CN106762088A - 一种用于电池和中冷器冷却的车用冷却系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于电池和中冷器冷却的车用冷却系统及其方法，属于汽车技术领域。它解决了现有的冷却系统成本高的问题。本用于电池和中冷器冷却的车用冷却系统包括散热器、中冷器、电子水泵、控制器、控制阀以及电池包，控制阀的入口端连接中冷器的出口端，控制阀的出口端分别与散热器和电子水泵相连通，散热器与电子水泵的进口端相连通，电池包上还设置有温度传感器。本用于电池和中冷器冷却的车用冷却方法包括：根据温度参数控制控制阀相应通道开启来控制不同温度参数下冷却液的流向，进而实现对冷却液温度的控制并实现中冷器以及电池包的冷却。本车用冷却系统及其方法能够在同一冷却系统中对中冷器与电池包进行可靠地冷却降温并降低成本。

Description

一种用于电池和中冷器冷却的车用冷却系统及其方法
技术领域
本发明属于汽车技术领域，涉及一种用于电池和中冷器冷却的车用冷却系统及其方法。
背景技术
涡轮增压发动机指的是配备涡轮增压器的发动机。涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。然而发动机排出废气的温度非常高，通过增压器的热传导会提高进气的温度。而且，空气在被压缩的过程中密度会升高，同时也导致增压器排出的空气温度升高，随气压升高，氧气密度降低，从而影响发动机的有效充气效率。如果想要进一步提高充气效率，就要降低进气温度，因此涡轮增压器进气口一般都需要加装中冷器来降低进气温度。而现有中冷器的散热，是与水箱散热器装在一起，安装在发动机前方，靠吸风风扇和汽车行驶的通面风进行冷却，中冷器若冷却不良将导致发动机动力不足、油耗增加。此外，随着油耗以及排放法规的日益严苛，越来越多的主机厂投身于混合动力汽车的研究，对于混合动力汽车而言，热管理要求更加精细，并且由于各部件温度要求不同，所以需要多套冷却系统来满足各个部件的冷却需求，这样不利于成本控制以及安装布置。
因此，针对上述存在的问题，现有的中国专利文献公开了：一种发动机涡轮增压器和中冷器的冷却装置【申请号：CN201220191978.7】，所述冷却装置包括电源、控制单元、中冷器、涡轮增压器、散热器、和设有冷却液的电子水泵，所述电子水泵分别与电源和控制单元相电性连接，所述电子水泵分别与中冷器、涡轮增压器和散热器相连通，所述散热器分别与中冷器和涡轮增压器相连通；所述冷却液由电子水泵出来后，依次经由涡轮增压器和散热器、经由中冷器和散热器回流至电子水泵处。采用这样结构的冷却装置，能够有效的降低中冷器的温度，提高涡轮增压器的空气压缩效率，提高发动机的整体性能，但是该冷却装置只是用于对中冷器进行冷却，在对其他部件如电池进行冷却时还需要应用其他的冷却设备，造成成本高，安装布置难度大的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种用于电池和中冷器冷却的车用冷却系统及其方法，该冷却系统及其方法所要解决的技术问题是：如何在同一冷却系统中对中冷器与电池包进行可靠地冷却降温并降低成本。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种用于电池和中冷器冷却的车用冷却系统，包括散热器、中冷器和电子水泵，其特征在于，所述车用冷却系统还包括控制器、与所述控制器连接的控制阀以及连接在电子水泵和中冷器之间的电池包，所述控制阀的入口端连接中冷器的出口端，所述控制阀的出口端与散热器的进口端相连通形成C通道，所述控制阀的出口端与电子水泵的进口端相连通形成A通道，所述散热器的出口端与电子水泵的进口端相连通，所述电池包上还设置有用于检测电池包温度的温度传感器，所述温度传感器、散热器和电子水泵均与控制器电连接。
本车用冷却系统的工作原理为：通过温度传感器检测电池包温度信号并将该温度信号发送给控制器，控制器根据接收到的温度信号判断电池包温度是处于低温状态还是高温状态，在判断为低温状态时，控制器控制控制阀通向散热器的通道关闭，控制通向电子水泵的通道开启，实现冷却液不经过任何换热设备，直接再次进入循环，使冷却液温度尽快到达最佳工作温度；在判断为高温状态时，控制器控制控制阀通向散热器的通道打开，关闭通向电子水泵的通道，主要通过散热器进行散热，保持冷却液温度在较低水平，对中冷器以及电池包进行冷却。在本车用冷却系统中，电子水泵为冷却循环的动力源，带动整个循环，通过控制控制阀的各个通道的开/关来控制不同温度状态下冷却液的流向，从而达到精确控制冷却液温度的目的，实现了在降低电池包温度的同时也能保证中冷器温度在要求的范围内，有效解决了进气温度过高的问题，同时也有效解决了成本，降低了冷却系统的布置难度。
在上述的用于电池和中冷器冷却的车用冷却系统中，所述车用冷却系统还包括冷却器和空调设备，所述控制阀的出口端与冷却器的水侧进口端相连通形成B通道，所述冷却器的水侧出口端与电子水泵的进口端相连通，所述冷却器的制冷侧与空调设备相连通。冷却器上连接空调设备，在电池包温度继续升高时，冷却液经过冷却器，通过空调设备中的制冷剂与冷却液的换热能够有效降低冷却液温度，从而使得冷却液温度保持在较低温度值下，实现对中冷器以及电池包进行有效冷却，冷却可靠性好。
在上述的用于电池和中冷器冷却的车用冷却系统中，所述车用冷却系统还包括储存有冷却液的膨胀水壶，所述膨胀水壶与电子水泵相连通。在冷却回路中流进电子水泵的冷却液不足时，电子水泵在控制器的调控下，吸取膨胀水壶内的冷却液，这样的设置能够保证冷却回路中具有足够的冷却液，增强冷却系统的可靠性。
在上述的用于电池和中冷器冷却的车用冷却系统中，所述车用冷却系统还包括设置在控制阀入口端的第二温度传感器，所述第二温度传感器与控制器电连接。在控制阀入口端设置第二温度传感器，能够在冷却液经过中冷器后判断其温度是否大于电池包的温度，进而做出更精确地判断，使中冷器以及电池包能够更有效地进行冷却，保证其冷却可靠性。
一种用于电池和中冷器冷却的车用冷却方法，其特征在于，所述车用冷却方法包括：通过温度传感器实时监测电池包的温度参数，控制器根据所述温度参数控制控制阀相应通道开启来控制不同温度参数下冷却液的流向，进而实现对冷却液温度的控制并实现中冷器以及电池包的冷却。
本车用冷却方法的工作原理为：通过温度传感器实时监测电池包的温度参数并将该温度参数输送给控制器，控制器则根据该温度参数控制控制阀相应通道开启，通过控制冷却液的不同流向实现对冷却液温度的精确控制，使得冷却液温度保持在较低温度下，以实现对中冷器以及电池包进行冷却，实现其冷却效果的可靠性，并有效降低成本。
在上述的用于电池和中冷器冷却的车用冷却方法中，还包括：在控制器内预先设定两个温度预设值T1和T2，控制器在判断温度参数小于温度预设值T1时，判断电池包处于低温状态；在判断温度参数大于温度预设值T2时，判断电池包处于高温状态。通过设置温度预设值，能够实现对冷却液温度的精确控制，进而保证中冷器以及电池包的冷却效果，并提高冷却可靠性。
在上述的用于电池和中冷器冷却的车用冷却方法中，所述控制阀采用三通电磁阀，所述三通电磁阀包括A出口端、B出口端、C出口端和一个入口端，所述A出口端连通电子水泵的进口端从而形成A通道，所述B出口端连通冷却器的入口端从而形成B通道，所述C出口端连通散热器的入口端从而形成C通道。不同通道连接不同的冷却设备，能够在电池包不同温度下，实现对中冷器以及电池包的可靠冷却。
在上述的用于电池和中冷器冷却的车用冷却方法中，所述控制器在判断电池包处于低温状态时，控制控制阀的B通道和C通道关闭，A通道打开，控制冷却液直接进入循环；在判断电池包处于高温状态时，控制控制阀的A通道和C通道关闭，B通道打开，冷却液经过冷却器，冷却器中的冷却液通过与空调设备中的制冷剂进行换热来降低冷却液温度；在判断电池包处于温度预设值T1和温度预设值T2之间时，控制控制阀的A通道和B通道关闭，C通道打开，冷却液通过散热器进行散热。在电池包处于低温状态时，控制冷却液直接进入循环，而不经过任何冷却设备，这样的操作，能够使冷却液的温度尽快到达最佳工作温度，进而使电池处于最佳工作温度下，在电池包的温度继续上升时，采用不同的冷却设备对冷却液进行冷却，能够更有效且更可靠地对中冷器以及电池包进行冷却。
在上述的用于电池和中冷器冷却的车用冷却方法中，还包括：所述控制器在判断检测的电池包温度参数处于温度预设值T1和温度预设值T2之间时，根据检测的电池包温度参数控制散热器中电子风扇的转速大小来实现对冷却液的降温。在此步骤中，可以根据电池包温度精确控制风扇的转速，从而实现对冷却液进行精确控制，进而使中冷器和电池包达到最佳冷却效果，并提高冷却可靠性。
在上述的用于电池和中冷器冷却的车用冷却方法中，还包括：实时检测控制阀入口端的温度参数，并将该温度参数分别与温度预设值T1和温度预设值T2进行比较并获取比较结果，在该比较结果与电池包的温度比较结果相同时，不进行操作，在两者比较结果不相同时，以控制阀入口端温度参数与温度预设值T1和温度预设值T2的比较结果来控制控制阀相应通道开启。检测控制阀入口端的温度参数，能够在冷却液经过中冷器后，在其温度相对于电池包温度有明显升高时，能够更精确地做出判断，使中冷器以及电池包能够更有效地进行冷却，保证其冷却可靠性。
与现有技术相比，本用于电池和中冷器冷却的车用冷却系统及其方法具有以下优点：
1、本发明将中冷器和电池包连接在同一冷却系统中，有效提高了集成化程度，降低了成本并易于布置。
2、本发明能够根据电池包的温度参数来控制控制阀各个通道的开启或关闭，进而控制不同温度状态下冷却液的流向，使冷却液能够达到精确控制，并提高对中冷器以及电池包冷却的可靠性以及冷却效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的控制结构示意框图。
图中，1、控制阀；2、中冷器；3、电池包；4、电子水泵；5、膨胀水壶；6、散热器；7、冷却器；8、空调设备；9、温度传感器；10、控制器；11、第二温度传感器。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1、2所示，本用于电池和中冷器冷却的车用冷却系统包括散热器6、中冷器2、电子水泵4、控制器10、与控制器10连接的控制阀1以及连接在电子水泵4和中冷器2之间的电池包3，控制阀1的入口端连接中冷器2的出口端，控制阀1的出口端与散热器6的进口端相连通形成C通道，控制阀1的出口端与电子水泵4的进口端相连通形成A通道，控制阀1的出口端与冷却器7的水侧进口端相连通形成B通道，冷却器7的水侧出口端与电子水泵4的进口端相连通，冷却器7的制冷侧与空调设备8相连通，散热器6的出口端与电子水泵4的进口端相连通，电池包3上还设置有用于检测电池包3温度的温度传感器9，温度传感器9、散热器6和电子水泵4均与控制器10电连接。
作为优选，车用冷却系统还包括用于对冷却回路内的冷却液流量进行计量的流量传感器和储存有冷却液的膨胀水壶5，膨胀水壶5与电子水泵4相连通，流量传感器与控制器10进行电连接，控制器10用于在冷却液不足时控制电子水泵4工作来吸取膨胀水壶5内的冷却液。在冷却回路中流进电子水泵4的冷却液不足时，电子水泵4在控制器10的调控下，吸取膨胀水壶5内的冷却液，这样的设置能够保证冷却回路中具有足够的冷却液，增强冷却系统的可靠性。
作为优选，车用冷却系统还包括设置在控制阀1入口端的第二温度传感器11，第二温度传感器11与控制器10电连接。在控制阀1入口端设置第二温度传感器11，能够在冷却液经过中冷器2后判断其温度是否大于电池包3的温度，进而做出更精确地判断，使中冷器2以及电池包3能够更有效地进行冷却，保证其冷却可靠性。
作为优选，车用冷却系统还包括设置在电子水泵4进口端的第三温度传感器9，该第三温度传感器9与控制器10电连接。设置第三温度传感器9能够保证冷却液在经过冷却设备后是否将冷却液温度控制在目标温度值下，该目标温度一般为20-40℃。通过设置第三温度传感器9也能够更有效地判断散热器6或者冷却器7是否存在故障，保证冷却系统的正常工作。
本用于电池和中冷器冷却的车用冷却方法包括：首先在控制器10内预先设定两个温度预设值T1和T2，通过温度传感器9实时监测电池包3的温度参数，控制器10在判断温度参数小于温度预设值T1时，判断电池包3处于低温状态；在判断温度参数大于温度预设值T2时，判断电池包3处于高温状态，控制器10根据该温度参数与温度预设值的比较结果控制控制阀1相应通道开启来控制不同温度参数下冷却液的流向，进而实现对冷却液温度的控制并实现中冷器2以及电池包3的冷却。
作为优选，控制阀1采用三通电磁阀，三通电磁阀包括A出口端、B出口端、C出口端和一个入口端，A出口端连通电子水泵4的进口端从而形成A通道，B出口端连通冷却器7的入口端从而形成B通道，C出口端连通散热器6的入口端从而形成C通道。不同通道连接不同的冷却设备，能够在电池包3不同温度下，实现对中冷器2以及电池包3的可靠冷却。
作为优选，控制器10在判断电池包3处于低温状态时，控制控制阀1的B通道和C通道关闭，A通道打开，控制冷却液直接进入循环；在判断电池包3处于高温状态时，控制控制阀1的A通道和C通道关闭，B通道打开，冷却液经过冷却器7，冷却器7中的冷却液通过与空调设备8中的制冷剂进行换热来降低冷却液温度；在判断电池包3处于温度预设值T1和温度预设值T2之间时，控制控制阀1的A通道和B通道关闭，C通道打开，冷却液通过散热器6进行散热。在电池包3处于低温状态时，控制冷却液直接进入循环，而不经过任何冷却设备，这样的操作，能够使冷却液的温度尽快到达最佳工作温度，进而使电池处于最佳工作温度下，在电池包3的温度继续上升时，采用不同的冷却设备对冷却液进行冷却，能够更有效且更可靠地对中冷器2以及电池包3进行冷却。
作为优选，本车用冷却方法还包括：控制器10在判断检测的电池包3温度参数处于温度预设值T1和温度预设值T2之间时，根据检测的电池包3温度参数控制散热器6中电子风扇的转速大小来实现对冷却液的降温。在此步骤中，可以根据电池包3温度精确控制风扇的转速，从而实现对冷却液进行精确控制，进而使中冷器2和电池包3达到最佳冷却效果，并提高冷却可靠性。
作为优选，本车用冷却方法还包括：实时检测控制阀1入口端的温度参数，并将该温度参数分别与温度预设值T1和温度预设值T2进行比较并获取比较结果，在该比较结果与电池包3的温度比较结果相同时，不进行操作，在两者比较结果不相同时，以控制阀1入口端温度参数与温度预设值T1和温度预设值T2的比较结果来控制控制阀1相应通道开启。检测控制阀1入口端的温度参数，能够在冷却液经过中冷器2后，在其温度相对于电池包3温度有明显升高时，能够更精确地做出判断，使中冷器2以及电池包3能够更有效地进行冷却，保证其冷却可靠性。
本发明的工作原理为：在本车用冷却系统中，包括控制阀1，该控制阀1采用三通电磁阀，通过该三通电磁阀能够使本车用冷却系统形成三条冷却回路，具体地，该三通电磁阀包括一个入口端和三个出口端，该三个出口端分别为A出口端、B出口端和C出口端，在A出口端与入口端连通时形成A通道，在B出口端与入口端连通时形成B通道，在C出口端与入口端连通时形成C通道。其中，电子水泵4、电池包3、中冷器2、控制阀1A通道依次连通形成第一冷却回路；电子水泵4、电池包3、中冷器2、控制阀1B通道、冷却器7依次连通形成第二冷却回路；电子水泵4、电池包3、中冷器2、控制阀1C通道、散热器6依次连通形成第三冷却回路。在电池包3上设置温度传感器9，通过温度传感器9对电池包3温度进行实时检测并输送温度参数信号给控制器10，控制器10内则预先设定两个温度预设值，分别为温度预设值T1和温度预设值T2，其中，温度预设值T1可选用范围为10-20℃，温度预设值T2可选用范围为30-40℃，控制器10在判断电池包3温度参数小于温度预设值T1时，判断处于低温状态，控制B通道和C通道关闭，A通道打开，实现冷却液不经过任何冷却设备，直接再次进入循环，使得冷却液温度尽快到达最佳工作温度，该最佳工作温度在20-30℃之间，从而使电池包3能够更有效地进入工作状态；控制器10在判断电池包3温度参数大于温度预设值T2时，判断处于高温状态，控制A通道和C通道关闭，B通道打开，冷却液经过冷却器7，通过空调设备8中的制冷剂与冷却液的换热来有效地降低冷却液温度，从而使得冷却液温度保持在目标温度值下，对中冷器2以及电池包3进行可靠冷却；控制器10在判断电池包3温度参数大于温度预设值T1但小于温度预设值T2时，控制控制阀1的A通道和B通道关闭，C通道打开，通过散热器6进行散热，保持冷却液温度在目标温度值下，其中，作为优选，控制器10还能根据电池包3温度参数对散热器6内的电子风扇的转速进行控制，电池包3温度越高则转速越快，从而达到对中冷器2以及电池包3的可靠冷却。此外，作为优选，在实时检测电池包3温度的同时，还对控制阀1入口端的温度进行检测，判断冷却液在经过中冷器2后相对于电池包3的温度是否有明显升高，在升高明显，即在控制阀1入口端的温度参数和温度预设值的比较结果与电池包3温度参数和温度预设值的比较结果不同时，根据控制阀1入口端的温度参数和温度预设值的比较结果来做出相应操作，确保能有效地对中冷器2和电池包3进行冷却，并提高其冷却可靠性。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种用于电池和中冷器冷却的车用冷却系统，包括散热器(6)、中冷器(2)和电子水泵(4)，其特征在于，所述车用冷却系统还包括控制器(10)、与所述控制器(10)连接的控制阀(1)以及连接在电子水泵(4)和中冷器(2)之间的电池包(3)，所述控制阀(1)的入口端连接中冷器(2)的出口端，所述控制阀(1)的出口端与散热器(6)的进口端相连通形成C通道，所述控制阀(1)的出口端与电子水泵(4)的进口端相连通形成A通道，所述散热器(6)的出口端与电子水泵(4)的进口端相连通，所述电池包(3)上还设置有用于检测电池包(3)温度的温度传感器(9)，所述温度传感器(9)、散热器(6)和电子水泵(4)均与控制器(10)电连接。
2.根据权利要求1所述的用于电池和中冷器冷却的车用冷却系统，其特征在于，所述车用冷却系统还包括冷却器(7)和空调设备(8)，所述控制阀(1)的出口端与冷却器(7)的水侧进口端相连通形成B通道，所述冷却器(7)的水侧出口端与电子水泵(4)的进口端相连通，所述冷却器(7)的制冷侧与空调设备(8)相连通。
3.根据权利要求1或2所述的用于电池和中冷器冷却的车用冷却系统，其特征在于，所述车用冷却系统还包括储存有冷却液的膨胀水壶(5)，所述膨胀水壶(5)与电子水泵(4)相连通。
4.根据权利要求1或2所述的用于电池和中冷器冷却的车用冷却系统，其特征在于，所述车用冷却系统还包括设置在控制阀(1)入口端的第二温度传感器(11)，所述第二温度传感器(11)与控制器(10)电连接。
5.一种用于电池和中冷器冷却的车用冷却方法，其特征在于，所述车用冷却方法包括：通过温度传感器(9)实时监测电池包(3)的温度参数，控制器(10)根据所述温度参数控制控制阀(1)相应通道开启来控制不同温度参数下冷却液的流向，进而实现对冷却液温度的控制并实现中冷器(2)以及电池包(3)的冷却。
6.根据权利要求5所述的用于电池和中冷器冷却的车用冷却方法，其特征在于，所述车用冷却方法还包括：在控制器(10)内预先设定两个温度预设值T1和T2，控制器(10)在判断温度参数小于温度预设值T1时，判断电池包(3)处于低温状态；在判断温度参数大于温度预设值T2时，判断电池包(3)处于高温状态。
7.根据权利要求6所述的用于电池和中冷器冷却的车用冷却方法，其特征在于，所述控制阀(1)采用三通电磁阀，所述三通电磁阀包括A出口端、B出口端、C出口端和一个入口端，所述A出口端连通电子水泵(4)的进口端从而形成A通道，所述B出口端连通冷却器(7)的入口端从而形成B通道，所述C出口端连通散热器(6)的入口端从而形成C通道。
8.根据权利要求7所述的用于电池和中冷器冷却的车用冷却方法，其特征在于，所述控制器(10)在判断电池包(3)处于低温状态时，控制控制阀(1)的B通道和C通道关闭，A通道打开，控制冷却液直接进入循环；在判断电池包(3)处于高温状态时，控制控制阀(1)的A通道和C通道关闭，B通道打开，冷却液经过冷却器(7)，冷却器(7)中的冷却液通过与空调设备(8)中的制冷剂进行换热来降低冷却液温度；在判断电池包(3)处于温度预设值T1和温度预设值T2之间时，控制控制阀(1)的A通道和B通道关闭，C通道打开，冷却液通过散热器(6)进行散热。
9.根据权利要求8所述的用于电池和中冷器冷却的车用冷却方法，其特征在于，所述车用冷却方法还包括：所述控制器(10)在判断检测的电池包(3)温度参数处于温度预设值T1和温度预设值T2之间时，根据检测的电池包(3)温度参数控制散热器(6)中电子风扇的转速大小来实现对冷却液的降温。
10.根据权利要求7或8或9所述的用于电池和中冷器冷却的车用冷却方法，其特征在于，所述车用冷却方法还包括：实时检测控制阀(1)入口端的温度参数，并将该温度参数分别与温度预设值T1和温度预设值T2进行比较并获取比较结果，在该比较结果与电池包(3)的温度比较结果相同时，不进行操作，在两者比较结果不相同时，以控制阀(1)入口端温度参数与温度预设值T1和温度预设值T2的比较结果来控制控制阀(1)相应通道开启。
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