一种电机和控制器冷却系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电机和控制器冷却系统和方法，属于汽车驱动系统的冷却技术领域。其包括冷却包总成；两端分别连接所述冷却包总成的高位接口和低位接口的循环回路，所述循环回路包括串联设置的水泵，以及相互并联的第一支路和第二支路；以及连接所述冷却包总成和所述循环回路的膨胀水箱；其中，所述第一支路包括串联设置的一体化控制器及发电机，且一体化控制器位于发电机之前；所述第二支路包括驱动电机。本发明专利技术使用一套冷却系统。同时既能满足控制器、发电机的流量和散热需求，又能满足驱动电机的流量和散热需求。

A Cooling System for Motor and Controller

The invention relates to a cooling system for motor and controller, belonging to the cooling technology field of automobile driving system. The utility model comprises a cooling package assembly, a circulating circuit connecting the high-level interface and the low-level interface of the cooling package assembly at both ends, which comprises a water pump arranged in series, a first branch and a second branch connected in parallel with each other, and an expansion water tank connecting the cooling package assembly and the circulating circuit, wherein the first branch comprises an integrated control set in series. The second branch includes a driving motor. The invention uses a set of cooling system. At the same time, it can not only meet the demand of flow and heat dissipation of controller and generator, but also meet the demand of flow and heat dissipation of driving motor.

【技术实现步骤摘要】
一种电机和控制器冷却系统和方法
本专利技术涉及一种电机和控制器冷却系统和方法，属于汽车驱动系统的冷却

技术介绍
当前汽车电驱动系统传统的冷却方式主要有两种。第一种是发电机、驱动电机串联布置，发电机控制器、驱动电机控制器串联布置组成分别独立的冷却系统。但是这种方式存在占用空间大的缺点，并且每个冷却系统都使用了一个水泵，一个散热器，一个或多个电子风扇进行抽分散热，生产成本较高。第二种是控制器、发电机、驱动电机三者串联布置组成一套冷却系统，用一个水泵、一个散热器、一个或者多个电子风扇进行抽分散热。但是，该种冷却系统的缺点在于控制器、驱动电机控制器内阻较大，一个水泵给该种冷却系统提供循环水，流量不够，无法满足控制器、发电机、驱动电机四者高温极限工况下的散热需求。另外，汽车电驱动冷却系统的电子风扇罩安装在散热器上，电子风扇罩与散热器芯体之间间隙对散热器冷却效果、电子风扇使用寿命有重要影响。现有的电子风扇罩与散热器芯体间隙往往较大，这样一方面，造成热风回流或漏风现象，降低了散热器的冷却效果。另一方面，当散热器的安装位置较低时，地上的沙尘或者杂物容易被吸入电子风扇罩，吸附在电子风扇叶片上或进入电子风扇电机内部，造成电子风扇轴承早期磨损，导致电子风扇叶片不平衡运动，对散热器造成冲击过大，极易造成散热器开裂漏水。如果电子风扇罩与散热器芯体间隙过小，由于制作误差的问题，又时常会出现电子风扇罩压坏散热器芯体的现象，导致散热器漏水。当前汽车电驱动冷却系统，一般在散热器进出水口处设置温度传感器，用于感测散热器进出水口处的水温，进而控制电子风扇的开启和关闭来给电驱动冷却系统部件散热的。其缺点在于水温会比发电机、驱动电机定子线圈的温度以及发电机控制器、驱动电机控制器IGBT的温度具有延后性，且会有一个温度差，这个温度差会随车辆行驶工况变化而变化，控制算法上较难把握精准。因此，在车辆实际行驶过程中，会出现水温并不高，而发电机、驱动电机定子线圈以及发电机控制器、驱动电机控制器IGBT早已出现高温限功情况，影响车辆正常行驶。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种电机和控制器冷却系统，使用一套冷却系统。同时既能满足一体化控制器、发电机的流量和散热需求，又能满足驱动电机的流量和散热需求。根据本专利技术的一个方面，提出了一种电机和控制器冷却系统，包括：冷却包总成；两端分别连接所述冷却包总成的高位接口和低位接口的循环回路，所述循环回路包括串联设置的水泵，以及相互并联的第一支路和第二支路；以及连接所述冷却包总成和所述循环回路的膨胀水箱；其中，所述第一支路包括串联设置的一体化控制器及发电机，且一体化控制器位于发电机之前；所述第二支路包括驱动电机。本专利技术的进一步改进在于：所述冷却包总成包括散热器，安装在所述散热器上的护风圈，以及设置在所述护风圈内的电子风扇；其中，所述散热器与所述护风圈通过密封组件相连。本专利技术的进一步改进在于：所述密封组件包括包覆在所述护风圈边缘的卡套和设置在所述卡套上的弹性凸台；其中，所述散热器挤压所述弹性凸台，并使所述弹性凸台处于压缩状态。本专利技术的进一步改进在于：所述卡套设有截面为U形的卡槽，所述卡槽内设有若干用于卡住所述护风圈边缘的倒牙。本专利技术的进一步改进在于：所述护风圈的上、下两边缘分别设置若干连接片，各所述连接片均设有U型孔；所述护风圈两侧设有折弯边，所述折弯边的宽度与所述卡槽的深度相同。本专利技术的进一步改进在于：所述第二支路设有两个蝶柄球阀，所述蝶柄球阀分别设置在所述一体化控制器的进水口和出水口。本专利技术的进一步改进在于：所述散热器顶部设有连接所述膨胀水箱的第一排气阀，所述第二支路的驱动电机的出水口设有连接所述膨胀水箱的第二排气阀。本专利技术的进一步改进在于：所述一体化控制器集成有用于控制发电机运行的发电机控制器，用于控制驱动电机电机运行的驱动电机控制器，以及控制所述水泵和冷却包总成的整车控制器。本专利技术的进一步改进在于：所述发电机的出水口附近设置发电机温度传感器，用于感测发电机定子线圈的温度；所述驱动电机的出水口附近设置驱动电机温度传感器，用于感测驱动电机定子线圈的温度；所述发电机控制器的出水口附近设置发电机控制器温度传感器，用于感测IGBT的温度；所述驱动电机控制器的出水口附近设置驱动电机控制器温度传感器，用于感测IGBT的温度；其中，驱动电机温度传感器和驱动电机控制器温度传感器分别连接所述驱动电机控制器；发电机温度传感器和发电机控制器温度传感器分别连接所述发电机控制器。根据本专利技术的另一个方面，提出了一种电机和控制器冷却控制方法，包括：步骤一：在汽车上安装根据上述电机和控制器冷却系统；步骤二：设定若干水泵开启预设温度，分别对应驱动电机温度、驱动电机控制器温度、发电机温度以及发电机控制器温度，当其中任何一个实际温度高于所对应的水泵开启预设温度时，开启水泵；设定若干水泵关闭预设温度，分别对应驱动电机温度、驱动电机控制器温度、发电机温度以及发电机控制器温度，当所有的实际温度低于所对应的水泵关闭预设温度时，关闭水泵；设定若干电子风扇开启预设温度，分别对应驱动电机温度、驱动电机控制器温度、发电机温度以及发电机控制器温度，当其中任意一个实际温度高于所对应的电子风扇开启预设温度时，开启电子风扇；设定若干电子风扇关闭预设温度，分别对应驱动电机温度、驱动电机控制器温度、发电机温度以及发电机控制器温度，当所有的实际温度低于所对应的电子风扇关闭预设温度时，关闭电子风扇。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：在本专利技术所述的电机和控制器冷却系统中，将一体化控制器、发电机串联成第一支路，且由于一体化控制器要求的入水口水温比发电机入水口水温更低，因此一体化控制器必须位于发电机之前。再与设有驱动电机的第二支路并联，从而将电机冷却系统和控制器冷却系统合并成一个冷却系统。一方面一体化控制器、发电机两者的发热量之和与驱动电机的发热量相当。另一方面一体化控制器、发电组成的支路的最小截面积与驱动电机的支路最小截面积相当。并且，本实施例采用并联的方式能够让整个系统的进入散热器总成的流量最大，从而提高了散热器的散热效果。因此，将一体化控制器、发电机串联成一条支路，再与驱动电机并联，这样的管路布置系统内阻小，提高了冷却系统的总流量，使系统的流量既能满足一体化控制器、发电机的流量和散热需求，又能满足驱动电机的流量和散热需求。这样，用一个较大散热面积的冷却包总成散热，管路走向简单化，布置空间要求更小，不仅节约了生产成本，还能使得一体化控制器、发电机、驱动电机均处于一种良好的散热状态。在本专利技术所述的电机和控制器冷却系统中，护风圈和散热器之间设有密封部件。密封组件中通过弹性凸台与散热器的上下边界、左右边界挤压变形，从而密封护风圈与散热器之间的间隙。如果时间久了，散热器与护风圈内部空间积累一定的尘土或杂物时，通过挤压弹性凸台到极限，就可以很容易将尘土或杂物清理干净。在本专利技术所述的电机和控制器冷却系统中，在一体化控制器进出水口各增加了蝶柄球阀。这样，在控制器损坏需要更换时，可以不必放干冷却系统的防冻液，只需要将蝶柄球阀关闭，就可以将控制器拆除更换。从而提高了更换效率，减少了防冻液损失。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施方案的电机和控制器冷却系统的结构示意图，显示了管路连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机和控制器冷却系统，包括：冷却包总成(1)；两端分别连接所述冷却包总成(1)的高位接口和低位接口的循环回路(2)，所述循环回路(2)包括串联设置的水泵(3)，以及相互并联的第一支路(4)和第二支路(5)；以及连接所述冷却包总成(1)和所述循环回路(2)的膨胀水箱(6)；其中，所述第一支路(4)包括串联设置的一体化控制器(32)及发电机(33)，且一体化控制器(32)位于发电机(33)之前；所述第二支路(5)包括驱动电机(31)。

【技术特征摘要】
1.一种电机和控制器冷却系统，包括：冷却包总成(1)；两端分别连接所述冷却包总成(1)的高位接口和低位接口的循环回路(2)，所述循环回路(2)包括串联设置的水泵(3)，以及相互并联的第一支路(4)和第二支路(5)；以及连接所述冷却包总成(1)和所述循环回路(2)的膨胀水箱(6)；其中，所述第一支路(4)包括串联设置的一体化控制器(32)及发电机(33)，且一体化控制器(32)位于发电机(33)之前；所述第二支路(5)包括驱动电机(31)。2.根据权利要求1所述的电机和控制器冷却系统，其特征在于，所述冷却包总成(1)包括散热器(11)，安装在所述散热器(11)上的护风圈(12)，以及设置在所述护风圈(12)内的电子风扇(13)；其中，所述散热器(11)与所述护风圈(12)通过密封组件(14)相连。3.根据权利要求2所述的电机和控制器冷却系统，其特征在于，所述密封组件包括包覆在所述护风圈(12)边缘的卡套(15)和设置在所述卡套(15)上的弹性凸台(16)；其中，所述散热器(11)挤压所述弹性凸台(16)，并使所述弹性凸台(16)处于压缩状态。4.根据权利要求3所述的电机和控制器冷却系统，其特征在于，所述卡套(15)设有截面为U形的卡槽(17)，所述卡槽(17)内设有若干用于卡住所述护风圈(12)边缘的倒牙(18)。5.根据权利要求4所述的电机和控制器冷却系统，其特征在于，所述护风圈(12)的上、下两边缘分别设置若干连接片(19)，各所述连接片(19)均设有U型孔；所述护风圈(12)两侧设有折弯边(20)，所述折弯边(20)的宽度与所述卡槽(17)的深度相同。6.根据权利要求1至5中任一项所述的电机和控制器冷却系统，其特征在于，所述第二支路(5)设有两个蝶柄球阀(34)，所述蝶柄球阀(34)分别设置在所述一体化控制器(32)的进水口和出水口。7.根据权利要求1至5中任一项所述的电机和控制器冷却系统，其特征在于，所述散热器(11)顶部设有连接所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐明忠，陈煌熙，周宏涛，黎书萍，张晨，张彦斌，王文，闫冬，龙爱军，周宇，马祥生，
申请(专利权)人：湖南中车时代电动汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43