CN108944533A - 用于车辆的冷却系统和具有该冷却系统的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的冷却系统和车辆。该冷却系统包括：电池包，所述电池包具有充电连接器；充电接头，所述充电接头与所述充电连接器之间设置有充电线束；循环回路，所述循环回路与所述充电线束相连，所述循环回路具有用于向所述充电线束输送液态冷却介质的送液端和用于收集流经所述充电线束的液态冷却介质的收集端；冷却模块，所述循环回路在所述收集端和所述送液端之间设置有所述冷却模块。根据本发明实施例的用于车辆的冷却系统，该冷却系统以液冷方式对充电线束进行有效冷却，使得充电线束温度适中，同时也减少了充电线束向充电连接器辐射的热量。

Description

用于车辆的冷却系统和具有该冷却系统的车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种用于车辆的冷却系统和具有该冷却系统的车辆。

背景技术

随着环保法规的日益加严，电动汽车迅猛发展，但充电时间偏长、续航里程偏低成为了电动汽车客户最大的抱怨点。为解决充电时间长这一问题，各整车厂及供应商纷纷开始研发大功率充电技术，但大功率充电期间各零部件发热量大，高温散热差，特别是连接在车辆充电接头与电池连接器之间的充电线束温度过高，该热量会直接辐射至电池连接器，严重时直接导致电池连接器周边电路板出现故障，甚至烧毁。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种用于车辆的冷却系统，该冷却系统以液冷方式对充电线束进行有效冷却，使得充电线束温度适中，同时也减少了充电线束向充电连接器辐射的热量。

本发明还提出了一种具有上述冷却系统的车辆。

根据本发明实施例的用于车辆的冷却系统，包括：电池包，所述电池包具有充电连接器；充电接头，所述充电接头与所述充电连接器之间设置有充电线束；循环回路，所述循环回路与所述充电线束相连，所述循环回路具有用于向所述充电线束输送液态冷却介质的送液端和用于收集流经所述充电线束的液态冷却介质的收集端；冷却模块，所述循环回路在所述收集端和所述送液端之间设置有所述冷却模块。

根据本发明实施例的用于车辆的冷却系统，该冷却系统以液冷方式对充电线束进行有效冷却，使得充电线束温度适中，同时也减少了充电线束向充电连接器辐射的热量。

在一些实施例中，所述冷却模块包括：用于提供所述液态冷却介质循环流动动力的循环泵。

在一些实施例中，所述循环泵为功率可调的电子式循环泵。

在一些实施例中，所述冷却模块还包括：膨胀箱，所述膨胀箱与所述循环回路相连。

在一些实施例中，所述膨胀箱与所述循环回路之间连接有补液管和排气管，所述补液管位于所述循环泵的上游侧，所述排气管位于所述循环泵的下游侧。

在一些实施例中，所述冷却模块还包括：第一散热器、第二散热器、半导体散热片和风扇，所述第一散热器设置在所述循环回路上，所述半导体散热片夹设在所述第一散热器与所述第二散热器之间，所述风扇用于冷却所述第二散热器。

在一些实施例中，冷却系统还包括：温度传感器，所述温度传感器通过控制器与所述风扇以及所述循环泵相连，所述控制器基于所述温度传感器检测的所述充电线束的温度而控制所述风扇以及所述循环泵的运行状态。

在一些实施例中，当所述温度传感器的检测温度T低于第一预设温度T1时，所述控制器控制所述循环泵停止，并在延迟时间t1后控制所述风扇停止；当所述温度传感器的检测温度T大于等于所述第一预设温度T1而小于等于第二预设温度T2时，所述控制器控制所述循环泵的功率W满足关系式：W＝W1+2*(T-T1)，其中W1为固定功率值，并且此时所述循环泵的功率小于最大功率；当所述温度传感器的检测温度T大于T2时，所述控制器控制所述风扇工作，且控制所述循环泵以所述最大功率工作。

在一些实施例中，所述T1＝40°，所述T2＝70°，所述W1＝40w，所述t1＝10s。

在一些实施例中，所述液态冷却介质为绝缘冷却液，所述充电线束包括：外绝缘套和设置在所述外绝缘套内的导线，所述绝缘冷却液以直接接触所述导线的方式对所述导线进行冷却。

在一些实施例中，所述液态冷却介质为导电冷却液，所述充电线束包括：外层、内层和导线，所述导线设置在所述内层内，所述外层套设在所述内层上并与所述内层之间限定出空腔，所述空腔用于流动所述导电冷却液，所述外层为绝缘外层，所述内层为导热内层。

本发明另一实施例的车辆，包括上述实施例的用于车辆的冷却系统。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的冷却系统的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在一些实施例中，冷却系统100应用于车辆中，并且冷却系统100可以包括电池包、充电接头12、循环回路103和冷却模块104。

电池包可以设置在车辆地板下方，电池包具有充电连接器1，充电连接器1可以设置在电池包的壳体的前端。充电接头12可以设置在车辆进风格栅的车标后侧，或者设置在传统燃油车的侧面油箱盖处，充电接头12可与充电连接器1之间设置有充电线束13，外部充电桩的插头可以插接至充电接头12，由此电流通过外部充电桩、充电桩插头、充电接头12、充电线束13、充电连接器1后输出至电池模组。

在大电流快充时，充电线束13会产生大量的热，这部分热量会传递、辐射给充电连接器1，导致充电连接器1温度过大而影响周边电器元件的正常工作。有鉴于此，通过设置循环回路103对充电线束13进行冷却。

具体地，循环回路103与充电线束13相连，循环回路103具有用于向充电线束13输送液态冷却介质(简称“冷却液”)的送液端102和用于收集流经充电线束13的液态冷却介质的收集端101，即循环回路103内循环流动的液态冷却介质通过送液端102与充电线束13换热，换热后的液态冷却介质再从收集端101回到循环回路103中并在之后的循环过程被冷却模块104冷却，冷却后的冷却液重新通过送液端102与充电线束13换热，由此形成冷却循环。

循环回路103在收集端101和送液端102之间设置有冷却模块104，冷却模块104用于对换热后的冷却液进行冷却降温。

由此，本发明通过设置冷却系统100对充电线束13进行液冷，增加了充电线束13的散热效果，使得充电线束13在电池包进行大电流快充时产生的热量能够及时散出，减少热量向充电连接器1的传递与辐射，保证充电连接器1温度适中，且周边电器件不受影响。

在一些实施例中，冷却模块104包括用于提供液态冷却介质循环流动动力的循环泵2，通过设置循环泵2，可以减小流动阻力，增加冷却液的流动速度，使得热量能够及时散出。

进一步，循环泵2为功率可调的电子式循环泵2。通过设置功率可调的循环泵2，使得循环泵2能够更好地匹配充电线束13所需的不同冷量需求，如在充电线束13发热量较大时，循环泵2可以较大的功率运行，从而可以加热冷却液的流速，加快对充电线束13的散热效果，而在充电线束13发热量较小时，循环泵2可以较小的功率运行甚至停止，从而在满足冷量需求情况下降低运行功率，由此不仅节约了能耗，同时还满足了充电线束13的不同冷却需求。

参照图1，冷却模块104具有膨胀箱8，膨胀箱8与循环回路103相连，膨胀箱8与循环回路103之间设置有补液管9和排气管7，在循环回路103内的液态冷却介质流失或产生一定泄漏后，可以通过补液管9进行补充，而在循环回路103中混入气体后，特别是在循环泵2处极易混入空气，气体会占用管路体积，从而影响换热效果，此时通过排气管7可以将循环回路103内的气体排入膨胀箱8内进行暂时存储，这样也保证了换热效果。可选地，补液管9位于循环泵的上游侧，排气管7位于循环泵的下游侧，通过将排气管7布置在循环泵2的下游侧，从而能够第一时间将从循环泵2处混入的空气排出，减少空气在循环回路103内的流动路径，进一步保证换热效果。

为了提高散热效率，在循环回路103中还设置有半导体散热结构，该半导体散热结构可以是冷却模块104的一部分并且主要包括第一散热器3、第二散热器5、半导体散热片4和风扇6，第一散热器3设置在循环回路103上，循环回路103内的液态冷却介质通过第一散热器3后可将热量快速散出，半导体散热片4夹设在第一散热器3与第二散热器5之间，而为了增加换热效率，在半导体散热片4与两个散热器3、5之间可以设置导热胶，增加换热效果的同时也起到固定效果，风扇6用于冷却第二散热器5。这样，依附于半导体散热片4的强力散热效果，使得循环回路103中的液态冷却介质的热量可以快速散出。

参照图1，作为优选的实施方式，本发明可以采用智能控制实现对充电线束13不同发热量下的冷却需求。具体而言，通过在充电线束13上设置温度传感器10，利用温度传感器10来采集充电线束13的当前温度，控制器通过与温度传感器10、风扇6以及循环泵2相连，从而基于温度传感器10检测的充电线束13的温度而控制风扇6以及循环泵2的运行状态。亦即，当充电线束13放热量多时，控制器控制循环泵2和风扇6以能够满足高散热需求的方向运行，而当充电线束13放热量少时，控制器控制循环泵2和风扇6以能够满足低散热需求的方向运行。

具体地，作为一种可行的实施方式，当温度传感器10的检测温度T低于第一预设温度T1时，控制器控制循环泵2停止，并在延迟时间t1后控制风扇6停止。换言之，当充电线束13温度低于第一预设温度T1时，可以判断此时发热量较少，传统的自然散热方式即可满足需求，此时为了降低能耗可以停止循环泵2和风扇6，而将风扇6延迟一定时间可以使得循环回路103的余热散掉，防止热量堆积。可选地，T1＝40°，t1＝10s，但本发明不限于此。

当温度传感器10的检测温度T大于T2时，控制器控制风扇6工作，且控制循环泵2以最大功率工作。换言之，当充电线束13的温度高于第二预设温度T2时，可以判断此时发热量较大，充电线束13温度达到警戒线，此时对散热需求最大，由此控制器控制风扇6工作，增加半导体散热片4的散热效率，同时控制循环泵2以最大功率运行，加快液态冷却介质循环速率，快速将充电线束13处的热量带走，使得充电线束13的温度得到快速有效控制。可选地，T2＝70°，但本发明不限于此。

而当温度传感器10的检测温度T大于等于第一预设温度T1而小于等于第二预设温度T2时，控制器控制循环泵2的功率W满足关系式：W＝W1+2*(T-T1)，其中W1为固定功率值，并且此时循环泵2的功率小于最大功率。换言之，此时充电线束13的散热需求中等，充电线束13温度较高，此时控制器可控制循环泵2以低于最大功率的方式运行，这样保证散热需求，同时也降低了能耗。且优选地，循环泵2的加热功率满足W1+2*(T-T1)，即在该温度区间内，温度越高，加热功率相对越大(但一直比最大功率低)，这样在保证散热需求的情况下最大限度地降低了能耗。可选地，W1＝40w，但本发明不限于此。

在一些实施例中，液态冷却介质为绝缘冷却液，充电线束13包括：外绝缘套和设置在外绝缘套内的导线，绝缘冷却液以直接接触导线的方式对导线进行冷却。由此，直接接触换热效果更好，散热效率高。

当然，本发明不限于此，在另一些实施例中，液态冷却介质为导电冷却液，充电线束13包括：外层、内层和导线，导线设置在内层内，外层套设在内层上并与内层之间限定出空腔，空腔用于流动导电冷却液，外层为绝缘外层，内层为导热内层。该实施例所适用的液态冷却介质较多，可选择性和可替换性更高，能够节约成本，而通过外层与内层的夹层设计也满足了高效散热以及绝缘需求。

此外，根据本发明另一实施例的车辆，包括上述实施例的用于车辆的冷却系统。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种用于车辆的冷却系统，其特征在于，包括：

电池包，所述电池包具有充电连接器；

充电接头，所述充电接头与所述充电连接器之间设置有充电线束；

循环回路，所述循环回路与所述充电线束相连，所述循环回路具有用于向所述充电线束输送液态冷却介质的送液端和用于收集流经所述充电线束的所述液态冷却介质的收集端；

冷却模块，所述循环回路在所述收集端和所述送液端之间设置有所述冷却模块。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的冷却系统，其特征在于，所述冷却模块包括：用于提供所述液态冷却介质循环流动动力的循环泵。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的冷却系统，其特征在于，所述循环泵为功率可调的电子式循环泵。

4.根据权利要求2所述的用于车辆的冷却系统，其特征在于，所述冷却模块还包括：膨胀箱，所述膨胀箱与所述循环回路相连。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的冷却系统，其特征在于，所述膨胀箱与所述循环回路之间连接有补液管和排气管，所述补液管位于所述循环泵的上游侧，所述排气管位于所述循环泵的下游侧。

6.根据权利要求3所述的用于车辆的冷却系统，其特征在于，所述冷却模块还包括：第一散热器、第二散热器、半导体散热片和风扇，所述第一散热器设置在所述循环回路上，所述半导体散热片夹设在所述第一散热器与所述第二散热器之间，所述风扇用于冷却所述第二散热器。

7.根据权利要求6所述的用于车辆的冷却系统，其特征在于，还包括：温度传感器，所述温度传感器通过控制器与所述风扇以及所述循环泵相连，所述控制器基于所述温度传感器检测的所述充电线束的温度而控制所述风扇以及所述循环泵的运行状态。

8.根据权利要求7所述的用于车辆的冷却系统，其特征在于，

当所述温度传感器的检测温度T低于第一预设温度T1时，所述控制器控制所述循环泵停止，并在延迟时间t1后控制所述风扇停止；

当所述温度传感器的检测温度T大于等于所述第一预设温度T1而小于等于第二预设温度T2时，所述控制器控制所述循环泵的功率W满足关系式：W＝W1+2*(T-T1)，其中W1为固定功率值，并且此时所述循环泵的功率小于最大功率；

当所述温度传感器的检测温度T大于所述第二预设温度T2时，所述控制器控制所述风扇工作，且控制所述循环泵以所述最大功率工作。

9.根据权利要求8所述的用于车辆的冷却系统，其特征在于，所述T1＝40°，所述T2＝70°，所述W1＝40w，所述t1＝10s。

10.根据权利要求1所述的用于车辆的冷却系统，其特征在于，所述液态冷却介质为绝缘冷却液，所述充电线束包括：外绝缘套和设置在所述外绝缘套内的导线，所述绝缘冷却液以直接接触所述导线的方式对所述导线进行冷却。

11.根据权利要求1所述的用于车辆的冷却系统，其特征在于，所述液态冷却介质为导电冷却液，所述充电线束包括：外层、内层和导线，所述导线设置在所述内层内，所述外层套设在所述内层上并与所述内层之间限定出空腔，所述空腔用于流动所述导电冷却液，所述外层为绝缘外层，所述内层为导热内层。

12.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-11中任一项所述的用于车辆的冷却系统。