CN108167200A - 带主动冷却通道的电子水泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带主动冷却通道的电子水泵，包括筒状的泵壳、外壳体、电机定子、电机转子、控制板、泵盖以及叶轮，所述泵壳与泵盖连接构成封闭的泵水室，所述叶轮设置在所述泵水室内，所述泵盖与所述外壳体围设形成半封闭的环形空间，所述电机转子和电机定子设置在所述环形空间内，所述环形空间内还设有若干冷却腔；所述控制板驱动所述电机定子形成磁场，带动所述电机转子和叶轮旋转。该电子水泵通过设置与泵水室相通的冷却腔，用泵内水流与自然热对流相结合的方式将电机定子壳的温度通过冷却液带走，无需额外的耗能设备，由于采用液冷设计，电机定转子温度可以低于外界环境温度，保证电机工作在最优状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种带主动冷却通道的电子水泵，属于汽车设备领域。
背景技术
汽车动力***的布局趋向紧凑化，大量热源集中在一起，由此其冷却***的性能直接影响整个***的可靠性。具体到电子水泵来说，一是需要保证水力性能的高效，能保证用最少的能量提供需要的流量输出；二是需要保证水泵及其电机本身尽可能少的向外界产生热辐射，而现有的常规设计难以解决这个问题。
现有的汽车用电子水泵主要用于动力原件(如发动机，电机，蓄电池等)的热管理***中，所处的环境温度通常可高达80℃到150℃，电机的散热条件非常恶劣。传统设计参照普通电机多采用散热片方案，但仍难以将温度控制在较合理的范围。由此带来电机效率低下，可靠性下降，材料成本过高等问题。
同时，现有技术对于汽车电子水泵电机的散热设计一般为在定子壳上设置散热片实现被动散热，其本质上借鉴自普通工业电机的设计方案，并未考虑到汽车电子水泵所处的高环境温度的特殊情况，因此导致散热效率不佳，电机温度远高于最优工作温度(因为无法低于环境温度)，并有可能带来永磁体退磁等问题。另一方面，其散发到外界中的热量反过来使动力源的工作环境变得更为恶劣，产生了交互影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带主动冷却通道的电子水泵，其结构简单，能实现电子水泵电机有效地散热，同时，保证水泵电机不向外界环境产生热辐射。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：包括筒状的泵壳、外壳体、电机定子、电机转子、控制板、泵盖以及叶轮，所述泵壳与泵盖连接构成封闭的泵水室，所述叶轮设置在所述泵水室内，所述泵盖与所述外壳体围设形成半封闭的环形空间，所述电机转子和电机定子设置在所述环形空间内，所述环形空间内还设有若干冷却腔，所述冷却腔连通所述泵水室；所述控制板驱动所述电机定子形成磁场，带动所述电机转子和叶轮旋转。
进一步地，所述泵盖包括若干翅片环，所述翅片环设置在所述环形空间内并将部分所述环形空间分割成若干所述冷却腔。
进一步地，所述翅片环沿所述环形空间的圆周方向设置，所述翅片环包括环形部和片形部，所述环形部沿所述环形空间的圆周方向设置在所述环形空间内侧，所述片形部平行于所述电子水泵的泵轴方向设置在所述环形部和泵盖之间，以减少所述电子水泵的制造难度，降低生产成本。
进一步地，所述冷却腔呈半封闭结构，所述冷却腔的开口端设置在朝向所述泵水室一侧以连通所述泵水室。
进一步地，所述冷却腔的径向厚度为0.1倍的电机定子外径，所述冷却腔的深度为0.2倍的电机定子外径，以保证所述冷却腔具有较高的冷却效率。
进一步地，所述电机转子通过芯轴安装在所述环形空间内，所述芯轴还连接所述叶轮。
进一步地，所述带主动冷却通道的电子水泵还包括轴封和轴联轴承，所述轴封和轴联轴承设置在所述芯轴两侧，所述轴封相对于所述轴联轴承靠近所述叶轮设置，且所述轴封连接所述泵盖以密封所述环形空间的一端。
进一步地，所述带主动冷却通道的电子水泵还包括电气室，所述控制板设置在所述电气室内。
进一步地，所述泵盖为导热系数高的金属或复合材料，优选为铝材。
进一步地，所述外壳体选自导热系数低的金属或复合材料，优选为聚苯硫醚或聚碳酸酯。
本发明的有益效果在于：本发明的带主动冷却通道的电子水泵通过设置与泵水室相通的冷却腔，用泵内水流与自然热对流相结合的方式将电机定子壳的温度通过冷却液带走，无需额外的耗能设备，由于采用液冷设计，电机定转子温度可以低于外界环境温度，保证电机工作在最优状态。
并且，该带主动冷却通道的电子水泵采用的双层壳体设计使电机的热辐射不会直接散发的外界环境中，避免了对其他动力原件产生影响。整体设计结构简单，无需特殊材料及工艺，可制造性高，实现成本低。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明一实施例所示的带主动冷却通道的电子水泵的结构示意图；
图2为图1所示的电子水泵的部分结构示意图；
图3为电子水泵实现冷却的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
请参见图1和图2，本发明一实施例所示的带主动冷却通道的电子水泵包括筒状的泵壳1、外壳体2、电机转子3、电机定子4、控制板(未图示)、泵盖5以及叶轮6，所述泵壳1与泵盖5连接构成封闭的泵水室11，所述叶轮6设置在所述泵水室11内，所述泵盖5与所述外壳体2围设形成半封闭的环形空间21，所述电机转子3和电机定子4设置在所述环形空间21内，所述控制板驱动所述电机定子4形成磁场，从而带动所述电机转子3和叶轮6旋转。所述电机转子3通过芯轴7安装在所述环形空间21内，所述芯轴7还连接所述叶轮6。
在本实施例中，所述泵盖5包括若干翅片环51，所述翅片环51设置在所述环形空间21内并将部分所述环形空间21分割成若干冷却腔22。所述冷却腔22呈半封闭结构，且所述冷却腔22的开口端设置在朝向所述泵水室11一侧以连通所述泵水室11。
在本实施例中，所述翅片环51沿所述环形空间21的圆周方向设置，所述翅片环51包括环形部511和片形部512，所述环形部511沿所述环形空间21的圆周方向设置在所述环形空间21内侧，所述片形部512平行于所述电子水泵的泵轴方向设置在所述环形部511和泵盖5之间，以减少所述电子水泵的制造难度，降低生产成本。
在本实施例中，所述片形部512的数目为16片，所述冷却腔22的径向厚度为0.1倍的电机定子外径，所述冷却腔的深度为0.2倍的电机定子外径，以保证所述冷却腔具有较高的冷却效率。诚然，在其他实施例中，该翅片环的数目、设置方向、厚度以及深度都可根据实际情况进行选择，而本发明所提出的设置为发明人通过若干设计实验结果得出，具有较优秀的冷却性能，同时其制造成本低。
在本实施例中，所述带主动冷却通道的电子水泵还包括轴封8和轴联轴承9，所述轴封8和轴联轴承9设置在所述芯轴7两侧，所述轴封8相对于所述轴联轴承9靠近所述叶轮6设置，且所述轴封8连接所述泵盖5以密封所述环形空间21的一端。
在本实施例中，所述泵盖5和翅片环51为导热系数高的金属或复合材料，优选为铝材，从而保证冷却腔22可以大幅度减少电机产生的热量；所述外壳体2选自导热系数低的金属或复合材料，优选为聚苯硫醚或聚碳酸酯，以实现电机与外界的热隔离。
在本实施例中，所述带主动冷却通道的电子水泵还包括电气室(未图示)，所述控制板设置在所述电气室内。
请结合图3，当电子水泵运行时，在泵壳1内形成环形水流12，该环形水流12同时冷却腔22内形成流体涡旋13，同时电机定子3产生的热量使冷却腔22内的水被加热，产生自然热对流，该对流进一步促进涡旋13，从而将热量与泵内液体交换而实现散热的效果。
综上所述：本发明的带主动冷却通道的电子水泵通过设置与泵水室相通的冷却腔，用泵内水流与自然热对流相结合的方式将电机定子壳的温度通过冷却液带走，无需额外的耗能设备，由于采用液冷设计，电机定转子温度可以低于外界环境温度，保证电机工作在最优状态。
并且，该带主动冷却通道的电子水泵采用的双层壳体设计使电机的热辐射不会直接散发的外界环境中，避免了对其他动力原件产生影响。整体设计结构简单，无需特殊材料及工艺，可制造性高，实现成本低。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种带主动冷却通道的电子水泵，其特征在于，包括筒状的泵壳、外壳体、电机定子、电机转子、控制板、泵盖以及叶轮，所述泵壳与泵盖连接构成封闭的泵水室，所述叶轮设置在所述泵水室内，所述泵盖与所述外壳体围设形成半封闭的环形空间，所述电机转子和电机定子设置在所述环形空间内，所述环形空间内还设有若干冷却腔，所述冷却腔连通所述泵水室；所述控制板驱动所述电机定子形成磁场，带动所述电机转子和叶轮旋转。
2.如权利要求1所述的带主动冷却通道的电子水泵，其特征在于，所述泵盖包括若干翅片环，所述翅片环设置在所述环形空间内并将部分所述环形空间分割成若干所述冷却腔。
3.如权利要求2所述的带主动冷却通道的电子水泵，其特征在于，所述翅片环沿所述环形空间的圆周方向设置，所述翅片环包括环形部和片形部，所述环形部沿所述环形空间的圆周方向设置在所述环形空间内侧，所述片形部平行于所述电子水泵的泵轴方向设置在所述环形部和泵盖之间。
4.如权利要求1或3所述的带主动冷却通道的电子水泵，其特征在于，所述冷却腔呈半封闭结构，所述冷却腔的开口端设置在朝向所述泵水室一侧以连通所述泵水室。
5.如权力要求1或3所述的带主动冷却通道的电子水泵，其特征在于，所述冷却腔的径向厚度为0.1倍的电机定子外径，所述冷却腔的深度为0.2倍的电机定子外径。
6.如权利要求1或3所述的带主动冷却通道的电子水泵，其特征在于，所述泵盖为导热系数高的金属或复合材料。
7.如权利要求1或3所述的带主动冷却通道的电子水泵，其特征在于，所述外壳体选自导热系数低的金属或复合材料。
8.如权利要求1或3所述的带主动冷却通道的电子水泵，其特征在于，所述电机转子通过芯轴安装在所述环形空间内，所述芯轴还连接所述叶轮。
9.如权利要求8所述的带主动冷却通道的电子水泵，其特征在于，所述带主动冷却通道的电子水泵还包括轴封和轴联轴承，所述轴封和轴联轴承设置在所述芯轴两侧，所述轴封相对于所述轴联轴承靠近所述叶轮设置，且所述轴封连接所述泵盖以密封所述环形空间的一端。
10.如权利要求1或3所述的带主动冷却通道的电子水泵，其特征在于，所述带主动冷却通道的电子水泵还包括电气室，所述控制板设置在所述电气室内。
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Legal Events
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20180620 Address after: 215000 6-901-87 unit, creative industry park, 328 Xing Hu Street, Suzhou Industrial Park, Suzhou, Jiangsu. Applicant after: SUZHOU LINGLONG AUTOMOBILE TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 215000 Hyde Park, 6, 1703, Hyde Park, Jiangsu. Applicant before: Zheng Xu |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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