专利摘要

本发明公开了一种自适应电机散热系统及自适应电机散热方法，包括电机温度监测子系统、水套结构调节子系统、冷却液流量调节子系统以及控制器。本发明适用于目前各种类型的水冷电机，以此来控制电机各部件的温升情况，并根据电机的工况及内部温度自主调节水道层数及冷却液流量，避免因电机温度过高而引发部件损坏的同时，最大程度降低了散热水套的压力损失，提高了电机效率。

权利要求

1.一种自适应电机散热系统，包括电机温度监测子系统、水套结构调节子系统、冷却液流量调节子系统以及控制器，其特征在于：所述电机温度监测子系统包括表贴式机壳温度传感器与Pt100埋入式绕组温度传感器，所述表贴式机壳温度传感器与Pt100埋入式绕组温度传感器为控制器提供实时的电机各部位温度数据，控制器按照一定权重计算出温度的平均值，并通过屏幕显示；所述水套结构调节子系统包括四层水道、进、出水口电磁阀及层间连接电磁阀；其中，一、二层水道作为一级散热方案通过弯管连接，进水口电磁阀位于一层水道首端，一级出水口电磁阀位于二层水道末端；一、二、三层水道作为二级散热方案通过二级层间连接电磁阀连接，层间连接阀位于三层水道首端，二级出水口电磁阀位于三层水道末端；一至四层水道作为三级散热方案通过三级层间连接电磁阀连接，层间连接阀位于四层水道首端，三级出水口电磁阀位于四层水道末端，各电磁阀均与控制器相连，通过各电磁阀的开闭提供不同的散热方案；所述冷却液流量调节子系统包括进水泵、进水管、各级出水管总成及散热水箱；所述控制器通过对进水泵的连接控制，根据电机温度监测子系统提供的温度数据为各级散热方案匹配冷却水流量。

2.如权利要求1所述的自适应电机散热系统，其特征在于：所述表贴式机壳温度传感器与Pt100埋入式绕组温度传感器的数量根据测量需要进行调整。

3.一种使用如权利要求1或2的自适应电机散热系统的自适应电机散热方法，其特征在于：

步骤一、将表贴式机壳温度传感器、Pt100埋入式绕组温度传感器及进、出水口电磁阀安装至电机中指定位置，将各温度传感器、电磁阀及进水泵控制线束与控制器相连；通过进水管连接进水泵与进水口电磁阀；通过各级出水管总成连接各级出水口电磁阀与散热水箱；

步骤二、根据电机绝缘等级在控制器中设置各级散热方案的最低执行温度，控制器采用或门逻辑控制，每级均需要设置最高温度和平均温度两个值；

步骤三、启动电机，此时控制器将自动打开进水口电磁阀及一级出水口电磁阀，并开启进水泵为水套匹配一级散热冷却水流量，各部位温度、流量及方案选择等数据将显示在控制器屏幕上；

步骤四、当温度达到二级散热标准时，控制器将依次打开二级出水口电磁阀与二级层间连接电磁转动阀，并逐渐关闭一级出水口电磁阀；随后控制器将控制进水泵压力，为水套匹配二级散热冷却水流量；

步骤五：当温度达到三级散热标准时，控制器将依次打开三级出水口电磁阀与三级层间连接电磁转动阀，并逐渐关闭二级出水口电磁阀；随后控制器将控制进水泵压力，为水套匹配三级散热冷却水流量；

步骤六：当温度降为二级散热标准时，控制器将控制进水泵压力，为水套匹配二级散热冷却水流量；随后打开二级出水口电磁阀，并逐渐关闭三级层间连接电磁转动阀，最后关闭三级出水口电磁阀；

步骤七：当温度降为一级散热标准时，控制器将控制进水泵压力，为水套匹配一级散热冷却水流量；随后打开一级出水口电磁阀，并逐渐关闭二级层间连接电磁转动阀，最后关闭二级出水口电磁阀；

步骤八：当关闭电机时，控制器首先关闭进水口电磁阀，再关闭进水泵；随后从底到高依次关闭各级层间连接电磁转动阀，最后关闭当前使用的出水口电磁阀。

说明书

技术领域

本发明属于电机监测及散热冷却技术领域，具体涉及一种自适应电机散热系统及自适应电机散热方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，能源与环保问题日益受到了人们的重视。在此背景下，新能源电动汽车开始发展起来，产量与销量逐年增长，成为了人们日常生活中重要的交通工具。目前，在国家政策的大力扶持下，越来越多关于新能源汽车的研究项目正在展开。

在新能源电动汽车的研究中，电机散热冷却系统是重点研究对象之一，它承担着将电机温升控制在一个合理范围的任务，保证了汽车动力系统能够在理想环境中持续工作。传统的水冷散热系统在设计时裕度较大，通过牺牲压力降的办法保证电机的散热安全。这种方法降低了电机的效率，无法对电机内部的温度变化进行监控与反馈调节。然而，电动车电机与一般工业电机相比，具有更复杂的工作环境和更频繁的变工况需求。因此，需要一种新型冷却系统来贴合电动车电机不同工作条件下的散热要求。

目前在电机散热系统的研究中，关于电机自适应可调水道的课题较少，并没有一套完善的监控及反馈调节系统能够根据电机内部温度的监测情况实时调节水套的散热方案。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种自适应电机散热系统。它能够在各类工况条件下监测电机内部温度分布，并以此为根据通过对电磁阀及进水泵的控制，调节散热水道层数及匹配冷却水流量。具有三级可调水道、全自动调节及实时监测的特点，充分满足了电动车电机在不同运行条件下的散热需求。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案如下：

一种自适应电机散热系统，包括电机温度监测子系统、水套结构调节子系统、冷却液流量调节子系统以及控制器，所述电机温度监测子系统包括表贴式机壳温度传感器与Pt100埋入式绕组温度传感器，所述表贴式机壳温度传感器与Pt100埋入式绕组温度传感器为控制器提供实时的电机各部位温度数据，控制器按照一定权重计算出温度的平均值，并通过屏幕显示；所述水套结构调节子系统包括四层水道、进出口电磁阀及层间连接电磁阀；其中，一、二层水道作为一级散热方案通过弯管连接，进水口电磁阀位于一层水道首端，一级出水口电磁阀位于二层水道末端；一、二、三层水道作为二级散热方案通过二级层间连接电磁阀连接，层间连接阀位于三层水道首端，二级出水口电磁阀位于三层水道末端；一至四层水道作为三级散热方案通过三级层间连接电磁阀连接，层间连接阀位于四层水道首端，三级出水口位于四层水道末端，各电磁阀均与控制器相连，通过各电磁阀的开闭提供不同的散热方案；所述冷却液流量调节子系统包括进水泵、进水管、各级出水管总成及散热水箱；所述控制器通过对进水泵的连接控制，根据电机温度监测子系统提供的温度数据为各级散热方案匹配冷却水流量。

进一步的，所述表贴式机壳温度传感器与Pt100埋入式绕组温度传感器的数量根据测量需要进行调整。

一种使用上述自适应电机散热系统的自适应电机散热方法，

步骤一、将表贴式机壳温度传感器、Pt100埋入式绕组温度传感器及进、出口电磁阀安装至电机中指定位置，将各温度传感器、电磁阀及进水泵控制线束与控制器相连；通过进水管连接进水泵与进水口电磁阀；通过各级出水管总成连接各级出水口电磁阀与散热水箱；

步骤二、根据电机绝缘等级在控制器中设置各级散热方案的最低执行温度，控制器采用或门逻辑控制，每级均需要设置最高温度和平均温度两个值；

步骤三、启动电机，此时控制器将自动打开进水口电磁阀及一级出水口电磁阀，并开启进水泵为水套匹配一级散热冷却水流量，各部位温度、流量及方案选择等数据将显示在控制器屏幕上；

步骤四、当温度达到二级散热标准时，控制器将依次打开二级出水口电磁阀与二级层间连接电磁转动阀，并逐渐关闭一级出水口电磁阀；随后控制器将控制进水泵压力，为水套匹配二级散热冷却水流量；

步骤五、当温度达到三级散热标准时，控制器将依次打开三级出水口电磁阀与三级层间连接电磁转动阀，并逐渐关闭二级出水口电磁阀；随后控制器将控制进水泵压力，为水套匹配三级散热冷却水流量；

步骤六、当温度降为二级散热标准时，控制器将控制进水泵压力，为水套匹配二级散热冷却水流量；随后打开二级出水口电磁阀，并逐渐关闭三级层间连接电磁转动阀，最后关闭三级出水口电磁阀；

步骤七、当温度降为一级散热标准时，控制器将控制进水泵压力，为水套匹配一级散热冷却水流量；随后打开一级出水口电磁阀，并逐渐关闭二级层间连接电磁转动阀，最后关闭二级出水口电磁阀；

步骤八、当关闭电机时，控制器首先关闭进水口电磁阀，再关闭进水泵；随后从底到高依次关闭各级层间连接电磁转动阀，最后关闭当前使用的出水口电磁阀。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明能够根据电机的实际散热需要自动匹配相应的冷却系统，解决了传统水套系统因裕度设计而造成过大压力损失的问题，提升了电机整体效率。

（2）本发明集成了监测功能，能够实时监控电机内部的温度分布及水套冷却液流量。

（3）本发明设计灵活，操作者具有最高控制权限，能够通过手动模式及监控数据自行对散热参数进行调节，起到了人机双保险的作用。

（4）本发明结构简单、适用性广，能够在大多数水冷电机上进行改造。

（5）本发明适用于目前各种类型的水冷电机，以此来控制电机各部件的温升情况，并根据电机的工况及内部温度自主调节水道层数及冷却液流量，避免因电机温度过高而引发部件损坏的同时，最大程度降低了散热水套的压力损失，提高了电机效率。

附图说明

图1为本发明设备连接图；

图2为本发明工作流程图；

图3a-3d为本发明层间连接电磁阀工作原理图；

图4为本发明机壳截面图；

图5为本发明水套整体结构图；

图6为本发明一级散热方案水套结构图；

图7为本发明二级散热方案水套结构图；

图8为本发明三级散热方案水套结构图。

具体实施方案

下面结合示意图对本发明作进一步说明。

如图1-6所示，本发明的自适应电机散热系统，包括一层水道1、二层水道2、三层水道3、四层水道4、进水口电磁阀5、一级出水口电磁阀6、二级出水口电磁阀7、三级出水口电磁阀8、二级层间连接电磁阀9、三级层间连接电磁阀10、Pt100埋入式绕组温度传感器11，表贴式机壳温度传感器12、机壳13、进水泵14、散热系统控制器15、进水管16、各级出水管总成17、散热水箱18。

如图3a-3d所示，当励磁线圈断电时，杆针在弹簧的推动下使转动拨片保持水平，此时层间连接阀关闭；当励磁线圈激活时，杆针在磁力作用下回到腔内，此时阀门将在水流的推动下打开；当电磁阀再次断电时，转动拨片又会在杆针的推动下重新保持水平，从而关闭阀门。

如图4所示，冷却水套位于机壳的中心位置，一、二层水道中截面与定子中截面重合，以期达到最好的散热效果。

如图6所示，当系统一级散热时，实际有效的水套部分及冷却液进、出口位置。

如图7所示，当系统二级散热时，实际有效的水套部分及冷却液进、出口位置。

如图8所示，当系统三级散热时，实际有效的水套部分及冷却液进、出口位置。

本发明通过控制器指挥三类子系统间的协作实现了散热系统的自适应调节，具体操作使用流程如下：

第一步：将表贴式机壳温度传感器12、Pt100埋入式绕组温度传感器11及进、出口电磁阀安装至电机中指定位置，将各温度传感器、电磁阀及进水泵控制线束与散热系统控制器15相连。通过进水管16连接进水泵14与进水口电磁阀5；通过各级出水管总成17连接各级出水口电磁阀与散热水箱18，确保各电磁阀处于关闭状态。

第二步：根据电机绝缘等级在散热系统控制器15中设置各级散热方案的最低执行温度，控制器15采用或门逻辑控制，每级均需要设置最高温度和平均温度两个值。

第三步：启动电机，此时控制器15将自动打开进水口电磁阀5及一级出水口电磁阀6，并开启进水泵14为水套匹配一级散热冷却水流量，各部位温度、流量及方案选择等数据将显示在控制器15屏幕上。

第四步：当温度达到二级散热标准时，控制器15将依次打开二级出水口电磁阀7与二级层间连接电磁阀9，并逐渐关闭一级出水口电磁阀6。随后控制器15将控制进水泵14压力，为水套匹配二级散热冷却水流量。

第五步：当温度达到三级散热标准时，控制器15将依次打开三级出水口电磁阀8与三级层间连接电磁阀10，并逐渐关闭二级出水口电磁阀7。随后控制器15将控制进水泵14压力，为水套匹配三级散热冷却水流量。

第六步：当温度降为二级散热标准时，控制器15将控制进水泵14压力，为水套匹配二级散热冷却水流量。随后打开二级出水口电磁阀7，并逐渐关闭三级层间连接电磁阀10，最后关闭三级出水口电磁阀8。

第七步：当温度降为一级散热标准时，控制器15将控制进水泵14压力，为水套匹配一级散热冷却水流量。随后打开一级出水口电磁阀6，并逐渐关闭二级层间连接电磁阀9，最后关闭二级出水口电磁阀7。

第八步：当关闭电机时，控制器15首先关闭进水口电磁阀5，再关闭进水泵14。随后从底到高依次关闭各级层间连接电磁阀，最后关闭当前使用的出水口电磁阀。

一种自适应电机散热系统及自适应电机散热方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。