[發(fā)明專利]一種一體化電驅(qū)系統(tǒng)及其集成冷卻裝置

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• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112248781A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何凱;徐紹龍;梅文慶;饒沛南;竇澤春;漆宇;田恩;李詩懷;劉雄;謝岳城
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: B60K1/00
• 分類號: B60K1/00;B60K11/04;B60K11/06
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;何嬌

本發(fā)明提供一種一體化電驅(qū)系統(tǒng)的集成冷卻裝置，其包括：驅(qū)動電機；集成設(shè)備，其設(shè)置在所述驅(qū)動電機的相對兩側(cè)；散熱器，其設(shè)置在所述集成設(shè)備朝向所述驅(qū)動電機的一側(cè)；其中，所述集成冷卻裝置被構(gòu)造成使得所述驅(qū)動電機、集成設(shè)備和散熱器同時被冷卻。本發(fā)明通過利用驅(qū)動電機動力，驅(qū)動冷卻風(fēng)扇，作為驅(qū)動裝置的冷卻風(fēng)來源，并通過合理設(shè)計控制器/逆變器等集成裝備的冷卻方案，實現(xiàn)一體化裝置的整體冷卻。本發(fā)明能夠高效實現(xiàn)一體化電驅(qū)裝置的冷卻，該方案無需額外增加冷卻部件，機構(gòu)緊湊，有利于電驅(qū)裝置集成化程度和功率密度進一步提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子散熱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種一體化電驅(qū)系統(tǒng)及其集成冷卻裝置。

背景技術(shù)

輕量化、集約化、智能化是電驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展方向，目前一體式驅(qū)動系統(tǒng)在電動汽車領(lǐng)域、軌道交通進展迅速。驅(qū)動系統(tǒng)的一體式設(shè)計可以提升系統(tǒng)集成度、節(jié)約成本。

以電動汽車為例，在一體化設(shè)計之前，如圖1A所示，電動汽車的電驅(qū)1a、電機2a與齒輪箱3a均設(shè)置在車架10a上，所述車架10a與車輪20a通過彈簧連接；在一體化設(shè)計之后，如圖1B所示，將電驅(qū)、電機與齒輪箱集成為一體化驅(qū)動系統(tǒng)100a，全部設(shè)置于車架10a內(nèi)部，實現(xiàn)了一體化設(shè)計。

再以列車牽引系統(tǒng)為例，在一體化設(shè)計之前，如圖2A所示，在列車牽引系統(tǒng)中，牽引逆變器4a設(shè)置在車體40a中，電機2a設(shè)置在轉(zhuǎn)向架30a中，齒輪箱3a設(shè)置在車輪20a中；在一體化設(shè)計之后，如圖2B所示，所述牽引逆變器、電機和齒輪箱集成為一體化驅(qū)動系統(tǒng)200a，全部設(shè)置在轉(zhuǎn)向架30a一個傳動環(huán)節(jié)。

從以上兩個示例可知，采用一體化設(shè)計之后，電驅(qū)動系統(tǒng)的體積、重量可顯著降低。但是散熱功率密度增加，且為保持體積和重量優(yōu)勢，然而為冷卻系統(tǒng)提供的體積與重量指標(biāo)非常嚴(yán)苛，一體化電驅(qū)系統(tǒng)的散熱成為難點。

隨著市場對電驅(qū)動系統(tǒng)功率密度、效率、成本的要求日漸升高，電驅(qū)系統(tǒng)一體化成為熱門發(fā)展方向之一，但集成化程度與功率密度提升的負面效果是裝置的待散熱熱流密度增加，且給予散熱的尺寸和重量指標(biāo)都限制的非常嚴(yán)格。因此，基于此問題，本發(fā)明提出一種新型的一體化電驅(qū)系統(tǒng)及其集成冷卻裝置，以解決所述技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于發(fā)明目的提供一種一體化電驅(qū)系統(tǒng)及其集成冷卻裝置，在不影響集成度和功率密度的前提下，保證電驅(qū)系統(tǒng)的冷卻性能。

為達上述目的，本發(fā)明提供一種一體化電驅(qū)系統(tǒng)的集成冷卻裝置，其包括：

驅(qū)動電機；

集成設(shè)備，其設(shè)置在所述驅(qū)動電機的相對兩側(cè)；以及

散熱器，其設(shè)置在所述集成設(shè)備朝向所述驅(qū)動電機的一側(cè)；

其中，所述集成冷卻裝置被構(gòu)造成使得所述驅(qū)動電機、集成設(shè)備和散熱器同時被冷卻。

所述的一體化電驅(qū)系統(tǒng)的集成冷卻裝置，其中，所述驅(qū)動電機與集成設(shè)備之間設(shè)置有隔熱層。

所述的一體化電驅(qū)系統(tǒng)的集成冷卻裝置，其中，還包括冷卻風(fēng)扇，其設(shè)置在驅(qū)動電機的非傳動端軸上。

所述的一體化電驅(qū)系統(tǒng)的集成冷卻裝置，其中，所述冷卻風(fēng)扇直接與驅(qū)動電機連接，或是經(jīng)過變速機構(gòu)與所述驅(qū)動電機間接連接。

所述的一體化電驅(qū)系統(tǒng)的集成冷卻裝置，其中，所述散熱器采用純金屬的型材或鑄造的翅片散熱器。

本發(fā)明還提供一種一體化電驅(qū)系統(tǒng)的集成冷卻裝置，其包括：

驅(qū)動電機；

集成設(shè)備，其設(shè)置在所述驅(qū)動電機的相對兩側(cè)；以及

散熱器，其設(shè)置在所述驅(qū)動電機的一側(cè)，并通過熱量傳遞結(jié)構(gòu)分別與位于驅(qū)動電機兩側(cè)的集成設(shè)備連通；