一种分体式耐高温电子水泵的制作方法

1.本实用新型涉及一种电子水泵，具体涉及一种分体式耐高温电子水泵，属于水泵技术领域。


背景技术：

2.随着新能源的发展，电子水泵正在逐渐取代传统机械水泵。常见的电子水泵应用场景一般是在汽车冷却系统、家用热水系统等。以上这些场景中，用于循环的介质基本是水或常见的乙二醇防冻液，介质温度最高不会超过100℃。因此，市面上常见的电子水泵一般耐温都在100℃，最高也不会超过125℃。
3.而在其它场景中，比如高温燃料电池ht-pemfc，工作温度会达到160-180 ℃。此时采用常规的电子水泵则会出现水泵整体耐温不足，局部温度过高，水泵控制板则会因为高温传递而损坏，使得产品的寿命和稳定性明显下降。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是：现有电子水泵的控制部件不耐高温。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种分体式耐高温电子水泵，包括：
6.泵头，泵头包括泵头腔与叶轮，泵头腔带有进液口与出液口，叶轮安装在泵头腔内；
7.泵体，泵体与泵头连接；泵体包括泵体壳、电机定子、电机转子，电机定子与电机转子安装在泵体壳内，电机转子与叶轮连接；
8.控制模块，控制模块与泵体分离，并且依靠导电部件与泵体实现电导通。
9.在一些实施例中，控制模块包括控制盒与控制板，控制板安装在控制盒内。
10.在一些实施例中，导电部件包括三根导电柱，每根导电柱的第一端连接在泵体壳的尾端面边缘，导电柱的第二端连接在控制盒的底面边缘；每根导电柱的外表绝缘，内部导通三相电的其中一相。
11.在一些实施例中，包括至少三根连接柱，每根连接柱的第一端连接在泵体壳的尾端面边缘，每根连接柱的第二端连接在控制盒的底面边缘。
12.在一些实施例中，泵体壳的尾端面与控制盒的底面之间的空间内安装有隔热部件。
13.在一些实施例中，泵体壳的尾端面与控制盒的底面之间的空间内安装有散热风扇。
14.在一些实施例中，散热风扇被配置为：当扇叶转动时，风从控制盒的底面吹向泵体壳的尾端面。
15.在一些实施例中，控制盒由控制盒底和控制盒盖扣合形成，控制盒设有贯穿控制盒底与控制盒盖的导风孔。
16.在一些实施例中，散热风扇的扇叶与电机转子连接。
17.在一些实施例中，导电部件包括柔性导线。
18.本实用新型的有益效果：
19.(1)电子水泵为分体式，其控制模块与泵体分离，且远离泵头。电子水泵工作时，泵头内液体的热量难以到达控制模块。
20.(2)控制模块与泵体之间采用隔热部件或散热风扇，维持控制模块始终处于较低温度。散热风扇由水泵电机驱动，降低了控制的复杂性。
21.(3)本实用新型提供的分体式耐高温电子水泵可以用于高温环境，稳定可靠，使用寿命长。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例1中电子水泵的整体结构示意图。
23.图2为本实用新型实施例1中电子水泵隔热结构的安装示意图。
24.图3为本实用新型实施例1中电子水泵控制盒底的示意图。
25.图4为本实用新型实施例2中电子水泵的风扇与泵体的连接安装示意图。
26.图5为本实用新型实施例2中电子水泵的风扇的安装示意图。
27.图6为本实用新型实施例2中电子水泵的控制盒底的示意图。
28.图7为本实用新型实施例2中电子水泵控制板的示意图。
29.图8为本实用新型实施例2中电子水泵控制盒盖的示意图。
30.图9为本实用新型实施例3中电子水泵的整体结构示意图。
31.以上各图中的附图标记如下：
32.100 泵头
33.110 泵头腔
34.111 进液口
35.112 出液口
36.200 泵体
37.210 泵体壳
38.211 散热翅片
39.212 尾端面
40.220 导电柱
41.230 连接柱
42.240 电机转轴
43.300 控制模块
44.310 控制盒底
45.320 控制盒盖
46.321 散热翅片
47.400 隔热部件
48.500 控制模块
49.510 控制盒底
50.511 通风孔
51.512 通风孔
52.520 控制盒盖
53.521 通风管
54.522 通风管
55.523 散热翅片
56.530 控制板
57.531 通风孔
58.600 风扇
59.610 风扇壳体
60.620 保护盖
61.700 控制模块
62.710 控制盒底
63.711 安装孔
64.720 控制盒盖
65.730 导线
具体实施方式
66.本说明书以及权利要求书中所使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。在本专利的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。“包括”或者“具有”等类似的词语意指出现在“包括”或者“具有”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“具有”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。
67.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“横”、“纵”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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专利和简化描述，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专利的限制。
68.本实用新型的不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本实用新型也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征a、b、c，另一个实施例包含特征b、d，那么本实用新型也应视为包括含有 a、b、c、d的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。
69.在传统的电子水泵中，水泵的控制板安装在泵体壳内，体积紧凑，但控制板及电子元件的耐温有限，导致此种电子水泵不能用在高温环境。本实用新型提供了一种分体式耐高温电子水泵，控制模块与泵体分离并依靠导电部件实现电导通，这样泵内液体的热量不易传导至控制板，控制板始终保持低温，电子水泵不易发生故障。
70.本实用新型提供的分体式耐高温电子水泵主要由泵头、泵体、控制模块等组成，泵头与泵体紧密连接形成一个整体，控制模块与泵体分离。泵头腔带有进液口与出液口，叶轮安装在泵头腔内。进液口与出液口垂直，其中，进液口与水泵叶轮的转轴方向重合。叶轮与
电机转子连接。泵体包括泵体壳以及安装在泵体壳内的电机定子与电机转子。电机定子是许多线圈，它们靠近泵体壳内壁安装。电机转子位于泵体壳中轴处，电机转子的前端从泵体壳前端面伸入泵头腔，带动叶轮旋转。
71.导电部件从泵体壳的尾端面伸出并与控制模块连接。导电部件可以选用硬质的导电柱或者柔性导线。在采用硬质导电柱的实施例中，为了更好隔热，控制模块与泵体之间安装隔热材料，使泵头内高温液体的热量仅能传导至泵体，不能进一步传导至控制模块。或者，在控制模块与泵体之间安装散热器(例如，散热风扇)，进一步降低控制模块的温度。在采用柔性导线的实施例中，导线可以设置得很长，控制模块能够与泵体离得很远，泵头与泵体的热量难以到达控制模块。
72.以下结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本实用新型的构思。
73.实施例1
74.本实施例提供的分体式耐高温电子水泵如图1至图3所示。电子水泵主要由泵头100、泵体200、控制模块300以及隔热部件400组成。泵头100位于电子水泵的头部，泵体200位于电子水泵的中部，控制模块300位于泵体200的尾部，隔热部件400安装在泵体200与控制模块300之间，如图1所示。
75.如图2所示，泵头100的前端是泵头腔110，泵头腔110内安装有叶轮(图中未示出)。泵头腔110的最前端是进液口111，泵头腔110的侧方是出液口112。被电子水泵循环的液体从进液口111进入泵头腔110内部，被旋转的叶轮带动后，液体从出液口112输出。进液口111与出液口112相互垂直设置，符合流体力学原理。泵头100与泵体200的连接处以法兰方式密封固定，并可以分离。长期使用后，若泵头腔110内积聚污垢，可以把泵头腔110与泵体200分离，取出叶轮清洗，再清洗泵头腔110内壁。
76.泵体200的外部是泵体壳210，电机定子(图中未示出)与电机转子(图中未示出)安装在泵体壳210内，电机转子头部从泵体壳210的前端面伸出至泵头腔 110，然后它连接水泵的叶轮。电机通电后，电机转子带动叶轮转动。大部分电能转换成电机转子和叶轮旋转的机械能，但也有小部分电能转换成热量，导致电机定子发热，这些热量传递至泵体壳210。优选地，泵体壳210由金属材料制成，并在其外表设置纵向的散热翅片211，如图2所示。
77.控制模块300与泵体200分离。对于泵头外径8～10厘米的电子水泵，控制模块300与泵体200至少相距2厘米以上。对于更大型或更小型的电子水泵，控制模块与泵体之间的距离可按上述比例放大或缩小。此距离保证泵头100及泵体200的热量不会大量传导至控制模块300的电子元件，因为电子元件的耐热温度不高。控制模块300用于控制电机，通过三根导电柱220连接至电机。每根导电柱220的第一端连接在泵体壳尾端面212的边缘，如图2所示。导电柱220的第二端连接在控制盒底310的底面边缘。电机采用三相电，每根导电柱220通一相电。三根导电柱 220外表绝缘，等间距排列。为了使控制模块300与泵体200连接更牢固，再采用三根连接柱230加固连接，如图2所示。连接柱230的第一端连接在泵体壳的尾端面212边缘，第二端连接在控制盒底310的底面边缘。所有导电柱220与连接柱 230相互间隔且等距排成圆周。
78.控制模块300包括控制盒与控制板，控制板安装在控制盒内。控制盒由控制盒底310和控制盒盖320扣合形成。为了加强散热，在控制盒盖320设有散热翅片 321，如图3所示。
79.隔热部件400呈短圆柱体，安装在泵体200与控制模块300之间，且位于三根导电柱220与三根连接柱230围成的空间内。此外，隔热部件400的一个面与泵体 200的尾端面212固定，另一面与控制盒底310的底面悬空一些距离，如图1所示。隔热部件400可以采用普通隔热棉、高分子发泡材料、气凝胶等隔热材料制成。
80.电子水泵的工作流程如下：
81.(1)为电子水泵接通电源，控制电机转动，使得泵头腔的内外形成压差；
82.(2)上述压差将液体介质通过进液口111压入泵头腔110内，再从出液口112 排出；
83.(3)根据电子水泵控制板的信号输入，电机调整转速，控制一定量的液体吸入和排出，形成较稳定的流量。
84.实施例2
85.本实施例提供的分体式耐高温电子水泵如图4至图8所示。电子水泵主要由泵头100、泵体200、控制模块500以及风扇600组成。泵头100位于电子水泵的头部，泵体200位于电子水泵的中部，控制模块500位于泵体200的尾部，风扇 600安装在泵体200与控制模块500之间，如图1所示。泵体200与控制模块500 依靠导电柱220、连接柱230连接，其中导电柱220用于导电，连接柱230用于加固连接。泵头100、泵体200、导电柱220、连接柱230等与实施例1中它们各自的形状、结构、作用一致，本例不再赘述。
86.控制模块500包括控制盒与控制板，如图6至图8所示。控制盒由控制盒底 510与控制盒盖520扣合形成，控制板530安装在控制盒内。为了加强散热，在控制盒盖520设有散热翅片523，如图8所示。
87.在控制盒底510设有通风孔511及通风孔512利于空气流通，如图6所示。在控制板530设有两个通风孔531，如图7所示。在控制盒盖520设有两个通风管：通风管521与通风管522，如图8所示。当控制盒盖520扣合至控制盒底510时，通风管521与通风管522分别穿过控制板530的一个通风孔531，然后与控制盒底 510的通风孔511及通风孔512对接并密封，这样控制盒内部是一个密闭空间，控制板530被防水防尘的控制盒保护，但空气却可以从通风管、通风孔构成的风道中通过。
88.风扇600安装在泵体200与控制模块500之间，如图4所示。风扇600由风扇壳体610、扇叶、保护盖620组成，如图5所示。扇叶安装在风扇壳体610内，保护盖620盖在风扇壳体610的开口，提供对扇叶的保护，如图5所示。电机转轴 240从泵体200的尾端面212的中心伸出，扇叶连接在电机转轴240末端，如图4 所示。
89.随着电机的转动，电机转子同时带动水泵叶轮和风扇的扇叶旋转。这样设置的好处是：不用给风扇提供单独电源和控制，简化了水泵的零部件，提高了工作稳定性和使用寿命。叶轮转动越快，热液体流动越多，传导至泵体尾端面212的热量也随之增多。此时，风扇的扇叶也是转动越快，加快给泵体200散热。根据液体的温度、粘度等因素，通过设计扇叶的数量和尺寸等，使风扇散热功率与水泵叶轮的功率匹配，保证散热效率。进一步的，可以在电机转轴240上加装一套加速齿轮组或减速齿轮组，更精密调整风扇的转速，保证散热效率。
90.风扇600的存在是为了阻止泵体尾端面212的热量传导至控制模块500内的电子元件，很显然风扇600的扇叶转动时，冷风从控制盒510的底面吹向泵体尾端面212。此时，贯穿控制盒的风道(通风管521、通风管522、通风孔511、通风孔522)发挥导风作用。随着风扇600
转动，冷风从这两个风道内流过，为控制模块 500散热，把电子元件自身发出的热量也带走。
91.实施例3
92.本实施例提供的分体式耐高温电子水泵如图9所示。电子水泵主要由泵头100、泵体200、控制模块700组成。泵头100位于电子水泵的头部，泵体200位于电子水泵的中部，控制模块700通过导线730连接在泵体200的尾部。泵头100与实施例1的相同，此处不再赘述。因为控制模块700远离泵体200，泵体200的热量难以传递到控制模块700，泵体200因其自身不带电子元件可耐高温。在本实施中，泵体壳外表无需附加散热翅片。
93.控制模块700包括控制盒与控制板，控制盒由控制盒底710和控制盒盖720扣合形成，控制板安装在此控制盒内。在控制盒底710的边沿带有四个突出的安装孔 711，可依靠四颗螺钉穿过安装孔711并将控制盒固定在某处(例如，燃料电池的箱体内壁)。导线730是柔性的，其长度不限，只要保证泵头100的热量不传导至控制模块700而影响电子元件正常工作。
94.实施例4
95.实施例3中，控制模块700是电子水泵专用的。因为燃料电池系统是一个复杂的多模块系统，它必须具有一个系统总控制模块(主控板)。既然电子水泵的控制模块700可以放置在任何位置，进一步地，可以把电子水泵的控制模块集成至燃料电池系统的总控制模块内，这样取消了单独的电子水泵控制板，改为由主控板整体控制，加强燃料电池系统各个模块的协同。这样就不需要控制盒了，电子水泵仅需经软质导线与主控板对接即可。
96.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。