一种轮毂电机低压水冷与能量回收系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种轮毂电机低压水冷能量回收系统及方法

【技术实现步骤摘要】
一种轮毂电机低压水冷与能量回收系统及方法


[0001]本专利技术属于轮毂电机
，具体涉及一种轮毂电机低压水冷与能量回收系统及方法
。

技术介绍

[0002]车辆造成的污染向来是环境污染的主要来源之一，而在能源危机和环境污染日益严重的大背景下，以清洁可再生能源为能量来源的新能源车代替以化石能源为燃料的传统车辆已是大势所趋
。
[0003]在新能源车的各个发展方向中轮毂电机因结构紧凑
、
传动效率高
、
控制和转向灵活等优点，非常适合应用于电动汽车，因此成为了其中重要的发展方向
。
然而由于轮毂电机工作环境等原因，需要良好的密封性，这就造成了散热困难，而电机的运行温度过高会造成永磁体退磁
、
绝缘层老化等现象，严重影响其性能和寿命，因此电机散热成为了轮毂电机实际应用中的最大难点之一
。
[0004]现阶段，轮毂电机主要有风冷
、
油冷
、
水冷三种冷却方式，但这些传统的冷却方式并不能使电机降到最适合的工作温度，而且为了增强降温效果，往往需要设计复杂的降温通道，这就使得轮毂电机的重量和占用空间变大
、
设计和制造成本增加，不利于轮毂电机的发展
。
[0005]传统的水冷和油冷的冷却系统的冷却液在吸收了电机产生的热量后还需要对冷却液进行冷却才能完成完整的循环使用，不但浪费了热能，更需要消耗能量对冷却液进行散热，对电动汽车的续航能力有很大的影响
。
[0006]而现有的技术方案中，如申请公布号为
CN 108599411 A
的一种轮毂电机的定子水冷结构，包括定子齿部和定子轭部，定子轭部内设有若干个与定子轴线方向相同的通孔，通孔内设有冷却水管，冷却水管一端设有进水端口，另一端设有出水端口，冷却水管与通孔形成
U
字型连接，冷却水管的进水端口和出水端口伸出设置在定子的同一外侧，冷却水管与定子轭部内的通孔形成紧密固定连接，冷却水管按照
U
型环绕通过每个通孔，冷却水管通过环氧胶灌封和定子紧密装配在一起，进而使得轮毂电机散热均匀，但是这种水冷结构在吸收了电机的热量之后，并没有对这部分热量进行利用，还需要能量对冷却水进行散热，对电动汽车的续航能力有很大的影响
。
[0007]如申请公布号为
CN 108599621 A
的一种液冷轮毂电机冷却温差发电装置及其工作方法，轮毂电机采用冷却液淋喷和在电机壳体内设置循环油路并行的方式进行散热降温；储油箱采用金属外壳，温差发电片压在储油箱带凹槽的两面金属外壳之上，再在温差发电片上压一金属板
。
储油箱外壳作为温差发电热端，与外界冷空气接触的金属板作为冷端；但是冷却液是直接喷淋在发热元件上的，冷却液吸热之后回到储油箱，这种冷却回收方式是无法对轮毂电机自身的温度进行精准调节的，且冷却液直接喷淋的方式会造成大量的浪费，经济成本颇高
。
[0008]为了解决以上技术问题，本专利技术提出了一种轮毂电机低压水冷与能量回收系统及
方法
。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提出一种轮毂电机低压水冷能量与回收系统及方法，能够利用低压水冷实现电机的降温，同时对电机运行和制动过程中产生的热量进行回收，在降温并回收热量过程中实现对电机温度的精准把控，提高了能量利用率，降低损耗，且结构紧凑，占用空间小
。
[0010]为实现以上目的，本专利技术提出以下技术方案：一种轮毂电机低压水冷能量回收系统，包括轮毂电机主体和低压水冷与能量回收系统，所述低压水冷与能量回收系统为轮毂电机主体进行散热，并把吸收的热量回收再利用
。
[0011]所述轮毂电机主体包括轮胎
、
轮毂
、
电机壳
、
轮毂轴承
、
电机转子
、
电机定子
、
冷却轴
、
保护盖
、
刹车片
、
刹车卡钳
、
轴承和端盖；所述轮胎套设在轮毂上，所述电机壳通过轮毂轴承上的螺栓固定在轮毂上，所述电机转子焊接在电机壳内，所述刹车片和端盖通过螺栓固定在电机壳上；所述冷却轴一端通过轮毂轴承设在轮毂上，冷却轴另一端通过轴承设在端盖上；所述冷却轴内部设置螺旋式通道，螺旋式通道最大程度地覆盖在冷却轴内部，进而保证冷却效果；冷却轴另一端两侧设有冷却水入口通道和冷却水出口通道，螺旋式通道分别与冷却水入口通道和冷却水出口通道联通；所述电机定子
、
保护盖和刹车卡钳分别通过螺栓与冷却轴连接
。
[0012]所述低压水冷与能量回收系统包括低压水道
、
标准压力水道
、
热能发电机
、
水箱
、
压差阀
、
监控器
、
真空泵；所述低压水道的出口端与真空泵连接，低压水道的入口端与压差阀连接；所述低压水道中间断开分别与冷却轴上的冷却水入口通道和冷却水出口通道连接；所述低压水道内压力低于标准压力，低压水道内的冷却水沸点低易汽化，进而对冷却轴吸热降温；所述标准压力水道入口端与真空泵连接，所述标准压力水道出口端与压差阀连接；所述标准压力水道内压力为标准大气压，水的沸点处于标准大气压下的正常值
。
[0013]所述热能发电机设在标准压力水道入口端处，热能发电机同时与真空泵连接；所述水箱设在标准压力水道的中部位置，标准压力水道中间断开与水箱连接；水箱内存有冷却水；所述压差阀一端与低压水道入口端连接，压差阀另一端与标准压力水道出口端连接；所述压差阀设有额定压力差，当标准压力水道和低压水道的压力差达到额定压力差时，压差阀便被打开，当标准压力水道和低压水道的压力差低于额定压力差时，压差阀处于关闭状态
。
[0014]所述监控器在轮毂电机各处均设有温度传感器，所述监控器与真空泵通过电线连接，监控器根据温度传感器传递的温度信号向真空泵传递指令，用以控制真空泵，通过真空泵对低压水道内压力的调整，实现低压水道内水量和流速的变化，进而对轮毂电机的温度进行调整，即冷却降温，将轮毂电机的温度控制在合理范围内，及时冷却降温的同时回收热
量；所述真空泵根据监控器的指令对低压水道内的压力进行调整；所述真空泵针对不同温度下的轮毂电机，设置三个档位，对应低压水道内不同的压力值，第一档位下，压差阀处于关闭状态，第二档位和第三档位下，压差阀处于打开状态，不同档位下低压水道内冷却水的水量和流速不同，第三档位下真空吸力加大，冷却水的水量和流速加大；轮毂电机温度越高，真空泵的档位越高，低压水道内的水量和流速越大，对轮毂电机的冷却效果越好，冷却速度越快，进而将轮毂电机的温度控制在合理范围内，实现对轮毂电机温度的精准把控
。
[0015]优选地，第一档位下真空泵运转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种轮毂电机低压水冷能量回收系统，包括轮毂电机主体，所述轮毂电机主体包括轮胎
、
轮毂
、
电机壳
、
轮毂轴承
、
电机转子
、
电机定子
、
冷却轴
、
保护盖
、
刹车片
、
刹车卡钳
、
轴承和端盖，所述轮胎套设在轮毂上，所述电机壳通过轮毂轴承上的螺栓固定在轮毂上，所述电机转子焊接在电机壳内，所述刹车片和端盖通过螺栓固定在电机壳上；所述冷却轴一端通过轮毂轴承设在轮毂上，冷却轴另一端通过轴承设在端盖上；所述电机定子
、
保护盖和刹车卡钳分别通过螺栓与冷却轴连接；其特征在于：所述冷却轴内部设置螺旋式通道，冷却轴另一端两侧设有冷却水进口通道和冷却水出口通道，螺旋式通道分别与冷却水进口通道和冷却水出口通道联通；还包括低压水冷与能量回收系统，所述低压水冷与能量回收系统包括低压水道
、
标准压力水道
、
热能发电机
、
水箱
、
压差阀
、
监控器
、
真空泵，所述低压水道的出口端与真空泵连接，低压水道的入口端与压差阀连接；所述低压水道中间断开分别与冷却轴上的冷却水进口通道和冷却水出口通道连接；所述低压水道内压力低于标准压力；所述标准压力水道入口端与真空泵连接，所述标准压力水道出口端与压差阀连接；所述标准压力水道内压力为标准大气压，所述热能发电机设在标准压力水道入口端处，热能发电机同时与真空泵螺纹连接；所述水箱设在标准压力水道的中部位置，标准压力水道中间断开与水箱螺纹连接；水箱内存有冷却水；所述压差阀设有额定压力差，当标准压力水道和低压水道的压力差达到额定压力差时，压差阀便被打开，当标准压力水道和低压水道的压力差低于额定压力差时，压差阀处于关闭状态；所述监控器在轮毂电机各处均设有温度传感器，所述监控器与真空泵通过电线连接，监控器根据温度传感器传递的温度信号向真空泵传递指令；所述真空泵根据监控器的指令对低压水道内的压力进行调整；所述真空泵设置三个档位，第一档位下，压差阀处于关闭状态，第二档位和第三档位下，压差阀处于打开状态，第三档位下真空泵吸力加大
。2.
根据权利要求1所述的一种轮毂电机低压水冷能量回收系统，其特征在于：第一档位下真空泵运转，使得低压水道的压力低，但低压水道和标准压力水道的压力差低于压差阀的额定压力差；第二档位下真空泵继续运转，使得低压水道的压力持续降低，低压水道和标准压力水道的压力差等于压差阀的额定压力差，压差阀打开；第三档位下真空泵继续运转，...

【专利技术属性】
技术研发人员：连晋毅，王春亮，张喜清，宋勇，刘越茂，穆鑫茂，耿迪生，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：发明
国别省市：