使热量散热至冷却剂的冷却剂泵的制作方法
【专利说明】使热量散热至冷却剂的冷却剂泵
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年7月15日提交的美国专利申请62/024，492的权益。
技术领域
[0003]本发明涉及车辆冷却剂栗，并且更具体地涉及带有热防护的改善的冷却剂栗。
[0004]背景
[0005]现今，用于冷却流体在车辆中循环的冷却剂栗和其他冷却系统一直在使用。存在各种不同类型的冷却剂栗，其中大部分冷却剂栗达到了不同的满意度。
[0006]—些冷却剂栗包含电气系统和/或电磁部件和系统，并且进而包含热敏电子部件，例如电路板。对于可能包含电机和电磁机构的双模式冷却剂栗而言尤其如此。如果这些电气和电子部件以及系统未被维持在常规的工作温度内，则冷却剂栗失效或失灵。
[0007]因此需要通过使得电动或电子部件以及系统免于过热的改善方法来提供冷却剂栗Ο
[0008]发明概述
[0009]本发明的目的是提供一种改善的冷却剂栗，该栗满足这些需要并且提供了优于已知的冷却剂栗的益处和优点。
[0010]在本发明的一个优选的实施例中，提供了一种双模式冷却剂栗，该栗选择性地使冷却剂流体壳体内的叶轮旋转。该双模式冷却剂栗包括多个壳体，在这些壳体中布置了一个电机驱动机构和用于旋转该叶轮的一个机械驱动机构。该冷却剂流体壳体被附接到车辆发动机上并且具有一个用于接收冷却剂流体的输入端口和一个用于将冷却剂流体传输到发动机缸体中的一个输出端口。
[0011]该电机(该电机优选是无刷直流电机)以及用于机械驱动机构的电磁离合器机构都是电操作的。一个电路板(CB)位于邻近该冷却剂流体壳体的冷却剂栗壳体中，并且包含用于运行该电机和电磁离合器机构的多个电子部件。电力是从车辆电气系统中供应的，该电气系统包括电子控制单元(ECU)。如果没有电力，该电机可以由车辆电池来供电。
[0012]间隙填充物被布置在该栗壳体中、邻近该电路板并且与之相接触。该间隙填充物起到散热器的作用并且将来自该电路板和其部件的热量传送经过该栗壳体并且进入该冷却剂流体中。因为典型地冷却剂流体所处的温度低于该电路板部件的温度，本发明的这个实施例通过将这些热敏电子部件维持在其可接受的温度限度内来对它们进行保护。
[0013]本发明的另外的实施例、以及本发明的附加特征和益处将在以下书面说明书、附图连同所附权利要求书中进行披露。
[0014]附图的简要说明
[0015]图1描绘了本发明的一个实施例。
[0016]图2是图1的实施例的一个分解视图。
[0017]图3是图1所描绘的冷却剂栗的截面视图。
[0018]图4示意性地描绘了与本发明的一个实施例相关的一个冷却系统以及一个相关联的控制系统。
[0019]优选实施方式的说明
[0020]图1中示出了本发明的一个实施例10的透视图、并且在图2中描绘了一个分解图。本实施例包括一个双模式冷却剂栗20和一个叶轮壳体30。该叶轮壳体30被适配成连接至一个车辆发动机缸体40或者至少与该车辆发动机缸体处于流体连通。
[0021]该冷却剂栗20包括一个电机壳体22、一个电机24、一个螺线管壳体26、一个摩擦式离合器机构33(在图3中更好的示出)以及一个皮带轮构件29。该皮带轮构件29被适配成通过一个发动机皮带来旋转。用于此目的的一个发动机皮带在图4中示出并且由参考号31来指示。该发动机皮带还被附接到位于该车辆发动机缸体40上的一个皮带轮构件32上。该皮带轮构件29通过发动机、以由皮带轮传动比确定的一个速度(“输入速度”)旋转。
[0022]该冷却剂栗20在图3中以截面描绘。在2014年1月7日提交的且题为“利用摩擦式离合器和电机辅助驱动(Accessory Drive With Frict1n Clutch and ElectricMotor) ”的美国专利申请序列号14/149，683中披露并且详细地讨论了可以与本发明一起使用的一种优选双模式冷却剂栗，该双模式冷却剂栗的披露通过引用结合于此。
[0023]—个电机24被布置在该电机壳体22中。该电机壳体优选由一种具有良好热导率的金属材料(例如铝)制成。该电机优选是无刷直流电机、并且包括一个线圈式定子构件25和一个转子构件27。该转子构件被固定地附接到中央栗轴构件28上。
[0024]—个螺线管构件34被布置在该螺线管壳体26中。该螺线管壳体优选是由一种金属材料(例如低碳钢)制成的。
[0025]用于电机24和螺线管构件34的电子器件被包含在该电路板(“CB”)50中。该电路板包括电控制该电机和螺线管构件运行(包括将其打开和关闭)的电子部件。来自该电路板50的电力通过引线架52被供应到该电机24上、并且通过引线架57被供应到该螺线管构件34。
[0026]电力是通过连接器构件60 (在图1和图2中示出)而被供应到该电路板50上的。该连接器构件60具有多个连接至该电路板上的引线。这些引线包括:两条线，这两条线对该电路板提供电力；以及多条其他线，该多条其他线是信号线以用来提供运行该电机和螺线管构件的信号。该电路板50通过多个紧固件(例如螺纹构件53)而被连接到该电机壳体22上。
[0027]—个间隙填充构件55被布置在该电路板50与该电机壳体的内壁之间。该填充构件将来自该电路板的热量传导到该铝制电机壳体22中，在此，热量进而被分散到在该叶轮壳体30中循环的冷却剂流体中。
[0028]该间隙填充构件55可以是用于在一个CB热源与一个散热器表面之间提供热传递的任何常规的类型。间隙填充物典型地是具有低硬度的软材料并且这些软材料具有良好的热导率。间隙填充物可以被用来填充热的部件之间的间隙。这些材料可以是柔性的、具有弹性特性并且可以覆盖粗糙表面，或者是单独地或者是层叠的或者是成组的。在本发明中，热量是通过该间隙填充物55而被传导离开该电路板50并且被传导到铝制电机壳体22，在此热量被传导到较凉的冷却剂流体中。典型地在车辆冷却系统中，冷却剂流体具有大约129°C的最高温度，而大多数电路板部件具有150°C或更高的额定温度。
[0029]该电机壳体22的壁72面向该冷却剂流体并且与该冷却剂流体相接触。该壁72具有多个流体凹陷或凹座70，并且可以是独立的凹陷或环形凹槽。图3中示出了这些凹陷70中的一些凹陷。可以提供任何数量的凹陷、凹座或凹槽。这些项目70使该电机壳体壁72在多个点处、多个地方或区域中变得更薄，这有助于将来自该电路板50和间隙填充物55的热量传送或者传导到该冷却剂流体中。优选地，该电机壳体壁的厚度在这些凹陷底部大约是五毫米至二十毫米(5mm至20mm)。这在图3中以距离D表示。这些凹陷、凹座、凹槽等的末端处的表面应尽可能的薄以便协助传送来自该电路板的热量，而不会牺牲该电机壳体壁72或该电机壳体自身的完整性和耐用性。
[0030]该冷却剂栗轴28被布置在壳体22和26的中央，其中该电机24和摩擦式离合器机构33绕该轴28被轴向对齐地