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1.本实用新型涉及车用冷却液泵技术领域，尤其涉及一种大功率冷却液泵及其绝缘散热组件。
背景技术：2.冷却液泵是燃料电池发动机热管理系统核心关键单机产品，其作用是驱动冷却液循环流动，从而将燃料电池电堆化学反应发电过程产生的热量带走，保证电堆工作正常。
3.目前燃料电池系统已经由商用车平台逐渐向船用甚至火车牵引车头领域扩展。燃料电池电堆已经向200kw以上级发展。电堆变大后，系统发热量增加，需要冷却量增加，这就需要更大功率的冷却液泵进行循环散热。
4.屏蔽式离心泵由于体积小、无泄漏、可靠性高等优势，已经逐渐成为燃料电池冷却液泵最佳解决方案。屏蔽式泵主要有金属屏蔽式和非金属屏蔽式两种技术方案。金属式屏蔽套结构特点：耐压、耐温、密封可靠性高、散热能力强，介质对外壳的绝缘能力差。而非金属屏蔽套特点刚好相反。
5.冷却液泵向大功率发展后，本身运行发热量急剧增加，如何能够解决自身的散热的问题又同时能够满足介质绝缘是大功率冷却液泵急需解决的关键技术问题。
技术实现要素：6.本实用新型的目的在于提供一种大功率冷却液泵及其绝缘散热组件，以解决现有技术的不足。
7.本实用新型由如下技术方案实施：一种大功率冷却液泵及其绝缘散热组件，包括转动组件、增压组件、驱动组件和绝缘散热组件，所述驱动组件、绝缘散热组件与转动组件连接，所述增压组件安装在转动组件外侧，其中：
8.所述绝缘散热组件包括电机散热壳、电机定子磁钢、屏蔽套筒组件、轴承端盖、绝缘支撑板、绝缘衬垫、导热绝缘垫、后端盖，所述组合式屏蔽套一侧与轴承端盖通过螺钉连接，所述组合式屏蔽套另一侧安装电机定子磁钢，所述电机定子磁钢外侧安装电机散热壳；
9.所述屏蔽套筒组件包括非金属法兰外套、前轴承套、金属薄壁套、后轴承套，所述非金属法兰外套、前轴承套通过注塑方式注塑成一体，所述金属薄壁套一端与前轴承套焊接连接，所述金属薄壁套另一端与后轴承套焊接连接；
10.所述非金属法兰外套与前端法兰通过螺钉与电机散热壳连接；所述组合式屏蔽套中的金属薄壁套外侧安装电机定子磁钢，且所述金属薄壁套与电机定子磁钢之间为第一导热绝缘面；所述后轴承套外侧圆面与分别与绝缘支撑板和绝缘衬垫相接；所述后轴承套端侧平面与导热绝缘垫之间为第二导热绝缘面，所述导热绝缘垫另一侧安装后端盖。
11.进一步的，所述的转动组件包括轴，所述轴为阶梯形状且中间直径大、两端直径小，所述轴后端小直径处安装后轴承，所述后轴承通过轴承压紧垫压紧在轴的轴肩处，且所述后轴承、轴承压紧垫之间设置弹性垫，所述轴承压紧垫通过螺钉固定在轴端面，所述轴前
端第一台阶处安装前轴承，所述前轴承成对布置，所述轴第一台阶右侧为第二台阶，所述轴第二台阶处由内到外依次安装调整垫和叶轮，所述叶轮通过轴端螺母进行压紧，所述轴端螺母与轴采用螺纹连接。
12.进一步的，所述增压组件安装在叶轮外侧，所述增压组件通过螺钉和所述绝缘散热组件连接并通过密封圈实现密封。
13.进一步的，所述驱动组件包括驱动电路板和安装在驱动电路板外部的驱动壳体，所述驱动壳体外部安装用于供电和信号的传输的连接器。
14.进一步的，所述的前轴承套外部为花边外凹行凸台状，所述非金属法兰外套内圈为内凹状。
15.进一步的，所述金属薄壁套是金属薄壁圆形套筒，所述金属薄壁套套接于轴外侧。
16.进一步的，所述第一导热绝缘面、第二导热绝缘面为导热绝缘材料层。
17.进一步的，所述电机散热壳体表面设计用于散热的环形散热翅片。
18.本实用新型的优点：
19.本实用新型的绝缘散热组件通过采用非金属和金属材料嵌套式一体注塑成型结构的组合式屏蔽套，充分利用金属的导热特性和非金属的绝缘特性，同时解决散热和绝缘问题。导热方面采用套筒内部工质内循环方式，利用流体循环和金属套筒的高导热特性，可以实现将电机和控制组件内部芯片发热通过后盖快速传到至内部循环工质实现散热，此种散热结构可以使大功率冷却液泵不依靠外部循环散热。同时，电机散热壳体安装在电机定子磁钢外部，通过电机散热壳体表面的环形散热翅片实现辅助散热的目的。
附图说明：
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型结构示意图；
22.图2为本实用新型绝缘散热组件图；
23.图3为本实用新型屏蔽套筒组合结构图。
具体实施方式：
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.如图1、2、3所示，一种大功率冷却液泵及其绝缘散热组件，包括转动组件10、增压组件20、驱动组件30和绝缘散热组件40，驱动组件30、绝缘散热组件40与转动组件10连接，增压组件20安装在转动组件10外侧。冷却液泵通电工作后，转动组件高速旋转，将工作介质增速后通过增压组件进一步增压后排出，驱动工作介质流动。
26.转动组件10包括轴14，轴14为阶梯形状且中间直径大、两端直径小，轴14后端小直
径处安装后轴承15，后轴承15通过轴承压紧垫16压紧在轴14的轴肩处，且后轴承15、轴承压紧垫16之间设置弹性垫17，轴承压紧垫16通过螺钉固定在轴14端面，轴14前端第一台阶处安装前轴承13，前轴承13成对布置，轴14第一台阶右侧为第二台阶，轴14第二台阶处由内到外依次安装调整垫18和叶轮12，叶轮12通过轴端螺母11进行压紧，轴端螺母11与轴14采用螺纹连接。转动组件作用是通过高速旋转对工作介质做功从而提高其扬程。
27.增压组件20安装在叶轮12外侧，增压组件20通过螺钉和绝缘散热组件40连接并通过密封圈实现密封。增压组件通过将转动组件10中叶轮12流出的工作进行减速增压，将速度能转化为压力能。
28.驱动组件30包括驱动电路板32和安装在驱动电路板32外部的驱动壳体31，驱动壳体31外部安装用于供电和信号的传输的连接器33。驱动组件通过控制电机定子组件供电顺序供电产生旋转磁场，从而带动转动组件旋转。
29.本实用新型的绝缘散热组件40通过采用非金属和金属材料嵌套式一体注塑成型结构的组合式屏蔽套，充分利用金属的导热特性和非金属的绝缘特性，同时解决散热和绝缘问题。以下重点介绍本实用新型的散热部件的结构和原理：
30.绝缘散热组件40包括电机散热壳41、电机定子磁钢42、屏蔽套筒组件43、轴承端盖44、绝缘支撑板45、绝缘衬垫46、导热绝缘垫47、后端盖48，组合式屏蔽套43一侧与轴承端盖44通过螺钉连接，组合式屏蔽套43另一侧安装电机定子磁钢42，电机定子磁钢42外侧安装电机散热壳41；
31.屏蔽套筒组件43包括非金属法兰外套43-1、前轴承套43-2、金属薄壁套43-3、后轴承套43-4，非金属法兰外套43-1、前轴承套43-2通过注塑方式注塑成一体，其中前轴承套43-2外部为花边外凹行凸台状，非金属法兰外套43-1内圈为内凹状。金属薄壁套43-3一端与前轴承套43-2焊接连接，如图3金属薄壁套43-3与前轴承套43-2之间为第一焊缝160；金属薄壁套43-3另一端与后轴承套43-4焊接连接，如图3金属薄壁套43-3与后轴承套43-4之间为第二焊缝180；金属薄壁套43-3是金属薄壁圆形套筒，金属薄壁套43-3内套接于轴14外侧。金属薄壁套43-3外表面通过特殊喷涂表面处理方式均匀覆盖一层涂层170形成绝缘层。
32.非金属法兰外套43-1与前端法兰通过螺钉与电机散热壳41连接；组合式屏蔽套43中的金属薄壁套43-3外侧安装电机定子磁钢42，且金属薄壁套43-3与电机定子磁钢42之间为第一导热绝缘面120；后轴承套43-4外侧圆面与分别与绝缘支撑板45和绝缘衬垫46相接；后轴承套43-4端侧平面与导热绝缘垫47之间为第二导热绝缘面150，导热绝缘垫47另一侧安装后端盖48。
33.绝缘散热组件40中第一绝缘面110、第二绝缘面130、第三绝缘面140通过金属部件与非金属部件接触实现完全绝缘。第一导热绝缘面120、第二导热绝缘面150采用导热绝缘材料层实现导热又绝缘的功能，或者采用导热绝缘垫实现导热又绝缘的功能。上述所有结构实现套筒内部和外部完全绝缘隔离。
34.通过上述结构设计，使得电机定子磁钢42和驱动电路板32在工作中产生的热量经过第一热绝缘面120、第二导热绝缘面150可以快速传递至组合式屏蔽套43内部通过内腔体中流动的工作介质将热量带走，从而有效的控制电机和控制器的温度，保证冷却液泵长期稳定运行，此种基于内循环自冷却技术可以有效的解决大功率冷却液泵自身散热困难的问题同时满足系统绝缘使用的功能。
35.综上所述，本实用新型导热方面采用套筒内部工质内循环方式，利用流体循环和金属套筒的高导热特性，可以实现将电机和控制组件内部芯片发热通过后盖快速传到至内部循环工质实现散热，此种散热结构可以使大功率冷却液泵不依靠外部循环散热。同时，电机散热壳体41安装在电机定子磁钢42外部，通过电机散热壳体41表面的环形散热翅片实现辅助散热的目的。
36.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
技术特征：1.一种大功率冷却液泵及其绝缘散热组件，其特征在于，包括转动组件(10)、增压组件(20)、驱动组件(30)和绝缘散热组件(40)，所述驱动组件(30)、绝缘散热组件(40)与转动组件(10)连接，所述增压组件(20)安装在转动组件(10)外侧，其中：所述绝缘散热组件(40)包括电机散热壳(41)、电机定子磁钢(42)、屏蔽套筒组件(43)、轴承端盖(44)、绝缘支撑板(45)、绝缘衬垫(46)、导热绝缘垫(47)、后端盖(48)，所述屏蔽套筒组件(43)一侧与轴承端盖(44)通过螺钉连接，所述屏蔽套筒组件(43)另一侧安装电机定子磁钢(42)，所述电机定子磁钢(42)外侧安装电机散热壳(41)；所述屏蔽套筒组件(43)包括非金属法兰外套(43-1)、前轴承套(43-2)、金属薄壁套(43-3)、后轴承套(43-4)，所述非金属法兰外套(43-1)、前轴承套(43-2)通过注塑方式注塑成一体，所述金属薄壁套(43-3)一端与前轴承套(43-2)焊接连接，所述金属薄壁套(43-3)另一端与后轴承套(43-4)焊接连接；所述非金属法兰外套(43-1)与前端法兰通过螺钉与电机散热壳(41)连接；所述屏蔽套筒组件(43)中的金属薄壁套(43-3)外侧安装电机定子磁钢(42)，且所述金属薄壁套(43-3)与电机定子磁钢(42)之间为第一导热绝缘面(120)；所述后轴承套(43-4)外侧圆面与分别与绝缘支撑板(45)和绝缘衬垫(46)相接；所述后轴承套(43-4)端侧平面与导热绝缘垫(47)之间为第二导热绝缘面(150)，所述导热绝缘垫(47)另一侧安装后端盖(48)。2.根据权利要求1所述的一种大功率冷却液泵及其绝缘散热组件，其特征在于，所述的转动组件(10)包括轴(14)，所述轴(14)为阶梯形状且中间直径大、两端直径小，所述轴(14)后端小直径处安装后轴承(15)，所述后轴承(15)通过轴承压紧垫(16)压紧在轴(14)的轴肩处，且所述后轴承(15)、轴承压紧垫(16)之间设置弹性垫(17)，所述轴承压紧垫(16)通过螺钉固定在轴(14)端面，所述轴(14)前端第一台阶处安装前轴承(13)，所述前轴承(13)成对布置，所述轴(14)第一台阶右侧为第二台阶，所述轴(14)第二台阶处由内到外依次安装调整垫(18)和叶轮(12)，所述叶轮(12)通过轴端螺母(11)进行压紧，所述轴端螺母(11)与轴(14)采用螺纹连接。3.根据权利要求1所述的一种大功率冷却液泵及其绝缘散热组件，其特征在于，所述增压组件(20)安装在叶轮(12)外侧，所述增压组件(20)通过螺钉和所述绝缘散热组件(40)连接并通过密封圈实现密封。4.根据权利要求1所述的一种大功率冷却液泵及其绝缘散热组件，其特征在于，所述驱动组件(30)包括驱动电路板(32)和安装在驱动电路板(32)外部的驱动壳体(31)，所述驱动壳体(31)外部安装用于供电和信号的传输的连接器(33)。5.根据权利要求1所述的一种大功率冷却液泵及其绝缘散热组件，其特征在于，所述的前轴承套(43-2)外部为花边外凹行凸台状，所述非金属法兰外套(43-1)内圈为内凹状。6.根据权利要求1所述的一种大功率冷却液泵及其绝缘散热组件，其特征在于，所述金属薄壁套(43-3)是金属薄壁圆形套筒，所述金属薄壁套(43-3)套接于轴(14)外侧。7.根据权利要求1所述的一种大功率冷却液泵及其绝缘散热组件，其特征在于，所述第一导热绝缘面(120)、第二导热绝缘面(150)为导热绝缘材料层。8.根据权利要求1所述的一种大功率冷却液泵及其绝缘散热组件，其特征在于，所述电机散热壳(41)表面设计用于散热的环形散热翅片。
技术总结本实用新型公开了一种大功率冷却液泵及其绝缘散热组件，包括转动组件、增压组件、驱动组件和绝缘散热组件，驱动组件、绝缘散热组件与转动组件连接，增压组件安装在转动组件外侧。本实用新型的绝缘散热组件通过采用非金属和金属材料嵌套式一体注塑成型结构的组合式屏蔽套，充分利用金属的导热特性和非金属的绝缘特性，同时解决散热和绝缘问题。导热方面采用套筒内部工质内循环方式，利用流体循环和金属套筒的高导热特性，可以实现将电机和控制组件内部芯片发热通过后盖快速传到至内部循环工质实现散热，此种散热结构可以使大功率冷却液泵不依靠外部循环散热。同时，通过电机散热壳体表面的环形散热翅片实现辅助散热的目的。壳体表面的环形散热翅片实现辅助散热的目的。壳体表面的环形散热翅片实现辅助散热的目的。
技术研发人员：王凤芹 胡凤波 肖海
受保护的技术使用者：北京艾尔航空科技有限责任公司
技术研发日：2022.01.11
技术公布日：2022/7/5
