一种轮毂电机及轴承单元一体化散热系统

1.本发明属于电机散热领域，更具体地，涉及一种轮毂电机及轴承单元一体化散热系统。


背景技术：

2.由于新能源汽车在实际运行工况中运行工况复杂多变，轮毂内空间有限，内部空气流通较差，散热困难，电机温升较大，过高的温升可能会导致电机绝缘高温失效，永磁体磁密降低，甚至会导致其发生不可逆退磁现象。轴承单元作为驱动和支承的基础部件，与永磁电机高度集成于轮毂内部，承受着高温、高转动惯量和强动载等多重作用，而高温是轮毂轴承单元失效的重要原因。由此可见，当前亟待解决轮毂电机及轴承单元散热困难、温度过高的难题。


技术实现要素：

3.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种轮毂电机及轴承单元一体化散热系统，由此解决轮毂电机及轴承单元散热困难、温度过高的技术问题。
4.为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种轮毂电机及轴承单元一体化散热系统，所述轮毂电机采用外转子结构，包括：散热器、冷却液箱、电动水泵、电机内流通液冷通道及轴承单元配合式液冷通道；
5.所述电机内流通液冷通道沿电机定子周向设置，所述轴承单元配合式液冷通道沿轴承总成周向设置；
6.冷却液从所述冷却液箱中流出，在进水口处进行分流，分别流入所述电机内流通液冷通道及轴承单元配合式液冷通道，对所述电机及轴承单元进行冷却后，在出水口处汇流后经所述电动水泵回流至所述冷却液箱；
7.所述散热器用于对循环冷却液进行冷却降温。
8.优选地，还包括进水口温度传感器、出水口温度传感器及电动水泵控制器；
9.所述进水口温度传感器和出水口温度传感器将冷却液温度传输至电动水泵控制器，以供电动水泵控制器实时调整电动水泵的流速及流量，实现对冷却液温度的闭环控制。
10.优选地，所述电机内流通液冷通道及所述轴承单元配合式液冷通道均采用螺旋循环通道。
11.优选地，所述进水口与所述电机内流通液冷通道及轴承单元配合式液冷通道之间分别设置多个水平及垂直通道。
12.优选地，所述电机内流通液冷通道及轴承单元配合式液冷通道与所述出水口之间分别设置多个水平及垂直通道。
13.优选地，所述电动水泵控制器采用pid控制。
14.优选地，所述冷却液为水、油或乙二醇水溶液。
15.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有
益效果：
16.本发明针对多工况下同步轮毂电机存在电机、轴承等多类热源的特点，提供了一种轮毂电机及轴承单元一体化散热系统，实现了对轮毂电机及轴承单元散热的一体化管理，是构建多热源下轮毂电机及轴承单元热管理方法的基础。该系统通过合理的通流绕管分布、冷却液的选择及冷却液流量流速的控制，可以实现同时约束轮毂电机及轴承单元内部温度的目的，从而提高轮毂电机运行的可靠性。
附图说明
17.图1为本发明提供的轮毂电机及轴承单元一体化散热系统结构示意图；
18.图2为本发明提供的螺旋循环通道示意图；
19.图3为本发明提供的电机内流通液冷通道及轴承单元配合式液冷通道俯视图。
具体实施方式
20.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
21.本发明实施例提供一种轮毂电机及轴承单元一体化散热系统，如图1所示，包括：散热器1、冷却液箱2、电动水泵6、电机内流通液冷通道11及轴承单元配合式液冷通道14；
22.所述电机内流通液冷通道11沿电机定子10周向设置，所述轴承单元配合式液冷通道14沿轴承总成周向设置；
23.冷却液从所述冷却液箱2中流出，在进水口3处进行分流，分别流入所述电机内流通液冷通道(即轮毂电机内流通液冷通道)及轴承单元配合式液冷通道，对所述电机及轴承单元进行冷却后，在出水口8处汇流后经所述电动水泵6回流至所述冷却液箱2；
24.所述散热器1用于对循环冷却液进行冷却降温。
25.优选地，还包括进水口温度传感器4、出水口温度传感器7及电动水泵控制器5；
26.所述进水口温度传感器4和出水口温度传感器7将冷却液温度传输至电动水泵控制器5，以供电动水泵控制器5实时调整电动水泵6的流速及流量，实现对冷却液温度的闭环控制。
27.优选地，所述进水口3与所述电机内流通液冷通道11及轴承单元配合式液冷通道14之间分别设置多个水平及垂直通道。
28.优选地，所述电机内流通液冷通道11及轴承单元配合式液冷通道14与所述出水口8之间分别设置多个水平及垂直通道。
29.具体地，本发明提供的散热系统为冷却液循环系统，包括轮毂电机、轴承单元，其中，轮毂电机使用外转子9结构，
30.优选地，定子10内侧托架处沿周向设置轮毂电机内流通液冷结构11。
31.轴承单元包括轮毂轴承总成13及滚珠12。
32.所述冷却液循环系统包括进水口、电机内流通液冷结构即电机内流通液冷通道、轴承单元配合式液冷结构即轴承单元配合式液冷通道及出水口，冷却液通过进水口进入液
冷结构入口后，通过水平通道流入轴承单元配合式液冷结构，通过垂直通道流入电机内流液冷结构，冷却液经螺旋循环水道充分吸收轮毂电机、轴承热量后汇流于出水口通道，在进水口和出水口处分别设有进水口温度传感器和出水口温度传感器，进水口温度传感器和出水口温度传感器将温度信息传输至电动水泵控制器，电动水泵控制器用以调整电动水泵的流速及流量，对温度实现闭环控制，在冷却液箱上方设置散热器对循环冷却液降温。
33.所述电机内流通液冷结构11与所述轴承单元配合式液冷结构4共用进水口4及出水口6，通过水平通道及垂直通道进行冷却液分流。
34.优选地，如图2所示，所述电机内流通液冷通道11及所述轴承单元配合式液冷通道14均采用螺旋循环通道。
35.具体地，所述电机内流通液冷通道11及所述轴承单元配合式液冷通道14均采用螺旋循环水道结构。
36.如图3所示，所述电机内流通液冷通道11沿电机定子10周向设置，所述轴承单元配合式液冷通道14沿轴承总成周向设置。
37.优选地，所述电动水泵控制器5采用pid控制。
38.优选地，所述冷却液为水、油或乙二醇水溶液。
39.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种轮毂电机及轴承单元一体化散热系统，所述轮毂电机采用外转子结构，其特征在于，包括：散热器(1)、冷却液箱(2)、电动水泵(6)、电机内流通液冷通道(11)及轴承单元配合式液冷通道(14)；所述电机内流通液冷通道(11)沿电机定子(10)周向设置，所述轴承单元配合式液冷通道(14)沿轴承总成周向设置；冷却液从所述冷却液箱(2)中流出，在进水口(3)处进行分流，分别流入所述电机内流通液冷通道(11)及轴承单元配合式液冷通道(14)，对所述轮毂电机及轴承单元进行冷却后，在出水口(8)处汇流后经所述电动水泵(6)回流至所述冷却液箱(2)；所述散热器(1)用于对循环冷却液进行冷却降温。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括进水口温度传感器(4)、出水口温度传感器(7)及电动水泵控制器(5)；所述进水口温度传感器(4)和出水口温度传感器(7)将冷却液温度传输至电动水泵控制器(5)，以供电动水泵控制器(5)实时调整电动水泵(6)的流速及流量，实现对冷却液温度的闭环控制。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电机内流通液冷通道(11)及所述轴承单元配合式液冷通道(14)均采用螺旋循环通道。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述进水口(3)与所述电机内流通液冷通道(11)及轴承单元配合式液冷通道(14)之间分别设置多个水平及垂直通道。5.如权利要求1或4所述的系统，其特征在于，所述电机内流通液冷通道(11)及轴承单元配合式液冷通道(14)与所述出水口(8)之间分别设置多个水平及垂直通道。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电动水泵控制器(5)采用pid控制。7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷却液为水、油或乙二醇水溶液。

技术总结
本发明公开了一种轮毂电机及轴承单元一体化散热系统，本发明针对多工况下同步轮毂电机存在电机、轴承等多类热源的特点，提供了一种轮毂电机及轴承单元一体化散热系统，实现了对轮毂电机及轴承单元散热的一体化管理，是构建多热源下轮毂电机及轴承单元热管理方法的基础。该系统通过合理的通流绕管分布、冷却液的选择及冷却液流量流速的控制，可以实现同时约束轮毂电机及轴承单元内部温度的目的，从而提高轮毂电机运行的可靠性。提高轮毂电机运行的可靠性。提高轮毂电机运行的可靠性。


技术研发人员：韦忠朝 陈曦 周亚坤 胡国庆
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2022.03.30
技术公布日：2022/6/21