一种集成式风冷结构和集成电机系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种集成式风冷结构和集成电机系统，集成式风冷结构包括壳体、离心风轮和转轴，壳体里面形成容纳腔，离心风轮安装在容纳腔里面，离心风轮安装在转轴上，转轴驱动离心风轮转动，容纳腔里还布置两块分隔导流板，两块分隔导流板将容纳腔分隔成两个独立的气流流道，壳体上设置两个空气入口和两个空气出口，每个独立的气流流道与一个空气入口和一个空气出口连通，壳体的外周面安装大功率器件，大功率器件产生的热量通过接触传递到壳体被带走，冷空气从空气入口流入，与壳体内表面接触，带走热量并从空气出口流出，通过多气流流道设计，缩短气流流道的长度，可有效减少气流流阻，提高热交换速度，从而提高散热效率。从而提高散热效率。从而提高散热效率。

【技术实现步骤摘要】
一种集成式风冷结构和集成电机系统

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[0001]本技术涉及一种集成式风冷结构和集成电机系统。

技术介绍
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[0002]新能源电机系统的功率密度作为其核心商品竞争力之一，要求电机及其控制器系统的体积尽量小，输出功率尽量大，这对电机系统的冷却结构的散热性能提出了更高的要求。如果热量无法及时散失，则电机系统将无法正常工作。
[0003]电机和控制器集成一体的风冷电机，多采用安装在转子铁芯两侧端部的离心风扇来进行散热，空气从电机端盖的轴向开口进入，从径向开口吹出。其中，位于控制器一侧的电机端部的散热结构则同时对控制器和电机进行冷却，冷空气首先流过控制器的热沉端板，然后经电机端盖轴向开口被吸入端盖对电机绕组进行冷却，该散热结构的冷却能力是电机工作性能的重要影响因素。
[0004]一般的皮带驱动启动发电一体化电机(Belt
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driven Starter Generator, BSG)系统实际上有两种功能，既可以做启动机，又可以做发电机。做启动机时， BSG通过皮带轮带动引擎从而启动引擎，常应用于等红绿灯时先临时引擎熄火，变绿灯时BSG快速起动引擎，汽车可以正常行驶；做发电机时，引擎通过皮带轮带动BSG进行发电，常应用于汽车刹车或下坡时的能量回收。
[0005]集成式BSG系统的功率密度作为其核心商品竞争力之一，要求BSG电机和 BSG控制器的体积尽量小，输出功率尽量大，这对BSG电机的冷却结构的散热性能提出了更高的要求。如果热量无法及时散失，则集成式BSG系统将无法正常工作。
[0006]传统的皮带驱动启动发电一体化电机的冷却结构见图1、图2、图3所示，包括定子组件1A、转子组件2A、前端盖3A、后端盖4A、转轴5A、皮带轮6A和 BSG控制器7A，在BSG控制器7A的表面上设置若干散热筋71A，在相邻散热筋 71A之间形成散热通道72A，在转子组件2A的底部设置散热风扇21A,后端盖 4A的底端板中间设置进气孔41A，在后端盖4A的边缘外侧设置出气孔42A，冷空气流进入散热通道72A进入后端盖4A的进气孔41A，然后从出气孔42A排出，这种散热结构体积大，结构复杂，散热能力差，导致热量无法及时散失，则BSG 系统将无法正常工作。
[0007]申请人针对以上问题，于2019年6月25日，申请了名称为：“一种集成式风冷结构和集成式BSG系统”、专利号为：201920963301.2的技术专利，在该专利中存还在如下技术问题：整个壳体里面的容纳腔里面作为一个气流流道，壳体上设置一个空气入口和一个空气出口，冷空气从空气入口进入并经过整个容纳腔收集热量，最后从空气出口排出，这种大面积的热量交换，热交换速度慢，气流流阻增加，散热慢，散热效率低。

技术实现思路
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[0008]本技术的目的是提供一种集成式风冷结构和集成电机系统，解决现有技术中冷空气从空气入口进入并经过整个容纳腔收集热量，最后从空气出口排出，这种大面积的
热量交换，热交换速度慢，气流流阻增加，散热慢，散热效率低的技术问题。
[0009]本技术的目的是通过下述技术方案予以实现的：
[0010]一种集成式风冷结构，包括壳体、离心风轮和转轴，壳体里面形成容纳腔，离心风轮安装在容纳腔里面，离心风轮安装在转轴上，转轴驱动离心风轮转动，在容纳腔里面还布置至少两块分隔导流板，至少两块分隔导流板将容纳腔分隔成至少两个独立的气流流道，壳体上设置至少两个空气入口和至少两个空气出口，每个独立的气流流道与一个空气入口和一个空气出口连通，壳体的外周面安装大功率器件，大功率器件产生的热量通过接触传递到壳体被带走，冷空气从空气入口流入与壳体内表面接触，带走热量并从空气出口流出。
[0011]优选地，在壳体内表面凸出强化散热结构。
[0012]优选地，所述的壳体包括热沉端板和外壳，热沉端板的外侧面安装大功率器件，热沉端板内侧面凸出布置有强化散热结构，所述的强化散热结构是若干散热柱，大功率器件产生的热量通过热沉端板被带走；冷空气从空气入口流入，与热沉端板内侧面和若干散热柱接触，带走热量并从空气出口流出。
[0013]优选地，所述的壳体包括热沉端板和外壳，外壳的外周面安装大功率器件，外壳的内表面凸出布置有强化散热结构，所述的强化散热结构是若干散热柱。
[0014]优选地，分隔导流板最好是两块，两块分隔导流板将容纳腔分隔成两个独立的气流流道，壳体上设置两个空气入口和两个空气出口，分隔导流板是从热沉端板内侧面凸出形成。
[0015]优选地，空气入口和空气出口并排起来并由分隔导流板分隔形成直条型的空气流道。
[0016]优选地，离心风轮包括顶轮盘和安装在顶轮盘边缘的若干风叶片，顶轮盘中间设置有轴孔，顶轮盘利用轴孔安装在转轴上，若干风叶片沿着顶轮盘的轴线周向间隔分布，若干风叶片围成内侧空腔，一部分散热柱伸入到空腔里面，其余散热柱位于若干风叶片的外围，在热沉端板内侧面形成一个没有散热柱的区域，若干风叶片的底端置于区域里面并贴近热沉端板内侧面。
[0017]优选地，在热沉端板的内侧面之间凸出有一个轴承座，轴承座里面安装轴承，转轴的尾端安装支承在轴承上。
[0018]优选地，两块分隔导流板是平行布置并分布在轴承座的两侧。
[0019]优选地，轴承座的外周面与分隔导流板相切，分隔导流板上设置缺口以便风叶片从缺口穿过。
[0020]优选地，外壳包括外周面和顶面，外周面、顶面与热沉端板安装在一起形成一容纳腔，顶面开有圆孔，顶轮盘嵌套在圆孔里面。
[0021]优选地，散热柱截面形状是圆形。
[0022]一种集成电机系统，包括BSG电机和BSG控制器，BSG电机包括定子组件、转子组件、前端盖、后端盖、转轴和皮带轮，前端盖和后端盖上的轴承座里面安装有轴承，转轴支承安装在轴承上，转轴的轴伸端伸出前端盖并安装皮带轮，转子组件安装在转轴上，转子组件套在定子组件里面，定子组件安装在前端盖和后端盖上；
[0023]所述的后端盖包括热沉端板的下方，由热沉端板围成的容纳腔，热沉端板的外侧面安装BSG控制器，热沉端板的内侧面中间轴向凸出轴承座，在轴承座的外围热沉端板的内
侧面轴向凸出若干散热柱，BSG控制器产生的热量通过热沉端板被带走；散热柱伸入到容纳腔里面，在容纳腔里面还布置两块分隔导流板，两块分隔导流板将容纳腔分隔成两个独立的气流流道，外壳的外周面上设置两个空气入口和两个空气出口，每个独立的气流流道与一个空气入口和一个空气出口连通；离心风轮置于容纳腔里面，离心风轮转动时，冷空气从空气入口流入，与热沉端板内侧面和若干散热柱接触，带走热量并从空气出口流出；离心风轮安装在转轴上，转轴用于驱动离心风轮转动。
[0024]优选地，两块分隔导流板是平行布置并分布在轴承座的两侧。
[0025]优选地，分隔导流板是热沉端板内侧面凸出形成。
[0026]优选地，离心风轮包括顶轮盘和安装在顶轮盘边缘的若干风叶片，顶轮盘中间设置有轴孔，顶轮盘利用轴孔安装在转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成式风冷结构，包括壳体、离心风轮(3)和转轴(7)，壳体里面形成容纳腔(10)，离心风轮(3)安装在容纳腔(10)里面，离心风轮(3)安装在转轴(7)上，转轴(7)驱动离心风轮(3)转动，其特征在于：在容纳腔(10)里面还布置至少两块分隔导流板(5)，至少两块分隔导流板(5)将容纳腔(10)分隔成至少两个独立的气流流道(20)，壳体上设置至少两个空气入口(42)和至少两个空气出口(43)，每个独立的气流流道(20)与一个空气入口(42)和一个空气出口(43)连通，壳体的外周面安装大功率器件(1)，大功率器件(1)产生的热量通过接触传递到壳体被带走，冷空气从空气入口(42)流入，与壳体内表面接触带走热量并从空气出口(43)流出。2.根据权利要求1所述的一种集成式风冷结构，其特征在于：在壳体内表面凸出强化散热结构。3.根据权利要求2所述的一种集成式风冷结构，其特征在于：所述的壳体包括热沉端板(2)和外壳(4)，热沉端板(2)的外侧面(21)安装大功率器件(1)，热沉端板(2)内侧面(22)凸出布置有强化散热结构，所述的强化散热结构是若干散热柱(6)，大功率器件(1)产生的热量通过热沉端板(2)被带走；冷空气从空气入口(42)流入与热沉端板(2)内侧面(22)和若干散热柱(6)接触，带走热量并从空气出口(43)流出。4.根据权利要求2所述的一种集成式风冷结构，其特征在于：所述的壳体包括热沉端板(2)和外壳(4)，外壳(4)的外周面(41)安装大功率器件(1)，外壳(4)的内表面(44)凸出布置有强化散热结构，所述的强化散热结构是若干散热柱(6)。5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种集成式风冷结构，其特征在于：分隔导流板(5)最好是两块，两块分隔导流板(5)将容纳腔(10)分隔成两个独立的气流流道(20)，壳体上设置两个空气入口(42)和两个空气出口(43)，分隔导流板(5)是从热沉端板(2)内侧面(22)凸出形成。6.根据权利要求5所述的一种集成式风冷结构，其特征在于：空气入口(42) 和空气出口(43)并排起来并由分隔导流板(5)分隔形成直条型的空气流道。7.根据权利要求5所述的一种集成式风冷结构，其特征在于：离心风轮(3)包括顶轮盘(31)和安装在顶轮盘(31)边缘的若干风叶片(32)，顶轮盘(31)中间设置有轴孔(311)，顶轮盘(31)利用轴孔(311)安装在转轴(7)上，若干风叶片(32)沿着顶轮盘(31)的轴线周向间隔分布，若干风叶片(32)围成内侧空腔(33)，一部分散热柱(6)伸入到空腔(33)里面，其余散热柱(6)位于若干风叶片(32)的外围，在热沉端板(2)内侧面(22)形成一个没有散热柱(6)的区域(34)，若干风叶片(32)的底端(321)置于区域(34)里面并贴近热沉端板(2)内侧面(22),在热沉端板(2)的内侧面(22)之间凸出有一个轴承座(35)，轴承座(35)里面安装轴承(36)，转轴(7)的尾端安装支承在轴承(36)上。8.根据权利要求7所述的一种集成式风冷结构，其特征在于：两块分隔导流板(5)是平行布置并分布在轴承座(35)的两侧。9.根据权利要求8所述的一种集成式风冷结构，其特征在于：轴承座(35)的外周面与分隔导流板(5)相切，分隔导流板(5)上设置缺口(51)以便风叶片...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦兵锋，
申请(专利权)人：北汽大洋电机科技有限公司，
类型：新型
国别省市：