一种油水双冷汽车散热系统的制作方法
未命名
07-15
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1.本发明涉及汽车散热设备技术领域,具体为一种油水双冷汽车散热系统。
背景技术:
2.永磁同步电机是大部分电动汽车的驱动力来源,与传统电机相比,永磁同步电机的工作非常简单、快速且有效。永磁同步电机运行时,转子铁芯和永磁体会产生涡流损耗,尤其是高扭矩密度和大功率密度的永磁同步电机,其转子中存在大量的涡流损耗,导致会散发大量的热量,而转子由于在电机内部,热量堆积严重难以排出,并且由于永磁同步电机内的永磁体都为钕铁硼永磁体,这种材质的永磁体当温度达到140摄氏度时容易发生不可逆退磁的隐患,所以关于永磁同步电机的散热系统也一直是各个企业在永磁同步电机研发时考虑的重点之一,这将直接决定了车用永磁同步电机的使用寿命。
3.传统的装置在如下不足:
4.目前常见的车用永磁同步电机一般都采用水冷或油冷这两种散热方式,水的比热容较大,相较于油而言散热效果更好,但由于电机内部结构复杂且在工作时处于高速转动的状态,在使用水冷散热时,为保证水冷管路在工作过程中不会出现损坏从而烧坏电机,一般只能将水冷管路铺设在相对稳定的电机的壳体或定子内,所以这种散热方式对高发热区的转子并没有多大效果,散热并不彻底,而油具有较好的绝缘性,在使用油冷散热时,可以将油冷管路深入电机转子内部直接对转子进行散热,但是由于油液的比热容较小,与转子的换热速度较慢,且在工作一段时间后自身温度升高,对转子的散热效果随之降低,因此也不能完全满足长时间激烈驾驶情况下电机的散热需求,同时在汽车行驶的过程中永磁同步电机的工况较为复杂,当出现轴承受力不均匀、电压偏高、电压不对称或电机出现不正常振动时都容易导致转子的局部温度过高,传统的永磁同步电机散热系统并不能针对性地解决这方面的问题。
技术实现要素:
5.本发明的目的在于提供一种油水双冷汽车散热系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种油水双冷汽车散热系统,包括汽车底盘,所述汽车底盘一侧的上端面上设置有电机壳体,所述电机壳体的内部分别设置有定子、转子、永磁体和输出轴,所述电机壳体内设置有若干个用于分区冷却转子的冷却机构,所述汽车底盘远离电机壳体一侧的上端面上设置有循环机构,所述电机壳体和循环机构的外部设置有用于冷却的风冷组件和用于冷却水的冷却器,所述电机壳体的上端设置有控制器;
7.所述冷却机构包括有:
8.安装管,所述安装管设置在定子上下端的空腔内,所述安装管的一端与电机壳体连接;
9.通油环,所述通油环连接在安装管之间与定子和转子上的凹槽相匹配;
10.内循环油管,所述内循环油管贯穿永磁体的下端螺旋设置在转子的内部用于转子内部的散热,所述内循环油管的上下端分别通过机械密封结构与通油环的内侧转动连接,所述内循环油管位于通油环内的两端分别设置有进油导流罩和出油导流罩;
11.内循环水管,所述内循环水管贯穿设置在定子上。
12.优选的,所述循环机构包括有:
13.循环水箱,所述循环水箱设置在汽车底盘远离电机壳体一侧的上端面上,所述循环水箱的上端面上设置有循环油箱,所述循环水箱和循环油箱的两侧设置有若干个轨道将循环水箱和循环油箱上下相连;
14.滑块,所述滑块滑动连接在轨道内用于封堵循环水箱和循环油箱侧壁上的进液孔和出液孔,所述滑块由磁铁材料制成,所述滑块上均设置有导油管,所述循环油箱进液孔一侧的导油管另一端与电机壳体下端的安装管相连接,所述循环油箱出液孔一侧的导油管另一端与电机壳体上端的安装管相连接;
15.电磁铁,所述电磁铁设置在循环水箱和循环油箱侧壁上位于轨道的上下两端用于驱动滑块的上下移动;
16.分隔板,所述分隔板设置在循环水箱内部的两端,所述分隔板上均设置有导水管,所述循环水箱出液端的导水管穿过循环水箱的箱体与内循环水管的一端连接,所述循环水箱进液端的导水管穿过循环水箱的箱体后经过冷却器与内循环水管的另一端连接;
17.冷却油管,所述冷却油管盘设在分隔板之间,所述冷却油管进液管和出液管的两端分别穿过分隔板设置在分隔板与循环水箱箱体的内壁之间。
18.优选的,所述风冷组件包括有:
19.进气管,所述进气管设置在汽车底盘靠近车头的一端,所述进气管下端进风口的安装位置低于汽车底盘方便下端冷空气的进入;
20.电机冷却风道,所述电机冷却风道设置在电机壳体的两侧用于冷却电机壳体上的电机散热片,所述电机冷却风道的进气端与进气管的上端连接;
21.风冷箱,所述风冷箱设置在循环水箱和循环油箱的外部,所述风冷箱的进风端通过导风管与电机冷却风道的出风端连接;
22.第一风罩,所述第一风罩设置在冷却器的一侧,所述第一风罩的下端通过导风管与风冷箱的出风端连接,所述冷却器的另一侧设置有第二风罩,所述第二风罩的下端连接有排气管,所述排气管的下端设置在汽车底盘远离进气管的一侧。
23.优选的,所述电机壳体上端的导油管上设置有油泵用于驱动每一个油路的循环,所述循环水箱出液端的导水管上设置有用于驱动水路循环的水泵。
24.优选的,所述循环水箱的下端面上以及循环水箱和循环油箱之间均设置有若干个支撑块用于方便冷空气的流通。
25.优选的,所述安装管的数量为个,所述通油环和内循环水管的数量为个。
26.优选的,所述控制器内设有plc中央处理器用于监测转子各个部位的温度数据并运算后发出电信号通过电磁铁控制相应的油路从循环水箱内进行循环达到将冷却油液快速降温的效果。
27.优选的,所述永磁体分成若干块安装在转子的外壁上与定子的绕组相对应。
28.优选的,所述电机壳体的外部位于电机冷却风道的下方设置有若干个安装架,所述安装架通过螺栓设置在汽车底盘的上端面上。
29.优选的,所述通油环、内循环油管、循环油箱、导油管、循环水箱的两端和冷却油管内填充的冷却用油均为与汽车变速箱通用的变速箱油。
30.与现有技术相比,本发明的有益效果是:
31.1、本发明通过设置有冷却机构,冷却机构包括有安装管、通油环、内循环油管、进油导流罩、出油导流罩和内循环水管,实现了用水冷液和冷却油同步为电机散热的效果,由于水的比热容大于油,使得定子在通入水冷液后散热的效果得到了有效地提升,有助于辅助吸收转子和永磁体上的热量,改善激烈驾驶状态下电机的散热效果,并且内循环油管贯穿永磁体的下端螺旋安装在转子的内部,与转子和永磁体的接触更加充分,热交换更加彻底,提高了电机的整体散热效率;
32.2、本发明通过设置有循环机构,循环机构包括有循环水箱、循环油箱、轨道、滑块、导油管、电磁铁、分隔板、导水管和冷却油管,实现了为电机转子进行局部快速降温的效果,将转子分成六段用六段油路分别进行降温,并针对性地将高温段转子所处的油路改道从冷却油管内经过从而与水冷液进行充分的热交换,增加了电机转子的局部快速散热的能力,有助于激烈驾驶状态下电机转子内部的快速散热和温度均衡,提高了永磁体的使用寿命,也进一步提高了电机的整体散热能力;
33.3、本发明通过设置有风冷组件,风冷组件包括有进气管、电机冷却风道、风冷箱、第一风罩、第二风罩和排气管,利用汽车行驶过程中产生的冷空气为电机壳体、循环水箱、循环油箱和冷却器进行了有效降温,并且配合冷却器的作用主动降低了水冷液的温度,提高了循环水箱内冷却油和水冷液的换热效果,其次冷空气在汽车行驶过程中可以主动产生,不需要额外的能量损耗,提高了能源的利用率。
附图说明
34.图1为本发明的整体立体图;
35.图2为本发明的整体主视图;
36.图3为本发明的整体主视结构示意图;
37.图4为本发明的冷却机构主视结构示意图;
38.图5为本发明的冷却机构侧视结构示意图;
39.图6为本发明的内循环水管右视排布示意图;
40.图7为本发明的循环油箱俯视结构示意图;
41.图8为本发明的循环机构侧视结构示意图;
42.图9为本发明的循环机构主视图;
43.图10为本发明的通流环中冷却油的流向示意图;
44.图11为本发明的循环水箱中冷却油和水冷液的流向示意图;
45.图12为本发明的图4中在a处的放大示意图;
46.图13为本发明的图7中在b处的放大示意图;
47.图14为本发明的图8中在c处的放大示意图。
48.图中:1、汽车底盘;2、电机壳体;3、定子;4、转子;5、永磁体;6、输出轴;7、冷却机
构;701、安装管;702、通油环;703、内循环油管;704、进油导流罩;705、出油导流罩;706、内循环水管;8、循环机构;801、循环水箱;802、循环油箱;803、轨道;804、滑块;805、导油管;806、电磁铁;807、分隔板;808、导水管;809、冷却油管;810、支撑块;9、风冷组件;901、进气管;902、电机冷却风道;903、风冷箱;904、第一风罩;905、第二风罩;906、排气管;10、冷却器;11、控制器;12、油泵;13、水泵;14、安装架;15、支撑板。
具体实施方式
49.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
50.需要说明的是,当元件被称为“固定”、“安装”、“连接”或“设置”有另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上的。需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有说明书特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
51.作为本发明的进一步改进,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,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一个或者更多个该特征。
52.请参阅图1-14所示,本发明提供一种油水双冷汽车散热系统技术方案:一种油水双冷汽车散热系统,包括汽车底盘1,汽车底盘1一侧的上端面上安装有电机壳体2,电机壳体2的内部分别安装有定子3、转子4、永磁体5和输出轴6,电机壳体2内安装有若干个用于分区冷却转子4的冷却机构7,汽车底盘1远离电机壳体2一侧的上端面上安装有循环机构8,电机壳体2和循环机构8的外部安装有用于冷却的风冷组件9和用于冷却水的冷却器10,电机壳体2的上端安装有控制器11;冷却机构7包括有安装管701、通油环702、内循环油管703和内循环水管706,安装管701安装在定子3上下端的空腔内,安装管701的一端与电机壳体2连接,通油环702连接在安装管701之间与定子3和转子4上的凹槽相匹配,安装管701位于通油环702内的部分开设有拐角用于控制冷却用油进入通油环702时的喷射方向,内循环油管703贯穿永磁体5的下端螺旋安装在转子4的内部用于转子4内部的散热,内循环油管703的上下端分别通过机械密封结构与通油环702的内侧转动连接,内循环油管703位于通油环702内的两端分别安装有进油导流罩704和出油导流罩705,当转子4带动内循环油管703开始转动后,进油导流罩704上的开口方向逆着通油环702内冷却用油的流动方向方便冷却用油进入,同时出油导流罩705上的开口方向顺着通油环702内冷却用油的流动方向方便冷却用油排出,内循环水管706贯穿安装在定子3上,转子4上位于每一个内循环油管703的内侧均安装有温度监测装置,温度监测装置会实时监测转子4在工作过程中每一段的温度,并将温度传输给控制器11,当需要永磁同步电机开始工作时,先检查通油环702、内循环油管703和循环机构8内的相关部件是否填充满冷却用油,以及内循环水管706和循环机构8内的相关部件是否充满水冷液,随后给电机通电,循环机构8启动,使得电机上端的安装管701开始向通油环702内通入低温冷却用油,同时电机下端的安装管701开始将通油环702内的冷却
用油导出到循环机构8内,保证通油环702内的冷却用油的温度峰值,随着电机的转子4开始转动,内循环油管703的两端开始在通油环702内侧的机械密封环内转动,其中进油导流罩704的进油口随着转动不断将通油环702内的油液导入,经过内循环油管703后从出油导流罩705流出,从而实现冷却用油和转子4以及永磁体5之间的热交换,在转子4和永磁体5进行热交换的同时,循环机构8也将水冷液从内循环水管706的一端导入,另一端导出回到循环机构8内,从而实现水冷液和定子3之间的热交换,通过冷却机构7,实现了用水冷液和冷却油同步为电机散热的效果,由于水的比热容大于油,使得定子3在通入水冷液后散热的效果得到了有效地提升,有助于辅助吸收转子4和永磁体5上的热量,改善激烈驾驶状态下电机的散热效果,并且内循环油管703贯穿永磁体5的下端螺旋安装在转子4的内部,与转子4和永磁体5的接触更加充分,热交换更加彻底,提高了电机的整体散热效率。
53.循环机构8包括有循环水箱801、滑块804、电磁铁806、分隔板807和冷却油管809,循环水箱801安装在汽车底盘1远离电机壳体2一侧的上端面上,循环水箱801的上端面上安装有循环油箱802,循环水箱801和循环油箱802的两侧焊接有若干个轨道803将循环水箱801和循环油箱802上下相连,滑块804滑动连接在轨道803内用于封堵循环水箱801和循环油箱802侧壁上的进液孔和出液孔,滑块804由磁铁材料制成,滑块804上均安装有导油管805,导油管805的接头与循环水箱801和循环油箱802侧壁上的进液孔和出液孔相匹配,循环油箱802进液孔一侧的导油管805另一端与电机壳体2下端的安装管701相连接,循环油箱802出液孔一侧的导油管805另一端与电机壳体2上端的安装管701相连接,电磁铁806安装在循环水箱801和循环油箱802侧壁上位于轨道803的上下两端用于驱动滑块804的上下移动,当电磁铁806通电时,上方的电磁铁806会对滑块804产生吸引力,下方的电磁铁806会对滑块804产生排斥力,使得滑块804可以稳定在轨道803的上端,当需要某个滑块804位于轨道803的下端时,改变上下电磁铁806的电流方向即可,此时上方的电磁铁806会对滑块804产生排斥力,下方的电磁铁806会对滑块804产生吸引力,分隔板807焊接在循环水箱801内部的两端用于密封循环水箱801两端的腔体,分隔板807上均安装有导水管808,循环水箱801出液端的导水管808穿过循环水箱801的箱体与内循环水管706的一端连接,循环水箱801进液端的导水管808穿过循环水箱801的箱体后经过冷却器10与内循环水管706的另一端连接,冷却油管809盘设在分隔板807之间,冷却油管809进液管和出液管的两端分别穿过分隔板807安装在分隔板807与循环水箱801箱体的内壁之间,在电机开始工作前,控制器11自检循环水箱801的中间蓄水腔、循环水箱801两端的蓄油腔和循环油箱802内是否充满相应的水冷液和冷却用油,当电机开始工作后,电磁铁806通电,在上下电磁铁806的配合下使得滑块804全部处于轨道803的上端,循环水箱801和循环油箱802内的水冷液和冷却用油进入电机内部循环散热,冷却用油通过各个导油管805进入到循环油箱802后进行混合,随后再从另一端的导油管805排出送入到电机内完成油路的循环,水冷液通过导水管808流经冷却器10降温后进入循环水箱801内两个分隔板807之间的蓄水腔中,再由另一端的导水管808排出送入电机内完成水路的循环,当温度监测装置监测到转子4某一段或多段的温度过高时,则会将温度数据转换成电信号发送给控制器11,接着判断出高温段转子4所处的油路,以及该油路内所包含的内循环油管703和导油管805,随后由控制器11发出电信号改变该油路中电磁铁806上的电流方向,从而控制该油路中导油管805所处的两端的滑块804滑动到轨道803的下方,随后滑块804的上端将原先循环油箱802侧壁上的进油孔封堵,导油管
805和循环水箱801两端的蓄油腔连通,随后高温段转子4所处油路内的冷却油通过循环水箱801一端的蓄油腔进行混合,接着进入到冷却油管809内再流入另一端的蓄油腔,最后通过导油管805排出送入电机内完成油路的循环,由于该油路中的冷却油管809在蓄水腔内经过了水冷液的热交换,因此进入电机时的温度会更低,有助于提高电机转子4的局部散热能力,通过循环机构8,实现了为电机转子4进行局部快速降温的效果,将转子4分成六段用六段油路分别进行降温,并针对性地将高温段转子4所处的油路改道从冷却油管809内经过从而与水冷液进行充分的热交换,增加了电机转子4的局部快速散热的能力,有助于激烈驾驶状态下电机转子4内部的快速散热和温度均衡,提高了永磁体5的使用寿命,也进一步提高了电机的整体散热能力。
54.风冷组件9包括有进气管901、电机冷却风道902、风冷箱903和第一风罩904,进气管901安装在汽车底盘1靠近车头的一端,进气管901下端进风口的安装位置低于汽车底盘1方便下端冷空气的进入,电机冷却风道902焊接在电机壳体2的两侧用于冷却电机壳体2上的电机散热片,电机冷却风道902的进气端与进气管901的上端连接,风冷箱903安装在循环水箱801和循环油箱802的外部,风冷箱903的进风端通过导风管与电机冷却风道902的出风端连接,第一风罩904安装在冷却器10的一侧,第一风罩904的下端通过导风管与风冷箱903的出风端连接,冷却器10的另一侧安装有第二风罩905,第二风罩905的下端连接有排气管906,排气管906的下端安装在汽车底盘1远离进气管901的一侧,排气管906的排气口面对车尾方向,当汽车开始行进后,汽车底盘1的下方会形成高速气流,其中的冷空气会通过进气管901进入到电机冷却风道902内,当冷空气从电机冷却风道902内经过时会和电机壳体2外侧的散热片进行热交换,从而带走电机壳体2表面的热量,接着冷空气通过导风管从风冷箱903的一端进入,随后经过循环水箱801和循环油箱802的外壁进行热交换后从风冷箱903的另一端排出,再通过导风管进入第一风罩904为冷却器10进行冷却,最后经第二风罩905和排气管906排出车外,通过风冷组件9,利用汽车行驶过程中产生的冷空气为电机壳体2、循环水箱801、循环油箱802和冷却器10进行了有效降温,并且配合冷却器10的作用主动降低了水冷液的温度,提高了循环水箱801内冷却油和水冷液的换热效果,其次冷空气在汽车行驶过程中可以主动产生,不需要额外的能量损耗,提高了能源的利用率。
55.电机壳体2上端的导油管805上安装有油泵12用于驱动每一个独立油路的循环,循环水箱801出液端的导水管808上安装有用于驱动水路循环的水泵13,当电机启动后,同时启动油泵12和水泵13可以驱动所有的油路和水路内的冷却油和水冷液开始循环,油泵12和水泵13是整个散热系统的动力源。
56.循环水箱801的下端面上以及循环水箱801和循环油箱802之间均安装有若干个支撑块810用于方便冷空气的流通,支撑块810保证了循环水箱801和汽车底盘1之间以及循环水箱801和循环油箱802之间都留有足够的间隙,方便冷空气从间隙内通过,从而与循环水箱801和循环油箱802的外壁进行热交换。
57.安装管701的数量为12个,通油环702和内循环水管706的数量为6个,通油环702和内循环水管706的数量由电机转子4被划分的温区数量所决定,若数量过少则容易出现每一段油路循环时间过长,从而导致热交换效率太低,若数量太多则循环水箱801和循环油箱802的体积必然会进一步扩大,占用了较多的空间,当数量为6个时既可以保证电机转子4每一段的热转换效率,也不会出现循环油箱802和循环水箱801体积过大占用较多空间的情
况。
58.控制器11内设有plc中央处理器用于监测转子4各个部位的温度数据并运算后发出电信号通过电磁铁806控制相应的油路从循环水箱801内进行循环达到将冷却油液快速降温的效果,当温度监测装置监测到转子4某一段或多段的温度过高时,则会将温度数据转换成电信号发送给plc中央处理器,经过plc中央处理器分析后,判断出高温段转子4所处的油路,以及该油路内所包含的内循环油管703和导油管805,随后plc中央处理器发出电信号改变该油路中电磁铁806上的电流方向,从而将该油路路径调整为从循环水箱801内经过,提高换热效率,同时在汽车启动时,即电机开始工作之前,plc中央处理器也会先自检一遍循环水箱801的中间蓄水腔、循环水箱801两端的蓄油腔、循环油箱802、内循环油管703、内循环水管706、导油管805以及导水管808内的冷却油量和水冷液量,确保整个散热系统的正常运行。
59.永磁体5分成若干块安装在转子4的外壁上与定子3的绕组相对应,为了避开转子4外侧的通油环702,因此将永磁体5分成若干块与转子4的外壁安装槽相匹配。
60.电机壳体2的外部位于电机冷却风道902的下方安装有若干个安装架14,安装架14通过螺栓固定在汽车底盘1的上端面上,电机壳体2的上下两端均安装有若干个用于固定导油管805的支撑板15,安装架14可以确保电机在工作时的稳定性,同时用螺栓固定更加方便后期的拆卸和检修,支撑板15上开设有若干个和导油管805外壁相匹配的孔洞,用于固定导油管805管路。
61.通油环702、内循环油管703、循环油箱802、导油管805、循环水箱801的两端和冷却油管809内填充的冷却用油均为与汽车变速箱通用的变速箱油,变速箱油具备较好的热稳定性和绝缘性,并且可以和汽车变速箱通用,后期更换和维护都较为方便。
62.工作原理:在使用本发明时,plc中央处理器也会先自检一遍循环水箱801的中间蓄水腔、循环水箱801两端的蓄油腔、循环油箱802、内循环油管703、内循环水管706、导油管805以及导水管808内的冷却油量和水冷液量,确保整个散热系统的正常运行,随后由plc中央处理器控制电路给电机和电磁铁806通电,油泵12启动,在上下电磁铁806的配合下使得滑块804全部处于轨道803的上端,冷却用油通过各个导油管805进入到循环油箱802后进行混合,随后再从另一端的导油管805通过油泵12排出送入到电机壳体2上端的安装管701内进入通油环702,同时电机下端的安装管701开始将通油环702内的冷却用油导出到循环油箱802中,保证通油环702内的冷却用油的温度峰值,随着电机的转子4开始转动,内循环油管703的两端开始在通油环702内侧的机械密封环内转动,其中进油导流罩704的进油口随着转动不断将通油环702内的油液导入,经过内循环油管703后从出油导流罩705流出,从而实现冷却用油和转子4以及永磁体5之间的热交换,在转子4和永磁体5进行热交换的同时,水冷液被水泵13从循环水箱801的蓄水腔中抽出注入内循环水管706的一端,最后水冷液从内循环水管706的另一端流出,通过导水管808流经冷却器10降温后进入循环水箱801内的蓄水腔中,实现了定子3的散热,当温度监测装置监测到转子4某一段或多段的温度过高时,则会将温度数据转换成电信号发送给plc中央处理器,接着plc中央处理器可以判断出高温段转子4所处的油路,以及该油路内所包含的内循环油管703和导油管805,随后由plc中央处理器发出电信号改变该油路中电磁铁806上的电流方向,从而控制该油路中导油管805所处的两端的滑块804滑动到轨道803的下方,随后滑块804的上端将原先循环油箱802侧壁上
的进油孔封堵,导油管805和循环水箱801两端的蓄油腔连通,随后高温段转子4所处油路内的冷却油通过循环水箱801一端的蓄油腔进行混合,接着进入到冷却油管809内再流入另一端的蓄油腔,最后通过导油管805排出送入电机内完成油路的循环,由于该油路中的冷却油管809在蓄水腔内经过了水冷液的热交换,因此进入电机时的温度会更低,有助于提高电机转子4的局部散热能力,当汽车开始行进后,汽车底盘1的下方会形成高速气流,其中的冷空气会通过进气管901进入到电机冷却风道902内,当冷空气从电机冷却风道902内经过时会和电机壳体2外侧的散热片进行热交换,从而带走电机壳体2表面的热量,接着冷空气通过导风管从风冷箱903的一端进入,随后经过循环水箱801和循环油箱802的外壁进行热交换后从风冷箱903的另一端排出,再通过导风管进入第一风罩904为冷却器10进行冷却,最后经第二风罩905和排气管906排出车外,完成了电机的整套散热;本发明结构简单,设计合理,通过冷却机构7,实现了用水冷液和冷却油同步为电机散热的效果,由于水的比热容大于油,使得定子3在通入水冷液后散热的效果得到了有效地提升,有助于辅助吸收转子4和永磁体5上的热量,改善激烈驾驶状态下电机的散热效果,并且内循环油管703贯穿永磁体5的下端螺旋安装在转子4的内部,与转子4和永磁体5的接触更加充分,热交换更加彻底,提高了电机的整体散热效率,并且通过循环机构8,实现了为电机转子4进行局部快速降温的效果,将转子4分成六段用六段油路分别进行降温,并针对性地将高温段转子4所处的油路改道从冷却油管809内经过从而与水冷液进行充分的热交换,增加了电机转子4的局部快速散热的能力,有助于激烈驾驶状态下电机转子4内部的快速散热和温度均衡,提高了永磁体5的使用寿命,也进一步提高了电机的整体散热能力,同时通过风冷组件9,利用汽车行驶过程中产生的冷空气为电机壳体2、循环水箱801、循环油箱802和冷却器10进行了有效降温,并且配合冷却器10的作用主动降低了水冷液的温度,提高了循环水箱801内冷却油和水冷液的换热效果,其次冷空气在汽车行驶过程中可以主动产生,不需要额外的能量损耗,提高了能源的利用率。
63.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。
64.尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明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,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征:
1.一种油水双冷汽车散热系统,包括汽车底盘(1),其特征在于:所述汽车底盘(1)一侧的上端面上设置有电机壳体(2),所述电机壳体(2)的内部分别设置有定子(3)、转子(4)、永磁体(5)和输出轴(6),所述电机壳体(2)内设置有若干个用于分区冷却转子(4)的冷却机构(7),所述汽车底盘(1)远离电机壳体(2)一侧的上端面上设置有循环机构(8),所述电机壳体(2)和循环机构(8)的外部设置有用于冷却的风冷组件(9)和用于冷却水的冷却器(10),所述电机壳体(2)的上端设置有控制器(11);所述冷却机构(7)包括有:安装管(701),所述安装管(701)设置在定子(3)上下端的空腔内,所述安装管(701)的一端与电机壳体(2)连接;通油环(702),所述通油环(702)连接在安装管(701)之间与定子(3)和转子(4)上的凹槽相匹配;内循环油管(703),所述内循环油管(703)贯穿永磁体(5)的下端螺旋设置在转子(4)的内部用于转子(4)内部的散热,所述内循环油管(703)的上下端分别通过机械密封结构与通油环(702)的内侧转动连接,所述内循环油管(703)位于通油环(702)内的两端分别设置有进油导流罩(704)和出油导流罩(705);内循环水管(706),所述内循环水管(706)贯穿设置在定子(3)上。2.根据权利要求1所述的油水双冷汽车散热系统,其特征在于:所述循环机构(8)包括有:循环水箱(801),所述循环水箱(801)设置在汽车底盘(1)远离电机壳体(2)一侧的上端面上,所述循环水箱(801)的上端面上设置有循环油箱(802),所述循环水箱(801)和循环油箱(802)的两侧设置有若干个轨道(803)将循环水箱(801)和循环油箱(802)上下相连;滑块(804),所述滑块(804)滑动连接在轨道(803)内用于封堵循环水箱(801)和循环油箱(802)侧壁上的进液孔和出液孔,所述滑块(804)由磁铁材料制成,所述滑块(804)上均设置有导油管(805),所述循环油箱(802)进液孔一侧的导油管(805)另一端与电机壳体(2)下端的安装管(701)相连接,所述循环油箱(802)出液孔一侧的导油管(805)另一端与电机壳体(2)上端的安装管(701)相连接;电磁铁(806),所述电磁铁(806)设置在循环水箱(801)和循环油箱(802)侧壁上位于轨道(803)的上下两端用于驱动滑块(804)的上下移动;分隔板(807),所述分隔板(807)设置在循环水箱(801)内部的两端,所述分隔板(807)上均设置有导水管(808),所述循环水箱(801)出液端的导水管(808)穿过循环水箱(801)的箱体与内循环水管(706)的一端连接,所述循环水箱(801)进液端的导水管(808)穿过循环水箱(801)的箱体后经过冷却器(10)与内循环水管(706)的另一端连接;冷却油管(809),所述冷却油管(809)盘设在分隔板(807)之间,所述冷却油管(809)进液管和出液管的两端分别穿过分隔板(807)设置在分隔板(807)与循环水箱(801)箱体的内壁之间。3.根据权利要求2所述的油水双冷汽车散热系统,其特征在于:所述风冷组件(9)包括有:进气管(901),所述进气管(901)设置在汽车底盘(1)靠近车头的一端,所述进气管(901)下端进风口的安装位置低于汽车底盘(1)方便下端冷空气的进入;
电机冷却风道(902),所述电机冷却风道(902)设置在电机壳体(2)的两侧用于冷却电机壳体(2)上的电机散热片,所述电机冷却风道(902)的进气端与进气管(901)的上端连接;风冷箱(903),所述风冷箱(903)设置在循环水箱(801)和循环油箱(802)的外部,所述风冷箱(903)的进风端通过导风管与电机冷却风道(902)的出风端连接;第一风罩(904),所述第一风罩(904)设置在冷却器(10)的一侧,所述第一风罩(904)的下端通过导风管与风冷箱(903)的出风端连接,所述冷却器(10)的另一侧设置有第二风罩(905),所述第二风罩(905)的下端连接有排气管(906),所述排气管(906)的下端设置在汽车底盘(1)远离进气管(901)的一侧。4.根据权利要求2所述的油水双冷汽车散热系统,其特征在于:所述电机壳体(2)上端的导油管(805)上设置有油泵(12)用于驱动每一个油路的循环,所述循环水箱(801)出液端的导水管(808)上设置有用于驱动水路循环的水泵(13)。5.根据权利要求2所述的油水双冷汽车散热系统,其特征在于:所述循环水箱(801)的下端面上以及循环水箱(801)和循环油箱(802)之间均设置有若干个支撑块(810)用于方便冷空气的流通。6.根据权利要求1所述的油水双冷汽车散热系统,其特征在于:所述安装管(701)的数量为12个,所述通油环(702)和内循环水管(706)的数量为6个。7.根据权利要求4所述的油水双冷汽车散热系统,其特征在于:所述控制器(11)内设有plc中央处理器用于监测转子(4)各个部位的温度数据并运算后发出电信号通过电磁铁(806)控制相应的油路从循环水箱(801)内进行循环达到将冷却油液快速降温的效果。8.根据权利要求1所述的油水双冷汽车散热系统,其特征在于:所述永磁体(5)分成若干块安装在转子(4)的外壁上与定子(3)的绕组相对应。9.根据权利要求3所述的油水双冷汽车散热系统,其特征在于:所述电机壳体(2)的外部位于电机冷却风道(902)的下方设置有若干个安装架(14),所述安装架(14)通过螺栓设置在汽车底盘(1)的上端面上,所述电机壳体(2)的上下两端均设置有若干个用于固定导油管(805)的支撑板(15)。10.根据权利要求2所述的油水双冷汽车散热系统,其特征在于:所述通油环(702)、内循环油管(703)、循环油箱(802)、导油管(805)、循环水箱(801)的两端和冷却油管(809)内填充的冷却用油均为与汽车变速箱通用的变速箱油。
技术总结
本发明公开了一种油水双冷汽车散热系统,包括汽车底盘,所述汽车底盘一侧的上端面上设置有电机壳体,所述电机壳体的内部设置有定子、转子、永磁体和输出轴,所述电机壳体内设置有若干个冷却机构,所述汽车底盘远离电机壳体一侧的上端面上设置有循环机构,所述电机壳体和循环机构的外部设置有风冷组件和冷却器,所述电机壳体的上端设置有控制器;本发明结构简单,设计合理,实现了用水冷液和冷却油同步为电机散热的效果,改善了激烈驾驶状态下电机的散热,提高了电机的整体散热效率,并且针对性地将高温段转子所处的油路改道从冷却油管内经过从而与水冷液进行充分的热交换,增加了电机转子的局部快速散热的能力。机转子的局部快速散热的能力。机转子的局部快速散热的能力。
技术研发人员:代京会 于广治 聂晓光
受保护的技术使用者:迪士博智造科技(南通)有限公司
技术研发日:2023.04.17
技术公布日:2023/7/12
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