1.本技术实施例涉及新能源汽车领域,尤其涉及一种集成式散热器及车辆。
背景技术:2.随着新能源汽车等应用对电机功率密度及转矩密度要求越来越高,在高功率密度和高转矩密度的指标下,电机温升是最难攻克的环节,且伴随着驱动集成化的发展趋势,当前的二合一、三合一、多合一、集成式混动系统、轮毂电机这些也对电机系统的散热能力提出更高的要求。多合一的电驱动系统中,电机及电机控制器一般用冷却水来冷却。随着整车对电驱动系统功率密度要求越来越高,电机油冷成为一种主要趋势。
3.在传统电驱动总成中,油冷电机需要增加一套冷却回路,并外接油冷器来满足冷却需求,使得整个电驱动总成中,对电机、电机控制器等的散热问题集中化程度低,也使得其占用空间大,整个系统成本高。
技术实现要素:4.鉴于此,本技术实施例提供一种集成式散热器及车辆,解决了电驱动系统总成中散热器集成度低,散热效率差,且占用空间大系统成本高的问题。
5.为达到上述目的,本技术实施例第一方面提供一种集成式散热器,包括壳体,壳体内形成有冷却水道和冷却油道,冷却水道和冷却油道互相隔离,冷却水道连通有冷却水回路,用于电机控制器的散热,冷却油道连通有冷却油回路,用于电机散热。如此设计,可以同时实现对电机控制器的散热和电机的散热,相对于分别单独对电机设置外接油冷器和单独对电机控制器设置散热器而言,一方面增加了整个电驱动系统散热器的集成度;另一方面将冷却水道和冷却油道集成在一起的设置,节省了集成式散热器的占用空间同时也将低了冷却系统的成本。
6.具体地,冷却水道和冷却油道互相隔离,其中,冷却水道连通有冷却水回路,冷却水回路可通过冷却水流道与电机控制器相连通,通过水冷解决电机控制器的散热问题;另外,冷却油道连通有冷却油回路,冷却油回路通过油道与电机内部散热部件相连通,使低温冷却油流通于电机内部生热部件进而带走电机内部生热部件产生的热量,实现对电机内部部件的冷却,使整个电机系统处于合理的工作温度范围内,以解决电机散热问题。如此,该集成式散热器能同时实现对电机控制器的散热和电机的散热,增加了整个电驱动系统散热的集成度。
7.在本技术的一种可能的实现方式中,冷却水道和冷却油道分别设置壳体的两侧,如此布置,一方面降低了冷却水道和冷却油道在壳体内的占用空间,使集成式散热器具有紧凑可靠的结构;另一方面冷却油回路与冷却水回路进行换热更充分,进而提高冷却油回路与冷却水回路之间的换热效率。
8.在本技术的一种可能的实现方式中,冷却水道和冷却油道通过热隔板互相隔离,如此,可防止冷却水道的冷却水和冷却油道的冷却油相互混入,影响集成式散热器的使用
寿命,另外,利用热隔板互相隔离,可使冷却水回路和冷却油回路利用热隔板实现彼此间的换热,诸如冷却油回路的高温冷却油通过热隔板与冷却水回路里的低温冷却水发生热交换,从而使冷却油回路的高温冷却油温度降低,由于冷却油回路与电机的油路相连通,因此可将降温后的冷却油流通进电机油路中,最终实现电机的散热。
9.这里,热隔板的材质和形状不作限定,其具有导热性及能使冷却水道和冷却油道互相隔离即可。诸如,具体可铝合金板材或型材制成,也可以选用铜等其他金属,相比较,铝合金的导热率高、钎焊性能好、焊接可靠性高、易加工、易轧制成型,生产成本低,适宜大批量生产,有利于提高传热速度。
10.在本技术的一种可能的实现方式中,冷却水道由基座和盖板扣合形成,如此,不需要在壳体内外额外开设冷却水道,从而提高了集成式散热器的集成度。
11.在本技术的一种可能的实现方式中,冷却水道具有散热槽,散热槽内有流通水,电机控制器的散热引脚伸入散热槽内。这里,通过散热槽内的流通水可实现对电机控制器的散热,使得该集成式散热器不仅能解决电机的散热问题,还能解决电机控制器的散热问题。如此设计,在电机控制器散热需求较小的情况下,即使不进行冷却水道内的水循环,也可以通过热传导的方式将电机控制器产生的热量传送到冷却水回路,从而可以提高传热效率与散热效率,降低运行能耗;另外,由于电机控制器的散热引脚与散热槽的贴合设置,可以减少散热槽与该集成式散热器之间的连接管的设置数量,使得结构简单,加工工艺简便可靠性较高。
12.需要说明的是,电机控制器散热引脚指的是电机控制器预加工出的具有密集针形翅片的散热引脚,其中,散热引脚的形状也可是针形管状结构,相比较针形翅片易加工且刚度小,因此本实施例采用针形翅片的散热引脚,具体地,电机控制器具有针形翅片的散热引脚的这一面,插入散热槽中使其与散热槽中的冷却水充分接触直接进行热交换。这里,电机控制器上密集形针形翅片的设置降低了冷却水在相应散热槽内的流速,增加了局部换热面积,使换热更均匀彻底,散热效果好。
13.进一步需要说明的是,冷却水道中散热槽的内侧边沿设有密封圈,使得冷却水道和电机控制器除去散热引脚的部分完全分离,能够减少漏水的概率,以保证电机控制器的工作环境干燥,提高电机控制器的工作稳定性。
14.在本技术的一种可能的实现方式中,冷却水回路包括风冷系统。如此,当电机内油温较高时,可开启风冷系统,以满足此时电机的散热需求,提高散热效率。
15.在本技术的一种可能的实现方式中,冷却油道包括沿冷却油流通方向设置的多个油流道。多个油流道的设置可以增加沿冷却油流通方向的换热面积,提高换热效率。
16.在本技术的一种可能的实现方式中,冷却油道包括换热筋。换热筋的设置可以使冷却油在冷却油道内的流速减缓,能使得电机流出的高温冷却油经换热筋后散热均匀,从而提高换热效率。
17.在本技术的一种可能的实现方式中,壳体下方设有电容安装台和电容散热板,电容与电容散热板之间具有导热脂。其中,电容安装台用于固定电容,电容散热板设置在靠近冷却油道的一侧,这样,电容通过导热脂将热量通过电容散热板传导给冷却油,间接实现对电容的散热。如此,可进一步增加本集成式散热器的集成度,即不仅可以实现对电机控制器和电机的散热,还能解决电容的散热问题,使得该散热器结构紧凑且集成度高。
18.本技术实施例第二方面提供一种车辆,包括上述任一种集成式散热器,以解决对车辆内电机、电机控制器、电容器件等的散热问题。
附图说明
19.图1为本技术实施例的集成式散热器的整体工作原理及结构示意图;
20.图2为本技术实施例提供的电机控制器安装面的示意图;
21.图3为本技术实施例的集成式散热器的冷却水道截面图;
22.图4为本技术实施例的电容安装面示意图;
23.图5为本技术实施例的集成式散热器的冷却油道截面图;
24.图6为本技术实施例的集成式散热器a-a截面图。
25.附图标记:
26.1-壳体;11-冷却水道;12-冷却油道;111-基座;1111-电机控制器安装孔;1112-电机控制器安装面;112-导流筋;113-导流槽;114-散热槽;115-密封圈;116-进水孔;117-出水孔;12-冷却油道;121-换热筋;122-油流道;13-电容安装台;14-电容散热板。
具体实施方式
27.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术,但不用来限制本技术的范围。
28.在本技术实施例中,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更多个该特征。在本技术实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
29.此外,在本技术实施例中,“上”、“下”、“左”以及“右”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
30.在本技术实施例中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。
31.在本技术实施例中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
32.在本技术实施例中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
33.本技术实施例提供了一种车辆,具体涉及一种新能源车辆,其包括一种集成式散
热器,可一并解决车辆内电机、电机控制器、电容器件的散热问题。具体地,通过在壳体两侧分别设置有冷却水道和冷却油道,其中冷却水道连通有冷却水回路,用于电机控制器的散热;冷却油道连通有冷却油回路,用于电机散热;电容通过导热脂将热量通过电容散热板传导给冷却油。如此,该种集成式散热器集中化成度高,且可高效解决电机、电机控制器、电容器件的散热问题。
34.本实施例中的集成式散热器,请参照图1,图3和图5,包括壳体1,壳体1内形成有冷却水道11和冷却油道12,冷却水道11和冷却油道12互相隔离,冷却水道11连通有冷却水回路,用于电机控制器的散热,冷却油道12连通有冷却油回路,用于电机散热。如此设计,可以同时实现对电机控制器的散热和电机的散热,相对于分别单独对电机设置外接油冷器和单独对电机控制器设置水冷散热器而言,一方面增加了整个电驱动系统散热器的集成度;另一方面将冷却水道11和冷却油道12集成在一起的设置,在节省了集成式散热器占用空间的同时也将低了冷却系统的成本。
35.具体地,冷却水道11和冷却油道12互相隔离,即冷却水道11的冷却水和冷却油道里12的冷却油互不相通,分别属于两个不同的流道。其中,冷却水道11连通有冷却水回路,冷却水回路可通过冷却水流道与电机控制器相连通,通过直接水冷方式解决电机控制器的散热问题;另外,冷却油道12连通有冷却油回路,冷却油回路通过油道与电机内部散热部件相连通,使低温冷却油流通于电机内部生热部件进而带走电机内部生热部件产生的热量,实现对电机内部部件的冷却,使整个电机系统处于合理的工作温度范围内,以解决电机散热问题。如此,该集成式散热器能同时实现对电机控制器的散热和电机的散热,增加了整个电驱动系统散热的集成度。
36.在一些实施例中,参照图1,图3和图5,冷却水道11和冷却油道12分别设置壳体1的两侧,如此布置,一方面降低了冷却水道11和冷却油道12在壳体1内的占用空间,使集成式散热器具有紧凑可靠的结构;另一方面冷却油回路与冷却水回路进行换热更充分,进而提高冷却油回路与冷却水回路之间的换热效率。
37.进一步地,参照图1,图3和图5,冷却水道11和冷却油道12通过热隔板互相隔离,如此,可防止冷却水道11的冷却水和冷却油道12的冷却油相互混入,影向集成式散热器的使用寿命,另外,利用热隔板互相隔离,可使冷却水回路和冷却油回路利用热隔板实现彼此间的换热,诸如,冷却油回路的高温冷却油通过热隔板与冷却水回路里的低温冷却水发生热交换,从而使冷却油回路的高温冷却油温度降低,由于冷却油回路与电机的油路相连通,因此可将降温后的冷却油流通进电机油路中,最终实现电机的散热。
38.这里,热隔板的材质和形状不作限定,其具有导热性及能使冷却水道11和冷却油道12互相隔离即可。诸如,具体可使用铝合金板材或型材制成,也可以选用铜等其他金属,相比较,铝合金的导热率高、钎焊性能好、焊接可靠性高、易加工、易轧制成型,生产成本低,适宜大批量生产,有利于提高传热速度。
39.在一些实施例中,参照图1和图2,冷却水道11由基座111和盖板扣合形成,如此,不需要在壳体1内外额外开设冷却水道11,从而提高了集成式散热器的集成度。
40.这里,基座111和盖板的材质和形状大小不作限定。例如,基座111和盖板可使用铝合金材质制成,也可以选用铜、铁等其他金属,相比较,铝合金的导热率高、传热效果好,易成型,生产成本低。基座111和盖板的形状大小能使其互相扣合形成冷却水道11即可。
41.需要说明的是,在一些实施例中,参照图2,基座111上设有电机控制器安装孔1111和电机控制器安装面1112,其中,电机控制器的个数为两个,电机控制器安装孔1111的个数为多个,用于通过多个螺钉将两个电机控制器固定连接在电机控制器安装面1112上。
42.另外,需要说明的是,在一些实施例中,参照图1,图2和图3,具体地,冷却水道11具有进水口116和出水口117,进水口116和出水口117分别设置在沿冷却水流通方上壳体1的两端,且进水口116和出水口117分别与冷却水回路中的风冷系统的两端口相连通。另外,冷却水道11还具有导流筋112和导流槽113,这其中,导流筋112和导流槽113的个数为多个,多个导流筋112和多个导流槽113的共同设置可降低冷却水在冷却水道11里的流速,使冷却水均匀散热,从而提高散热效率。
43.在一些实施例中,参照图1,图2和图3,冷却水道11还具有散热槽114,散热槽114内有流通水,电机控制器的散热引脚伸入散热槽114内。这里,通过散热槽114内的流通水可实现对电机控制器的散热,使得该集成式散热器不仅能解决电机的散热问题,还能解决电机控制器的散热问题。如此设计,在电机控制器散热需求较小的情况下,即使不进行冷却水道11内的水循环,也可以通过热传导的方式将电机控制器产生的热量传送到冷却水回路,从而可以提高传热效率与散热效率,降低运行能耗;另外,由于电机控制器的散热引脚与散热槽114的贴合设置,可以减少散热槽114与该集成式散热器之间的连接管的设置数量,使得结构简单,加工工艺简便可靠性较高。
44.需要说明的是,电机控制器散热引脚指的是电机控制器预加工出的具有密集针形翅片的散热引脚,其中,散热引脚的形状也可是针形管状结构,相比较针形翅片易加工且刚度小,因此本实施例采用针形翅片的散热引脚,具体地,电机控制器具有针形翅片的散热引脚的这一面,插入散热槽114中使其与散热槽114中的冷却水充分接触直接进行热交换。这里,电机控制器上密集形针形翅片的设置降低了冷却水在相应散热槽114内的流速,增加了局部换热面积,使换热更均匀彻底,散热效果好。
45.进一步需要说明的是,冷却水道11中散热槽114的内侧边沿设有密封圈115,使得冷却水道11和电机控制器除去散热引脚的部分完全分离,从而使电机控制器的散热引脚密封在散热槽114中,如此,能够减少冷却水道11漏水的概率,以保证电机控制器的工作环境干燥,提高电机控制器的工作稳定性。
46.在一些实施例中,参照图1,冷却水回路包括风冷系统。当电机内油温较高时,可开启风冷系统,从而使冷却水回路中的高温冷却水经过风冷系统后变成低温冷却水,进一步地,冷却水回路中的低温冷却水与冷却油回路中电机内部流出的高温冷却油发生热交换,从而高温冷却油变成低温冷却油流入电机内部中,给电机进行换热,以满足此时电机的散热需求,提高散热效率。如此,风冷系统设置,可保证电机的散热需求。
47.参照图1,图5和图6,冷却油道12包括沿冷却油流通方向设置的多个油流道122。多个油流道122的设置可以增加沿冷却油流通方向的换热面积,提高换热效率。
48.在一些实施例中,参照图1,图5和图6,,冷却油道12包括换热筋121。换热筋121的设置可以使冷却油在冷却油道12内的流速减缓,能使得电机流出的高温冷却油经换热筋121后散热均匀,从而提高换热效率。
49.需要说明的是,换热筋121在冷却油道12中沿冷却油的流通方向设置,相比较换热筋121与冷却油的流通方向非一致的设置而言,其能够增加其与冷却油的接触面积,进而增
加换热效果。这里,换热筋121的形状不作限定,可以为条状或片状。
50.在一些实施例中,参照图1,图2和图4,壳体1下方设有电容安装台13和电容散热板14,电容与电容散热板14之间具有导热脂。其中,电容安装台13用于固定电容,电容散热板14设置在靠近冷却油道12的一侧,这样,电容通过导热脂将热量通过电容散热板14传导给冷却油,间接实现对电容的散热。如此,可进一步增加本集成式散热器的集成度,即不仅可以实现对电机控制器和电机的散热,还能解决电容的散热问题,使得该集成式散热器结构紧凑且集成度高。
51.这里,电容安装台13也可以用来固定其它有散热需求的电子器件,以解决各类电子器件的散热。
52.以上仅为本技术的较佳实施例而已,并不用于限制本技术,对于本领域的技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
技术特征:1.一种集成式散热器,其特征在于,包括壳体,所述壳体内形成有冷却水道和冷却油道,所述冷却水道和所述冷却油道互相隔离,所述冷却水道连通有冷却水回路,用于电机控制器的散热,所述冷却油道连通有冷却油回路,用于电机散热。2.根据权利要求1所述的集成式散热器,其特征在于,所述冷却水道和所述冷却油道分别设置在所述壳体的两侧。3.根据权利要求2所述的集成式散热器,其特征在于,所述冷却水道和所述冷却油道通过热隔板互相隔离。4.根据权利要求3所述的集成式散热器,其特征在于,所述冷却水道由基座和盖板扣合形成。5.根据权利要求3所述的集成式散热器,其特征在于,所述冷却水道具有散热槽,所述散热槽内有流通水,电机控制器的散热引脚伸入所述散热槽内。6.根据权利要求1所述的集成式散热器,其特征在于,所述冷却水回路包括风冷系统。7.根据权利要求1所述的集成式散热器,其特征在于,所述冷却油道包括沿冷却油流通方向设置的多个油流道。8.根据权利要求7所述的集成式散热器,其特征在于,所述冷却油道包括换热筋。9.根据权利要求1所述的集成式散热器,其特征在于,所述壳体下方设有电容安装台和电容散热板,电容与所述电容散热板之间具有导热脂。10.一种车辆,其特征在于,包括:权利要求1~9任一项中所述的集成式散热器。
技术总结本申请实施例提供一种集成式散热器及车辆,涉及新能源汽车领域,能够解决电驱动系统总成中散热器集成度低,散热效率差,且占用空间大系统成本高的问题。本申请实施例中的集成式散热器包括壳体,壳体内形成有冷却水道和冷却油道,冷却水道和冷却油道互相隔离,冷却水道连通有冷却水回路,用于电机控制器的散热,冷却油道连通有冷却油回路,用于电机散热。本申请实施例中的集成式散热器用于车辆的冷却系统中。系统中。系统中。
技术研发人员:赵延新 周厚建 徐黎明 翟黎明 郭俊
受保护的技术使用者:东风汽车集团股份有限公司
技术研发日:2022.03.30
技术公布日:2022/7/4