一种驱动电机和电机控制器的水冷散热结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车制造领域，尤其是涉及对散热要求高，控温精度较高的场合使用，具体的可用于纯电动汽车的电机控制器，以及混合动力汽车的驱动电机中。
【背景技术】
[0002]随着混合动力汽车和纯电动汽车的发展，驱动电机和电机控制器受到其在整车前舱布置的空间限制，正朝着体积越来越小，功率越来越大的方向发展。特别是在混合动力汽车上，驱动电机往往被布置在发动机和变速箱之间，受到发动机工作时热辐射的影响，工作环境十分恶劣，这就对其散热设计提出了更高的要求，相较于纯电动汽车，电机控制器的工作环境亦是如此。
[0003]对于驱动电机和电机控制器内部，由于功率密度提升，其热密度也相应提升。驱动电机和电机控制器满负荷工作时，会伴随产生大量的热量，这部分热量如不及时导出，会立刻体现为驱动电机和控制器进行自我保护，从而限制输出功率降低产生的热量，这样就会对整车驾驶带来影响，可能会达不到相关的要求参数值。若长期如此，会对驱动电机和电机控制器的寿命造成不可恢复的影响，甚至损坏。
[0004]目前现有的水冷散热结构是采用单通路式的水路循环，其结构参见说明书附图的图1和图2。但是上述结构随着流经路径上热交换的进行，越到通路出口端，温度越来越高，散热不均匀的现象越发明显。
[0005]鉴于此，如何高效的散热，同时不增加产品的成本已成为本领域技术人员亟待解决的问题。
【发明内容】
[0006]为了克服上述技术问题，本发明的目的是提供一种新型的多通路式水冷散热结构，解决现有单通路式冷却水路散热不均匀的问题，并且不会额外增加成本。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为:一种驱动电机和电机控制器的水冷散热结构，包括冷却介质入口和冷却介质出口，设置在冷却介质入口一侧的高压区域，设置在冷却介质出口一侧的低压力区域，以及设置在高压区域和低压力区域之间的至少两个冷却流道。其中，高压区域由次高压力区域和高压力区域组成，上述冷却介质入口、次高压力区域和高压力区域沿着冷却介质的流动方向顺次直线布置。各个冷却流道之间通过隔板彼此隔断，并且各个冷却流道内分别设置有一组用于增加流道阻力的导流肋。优选的，冷却介质沿冷却介质入口、次高压力区域、高压力区域的流动方向与冷却流道的排布方向互相垂直。
[0008]采用上述技术方案，通过将传统的单通路水道改为多通路水道，以避免了传统单通路流道尾部热量集中的问题，并使得冷却介质从冷却介质入口进入后，形成次高压力区域和高压力区域，并通过导流肋的布置来达到均衡各冷却流道内流速的目的，使得冷却介质均匀的流过各个冷却流道，防止局部热量冗余的发生。
[0009]为了增大流道的阻力，使得各个冷却流道的冷却介质流速相均衡，导流肋在各个冷却流道的内壁上错位间隔布置。另外，鉴于冷却介质的入口直冲高压力区域，使得在冷却介质的流动方向顺次形成次高压力区域和高压力区域，而高压力区域向低压力区域冷却介质的流动速度，要比次高压力区域往低压力区域冷却介质的流动速度要快得多，因此带走的热量也更多，如果各个冷却流道内导流肋的布置位置完全相同，则依然会造成热量的冗余，导致散热不均，因此在设计时冷却流道的导流肋数量，沿着高压力区域至次高压力区域方向，从多到少排布。具体的，导流肋的数量和位置可根据各冷却流道的流速一一设置，以达到均衡各冷却流道流速的作用。
[0010]作为本发明的一种优选的实施方式，冷却流道设置有五个，从上往下分别对应第一冷却流道、第二冷却流道、第三冷却流道、第四冷却流道和第五冷却流道。第一冷却流道的导流肋设置有7个，第二冷却流道的导流肋设置有5个，第三冷却流道的导流肋设置有5个，第四冷却流道的导流肋设置有4个，第五冷却流道的导流肋设置有3个。
[0011]本发明的有益效果:本发明通过将传统的单通路水道改为多通路水道，解决了现有单通路流道尾部热量集中的问题，其原理类似于电路中的串联式改为并联式，在综合考虑冷却介质入口、冷却介质出口在整机布置位置的不同，采取增加流道阻力的方法，设计各多通路流道的流动阻力，使冷却介质均匀的流过各个流道以避免现有单通路流道尾部的热量集中。进一步的，将冷却介质沿冷却介质入口、次高压力区域、高压力区域的流动方向与冷却流道的排布方向互相垂直布置，使得冷却介质从冷却介质入口进入后，依次形成次高压力区域和高压力区域，并通过导流肋的布置来达到均衡各冷却流道内流速的目的，使得冷却介质均匀的流过各个冷却流道，防止局部热量冗余的发生。更进一步的，将导流肋的数量和位置根据各个冷却流道的流速一一设置，以达到均衡各个冷却流道流速的目的。
[0012]以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
【附图说明】
[0013]图1为【背景技术】中一种现有的单通路式驱动电机水冷散热结构的展开图。
[0014]图2为【背景技术】中另一种现有单通路式驱动电机水冷散热结构的展开图。
[0015]图3为本发明的结构示意图，图中示意的是水冷散热结构的展开状态。
[0016]图中，1、冷却介质入口 ；2、隔板；3、冷却介质出口 ；4、高压力区域；5、次高压力区域；6、低压力区域；7、导流肋；8、高压区域；9、冷却流道；91、第一冷却流道；92、第二冷却流道；93、第三冷却流道；94、第四冷却流道；95、第五冷却流道；1’、现有技术中的冷却介质入口 ；2’、现有技术中的隔板；3’、现有技术中的冷却介质出口。
【具体实施方式】
[0017]请一并参阅图1至2，图中示意了现有两种单通路式水冷散热结构，即螺旋形和S形，两者均能形成连续的冷却介质通路，但都存在流道尾部热量集中的问题。
[0018]实施例，请参阅图3，一种驱动电机和电机控制器的水冷散热结构，包括冷却介质入口 I和冷却介质出口 3，设置在冷却介质入口 I 一侧的高压区域8，设置在冷却介质出口3 一侧的低压力区域6，以及设置在高压区域8和低压力区域6之间的五个冷却流道9。
[0019]其中，高压区域8由次高压力区域5和高压力区域4组成，冷却介质入口 1、次高压力区域5和高压力区域4沿着冷却介质的流动方向顺次直线布置，并且该直线布置的方向与冷却流道9的排布方向互相垂直。
[0020]上述五个冷却流道9之间通过隔板2彼此隔断，并且各个冷却流道9内分别设置有一组用于增加流道阻力的导流肋7。导流肋7在冷却流道9的内壁上错位间隔布置。
[0021]冷却流道9从上往下分别对应第一冷却流道91、第二冷却流道92、第三冷却流道93、第四冷却流道94和第五冷却流道95。第一冷却流道91的导流肋设置有7个，第二冷却流道92的导流肋设置有5个，第三冷却流道93的导流肋设置有5个，第四冷却流道94的导流肋设置有4个，第五冷却流道95的导流肋设置有3个。
[0022]工作时，由于冷却介质入口 I直冲高压力区域4，使得冷却介质从冷却介质入口 I进入后，依次形成次高压力区域5和高压力区域4，根据等效欧姆定律的思路，次高压力区域5、高压力区域4都会向低压力区域6流动，并且冷却介质沿高压力区域4向低压力区域6的流动速度，会比冷却介质沿次高压力区域5到低压力区域6的流动速度要快，在单位时间内流速越大流量就越大，这样就会导致多通路中第一冷却流道91比第五冷却流道95中冷却介质流动的多，热量被带走得更多，第五冷却流道95就会造成热量冗余，进而带来整机的散热不均匀。故而在第一冷却流道91、第二冷却流道92、第三冷却流道93、第四冷却流道94和第五冷却流道95中增加图3所示的导流肋7，用以增加流道的阻力，使各个流道通过阻力的匹配，来改变经过各流道的冷却介质流速，使各通道的流速均衡。由于第一冷却流道91的冷却介质流速最快，所以其需要增加的导流肋也最多，第五冷却流道95冷却介质流动最缓，增加的导流肋也最少，通过图示的布置，使得第一冷却流道91、第二冷却流道92、第三冷却流道93、第四冷却流道94和第五冷却流道95的流速基本相等，即可均匀的带走整机热量。
[0023]以上实施例只是阐述了本发明的基本原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变换，如增加冷却流道的数量，或者改变冷却介质入口和冷却介质出口的具体位置等等，这些变换均应视为落入要求保护的本发明范围之内。
【主权项】
1.一种驱动电机和电机控制器的水冷散热结构，包括冷却介质入口(I)和冷却介质出口(3)，其特征在于:还包括设置在冷却介质入口(I) 一侧的高压区域(8)，设置在冷却介质出口(3) —侧的低压力区域(6)，以及设置在所述高压区域(8)和低压力区域(6)之间的至少两个冷却流道(9);所述高压区域(8)由次高压力区域(5)和高压力区域(4)组成；各个冷却流道(9)之间通过隔板(2)彼此隔断，并且各个冷却流道(9)内分别设置有一组用于增加流道阻力的导流肋(7)。2.如权利要求1所述的驱动电机和电机控制器的水冷散热结构，其特征在于:所述冷却介质入口(I)、次高压力区域(5)和高压力区域(4)沿着冷却介质的流动方向顺次直线布置。3.如权利要求1所述的驱动电机和电机控制器的水冷散热结构，其特征在于:所述导流肋(7)在冷却流道(9)的内壁上错位间隔布置。4.如权利要求1所述的驱动电机和电机控制器的水冷散热结构，其特征在于:所述冷却流道(9)的导流肋(7)数量，沿着高压力区域(4)至次高压力区域(4)方向，从多到少排布。5.如权利要求1至4任一项所述的驱动电机和电机控制器的水冷散热结构，其特征在于:所述冷却流道(9)设置有五个，从上往下分别对应第一冷却流道(91)、第二冷却流道(92)、第三冷却流道(93)、第四冷却流道(94)和第五冷却流道(95);第一冷却流道(91)的导流肋设置有7个，第二冷却流道(92)的导流肋设置有5个，第三冷却流道(93)的导流肋设置有5个，第四冷却流道(94)的导流肋设置有4个，第五冷却流道(95)的导流肋设置有3个。
【专利摘要】本发明公开了一种驱动电机和电机控制器的水冷散热结构，包括冷却介质入口和冷却介质出口，设置在冷却介质入口一侧的高压区域，设置在冷却介质出口一侧的低压力区域，以及设置在高压区域和低压力区域之间的至少两个冷却流道。其中，高压区域由次高压力区域和高压力区域组成，上述冷却介质入口、次高压力区域和高压力区域沿着冷却介质的流动方向顺次直线布置。各个冷却流道之间通过隔板彼此隔断，并且各个冷却流道内分别设置有一组用于增加流道阻力的导流肋。本发明采取增加流道阻力的方法，设计各多通路流道的流动阻力，使冷却介质均匀的流过各个流道以避免现有单通路流道尾部的热量集中，且与传统的散热结构相比，不会增加额外的成本。
【IPC分类】H05K7/20
【公开号】CN105636402
【申请号】CN201410589700
【发明人】李陈勇, 裴善忠, 张 杰
【申请人】奇瑞新能源汽车技术有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年10月28日