CN103153026A - 一种冷却液双向流动的液冷系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种冷却液双向流动的液冷系统，属于热量管理技术领域。该双向流动的液冷系统包括冷却液储存单元，连接单元和双向冷却单元。其中，储存单元的作用是储存冷却液。连接单元连通储存单元和双向冷却单元，以实现冷却液的交换。双向冷却单元包括流经待冷却区域的冷却管道，以实现冷却液从待冷却区域的一端流向另一端以及相反方向的流动。该系统中冷却液可以在待冷却区域中双向流动，比起传统的单向流动冷却系统来说避免了冷却效果不均匀，被冷却区域的下游部分冷却效果不满足要求的缺点，冷却效果更加理想。

Description

一种冷却液双向流动的液冷系统
技术领域
本发明属于热量管理技术领域，涉及冷却系统，尤其是通过冷却液流动进行冷却的液冷系统。
背景技术
当前的电机控制器液冷系统已经比较完善，它一般具有温度检测功能，能够根据温度高低自动调节冷却液流速，达到比较好的冷却效果。然而这种制冷系统也存在一定的缺陷，温度比较低的冷却液从冷却板的输入端流入，逐步吸收电机控制器散发出来的热量，温度逐渐升高，接下来冷却效果越来越差，当冷却液从输出端流出时温度已经变的比较高。从整个控制器的冷却结果来看，越接近冷槽输入口的区域温度下降幅度越大，越靠近输出口的区域温度下降越小。因此，位于冷却水出口处的被冷却区域不能取得理想的冷却效果。
发明内容
本发明的目的是在尽量较少地改动当前冷却系统的基础上，解决冷却液流经区域散热不均匀的问题。
为了实现上述目的，本发明提出了一种双向流动液冷系统，其技术方案如下：
一种液冷系统，包括冷却液储存单元，连接单元和双向冷却单元；所述储存单元的作用是储存冷却液；所述连接单元连通所述储存单元和所述双向冷却单元，以实现冷却液的交换；所述双向冷却单元包括流经待冷却区域的冷却管道，以实现冷却液从所述待冷却区域的一端流向另一端以及相反方向的流动。
所述双向冷却单元还包括与所述冷却液存储单元相连的电泵。
所述双向冷却单元还包括连接所述电泵与所述冷却管道的冷却液换流器；所述冷却液换流器包括微控制器模块、电源接口模块、通信接口模块、控制开关模块和电泵侧管道模块；所述电泵侧管道包括均与所述电泵相连的至少两根输入支管和至少两根输出支管；所述电源接口模块分别与所述微控制器模块和所述控制开关模块相连；所述控制开关模块包括分别位于所述冷却管道两端的控制开关；所述微控制器模块通过所述通信接口模块与外界通信，与所述控制开关模块连接以控制所述控制开关模块与所述输入支管和所述输出支管的连接。
所述电泵侧管道还包括输出主管和输入主管，所述输出主管的一端与所述电泵相连，另一端与所述输出支管相连；所述输入主管的一端与所述电泵相连，另一端与所述输入支管相连。
所述电泵为正反转电泵。
所述电泵与所述冷却管道的数目相等，最少为两个；所述电泵与所述冷却管道一一对应连接；至少两条所述冷却管道与所述电泵的连接方式相反，以实现冷却液在待冷却区域中相反方向上流动。
现有的电机控制器液冷系统均安装有驱动电泵，可以根据冷却要求改变冷却液的流速，从而得到良好的冷却效果。但是，由于这种冷却系统是单向流动的，所以冷却液流经的板槽温度往往是前低后高，冷却结果不均匀。本发明提出的双向流动的冷却系统，在尽量少地改动传统冷却系统的基础上，实现了冷却液的双向流动，改善了传统的单向流动冷却液系统的冷却液温度前低后高而导致的冷却效果不均匀，位于后端的冷却区域冷却效果不理想的状况，使得冷却效果更加均衡和理想。本发明在原有的冷却系统的基础上的改动较小，容易实现且成本较低。
附图说明
图1本发明第一实施例中液冷系统的原理图；
图2本发明第一实施例中液冷系统的第一种冷却液流通路径；
图3本发明第一实施例中液冷系统的第二种冷却液流通路径；
图4本发明第二实施例中液冷系统的原理图；
图5本发明第三实施例中液冷系统的原理图。
附图说明：1、输入主管；2、输出主管；3、第一输入支管；4、第一输出支管；5、第二输入支管；6、第二输出支管；7、第一控制开关；8、第二控制开关；9、冷却管道第一端口；10、冷却管道第二端口；11、第一控制信号；12、第二控制信号；13、第一电泵；14、第二电泵；15、第一冷却管道；16、第二冷却管道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步阐述本发明的技术方案。
本发明在传统的电机控制器单向流动液冷系统的基础上进行改进，实现了冷却液的双向流动。跟传统的冷却系统相同，本发明的双向流动液冷系统同样包括冷却液存储装置，如冷却水箱或冷却液罐等、电泵、以及冷却管道。冷却液罐与电泵通过两条管道相连，一条管道中冷却液从冷却液罐侧流向电泵侧；另一条管道中冷却液从电泵侧流向冷却液罐侧。冷却管道穿过待冷却区域（即冷却板），并与电泵相连，其一端的冷却液从电泵侧流向冷却板，另一端的冷却液从冷却板流向电泵侧。其不同于传统冷却系统的关键在于通过软硬件的改进实现冷却液的双向流动。
本发明第一实施例中还包括冷却液换流器，该冷却液换流器位于电泵与冷却管道之间，以实现冷却管道中液体的双向流动，其他部分基本不变。图1所示为该实施例的原理图。
从图1中可以看出，该冷却液换流器包括微控制器模块、控制器开关模块、通信接口模块、电源接口模块和电泵侧冷却管模块。
控制器开关模块包括两个控制开关，分别为第一控制开关7和第二控制开关8，分别位于冷却管道的两端；第一控制开关7与冷却管道的第一端口9相连，第二控制开关8与冷却管道的第二端口10相连。这些控制开关均可以实现从多条通道中选通一条通道的功能，这里第一控制开关7和第二控制开关8均为换向阀，即可以换向的开关。
电泵侧冷却管模块包括输入主管1、第一输入支管3、第二输入支管5、输出主管2、第一输出支管4和第二输出支管6。输入主管1的一端与电泵相连，另一端分别与第一输入支管3和第二输入支管5相连；输出主管2的一端与电泵连接，另一端分别与第一输出支管4和第二输出支管6连接。
电源接口模块分别与微控制器模块和控制器开关模块等电子器件相连并为其供电。微控制器模块通过通信接口与外界通信，并发出控制信号11给第一控制开关7，以控制其选通第一输入支管3或者第一输出支管4；发出控制信号12给第二控制开关8，以控制其选通第二输入支管5或者第二输出支管6。在第一控制开关7选择第一输入支管3时，第二控制开关8选通第二输出支管6；当第一控制开关7选择第一输出支管4时，第二控制开关8选通第二输入支管5。
当第一控制开关7连通第一输入支管3、第二控制开关8连通第二输出支管6时，冷却液的流通路径如图2所示，图2中箭头表示的是冷却液的流动方向。冷却液从电泵侧流出，经过输入主管1流向第一输入支管3，经过第一输入支管3流向冷却管道的第一端口9，再通过冷却板内部的冷却管道部分，之后从冷却管道的第二端口10流出，最后通过第二输出支管6流向电泵侧。
当第一控制开关7连通第一输出支管4、第二控制开关8连通第二输入支管5时，冷却液的流通路径如图3所示，图3中箭头表示的是冷却液流动方向。冷却液从电泵侧流出后，经过输入主管1流向第二输入支管5，经过第二输入支管5流向冷却管道的第二端口10，再通过冷却板内部中的冷却管道部分，之后从冷却管道的第一端口9流出，最后通过第一输出支管4流向电泵侧。
从上述两种连接状态的冷却液流动过程可以看出，该装置能够实现冷却液在冷却板中两个不同方向的流动。但是在换向过程中，为了防止冷却液力不稳定，电泵应该暂停，待控制开关位置稳定后继续运行。
本发明第二实施例中的电泵采用的是既可以正转又可以反转的电泵，通过电泵的正反转来改变冷却液的流动方向，图4所示为本实施例的系统原理图。从图中可以看出，电泵分别与贯穿在冷却板中的冷却管道的两端相连，同时电泵通过两条连接管道连接到冷却液罐上形成一个冷却液通道的回路。水泵在正转和反转时，流经冷却板的冷却水的流向正好相反，正转时的冷却水入口为反转时的冷却水出口，正转时的冷却水出口为反转时的冷却水入口，从而实现了冷却板中冷却液的双向流动。
本发明第三实施例采用两个电泵和两条冷却管道，两条冷却管道平行设置于冷却板中。第一电泵13与第一冷却管道15的两端连接，第二电泵14与第二冷却管道16的两端连接，但相对于电泵的转动方向，第一冷却管道15与第二冷却管道16在冷却板中的布置方向正好相反，即第一冷却管道15中与第一电泵13相连的冷却液输入端口与第二冷却管道16与第二电泵14相连的冷却液输出端口位于冷却板中为冷却管道所设的凹槽的同一侧，第一冷却管道15与第一电泵13相连的冷却液输出端口与第二冷却管道16与第二电泵14相连的冷却液输入端口同位于冷却板中为冷却管道所述的凹槽的另一侧。这样，就使得在第一冷却管道中，冷却液从冷却板的一端流向另一端；而在第二冷却管道中，冷却液的流向正好相反，从而实现了冷却液在冷却板中相反方向上的流动。
上述三个实施例均能实现冷却液在冷却板中相反方向上的流动，从而有效地避免了传统冷却系统冷却效果不均匀的缺陷。本发明第二实施例和第三实施例相对于第一实施例来说对原有的冷却系统改动之处较多，因此从操作的便捷性和成本的角度上来考虑，第一实施例的技术方案优于第二实施例和第三实施例的技术方案。
本发明的核心思想是通过冷却液的双向流动，实现电机控制器冷却系统的双向流动，该思想同样可以应用于其他设备的冷却系统上。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种液冷系统，其特征在于：包括冷却液储存单元，连接单元和双向冷却单元；
所述储存单元的作用是储存冷却液；
所述连接单元连通所述储存单元和所述双向冷却单元，以实现冷却液的交换；
所述双向冷却单元包括流经待冷却区域的冷却管道，以实现冷却液从所述待冷却区域的一端流向另一端以及相反方向的流动。
2.根据权利要求1所述的液冷系统，其特征在于：所述双向冷却单元还包括与所述冷却液存储单元相连的电泵。
3.根据权利要求2所述的液冷系统，其特征在于：所述双向冷却单元还包括连接所述电泵与所述冷却管道的冷却液换流器；所述冷却液换流器包括微控制器模块、电源接口模块、通信接口模块、控制开关模块和电泵侧管道模块；
所述电泵侧管道模块包括均与所述电泵相连的至少两根输入支管和至少两根输出支管；
所述电源接口模块分别与所述微控制器模块和所述控制开关模块相连；
所述控制开关模块包括分别位于所述冷却管道两端的控制开关；
所述微控制器模块通过所述通信接口模块与外界通信，与所述控制开关模块连接并控制所述控制开关模块与所述输入支管和所述输出支管的连接。
4.根据权利要求3所述的液冷系统，其特征在于：所述电泵侧管道还包括输出主管和输入主管，所述输出主管的一端与所述电泵相连，另一端与所述输出支管相连；所述输入主管的一端与所述电泵相连，另一端与所述输入支管相连。
5.根据权利要求2所述的液冷系统，其特征在于：所述电泵为正反转电泵。
6.根据权利要求2所述的液冷系统，其特征在于：所述电泵与所述冷却管道的数目相等，最少为两个；所述电泵与所述冷却管道一一对应连接；
至少两条所述冷却管道与所述电泵的连接方式相反，以实现冷却液在待冷却区域中相反方向上流动。
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