电机冷却结构及其电机冷却控制方法、车辆与流程

本发明属于车辆制造技术领域，具体涉及一种电机冷却结构及其电机冷却控制方法、车辆。

背景技术：

车辆用空压机是汽车的核心动力设备之一，其主要功能在于给整车提供足够的、满足需求的气体量，以保证整车制动、空气悬架、门控等气动系统的正常工作。目前在商用车中使用最广泛的空压机类型为往复活塞式空压机，其主要由电机、曲轴、连杆、活塞、气缸、缸盖等部件组成。温度对空压机的寿命和性能等有举足轻重的影响，而现有的空压机一般是强化气缸体等部件的方式提升散热，但对电机部分的散热问题考虑不足。发明人发现，整车的制动、门控、空气悬架等气动系统的工质为高压空气，其工作后往往会被直接排出到大气环境中而未加以有效利用，但事实上，这部分余气具有洁净度较高、温度较低、压力较高等特点，具有较高的利用价值，尤其适合用于给较关键部件进行降温冷却，基于此，提出本发明。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种电机冷却结构及其电机冷却控制方法、车辆，将气动系统的排气引导至压缩机的驱动电机处，利用高压排气对驱动电机实现高效散热，且具有较高的环保性。

为了解决上述问题，本发明提供一种电机冷却结构，包括车辆气动系统，所述车辆气动系统具有空气压缩装置，所述空气压缩装置具有压缩机及与所述压缩机驱动连接的驱动电机，还包括冷却用储气装置，所述冷却用储气装置与所述车辆气动系统具有的第一排气口贯通连接，且所述冷却用储气装置的排气能够排至所述驱动电机处，以降低所述驱动电机的温度。

优选地，所述电机冷却结构还包括外壳体，所述外壳体包围设置于所述驱动电机的外周侧并与所述驱动电机的电机壳体之间形成冷却流道，所述冷却用储气装置具有的第二排气口与所述冷却流道贯通。

优选地，所述外壳体上构造有第三排气口，所述第三排气口处设有消音器。

优选地，所述第二排气口与所述外壳体之间的管路上设有流通控制阀，所述流通控制阀用于控制所述第二排气口与所述冷却流道的贯通或者截断。

优选地，所述流通控制阀包括二位二通电磁阀。

优选地，所述电机冷却结构还包括压力检测装置、控制部件，所述压力检测装置用于检测所述冷却用储气装置内的气体压力，且与所述控制部件电连接，所述控制部件根据所述压力检测装置的压力信号控制所述流通控制阀的贯通或者截断；和/或，温度检测装置，所述温度检测装置用于检测所述驱动电机的电机壳体的温度，且与所述控制部件电连接，所述控制部件根据所述温度检测装置的温度信号控制所述流通控制阀的贯通或者截断。

优选地，所述车辆气动系统还包括门控子系统和/或制动子系统和/或悬挂子系统，所述门控子系统、制动子系统、悬挂子系统分别管路连接于所述压缩机的第一排气口与所述冷却用储气装置的进气口之间。

本发明还提供一种电机冷却控制方法，用于控制上述电机冷却结构，包括如下步骤：

获取驱动电机的电机壳体的实时温度tc；

当tc≥ts时，其中ts为预设温度；

控制流通控制阀处于使冷却用储气装置与冷却流道贯通的贯通位。

优选地，

当tc＜ts时，还包括：

获取冷却用储气装置内气体的实时压力pc；

当pc≥ps时，其中ps为预设压力；

控制流通控制阀处于使冷却用储气装置与冷却流道贯通的贯通位；

当pc＜ps时，

控制流通控制阀处于使冷却用储气装置与冷却流道截断的截断位。

本发明还提供一种车辆，包括上述电机冷却结构。

本发明提供的一种电机冷却结构及其电机冷却控制方法、车辆，将所述车辆气动系统的排气余气(也可以成为尾气)引导至所述冷却用储气装置中并可以控制其中存储的高压排气余气排至所述驱动电机处，从而能够充分利用高压(相对于大气压)、低温(相对于运转过程中驱动电机的壳体温度)的排气余气对驱动电机实现高效散热，无需额外增加针对电机的散热装置，在节约系统成本的基础上还具有较高的环保性。

附图说明

图1为本发明实施例的电机冷却结构的原理示意图；

图2为本发明实施例的电机冷却结构的局部细节原理示意图；

图3为本发明另一实施例的电机冷却控制方法逻辑示意图；

图4为采用了本发明的电机冷却结构时cfd模拟流体横掠电机壳体的温度云图；

图5为未采用本发明的电机冷却结构时cfd模拟流体横掠电机壳体的温度云图。

附图标记表示为：

11、压缩机；12、驱动电机；121、电机壳体；2、冷却用储气装置；31、外壳体；32、消音器；4、流通控制阀；51、压力检测装置；52、控制部件；53、温度检测装置；100、门控子系统；101、制动子系统；102、悬挂子系统；103、冷凝器。

具体实施方式

结合参见图1至图5所示，根据本发明的实施例，提供一种电机冷却结构，包括车辆气动系统，所述车辆气动系统具有空气压缩装置，所述空气压缩装置具有压缩机11及与所述压缩机11驱动连接的驱动电机12，还包括冷却用储气装置2，所述冷却用储气装置2与所述车辆气动系统具有的第一排气口贯通连接，且所述冷却用储气装置2的排气能够排至所述驱动电机12处，以降低所述驱动电机12的温度，所述车辆气动系统还包括门控子系统100和/或制动子系统101和/或悬挂子系统102，所述门控子系统100、制动子系统101、悬挂子系统102分别管路连接于所述压缩机11的第一排气口与所述冷却用储气装置2的进气口之间。该技术方案中，将所述车辆气动系统的排气余气(也可以成为尾气)引导至所述冷却用储气装置2中并可以控制其中存储的高压排气余气排至所述驱动电机12处，从而能够充分利用高压(相对于大气压)、低温(相对于运转过程中驱动电机12的壳体温度)的排气余气对驱动电机实现高效散热，无需额外增加针对电机的散热装置，在节约系统成本的基础上还具有较高的环保性。该技术方案充分利用了高压气体进入较低压环境中会膨胀吸热的原理，使高压排气余气横掠驱动电机的壳体时产生外部强制对流传热现象，具有较高的换热效率，在压差的作用下，局部区域甚至形成换热效率极高的射流冲击传热现象。所述冷却用储气装置2例如可以采用储气罐实现。

更为具体的，所述压缩机11的高压排气口处设有冷凝器103对高压排气进行冷凝。所述门控子系统100、制动子系统101、悬挂子系统102中则分别设置相应的储气罐、单向阀等，以保证各个子系统中空气气压的稳定性，防止在各系统发挥功能(例如开门或者关门、驻车制动、悬挂减震)时气压波动过大。

作为所述电机冷却结构的一种具体实施方式，优选地，所述电机冷却结构还包括外壳体31，所述外壳体31包围设置于所述驱动电机12的外周侧并与所述驱动电机12的电机壳体121之间形成冷却流道，所述冷却用储气装置2具有的第二排气口与所述冷却流道贯通，采用该技术方案能够使所述冷却用储气装置2的排气针对驱动电机12，从而实现对驱动电机12温度最大程度的降低。

进一步地，所述外壳体31上构造有第三排气口，所述第三排气口处设有消音器32，以对与所述驱动电机12换热后的排气气流进行降噪。

所述第二排气口与所述外壳体31之间的管路上设有流通控制阀4，如图1及2所示，作为一种具体的实施方式，所述流通控制阀4包括二位二通电磁阀，所述流通控制阀4用于控制所述第二排气口与所述冷却流道的贯通或者截断。

为了能够便于对所述电机冷却结构的自动化控制，优选地，所述电机冷却结构还包括压力检测装置51(例如压力传感器)、控制部件52(例如ecu，electroniccontrolunit，电子控制单元)，所述压力检测装置51用于检测所述冷却用储气装置2内的气体压力，且与所述控制部件52电连接，所述控制部件52根据所述压力检测装置51的压力信号控制所述流通控制阀4的贯通或者截断；和/或，温度检测装置53(例如采用温度传感器)，所述温度检测装置53用于检测所述驱动电机12的电机壳体121的温度，且与所述控制部件52电连接，所述控制部件52根据所述温度检测装置53的温度信号控制所述流通控制阀4的贯通或者截断。

为了验证本发明技术方案的技术效果，发明人对采用了本发明技术方案的电机外壳(如图4)及未采用本发明技术方案的电机外壳的温度进行了相应的模拟(如图5)，可以明显得出，图5为无空气横掠电机壳体时的温度场云图，可知温度最高可达680k，图5为有空气横掠电机壳体时的温度场云图，可知温度最高仅334k。结果表明，本发明技术方案的降温冷却效果对比明显。

本发明还提供一种电机冷却控制方法，用于控制上述电机冷却结构，包括如下步骤：

通过温度检测装置53获取驱动电机12的电机壳体121的实时温度tc；

当tc≥ts时，其中ts为预设温度；

控制流通控制阀4处于使冷却用储气装置2与冷却流道贯通的贯通位，也即实时检测所述电机壳体121的温度，当其温度过高时，能够自动对其进行喷吹实现高效散热，此时可以不用考虑所述冷却用储气装置2中的气体压力是否过低或者过高。

进一步地，当tc＜ts时，还包括：通过压力检测装置51获取冷却用储气装置2内气体的实时压力pc；当pc≥ps时，其中ps为预设压力；控制流通控制阀4处于使冷却用储气装置2与冷却流道贯通的贯通位；当pc＜ps时，控制流通控制阀4处于使冷却用储气装置2与冷却流道截断的截断位。也即该技术方案中，在驱动电机12的外侧温度不是太高时，则依据冷却用储气装置2中的气体压力高度控制气体的排出与否，防止冷却用储气装置2内气体的压力过高存在安全隐患。当然，可以理解的是，所述实时温度及实时压力的检测可以同时进行，如图3所示出的方法逻辑示意图中所示。

本发明还提供一种车辆，包括上述电机冷却结构。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。