一種驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器的水冷散熱結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車制造領(lǐng)域，尤其是涉及對散熱要求高，控溫精度較高的場合使用，具體的可用于純電動汽車的電機(jī)控制器，以及混合動力汽車的驅(qū)動電機(jī)中。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著混合動力汽車和純電動汽車的發(fā)展，驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器受到其在整車前艙布置的空間限制，正朝著體積越來越小，功率越來越大的方向發(fā)展。特別是在混合動力汽車上，驅(qū)動電機(jī)往往被布置在發(fā)動機(jī)和變速箱之間，受到發(fā)動機(jī)工作時熱輻射的影響，工作環(huán)境十分惡劣，這就對其散熱設(shè)計提出了更高的要求，相較于純電動汽車，電機(jī)控制器的工作環(huán)境亦是如此。
[0003]對于驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器內(nèi)部，由于功率密度提升，其熱密度也相應(yīng)提升。驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器滿負(fù)荷工作時，會伴隨產(chǎn)生大量的熱量，這部分熱量如不及時導(dǎo)出，會立刻體現(xiàn)為驅(qū)動電機(jī)和控制器進(jìn)行自我保護(hù)，從而限制輸出功率降低產(chǎn)生的熱量，這樣就會對整車駕駛帶來影響，可能會達(dá)不到相關(guān)的要求參數(shù)值。若長期如此，會對驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器的壽命造成不可恢復(fù)的影響，甚至損壞。
[0004]目前現(xiàn)有的水冷散熱結(jié)構(gòu)是采用單通路式的水路循環(huán)，其結(jié)構(gòu)參見說明書附圖的圖1和圖2。但是上述結(jié)構(gòu)隨著流經(jīng)路徑上熱交換的進(jìn)行，越到通路出口端，溫度越來越高，散熱不均勻的現(xiàn)象越發(fā)明顯。
[0005]鑒于此，如何高效的散熱，同時不增加產(chǎn)品的成本已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種新型的多通路式水冷散熱結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有單通路式冷卻水路散熱不均勻的問題，并且不會額外增加成本。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器的水冷散熱結(jié)構(gòu)，包括冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口，設(shè)置在冷卻介質(zhì)入口一側(cè)的高壓區(qū)域，設(shè)置在冷卻介質(zhì)出口一側(cè)的低壓力區(qū)域，以及設(shè)置在高壓區(qū)域和低壓力區(qū)域之間的至少兩個冷卻流道。其中，高壓區(qū)域由次高壓力區(qū)域和高壓力區(qū)域組成，上述冷卻介質(zhì)入口、次高壓力區(qū)域和高壓力區(qū)域沿著冷卻介質(zhì)的流動方向順次直線布置。各個冷卻流道之間通過隔板彼此隔斷，并且各個冷卻流道內(nèi)分別設(shè)置有一組用于增加流道阻力的導(dǎo)流肋。優(yōu)選的，冷卻介質(zhì)沿冷卻介質(zhì)入口、次高壓力區(qū)域、高壓力區(qū)域的流動方向與冷卻流道的排布方向互相垂直。
[0008]采用上述技術(shù)方案，通過將傳統(tǒng)的單通路水道改為多通路水道，以避免了傳統(tǒng)單通路流道尾部熱量集中的問題，并使得冷卻介質(zhì)從冷卻介質(zhì)入口進(jìn)入后，形成次高壓力區(qū)域和高壓力區(qū)域，并通過導(dǎo)流肋的布置來達(dá)到均衡各冷卻流道內(nèi)流速的目的，使得冷卻介質(zhì)均勻的流過各個冷卻流道，防止局部熱量冗余的發(fā)生。
[0009]為了增大流道的阻力，使得各個冷卻流道的冷卻介質(zhì)流速相均衡，導(dǎo)流肋在各個冷卻流道的內(nèi)壁上錯位間隔布置。另外，鑒于冷卻介質(zhì)的入口直沖高壓力區(qū)域，使得在冷卻介質(zhì)的流動方向順次形成次高壓力區(qū)域和高壓力區(qū)域，而高壓力區(qū)域向低壓力區(qū)域冷卻介質(zhì)的流動速度，要比次高壓力區(qū)域往低壓力區(qū)域冷卻介質(zhì)的流動速度要快得多，因此帶走的熱量也更多，如果各個冷卻流道內(nèi)導(dǎo)流肋的布置位置完全相同，則依然會造成熱量的冗余，導(dǎo)致散熱不均，因此在設(shè)計時冷卻流道的導(dǎo)流肋數(shù)量，沿著高壓力區(qū)域至次高壓力區(qū)域方向，從多到少排布。具體的，導(dǎo)流肋的數(shù)量和位置可根據(jù)各冷卻流道的流速一一設(shè)置，以達(dá)到均衡各冷卻流道流速的作用。
[0010]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式，冷卻流道設(shè)置有五個，從上往下分別對應(yīng)第一冷卻流道、第二冷卻流道、第三冷卻流道、第四冷卻流道和第五冷卻流道。第一冷卻流道的導(dǎo)流肋設(shè)置有7個，第二冷卻流道的導(dǎo)流肋設(shè)置有5個，第三冷卻流道的導(dǎo)流肋設(shè)置有5個，第四冷卻流道的導(dǎo)流肋設(shè)置有4個，第五冷卻流道的導(dǎo)流肋設(shè)置有3個。
[0011]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過將傳統(tǒng)的單通路水道改為多通路水道，解決了現(xiàn)有單通路流道尾部熱量集中的問題，其原理類似于電路中的串聯(lián)式改為并聯(lián)式，在綜合考慮冷卻介質(zhì)入口、冷卻介質(zhì)出口在整機(jī)布置位置的不同，采取增加流道阻力的方法，設(shè)計各多通路流道的流動阻力，使冷卻介質(zhì)均勻的流過各個流道以避免現(xiàn)有單通路流道尾部的熱量集中。進(jìn)一步的，將冷卻介質(zhì)沿冷卻介質(zhì)入口、次高壓力區(qū)域、高壓力區(qū)域的流動方向與冷卻流道的排布方向互相垂直布置，使得冷卻介質(zhì)從冷卻介質(zhì)入口進(jìn)入后，依次形成次高壓力區(qū)域和高壓力區(qū)域，并通過導(dǎo)流肋的布置來達(dá)到均衡各冷卻流道內(nèi)流速的目的，使得冷卻介質(zhì)均勻的流過各個冷卻流道，防止局部熱量冗余的發(fā)生。更進(jìn)一步的，將導(dǎo)流肋的數(shù)量和位置根據(jù)各個冷卻流道的流速一一設(shè)置，以達(dá)到均衡各個冷卻流道流速的目的。
[0012]以下將結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明進(jìn)行較為詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0013]圖1為【背景技術(shù)】中一種現(xiàn)有的單通路式驅(qū)動電機(jī)水冷散熱結(jié)構(gòu)的展開圖。
[0014]圖2為【背景技術(shù)】中另一種現(xiàn)有單通路式驅(qū)動電機(jī)水冷散熱結(jié)構(gòu)的展開圖。
[0015]圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中示意的是水冷散熱結(jié)構(gòu)的展開狀態(tài)。
[0016]圖中，1、冷卻介質(zhì)入口 ；2、隔板；3、冷卻介質(zhì)出口 ；4、高壓力區(qū)域；5、次高壓力區(qū)域；6、低壓力區(qū)域；7、導(dǎo)流肋；8、高壓區(qū)域；9、冷卻流道；91、第一冷卻流道；92、第二冷卻流道；93、第三冷卻流道；94、第四冷卻流道；95、第五冷卻流道；1’、現(xiàn)有技術(shù)中的冷卻介質(zhì)入口 ；2’、現(xiàn)有技術(shù)中的隔板；3’、現(xiàn)有技術(shù)中的冷卻介質(zhì)出口。
【具體實施方式】
[0017]請一并參閱圖1至2，圖中示意了現(xiàn)有兩種單通路式水冷散熱結(jié)構(gòu)，即螺旋形和S形，兩者均能形成連續(xù)的冷卻介質(zhì)通路，但都存在流道尾部熱量集中的問題。
[0018]實施例，請參閱圖3，一種驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器的水冷散熱結(jié)構(gòu)，包括冷卻介質(zhì)入口 I和冷卻介質(zhì)出口 3，設(shè)置在冷卻介質(zhì)入口 I 一側(cè)的高壓區(qū)域8，設(shè)置在冷卻介質(zhì)出口3 一側(cè)的低壓力區(qū)域6，以及設(shè)置在高壓區(qū)域8和低壓力區(qū)域6之間的五個冷卻流道9。
[0019]其中，高壓區(qū)域8由次高壓力區(qū)域5和高壓力區(qū)域4組成，冷卻介質(zhì)入口 1、次高壓力區(qū)域5和高壓力區(qū)域4沿著冷卻介質(zhì)的流動方向順次直線布置，并且該直線布置的方向與冷卻流道9的排布方向互相垂直。
[0020]上述五個冷卻流道9之間通過隔板2彼此隔斷，并且各個冷卻流道9內(nèi)分別設(shè)置有一組用于增加流道阻力的導(dǎo)流肋7。導(dǎo)流肋7在冷卻流道9的內(nèi)壁上錯位間隔布置。
[0021]冷卻流道9從上往下分別對應(yīng)第一冷卻流道91、第二冷卻流道92、第三冷卻流道93、第四冷卻流道94和第五冷卻流道95。第一冷卻流道91的導(dǎo)流肋設(shè)置有7個，第二冷卻流道92的導(dǎo)流肋設(shè)置有5個，第三冷卻流道93的導(dǎo)流肋設(shè)置有5個，第四冷卻流道94的導(dǎo)流肋設(shè)置有4個，第五冷卻流道95的導(dǎo)流肋設(shè)置有3個。
[0022]工作時，由于冷卻介質(zhì)入口 I直沖高壓力區(qū)域4，使得冷卻介質(zhì)從冷卻介質(zhì)入口 I進(jìn)入后，依次形成次高壓力區(qū)域5和高壓力區(qū)域4，根據(jù)等效歐姆定律的思路，次高壓力區(qū)域5、高壓力區(qū)域4都會向低壓力區(qū)域6流動，并且冷卻介質(zhì)沿高壓力區(qū)域4向低壓力區(qū)域6的流動速度，會比冷卻介質(zhì)沿次高壓力區(qū)域5到低壓力區(qū)域6的流動速度要快，在單位時間內(nèi)流速越大流量就越大，這樣就會導(dǎo)致多通路中第一冷卻流道91比第五冷卻流道95中冷卻介質(zhì)流動的多，熱量被帶走得更多，第五冷卻流道95就會造成熱量冗余，進(jìn)而帶來整機(jī)的散熱不均勻。故而在第一冷卻流道91、第二冷卻流道92、第三冷卻流道93、第四冷卻流道94和第五冷卻流道95中增加圖3所示的導(dǎo)流肋7，用以增加流道的阻力，使各個流道通過阻力的匹配，來改變經(jīng)過各流道的冷卻介質(zhì)流速，使各通道的流速均衡。由于第一冷卻流道91的冷卻介質(zhì)流速最快，所以其需要增加的導(dǎo)流肋也最多，第五冷卻流道95冷卻介質(zhì)流動最緩，增加的導(dǎo)流肋也最少，通過圖示的布置，使得第一冷卻流道91、第二冷卻流道92、第三冷卻流道93、第四冷卻流道94和第五冷卻流道95的流速基本相等，即可均勻的帶走整機(jī)熱量。
[0023]以上實施例只是闡述了本發(fā)明的基本原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還有各種變換，如增加冷卻流道的數(shù)量，或者改變冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口的具體位置等等，這些變換均應(yīng)視為落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器的水冷散熱結(jié)構(gòu)，包括冷卻介質(zhì)入口(I)和冷卻介質(zhì)出口(3)，其特征在于:還包括設(shè)置在冷卻介質(zhì)入口(I) 一側(cè)的高壓區(qū)域(8)，設(shè)置在冷卻介質(zhì)出口(3) —側(cè)的低壓力區(qū)域(6)，以及設(shè)置在所述高壓區(qū)域(8)和低壓力區(qū)域(6)之間的至少兩個冷卻流道(9);所述高壓區(qū)域(8)由次高壓力區(qū)域(5)和高壓力區(qū)域(4)組成；各個冷卻流道(9)之間通過隔板(2)彼此隔斷，并且各個冷卻流道(9)內(nèi)分別設(shè)置有一組用于增加流道阻力的導(dǎo)流肋(7)。2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器的水冷散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述冷卻介質(zhì)入口(I)、次高壓力區(qū)域(5)和高壓力區(qū)域(4)沿著冷卻介質(zhì)的流動方向順次直線布置。3.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器的水冷散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述導(dǎo)流肋(7)在冷卻流道(9)的內(nèi)壁上錯位間隔布置。4.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器的水冷散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述冷卻流道(9)的導(dǎo)流肋(7)數(shù)量，沿著高壓力區(qū)域(4)至次高壓力區(qū)域(4)方向，從多到少排布。5.如權(quán)利要求1至4任一項所述的驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器的水冷散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述冷卻流道(9)設(shè)置有五個，從上往下分別對應(yīng)第一冷卻流道(91)、第二冷卻流道(92)、第三冷卻流道(93)、第四冷卻流道(94)和第五冷卻流道(95);第一冷卻流道(91)的導(dǎo)流肋設(shè)置有7個，第二冷卻流道(92)的導(dǎo)流肋設(shè)置有5個，第三冷卻流道(93)的導(dǎo)流肋設(shè)置有5個，第四冷卻流道(94)的導(dǎo)流肋設(shè)置有4個，第五冷卻流道(95)的導(dǎo)流肋設(shè)置有3個。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器的水冷散熱結(jié)構(gòu)，包括冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口，設(shè)置在冷卻介質(zhì)入口一側(cè)的高壓區(qū)域，設(shè)置在冷卻介質(zhì)出口一側(cè)的低壓力區(qū)域，以及設(shè)置在高壓區(qū)域和低壓力區(qū)域之間的至少兩個冷卻流道。其中，高壓區(qū)域由次高壓力區(qū)域和高壓力區(qū)域組成，上述冷卻介質(zhì)入口、次高壓力區(qū)域和高壓力區(qū)域沿著冷卻介質(zhì)的流動方向順次直線布置。各個冷卻流道之間通過隔板彼此隔斷，并且各個冷卻流道內(nèi)分別設(shè)置有一組用于增加流道阻力的導(dǎo)流肋。本發(fā)明采取增加流道阻力的方法，設(shè)計各多通路流道的流動阻力，使冷卻介質(zhì)均勻的流過各個流道以避免現(xiàn)有單通路流道尾部的熱量集中，且與傳統(tǒng)的散熱結(jié)構(gòu)相比，不會增加額外的成本。
【IPC分類】H05K7/20
【公開號】CN105636402
【申請?zhí)枴緾N201410589700
【發(fā)明人】李陳勇, 裴善忠, 張 杰
【申請人】奇瑞新能源汽車技術(shù)有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年10月28日