电动车的马达及电池降温系统的制作方法
【专利摘要】一种电动车的马达及电池降温系统，主要由一电动机设备、一电池设备及一空调设备组成，其中：电动机设备用以提供驱动电动车行进的动力，电池设备则提供驱动电动机设备所需的电源，而空调设备具有可将冷气导出的一冷气通道及一制冷通道，且空调设备的冷气可经制冷通道导入至电动机设备与电池设备中，并藉此可对电动机设备与电池设备进行有效地降温及散热，以确保其安全性与工作效能。
【专利说明】电动车的马达及电池降温系统
【技术领域】
[0001]本实用新型与电动车系统有关，特别指一种电动车的马达及电池降温系统。
【背景技术】
[0002]一般运输用的汽车，大多是以石油提炼而来的汽油为燃料，但由于近期石油价格不断攀升，且其所产生废气更是造成地球暖化与空气污染的主因之一，因此目前对电动车的技术发展也更为迫切。
[0003]而由于电动车是以电力作为动力来源，因此具有高能量密度、高功率密度、电容量大及无记忆效应等优点的锂电池相当适合用来作为电动车的电力来源。然而截至目前，电动车仍未普遍商业化，其主要原因之一在于车用动力锂电池在严苛环境下操作不仅会大幅降低其电池寿命，且容易导致有安全性问题，例如:锂电池因热失效所引起的燃烧爆炸问题，主要是因锂电池内部短路而引起电池的异常发热，内部化学物质产生连锁反应而释出大量的反应热，持续的反应将产生热爆走(Thermal Runaway),其中，锂电池的操作环境温度是相当重要的影响因子，当环境温度提高时，化学反应速度也会增加，温度每升高10°C，化学反应速度将被提升两倍，锂电池中副反应也可能被激化，若热量累积速度大于其散热速度，将使得温度快速升高，而当其反应达到热爆走程度时，即会导致锂电池有燃烧爆炸的危险情况发生，因此如何除去车用锂电池的热量以避免热量积存，对电动车而言是非常重要的课题。
[0004]此外，在电动车的电子控制系统中，马达控制单元中的功率模组是将电能转换成动能最重要的电子元件，其主要是由娃基IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor)及二极体所组成，而IGBT被视为是一种结合金氧半导体场效电晶体(metal-oxi de-semi conductor field effect transistor, M0SFET)和双载子接面电晶体(bipolar junct1n transistor, BJT)的复合结构。IGBT因为结合了 MOSET易于利用闸极控制的特性，以及BJT具低导通电压压降的特性，因此被广泛应用于高电压高功率的应用领域，然而在高电压高功率的工作环境下所产生的高温，不但会导致其功率损耗，严重时更会因保护电路启动，而导致电动马达无法作动，且以目前电动车用功率模组需求初估约50kff,效率92%来看，功率密度约60?100W/cm2，预计未来将可达200W/cm2，势必会造成其操作的环境温度更为提高，因此必须考虑更有效的散热方式，以使其符合严格的车用规范(AEC-Q101)的高可靠度要求，或国外电动车电子元件有关温升要求的国家标准与相关的安全规范。
[0005]有鉴于此，故如何提供一种可同时对电动车的电池与马达控制模组进行有效散热的降温系统，即为本实用新型所欲解决的首要课题，因此，本案设计人在经过不断的苦思与试作后，才终于有本实用新型的产生。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是提供一种电动车的马达及电池降温系统，其具有可有效对电动车的电动机设备与电池设备进行降温及散热，以确保其安全性与工作效能的功效。
[0007]为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案:
[0008]一种电动车的马达及电池降温系统，它包括:
[0009]—电动机设备，用以提供驱动电动车行进的动力；
[0010]一电池设备，至少与该电动机设备电性连接，以提供驱动该电动机设备的电源；
[0011]一空调设备，用以提供一冷气，该空调设备具有可将冷气导出的一冷气通道及一制冷通道，该冷气通道延伸连通至电动车的车室内，而该制冷通道则延伸连通至该电动机设备与该电池设备中，使该空调设备的冷气可经该冷气通道与该制冷通道，而分别导入至电动车的车室内及该电动机设备与该电池设备中。
[0012]较佳地,所述电动机设备包括有一电动马达及一功率模组，该功率模组与该电动马达电性连结，并可用以控制该电动马达的启动时机。
[0013]更进一步地，所述功率模组主要由硅基IGBT及二极体所组成。
[0014]更进一步地,所述功率模组容设于一封闭式外壳中，该封闭式外壳的内部具有一可用以容设该功率模组的第一容置空间，所述电池设备由一电池组构成，且该电池组被一封闭式电池盒所包覆，该封闭式电池盒的内部具有一可用以容设该电池组的第二容置空间，而该制冷通道包含有一第一制冷管路及一第二制冷管路，该第一制冷管路用以连接该空调设备与该封闭式外壳，使该空调设备所提供的冷气可经由该第一制冷管路而输入至该封闭式外壳的第一容置空间中，而该第二制冷管路则用以连接该封闭式外壳与该封闭式电池盒，使位于该封闭式外壳的第一容置空间中的冷气，可再经由该第二制冷管路而进入至该封闭式电池盒的第二容置空间中，并在该封闭式电池盒上接设有一可供进入其第二容置空间的冷气向外排出的排气管路。
[0015]更进一步地，所述功率模组容设于一封闭式外壳中，所述电池设备由一电池组构成，且该电池组被一封闭式电池盒所包覆，所述制冷通道由一分流歧管构成，而具有一连接至所述空调设备的冷气入口端以及二冷气出口端，且该二冷气出口端分别连通至所述封闭式外壳及该封闭式电池盒中，使该空调设备所提供的冷气，可经所述制冷通道的二冷气出口端同时导入至该封闭式外壳及该封闭式电池盒中，并在该封闭式外壳及该封闭式电池盒上接设有一可将进入该封闭式外壳及该封闭式电池盒中的冷气向外排出的排气管路。
[0016]本实用新型的有益效果是:本实用新型可对电动机设备与电池设备进行有效地降温及散热，以确保其安全性与工作效能。
[0017]而本实用新型的上述目的与优点，不难从下述所选用实施例的详细说明与附图中，获得深入了解。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型第一实施例的结构示意图。
[0019]图2为本实用新型第一实施例的封闭式外壳的结构示意图。
[0020]图3为本实用新型第一实施例的冷气流路示意图。
[0021]图4为本实用新型第二实施例的结构示意图。
[0022]图5为本实用新型第二实施例的冷气流路示意图。
【具体实施方式】
[0023]如图1-3所示，为本实用新型所提供的一种电动车的马达及电池降温系统，其主要由一电动机设备11、一电池设备21及一空调设备31所组成,其中:
[0024]该电动机设备11,用以提供驱动电动车行进的动力，该电动机设备11包括有一电动马达12及一功率模组13，该电动马达12用以与电动车的传动轴41相连结，以可带动电动车行进，而该功率模组13与该电动马达12电性连结，该功率模组13主要由硅基IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)及二极体所组成，并可用以控制该电动马达12的启动时机，在本实施例中，该功率模组13用以容设于一封闭式外壳14中，该封闭式外壳14的内部具有一可用以容设该功率模组13的第一容置空间141。
[0025]该电池设备21，至少与该电动机设备11的功率模组13电性连接，该电池设备21主要由一锂电池组22构成，而可用以提供驱动该电动机设备11的电源，且该锂电池组22被一封闭式电池盒23所包覆，该封闭式电池盒23的内部具有一可用以容设该锂电池组22的第二容置空间(图中未示)。
[0026]该空调设备31，包括有压缩机(图中未示)、冷凝器(图中未示)、蒸发器(图中未示)及一般空调所需的冷媒管路(图中未示)等已知装置，而可用以制造并输出一冷气，然由于该空调设备31的功能与运作为熟知空调技术者所已知的技艺，故在此不在详加赘述。在本实施例中，该空调设备31更具有可将冷气导出的一冷气通道32及一制冷通道33，该冷气通道32延伸连通至电动车的车室42内，而该制冷通道33包含有一第一制冷管路331及一第二制冷管路332，该第一制冷管路331用以连接该空调设备31与该封闭式外壳14，使该空调设备31所提供的冷气可经由该第一制冷管路331而输入至该封闭式外壳14的第一容置空间141中，而该第二制冷管路332则用以连接该封闭式外壳14与该封闭式电池盒23，使位于该封闭式外壳14的第一容置空间141中的冷气，可再经由该第二制冷管路332而进入至该封闭式电池盒23的第二容置空间中，并在该封闭式电池盒23上接设有一可供进入其第二容置空间的冷气可向外排出的排气管路34。
[0027]然在此必须特别说明的是，该空调设备31除可利用外接独立电源来驱动之外，当然也可与该电池设备21相互电性连接，而同样利用该电池设备21以作为驱动该空调设备31运作的电力来源。
[0028]而通过上述结构所组成的本实用新型，如图3中的箭头所示，其空调设备31在作动后所产生的冷气，将可经由该冷气通道32以进入电动车的车室42内，以及经由该制冷通道33的第一制冷管路331及第二制冷管路332，而将冷气依序输入至该封闭式外壳14及该封闭式电池盒23中，并藉此即可对位于该封闭式外壳14及封闭式电池盒23中的功率模组13及锂电池组22进行有效降温及散热，使其功率模组13与锂电池组22皆可以在该空调设备31所设定的恒温状态下达到最佳效率，并有效延长其使用寿命，且更可有效避免因保护电路启动而导致电动马达12停机的情形，或锂电池组22因工作环境温度过高所可能造成的燃烧爆炸危险。
[0029]接着请继续参阅图4、图6，其为本实用新型所提供电动车的马达及电池降温系统的第二实施例，而其与上述第一实施例的差异在于，该电动机设备31的功率模组13容设于一封闭式外壳14中，而该电池设备21的锂电池组22被一封闭式电池盒23所包覆，而该制冷通道33由一分流歧管构成，而具有一连接至该空调设备31的冷气入口端333以及二分歧延伸的冷气出口端334，且该二冷气出口端334分别连通至该封闭式外壳14及该封闭式电池盒23中，使该空调设备31所制造输出的冷气，可经该制冷通道33 二冷气出口端334同时导入至该封闭式外壳14及该封闭式电池盒23中，并在该封闭式外壳14及该封闭式电池盒23上另接设有一可将进入该封闭式外壳14及该封闭式电池盒23中的冷气向外排出的排气管路34。
[0030]通过上述结构所组成的本实用新型第二实施例，如图5所示，其空调设备31在作动后所产生的冷气，除可通过其冷气通道32而将冷气输入至电动车的车室42内，也可经由该制冷通道33而将冷气同时输入至该封闭式外壳14及该封闭式电池盒23中，并藉此即可同样对位于该封闭式外壳14及该封闭式电池盒23中的功率模组13及锂电池组22进行有效降温及散热，使其功率模组13及锂电池组22皆可以在该空调设备所设定的恒温状态下达到最佳效率，并有效延长其使用寿命，且更可有效避免因保护电路启动而导致电动马达12停机的情形，或该锂电池组22因工作环境温度过高所可能造成的燃烧爆炸危险。
【权利要求】
1.一种电动车的马达及电池降温系统，其特征在于，它包括: 一电动机设备，用以提供驱动电动车行进的动力； 一电池设备，至少与该电动机设备电性连接，以提供驱动该电动机设备的电源； 一空调设备，用以提供一冷气，该空调设备具有可将冷气导出的一冷气通道及一制冷通道，该冷气通道延伸连通至电动车的车室内，而该制冷通道则延伸连通至该电动机设备与该电池设备中，使该空调设备的冷气可经该冷气通道与该制冷通道，而分别导入至电动车的车室内及该电动机设备与该电池设备中。
2.如权利要求1所述的电动车的马达及电池降温系统，其特征在于:所述电动机设备包括有一电动马达及一功率模组，该功率模组与该电动马达电性连结，并可用以控制该电动马达的启动时机。
3.如权利要求2所述的电动车的马达及电池降温系统，其特征在于:所述功率模组主要由硅基IGBT及二极体所组成。
4.如权利要求2所述的电动车的马达及电池降温系统，其特征在于:所述功率模组容设于一封闭式外壳中，该封闭式外壳的内部具有一可用以容设该功率模组的第一容置空间，所述电池设备由一电池组构成，且该电池组被一封闭式电池盒所包覆，该封闭式电池盒的内部具有一可用以容设该电池组的第二容置空间，而该制冷通道包含有一第一制冷管路及一第二制冷管路，该第一制冷管路用以连接该空调设备与该封闭式外壳，使该空调设备所提供的冷气可经由该第一制冷管路而输入至该封闭式外壳的第一容置空间中，而该第二制冷管路则用以连接该封闭式外壳与该封闭式电池盒，使位于该封闭式外壳的第一容置空间中的冷气，可再经由该第二制冷管路而进入至该封闭式电池盒的第二容置空间中，并在该封闭式电池盒上接设有一可供进入其第二容置空间的冷气向外排出的排气管路。
5.如权利要求2所述的电动车的马达及电池降温系统，其特征在于:所述功率模组容设于一封闭式外壳中，所述电池设备由一电池组构成，且该电池组被一封闭式电池盒所包覆，所述制冷通道由一分流歧管构成，而具有一连接至所述空调设备的冷气入口端以及二冷气出口端，且该二冷气出口端分别连通至所述封闭式外壳及该封闭式电池盒中，使该空调设备所提供的冷气，可经所述制冷通道的二冷气出口端同时导入至该封闭式外壳及该封闭式电池盒中，并在该封闭式外壳及该封闭式电池盒上接设有一可将进入该封闭式外壳及该封闭式电池盒中的冷气向外排出的排气管路。
【文档编号】H01M10/625GK204020540SQ201420305496
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】罗启宏, 王健铭 申请人:恒升精密科技股份有限公司