电机设备及车辆的制作方法

1.本公开涉及电机技术领域，尤其涉及电机设备及车辆。


背景技术：

2.电机在功率过高的情况下，会导致电机的发热量过大，从而影响电机的工作稳定性和可靠性。相关技术中内的电机通常采用水冷散热的方式，散热效果较差，无法在电机工作温度过高时实现快速冷却。


技术实现要素：

3.本公开提供了一种电机设备及车辆。
4.根据本公开的一方面，提供一种电机设备，包括：
5.电机本体，电机本体的外表面的至少部分形成散热区域；
6.制冷部，包括至少一个半导体制冷件，半导体制冷件设于散热区域；
7.散热部，包括吸热件、散热件和泵体，吸热件设于散热区域，吸热件的内部设有第一冷媒流道，散热件的内部设有第二冷媒流道，第一冷媒流道和第二冷媒流道通过冷媒管路连通，泵体设于冷媒管路。
8.在一种实施方式中，散热区域设有固定槽，半导体制冷件嵌设于固定槽内；吸热件贴设于散热区域。
9.在一种实施方式中，制冷部包括多个半导体制冷件，固定槽为与多个半导体制冷件一一对应的多个，且多个固定槽在散热区域的长度方向上间隔设置。
10.在一种实施方式中，散热区域还设有走线槽；制冷部还包括与半导体制冷件电连接的导线，导线嵌设于走线槽内。
11.在一种实施方式中，散热区域为多个，制冷部和吸热件分别为与多个散热区域一一对应的多个。
12.在一种实施方式中，吸热件具有与第一冷媒流道连通的冷媒入口和冷媒出口，散热件具有与第二冷媒流道连通的输入口和输出口；冷媒管路包括：
13.第一管路，第一管路为与吸热件对应设置的多个，第一管路连接于对应的吸热件的冷媒出口与输入口之间；
14.第二管路，第二管路为与吸热件对应设置的多个，第二管路连接于对应的吸热件的冷媒入口与输出口之间。
15.在一种实施方式中，冷媒管路还包括第一接头和第二接头；
16.第一接头包括多个第一输入接口和一个第一输出接口，多个第一输入接口与多个第一管路一一对应，各第一输入接口与对应的第一管路的输出端连接，第一输出接口与输入口连接；
17.第二接头包括多个第二输出接口和一个第二输入接口，多个第二输出接口与多个第二管路一一对应，各第二输出接口与对应的第二管路的输入端连接，第二输入接口与输
出口连接。
18.在一种实施方式中，冷媒管路还包括第一连接管和第二连接管；
19.第一连接管连接于第一输出接口与输入口之间；
20.第二连接管连接于第二输入接口与输出口之间；
21.泵体设于第一连接管或者第二连接管。
22.在一种实施方式中，多个吸热件的冷媒入口和冷媒出口位于同一侧设置。
23.在一种实施方式中，散热件的外表面设有间隔排布的多个散热翅片。
24.在一种实施方式中，散热翅片在散热件的长度方向上延伸，且多个散热翅片在散热件的宽度方向上等间距间隔设置。
25.根据本公开的另一方面，还提供了一种车辆，包括根据本公开上述实施例的电机设备。
26.根据本公开的技术，通过在电机本体的散热区域设置制冷部和散热部，实现了对电机本体的热电制冷和/或液冷制冷，提高了对电机本体的制冷效果，进而提升了电机设备的工作稳定性。并且，通过设置与温度传感器、泵体以及半导体散热件分别电连接的控制装置，控制装置根据温度传感器的检测结果控制泵体和/或半导体制冷件工作，从而可以对电机本体实现单独的热电制冷或液冷制冷，或者同时进行热电制冷和液冷制冷，由此，针对电机本体不同的工作温度，实现了多种制冷方式，从而在提高对电机本体的制冷效果的同时，降低了制冷过程中的电力成本。
27.应当理解，实用新型内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
28.结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
29.图1示出根据本公开实施例的电机设备的结构示意图；
30.图2示出根据本公开实施例的电机设备的局部结构示意图；
31.图3示出根据本公开实施例的电机设备的局部结构示意图；
32.图4示出根据本公开实施例的电机设备的散热件的结构示意图。
33.附图标记说明：
34.电机设备1；
35.电机本体10；散热区域11；固定槽111；走线槽112；
36.制冷部20；半导体制冷件21；导线22；
37.散热部30；吸热件31；第一冷媒流道31a；散热件32；第二冷媒流道32a；散热翅片321；泵体33；
38.冷媒管路40；第一管路41；第二管路42；第一接头43；第一输入接口431；第一输出接口432；第二接头44；第二输入接口441；第二输出接口442；第一连接管45；第二连接管46。
具体实施方式
39.以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
40.下面参照图1至图4描述根据本公开实施例的电机设备1。
41.如图1和图2所示，根据本公开实施例的电机设备1包括电机本体10、制冷部20以及散热部30。
42.具体而言，电机本体10的外表面的至少部分形成散热区域11。制冷部20包括至少一个半导体制冷件21，半导体制冷件21设于散热区域11。散热部30包括吸热件31、散热件32和泵体33，吸热件31设于散热区域11，吸热件31的内部设有第一冷媒流道31a，散热件32的内部设有第二冷媒流道32a，第一冷媒流道31a和第二冷媒流道32a通过冷媒管路40连通，泵体33设于冷媒管路40。
43.示例性地，散热区域11可以形成于电机本体10外表面的任意区域。例如，电机本体10的外表面具有两个相对设置的较为平滑的侧表面，散热区域11为两个且由两个较为平滑的侧表面分别形成。
44.示例性地，半导体制冷件21是由半导体所组成的一种冷却装置。半导体制冷件21包括多个n型半导体、多个p型半导体以及两个绝缘陶瓷片。其中，多个n型半导体和多个p型半导体相互交替串联于两个绝缘陶瓷片之间，且任意相邻的n型半导体和p型半导体通过金属导体电导通。在通电的情况下，两个绝缘陶瓷片分别形成半导体制冷件21的冷端和热端。其中，半导体制冷件21的冷端朝向电机本体10的散热区域11且贴合设置，半导体制冷件21的热端背离电机本体10的散热区域11设置。由此，可以使半导体制冷件21的冷端吸收电机本体10散发的热量，以起到对电机本体10进行冷却的作用。
45.示例性地，散热件32所采用的冷媒可以为通过相变进行吸热和放热的流体，例如可以为水。吸热件31贴合设置于散热区域11，吸热件31内部的第一冷媒流道31a用于供冷媒流动，且在流动的过程中冷媒吸收电机本体10散发的热量。散热件32与吸热件31间隔设置，散热件32内部的第二冷媒流道32a通过冷媒管路40与第一冷媒流道31a连通，散热件32内部的第二冷媒流道32a同样用于供冷媒流动，且在流动的过程中冷媒放热。泵体33设于冷媒流道，用于将吸热后的高温冷媒从第一冷媒流道31a泵送至第二冷媒流道32a，以及将放热后的低温冷媒泵送至第一冷媒流道31a，以此实现冷媒在吸热件31和散热件32之间的循环，从而实现对电机本体10的液冷散热。
46.为了提高冷媒在第一冷媒流道31a内流动过程中的吸热效果，第一冷媒流道31a可以为蜿蜒设置的多段曲线形状，以延长冷媒在第一冷媒流道31a内的流动路径，从而提高冷媒的吸热量。相应地，为了提高冷媒在第二冷媒流道32a内流动过程中的放热效果，第二冷媒流道32a可以同样采用蜿蜒设置的多段曲线形状，以延长冷媒在第二冷媒流道32a内的流动路径，从而提高冷媒的放热量。
47.进一步地，电机本体10设有用于检测其工作温度的温度传感器(图中未示出)。电机设备1还包括控制装置(图中未示出)，控制装置用于根据温度传感器的检测结果，控制泵体33和半导体制冷件21中的至少之一工作。
48.温度传感器可以采用于本领域普通技术人员现在和未来知悉的各种形式，这里不再详细描述，只要能够实现测量出电机本体10的工作温度即可。此外，本公开实施例对于温度传感器在电机本体10上的设置位置也不做具体限定，温度传感器可以根据实际需要设置于电机本体10上的任何位置，例如可以是电机本体10上发热较为显著的位置。
49.控制装置与温度传感器、泵体33以及半导体制冷件21分别电连接。具体地，控制装置用于接收温度传感器的检测结果，并向泵体33和半导体制冷件21分别输出控制信号，控制信号用于控制泵体33和半导体制冷件21中的至少一个工作。
50.在一个示例中，控制装置可以采用微控制单元(microcontroller unit，mcu)，又称单片微型计算机(single chip microcomputer)或者单片机。
51.此外，控制装置还可以采用其他形式的控制设备，本公开实施例对此不作具体限定。
52.可以理解的是，在半导体制冷件21工作的情况下，半导体制冷件21电导通，以使其冷端吸热、热端放热，从而实现对电机本体10的制冷作用。在泵体33工作的情况下，冷媒在第一冷媒流道31a和第二冷媒流道32a之间循环，从而实现对电机本体10进行液冷散热的作用。
53.由此，在电机本体10的工作温度较低的情况下，控制装置可以控制泵体33或者半导体制冷件21工作，以对电机本体10起到一定的冷却作用。在电机本体10的工作温度较高的情况下，控制装置可以控制泵体33和半导体制冷件21同时工作，以对电机本体10起到较好的冷却作用，以使电机本体10的工作温度迅速降低。
54.根据本公开实施例的电机设备1，通过在电机本体10的散热区域11设置制冷部20和散热部30，可以实现对电机本体10的热电制冷和/或液冷制冷，提高了对电机本体10的制冷效果，进而提升了电机设备1的工作稳定性。
55.再者，通过设置与温度传感器、泵体33以及半导体散热件32分别电连接的控制装置，控制装置根据温度传感器的检测结果控制泵体33和/或半导体制冷件21工作，从而可以对电机本体10实现单独的热电制冷或液冷制冷，或者同时进行热电制冷和液冷制冷，由此，针对电机本体10不同的工作温度，实现了多种制冷方式，从而在提高对电机本体10的制冷效果的同时，降低了制冷过程中的电力成本。
56.在一种实施方式中，控制装置被配置为：
57.在温度传感器的检测结果符合第一预设条件的情况下，控制泵体33工作以及控制半导体制冷件21停止工作；或者，控制泵体33停止工作以及控制半导体制冷件21工作。
58.示例性地，第一预设条件可以为温度传感器的检测结果处于预设温度范围。在电机本体10的工作温度处于预设温度范围的情况下，控制装置控制泵体33开启以及控制半导体制冷件21关闭，以实现对电机本体10的液冷制冷；或者，控制装置控制泵体33关闭以及控制半导体制冷件21开启，以实现对电机本体10的热电制冷。
59.其中，预设温度范围可以根据实际情况具体设置，本公开实施例对此不作具体限定。
60.在一个具体示例中，预设温度范围可以包括第一预设温度范围和第二温度预设范围，且第二预设温度范围的最小温度值大于或等于第一预设温度范围的最大温度值。在电机本体10的工作温度处于第一预设温度范围的情况下，控制装置控制泵体33工作以及控制
半导体制冷件21停止工作，以实现对电机本体10的液冷制冷。在电机本体10的工作温度处于第二预设温度范围的情况下，控制装置控制泵体33停止工作以及控制半导体制冷件21工作，以实现对电机本体10的热电制冷。
61.通过上述实施方式，可以在检测到电机本体10的工作温度符合第一预设条件的情况下，通过控制泵体33和半导体制冷件21的其中一个工作，从而实现对电机本体10的液冷制冷或者热电制冷。
62.在一种实施方式中，控制装置还被配置为：
63.在温度传感器的检测结果符合第二预设条件的情况下，控制泵体33和半导体制冷件21同时工作。
64.示例性地，第二预设条件可以为温度传感器的检测结果处于预设温度范围。更为具体地，预设温度范围可以为第三预设温度范围，且第三预设温度范围的最小温度值大于或等于第二预设温度范围的最大值。在电机本体10的工作温度处于第三预设温度范围的情况下，控制装置控制泵体33和半导体制冷件21同时工作，从而实现对电机本体10同时进行热电制冷和液冷制冷。
65.通过上述实施方式，在电机本体10的工作温度较高且符合第二预设条件的情况下，可以同时利用制冷部20和散热部30对电机本体10进行热电制冷和液冷制冷，从而最大化地提高对电机本体10的制冷效果，以使电机本体10迅速冷却降温，进一步确保了电机设备1的工作可靠性。
66.如图3所示，在一种实施方式中，散热区域11设有固定槽111，半导体制冷件21嵌设于固定槽111内；吸热件31贴设于散热区域11。
67.示例性地，固定槽111由形成散热区域11的电机本体10的外表面向内凹陷形成。固定槽111的形状可以与半导体制冷件21的形状相适配，以使半导体制冷件21嵌设于固定槽111内。其中，半导体制冷件21的冷端与固定槽111的内壁面贴合设置，热端背离电机本体10的外表面设置。
68.吸热件31可以设置为板状，且吸热件31的形状与散热区域11的形状相适配。其中，吸热件31可以通过螺钉等紧固件固定于散热区域11，以使吸热件31的侧表面与散热区域11相贴合。
69.通过上述实施方式，提高了半导体制冷件21在散热区域11处的固定效果，并且有利于提高半导体制冷件21与散热区域11的换热效率；并且，通过将散热件32与散热区域11贴合设置，可以提高散热件32与电机本体10的结构紧凑性，缩小电机设备1的外形尺寸。
70.如图3所示，在一种实施方式中，制冷部20包括多个半导体制冷件21，固定槽111为与多个半导体制冷件21一一对应的多个，且多个固定槽111在散热区域11的长度方向上间隔设置。
71.示例性地，散热区域11可以为矩形，多个固定槽111在散热区域11的长度方向上等间距间隔设置，多个半导体制冷件21一一对应的嵌设于相应的固定槽111内。
72.通过上述实施方式，可以使多个半导体制冷件21在散热区域11上的布置较为均匀，从而实现对散热区域11的均匀制冷，避免散热区域11的局部温度过高。
73.如图3所示，在一种实施方式中，散热区域11还设有走线槽112；制冷部20还包括与半导体制冷件21电连接的导线22，导线22嵌设于走线槽112内。
74.示例性地，走线槽112可以为多个，且多个走线槽112与多个半导体制冷件21一一对应，各半导体制冷件21相连的导线22对应地嵌设于相应的走线槽112内。
75.多个半导体制冷件21的导线22可以串联设置，从而简化制冷部20的走线。
76.通过上述实施方式，多个半导体制冷件21的导线22布置较为合理，且避免了导线22对吸热件31在散热区域11上进行安装的影响。
77.在一种实施方式中，散热区域11为多个，制冷部20和吸热件31分别为与多个散热区域11一一对应的多个。
78.在一个示例中，散热区域11可以为两个，且由电机本体10上相对的两个侧表面分别形成。制冷部20和吸热件31分别为与两个散热区域11对应设置的两个。
79.可以理解的是，在本公开实施例的描述中，“多个”的含义指的是两个或两个以上。散热区域11的数量以及设置位置可以根据电机本体10的形状以及散热需求进行相应设置，本公开实施例对此不作具体限定。
80.如图1所示，在一种实施方式中，吸热件31具有与第一冷媒流道31a连通的冷媒入口和冷媒出口，散热件32具有与第二冷媒流道32a连通的输入口和输出口。冷媒管路40包括第一管路41和第二管路42。第一管路41为与吸热件31对应设置的多个，第一管路41连接于对应的吸热件31的冷媒出口与输入口之间。第二管路42为与吸热件31对应设置的多个，第二管路42连接于对应的吸热件31的冷媒入口与输出口之间。
81.示例性地，冷媒入口和冷媒出口形成于第一冷媒流道31a的两端，输入口和输出口形成于第二冷媒流道32a的两端。
82.为了提高第一管路41的输入端与吸热件31的冷媒出口之间的连接便利性，以及提高第二管路42的输出端与吸热件31的冷媒入口之间的连接便利性，吸热件31在冷媒入口和冷媒出口处相应地设置有接头，用于连接第一管路41和第二管路42。
83.需要说明的是，多个第一管路41的输出端与第二冷媒流道32a的输入口可以直接相连，也可以通过接头等其他部件间接相连。类似地，多个第二管路42的输入端与第二冷媒流道32a的输出口之间可以直接相连，也可以通过接头等其他部件间接相连。
84.通过上述实施方式，第一管路41用于将第一冷媒流道31a内的高温冷媒输送至第二冷媒流道32a，第二管路42用于将第二冷媒流道32a内的低温冷媒输送至第一冷媒流道31a，从而实现冷媒在吸热件31和散热件32之间的循环流动，进而通过冷媒的吸热和放热对电机本体10进行液冷冷却。
85.在一种实施方式中，多个吸热件31的冷媒入口和冷媒出口位于同一侧设置。
86.例如，在图1所示的示例中，多个吸热件31的冷媒入口和冷媒出口均位于电机本体10同一侧的端部。
87.由此，第一管路41和第二管路42在吸热件31和散热件32之间的连接较为便捷，且布置较为合理。
88.如图1所示，在一种实施方式中，冷媒管路40还包括第一接头43和第二接头44。第一接头43包括多个第一输入接口431和一个第一输出接口432，多个第一输入接口431与多个第一管路41一一对应，各第一输入接口431与对应的第一管路41的输出端连接，第一输出接口432与输入口连接。第二接头44包括多个第二输出接口442和一个第二输入接口441，多个第二输出接口442与多个第二管路42一一对应，各第二输出接口442与对应的第二管路42
的输入端连接，第二输入接口441与输出口连接。
89.在一个具体示例中，电机本体10上可以设有两个散热区域11，散热件32可以为对应设置的两个，第一管路41和第二管路42为与两个散热件32分别对应的两个。第一接头43和第二接头44可以分别采用三通阀。其中，第一接头43具有两个第一输入接口431和一个第一输出接口432，两个第一输入接口431分别与两个第一管路41的输出端一一对应连接，第一输出接口432与第二冷媒流道32a的输入口连接。第二接头44具有两个第二输出接口442和一个第二输入接口441，两个第二输出接口442分别与两个第二管路42的输入端一一对应连接，第二输入接口441与第二冷媒流道32a的输出口连接。
90.为了避免第一冷媒流道31a内的高温冷媒通过第一管路41进入第一接头43时发生逆流，第一接头43的两个第一输入接口431可以设置有单向阀，以确保冷媒只能从第一管路41进入第一输入接口431，而不能通过第一输入接口431回流至第一管路41。类似地，为了避免第二冷媒流道32a内的低温冷媒通过第二管路42进入第二接头44时发生逆流，第二接头44的两个第二输出接口442可以设置有单向阀，以确保冷媒只能通过第二输出接口442进入第二管路42，而不能从第二管路42回流至第二输出接口442。
91.通过上述实施方式，第一管路41和第二管路42与散热件32的连接较为便捷，提高了电机设备1的装配效率。
92.如图1所示，在一种实施方式中，冷媒管路40还包括第一连接管45和第二连接管46，第一连接管45连接于第一输出接口432与输入口之间，第二连接管46连接于第二输入接口441与输出口之间。泵体33设于第一连接管45或者第二连接管46。
93.示例性地，第一接头43的第一输出接口432通过第一连接管45与散热件32的输入口连接，散热件32的输出口通过第二连接管46与第二接头44的第二输入接口441连接。其中，泵体33设于第一连接管45。
94.通过上述实施方式，泵体33可以为冷媒通过多个第一管路41流动至散热件32以及通过多个第二管路42流动至吸热件31提供均匀的压力，从而确保冷媒在各个管路内以相同的流速流动，进而确保了散热部30的散热效果较为均衡。
95.如图4所示，在一种实施方式中，散热件32的外表面设有间隔排布的多个散热翅片321。
96.示例性地，散热件32的外表面具有相对设置的第一表面和第二表面，多个散热翅片321设置于第一表面，输入口和输出口设置于第二表面。
97.本公开实施例对散热翅片321的形状、尺寸以及数量不作具体限定，只要能够在冷媒沿第二冷媒流道32a流动的过程中，通过多个散热翅片321增大散热件32的外表面与空气的接触面积即可。
98.通过上述实施方式，提高了散热件32的散热效率，从而增大了冷媒在第二冷媒流道32a流动过程中的散热量，进而提高了对冷媒的冷却速度。
99.在一种实施方式中，散热翅片321在散热件32的长度方向上延伸，且多个散热翅片321在散热件32的宽度方向上等间距间隔设置。
100.在一个示例中，散热翅片321的形状可以为矩形，且散热翅片321的长度方与散热件32的长度方向平行。进一步地，多个散热翅片321在散热件32的宽度方向上等间距间隔设置。
101.通过上述实施方式，可以进一步提高散热件32与空气的接触面积，从而进一步提高散热件32对冷媒的散热效果。
102.根据本公开的另一方面，还提供了一种车辆，包括根据本公开上述实施例的电机设备1。
103.在本公开实施例中，对于电机设备1在车辆上的具体设置方式不作限定。
104.根据本公开实施例的车辆，通过利用根据本公开上述实施例的电机设备1，提高了车辆行驶过程中的稳定性和可靠性。
105.需要说明的是，本公开实施例的车辆的其他构成可以采用于本领域普通技术人员现在和未来知悉的各种技术方案，这里不再详细描述。
106.在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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公开和简化描述，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公开的限制。
107.此外，术语“第一”、“第二”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多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
108.在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
109.在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
110.上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本公开的不同结构。为了简化本公开的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本公开。此外，本公开可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
111.上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。