一種車用電子水泵的製作方法

2023-09-17 01:39:20

專利名稱：一種車用電子水泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車用電子水泵。
背景技術：
隨著新能源汽車的高速發展，為儘可能實現整車輕量化，提高續駛裡程，電驅動系統要求更高的功能密度，更小的體積，然而伴隨帶來電池，驅動電機，電機控制器，DCDC等大功率器件高功率密度化設計，帶來眾多的散熱問題，，為解決散熱問題，現在原來越廣泛的使用水冷系統，所以對水冷系統的核心部件-水泵提出越來越高的要求，車電子水泵越來越要求低能耗，大揚程，高效率，低噪音，小體積，長壽命等特徵，現在的水泵基本上都是採用直流電機帶動葉輪產生離心力，實現泵水，電機本體與葉輪室靠密封隔開，電機本體靠自然風冷。伴隨著車載水冷系統增加，水泵揚程要求增加，然而傳統，水泵電機的功率密度受熱負荷限制，功率密度較小，並且水泵本體自然散熱能力有限，水泵的功率密度受限。同時水泵電機長時間工作在較高的問題，壽命會縮短，另外水泵泵體和電機泵體的密封問題，也考驗著水泵的壽命，制約泵水效果，離心甩動的液體，以及葉輪的摩擦，噪音也較大。

發明內容
本發明的目的在於提供車用電子水泵，滿足新能源車低能耗，高效能，小體積，低噪音，高揚程的要求，優化冷卻系統。本水泵採用永磁調速無刷電機作為動力內部渦輪的結構，渦輪葉片裝在轉子軸承，並且渦輪葉片也作為轉子的支撐，轉子總成塑封在渦輪葉片上，通過軸承安裝在塑封的定子腔內，當控制模塊控制電機運轉的同時推動渦輪泵水，實現泵水和自我冷卻的功能。水泵電機前端相對於傳統的葉輪式水泵相比，其最大特點是，液體部分和電路部分很好的密封，水泵在提供水壓泵水，水流直接穿過水泵電機內部，其液體可直接冷卻水泵電機本身， 可以實現提高功率密度，水泵電機可以做的相對較小，布置時無需另外考慮水泵散熱問題， 可有效改善散熱，延長使用壽命。另外由於採用蝸輪的泵水方式，可以有效的提高水泵的揚程，其電機結構採用永磁無刷電機，其電機效率有效提高，實現低能耗，集成控制模塊方便調速，有利用水泵根據外接需要流量實現調流量的要求，容易實現智能化和低耗能要求，另外，由於轉子套在渦輪上，其半徑大於渦輪半徑，轉子可以提供更大泵水轉矩，有利於增大量程。由於渦輪裝配在桶狀電機轉子內部，葉輪離心泵可有效降低噪音。具體技術方案如下一種車用電子水泵，包括動力部分，渦輪，定子部分，轉子部分和機殼部分，所述動力部分用作水泵的動力源來驅動水泵運轉，其連接轉子部分和/或渦輪並驅動轉子部分和 /或渦輪運轉，所述定子部分安裝在機殼部分內，定子部分內部形成轉子空腔，所述轉子部分支撐在所述定子部分內部的轉子空腔內，且轉子部分內部形成用於裝配渦輪的空腔。進一步地，所述動力部分為永磁調速無刷電機。進一步地，所述轉子部分套在渦輪上，轉子帶動渦輪運轉，從而使渦輪進行泵水。
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進一步地，所述渦輪包括渦輪葉片，所述轉子部分包括轉子軸，渦杆支撐，轉子磁鋼和轉子鐵芯，渦輪葉片裝在轉子軸上且構成轉子的渦杆支撐，所述轉子鐵芯套在渦輪葉片外圈，渦輪葉片通過轉子軸支撐在端蓋上面。進一步地，所述轉子磁鋼和轉子鐵芯具有塑封結構，其和渦輪塑封為一體，塑封后定轉子的氣隙小於1mm。進一步地，所述定子部分包括定子，控制模塊和塑封層，定子部分安裝在機殼部分內，且整個定子部分具備塑封層進行塑封，塑封后定轉子小於Imm塑封氣隙，定子的導線接入控制模塊內。進一步地，所述機殼部分包括進水口，端蓋，外殼和出水口，外殼設在前後端蓋之間，進出口分別設置在前後端蓋上，所述轉子帶動渦輪運轉，實現液體從進水口，由渦輪葉片推送到出水口。進一步地，所述控制模塊被供電時，其連接並控制其內部的驅動電路，從而實現控制電機的轉速。進一步地，控制模塊還包括PWM信號引腳，其由外部上一級控制系統根據整車其他的水冷系統的溫度，確定所需要的流量，控制水泵的流速和啟停。進一步地，控制模塊還包括診斷通訊線號埠，其與整車上一級控制系統通訊連接，由上一級控制系統，監控水泵的工作狀態。與目前現有技術相比，本發明採用永磁調速無刷電機作為動力內部渦輪的結構， 電機推動轉子旋轉的同時，推動葉輪泵水，泵水的同時冷卻自身產生的熱量，定轉子採用獨立塑封工藝，具有很好的防水性能，另外調速永磁電機具有低能耗，高功率密度，易調速，長壽命等特定。易於實現水泵的智能控制。


圖1為水泵軸向剖切示意2為水泵徑向剖切示意中1.控制模塊2.水泵外殼3.水泵電機定子4.水泵電機塑封層5.水泵端蓋6.水泵進水口7.水泵轉子軸8.水泵渦輪支撐9.水泵轉子磁鋼10.水泵轉子鐵芯帶塑封11.水泵出水口12.水泵轉子軸支撐架
具體實施例方式下面根據附圖對本發明進行詳細描述，其為本發明多種實施方式中的一種優選實施例。如附圖，水泵主要分為三個部分，機殼部分進水口 6，端蓋5，外殼2和出水口 11， 定子部分，定子3，控制模塊1，塑封層4，轉子部分轉子軸7，轉子渦杆支撐8，轉子磁鋼9轉子鐵芯(帶塑封結構)10。採用低能耗的永磁無刷直流電機作為動力的渦輪式水泵結構，如圖所示，水泵電機定子部分在繞線後，將定子總成安裝入水泵機殼內，採用塑封工藝，將整個定子塑封，塑封后，定子內部形成轉子空腔，塑封后應保證定轉子小於小於Imm塑封氣隙，塑封工藝所採用塑封材料應具有較好的防水，耐溫和絕緣性能，優先考慮具有良好導熱性能材料。定子導線接入控制模塊內。水泵轉子部分轉子鐵芯套在渦輪葉片外圈，渦輪葉片靠軸支撐在端蓋上面，其中轉子的磁鋼和鐵芯採用塑封工藝，將及和渦輪塑封成一體，塑封后保證定轉子的氣隙小於 Imm,塑封材料應具有防水，耐高溫性能，優先選擇導熱性能好的材料。機殼部分水泵外機殼為整個水泵提供支撐和保護，前後端蓋起到支撐和防護作用，進出口分別設置在前後端蓋上，出水口為考慮到水流阻力的因素，應採用，圓角平滑設計，降低水阻力。水泵的轉子部分，通過前後端蓋和軸支撐在定子空腔內，在裝配成總成後，水泵轉子內部形成帶有渦輪的空腔，水泵的電子電路部分和液體部分，通過塑封材料相互隔離，互不影響，同時轉子磁鋼鐵芯也通過塑封工藝與水隔離，防止水腐蝕，當給控制模塊供電時， 控制模塊控制其內部的驅動電路，從而實現控制電機的轉速，轉子的轉子帶動渦輪高速運轉，從而實現液體從進水口，由高速葉輪推送到出水口的工作過程，同時，在水泵工作過程中，水泵內部充滿液體，可以實現冷卻水泵電機的功能，在從流動的同時，帶走水泵自身產生的熱量，實現持續冷卻，另外控制模塊可增設PWM信號引腳，由外部上一級控制系統根據整車其他的水冷系統的溫度，確定所需要的流量，控制水泵的流速和啟停，從而實現低能耗控制。另外可以增加診斷通訊線號埠，可以與整車上一級實現通訊，可以讓上一級控制系統，監控水泵的工作狀態，有效保護整車冷卻系統。上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現並不受上述方式的限制，只要採用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進直接應用於其它場合的，均在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種車用電子水泵，其特徵在於，包括動力部分，渦輪，定子部分，轉子部分和機殼部分，所述動力部分用作水泵的動力源來驅動水泵運轉，其連接轉子部分和/或渦輪並驅動轉子部分和/或渦輪運轉，所述定子部分安裝在機殼部分內，定子部分內部形成轉子空腔， 所述轉子部分支撐在所述定子部分內部的轉子空腔內，且轉子部分內部形成用於裝配渦輪的空腔。
2.如權利要求1所述的車用電子水泵，其特徵在於，所述動力部分為永磁調速無刷電機。
3.如權利要求1或2所述的車用電子水泵，其特徵在於，所述轉子部分套在渦輪上，轉子帶動渦輪運轉，從而使渦輪進行泵水。
4.如權利要求1-3中任一項所述的車用電子水泵，其特徵在於，所述渦輪包括渦輪葉片，所述轉子部分包括轉子軸，渦杆支撐，轉子磁鋼和轉子鐵芯，渦輪葉片裝在轉子軸上且構成轉子的渦杆支撐，所述轉子鐵芯套在渦輪葉片外圈，渦輪葉片通過轉子軸支撐在端蓋上面。
5.如權利要求1所述的車用電子水泵，其特徵在於，所述轉子磁鋼和轉子鐵芯具有塑封結構，其和渦輪塑封為一體，塑封后定轉子的氣隙小於1mm。
6.如權利要求1-5中任一項所述的車用電子水泵，其特徵在於，所述定子部分包括定子，控制模塊和塑封層，定子部分安裝在機殼部分內，且整個定子部分具備塑封層進行塑封，塑封后定轉子小於Imm塑封氣隙，定子的導線介入控制模塊內。
7.如權利要求1-6中任一項所述的車用電子水泵，其特徵在於，所述機殼部分包括進水口，端蓋，外殼和出水口，外殼設在前後端蓋之間，進出口分別設置在前後端蓋上，所述轉子帶動渦輪運轉，實現液體從進水口，由渦輪葉片推送到出水口。
8.如權利要求1-7中任一項所述的車用電子水泵，其特徵在於，所述控制模塊被供電時，其連接並控制其內部的驅動電路，從而實現控制電機的轉速。
9.如權利要求8所述的車用電子水泵，其特徵在於，控制模塊還包括PWM信號引腳，其由外部上一級控制系統根據整車其他的水冷系統的溫度，確定所需要的流量，控制水泵的流速和啟停。
10.如權利要求8或9所述的車用電子水泵，其特徵在於，控制模塊還包括診斷通訊線號埠，其與整車上一級控制系統通訊連接，由上一級控制系統，監控水泵的工作狀態。
全文摘要
本發明涉及一種車用電子水泵，包括動力部分，渦輪，定子部分，轉子部分和機殼部分，所述動力部分用作水泵的動力源來驅動水泵運轉，其連接轉子部分和/或渦輪並驅動轉子部分和/或渦輪運轉，所述定子部分安裝在機殼部分內，定子部分內部形成轉子空腔，所述轉子部分支撐在所述定子部分內部的轉子空腔內，且轉子部分內部形成用於裝配渦輪的空腔。
文檔編號F04D15/00GK102297142SQ20111021525
公開日2011年12月28日 申請日期2011年7月29日 優先權日2011年7月29日
發明者孫玉玲, 薛國正, 裴善忠 申請人:奇瑞汽車股份有限公司