一种电动汽车用永磁同步电机冷却系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动汽车用永磁同步电机冷却系统及其控制方法，包括冷却组件、动力组件、进出水管组件和传动组件四个部分。其中，冷却组件，包括第一冷却箱和第二冷却箱，所述第一冷却箱背面开设有两个左右对称的圆孔，圆孔内部均设有若干个进风扇，所述第一冷却箱上的前侧壁与两个进风扇的对应处开设有矩形孔。本发明专利技术通过在第一冷却箱和第二冷却箱内对水进行分段冷却，增加了散热效率，提高了散热效果，从而确保永磁同步电机的运行平稳。

A Cooling System of Permanent Magnet Synchronous Motor for Electric Vehicle and Its Control Method

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车用永磁同步电机冷却系统及其控制方法
本专利技术涉及电动汽车
，具体为一种电动汽车用永磁同步电机冷却系统及其控制方法。
技术介绍
电机取代原来的内燃机作为汽车的动力源，具有零排放，便于控制，噪声小等优点。由于永磁同步电动具有启动转矩大、抗过载能力强、能量转化效率高等优点，电动汽车一般采用永磁同步电机作为驱动电机。永磁同步电机容易产生高热，同时多数采用全封闭式结构，此时散热条件更为恶劣，单单靠电机外部空气的自然对流冷却已经满足不了电机的散热需要。永磁同步电机对温度十分敏感，可能使永磁体产生不可逆性退磁，同时温度过高会导致电机中的绝缘材料加速老化，这些影响直接或间接的影响电机的效率和使用寿命。永磁同步电机在长时间大功率运行情况下散热性能差，目前较为常用的车用永磁同步电机采用水冷式散热方式。但是水冷式散热效率不高，散热效果不理想而且永磁同步电机的运行可靠性也不理想。因此需要一个良好的电机冷却系统保证电机能够长时间运行在高效区，这与当前节能环保的主题是紧密结合的。
技术实现思路
专利技术目的：提供一种电动汽车用永磁同步电机冷却系统及其控制方法，解决了现有的水冷式散热效率低，散热效果不理想而且永磁同步电机的运行可靠性不理想的问题。技术方案：一种电动汽车用永磁同步电机冷却系统，包括冷却组件、动力组件、进出水管组件、传动组件四个部分。其中，冷却组件，包括第一冷却箱和第二冷却箱，所述第一冷却箱背面开设有两个左右对称的圆孔，圆孔内部均设有若干个进风扇，所述第一冷却箱上的前侧壁与两个进风扇的对应处开设有矩形孔；动力组件，包括电机本体，固定在所述第一冷却箱底部的电机箱，安装在所述电机箱内部中心处的电机，安装在所述第一冷却箱内底部的第一水泵；进出水管组件，包括设置在所述第一冷却箱内腔顶部且两端固定连接在第一冷却箱内侧壁上的分散管，一端连通在所述分散管管壁上侧中心处且另一端贯穿所述第一冷却箱并向外延伸的进水管，以及一端固定在所述第一水泵输出端，另一端贯穿所述第一冷却箱右侧壁底部并向外延伸的出水管，所述分散管管壁下侧沿其长度方向设有若干个均匀分布的出水孔；传动组件，包括一端通过联轴器固定在所述电机输出轴上，另一端贯穿第一冷却箱和电机箱的连接处并延伸至第一冷却箱内的转轴，固定在所述转轴轴壁上侧的第一锥齿轮，两个分别横向设置在第一锥齿轮左右两侧且转动连接在所述第一冷却箱内壁上的传动杆，固定在两个传动杆相对的一端设有第二锥齿轮，以及若干个均匀分布在所述传动杆杆壁上的第一搅拌杆，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合。在进一步的实施例中，所述第二冷却箱内部中心安装有散热板，所述散热板的四周侧壁分别水平固定在第二冷却箱内的四周侧壁上，能够使进入冷却箱内的水流至散热板上进行进一步的冷却。在进一步的实施例中，所述转轴轴壁的下方固定设有两个对称的第二搅拌杆，所述第二搅拌杆上均匀分布有若干个第三搅拌杆，当转轴转动时能够带动第二搅拌杆以及第三搅拌杆对第一冷却箱底部的水进行搅拌冷却。在进一步的实施例中，所述传动杆与第一冷却箱内壁的连接处设有第一滚动轴承，所述转轴与第一冷却箱的贯穿处设有第二滚动轴承，所述第一滚动轴承和所述第二滚动轴承均选用旋转密封轴承，能够确保传动杆和转轴只能沿其径向进行旋转，选用旋转密封轴承能防止轴承内的润滑油流出，也能防止第一冷却箱内的水进入轴承内，发生氧化致使轴承生锈从而旋转时卡死的现象发生。在进一步的实施例中，所述第一冷却箱后内壁在两个所述传动杆的相对应位置处均设有支撑板，两个支撑板的侧壁与两个传动杆的杆壁之间均设有第三滚动轴承，支撑板通过第三滚动轴承与传动杆转动连接，增加传动杆的接触面积，防止传动杆在旋转时因无法承受水压而发生断裂，也能确保传动杆只能沿一个方向进行旋转。在进一步的实施例中，所述第一水箱与所述电机本体之间设有第二水泵，第二水泵的一端与进水管相连，另一端通过连接管与电机本体相连，第二水箱的一端连接在出水管上，另一端通过连接管与电机本体相连，能够确保水从第一冷却箱流至第二冷却箱，再流至电机本体内，再通过第二水泵重新流入第一冷却箱内，完成整个冷却循环，带走电机本体内的热量。在进一步的实施例中，第二滚动轴承与第一冷却箱的接触面之间设有密封圈，防止第一冷却箱内的水进入电机箱中。在进一步的实施例中，所述第二冷却箱内下方安装有固定杆，固定杆上安装有摇动板，所述摇动板中间凸起，两侧向下凹陷形成两个对称的斜坡，水落在摇动板上对其进行再一次冷却降温，又因其两侧凹陷形成斜坡，水通过其自身的重力可下落，流至电机本体内。一种电动汽车用永磁同步电机冷却系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：第一步、第一水泵工作，通过出水管将第一冷却箱内的水排入至第二冷却箱内，第二冷却箱内的水通过连接管流入至电机本体内，带走电机本体内的热量，使得水对电机本体进行快速冷却，第二水泵工作，将电机本体内的水抽至第一冷却箱内；第二步、第一冷却箱上的进风扇工作，吹风冷却从分散管上流下是水；第三步、电机箱内的电机工作，固定在电机轴联器中的转轴旋转，安装在转轴上的第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合从而带动传动杆上下旋转，使得第一搅拌杆对第一冷却箱中中间部分的水进行搅拌冷却，同时转轴带动安装在转轴轴壁下方的第二搅拌杆左右旋转，第二搅拌杆以及安装在第二搅拌杆上的第三搅拌杆对第一水箱底部的水进行左右搅拌冷却，进一步提高水的散热效果；第四步、第一水泵工作，将第一水箱内的水通过出水管排入至第二水箱内，水流入散热板的表面，再流经摇动板，从而对水进行降温，已经冷却的水再次流入电机本体内，带走电机本体内的热量，再由第二水泵将电机本体的水送至第一冷却箱内；第五步、重复第二步到第四步，直至电机本体停止工作。有益效果：本专利技术涉及一种电动汽车用永磁同步电机冷却系统及控制方法，与现有技术相比，有以下优点：（1）通过第一水泵将第一冷却箱内部的水排入至第二冷却箱中，使得第二冷却箱内的水流入至电机本体的内部，使得水对电机本体进行快速冷却，通过第二水泵将电机本体内的水抽入至第一冷却箱的内部，从而完成整个循环冷却过程；（2）通过第一冷却箱内的进风扇对从分散管流下的水进行吹风冷却，通过转轴带动传动杆和第二搅拌杆以及第三搅拌杆对第一冷却箱中中间部分和底部的水进行搅拌冷却，提高散热效果；（3）通过安装在第二冷却箱内的散热板和摇动板对水进行进一步的降温，使之能够带走电机本体中更多的热量。附图说明图1为本专利技术整体结构示意图；图2为本专利技术中第一冷却箱的结构示意图；图3为本专利技术中第一冷却箱的正视图；图4为本专利技术中第二冷却箱的结构示意图；图5为本专利技术中第二冷却箱内散热板的结构示意图。图6为本专利技术在打开车内热空调时的整体结构示意图。图中各附图标记为：电机本体1、第二冷却箱2、第二冷却箱3、分散管4、进水管5、进风扇6、矩形孔7、电机箱8、电机9、转轴10、第一锥齿轮11、传动杆12、第二锥齿轮13、第一搅拌杆14、第二搅拌杆15、第三搅拌杆16、第一水泵17、散热板18、第二水泵19、出水管20、支撑板21、摇动板22、第一电磁阀23、车内供暖系统24、第二电磁阀25。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车用永磁同步电机冷却系统，其特征是包括：冷却组件，包括第一冷却箱和第二冷却箱，所述第一冷却箱背面开设有两个左右对称的圆孔，圆孔内部均设有若干个进风扇，所述第一冷却箱上的前侧壁与两个进风扇的对应处开设有矩形孔；动力组件，包括电机本体，固定在所述第一冷却箱底部的电机箱，安装在所述电机箱内部中心处的电机，安装在所述第一冷却箱内底部的第一水泵；进出水管组件，包括设置在所述第一冷却箱内腔顶部且两端固定连接在第一冷却箱内侧壁上的分散管，一端连通在所述分散管管壁上侧中心处且另一端贯穿所述第一冷却箱并向外延伸的进水管，以及一端固定在所述第一水泵输出端，另一端贯穿所述第一冷却箱右侧壁底部并向外延伸的出水管，所述分散管管壁下侧沿其长度方向设有若干个均匀分布的出水孔；传动组件，包括一端通过联轴器固定在所述电机输出轴上，另一端贯穿第一冷却箱和电机箱的连接处并延伸至第一冷却箱内的转轴，固定在所述转轴轴壁上侧的第一锥齿轮，两个分别横向设置在第一锥齿轮左右两侧且转动连接在所述第一冷却箱内壁上的传动杆，固定在两个传动杆相对的一端设有第二锥齿轮，以及若干个均匀分布在所述传动杆杆壁上的第一搅拌杆，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合。...

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车用永磁同步电机冷却系统，其特征是包括：冷却组件，包括第一冷却箱和第二冷却箱，所述第一冷却箱背面开设有两个左右对称的圆孔，圆孔内部均设有若干个进风扇，所述第一冷却箱上的前侧壁与两个进风扇的对应处开设有矩形孔；动力组件，包括电机本体，固定在所述第一冷却箱底部的电机箱，安装在所述电机箱内部中心处的电机，安装在所述第一冷却箱内底部的第一水泵；进出水管组件，包括设置在所述第一冷却箱内腔顶部且两端固定连接在第一冷却箱内侧壁上的分散管，一端连通在所述分散管管壁上侧中心处且另一端贯穿所述第一冷却箱并向外延伸的进水管，以及一端固定在所述第一水泵输出端，另一端贯穿所述第一冷却箱右侧壁底部并向外延伸的出水管，所述分散管管壁下侧沿其长度方向设有若干个均匀分布的出水孔；传动组件，包括一端通过联轴器固定在所述电机输出轴上，另一端贯穿第一冷却箱和电机箱的连接处并延伸至第一冷却箱内的转轴，固定在所述转轴轴壁上侧的第一锥齿轮，两个分别横向设置在第一锥齿轮左右两侧且转动连接在所述第一冷却箱内壁上的传动杆，固定在两个传动杆相对的一端设有第二锥齿轮，以及若干个均匀分布在所述传动杆杆壁上的第一搅拌杆，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合。2.根据权利要求1所述的一种电动汽车用永磁同步电机冷却系统，其特征在于：所述第二冷却箱内部中心安装有散热板，所述散热板的四周侧壁分别水平固定在第二冷却箱内的四周侧壁上。3.根据权利要求1所述的一种电动汽车用永磁同步电机冷却系统，其特征在于：所述转轴轴壁的下方固定设有两个对称的第二搅拌杆，所述第二搅拌杆上均匀分布有若干个第三搅拌杆。4.根据权利要求1所述的一种电动汽车用永磁同步电机冷却系统，其特征在于：所述传动杆与第一冷却箱内壁的连接处设有第一滚动轴承，所述转轴与第一冷却箱的贯穿处设有第二滚动轴承，所述第一滚动轴承和所述第二滚动轴承均选用旋转密封轴承。5.根据权利要求1所述的一种电动汽车用永磁同步电机冷却系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭富明，沈静，方斌，
申请(专利权)人：南京理工自动化研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32