CN220358974U - 一种电机控制器一体冷却系统及长续航电动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电机控制器一体冷却系统及长续航电动车，涉及电动车散热装置技术领域，所述电机控制器一体冷却系统包括轮毂电机、控制器和冷却装置，轮毂电机包括定子支架，定子支架包括一体设置的控制器基板，控制器设置在控制器基板上，冷却装置包括冷却管，冷却管设置在定子支架上，冷却管内流动的冷却介质能与轮毂电机和控制器进行热交换；所述长续航电动车包括电机控制器一体冷却系统；本实用新型具有控制器基板的定子支架同时为轮毂电机和控制器的结构部件，在保证二者相应功能的同时，使轮毂电机和控制器形成一体式结构，配合设置于控制器基板上的冷却管，不但结构简单紧凑，空间利用率高，而且散热效果显著，具有节能减耗的作用。

Description

一种电机控制器一体冷却系统及长续航电动车

技术领域

本实用新型涉及电动车散热装置技术领域，具体涉及一种电机控制器一体冷却系统及长续航电动车。

背景技术

电动车在运行的过程中，其电机和控制器会产生热量，而高温会影响电机及控制器的性能，针对此，通常会设置冷却装置对电机和控制器进行散热，在传统结构中，由于电机和控制器二者相隔较远，因此散热装置多设置多个管路以满足对电机和控制器的单独散热，传统的散热装置不但结构较为复杂，占用空间较大，而且散热效果不佳。

现出现了一种仅通过一循环回路即可实现电机和控制器散热的液冷系统，如专利申请号为201611139139.X，名称为一种电动车轮毂电机与控制器的水冷系统，该系统包括冷却水箱、控制器和轮毂电机，冷却水箱与控制器贴靠设置，轮毂电机内部具有水冷结构，水冷结构连接冷却水箱，并通过一水泵形成循环冷却水流，在工作的过程中，控制器向冷却水箱传热，循环冷却水流对轮毂电机进行冷却，该系统虽然对电机和控制器具有一定散热作用，但是依靠冷却水箱传热的方式，对控制器散热效果有限，并且该系统其电机以及控制器为相互独立的结构，安装时占用空间较大，空间利用率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电机控制器一体冷却系统及长续航电动车，以解决现有技术中存在的现有用于冷却轮毂电机及控制器的水冷系统占用空间大、散热效果不佳的技术问题；本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果；详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种电机控制器一体冷却系统，包括轮毂电机、控制器和冷却装置，其中：所述轮毂电机包括定子支架，所述定子支架包括一体设置的控制器基板，所述控制器设置在所述控制器基板上，所述冷却装置包括冷却管，所述冷却管设置在所述定子支架上，所述冷却管内流动的冷却介质能与所述轮毂电机和所述控制器进行热交换。

优选地，所述冷却管包括沿所述冷却介质流动方向依次设置的控制器冷却段和电机冷却段，其中：所述控制器冷却段设置在所述控制器基板上，所述冷却介质流经所述控制器冷却段时，能与所述控制器进行热交换；所述电机冷却段设置在所述定子支架上，所述冷却介质流经所述电机冷却段时，能与所述轮毂电机进行热交换。

优选地，所述定子支架还包括定子辐条和定子外轮面，其中：所述定子外轮面环设在所述定子辐条外侧，所述控制器基板设置在所述定子辐条上，所述电机冷却段设置在所述定子外轮面上。

优选地，所述控制器冷却段设置为圆弧形，所述控制器冷却段埋入至所述控制器基板内；所述电机冷却段设置为螺旋形，所述电机冷却段的至少一部分周壁埋入至所述定子外轮面内，所述电机冷却段位于所述定子辐条的至少一侧；所述定子辐条、所述定子外轮面和所述控制器基板以所述冷却管为基础一体铸造成型。

优选地，所述控制器包括防尘盖板和电路板组件，其中：所述防尘盖板可拆卸设置在所述控制器基板上，并与所述控制器基板围成安装腔室；所述电路板组件设置在所述安装腔室内。

优选地，所述电路板组件包括层级设置的多个单元电路板，其中：MOS管(金属氧化物半导体场效应管)设置在与所述控制器基板相邻的所述单元电路板上。

优选地，所述防尘盖板的外壁上开设有用于安装控制器线束和轮毂电机线束的导线沟槽。

优选地，所述冷却装置包括水箱和水泵，所述水箱、所述冷却管和所述水泵依次循环连通，并形成循环回路。

优选地，所述定子支架的中部穿设有传动轴，所述传动轴沿轴向设置有穿线槽，所述穿线槽用于冷却装置管路、控制器线束和轮毂电机线束的铺设。

本实用新型提供一种长续航电动车，包括前述任一所述电机控制器一体冷却系统。

本实用新型提供的一种电机控制器一体冷却系统及长续航电动车至少具有以下有益效果：

所述电机控制器一体冷却系统包括轮毂电机、控制器和冷却装置，轮毂电机为车辆驱动装置，为车辆行驶提供动力，控制器为电机控制器，用于电机控制，冷却装置用于电机和控制器的散热。

所述轮毂电机包括定子支架，所述定子支架包括一体设置的控制器基板，所述控制器设置在所述控制器基板上，定子支架一方面为轮毂电机的一部分，另一方面也为控制器的一部分，二者采用一体式结构，结构紧凑，仅通过具有一冷却管的冷却装置即可实现散热。

所述冷却装置包括冷却管，所述冷却管设置在所述定子支架上，在轮毂电机及控制器工作的过程中，冷却管内流动的冷气介质能与轮毂电机和控制器进行热交换，从而有效对二者进行散热。

本实用新型具有控制器基板的定子支架同时为轮毂电机和控制器的结构部件，在保证二者相应功能的同时，使轮毂电机和控制器形成一体式结构，配合设置于控制器基板上的冷却管，不但结构简单紧凑，空间利用率高，而且散热效果显著，具有节能减耗，延长整车续航里程的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型冷却装置及定子支架的结构示意图；

图3是本实用新型冷却装置及定子支架另一视角的结构示意图；

图4是本实用新型定子支架和冷却管的分解示意图；

图5是本实用新型的A部放大图；

图6是本实用新型定子支架和冷却管另一视角的分解示意图；

图7是本实用新型的B部放大图；

图8是本实用新型控制器的装配示意图；

图9是本实用新型的C部放大图；

图10是本实用新型传动轴的装配示意图；

图11是本实用新型的D部放大图。

附图标记

1、轮毂电机；11、定子支架；111、控制器基板；112、定子辐条；113、定子外轮面；114、弧形道槽；115、螺旋形道槽；116、固定柱；2、控制器；21、防尘盖板；211、导线沟槽；22、电路板组件；221、单元电路板；222、MOS管；223、电容柱；3、冷却装置；31、冷却管；311、控制器冷却段；312、电机冷却段；32、水箱；33、水泵；34、进水软管；35、出水软管；36、连通管；4、车轮；5、传动轴；51、第一端口；52、第二端口。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

实施例1：

本实用新型提供了一种电机控制器一体冷却系统，参考图1-图3所示，所述电机控制器一体冷却系统包括轮毂电机1、控制器2和冷却装置3。

轮毂电机1包括定子支架11，定子支架11包括一体设置的控制器基板111，控制器2设置在控制器基板111上，定子支架11同时为轮毂电机1和控制器2的结构部件，轮毂电机1与控制器2形成一体式结构。

冷却装置3包括冷却管31，冷却管31设置在定子支架11上。

在工作的过程中，轮毂电机1和控制器2运行，产生热量，当冷却装置3内的冷却介质流经冷却管31时，所述冷却介质通过冷却管31与前述所产生的热量进行热交换，从而起到散热的作用。

本实用新型轮毂电机1与控制器2采用一体式结构，不但结构紧凑，空间利用率大，而且仅采用一具有冷却管的冷却装置3即可实现散热，散热效果显著，具有节能减耗的作用。

实施例2：

实施例2建立在实施例1的基础上：

如图4-图7所示，冷却管31包括沿所述冷却介质流动方向依次设置的控制器冷却段311和电机冷却段312，控制器冷却段311设置在控制器基板111上，电机冷却段312设置在定子支架11上。

冷却轮毂电机1和控制器2时，所述冷却介质首先经过控制器冷却段311，与控制器2进行热交换，其次经过电机冷却段312，与轮毂电机1进行热交换。

由于在工作的过程中，轮毂电机1产生的热量远远多于控制器2，因此将控制器冷却段311设置于电机冷却段312的上游，使所述冷却介质对控制器2和轮毂电机1进行依次散热，能够有效保证控制器2和轮毂电机1的散热效果。

若将电机冷却段312设置于控制器冷却段311的上游，则所述冷却介质在对轮毂电机1冷却后其温度升高较大，会影响控制器2的散热效果，导致散热效果不佳。

作为可选地实施方式，如图4-图7所示，定子支架11还包括定子辐条112和定子外轮面113，定子外轮面113环设在定子辐条112外侧，控制器基板111设置在定子辐条112上，电机冷却段312设置在定子外轮面113上。

控制器冷却段311设置为圆弧形，控制器冷却段311完全埋入至控制器基板111内，采用圆弧形结构，能够延长介质流经长度，提高散热效果。

圆弧形的控制器冷却段311其圆心与定子辐条112同心。

电机冷却段312设置为螺旋形，电机冷却段312的至少一部分周壁埋入至定子外轮面113内，电机冷却段312位于定子辐条112的至少一侧，如图4和图5所示，螺旋形的电机冷却段312具有两圈，分别位于定子辐条112的两侧，散热效果显著。

定子辐条112、定子外轮面113和控制器基板111以冷却管31为基础一体铸造成型。

铸造成型后的定子支架11，其控制器基板111内部形成用于容纳控制器冷却段311的弧形道槽114，定子外轮面113内壁形成用于容纳电机冷却段312的螺旋形道槽115，采用先嵌入后铸造的方式，冷却管31与定子支架11固定牢固，不但能够极大地提高冷却管的抗震性，不易脱落，而且保证冷却管31与定子支架11的接触性，提高散热效果。

作为可选地实施方式，如图8和图9所示，控制器2包括防尘盖板21和电路板组件22。

防尘盖板21上设置有多个第一安装孔，控制器基板111及定子外轮面113上对应所述第一安装孔的位置设置有第二安装孔，定子外轮面113上设置有固定柱116，与其对应位置的所述第二安装孔贯穿固定柱116，安装时，螺纹紧固件依次穿过所述第一安装孔和所述第二安装孔，实现控制器2与定子支架11的连接。

防尘盖板21和控制器基板111相当于控制器2的壳体，二者围成安装腔室，能够有效安装并保护电路板组件22。

结合图10所示，轮毂电机1包括外壳，控制器2位于所述外壳内部，控制器2和轮毂电机1为一体式结构，结构紧凑，外表美观。

作为可选地实施方式，电路板组件22包括层级设置的多个单元电路板221。

如图8所示，电路板组件22具有两个单元电路板221，其中，MOS管222设置在与控制器基板111相邻的单元电路板221上，由于MOS管222为控制器2的主要发热元件，将其邻近控制器基板111，能够提高控制器2的换热效率。

电容柱223等其他元件设置于另一单元电路板221，如此，能够有效减小电路板上电子元器件的排布密度，增大MOS管222的间隔空间，进一步促进散热。

作为可选地实施方式，如图8所示，防尘盖板21、单元电路板221和控制器基板111的形状相适配。

防尘盖板21远离控制器基板111的外壁上开设有多个导线沟槽211，导线沟槽211用于控制器线束、轮毂电机线束的排布。

作为可选地实施方式，如图2和图3所示，冷却装置3包括水箱32和水泵33，所述冷却介质为冷却液，冷却装置3为液冷装置。

水箱32的出水端通过进水软管34与冷却管31的进水端相连，冷却管31的出水端通过出水软管35与水泵33的回流端相连，水泵33的出水端通过连通管36与水箱32的进水端相连。

水箱32、冷却管31和水泵33形成循环回路，使所述冷却液能够循环利用。

作为可选地实施方式，如图10和图11所示，定子支架11的中部穿设有传动轴5，传动轴5的端部伸出轮毂电机1的外壳。

传动轴5沿轴向设置有穿线槽，所述穿线槽贯穿传动轴5，其第一端口51设置在传动轴5远离轮毂电机1的端部，其第二端口52设置在传动轴5的外壁上。

所述穿线槽用于进水软管34、出水软管35、控制器线束和轮毂电机线束的铺设。

实施例3

实施例3建立在实施例2的基础上：

本实用新型提供一种长续航电动车，所述长续航电动车包括所述电机控制器一体冷却系统。

在行驶的过程中，根据电流热效应Q＝I²R(Q为产生的热量，I为电流，R为电阻)可知，热量与电流的平方为正比关系，当热量较大时，对应的电流较大，因此，在电池容量不变的前提下，电流越大，整车续航里程则越小，具有所述电机控制器的一体冷却系统的电动车具有显著的冷却效果，能够有效带走电机及控制器长时间运行所产生的热量，不但有效延长了电动车的续航里程，而且保证了电机、控制器的使用寿命。

本实用新型图示轮毂电机1为单边轮毂电机，在实际应用的过程中，也同适用于其他类型的轮毂电机。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电机控制器一体冷却系统，其特征在于，包括轮毂电机、控制器和冷却装置，其中：

所述轮毂电机包括定子支架，所述定子支架包括一体设置的控制器基板，所述控制器设置在所述控制器基板上，所述冷却装置包括冷却管，所述冷却管设置在所述定子支架上，所述冷却管内流动的冷却介质能与所述轮毂电机和所述控制器进行热交换。

2.根据权利要求1所述的电机控制器一体冷却系统，其特征在于，所述冷却管包括沿所述冷却介质流动方向依次设置的控制器冷却段和电机冷却段，其中：

所述控制器冷却段设置在所述控制器基板上，所述冷却介质流经所述控制器冷却段时，能与所述控制器进行热交换；

所述电机冷却段设置在所述定子支架上，所述冷却介质流经所述电机冷却段时，能与所述轮毂电机进行热交换。

3.根据权利要求2所述的电机控制器一体冷却系统，其特征在于，所述定子支架还包括定子辐条和定子外轮面，其中：

所述定子外轮面环设在所述定子辐条外侧，所述控制器基板设置在所述定子辐条上，所述电机冷却段设置在所述定子外轮面上。

4.根据权利要求3所述的电机控制器一体冷却系统，其特征在于，所述控制器冷却段设置为圆弧形，所述控制器冷却段埋入至所述控制器基板内；

所述电机冷却段设置为螺旋形，所述电机冷却段的至少一部分周壁埋入至所述定子外轮面内，所述电机冷却段位于所述定子辐条的至少一侧；

所述定子辐条、所述定子外轮面和所述控制器基板以所述冷却管为基础一体铸造成型。

5.根据权利要求1所述的电机控制器一体冷却系统，其特征在于，所述控制器包括防尘盖板和电路板组件，其中：

所述防尘盖板可拆卸设置在所述控制器基板上，并与所述控制器基板围成安装腔室；

所述电路板组件设置在所述安装腔室内。

6.根据权利要求5所述的电机控制器一体冷却系统，其特征在于，所述电路板组件包括层级设置的多个单元电路板，其中：

MOS管设置在与所述控制器基板相邻的所述单元电路板上。

7.根据权利要求5所述的电机控制器一体冷却系统，其特征在于，所述防尘盖板的外壁上开设有用于安装控制器线束和轮毂电机线束的导线沟槽。

8.根据权利要求1所述的电机控制器一体冷却系统，其特征在于，所述冷却装置包括水箱和水泵，所述水箱、所述冷却管和所述水泵依次循环连通，并形成循环回路。

9.根据权利要求8所述的电机控制器一体冷却系统，其特征在于，所述定子支架的中部穿设有传动轴，所述传动轴沿轴向设置有穿线槽，所述穿线槽用于冷却装置管路、控制器线束和轮毂电机线束的铺设。

10.一种长续航电动车，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的电机控制器一体冷却系统。