CN117028279A - 用于车辆的冷却风扇 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的冷却风扇，配置为从车辆的冷却模块抽吸空气并且允许抽吸的空气穿过冷却模块的热交换器。冷却风扇包括：电动机；叶片，利用电动机的旋转力旋转以抽吸空气；以及动力传输机构，布置在电动机的输出轴与叶片的中心轴之间以将电动机的旋转力传输到叶片，其中电动机包括第一电机和第二电机，第一电机的转子轴和第二电机的转子轴连接以传输旋转力，使得第一电机的旋转力分量和第二电机的旋转力分量通过两个转子轴组合并且通过输出轴输出。

Description

用于车辆的冷却风扇

技术领域

本公开涉及一种用于车辆的冷却风扇，并且更具体地，涉及一种安装在车辆中的热交换器上以吸入空气并允许吸入的空气穿过热交换器的冷却风扇。

背景技术

燃料电池电动车辆(FCEV)是由电动机驱动的车辆，例如电池电动车辆(BEV)，其中燃料电池和高压电池分别用作主电源和辅助电源，以向作为车辆驱动源的电动机供应驱动力。

作为FCEV中的主电源的燃料电池是一种通过燃料气体和氧化气体电化学反应将燃料的化学能转换成电能的发电机。

具有高功率密度的聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)已经作为用于车辆的燃料电池被广泛地使用。PEMFC使用氢作为反应气体中的燃料气体，使用氧或含氧的空气作为氧化气体。

燃料电池包括多个电池，这些电池通过使燃料气体和氧化气体反应而产生电能，其中发电电池通常堆栈并且串联连接在一起以形成堆栈来满足输出水平。

由于安装在车辆上的燃料电池也可能具有高输出，因此单独发电的数百个电池堆栈成堆栈以满足输出水平。如上面所描述的堆栈和连接的多个电池形成的电池组件被称为燃料电池堆栈。

安装在燃料电池车辆上的燃料电池系统包括这样的燃料电池堆栈、用于向燃料电池堆栈供应反应气体的装置以及用于管理燃料电池堆栈的状态的装置。

详细地，燃料电池系统包括：燃料电池堆栈，用于通过反应气体的电5化学反应产生电能；氢供应装置，用于将作为燃料气体的氢供应至燃料电

池堆栈；以及空气供应装置，用于将作为氧化气体的包含氧的空气供应至燃料电池堆栈；热和水管理单元，用于控制燃料电池堆栈的工作温度并且管理热和水；以及燃料电池控制单元(FCU)，用于控制燃料电池系统的整体工作。

0另外，燃料电池车辆的电力网系统包括：燃料电池堆栈，用作车辆的

主电源；高压电池，用作车辆的辅助电源；转换器(双向高压DC-DC转换器：BHDC)，连接到电池以控制电池的输出；逆变器，连接到燃料电池堆栈和作为电池的输出侧的DC链接终端(主总线终端)；以及驱动电机，连接到逆变器。

5在一些实例中，作为克服大型电动车辆(例如卡车、公共汽车等)的电池容量的问题的措施，已经积极开发了配备有燃料电池的氢电动卡车或公共汽车。

商用燃料电池车辆(例如，氢电动卡车)配备有发电设备，该发电设

备由应用于乘用燃料电池车辆的多个燃料电池系统(在下文中称为“完整0电源模块(Power Module Complete，PMC)组成。即，商用燃料电池车辆

配备有多个PMC，每个PMC包括燃料电池堆栈、堆栈操作装置以及用于冷却燃料电池堆栈的水冷却系统的部件。

这里，PMC中的冷却系统的部件包括除了散热器之外的电动水泵和阀的部件。消散来自已冷却了燃料电池堆栈的冷却水的热量的用于冷却堆栈的散热器与冷却风扇一起分离地布置在车辆本体的前侧处，并且用于冷却堆栈的散热器和PMC中的冷却系统的多个部件通过冷却水管线(管道)连接在一起，以允许冷却水循环。

在氢电动卡车的情况下，可以安装两个燃料电池堆栈以确保车辆驱动输出，其中每个燃料电池堆栈应用于乘用燃料电池车辆。在一些实例中，每个PMC中的冷却系统可以通过冷却剂管线(管道)串联连接至单个散热器，并且两个PMC的冷却系统可以通过冷却剂管线并联连接至散热器。

此外，在将多个高输出燃料电池堆栈安装在氢电动卡车上的情况下，由于从燃料电池堆栈产生的热大大增加，所以冷却性能仅可通过增加冷却模块的数量来满足，每个冷却模块包括在车辆本体前侧处的散热器和冷却风扇。

然而，考虑到内部空间和外围部件(转向装置、灯、台阶等)相对于车辆总体的布置，难以确保用于在车辆中安装多个冷却模块的足够空间。因此，可以通过增加散热器的尺寸来使用大型散热器。

在下文中，将更详细地描述传统的问题。

在氢电动卡车的水冷却系统中，构成冷却模块的散热器和冷却风扇可以安装在车辆本体的前侧上。具体地，在氢电动卡车中，堆栈散热器(stack radiator)和电力电子(PE)部件散热器可以安装在车辆本体的前侧上，冷却风扇可以安装在散热器的后侧上。

堆栈散热器是一种用于使已经冷却了燃料电池堆栈的冷却水的热消散的堆栈冷却散热器，并且PE部件散热器是一种用于使已经冷却了PE部件的冷却剂的热消散的散热器。这里，PE部件可以是作为车辆驱动源的电机、用于驱动电机的逆变器等。

在氢电动卡车中，散热器格栅作为空气入口设置在车辆本体的前侧上，空气(外部空气)可通过该空气入口从前侧吸入，并且通过散热器格栅吸入的空气依次穿过散热器和冷却风扇。

在传统的氢电动卡车中，尽管通过车辆本体前侧上的散热器格栅吸入的空气可在向后方向上流过散热器和冷却风扇，但是一部分空气与冷却风扇后方的零件碰撞并且在穿过散热器和冷却风扇之后在相反方向上流动，这是有问题的。

此外，大型商用燃料电池车辆(例如氢电动卡车)采用液压驱动的冷却风扇，该液压驱动的冷却风扇可以包括液压电机、油箱、油冷却器、液压泵等以及复杂的管道(例如油软管等)等。

在应用了这种液压驱动的冷却风扇的车辆中，复杂的油软管通常与液压电机、油箱以及油冷却器一起被放置在冷却风扇的后方，所以存在的问题在于，液压驱动的冷却风扇的零件阻挡散热器和冷却风扇后方的气流。因此，在通过散热器的循环期间已经从散热器中的冷却水吸收热量的高温空气与冷却风扇后方的管道(例如油软管)碰撞，并且然后在相反方向上流动。

例如，当油箱和复杂的油软管位于车辆前侧上的冷却风扇后方的左部分中时，已经穿过散热器和冷却风扇的大量空气可能与在冷却风扇后方的左部分中的油软管和油箱碰撞并且然后在相反方向上流动。

这种高温回流空气通过流到散热器的前侧然后再次穿过散热器而再循环，这导致散热器的冷却性能劣化的问题。

另外，用于向冷却风扇的液压电机旋转叶片供应高压液压的液压泵包括泵电机(电动机)和用于驱动泵电机的电动机。因此，在液压驱动的冷却风扇的情况下，液压泵产生高压液压并且通过油管道将该高压液压供应至液压电机以使冷却风扇的叶片旋转。

然而，与安装在堆栈散热器周围的液压电机、油箱以及油冷却器不同，难以确保在车辆前侧处的堆栈散热器周围的泵电机和电动机的安装空间。因此，这样的液压泵安装在氢电动车的横向侧上，因此长的油管道可以连接液压泵和液压电机。

因此，应用了液压驱动的冷却风扇的车辆具有多种问题，例如，零件数量增加、超重、难以确保安装空间、穿过散热器和冷却风扇的空气的高流动阻力以及由于空气回流而使空气再循环至散热器。此外，由于液压部件的效率不够，所以存在的另一个问题是车辆燃料效率劣化。

为了克服这些问题，可以使用电动冷却风扇代替液压冷却风扇。在这种电动冷却风扇中，由于电动冷却风扇的叶片直接连接至电动机的旋转轴以利用电动机的旋转力旋转，所以可省略设置在冷却风扇后方的传统的复杂液压部件。

然而，在例如氢电动卡车的大型商用燃料车辆中，由于堆栈散热器的尺寸和空气通过堆栈散热器的空气通道面积非常大，因此需要大型电动冷却风扇，并且如果这种大型电动冷却风扇的叶片的尺寸增加，则可能要开发高功率电动机。

如果单独使用功率不足的电动机而不是高功率的电动机，则由于使叶片旋转的转矩不足，叶片的转速不可避免地受到限制，这使得由于叶片的转速不足而难以满足足够的冷却性能。

因此，可以考虑使用两个叶片(风扇)和两个电机的双风扇的应用来代替开发高功率电动机。然而，当应用这种双风扇时，超过30％的功率消耗可以确保相同的冷却性能，但会对车辆的功率性能和燃料效率产生不利影响。

此外，如图1所示，当应用双风扇时，在散热器的芯部产生具有少量风量的死区，这可导致额外的冷却性能劣化。

发明内容

本公开致力于解决与相关技术相关的上述问题，并且本公开的目的是提供一种高功率电动冷却风扇，虽然使用单个风扇(叶片)能使死区最小化，但当应用于大面积散热器时该高功率电动冷却风扇也能够获得足够的风量和冷却性能。

本公开的目的不限于以上提及的目的，并且本公开所属领域的普通技术人员(在下文中，称为“普通技术人员”)从以下描述中可以清晰地理解未提及的其他目的。

为了实现以上目的，根据本公开的一方面，提供了一种用于车辆的冷却风扇，用于从车辆的冷却模块抽吸空气，以允许抽吸的空气穿过冷却模块的热交换器，该冷却风扇包括：电动机；叶片，利用电动机的旋转力旋转以抽吸空气；以及动力传输机构，布置在电动机的输出轴与叶片的中心轴之间以将电动机的旋转力传输至叶片，其中电动机包括第一电机和第二电机，第一电机的转子轴和第二电机的转子轴连接以传输旋转力，使得第一电机的旋转力分量和第二电机的旋转力分量通过两个转子轴组合并通过输出轴输出。

因此，根据本公开的车辆冷却风扇，能够以高转速和高功率驱动风扇(叶片)，并且当应用于大型散热器时，在尽管使用能使死区最小化的单个风扇(叶片)的同时，使用电动机，获得足够的风量和冷却性能。

与应用用于大型散热器的液压驱动的冷却风扇的传统情况相比，可省略复杂的液压零件，因此存在若干优点，例如零件数量的减少、重量的减少、包装特征的改进以及易于确保安装空间。

特别地，由于去除了布置在冷却风扇后方的多个液压部件，因此可以改善已经穿过散热器的空气的流动阻力和冷却性能。另外，与液压驱动的冷却风扇相比，提高了驱动效率以使消耗的风扇输出最小化并且提高了车辆燃料效率。

附图说明

图1是示出了相关技术中的双风扇的示意图。

图2是示出了冷却风扇的实例的立体图。

图3是示出了在冷却风扇中作为超控动力传输机构的滑轮装置的实例的示意图。

图4是示出了冷却风扇中的电机之间的转子轴的连接结构的示意图。

图5是示出了单电机驱动方法、双电机直接连接方法以及双电机和超控机构方法的输出之间的比较的示意图。

图6是示出了冷却风扇的实例的立体图。

图7是示出了冷却风扇的实例中的电机之间的转子轴的连接结构的示意图。

图8是示出了在冷却风扇的实例中的风扇侧齿轮与叶片的中心轴之间的联接结构的立体图。

图9是示出了作为冷却风扇中的超控动力传输机构的齿轮装置的实例的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施方式。在本公开的实施方式中呈现的具体结构或者功能的描述仅用于描述根据本公开的概念的实施方式的目的，本公开可以以多种形式实施。进一步地，本公开不应解释为局限于本文中所描述的实施方式，并且应当理解为包括在本公开的精神和范围内所包括的所有修改、等同替代以及替代物。

本公开涉及一种在车辆的冷却模块中使用的冷却风扇，并且更具体地，涉及一种从车辆的冷却模块抽吸空气以使抽吸的空气穿过热交换器的冷却风扇。

根据本公开的冷却风扇是使用电动机作为驱动源的电动冷却风扇。具体地，冷却风扇是具有一个大型叶片(风扇)和用于旋转叶片的电动机的单风扇型冷却风扇。

根据本公开的冷却风扇安装至的冷却模块的热交换器可以是用于在车辆的冷却水与空气之间进行热交换的散热器。另外，根据本公开的冷却风扇可以安装在具有大尺寸和大空气通道面积的大型散热器上。例如，该冷却风扇可以是安装在大型商用燃料电池车辆(例如氢电动卡车)的前端处的堆栈散热器上的冷却风扇。

本公开提供一种高功率电动冷却风扇，当应用于大面积散热器时，在尽管使用能够使散热器芯部中风量不足的死区最小化的单个风扇(叶片)配置的同时，该高功率电动冷却风扇也能够获得足够的风量和冷却性能。

参考附图，图2是示出了冷却风扇的立体图，图3是示出了在冷却风扇中作为超控动力传输机构的滑轮装置的示意图，以及图4是示出了冷却风扇中的电机之间的转子轴的连接结构的示意图。

冷却风扇100包括驱动装置、通过驱动装置旋转的叶片140以及围绕叶片140安装的护罩150。

例如，冷却风扇100的驱动装置可以包括电动机110，并且冷却风扇100还可以包括用于将电动机110的旋转力传输给叶片140的动力传输机构130。

在一些实施方式中，在冷却风扇100中，驱动装置的电动机110具有双电机配置。具体地，电动机110配置为包括前后串联布置的两个电机，即第一电机111和第二电机116。另外，电动机110具有单个输出轴，两个电机111和116的旋转力和转矩经由该输出轴合并并且输出。

为此，第一电机111的转子轴114和第二电机116的转子轴119彼此连接以传输旋转力。在电动机110中，电机111或116的转子轴114或119是一体地联接到对应电机的转子的轴，即，由此输出旋转力的旋转轴或驱动轴在转子和定子之间相互作用。

另外，在冷却风扇100中，逆变器115和123分别一体地安装在驱动装置的电机111和116上，以驱动和控制对应的电机(见图2)。在一些实例中，相应的逆变器115和123可以一体地联接至对应的电机111和116的电机壳体112和117的后表面(见图4)。

在下文中，在本公开的实施方式的描述中，除非另有明确限定和区分，任何空间或元件的“前”和“后”是指相对于车辆的前后方向的位置。

参考图2，第一电机111和第二电机116分别布置在后侧和前侧上，使得第二电机116的转子轴119通过图3所示的动力传输机构130以可传输旋转力的方式连接至叶片140。

在冷却风扇100中，构成驱动装置的电动机110的两个电机(即，第一电机111和第二电机116)可以具有第一电机111和第二电机116的转子轴114和119彼此直接连接以便一体地旋转的结构。

在一些实例中，两个电机111和116的转子轴114和119中的一者或两者布置成穿过安装在第二电机116的电机壳体117的后表面上的逆变器123(见图4)。

参考图2和图4，可以看出用于驱动和控制第二电机116的逆变器123位于两个电机111和116之间的空间中，并且在这个结构中，两个电机111和116的转子轴114和119以穿过第二电机116的逆变器123的状态连接。

另外，轴联接部分114a和119a在互连端处分别一体地形成在两个电机111和116的转子轴114和119上。即，轴联接部分114a和119a分别形成在第一电机111的转子轴114的一端(前端)处和第二电机116的转子轴119的一端(后端)处，其中这两个转子轴114和119二者的轴联接部分114a和119a以可传输动力的方式直接连接和联接。

在一些实例中，两个转子轴114和119的轴联接部分114a和119a可以通过花键联接结构连接和联接以彼此一体地旋转。即，如图4所示，两个转子轴114和119的轴联接部分中的一个轴联接部分设置为凹形联接部分114a，并且转子轴的另一个轴联接部分设置为凸形联接部分119a，使得凸形联接部分119a插入并花键联接至凹形联接部分114a，使得两侧上的两个转子轴114和119连接以一体地旋转。

参考图4，可以看出凹形联接部分114a一体地形成在第一电机111的转子轴114的前端上，并且凸形联接部分119a一体地形成在第二电机116的转子轴119的后端上。另外，还可以看出凸形联接部分119a插入并花键联接至凹形联接部分114a，使得两侧上的两个转子轴114和119以可传输动力的方式彼此直接连接。

在花键联接结构中，在凹形联接部分114a的内周表面上形成有齿，并且在凸形联接部分119a的外周表面上形成有齿，使得两侧上的两个转子轴114和119通过凸形联接部分119a和凹形联接部分114a之间的相互齿接合状态(即，相互齿啮合状态)一体地旋转。

在一些实例中，如图2所示，风扇安装支架160安装在冷却风扇100的护罩150上，或者安装在护罩150固定地联接到的未示出的安装构件(图6中的参考标号“210”)上，并且叶片140的中心轴141可旋转地联接至风扇安装支架160。

这里，安装构件(图6中的参考标号“210”)是将布置在冷却风扇100前方的热交换器(例如，堆栈散热器(图6中的参考标号“200”))固定并安装在本体框架上的构件，使得叶片140通过风扇安装支架160可旋转地支撑。

另外，风扇安装支架160配置成包括：水平布置的多个杆161，以连接护罩150的左端和右端或安装构件(图6中的参考标号“210”)的左端和右端；以及支架本体162，固定地安装在多个杆161上的。

叶片140的中心轴141联接至支架本体162以通过轴承可旋转地支撑，并且动力传输机构130配置在叶片140的中心轴141与电动机110的输出轴之间，具体地，配置在叶片140的中心轴141与第二电机116的转子轴119之间。

此外，如图2所示，第一电机111和第二电机116通过单独的支架113和118安装在横向构件300上，该横向构件是布置为在车辆的左右方向上延伸较长的本体部分。另外，横向构件300通过单独的固定支架联接至车辆本体框架。

本体框架是布置在车辆本体的左侧和右侧上以在车辆的前后方向上延伸较长的本体部分。在一些实例中，车辆可以包括冷却模块，该冷却模块包括：散热器(图6中的参考标号“200”)；以及冷却风扇100，可以通过安装构件(图6中的参考标号“210”)安装在本体框架上并由本体框架固定地支撑。

在一些实例中，横向构件300安装为连接在车辆本体的前端处的左本体框架和右本体框架。

此外，横向构件300可通过固定支架安装在左本体框架和右本体框架上并由左本体框架和右本体框架支撑，其中固定支架可分别联接至左本体框架和右本体框架两者的前侧，并且横向构件300的两端可分别联接至左固定支架和右固定支架。即，横向构件300的左端和右端通过位于左侧和右侧上的两个固定支架分别联接至两个本体框架的前侧。

在一些实例中，两个电机(即，第一电机111和第二电机116)构成的电动机110具有双电机配置，在该双电机配置中，相应电机的转子轴114和119连接以彼此一体地旋转，使得由两个电机111和116输出的旋转力和转矩合并并且经由作为最终输出轴的单个转子轴119输出。

在图示的实施方式的电动机110中，第二电机116的转子轴119是最终输出轴，并且因此旋转力最终经由第二电机116的转子轴119输出并且经由动力传输机构130传输至叶片140。

另外，在一些实施方式中，动力传输机构130可以是带式动力传输机构。为此，滑轮装置配置在电动机110的最终输出轴(即，第二电机116的转子轴119)和叶片140的中心轴141之间。

如图2和图3所示，滑轮装置可以包括：电机侧滑轮131，安装在第二电机116的转子轴119上；风扇侧滑轮132，安装在叶片(风扇)140的中心轴141上；以及带133，以可在其间传输动力的方式连接电机侧滑轮131和风扇侧滑轮132。

在本公开中的具有双电机配置的电动机110中，可以应用具有超控功能的动力传输机构130以增加从电动机110输出的转矩并且将增加的转矩传输至叶片140。为了实现上述超控功能，在滑轮装置中使用用于超控的滑轮，该滑轮装置是带式动力传输机构。

即，在滑轮装置中，使用具有预定直径比的电机侧滑轮131和风扇侧滑轮132，在这种情况下，风扇侧滑轮132的直径d2设定为大于电机侧滑轮131的直径d1(d2＞d1)，以实现超控功能。例如，如果电机侧滑轮131的直径d1是D，则风扇侧滑轮132的直径d2可以是1.5D(即，d2＝1.5D＝1.5d1)。

在这种情况下，可以使从电动机110经由电机侧滑轮131和风扇侧滑轮132传输至叶片(风扇)140的转矩增加。为此，风扇侧滑轮132的直径d2可以大于电机侧滑轮131的直径d1以增加传输至叶片140的转矩。

经由风扇侧滑轮132作用于叶片140的转矩可以由以下的等式1表示。

[等式1]

T_风扇＝T_电机×(d2/d1)(其中d2＞d1)

这里，T_风扇是传输到风扇侧滑轮132的转矩并且代表作用于叶片140上的转矩，T_电机代表电机侧滑轮131的转矩。另外，d1代表电机侧滑轮131的直径，d2代表风扇侧滑轮132的直径。

另外，在带式动力传输机构(即，如上所述的滑轮装置)用作动力传输机构130的情况下，如果带133的张力降至指定值以下，则转矩传输性能降低，并且由于带的滑动而发生的摩擦转换成热，这可能降低带的耐用性并且可能产生噪声。

因此，设置了接触并按压带133的自动张紧器134，以保持带的张力恒定并且吸收由电机的转矩的突然变化引起的张力的变化。自动张紧器134可以经由单独的支架等可旋转地安装在风扇安装支架160的杆161上，或者可以可旋转地安装在位于带133周围的单独的固定结构上。

图5是示出了单电机驱动方法、双电机直接连接方法以及双电机和超控机构方法的输出之间的比较的示意图。双电机和超控机构方法是应用于图2至图4中所示的实例的方法。

在比较的实例中，单电机驱动方法是使用单电机使得叶片的中心轴直接连接到单电机的转子轴的方法，而双电机直接连接方法是在没有超控机构(即，作为动力传输机构的滑轮装置)的情况下使叶片的中心轴直接连接到第二电机的转子轴的方法。

从图5可以看出，在冷却风扇中，在应用双电机和超控机构时，叶片(风扇)可以以目标的高输出和高速驱动，尽管该转速与电机转速相比稍微降低。

图6是示出了冷却风扇的立体图，并且图7是示出了在冷却风扇中的电机之间的转子轴的连接结构的示意图。在图6中，省略了护罩和逆变器。

图8是示出了在冷却风扇中的连接轴与齿轮之间的联接结构的立体图，并且图9是示出了在冷却风扇中作为超控动力传输机构的齿轮装置的示意图。

在图6中示出的实施方式中，齿轮型动力传输机构可以用作动力传输机构130，用于将由双电机(第一电机和第二电机)组成的电动机110的旋转力传输到叶片(风扇)140。即，齿轮装置配置在电动机110的输出轴和叶片140的中心轴141之间。

另外，在配置齿轮装置时，具有预定齿轮比的齿轮用于实现超控功能。齿轮装置可配置为包括：电机侧齿轮135，安装在电动机110的输出轴上以一体地旋转；风扇侧齿轮137，安装在叶片140的中心轴141上以一体地旋转。

在这种情况下，电机侧齿轮135和风扇侧齿轮137可直接啮合，并且风扇侧齿轮137可以比电机侧齿轮135具有更多的齿和更大的直径。

参考图6，可以看到联接至冷却模块的散热器200的安装构件210。安装构件210是在联接至散热器200的状态下也联接至作为车辆本体零件的车辆框架的构件。

安装构件210是用于将散热器200固定并安装在车辆本体框架上的构件，并且风扇安装支架160通过将风扇安装支架160的杆161的端联接到安装构件210而完全固定到安装构件210。另外，叶片140的中心轴141联接成由风扇安装支架160的支架本体162通过置于中心轴与支架本体之间的轴承可旋转地支撑。

因此，从电动机110的输出轴输出的旋转力可以通过电机侧齿轮135和风扇侧齿轮137传输至叶片140，使得叶片140可通过电动机110的旋转力旋转。另外，由于风扇侧齿轮137的直径和齿数大于电机侧齿轮135的直径和齿数，因此当传输电动机110的旋转力时可实现超控功能。

即，类似于使用滑轮装置的情况，当转矩从电机侧齿轮135传输到风扇侧齿轮137时，转矩增大，并且与由双电机组成的电动机110的输出转矩相比增大的转矩可被传输以作用在叶片140上，使得可以以目标高输出驱动叶片(风扇)140。

此外，尽管电动机110可以具有与图2至图4的实施方式相同的配置，但是可以改变第一电机111与第二电机116之间的联接结构。即，如图7所示，在第一电机111的输出侧和第二电机116的输出侧布置为彼此面对的状态下，两个电机111和116的转子轴114和119可联接在两个电机之间的空间中。

在一些实例中，两个电机111和116的转子轴114和119可以彼此一体地旋转。为此，连接轴120安装在两侧上的两个转子轴114和119之间以使两个转子轴一体地连接。

可以使两个电机111和116之间的距离在材料成本和重量降低的容许范围内最小化，并且以花键联接的方式连接转子轴114和119和连接轴120以防止由于摩擦而产生损失。

即，连接轴120具有中空轴形状，并且齿121形成在连接轴120的内周表面上。在组装中，第一电机111的转子轴114和第二电机116的转子轴119可以插入并且花键联接至连接轴120的两端。为此，连接轴120的内周表面和两侧上的两个转子轴114和119的外周表面设置有用于在连接轴和转子轴之间花键联接的齿。

因此，第一电机111的转子轴114和第二电机116的转子轴119经由连接轴120连接成一体地旋转，并且两个电机111和116的旋转力能够通过连接轴120和两侧上的两个转子轴114和119输出。

另外，电机侧齿轮135安装在连接轴120的外周表面上，使得电机侧齿轮135联接并安装在连接轴120上以一体地旋转，这使得可以经由连接轴120将从两个电机111和116输出的旋转力传输到电机侧齿轮135。因此，通过其输出旋转力的电动机110的输出轴变成连接轴120。

电机侧齿轮135通过联接结构联接并安装在连接轴120的外周表面上，以便彼此一体地旋转，在该联接结构中凹部122和突出部135a接合，如图7和图9所示，即类似于转子轴114和119与连接轴120之间的联接结构的花键联接结构。

在一些实例中，逆变器可以安装在电机111和116的电机壳体112和117的后侧上。在一些实例中，如图7所示，在两个电机111和116彼此面对并且两侧上的两个转子轴114和119通过连接轴120连接的情况下，这种配置具有其中两个转子轴114和119中的任一个都不穿过逆变器的非穿透结构。

在图7的实施方式中，两个电机111和116由控制器控制来驱动，使得转子轴114和119在相反的方向上旋转，并且它们的旋转力和转矩以相同的大小输出。因此，连接轴120经由转子轴114和119接收来自两个电机111和116的具有相同大小的旋转力和转矩输出。特别地，两个电机111和116的旋转力和转矩以组合的大小传输到连接轴120以使电机侧齿轮135旋转。

参考图8，可以看出，叶片140的中心轴141联接成穿过风扇侧齿轮137的中心孔137a。这里，由于风扇侧齿轮137可以连接至叶片140的中心轴141以彼此一体地旋转，所以风扇侧齿轮137和叶片140的中心轴141可通过凹部137b和突出部141a在其中接合的联接结构组装，该联接结构类似于连接轴120与电机侧齿轮135之间的联接结构。

图9示出了电机侧齿轮135和风扇侧齿轮137以外接方式啮合的实例。如图所示，在用于将电动机110的旋转力传输到叶片140的齿轮型动力传输机构130中，尽管如上所述齿轮装置可由如上所述外接的电机侧齿轮135和风扇侧齿轮137组成，但是齿轮装置也可以由其他多种类型的齿轮的组合组成。

即，只要其能够实现使电动机110的转矩能够增大并传输至叶片140的超控功能，除了上述的外接齿轮型齿轮装置以外，还可以采用具有多个内接齿轮的齿轮装置、具有行星齿轮配置的齿轮装置等。

在图9中示出的超控机构的实例中，即，在具有输入齿轮(电机侧齿轮)135和有比输入齿轮(电机侧齿轮)135的直径和齿数大的直径和齿数的输出齿轮(风扇侧齿轮)137的齿轮装置的实例中，传输到叶片的增加的转矩也可以使用等式1获得。

然而，在等式1中，T_风扇是传输到风扇侧齿轮137并且作用在叶片140上的转矩，T_电机是电机侧齿轮135的转矩，d1是电机侧齿轮135的齿数(或直径)，并且d2是风扇侧齿轮137的齿数(或直径)。

如上所述，已经详细描述了根据本公开的实施方式的冷却风扇。根据本公开的车辆冷却风扇，能够以高转速和高功率驱动风扇(叶片)，并且当应用于大型散热器时，在尽管使用可使死区最小化的单个风扇(叶片)的同时，使用电动机，获得足够的风量和冷却性能。

与应用用于大型散热器的液压驱动的冷却风扇的传统情况相比，可以省略复杂的液压零件，因此存在若干优点，例如零件数量的减少、重量的减少、包装特征的改进以及易于确保安装空间。

特别地，由于去除了设置在冷却风扇后面的多个液压部件，因此可以改善已经穿过散热器的空气的流动阻力和冷却性能。此外，与液压驱动的冷却风扇相比，提高了驱动效率以使消耗的风扇输出最小化并且提高了车辆燃料效率。

虽然已经在前文中详细描述了本公开的实施方式，但是本公开的范围不限于此，并且本领域技术人员使用如在以下权利要求中限定的本公开的基本概念做出的各种修改和改进也包括在本公开的范围内。

Claims (12)

1.一种用于车辆的冷却风扇，配置为从车辆的冷却模块抽吸空气并且使抽吸的空气穿过所述冷却模块的热交换器，所述冷却风扇包括：

电动机，所述电动机包括配置为输出旋转力的输出轴；

叶片，配置成通过所述电动机的所述旋转力旋转，所述叶片包括中心轴；以及

动力传输机构，布置在所述电动机的所述输出轴与所述叶片的所述中心轴之间并配置成将所述电动机的所述旋转力传输至所述叶片，

其中，所述电动机包括：

第一电机，配置成使第一转子轴旋转并输出第一旋转力分量；以及

第二电机，配置成使第二转子轴旋转并输出第二旋转力分量，所述第二转子轴连接至所述第一转子轴，并且

其中，所述输出轴配置成通过所述第一转子轴接收所述第一旋转力分量和通过所述第二转子轴接收所述第二旋转力分量并配置成将所述旋转力输出至所述动力传输机构。

2.根据权利要求1所述的冷却风扇，其中，所述第一转子轴和所述第二转子轴彼此直接连接并配置成一体地旋转，并且

其中，所述第二转子轴是所述输出轴。

3.根据权利要求2所述的冷却风扇，其中，所述第一转子轴的一端和所述第二转子轴的一端彼此花键联接，从而使得所述第一转子轴和所述第二转子轴能够一体地旋转。

4.根据权利要求2所述的冷却风扇，其中，所述第一电机和所述第二电机布置在前后方向上，

其中，所述第一电机和所述第二电机中的每者包括：

电机壳体，

逆变器，布置在所述电机壳体的表面处，并且

其中，所述第一转子轴和所述第二转子轴中的一者或两者穿过所述第二电机的所述逆变器。

5.根据权利要求1所述的冷却风扇，其中，所述电动机还包括将所述第一转子轴和所述第二转子轴彼此连接的连接轴，并且

其中，所述连接轴是所述输出轴。

6.根据权利要求5所述的冷却风扇，其中，所述第一电机和所述第二电机布置在前后方向上，

其中，所述第一电机的输出侧和所述第二电机的输出侧彼此面对，并且

其中，所述连接轴布置在所述第一电机与所述第二电机之间的空间中。

7.根据权利要求5所述的冷却风扇，其中，所述第一转子轴和所述连接轴花键联接并配置成一体地旋转，并且

其中，所述第二转子轴和所述连接轴花键联接并配置成一体地旋转。

8.根据权利要求1所述的冷却风扇，还包括：横向构件，所述横向构件支撑所述第一电机和所述第二电机，所述横向构件在所述车辆的前后方向上延伸并连接至布置在所述车辆的左侧和右侧上的本体框架。

9.根据权利要求1所述的冷却风扇，其中，所述动力传输机构包括超控机构，所述超控机构配置成增加所述电动机的转矩并且将增加的转矩传输至所述叶片。

10.根据权利要求1所述的冷却风扇，其中，所述动力传输机构包括：

电机侧滑轮，布置在所述电动机的所述输出轴上；

风扇侧滑轮，布置在所述叶片的所述中心轴处；以及

带，将所述电机侧滑轮连接至所述风扇侧滑轮并配置为在所述电机侧滑轮与所述风扇侧滑轮之间传输所述旋转力，并且

其中，所述风扇侧滑轮的直径大于所述电机侧滑轮的直径。

11.根据权利要求1所述的冷却风扇，其中，所述动力传输机构包括：

电机侧齿轮，布置在所述电动机的所述输出轴处；以及

风扇侧齿轮，布置在所述叶片的所述中心轴处并配置为接收来自所述电机侧齿轮的所述旋转力，并且

其中，所述风扇侧齿轮的直径大于所述电机侧齿轮的直径，并且

其中，所述风扇侧齿轮的齿数大于所述电机侧齿轮的齿数。

12.根据权利要求6所述的冷却风扇，其中，所述第一电机的所述输出侧和所述第二电机的所述输出侧各自在它的外表面处限定外齿，并且

其中，所述连接轴接收所述第一电机的所述输出侧和所述第二电机的所述输出侧，所述连接轴在所述连接轴的联接到所述外齿的内表面处限定内齿。