CN103303126B - 电动汽车中高压电源分配模块的冷却系统及电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电动汽车中高压电源分配模块的冷却系统及电动汽车，其中，高压电源分配模块的冷却系统包括：储气瓶、气流阀、冷却装置、过滤器、设置于上述高压电源分配模块内部的冷却管道，上述各部件通过传输管道连接；上述高压电源分配模块的壳体上设置有排气口；上述冷却管道上开设有若干通气孔。可见，本发明实施例提供的电动汽车中PDU的冷却系统选择风冷方式对PDU内部的电子元器件进行冷却，能更好地满足高压电源分配模块的防护等级及内部电路板、继电器等电子元器件的防水要求。冷却系统的风力来源选用车辆自身携带的储气瓶，不仅精减了系统设计的零部件数量，而且降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别地，涉及一种电动汽车中高压电源分配模块的冷却系统及电动汽车。
背景技术
21世纪，随着汽车对全球气候变暖，资源缺乏，环境污染影响的日益严重，全世界各个国家和地区都在研发绿色环保型新能源汽车，混合动力汽车及纯电动汽车应运而生。
在电动汽车中都应用到高压电系统，该高压是相对于24V的低压而言。高压电系统由动力电池、高压电源分配模块、电机及其他高压用电设备组成。其中，高压电源分配模块（PowerDistributionUnit，PDU）的稳定与否直接影响高压电系统的整体稳定性、可靠性和安全性。现实生活中，技术人员根据高压电源分配模块中电子元器件的功耗计算及使用情况得知：高压电源分配模块温度较高、发热严重。如果该问题得不到及时解决，将影响电路稳定、加快线路老化，甚至会损坏车辆重要用电设备，对电动汽车高压电系统的性能与稳定存在较大威胁，尤其是当车辆行驶时更会危及乘用人员的生命安全。目前，解决上述问题的主要途径是采用功耗低、发热小的电子元器件，但该途径解决发热问题的能力有限。同时，因为车用高压电源分配模块的使用时间较短，现有技术还没有提供更有效的解决高压电源分配模块发热问题的方案。
因此，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何提供一种高压电源分配模块的冷却系统，既能满足高压电源分配模块高等级的防水防尘等防护要求，又能有效降低高压电源分配模块的温度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电动汽车中高压电源分配模块的冷却系统，在满足高压电源分配模块高等级的防水防尘防护要求的情况下，能够有效对高压电源分配模块实施冷却。
为了解决上述问题，一方面提供了一种电动汽车中高压电源分配模块的冷却系统，包括：储气瓶、气流阀、冷却装置、过滤器、设置于上述高压电源分配模块内部的冷却管道，上述各部件通过传输管道连接；上述高压电源分配模块的壳体上设置有排气口；上述冷却管道上开设有若干通气孔。
优选的，还包括控制机构，上述控制机构包括测量上述高压电源分配模块内部环境参数的温度传感器和/或压力传感器，以及根据上述温度传感器和/或压力传感器测量的数据控制上述气流阀开度的气流阀控制模块。
优选的，上述控制机构还包括测量上述高压电源分配模块内部湿度的湿度传感器，以及根据上述湿度传感器的预设值触发报警的报警模块。
优选的，还包括连接于上述过滤器与上述冷却管道进气口之间的第一干燥器。
优选的，上述连接冷却装置与冷却管道入口的传输管道外设置有保温层。
优选的，还包括：设置于上述冷却管道出口处的单向阀。
优选的，还包括：设置于上述冷却管道出口与单向阀之间的第二干燥器。
优选的，上述冷却管道为网状多孔管道。
优选的，上述冷却装置为冷却水箱。
另一方面，提供了一种电动汽车，包括汽车本体、电池、电机、高压用电设备以及上述任一所述的高压电源分配模块的冷却系统。
与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有以下优点：本发明实施例提供的电动汽车中PDU的冷却系统选择风冷方式对PDU内部的电子元器件进行冷却，能更好地满足高压电源分配模块的防护等级及内部电路板、继电器等电子元器件的防水要求。冷却系统的风力来源选用车辆自身携带的储气瓶，不仅满足了系统设计零部件数量最少原则，而且满足了成本最低原则。
附图说明
图1是本发明电动汽车中高压电源分配模块的冷却系统实施例一的示意图；
图2是本发明电动汽车中高压电源分配模块的冷却系统实施例二的示意图；
图3是示出了本发明冷却系统实施例二中控制机构的结构框图；
图4是本发明电动汽车中高压电源分配模块的冷却系统实施例三的示意图；
图5是本发明电动汽车中高压电源分配模块的冷却系统实施例四的示意图。
附图标记：
1—储气瓶；2—气流阀；3—冷却装置；4—过滤器；5—高压电源分配模块；
6—冷却管道；7—排气口；8—传输管道；9—控制机构；91—温度传感器；
92—压力传感器；93—湿度传感器；94—气流阀控制模块；95—报警模块；
10—第一干燥器；11—保温层；12—第二干燥器；13—单向阀。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1，示出了本发明电动汽车中高压电源分配模块的冷却系统实施例一的示意图，包括：储气瓶1、气流阀2、冷却装置3、过滤器4、设置于高压电源分配模块5内部的冷却管道6，上述各部件通过传输管道8连接；冷却管道6上开设有若干通气孔；高压电源分配模块5的外壳上设置有排气口7。
其中，储气瓶1为车辆自身携带的储气瓶。气流阀2用于控制气体的流量。传输管道8穿过冷却装置3，利用冷却装置3中的冷媒对传输管道8内的气体进行制冷。上述冷媒包括制冷剂和/或载冷剂。本发明实施例中，冷却装置3可以是冷却水箱。过滤器4用于过滤器气体中的灰尘颗粒和水份，起除尘和干燥作用。
下面根据图1中利用箭头方向标示的气体流向，说明本实施例提供的冷却系统的工作过程为：在气流阀2开启的状态下，气体从车辆自身携带的储气瓶1出发，流经气流阀2、冷却装置3对传输管道8内的气体进行冷却；经过冷却后的气体经过滤器4进行除尘和干燥，进入高压电源分配模块5内部的冷却管道6；从冷却管道6上的通气孔输出，吹向高压电源分配模块5内部的电路板、继电器等电子元器件，与PDU内部的气体进行热交换后，从PDU外壳上的排气口7流出，带走PDU内部的电子元器件产生的热量。
可见，本发明实施例提供的电动汽车中PDU的冷却系统选择风冷方式对PDU内部的电子元器件进行冷却，能更好地满足高压电源分配模块的防护等级及内部电路板、继电器等电子元器件的防水要求。冷却系统的风力来源选用车辆自身携带的储气瓶，不仅减少了系统设计所需零部件数量，而且降低了生产成本。
优选的，本发明还提供了高压电源分配模块的冷却系统实施例二，如图2所示，在图1所示实施例一的基础上，增加了控制机构9，用以实现对气流阀2的智能控制。图3示出了本实施例控制机构的结构框图。
如图3所示，控制机构9连接高压电源分配模块5和气流阀2，控制结构9包括：温度传感器91、压力传感器92、湿度传感器93、气流阀控制模块94、报警模块95。
其中，温度传感器91用于检测高压电源分配模块5内部的温度；压力传感器92用于检测高压电源分配模块5内部的压力；湿度传感器93用于检测高压电源分配模块5内部的湿度。温度传感器91、压力传感器92将测量数据传输给气流阀控制模块94。在气流阀控制模块94的控制下，气流阀2的开度与温度数值和/或压力数值相对应。湿度传感器93连接气流阀控制模块94和报警模块95，当湿度传感器93检测到电源分配模块5内部的湿度达到某一预设数值例如100%时，触发报警模块95发出提示过滤器需要检修或过滤器滤芯需要更换的报警信息，同时触发气流阀控制模块94发出关闭气流阀2的控制信号。
本发明实施二在实施例一的基础上增加控制机构9，实现了根据PDU内部的温度参数和/或压力参数对气流阀2的阀门开度的智能控制。同时，还可以根据PDU内部的湿度参数控制气流阀2的开启以及检测过滤器4的运行工况是否正常。可见，采用实施例二提供的冷却系统实施例可实现对气流阀的智能控制，减少了人为参与因素，节省了人力成本，并使气流阀的调节精度更高。
优选的，参照图4，示出了本发明电动汽车中高压电源分配模块的冷却系统实施例三的示意图，在图2、3所示实施例二的基础上，在过滤器4、冷却管道6之间连接第一干燥器10，如果冷却气体经过滤器4之后干燥程度不够，可以进一步吸收气体中的水份，进而保证进入PDU内部的气体的干燥程度满足要求。
更优的，在连接冷却系统各部件的输出管道8的外层，尤其是在冷却装置3的出口与冷却管道6进口之间的输出管道8的外层设置有保温层11，以防止冷却后的气体在传输过程中与外界发生热交换，节约冷却装置的能量消耗。
另外，本发明还提供了更优选的电动汽车中高压电源分配模块的冷却系统实施例四，参照图5所示。实施例四在图4所示的实施三的基础上，在PDU的排气口7处设置了单向阀13。单向阀13主要针对空气倒流而设计，因为高压电源分配模块内部设置有冷却管道6，当气流阀2的阀门关闭，尤其是在气流阀2由开启转换为关闭状态的初期，PDU内部的温度仍低于PDU外部的温度，外部的空气容易倒流进入PDU内部，使空气中的水蒸汽在PDU内部凝结，导致PDU内部的湿度变大，同时，还会导致PDU内部的温度升高，进而影响PDU内部电子元器件工作。进一步地，在排气口7与单向阀13之间还可以设置第二干燥器12，对微量倒流空气进行干燥处理，更有效地减小空气倒流对PDU内部电子元器件的影响。因此，在PDU的排气口7处设置单向阀13和/或第二干燥器12，可以有效防止空气倒流，进一步保证PDU内部的温度、湿度要求，满足PDU的防护等级及内部电子元器件的防水要求。
优选的，上述各实施例中，冷却装置3可以为冷却水箱，冷却管道6可以为网状多孔管道，如网状的外加了绝缘保护层的钢管。
此外，本发明实施例还提供了一种电动汽车，包括汽车本体、电池、电机及其他高压用电设备，还包括：配备有上述任一实施例提供的冷却系统的高压电源分配模块。高压电源分配模块PDU的冷却系统的具体结构已在上述各实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。
此处需要说明的是，本发明实施例中所述的电动汽车包括：纯电力驱动的汽车、可选择电力驱动的汽车如燃油和电力均可驱动的混合动力汽车。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于电动汽车实施例而言，由于其包括了PDU冷却系统实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见PDU冷却系统实施例的部分说明即可。
以上对本发明所提供的一种电动汽车中高压电源分配模块的冷却系统以及一种电动汽车，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种电动汽车中高压电源分配模块的冷却系统，其特征在于，包括：储气瓶、气流阀、冷却装置、过滤器、设置于所述高压电源分配模块内部的冷却管道，上述各部件通过传输管道连接；所述高压电源分配模块的壳体上设置有排气口；所述冷却管道上开设有若干通气孔；还包括连接于所述过滤器与所述冷却管道进气口之间的第一干燥器。
2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，还包括控制机构，所述控制机构包括测量所述高压电源分配模块内部环境参数的温度传感器和/或压力传感器，以及根据所述温度传感器和/或压力传感器测量的内部环境参数控制所述气流阀开度的气流阀控制模块。
3.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述控制机构还包括测量所述高压电源分配模块内部湿度的湿度传感器，以及根据所述湿度传感器的预设值触发报警的报警模块。
4.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，连接所述冷却装置与所述冷却管道入口的传输管道外设置有保温层。
5.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，还包括：设置于所述冷却管道出口处的单向阀。
6.根据权利要求5所述的冷却系统，其特征在于，还包括：设置于所述冷却管道出口与单向阀之间的第二干燥器。
7.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却管道为网状多孔管道。
8.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却装置为冷却水箱。
9.一种电动汽车，包括汽车本体、电池、电机、高压用电设备，其特征在于，还包括权利要求1至8任一所述的高压电源分配模块的冷却系统。
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