中一部电池组设置在车架17右端，一部电池组包含一个电池单元1；另一部电池组包含两个电池单元1，两个电池单元1分别设置在车架17左侧前后两端；

双回路循环装置内的部件包括两个部件团，第一部件团包括chiller6、空调压缩机7、管路以及主水泵11；第二部件团包括散热器9、冷凝器10以及整车控制器12；左侧车架17内由右向左依次布置第一部件团、第二部件团；第一部件团中chiller6设置在空调压缩机7右侧，主水泵11设置在空调压缩机7左侧，第二部件团中整车控制器12设置在冷凝器10后侧；电机控制器4设置在右侧车架17内。

采用以上技术方案，其优点在于：两部电池组在车架17上的位置分布均衡，动力电池的可靠性好；冷凝器10贴合散热器9，冷凝器10所处位置环境温度较低，散热器9散热效率高。

如图1、图2所示：整车控制器12包括CAN总线、Lin总线；CAN总线与电机控制器4、电池管理系统以及空调控制器电连接；Lin总线与比例膨胀阀、主水泵11、电动空调压缩机7、第一辅助水泵、第二辅助水泵以及散热器9电子风扇电连接。

采用以上技术方案，其优点在于：整车控制器12可以根据采集到各发热部件温度值以及每个部件的功率需求，来完成对各个可调部件的实时调整；冷却液循环回路根据不同部件的散热功率需求实时分配进入每个部件的冷却液流量，实现每个部件完全独立控制，发热部件冷却效果好，受环境温度影响小。

整车控制器12CAN总线上可以采集到电机控制器4发送的电机控制器4温度、轮毂电机温度、电池单体温度、电池电流、电池电压以及当前车辆使用功率；整车控制器12结合这些数据可以计算得出电机控制器4、第一轮毂电机3、第二轮毂电机5的散热量需求，并结合位于散热器9电子风扇处的外界环境温度，匹配出需要散热器9电子风扇提供目标转速以及各水泵的转速；

当整车控制器12计算出制冷量的变化时，根据具体的需求来调节空调压缩机7转速；转速提高，冷媒流速增加，转速降低，换热量增加；当冷媒流速降低，换热量减少时，可有效应对动力电池、轮毂电机系统、乘员舱同时需要制冷的工况。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种轮毂电机散热系统，其特征在于：包括车架、双回路循环装置以及整车控制器；双回路循环装置包括冷却液循环回路、冷媒循环回路以及chiller；双回路循环装置固定在车架上，chiller固定在车架左侧；冷却液循环回路、冷媒循环回路通过chiller连接，整车控制器与冷却液循环回路、冷媒循环回路电连接，整车控制器控制冷却液循环回路、冷媒循环回路在chiller内进行热交换。

2.如权利要求1所述的一种轮毂电机散热系统，其特征在于：冷却液循环回路包括依次串联在chiller冷却液输出端的发热组、主水泵以及散热器；发热组包括并联在chiller冷却液输出端的动力电池链路、电机生热组链路，动力电池链路、电机生热组链路尾端管路连接在冷却液主管路上，散热器后的管路串联在chiller冷却液输入端。

3.如权利要求2所述的一种轮毂电机散热系统，其特征在于：电机生热组链路包括并联的第一轮毂电机通路、第二轮毂电机通路、电机控制器通路以及为各通路供液的第一辅助水泵；

动力电池链路中设置有第二辅助水泵，冷却液管路流经动力电池，第二辅助水泵调节流经动力电池冷却液流量。

4.如权利要求1所述的一种轮毂电机散热系统，其特征在于：冷媒循环回路包括并联在chiller两端的换热链路、蒸发器链路；换热链路包括沿冷却液流向布置的电动空调压缩机、冷凝器以及干燥器，冷凝器贴合散热器。

5.如权利要求2所述的一种轮毂电机散热系统，其特征在于：动力电池包括两部电池组；两部电池组分别设置在车架左右两侧。

6.如权利要求3所述的一种轮毂电机散热系统，其特征在于：还包括五通比例调节阀，动力电池链路、电机生热组链路尾端管路连接在五通比例调节阀上，主水泵设置在五通比例调节阀冷却液输出端管路上。

7.如权利要求4所述的一种轮毂电机散热系统，其特征在于：还包括比例膨胀阀，比例膨胀阀设置在chiller输入端，换热链路、蒸发器链路尾部管路连接在比例膨胀阀上。

8.如权利要求1-7任一所述的一种轮毂电机散热系统，其特征在于：整车控制器包括CAN总线、Lin总线；CAN总线与电机控制器、电池管理系统以及空调控制器电连接；Lin总线与比例膨胀阀、主水泵、电动空调压缩机、第一辅助水泵、第二辅助水泵以及散热器电子风扇电连接。