一種電機冷卻系統(tǒng)及電動汽車熱管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種電機冷卻系統(tǒng)及電動汽車熱管理系統(tǒng)，電機冷卻系統(tǒng)包括電機，所述電機包括電機殼體、分別安裝在電機殼體兩端的電機端蓋、可旋轉地安裝在所述電機端蓋上的轉子軸、安裝在所述轉子軸上的轉子以及套設在所述轉子外并固定在所述電機殼體內的定子，所述定子中形成一用于容納所述轉子的空腔；其特征在于：還包括電機進氣管道和電機排氣管道；所述轉子的端面的外側設有電機進氣孔，所述轉子的另一端面的外側設有電機排氣孔；所述電機進氣管道的一端固定在所述電機進氣孔上，所述電機排氣管道的一端固定在所述電機排氣孔上。本實用新型能夠有效針對轉子表面進行散熱，防止轉子磁瓦在高溫下退磁，提高轉子壽命，也提高電機工作效率。
【專利說明】
一種電機冷卻系統(tǒng)及電動汽車熱管理系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及電機冷卻系統(tǒng)以及汽車熱管理系統(tǒng)，尤其涉及電動汽車的電機冷卻系統(tǒng)以及汽車熱管理系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]電動汽車，特別是純電動汽車的驅動電機在工作時產(chǎn)生巨大的熱量，為此，純電動汽車在驅動電機定子或者電機外殼上設置管路，使用液冷的方式散熱，但轉子的冷卻工作并沒有兼顧。電機轉子通常包括轉子鐵芯和固定在該轉子鐵芯外表面上的磁瓦，磁瓦由永磁材料制成，其在定子產(chǎn)生的交變磁場的作用下產(chǎn)生渦流、磁滯損耗而發(fā)熱，但這些熱量缺乏往外散熱的路徑，導致磁瓦溫升較高，尤其與高溫的定子內圓表面相鄰的磁瓦表層溫升更高，容易發(fā)生退磁，縮短轉子壽命。
[0003]另一方面，純電動汽車的車廂供暖系統(tǒng)和電池系統(tǒng)均需要加熱元件對介質進行加熱，而通過加熱元件加熱，對車輛動力電池的電量損耗大，影響純電動汽車的續(xù)航能力。
【實用新型內容】
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種有效針對轉子表面進行散熱、提高轉子壽命和提高電機工作效率的電機冷卻系統(tǒng)。
[0005]本實用新型所采用的技術方案是:
[0006]—種電機冷卻系統(tǒng)，包括電機，所述電機包括電機殼體、分別安裝在電機殼體兩端的電機端蓋、可旋轉地安裝在所述電機端蓋上的轉子軸、安裝在所述轉子軸上的轉子以及套設在所述轉子外并固定在所述電機殼體內的定子，所述定子中形成一用于容納所述轉子的空腔;其特征在于:還包括電機進氣管道和電機排氣管道;所述轉子的端面的外側設有電機進氣孔，所述轉子的另一端面的外側設有電機排氣孔；；所述電機進氣管道的一端固定在所述電機進氣孔上，所述電機排氣管道的一端固定在所述電機排氣孔上。
[0007]本實用新型的電機冷卻系統(tǒng)，能夠有效針對轉子表面進行散熱，解決了現(xiàn)有技術中僅有針對電機定子的冷卻管道的不足，防止轉子磁瓦在高溫下退磁，提高轉子壽命，也提高電機工作效率。
[0008]進一步地，所述電機端蓋包括電機前端蓋和電機后端蓋;所述電機進氣孔設置在所述電機前端蓋上;所述電機排氣孔設置在所述電機殼體上，并靠近所述電機后端蓋。
[0009]進一步地，所述電機進氣孔與所述轉子的外表面和定子的內表面間的縫隙相對，或所述電機進氣孔與所述轉子的端面相對。
[0010]該進一步的設置可有效針對轉子表面的磁瓦進行散熱。
[0011]進一步地，還包括離心風扇，所述離心風扇套設在所述轉子軸靠近所述電機后端蓋的一端上。
[0012]本實用新型還提供一種電動汽車熱管理系統(tǒng)，包括電機、電池系統(tǒng);所述電機包括電機殼體、分別安裝在電機殼體兩端的電機端蓋、可旋轉地安裝在所述電機端蓋上的轉子軸、安裝在所述轉子軸上的轉子以及套設在所述轉子外并固定在所述電機殼體內的定子，所述定子中形成一用于容納所述轉子的空腔;所述電池系統(tǒng)包括電池殼體和固定在所述電池殼體中的電池組;其特征在于:還包括電機進氣管道和電機排氣管道;所述轉子的端面的外側設有電機進氣孔，所述轉子的另一端面的外側設有電機排氣孔;所述電機進氣管道的一端固定在所述電機進氣孔上，所述電機排氣管道的一端固定在所述電機排氣孔上。
[0013]本實用新型還提供電動汽車熱管理系統(tǒng)，其可用于電動汽車，尤其是純電動汽車的熱管理。
[0014]進一步地，所述電機端蓋包括電機前端蓋和電機后端蓋;所述電機進氣孔設置在所述電機前端蓋上;所述電機排氣孔設置在所述電機殼體上，并靠近所述電機后端蓋。
[0015]進一步地，所述電機進氣孔與所述轉子的外表面和定子的內表面間的縫隙相對，或所述電機進氣孔與所述轉子的端面相對。
[0016]進一步地，所述電池殼體的兩端分別設有電池進氣孔和電池排氣孔，所述電機排氣管道的另一端固定在所述電池進氣孔上。
[0017]利用電機冷卻系統(tǒng)排出的暖氣對電池系統(tǒng)進行加熱，節(jié)省汽車動力電池的電量損耗，節(jié)約能源，提高汽車的續(xù)航能力。
[0018]進一步地，還包括電池加熱調節(jié)閥、電池溫度傳感器、供暖風道和供暖調節(jié)閥；所述電機排氣管道的一端與所述電機連接，其另一端分兩路分別與所述電池殼體和所述供暖風道連接;所述電池加熱調節(jié)閥固定在所述電機排氣管道上并靠近所述電池殼體處，所述電池溫度傳感器固定在所述電池殼體內；所述供暖調節(jié)閥固定在所述電機排氣管道上并靠近所述供暖風道處。
[0019]進一步地，還包括排氣氣道和排氣調節(jié)閥，所述電機排氣管道的一端與所述電機連接，其另一端分三路分別與所述電池殼體、供暖風道和排氣氣道連接，所述排氣氣道通往車外;所述電機排氣管道通過所述排氣調節(jié)閥與所述排氣氣道連接。
[0020]為了更好地理解和實施，下面結合附圖詳細說明本實用新型。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型的電動汽車熱管理系統(tǒng)的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]請參閱圖1，其為本實用新型的電動汽車熱管理系統(tǒng)的結構示意圖。本實用新型的電動汽車熱管理系統(tǒng)包括電機冷卻系統(tǒng)、電池系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)，該電機冷卻系統(tǒng)分別與該電池系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)固定連接。
[0023]具體地，該電機冷卻系統(tǒng)包括依次連接的迎風口21、電機進氣管道22、電機和電機排氣管道26，以及依次固定在該電機進氣管道22上的第一空氣濾清器23、電機冷卻鼓風機24和空氣干燥器25。該迎風口 21接入汽車的空氣內外循環(huán)系統(tǒng)，從車外吸入空氣或通過車內封閉的循環(huán)系統(tǒng)獲得空氣。
[0024]該電機包括電機殼體11、電機前端蓋121、電機后端蓋122、轉子軸13、轉子14、定子和離心風扇16。其中，該電機前端蓋121和電機后端蓋122分別固接在該電機殼體11的兩端面上，該轉子軸13通過軸承分別可旋轉地安裝在該電機前端蓋121和電機后端蓋122上，該轉子14固定套設在該轉子軸13上，該定子套設在該轉子14外并固定在該電機殼體11內，該定子中形成一用于容納轉子的空腔。該離心風扇16套設在轉子軸13靠近電機后端蓋122的一端上。該定子包括定子鐵芯151和纏繞在該定子鐵芯151上的定子繞組152，該轉子包括轉子鐵芯和磁瓦，該磁瓦位于該轉子的外表面，磁瓦的表層發(fā)熱較高。該轉子的外表面與定子的內表面間形成一環(huán)形的徑向縫隙。
[0025]該電機前端蓋121上設有電機進氣孔111，且該電機進氣孔111轉子外表面和定子內表面間的縫隙相對，即電機進氣孔111的中心軸穿過該縫隙。該電機進氣孔111沿轉子軸13的軸向設置。該電機進氣管道22的一端固定在該電機進氣孔111上。該電機殼體11上設有電機排氣孔1211，且該電機排氣孔1211靠近電機后端蓋122。該電機排氣管道26的一端固定在該電機排氣孔1211上。
[0026]該電機冷卻系統(tǒng)工作時，氣體從迎風口21進入，依次經(jīng)過第一空氣濾清器23、電機冷卻鼓風機24和空氣干燥器25，然后進入電機內，從轉子外表面和定子內表面間的縫隙經(jīng)過，對轉子尤其是轉子外表面進行冷卻，最后離心風扇16將氣流沿徑向吹至電機排氣管道。
[0027]在其它實施方式中，電機進氣孔可與轉子端面相對，即電機進氣孔的中心軸穿過轉子端面，尤其可設置電機進氣孔的中心軸與轉子中心軸重合，氣流從電機進氣孔進入電機后，直接吹送到轉子端面上，然后沿著轉子端面流動，最后進入轉子外表面和定子內表面間的縫隙，該設置可以兼顧轉子端面的散熱，同時進入縫隙的氣流分布更均勻，有利于均衡散熱。
[0028]在更寬泛的實施方式中，該電機進氣孔可不受制于上述限定，此更寬泛的實施方式是:電機進氣孔設置在轉子的端面的外側，包括了兩種可選的情況:一是設置在電機前端蓋上，二是設置在電機殼體上靠近電機前端蓋處，而電機排氣孔設置在轉子的另一端面的外側，也包括了兩種可選的情況:一是設置在電機后端蓋上，二是設置在電機殼體上靠近電機后端蓋處。
[0029]在其他實施方式中，還可采用以下改動:該電機進氣孔還可以與軸向成一定角度地傾斜設置，針對轉子的具體發(fā)熱情況調整角度；電機進氣孔和電機排氣孔可以設置多個，從多個不同位置將氣體吹進和吹出；也可以省去離心風扇，將電機排氣孔設置在電機后端蓋上，與電機進氣孔正對；電機進氣孔也可設置在電機后端蓋上，電機排氣孔設置在靠近電機前端蓋的電機殼體處，使氣體從后向前流動，相應地，離心風扇設置在靠近電機前端蓋處；電機定子或電機殼體11上設置另一套冷卻管道，如使用液冷的方式進行散熱，使散熱效果更完善。
[0030]該電機排氣管道26的一端固定在電機排氣孔1211處，其另一端分為三路，分別與電池系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)連接。
[0031]該電池系統(tǒng)包括電池殼體31、電池組32、電池加熱調節(jié)閥33和電池溫度傳感器34。該電池殼體31的兩端分別設置電池進氣孔311和電池排氣孔312，該電機排氣管道26的一端固定在該電池進氣孔311上。該電池組32和電池溫度傳感器34固定在該電池殼體31內，該電池加熱調節(jié)閥33固定在該電機排氣管道26上靠近電池殼體31的一端處，用于開啟、關閉或調節(jié)氣流流量大小。工作時，冷卻氣體經(jīng)過電機時吸熱升溫為暖氣，該暖氣通過電機排氣管道26進入電池殼體內，對電池組32進行加熱，然后從電池排氣孔312排出，進入排氣系統(tǒng)。根據(jù)電池溫度傳感器34顯示的溫度信息，可調節(jié)電池加熱調節(jié)閥33，以調節(jié)至需要的空氣流量進行加熱。
[0032 ]該供暖系統(tǒng)包括供暖風道41、供暖調節(jié)閥42、第二空氣濾清器43、供暖鼓風機44和暖風溫度傳感器45。電機排氣管道26的一端依次設有供暖調節(jié)閥42、供暖鼓風機44和第二空氣濾清器43，最后與供暖風道41的一端固接。該供暖調節(jié)閥33用于開啟、關閉或調節(jié)氣流流量大小。工作時，從電機排出的暖氣通過電機排氣管道26進入到供暖風道41，為車廂內提供暖氣。該暖風溫度傳感器45設置在該供暖風道的一端，對暖風的溫度進行探測，可根據(jù)探測的溫度與乘客需要的溫度作對比實時調節(jié)供暖調節(jié)閥42的開啟、關閉或調節(jié)氣流大小。
[0033]該排氣系統(tǒng)包括排氣氣道51和排氣調節(jié)閥52。該電機排氣管道26的一端通過該排氣調節(jié)閥52與排氣氣道51連接，該排氣調節(jié)閥52用于開啟、關閉或調節(jié)氣流流量大小。
[0034]除了分別在電池系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)上設置電池加熱調節(jié)閥、供暖調節(jié)閥和排氣調節(jié)閥控制進入各系統(tǒng)的氣流大小以外，在其它實施方式中，可在電機排氣管道26的一端設置一進三出的選擇閥，該選擇閥的進氣口與電機排氣管道連接，該選擇閥的三個排氣口分別與電池系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)連接，通過對選擇閥上各通路的開啟、關閉或調節(jié)開啟大小來分別調節(jié)從電機排氣管道進入各系統(tǒng)的氣流大小。
[0035]本實用新型的電動汽車熱管理系統(tǒng)在工作時，空氣從迎風口21進入電機冷卻系統(tǒng)，對電機特別是轉子表面進行冷卻，空氣在電機內吸熱升溫為暖氣，然后從電機排氣管道26排出，分三路分別進入電池系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)，并分別根據(jù)電池系統(tǒng)內的溫度、車廂供暖需要，通過電池加熱調節(jié)閥33和供暖調節(jié)閥42對進入電池系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)的空氣流量進行控制，同時通過排氣系統(tǒng)將多余的空氣排出汽車。
[0036]本實用新型的電機冷卻系統(tǒng)，能夠有效針對轉子表面進行散熱，解決了現(xiàn)有技術中僅有針對電機定子的冷卻管道的不足，防止轉子磁瓦在高溫下退磁，提高轉子壽命，也提高電機工作效率;進一步地，將電機進氣孔與轉子外表面和定子內表面間的縫隙相對，使氣流更集中地吹過轉子表面的磁瓦，能更有效地針對轉子表面的磁瓦進行散熱。本實用新型還提供電動汽車熱管理系統(tǒng)，其可用于電動汽車，尤其是純電動汽車的熱管理，利用電機冷卻系統(tǒng)排出的暖氣分別對電池系統(tǒng)和車廂內的供暖系統(tǒng)進行加熱，節(jié)省汽車動力電池的電量損耗，節(jié)約能源，提高汽車的續(xù)航能力。
[0037]本實用新型并不局限于上述實施方式，如果對本實用新型的各種改動或變形不脫離本實用新型的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本實用新型的權利要求和等同技術范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變形。
【主權項】
1.一種電機冷卻系統(tǒng)，包括電機，所述電機包括電機殼體、分別安裝在電機殼體兩端的電機端蓋、可旋轉地安裝在所述電機端蓋上的轉子軸、安裝在所述轉子軸上的轉子以及套設在所述轉子外并固定在所述電機殼體內的定子，所述定子中形成一用于容納所述轉子的空腔;其特征在于:還包括電機進氣管道和電機排氣管道;所述轉子的端面的外側設有電機進氣孔，所述轉子的另一端面的外側設有電機排氣孔;所述電機進氣管道的一端固定在所述電機進氣孔上，所述電機排氣管道的一端固定在所述電機排氣孔上。2.根據(jù)權利要求1所述的電機冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述電機端蓋包括電機前端蓋和電機后端蓋;所述電機進氣孔設置在所述電機前端蓋上;所述電機排氣孔設置在所述電機殼體上，并靠近所述電機后端蓋。3.根據(jù)權利要求1所述的電機冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述電機進氣孔與所述轉子的外表面和定子的內表面間的縫隙相對，或所述電機進氣孔與所述轉子的端面相對。4.根據(jù)權利要求2所述的電機冷卻系統(tǒng)，其特征在于:還包括離心風扇，所述離心風扇套設在所述轉子軸靠近所述電機后端蓋的一端上。5.—種電動汽車熱管理系統(tǒng)，包括電機、電池系統(tǒng);所述電機包括電機殼體、分別安裝在電機殼體兩端的電機端蓋、可旋轉地安裝在所述電機端蓋上的轉子軸、安裝在所述轉子軸上的轉子以及套設在所述轉子外并固定在所述電機殼體內的定子，所述定子中形成一用于容納所述轉子的空腔;所述電池系統(tǒng)包括電池殼體和固定在所述電池殼體中的電池組；其特征在于:還包括電機進氣管道和電機排氣管道;所述轉子的端面的外側設有電機進氣孔，所述轉子的另一端面的外側設有電機排氣孔;所述電機進氣管道的一端固定在所述電機進氣孔上，所述電機排氣管道的一端固定在所述電機排氣孔上。6.根據(jù)權利要求5所述的電動汽車熱管理系統(tǒng)，其特征在于:所述電機端蓋包括電機前端蓋和電機后端蓋;所述電機進氣孔設置在所述電機前端蓋上;所述電機排氣孔設置在所述電機殼體上，并靠近所述電機后端蓋。7.根據(jù)權利要求5所述的電動汽車熱管理系統(tǒng)，其特征在于:所述電機進氣孔與所述轉子的外表面和定子的內表面間的縫隙相對，或所述電機進氣孔與所述轉子的端面相對。8.根據(jù)權利要求5所述的電動汽車熱管理系統(tǒng)，其特征在于:所述電池殼體的兩端分別設有電池進氣孔和電池排氣孔，所述電機排氣管道的另一端固定在所述電池進氣孔上。9.根據(jù)權利要求5所述的電動汽車熱管理系統(tǒng)，其特征在于:還包括電池加熱調節(jié)閥、電池溫度傳感器、供暖風道和供暖調節(jié)閥;所述電機排氣管道的一端與所述電機連接，其另一端分兩路分別與所述電池殼體和所述供暖風道連接;所述電池加熱調節(jié)閥固定在所述電機排氣管道上并靠近所述電池殼體處，所述電池溫度傳感器設置在所述電池殼體內；所述供暖調節(jié)閥固定在所述電機排氣管道上并靠近所述供暖風道處。10.根據(jù)權利要求8所述的電動汽車熱管理系統(tǒng)，其特征在于:還包括排氣氣道和排氣調節(jié)閥，所述電機排氣管道的一端與所述電機連接，其另一端分三路分別與所述電池殼體、供暖風道和排氣氣道連接，所述排氣氣道通往車外;所述電機排氣管道通過所述排氣調節(jié)閥與所述排氣氣道連接。
【文檔編號】H01M10/66GK205509777SQ201620197324
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月15日
【發(fā)明人】石華山, 池文茂, 何競波, 岑健明
【申請人】江門市甜的電器有限公司