CN219697409U - 一种冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种冷却装置，包括：冷却液入口；冷却液出口；以及冷却液流道，位于所述冷却液入口和所述冷却液出口之间，所述冷却液流道使所述冷却液入口和所述冷却液出口流体连通，所述冷却液流道从所述冷却液入口开始围绕一轴线在周向上延伸多周，且多周在所述轴线方向上间隔开；多个扰流结构，所述扰流结构设置于所述冷却液流道中。根据本实用新型的方案可知，通过在冷却液流道中设置扰流结构，能够使得冷却液在流动时形成紊流，由此提高了冷却液在冷却液流道中流动时的换热效率。

Description

一种冷却装置

技术领域

本实用新型涉及冷却技术领域，具体涉及一种冷却装置。

背景技术

对于车辆而言，其动力源在工作过程中需要将其他形式的能量例如化学能或者电能转化为机械能，从而为车辆提供行驶动力或者带动车辆的其他附件例如压缩机等运行。在动力源的运行过程中，会产生热量，导致温度升高。过高的温度会导致动力源的运行环境变得恶劣，使其工作效率降低，甚至影响其使用寿命。因此，需要对动力源进行冷却。

为了对动力源进行冷却，已经存在多种形式的冷却装置。例如，可以在动力源上设置散热片，并且使用散热效率较好的材料来制作散热片，可以增加散热面积，当车辆行驶时，可以利用产生的气流来实现对动力源的风冷。又如，在动力源附近设置冷却装置，通过在其中流过冷却液来实现对动力源的冷却。

对于冷却装置来说，提高其冷却性能属于持续性的追求。

实用新型内容

结合申请人对冷却技术的研究和改进，为了进一步提高冷却装置的冷却性能，本实用新型提出如下的技术方案。

一种冷却装置，包括：

冷却液入口；

冷却液出口；以及

冷却液流道，位于所述冷却液入口和所述冷却液出口之间，所述冷却液流道使所述冷却液入口和所述冷却液出口流体连通，所述冷却液流道从所述冷却液入口开始围绕一轴线在周向上延伸多周，且多周在所述轴线方向上间隔开；

多个扰流结构，所述扰流结构设置于所述冷却液流道中。

根据本实用新型的一个示例，所述冷却液流道呈连续的螺旋形。

根据本实用新型的一个示例，所述冷却液流道包括多个第一部分和连接部分，每个第一部分都包括第一端和第二端，位于每个第一端和第二端之间的冷却液流道具有一中间平面，该中间平面垂直于轴线方向，连接部分将在轴线方向上相邻的第一部分连接。

根据本实用新型的一个示例，每个所述第一部分在周向上延伸小于一周，所述冷却液入口设置在第一个第一部分的第一端处，所述冷却液出口设置在最后一个第一部分的第二端处。

根据本实用新型的一个示例，每个所述第一部分在周向上延伸的角度在270°-330°之间。

根据本实用新型的一个示例，所述连接部分中的一个或多个包括至少两个分支流道。

根据本实用新型的一个示例，多个扰流结构排列为多层，在每一层上，多个扰流结构在周向上均匀分布，位于相邻两层的扰流结构在周向上错开设置。

根据本实用新型的一个示例，所述扰流结构的形状选自圆柱形、半圆柱形、棱柱形或者板形。

根据本实用新型的一个示例，所述冷却装置包括内侧部分和外侧部分，所述内侧部分或者外侧部分中的至少一者上设置有凹陷部分和/或凸起部分，所述凹陷部分形成用于供冷却液流过的通道，所述凸起部分形成所述扰流结构。

根据本实用新型的一个示例，所述冷却装置还包括连接装置，用于将所述冷却装置与待冷却部件连接。

根据本实用新型的方案可知，通过在冷却液流道中设置扰流结构，能够使得冷却液在流动时形成紊流，由此提高了冷却液在冷却液流道中流动时的换热效率。此外，针对上述非完全采用螺旋形结构的冷却液流道，相比于完全采用螺旋式结构的冷却液流道，上述结构可以增加冷却液流道的流通面积，从而提高冷却效率。

本实用新型的其他特征和优点将在下文结合附图进行详细说明。

附图说明

参考附图描述本实用新型的示例性实施例，其中：

图1示出了本实用新型的冷却装置的与冷却流道相关的部分的立体图。

图2示出了本实用新型的冷却装置的一个实施例的内侧部分的结构示意图。

图3示出了本实用新型的冷却装置的一个实施例的内侧部分安装于待冷却部件上的示意图。

图4示出了本实用新型的冷却装置的一个实施例的部分剖视图。

所有附图都只是示意性的，而且并不一定按比例绘制，此外它们仅示出为了阐明本实用新型而必需的那些部分，其他部分被省略或仅仅提及。即，除附图中所示出的部件外，本实用新型还可以包括其他部件。

在附图中，相同的和/或功能相同的技术特征采用相同或相似的附图标记。

具体实施方式

下面参照附图描述本实用新型的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解和实现本实用新型。但是，对所属技术领域的技术人员明显的是，本实用新型的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本实用新型并不局限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面所述的特征和要素的任意组合来实施本实用新型，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用，而不应看作是权利要求的特征或限定，除非在权利要求中明确提出。

在以下描述中可能使用的关于方位的说明，比如“上”、“下”、“内”、“外”、“径向”、“轴向”等，除非具有明确说明，仅为了方便描述，而无欲对实用新型技术方案形成任何限定。此外，在下文中使用了例如“第一”、“第二”等术语来描述本申请的元件，这些术语仅用于区分各个元件，而无欲限制这些元件的本质、序列、顺序或数目。

图1示出了本实用新型的冷却装置的与冷却流道相关的部分的立体图。从图1中可以看出，本实用新型的冷却装置100采用液冷的冷却方式，包括冷却液入口101、冷却液出口102以及位于冷却液入口101和冷却液出口102之间的冷却液流道103。冷却液流道103将冷却液入口101和冷却液出口102流体连通，由此使得冷却液可以从冷却液入口101进入，并且沿着冷却液流道103流到冷却液出口102。冷却液在冷却液流道103之中流动时，可以通过热传递的方式吸收冷却装置100附近的热量，并通过流动来将热量带走，从而实现对待冷却的物体的散热。冷却液可以选用水。

如图1所述，为了增加冷却液流道103的面积，将冷却液流道103设置成自冷却液入口101开始在周向上绕轴线延伸多圈后到达冷却液出口102。作为一种示例性的实施方式，在图1中，冷却液流道103在冷却液入口101和冷却液出口102之间延伸将近4圈。当然，本领域技术人员也可以根据需要设置成其他数量的圈数，例如3圈或者5圈或者8圈等。

冷却液流道103可以以多种可行的方式延伸。例如，冷却液流道103的延伸方式可以像螺旋弹簧那样，以螺旋延伸的形式连接冷却液入口101和冷却液出口102。冷却液流道103的各圈之间在轴向上间隔开一定距离。

作为一种优选的实施方式，冷却液流道103可以设置成图1所示的形式。具体地，冷却液流道103具有轴线，冷却液流道103从冷却液入口101开始，围绕该轴线延伸多圈，且多圈之间在轴线方向上间隔开。沿着该轴线的方向观看，冷却液流道103呈环形。冷却液流道103包括m(m≥2)个彼此平行的第一部分，以及连接第m_i(i≥1)个第一部分以及第m_i+1个第一部分的连接部分，连接部分的数量共m-1个。每个第一部分都包括第一端和第二端，位于第一端和第二端之间的冷却液流道在轴线方向上处于同一高度处。或者说，位于每个第一端和第二端之间的冷却液流道具有一中间平面，该中间平面垂直于轴线方向。也就是说，第一部分在延伸方向上不存在螺旋部分。连接部分则呈螺旋形延伸。

第一部分在周向上延伸的角度为α，α的角度可以在270°-330°之间。冷却液入口101优选地设置在第一个第一部分的第一端处，而冷却液出口102则优选地设置在最后一个第一部分的第二端处。相应地，冷却液入口101和冷却液出口102在周向上相隔角度为360°-α。

相比于完全采用螺旋式结构的冷却液流道，上述结构充分利用了轴线方向上的空间，因此增加了冷却液流道103的流通面积，从而提高了冷却效率。

作为一个进一步的改进，冷却液流道103在多个连接部分处具有多个分支流道。例如，如图1所示，在第一个连接部分处，冷却液流道103具有两个第一分支流道1031，在最后一个连接部分处，冷却液流道103具有两个第二分支流道1032。对于两个第一分支流道1031和两个第二分支流道1032，可以设置成其中一个分支流道采用螺旋形形式，另一个分支流道采用沿着上一个第一部分的第二端在周向上继续延伸一定距离后，再以比螺旋形的分支流道倾斜角度更大的方式汇入下一个第一部分的第一端。通过这种结构，在充分利用轴线方向上的空间的同时，又避免了在连接部分处的流通面积变化过大而影响冷却液的流动，因此保证了冷却效果。

作为本实用新型的一个重要改进，在冷却液流道103中设置有多个扰流结构1033。扰流结构1033可以采用垂直于冷却液流道1033的延伸方向的柱形结构。优选地，从图1中可以看出，在冷却装置100的轴向上，多个扰流结构1033可以排列为多层。在每一层上，多个扰流结构1033在周向上均匀分布。位于相邻两层的扰流结构1033可以在周向上错开一定角度设置。

通过在冷却液流道103中增加扰流结构，使得冷却液在流动时形成紊流，由此提高了冷却液在冷却液流道103中流动时的换热效率。

当将本实用新型的冷却装置100应用于电机的冷却时，可以将冷却装置100套在电机的外侧，通过冷却液的流动而带动电机产生的热量。如上所述，本实用新型的冷却装置100能够具有改善的冷却性能，因此能够为电机提供更好的冷却，从而降低电机的温度，改善电机性能。

本实用新型的冷却装置特别适用于永磁电机。目前永磁电机占电动汽车装机量的90％以上，但永磁电机的性能随着温度的上升而衰减。因此，冷却装置良好的冷却性能对于提升永磁电机的工作性能、延长其使用寿命具有积极的影响。此外，低温环境可以提升电机的额定功率，增加功率密度。

可以采用多种方式来制造图1中所示的冷却装置100。例如，可以采用增材制造的方式来形成图1中的冷却装置100。此外，也可以采用其他的形式。以下将结合图2、图3和图4来描述一种具体的结构。这种方式制造的冷却装置100主要由两部分形成，图2示出了其中的内侧部分200，图3示出了该内侧部分200安装于待冷却部件上的示意图，图4则示出了冷却装置100的局部剖视图，在该视图中除了内侧部分200外，还示出了外侧部分300。内侧部分200以及外侧部分300可以采用已知的制造方式形成。例如，可以采用压铸的方式来形成。

具体地，参见图2，为了将冷却装置100与待冷却部件连接，冷却装置100具有连接装置104，连接装置104在轴线方向上设置于冷却装置100的一端。连接装置104设置具有多个连接构件1041。结合图3和图4可以看出，连接构件1041可以采用螺纹连接部的形式，通过设置有螺纹的杆状结构来将连接构件1041和待冷却部件上的对应连接部分固定连接，从而实现整个冷却装置100与待冷却部件的固定连接。

为了形成图1中所示的冷却液流道103，采用图2中的内侧部分200与图4所示的外侧部分300配合的结构。内侧部分200包括本体201，本体201为环形构件，其轴线与冷却液流道103的轴线相同。本体201沿轴线具有一定长度，在径向上则具有一定厚度。在本体201的径向外侧表面上，设置有凹陷部，以便形成用于冷却液流通的通道。与图1中描述的冷却液流道103的结构相适应，凹陷部包括多个彼此平行的第一凹陷部分202，第一凹陷部分202在周向上延伸的角度为α。为了连接相邻的第一凹陷部分202，设置有多个连接凹陷部分，连接凹陷部分呈螺旋形。

进一步地，为了改善冷却液的流动，在多个连接凹陷部分处具有多个分支。如图2所示，在第一个连接凹陷部分处，具有两个分支第一分支2021，在最后一个连接部分处，具有两个第二分支2022。

进一步地，在凹陷部分上，设置有多个凸起部分203，用于形成冷却装置100的扰流结构1033。多个凸起部分203优选地分布在整个凹陷部分上，且其布置方式可以设置成沿轴向多层排列、在同一层上均匀排列、相邻层上的凸起部分203彼此错开一定距离的形式。凸起部分203优选地采用圆柱形，也可以采用其他可行的形式，例如半圆柱形，或者板状结构、棱柱形结构等。凸起部分203的排列也可以采用其他的排列方式。

此外，如图2所示，在第一分支2021和第二分支2022处，由于凹陷部分的宽度减小，凸起部分203的层数也相应地减少。

图3示出了本实用新型的冷却装置的一个实施例的内侧部分安装于待冷却部件上的示意图。待冷却部件例如是电机。冷却装置100的连接装置104的多个连接构件1041可以沿周向均匀设置，也可以根据待冷却部件的结构来进行相应地设置。

图4示出了本实用新型的冷却装置的一个实施例的部分剖视图。参见图4，外侧部分300以及连接装置104可以例如通过铸造的方式形成为一体式构件。外侧部分300具有环形结构，而连接装置104在轴向上设置于环形结构的一侧。外侧部分300沿轴向从与连接装置104相对的一端套设于内侧部分200的外侧，且外侧部分300的径向内侧与内侧部分200的本体上未设置凹陷部分的表面结合，从而形成用于供冷却液流通的通道。外侧部分300的径向内侧的一部分与定子紧配合连接。连接装置104除了可以起到连接作用外，还可以作为电机的轴向封闭结构的一部分，并且为电机的转子轴提供支撑。

为了进一步保证冷却液流通通道的密封性能，防止冷却液泄露，可以在内侧部分200与外侧部分300之间设置密封结构，例如密封圈。

当然，凹陷部分也可以设置在外侧部分300上，凸起部分也可以设置在外侧部分300上。或者，凹陷部分设置在外侧部分300上，而凸起部分仍然设置在内侧部分200上。或者采取其他的设置方式，只要能够使得内侧部分200和外侧部分300安装就位后，二者之间的凹陷部分和凸起部分能够形成冷却液流通通道以及位于流通通道中的扰流结构即可。

以上对本实用新型的冷却装置进行了详细的说明。由上可知，本实用新型的冷却装置通过设置扰流结构，能够使得冷却液在流动时形成紊流，由此提高了冷却液在冷却液流道中流动时的换热效率。

参考以上的示意性实施例已经对本实用新型做出了清楚、完整的说明，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，通过对所公开的技术方案的修改可以设想各种其它的实施例。这些实施例应当被理解成落在本实用新型的基于权利要求和其任何等同技术方案所确定的范围之内。

Claims (10)

1.一种冷却装置，其特征在于，包括：

冷却液入口；

冷却液出口；以及

冷却液流道，位于所述冷却液入口和所述冷却液出口之间，所述冷却液流道使所述冷却液入口和所述冷却液出口流体连通，所述冷却液流道从所述冷却液入口开始围绕一轴线在周向上延伸多周，且多周在所述轴线方向上间隔开；

多个扰流结构，所述扰流结构设置于所述冷却液流道中。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，

所述冷却液流道呈连续的螺旋形。

3.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，

所述冷却液流道包括多个第一部分和连接部分，每个第一部分都包括第一端和第二端，位于每个第一端和第二端之间的冷却液流道具有一中间平面，该中间平面垂直于轴线方向，连接部分将在轴线方向上相邻的第一部分连接。

4.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，

每个所述第一部分在周向上延伸小于一周，所述冷却液入口设置在第一个第一部分的第一端处，所述冷却液出口设置在最后一个第一部分的第二端处。

5.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，

每个所述第一部分在周向上延伸的角度在270°-330°之间。

6.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，

所述连接部分中的一个或多个包括至少两个分支流道。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的冷却装置，其特征在于，

多个扰流结构排列为多层，在每一层上，多个扰流结构在周向上均匀分布，位于相邻两层的扰流结构在周向上错开设置。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的冷却装置，其特征在于，

所述扰流结构的形状选自圆柱形、半圆柱形、棱柱形或者板形。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的冷却装置，其特征在于，

所述冷却装置包括内侧部分和外侧部分，所述内侧部分或者外侧部分中的至少一者上设置有凹陷部分和/或凸起部分，所述凹陷部分形成用于供冷却液流过的通道，所述凸起部分形成所述扰流结构。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的冷却装置，其特征在于，

所述冷却装置还包括连接装置，用于将所述冷却装置与待冷却部件连接。