一种多水泵集成模块、冷却系统及电驱动装载机的制作方法

1.本发明涉及一种多水泵集成模块、冷却系统及电驱动装载机，属于工程机械技术领域。


背景技术：

2.传统的采用燃油提供能源的液力传动车辆能量转换效率低，动力输出响应较慢，且变矩器、变速箱和驱动桥维护保养费用高、保养费时费力。随着车辆工业领域的电动化，工程机械产品如装载机等，也由燃油供能逐步向新能源供能转变。全球工程机械制造商都在开发新能源装载机产品，如采用发动机和储能电池的混合动力装载机以及单纯采用储能电池的纯电动装载机。它们均为电机驱动行走或液压部件的产品，因此高压控制模块如变流器或多合一控制器也成为电驱动装载机的标配。
3.电驱动装载机的发电机、电动机以及高压控制模块在运行时均会产生较多热量，要解决这些部件的散热问题，需要考虑散热流量的分配、整车空间布置及管线路布线等问题。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种多水泵集成模块、冷却系统及电驱动装载机，解决现有电驱动装载机发热元件散热和流量分配的问题，为整车内部空间不足和管线路布线困难等问题提供一种方案。
5.为了实现上述目的，本发明采用的一种多水泵集成模块，包括多个水泵、多个分水器和水泵箱体；
6.所述水泵箱体的底部设有水泵a、水泵b与分水器a，所述水泵箱体的上部安装有水泵c、水泵d与分水器b，各水泵的进水口与分水器的出水口对齐，中间由管路连接；
7.所述分水器a的进水口一a与散热器a的出水口在同一侧，分水器a的出水口三a与散热器a的进水口在同一侧，所述分水器b的进水口一b与散热器b的出水口在同一侧，分水器b的进水口二b与散热器c的出水口在同一侧。
8.作为实施例的一种，所述分水器a由钢板a、矩管a拼焊成两个封闭腔体，矩管a外侧面设置有圆孔，用于焊接胶管接头，分水器a的外侧还焊接有安装板a，其上设有安装孔；
9.所述分水器b由钢板b、隔板、矩管b拼焊成两个封闭腔体，矩管b外侧面设有圆孔，用于焊接胶管接头，分水器b的外侧还焊接有安装板b，其上设有安装孔。
10.作为实施例的一种，所述分水器a、分水器b均设有补水口和放水口；
11.所述分水器a的补水口a在上部，放水口一a、放水口二a在下部，所述分水器b的补水口一b和补水口二b均在上部，放水口一b和放水口二b在侧面。
12.作为实施例的一种，所述水泵箱体采用前折弯板、后折弯板、竖支撑板、平安装板和安装底板拼焊组成；所述前折弯板上设有水管和水泵电线的过壁孔，后折弯板上设有分水器的安装孔和用于穿过分水器水口的孔，后折弯板上设有维修孔。
13.另外，本发明还提供了一种冷却系统，包括所述的多水泵集成模块、散热器a、散热器b、散热器c、补水箱、前桥电机、后桥电机、发电机和变流器以及连接管路；
14.所述散热器a的出水口与分水器a的进水口一a连接，散热器a的进水口与分水器a的出水口三a连接；水泵a的进水口与分水器a的出水口一a连接，水泵a的出水口与前桥电机的进水口连接，前桥电机的出水口与分水器a的进水口二a连接；水泵b的进水口与分水器a的出水口二a连接，水泵b的出水口与后桥电机的进水口连接，后桥电机的出水口与分水器a的进水口三a连接，所述水泵b的出水口与水泵a的出水口之间连接有电磁水阀；
15.所述散热器b的出水口与分水器b的进水口一b连接，散热器b的进水口与发电机的出水口连接；水泵c的进水口与分水器b的出水口一b连接，水泵c的出水口与发电机的进水口连接；所述散热器c的出水口与分水器b的进水口二b连接，散热器c的进水口与变流器的出水口连接；水泵d的进水口与分水器b的出水口二b连接，水泵d的出水口与变流器的进水口连接。
16.作为实施例的一种，所述前桥电机包括均固定于车架上的左前桥电机和右前桥电机，两个电机的水口均位于电机下方，左前桥电机和右前桥电机的水路串联连接；
17.所述后桥电机与前桥电机的型号相同，可随电机安装架上下摆动；所述发电机位于整车中部，由燃油发动机带动运转发出交流电，电能经变流器整流和逆变将电力传输给前桥电机和后桥电机；
18.多水泵集成模块位于散热器的前方；补水箱位于多水泵集成模块和散热器的上方，并超过前桥电机、后桥电机、发电机和变流器的任一元件的水位腔体。
19.作为实施例的一种，所述补水箱的底部设有补水口，与分水器a上的补水口a、分水器b上的补水口一b和补水口二b相连，补水箱的上部设置有除气口，除气口与散热器a、散热器b和散热器c的除气口相连。
20.最后，本发明还提供了一种电驱动装载机，所述电驱动装载机上安装有所述的冷却系统或所述的多水泵集成模块。
21.与现有技术相比，本发明的多水泵集成模块，所有水泵和分水器集中布置，分水器水口与散热器水口方位一致，所有循环水路统一经由多水泵集成模块供给发热元件，同时由单一控制器控制的水泵可实现流量的合理分配，解决现有电驱动装载机电机和变流器等散热问题，同时有效利用了车架内部空间；本发明提供了一种冷却系统布局结构，解决了管线路布线困难等问题。
附图说明
22.图1为本发明的多水泵集成模块及冷却系统的原理图；
23.图2为本发明的冷却系统的布置示意图；
24.图3为本发明的多水泵集成模块的前轴测示意图；
25.图4为本发明的多水泵集成模块的后轴测示意图；
26.图5为本发明的分水器a的结构示意图；
27.图6为本发明的分水器b的结构示意图；
28.图7为本发明的水泵箱体的结构示意图；
29.图8为本发明的补水箱的结构示意图；
30.图中：1、水泵a，2、水泵b，3、水泵c，4、水泵d，5、分水器a，5-1、钢板a，5-2、矩管a，5-3、安装板a，5-4、进水口一a，5-5、补水口a，5-6、出水口一a，5-7、出水口二a，5-8、放水口一a，5-9、进水口二a，5-10、进水口三a，5-11、放水口二a，5-12、出水口三a；6、分水器b，6-1、钢板b，6-2、隔板，6-3、矩管b，6-4、补水口一b，6-5、补水口二b，6-6、进水口一b，6-7、进水口二b，6-8、出水口一b，6-9、出水口二b，6-10、放水口一b，6-11、放水口二b，6-12、安装板b；7、水泵箱体，7-1、前折弯板，7-2、后折弯板，7-3、竖支撑板，7-4、平安装板，7-5、安装底板，8、多水泵集成模块，9、前桥电机，10、后桥电机，11、发电机，12、变流器，13、散热器a，14、散热器b，15、散热器c，16、补水箱，16-1、补水箱补水口，16-2、补水箱除气口，17、电磁水阀。
具体实施方式
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.如图1-图8所示，一种电驱动装载机冷却系统，包括多水泵集成模块8、散热器a13、散热器b14、散热器c15、补水箱16、前桥电机9、后桥电机10、发电机11和变流器12以及连接管路；
35.所述多水泵集成模块8包括水泵a1、水泵b2、水泵c3、水泵d4、分水器a5、分水器b6、水泵箱体7、水泵与分水器连接管路(图示未画出)；
36.所述散热器a13的出水口与分水器a5的进水口一a5-4连接，散热器a13的进水口与分水器a5的出水口三a5-12连接；水泵a1的进水口与分水器a5的出水口一a5-6连接，水泵a1的出水口与前桥电机9的进水口连接，前桥电机9的出水口与分水器a5的进水口二a5-9连接；水泵b2的进水口与分水器a5的出水口二a5-7连接，水泵b2的出水口与后桥电机10的进水口连接，后桥电机10的出水口与分水器a5的进水口三a5-10连接，所述水泵b2的出水口与水泵a1的出水口之间连接有电磁水阀17；
37.所述散热器b14的出水口与分水器b6的进水口一b6-6连接，散热器b14的进水口与发电机11的出水口连接；水泵c3的进水口与分水器b6的出水口一b6-8连接，水泵c3的出水口与发电机11的进水口连接；所述散热器c15的出水口与分水器b6的进水口二b6-7连接，散热器c15的进水口与变流器12的出水口连接；水泵d4的进水口与分水器b6的出水口二b6-9连接，水泵d4的出水口与变流器12的进水口连接。
38.作为实施例的一种改进，如图2所示，所述前桥电机9、后桥电机10、发电机11和变流器12在整机中的位置比较分散，前桥电机9包含左前驱动电机和右前驱动电机，均固定于
车架上，两个电机的水口均位于电机下方，左前驱动电机和右前驱动电机的水路串联连接；
39.所述后桥电机10与前桥电机9型号相同，可随电机安装架上下摆动；发电机11位于整车中部，由燃油发动机带动运转发出交流电，电能经变流器12整流和逆变将电力传输给前桥电机9和后桥电机10；
40.所述多水泵集成模块8位于散热器的前方，与散热器连接的水口均可较短较平顺地连接；补水箱16位于多水泵集成模块8的和散热器的上方，并超过前桥电机9、后桥电机10、发电机11和变流器12的任一元件的水位腔体，防止发热元件需冷却的部位过热而使元件损坏。
41.所述多水泵集成模块8整体安装于装载机的车架上，一方面实现了所有循环水路统一经由多水泵集成模块8供给发热元件，解决现有电驱动装载机电机和变流器等散热问题；另一方面有效利用了车架内部空间，有利于整机结构布局，同时解决了管线路布线困难等问题。
42.需要说明的是，本发明中所述的水泵a1、水泵b2、水泵c3、水泵d4为同种型号电磁水泵，由于装载机产品前桥电机9的负荷总比后桥电机10负荷大，采用水泵b2的出水口与水泵a1的出水口之间连接电磁水阀17的方式，及时有效的将后桥电机10的水流量补充给前桥电机9，以满足前桥电机更大的散热需求。所述水泵a1、水泵b2、水泵c3、水泵d4以及电磁水阀17由控制器控制运转，当设置于发热元件出口的温度传感器监测到水温高于各发热元件的最高允许温度时，控制器控制对应的水泵提高转速增大水流量；通过控制器控制散热风扇、电磁水泵和水阀等元件实现高效的热交换和流量的合理分配。
43.进一步的方案：同时，当水泵以最大转速运转时，温度传感器依旧超过最高允许温度，此时控制器向整机发送报警信号并降低发动机转速，待故障排除后解除警报发动机正常运转。
44.作为实施例的一种改进，如图3和图4所示，所述多水泵集成模块8中的所有水泵和分水器集中布置，水泵a1、水泵b2与分水器a5设置在水泵箱体7的底部；水泵c3、水泵d4与分水器b6设置在水泵箱体7的上部；所有水泵进水口与分水器的出水口对齐，中间由管路连接；
45.所述分水器a5的进水口一a5-4与散热器a13的出水口在同一侧，分水器a5的出水口三a5-12与散热器a13的进水口在同一侧，所述分水器b6的进水口一b6-6与散热器b14的出水口在同一侧，分水器b6的进水口二b6-7与散热器c15的出水口在同一侧。
46.作为实施例的一种改进，如图5和图6所示，所述分水器a5由钢板a5-1、矩管a5-2拼焊成两个封闭腔体，矩管a5-2的外侧面设置有圆孔，用于焊接胶管接头，分水器a5的外侧还焊接有安装板a5-3，其上设置有安装孔用于固定分水器a5；
47.所述分水器b6由钢板b6-1、隔板6-2、矩管b6-3拼焊成两个封闭腔体，矩管b6-3的外侧面设置有圆孔，用于焊接胶管接头；分水器b6的外侧还焊接有安装板b6-12，其上设置有安装孔用于固定分水器b6。
48.需要说明的是，所述分水器a5和分水器b6均设置有补水口和放水口；所述分水器a5的补水口a5-5在上部，放水口一a5-8、放水口二a5-11在下部，所述分水器b6的补水口一b6-4和补水口二b6-5均在上部，放水口一b6-10和放水口二b6-11在侧面；分水器a5和分水器b6中的进水口接头和出水口接头根据流量大小可用不同规格的接头尺寸，各接头均采用
焊接方式固定于分水器上，防止分水器泄漏。
49.作为实施例的一种改进，如图7所示，所述水泵箱体7采用前折弯板7-1、后折弯板7-2、竖支撑板7-3、平安装板7-4和安装底板7-5拼焊组成；
50.所述前折弯板7-1上设有水管和水泵电线的过壁孔，所述后折弯板7-2上设有分水器a5和分水器b6的安装孔和用于穿过分水器水口的孔，后折弯板7-2底面设有维修孔用于安装水泵和管路；前折弯板7-1与后折弯板7-2合围成五面体，上部敞开，用于放置水泵。该水泵箱体7部件少、体积小，焊接简单，可为水泵和分水器提供安装支撑，同时使水泵和分水器的管路布置平顺流畅。
51.作为实施例的一种改进，如图8所示，所述补水箱16的底部设置有补水箱补水口16-1，与分水器a5和分水器b6的补水口相连，补水箱16的上部设置有补水箱除气口16-2，补水箱除气口16-2与散热器a13、散热器b14和散热器c15的除气口相连。
52.本发明的多水泵集成模块，所有水泵和分水器集中布置，分水器水口与散热器水口方位一致，所有循环水路统一经由多水泵集成模块供给发热元件，同时由单一控制器控制的水泵可实现流量的合理分配，解决现有电驱动装载机电机和变流器等散热问题，同时有效利用了车架内部空间；本发明提供了一种冷却系统布局结构，解决了管线路布线困难等问题。
53.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
54.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包含的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合同样意味着处于本发明的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的实施例中，本领域技术人员能够根据获知的技术方案和本技术所要解决的技术问题，以组合的方式来使用。
55.以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

技术特征：
1.一种多水泵集成模块，其特征在于，包括多个水泵、多个分水器和水泵箱体(7)；所述水泵箱体(7)的底部设有水泵a(1)、水泵b(2)与分水器a(5)，所述水泵箱体(7)的上部安装有水泵c(3)、水泵d(4)与分水器b(6)，各水泵的进水口与分水器的出水口对齐，中间由管路连接；所述分水器a(5)的进水口一a(5-4)与散热器a(13)的出水口在同一侧，分水器a(5)的出水口三a(5-12)与散热器a(13)的进水口在同一侧，所述分水器b(6)的进水口一b(6-6)与散热器b(14)的出水口在同一侧，分水器b(6)的进水口二b(6-7)与散热器c(15)的出水口在同一侧。2.根据权利要求1所述的一种多水泵集成模块，其特征在于，所述分水器a(5)由钢板a(5-1)、矩管a(5-2)拼焊成两个封闭腔体，矩管a(5-2)外侧面设置有圆孔，用于焊接胶管接头，分水器a(5)的外侧还焊接有安装板a(5-3)，其上设有安装孔；所述分水器b(6)由钢板b(6-1)、隔板(6-2)、矩管b(6-3)拼焊成两个封闭腔体，矩管b(6-3)外侧面设有圆孔，用于焊接胶管接头，分水器b(6)的外侧还焊接有安装板b(6-12)，其上设有安装孔。3.根据权利要求1所述的一种多水泵集成模块，其特征在于，所述分水器a(5)、分水器b(6)均设有补水口和放水口；所述分水器a(5)的补水口a(5-5)在上部，放水口一a(5-8)、放水口二a(5-11)在下部，所述分水器b(6)的补水口一b(6-4)和补水口二b(6-5)均在上部，放水口一b(6-10)和放水口二b(6-11)在侧面。4.根据权利要求1所述的一种多水泵集成模块，其特征在于，所述水泵箱体(7)采用前折弯板(7-1)、后折弯板(7-2)、竖支撑板(7-3)、平安装板(7-4)和安装底板(7-5)拼焊组成；所述前折弯板(7-1)上设有水管和水泵电线的过壁孔，后折弯板(7-2)上设有分水器的安装孔和用于穿过分水器水口的孔，后折弯板(7-2)上设有维修孔。5.一种冷却系统，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的多水泵集成模块(8)、散热器a(13)、散热器b(14)、散热器c(15)、补水箱(16)、前桥电机(9)、后桥电机(10)、发电机(11)和变流器(12)以及连接管路；所述散热器a(13)的出水口与分水器a(5)的进水口一a(5-4)连接，散热器a(13)的进水口与分水器a(5)的出水口三a(5-12)连接；水泵a(1)的进水口与分水器a(5)的出水口一a(5-6)连接，水泵a(1)的出水口与前桥电机(9)的进水口连接，前桥电机(9)的出水口与分水器a(5)的进水口二a(5-9)连接；水泵b(2)的进水口与分水器a(5)的出水口二a(5-7)连接，水泵b(2)的出水口与后桥电机(10)的进水口连接，后桥电机(10)的出水口与分水器a(5)的进水口三a(5-10)连接，所述水泵b(2)的出水口与水泵a(1)的出水口之间连接有电磁水阀(17)；所述散热器b(14)的出水口与分水器b(6)的进水口一b(6-6)连接，散热器b(14)的进水口与发电机(11)的出水口连接；水泵c(3)的进水口与分水器b(6)的出水口一b(6-8)连接，水泵c(3)的出水口与发电机(11)的进水口连接；所述散热器c(15)的出水口与分水器b(6)的进水口二b(6-7)连接，散热器c(15)的进水口与变流器(12)的出水口连接；水泵d(4)的进水口与分水器b(6)的出水口二b(6-9)连接，水泵d(4)的出水口与变流器(12)的进水口连接。
6.根据权利要求5所述的一种冷却系统，其特征在于，所述前桥电机(9)包括均固定于车架上的左前桥电机和右前桥电机，两个电机的水口均位于电机下方，左前桥电机和右前桥电机的水路串联连接；所述后桥电机(10)与前桥电机(9)的型号相同，可随电机安装架上下摆动；所述发电机(11)位于整车中部，由燃油发动机带动运转发出交流电，电能经变流器(12)整流和逆变将电力传输给前桥电机(9)和后桥电机(10)；多水泵集成模块(8)位于散热器的前方；补水箱(16)位于多水泵集成模块(8)和散热器的上方，并超过前桥电机(9)、后桥电机(10)、发电机(11)和变流器(12)的任一元件的水位腔体。7.根据权利要求5所述的一种冷却系统，其特征在于，所述补水箱(16)的底部设有补水口，与分水器a(5)上的补水口a(5-5)、分水器b(6)上的补水口一b(6-4)和补水口二b(6-5)相连，补水箱(16)的上部设置有除气口，除气口与散热器a(13)、散热器b(14)和散热器c(15)的除气口相连。8.一种电驱动装载机，其特征在于，所述电驱动装载机上安装有权利要求5-7任一项所述的冷却系统或权利要求1-4任一项所述的多水泵集成模块。

技术总结
本发明公开一种多水泵集成模块、冷却系统及电驱动装载机，包括多个水泵、多个分水器和水泵箱体；所述水泵箱体的底部设有水泵A、水泵B与分水器A，所述水泵箱体的上部安装有水泵C、水泵D与分水器B，各水泵的进水口与分水器的出水口对齐，中间由管路连接；所述分水器A的进水口一A与散热器A的出水口在同一侧，分水器A的出水口三A与散热器A的进水口在同一侧，所述分水器B的进水口一B与散热器B的出水口在同一侧，分水器B的进水口二B与散热器C的出水口在同一侧。本发明的多水泵集成模块，解决现有电驱动装载机电机和变流器等散热问题，同时有效利用了车架内部空间，解决了管线路布线困难等问题。问题。问题。


技术研发人员：蒋立俏 郁干 王道利 王小虎 田胜亮 齐陆燕 魏抗抗 李伯宇
受保护的技术使用者：徐工集团工程机械股份有限公司科技分公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/9/20