[发明专利]气冷电机及新能源汽车电池加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及新能源汽车热管理系统，尤其是电机气冷散热方式及新能源汽车电池的加热方式。

背景技术

油电混合动力汽车与电动汽车由于其优于传统汽车的高经济性和低排放，被列为新能源汽车的行业，并得到广泛关注。油电混合动力汽车一般由发动机、电动机、动力电池或者超级电容以及控制系统组成，其特点是由电动机作为发动机的辅助动力驱动汽车，其能量转换器为发动机和电动机，能量储存系统为油箱和动力电池；而电动汽车（或者叫做纯电动汽车）则是由动力电池给电动机提供能量，由电动机独立驱动车辆。经过十几年的发展，混合动力系统已经相当成熟，但是仍然存在很大改进的空间。

混合动力汽车和电动汽车所用的电机在工作时会产生大量的热量，特别是大功率电机，需要及时散热，否则会严重影响电机的工作效率。目前电机的散热主要有风冷，水冷和油冷。一般的风冷电机利用电机转子末端的叶片，在转子转动过程中对电机壳内的空气产生扰动气流，进而对电机内部进行散热。用于车辆的电机对密封性要求较高以适应雨雪天气等工况，所以电机的壳体是封闭的，风冷散热的电机大多只能通过对壳体材料进行设计以提高散热效率。油冷和水冷电机虽然散热性较好，但是需要特别设计冷却管道，而且由于液体的加入，也会使电机质量增加，给制造和维修造成不便。

另一方面，混合动力车辆和电动车辆所使用的锂离子电池一般平均运作温度为-20 ~60 ℃，正常运行的最适宜温度为30 ℃左右。这样就导致车辆在严寒气候条件下启动时，电池包产生的能量大部分会用来发热而不是产生车辆运行的电流。如果在低温下行驶会导致电池包中电流不稳定，同时还会影响电池的寿命。为了保证电池正常有效运行，必须在低温下对电池包加热，使电池温度组温度均匀分布，控制在25~35℃，使其性能和寿命达到最佳状态。目前对电池组进行加热的方法主要有利用相变材料生热对电池组加热、采用液体作为传热介质加热以及使用加热板或电热膜包覆的方法。但是上述方式都不是最理想的加热方式，原因在于：

（1）利用相变材料加热的方法研发制造成本过高，不利于大范围推广应用；

（2）液体作为传热介质时，对传热通道密封性要求极高，否则造成泄露引发危险；其结构复杂且液体的重量较大，造成维修和保养困难；

（3）加热板加热、发热线缠绕加热、电热膜包覆加热等，能量损失大，不利于电池壳体的绝缘。

发明内容

本发明提供一种气冷电机，包括电机轴、转子、定子、定子绕组、机壳、前端盖、后端盖、转子支架，所述电机轴、机壳、前端盖、后端盖形成密闭空间，电机定子、定子绕组、转子设置其中，所述转子支架沿轴向带有镂空孔，其特征在于，所述机壳上设置有出风口和进风口，所述出风口和所述进风口连通至所述定子绕组端部与前后端盖形成的腔室，所述出风口与所述进风口在机壳外部通过管道连通，所述管道上设置有散热部。

作为本发明的一种优选方案，所述转子一端设置有叶片，所述出风口设置于靠近所述叶片一侧机壳上，所述进风口设置于远离所述叶片一侧机壳上。

所述管道上可以设置有风机，用于增加管道内空气流动。

所述管道上可以设置有阀门，开通或阻断管道内空气流动。

本发明还提供一种新能源汽车电池加热装置，包括动力电池组、电池管理系统、电动机、电动机控制器，所述动力电池组外部设置有电池厢，其特征在于，所述电机是上述的气冷电机，所述电池厢设置于所述散热部。

所述电池厢设置有加热进气孔和加热出气孔，所述气冷电机的出风口与所述电池厢的加热进气孔通过进风管道相连通；所述气冷电机的进风口与所述电池厢的加热出气孔通过出风管道相连通。

所述进风管道上设置有保温装置，以保持管道内的热量，用于电池加热。

所述风机设置于所述电池厢内部，所述阀门设置于所述电池厢内部。

本发明的有益效果在于：

1. 散热装置结构简单，用对电机内产生的热空气进行冷却的方式进行电机冷却，克服了液体冷却方式中电机质量增大，系统结构复杂的问题；

2. 使用空气作为传热媒介对电池进行加热，结构简单成本低廉，较液体作为传热介质的方式安全系数高，生产制造工艺上更易实现；

3. 回收电机冷却废热进行电池加热，实现了系统能量的有效回收利用，降低整个车辆系统的制造和维护成本，更加节能。

附图说明

图1是本发明所涉及的气冷电机的剖面结构示意图；

图2是本发明所涉及的新能源汽车加热装置所涉及的剖面结构示意图；