一种新能源汽车的冷却水泵制造技术

本发明专利技术涉及新能源汽车的冷却水泵，包括水泵壳体、水泵前端盖、水泵后端盖、叶轮轴、叶轮及电机；还包括连接在所述叶轮上的叶轮盖，所述叶轮盖包括中间段及连接在中间段两端的第一段和第二段；所述叶轮盖的第一段和第二段与水泵前端盖内壁之间分别形成流体阻尼间隙，所述叶轮盖中间段与水泵前端盖内壁之间形成的空腔截面积大于流体阻尼间隙的截面积；根据流体特性，截面积的突变会造成较大的流动阻力，从而降低了液体的泄漏量，提高了水泵的泵水扬程。还包括设置在水泵壳体内控制水泵电机驱动单元和风扇驱动单元的控制单元，采用PWM脉宽调频调制方式来调节电动水泵的转速，同时实现对整车冷却风扇的控制，减少了新能源车型的能耗和成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于油电混合、纯电动汽车的动力装置冷却以及空调系统PTC加热装置冷却系统，具体的涉及一种新能源汽车的冷却水泵。
技术介绍
新能源(油电混合、纯电动)车型的动力装置主要包括发动机(仅限混合动力车辆)、电机、逆变器和电机控制器。这些动力装置的冷却方式一般采用水冷方式，而如何为除发动机外其他动力装置的冷却系统提供冷却液循环动力成为一个重要问题。因为诸多原因，新能源车型的动力装置的冷却系统不能采用传动车辆发动机用的机械水泵，而且，即使装有发动机的混合动力车型，除发动机外其他的动力装置的冷却不能与发动机冷却采用同一个冷却液循环回路，所以也就不能与发动机冷却系统共用发动机水泵。因此，开发应用于新能源车型的水泵变得日益重要。目前，常见的水泵体积比较大，往往应用于工业方面，并且这类水泵主要采用有刷直流电机。有刷直流电机最大的缺点是有换向器和电刷，维护不方便，使用寿命短。随着高性能永磁材料、微电子技术、自动控制技术和电力电子技术特别是大功率半导体器件的快速发展，永磁同步电机得到了迅速的发展，无刷直流电机应运而生。无刷直流电机继承了有刷直流的优势，并且其调速性能优越、体积小、重量轻、效率高、转动惯量小、不存在励磁损耗问题，同时寿命比有刷直流电机长，因此在各个领域具有广阔的应用前景，在电动汽车上也得到了广泛的应用。目前国外新能源车用的水泵均是采用这种小型的无刷直流电机，水泵的驱动和控制模块是分开的，而国内在这些方面还未取得产业化的实质性突破，车用的水栗广品市场基本空白。旋转着的液体在离心力的作用下，从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入水泵前端盖与叶轮壳体形成的蜗壳流道中。液体由于蜗壳流道的截面积逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出口。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真空，水泵液体吸入口前端的冷却液在压力的作用下流向叶轮中心，液体便被连续压入叶轮中。只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。但是由于叶轮高速旋转，为避免摩擦，叶轮与水泵前端盖之间必须保证有一定间隙，因此部分液体会从这些间隙中泄露出去而没有经过叶轮加压，从而造成功率损失。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述缺陷，提供一种能防止液体泄漏、增大泵水功率的新能源汽车的冷却水泵。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种新能源汽车的冷却水泵，包括水泵壳体、水泵前端盖、水泵后端盖、叶轮轴、叶轮及电机；水泵前端盖与水泵壳体围合形成有泵腔，并且水泵前端盖上设置有连通泵腔的进水口和出水口 ；叶轮轴通过配合的轴承套固定在水泵壳体内，叶轮壳体的轴孔套置在叶轮轴上；还包括连接在所述叶轮上的叶轮盖，所述叶轮盖包括中间段及连接在中间段两端的第一段和第二段；所述叶轮盖的第一段和第二段与水泵前端盖内壁之间分别形成流体阻尼间隙，所述叶轮盖中间段与水泵前端盖内壁之间形成的空腔截面积大于流体阻尼间隙的截面积；所述水泵前端盖的进水口连通叶轮盖内腔。所述叶轮盖位于水泵前端盖进水口的后方。所述叶轮设置在叶轮壳体的叶轮安装支座上。所述叶轮盖的中间段为曲面，所述叶轮盖的第一段沿垂直方向延伸，所述叶轮盖的第二段沿水平方向延伸。与所述叶轮盖中间段配合的水泵前端盖内壁为曲面。与所述叶轮盖中间段配合的水泵前端盖内壁设计成台阶形状。所述流体阻尼间隙截面积与所述空腔截面积的比为l:9(Tl:100。还包括设置在水泵壳体内控制水泵电机驱动单元和风扇驱动单元的控制单元；控制单元将接收到的信号处理成PWM信号发送给水泵电机驱动单元和/或风扇驱动单元；控制单元根据水泵电机驱动单元和/或风扇驱动单元的反馈信号调整PWM信号。所述水泵壳体、电机的定子、叶轮轴及轴承套采用注塑的方式集成在一起形成水泵壳体总成；所述叶轮壳体和电机的转子采用注塑的方式集成在一起，与叶轮形成叶轮总成。所述水泵后端盖圆周上的凹槽内设置有0形密封圈I形成圆周密封，所述水泵壳体上端面的凹槽内设置有0形密封圈II形成端面密封。所述叶轮壳体轴孔端面与水泵前端盖的接触面处设置有叶轮挡圈，叶轮轴的上部设置有固定叶轮挡圈的限位面。所述叶轮挡圈采用的是碳化硅制成的叶轮挡圈。所述水泵前端盖的进水口处的下方设置有将所述叶轮挡圈压在所述叶轮壳体轴孔端面的轴撑结构，所述轴撑结构与叶轮轴间隙配合。所述叶轮壳体的轴孔内壁开有供水循环的导流槽，所述叶轮壳体轴孔端面开有供水循环的导流槽，并且轴孔内壁的导流槽与轴孔端面的导流槽连通。所述出水口沿所述叶轮切线方向分布。本专利技术与现有技术相比，有益效果为:1、叶轮上连接固定有叶轮盖，叶轮盖与水泵前端盖之间的流道截面设计成中间大两端小的结构，根据流体特性，截面积的突变会造成较大的流动阻力，从而降低了液体的泄漏量，在功率相等的情况下，提高了水泵的泵水扬程；2、本专利技术的水泵包括了控制水泵电机驱动单元和风扇驱动单元的控制单元，能根据动力装置和空调系统PTC加热装置冷却需求的变化来调节水泵的转速，同时实现对整车冷却风扇的控制，该水泵既是水泵也是控制器，减少了新能源车型的能耗和成本；3、水泵壳体与定子和叶轮轴的一体化设计、叶轮壳体与转子的一体化设计，有效解决了水泵密封性的问题；4、叶轮挡圈使叶轮壳体轴孔端面在水泵工作时与水泵前端盖上的轴撑结构脱离接触，避免了二者之间的摩擦，延长了水泵的使用寿命；5、叶轮壳体轴孔的内壁和叶轮壳体轴孔端面都开有供水循环的导流槽，一方面叶轮总成与水泵壳体总成、叶轮轴与叶轮壳体轴孔之间的杂质被带出，另一方面，同时在叶轮壳体轴孔端面与叶轮挡圈端面之间生成一层水膜，减少了叶轮壳体与叶轮挡圈之间的摩擦，导流槽内的液体还起到润滑叶轮壳体轴孔与叶轮轴摩擦副的作用，从而有效延长了水泵的使用寿命。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中:图1为本专利技术剖切的装配爆炸图；图2为本专利技术的剖视图；图3为图2的局部放大图；图4为本专利技术控制原理图；图5为本专利技术叶轮壳体轴孔内壁开导流槽的示意图；图6为本专利技术叶轮壳体轴孔端面开导流槽示意图；图7为本专利技术整车网络控制示意图。图8为本专利技术泵水控制原理图具体实施例方式图1所示为本专利技术新能源汽车的冷却水泵轴线剖去60度后的装配爆炸图。结合图2可知,冷却水泵包括水泵后端盖I, 0形密封圈12,控制板3、水泵壳体4、电机(定子5和转子10)、0形密封圈116、轴衬套7、叶轮轴8、减震护套9、叶轮壳体11、叶轮17、叶轮盖12、叶轮挡圈13、水泵前端盖14、水泵接线端子15。本专利技术的叶轮采用的是离心式叶轮，电机采用的是无位置传感器的无刷直流电机，电枢绕组作为电机的定子与水泵壳体一体化设计，永磁体作为电机的转子与叶轮壳体一体化设计。叶轮轴8与轴承套7过盈配合后与定子5和水泵壳体4采用注塑的方式集成在一起形成水泵壳体总成，使定子5和叶轮轴8安装在水泵壳体4内，一体成型设计既保证了定子的密封性，又解决了定子的防水问题；叶轮壳体11和转子10采用注塑的方式集成在一起，同样解决了转子的密封性和防水问题；叶轮盖12通过焊接方式焊在叶轮壳体4上的叶轮17上；即转子10、叶轮壳体11、叶轮17、叶轮盖12固定在一起，构成了叶轮总成。叶轮壳体11开有套置在叶轮轴8上的轴孔11.1，轴孔11.1与叶轮轴8间隙配合，使叶轮壳体11安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新能源汽车的冷却水泵，包括水泵壳体、水泵前端盖、水泵后端盖、叶轮轴、叶轮及电机；水泵前端盖与水泵壳体围合形成有泵腔，并且水泵前端盖上设置有连通泵腔的进水口和出水口；叶轮轴通过配合的轴承套固定在水泵壳体内，叶轮壳体的轴孔套置在叶轮轴上；其特征在于，还包括连接在所述叶轮上的叶轮盖，所述叶轮盖包括中间段及连接在中间段两端的第一段和第二段；所述叶轮盖的第一段和第二段与水泵前端盖内壁之间分别形成流体阻尼间隙，所述叶轮盖中间段与水泵前端盖内壁之间形成的空腔截面积大于流体阻尼间隙的截面积；所述水泵前端盖的进水口连通叶轮盖内腔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：殷生岱，石侠红，万鑫，蔡文新，
申请(专利权)人：东风汽车公司，
类型：发明
国别省市：