一種液冷式電機及其控制裝置一體機的制作方法

本實用新型涉及一種液冷式電機及其控制裝置一體機。

背景技術：

電動汽車(BEV)是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由于電動汽車對環境影響相對傳統汽車較小，其前景被廣泛看好。其中的電機是電動汽車的核心部件，由于電機長時間處于高速轉動中，會產生大量的熱量，目前一般采用液冷系統對電機進行冷卻降溫。另外，控制電機轉速的控制裝置功率密度大，工作時的電流較大，也會產生大量的熱量，目前一般采用風冷系統或液冷系統對控制裝置進行冷卻降溫。電機和控制裝置之間通過導線連接。

但是，上述結構存在以下問題：1、電機和控制裝置需要兩個獨立的冷卻系統，這顯然會增大兩者的體積，不利于在狹小的汽車發動機艙內安裝，此外兩個冷卻系統的制造成本高、裝配時間長；2、電機與控制裝置之間的導線對露在發動機艙外內，一方面排列雜亂，影響發動機艙整體布置，另一方面裸露的導線容易老化或被損壞，造成電機不能正常工作，嚴重時甚至會引發事故。

因此，如何對現有的電動汽車用電機進行改進，是本領域技術人員亟待解決的一個問題。

技術實現要素：

本實用新型的主要目的在于提供一種電機本體與控制裝置一體化的一體機，電機本體與控制裝置共用一個冷卻系統，從而降低了生產成本，并提高了空間利用率。

為達到以上目的，本實用新型提供一種液冷式電機及其控制裝置一體機，包括外殼、電機內芯以及控制裝置，所述電機內芯以及所述控制裝置設于所述外殼內，所述外殼具有冷卻液通道，以使得冷卻液在所述冷卻液通道內流動時，可冷卻所述電機內芯和所述控制裝置。

本實用新型將所述電機內芯和所述控制裝置安裝在一體式的所述外殼內，利用所述冷卻液通道內的冷卻液對所述外殼進行冷卻，也即實現了對設置在所述外殼內的電機內芯和控制裝置的冷卻，從而在減小電機內芯與控制裝置占用空間的同時，節約了成本，將傳統的兩個冷卻系統減為一個冷卻系統。

優選地，所述外殼包括電機部以及控制部，所述電機部內形成電機安裝腔，所述電機內芯設于所述電機安裝腔，所述控制部內形成控制安裝腔，所述控制裝置設于所述控制安裝腔內，所述冷卻液通道形成于所述電機部和所述控制部。

通過將所述外殼分為電機部和控制部，使得所述電機內芯和所述控制裝置在安裝時更為便捷，提高了裝配的效率。值得一提的是，所述電機部和所述控制部可以是一體成型，也可以是分別成型后，通過螺栓等連接方式連接為一體。所述外殼一體成型時，有利于保證了所述冷卻液通道的密封性，避免在所述電機部和所述控制部的連接處出現冷卻液泄露的問題。

優選地，所述冷卻液通道包括形成于所述電機部側壁的第一冷卻液通道和第三冷卻液通道，以及形成于所述控制部的第二冷卻液通道，所述第一冷卻液通道和所述第三冷卻液通道的一端分別與外部連通，所述第二冷卻液通道的兩端分別與所述第一冷卻液通道和所述第三冷卻液通道連通，從而冷卻液適于從所述第一冷卻液通道的一端進入，流經所述第一冷卻液通道、第二冷卻液通道和所述第三冷卻液通道后，從所述第三冷卻液通道的一端流出。

優選地，所述電機部與所述控制部的連接處具有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔連通所述第一冷卻液通道與所述第二冷卻液通道，所述第二通孔連通所述第二冷卻液通道和所述第三冷卻液通道。

優選地，所述控制部的底面形成一開口向上的冷卻室，所述第一通孔和所述第二通孔分別與所述冷卻室的兩端連通，所述控制部還包括一散熱蓋，所述散熱蓋可拆卸地安裝于所述冷卻室的開口，從而在所述冷卻室與所述散熱蓋之間形成所述第二冷卻液通道。

將所述散熱蓋設計為可拆卸的好處在于：方便檢修維護；可以根據所述控制裝置的具體形狀或結構，裝配不同形狀或結構的所述散熱蓋，從而滿足不同散熱面積或散熱區域的需求，提高散熱效率；此外也便于所述殼體的加工。

優選地，所述冷卻室的邊緣形成密封條槽，一密封條設于所述密封條槽內，以使得所述冷卻室與所述散熱蓋之間密封。

優選地，所述第一通孔和所述第二通孔與所述冷卻室的連通處形成斜面或圓弧面，以使得液體平穩地流入或流出所述冷卻室。

優選地，所述第一冷卻液通道和所述第三冷卻液通道呈蛇形、且首尾相間地形成于所述電機部的側壁。

所述第一冷卻液通道和第三冷卻液通道呈蛇形設置，增加了冷卻液與所述電機部的接觸面積，提高了冷卻效果。所述第一冷卻液通道和所述第三冷卻液通道首尾相間，也即：所述第一冷卻液通道的首端與所述第三冷卻液通道的尾端靠近但不連通，所述第一冷卻液通道的尾端與所述第三冷卻液通道的首端靠近但不連通。所述第二冷卻液通道的首尾兩端通過所述第一通孔和第二通孔分別與所述第一冷卻液通道的首端和所述第三冷卻液通道的尾端連通，從而最大程度上保證了第一冷卻液通道和第三冷卻液通道與所述電機部的接觸面積，并且使得冷卻液可順利流經所述第二冷卻液通道。

優選地，所述電機部的側壁包括內側壁、外側壁、前側壁、后側壁以及多個擋壁，所述內側壁為圓柱形，所述內側壁內形成所述電機安裝腔，所述外側壁圍繞于所述內側壁外，從而在內外側壁之間形成環形腔體，所述前側壁和所述后側壁可拆卸地設于所述內側壁和所述外側壁的前后兩端，從而將所述環形腔體的兩端封閉，各所述擋壁設于所述外側壁與所述內側壁之間的環形腔體內，從而在各個壁之間形成所述第一冷卻液通道和所述第三冷卻液通道，所述外側壁還具有進液口和出液口，所述進液口將所述第一冷卻液通道與外部連通，所述出液口將所述第三冷卻液通道與外部連通。

優選地，所述一體機還包括流量控制閥以及溫度傳感器，所述流量控制閥設于所述進液口，所述溫度傳感器設于所述控制安裝腔內，用于監測所述控制裝置的溫度，所述溫度傳感器與所述流量控制閥信號連接，以使得所述流量控制閥可根據所述溫度傳感器監測到的溫度控制冷卻液進入的速率。

通過所述流量控制閥和所述溫度傳感器，可以避免所述電機內芯和所述控制裝置出現散熱過慢或者降溫過快的情況，從而達到一個合適的冷卻效果，另一方面有利于降低能耗。

優選地，所述外殼內設有導電排，所述導電排為剛性結構，所述導電排將所述電機內芯與所述控制裝置電連接。采用所述導電排實現電連接，使導線排列更加整齊，結構更加牢靠，且導線設置在所述外殼內部，避免其因外部因素而損壞。

附圖說明

圖1是根據本實用新型的第一個優選實施例的立體示意圖。

圖2是根據本實用新型的第一個優選實施例的立體示意圖。

圖3是根據本實用新型的第一個優選實施例的爆炸圖。

圖4是根據本實用新型的第一個優選實施例的部分剖視圖。

圖5是根據本實用新型的第一個優選實施例的簡要示意圖。

圖6是根據本實用新型的第一個優選實施例的簡要示意圖.

圖7是根據本實用新型的第一個優選實施例的部分示意圖。

圖8顯示了散熱蓋的一個優選實施例。

圖9顯示了散熱蓋的一個變形實施例。

圖10是根據本實用新型的第一個優選實施例的前端蓋的立體示意圖。

圖11是根據本實用新型的第一個優選實施例的部分示意圖。

圖12是根據本實用新型的第二個優選實施例的部分爆炸圖。

具體實施方式

以下描述用于揭露本實用新型以使本領域技術人員能夠實現本實用新型。以下描述中的優選實施例只作為舉例，本領域技術人員可以想到其他顯而易見的變型。

圖1-圖11顯示了本實用新型的一種液冷式電機及其控制裝置一體機的第一個優選實施例。所述一體機包括外殼1、電機內芯2以及控制裝置(圖中未示出)，所述電機內芯2以及所述控制裝置設于所述外殼1內，所述外殼1具有冷卻液通道10，以使得冷卻液在所述冷卻液通道10內流動時，可對所述電機內芯2和所述控制裝置進行冷卻。

所述控制裝置的具體構成為本領域的公知常識，本實用新型不再詳述。

所述外殼1包括電機部11以及控制部12，所述電機部11內形成電機安裝腔110，所述電機內芯2設于所述電機安裝腔110，所述控制部12內形成控制安裝腔120，所述控制裝置設于所述控制安裝腔120內，所述冷卻液通道10形成于所述電機部11和所述控制部12。

所述冷卻液通道10包括形成于所述電機部11側壁的第一冷卻液通道101和第三冷卻液通道103，以及形成于所述控制部12的第二冷卻液通道102。所述第一冷卻液通道101和所述第三冷卻液通道103的一端分別與外部連通，所述第二冷卻液通道102的兩端分別與所述第一冷卻液通道101和所述第三冷卻液通道103連通，從而冷卻液適于從所述第一冷卻液通道101的一端進入，流經所述第一冷卻液通道101、第二冷卻液通道102和第三冷卻液通道103后，從所述第三冷卻液通道103的一端流出。

圖5、圖6為所述冷卻液通道10的簡化示意圖，虛線箭頭表示第一冷卻液通道101，實線箭頭表示第二冷卻液通道102，點劃線箭頭表示第三冷卻液通道103。

在第一個優選實施例中，所述外殼1為一體成型，也即所述電機部11和所述控制部12的主要部分一體成型，如圖3所示。所述電機部11與所述控制部12的連接處具有第一通孔103和第二通孔104，所述第一通孔103連通所述第一冷卻液通道101與所述第二冷卻液通道102，所述第二通孔104連通所述第二冷卻液通道102和所述第三冷卻液通道103。

所述第一冷卻液通道101和所述第三冷卻液通道103呈蛇形、且首尾相間地形成于所述電機部12的側壁。

所述電機部11的側壁包括內側壁111、外側壁112、前側壁113、后側壁114以及多個擋壁115。所述內側壁111為圓柱形，所述內側壁111內形成所述電機安裝腔110。所述外側壁112圍繞于所述內側壁11外，從而在內外側壁之間形成環形腔體。所述前側壁113和所述后側壁114可拆卸地設于所述內側壁111和所述外側壁112的前后兩端，從而將所述環形腔體的兩端封閉，各所述擋壁115設于所述外側壁112與所述內側壁111之間的環形腔體內，從而在各個壁之間形成所述第一冷卻液通道101和所述第三冷卻液通道103。所述外側壁112還具有進液口1121和出液口1122，所述進液口1121將所述第一冷卻液通道101與外部連通，所述出液口1122將所述第三冷卻液通道103與外部連通。

所述控制部12的底面形成一開口向上的冷卻室121，所述第一通孔103和所述第二通孔104分別與所述冷卻室121的兩端連通，所述控制部12還包括一散熱蓋122，所述散熱蓋122可拆卸地安裝于所述冷卻室121的開口，從而在所述冷卻室121與所述散熱蓋122之間形成所述第二冷卻液通道102。

所述冷卻室121的邊緣形成密封條槽1210，一密封條1211設于所述密封條槽1210內，以使得所述冷卻室121與所述散熱蓋122之間密封。

所述散熱蓋122的形狀或結構可以根據不同的散熱需求改變。圖9為所述散熱蓋122A的一個變形實施例，所述散熱蓋122A的表面形成多個中空的散熱片，從而有利于提高散熱效率。

所述第一通孔103和所述第二通孔104與所述冷卻室121的連通處形成斜面或圓弧面，以使得液體平穩地流入或流出所述冷卻室121。

所述一體機還包括流量控制閥13以及溫度傳感器14，所述流量控制閥13設于所述進液口1121。所述溫度傳感器14設于所述控制安裝腔120內，用于監測所述控制裝置3的溫度。所述溫度傳感器14與所述流量控制閥13信號連接，以使得所述流量控制閥13可根據所述溫度傳感器14監測到的溫度控制冷卻液進入的速率。

所述控制系統包括電源接頭31以及控制接頭32，所述電源接頭31用于連接車載電源，所述控制接頭32用于連接車載控制系統，從而實施控制并反饋所述電機內芯2的工作。

所述外殼1內設有導電排15，所述導電排15為剛性結構，所述導電排15將所述電機內芯2與所述控制裝置3電連接。所述導電排15包括多個銅排151，采用所述銅排151代替普通導線，使得所述導線排15更加整齊，結構更加牢靠。

所述控制部12的底面還具有一導線孔123，所述電機部11的前側壁113的上端具有一導線通孔1130，所述導線通孔1130與所述電機安裝腔110連通，各所述銅排151穿過所述導線孔123以及所述導線通孔1130延伸入所述電機安裝腔110內，并與所述電機內芯2電連接。值得一提的是，所述導線孔123與所述導線通孔1130相對，也即所述導線孔123與所述導線通孔1130之間密封。

所述前側壁113包括封蓋1131以及前端蓋1132。所述導線通孔1130形成于所述前端蓋1132，所述前端蓋1132的中部形成通孔，以使得所述銅排151可通過所述通孔與所述電機內芯2電連接。所述封蓋1131可拆卸地設于所述前端蓋1132，用于將所述電機安裝腔110封閉，從而避免外界的環境對所述電機內芯2產生影響。

圖12顯示了本實用新型的一種液冷式電機及其控制裝置一體機的第二個優選實施例，其與第一個優選實施例的區別在于，所述外殼1’的電機部11’和控制部12’分別成型，成型后電機部11’和控制部12’通過螺栓連接為一體。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型的范圍內。本實用新型要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。