CN109367377A - 一种冷却系统及具有该冷却系统的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷却系统，包括与待散热部件通过散热循环回路连接的散热器、用于为散热循环回路提供循环动力的电子水泵和用于为散热器散热的电子风扇；还包括用于获取待散热部件的当前温度的处理器，处理器与电子风扇连接，用于根据当前温度控制电子风扇的转速。本发明提供的冷却系统中为散热器提供散热的电子风扇的转速可调，处理器通过获取待散热部件的当前温度，根据当前温度的高低或升降变化控制电子风扇进行转速调整，以便调整电子风扇对散热器散热强度，从而实现精准的散热和节能的目的。本申请还公开了一种包括上述冷却系统的车辆。

Description

一种冷却系统及具有该冷却系统的车辆

技术领域

本发明涉及车辆设计技术领域，更具体地说，涉及一种冷却系统。此外，本发明还涉及一种包括上述冷却系统的车辆。

背景技术

传统柴油车发动机的汽缸盖和汽缸体上都铸有冷却水套，水泵将冷却液从散热器中吸出并加压，冷却液吸收汽缸体的热量，使水温升高，继而流到汽缸盖水套，空气由前向后高速通过散热器，受热后的冷却液在流经散热器的过程后，热量散发到大气中去，使冷却液得到冷却，被冷却的冷却液在水泵的作用下重又流回到发动机中，由此不断循环，使在高温条件下工作的零部件不断得到冷却。

随着新能源汽车的慢慢普及，电机取代了燃油发动机，目前绝大部分纯电动汽车使用的冷却系统是通过电能使电子风扇工作，水泵水路循环以后给驱动电机、控制器等电动部件进行冷却。

然而，上述强制冷却散热模式的电子风扇的转速耗能较多，无法做到节能。

综上所述，如何提供一种能够实现节能的冷却系统，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种冷却系统，该冷却系统能够在实现稳定的冷却作用的同时实现工作过程的节能。

本发明的另一目的是提供一种包括上述冷却系统的车辆。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种冷却系统，包括与待散热部件通过散热循环回路连接的散热器、用于为所述散热循环回路提供循环动力的电子水泵和用于为所述散热器散热的电子风扇；还包括用于获取所述待散热部件的当前温度的处理器，所述处理器与所述电子风扇连接，用于根据所述当前温度控制所述电子风扇的转速。

优选地，用于控制所述散热器工作的控制器以及所述电子风扇均集成于所述散热器，且所述散热器上设置有至少四个用于连接车体的缓冲支架。

优选地，所述缓冲支架包括用于连接所述散热器的第一固定件、用于连接所述车体的第二固定件以及连接所述第一固定件和所述第二固定件的、具有弹性的连接部件。

优选地，所述电子水泵设置于所述散热器的出水口，且所述电子水泵的最高面低于所述散热器的最低液面。

优选地，所述散热器上设置有膨胀水箱，所述膨胀水箱设有与所述散热器连通的进水口、出水口、溢流孔和排气孔，所述膨胀水箱在所述散热循环回路中位置高于待散热部件。

优选地，所述散热循环回路中的连接水管包括钢管、胶管以及用于连接所述钢管和所述胶管的A型蜗杆传动式软管环箍。

优选地，所述处理器连接所述待散热部件，以获取所述待散热部件的温度，或者，所述处理器连接用于检测所述待散热部件温度的温度传感器。

优选地，所述待散热部件包括电机和电机控制器，所述当前温度为所述电机和所述电机控制器中温度高的一者的温度，或，所述电子风扇的转速为所述电机的当前温度所需对应的转速和所述电机控制器的当前温度所对应的转速中较高的一者。

优选地，所述待散热部件还包括三合一控制器，所述电子水泵的进水口连接所述散热器的下出水口，所述电子水泵的出水口连接所述三合一控制器，所述三合一控制器的出水口连接所述电机控制器的进水口，所述电机控制器的出水口连接所述电机的进水口，所述电机的进水口连接所述散热器的上进水口。

一种车辆，包括冷却系统，所述冷却系统为上述任一项所述的冷却系统。

本发明提供的冷却系统中为散热器提供散热的电子风扇的转速可调，处理器通过获取待散热部件的当前温度，根据当前温度的高低或升降变化控制电子风扇进行转速调整，以便调整电子风扇对散热器散热强度，从而实现精准的散热和节能的目的。

本申请还提供了一种包括上述冷却系统的车辆。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请所提供的冷却系统的结构示意图；

图2为本发明所提供的冷却系统安装于车架上的结构示意图。

图1-2中：

1-变速箱、2-电机、3-左车架、4-电机控制器、5-电子水泵、6-智能冷却系统、7-膨胀水箱固定支架、8-膨胀水箱、9-三合一控制器、10-右车架、11-电子水泵支架、12-ATS下左悬置支架、13-ATS上左悬置支架、13-1-ATS上右悬置支架、14-智能冷却系统ECU控制器、15-连接水管、16-电子风扇。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种冷却系统，该冷却系统能够在实现稳定的冷却作用的同时实现工作过程的节能。

本发明的另一核心是提供一种包括上述冷却系统的车辆。

请参考图1至图2，图1为本申请所提供的冷却系统的结构示意图；图2为本发明所提供的冷却系统安装于车架上的结构示意图。

本申请提供了一种冷却系统，在结构上主要包括散热器、电子水泵5、电子风扇16和控制器，其中，散热器与待散热部件通过散热循环回路连接，电子水泵5用于为散热循环回路提供循环动力，电子风扇16用于为散热器散热。还包括用于获取待散热部件的当前温度的处理器，处理器与电子风扇16连接，用于根据当前温度控制电子风扇16的转速。

需要说明的是，上述散热循环回路中包括待散热部件、散热器和为散热器的水循环提供动力的电子水泵5，以便形成完整的为待散热部件降温的回路，电子风扇16可以为散热器进行降温，由于电子风扇16的占空比是可调的，因此可以通过处理器可调整的控制电子风扇16的转速。

具体地，处理器用于获取待散热部件的当前温度，并通过当前温度的高低控制电子风扇16的转速。当待散热部件的当前温度高于预设值时，处理器控制电子风扇16的转速提升，当待散热部件的当前温度低于预设值时，处理器控制电子风扇16的转速降低。

待散热部件通过散热器进行降温，其温度变化通常是连续的，当待散热部件温度升高时，散热器的温度也随即升高，使用强度同时增加。因而需要为其散热的电子风扇16提升转速，以便使散热器保持正常的工作状态。相对应的，当待散热部件的温度降低时，散热器的温度一定程度降低，且强度降低，可以通过降低电子风扇16的转速的方式节省电子风扇16的用电量，用以实现节能的目的。

本申请所提供的冷却系统中为散热器提供散热的电子风扇的转速可调，处理器通过获取待散热部件的当前温度，根据当前温度的高低或升降变化控制电子风扇16进行转速调整，以便调整电子风扇16对散热器散热强度，从而实现精准的散热和节能的目的。

在上述实施例的基础之上，用于控制散热器工作的控制器以及电子风扇16均集成于散热器，且散热器上设置有至少四个用于连接车体的缓冲支架。

需要说明的是，本申请中的散热器可以为智能冷却系统6，即ATS(AutoTemperature Control System Of Engine，智能冷却系统)，该系统采用智能电子风扇温控模式对散热部件进行散热，控制散热器工作的控制器可以为智能冷却系统ECU控制器14，请参考图1和图2，其中，电子风扇16和智能冷却系统控制器14均安装在智能冷却系统6上。当然，还可以采用其他使用电子风扇16进行散热的冷却系统。

智能冷却系统6的进水口通过连接水管15连接待散热部件的出水口，智能冷却系统6的出水口通过连接水管15连接电子水泵5，或直接通过连接水管15连接待散热部件的进水口。以上智能冷却系统6均是通过连接水管15实现连接，并不与待散热部件或电子水泵5直接连接，因而其不会受到待散热部件或电子水泵5温度等性质的影响。

而且，散热器上设置有至少四个用于连接车体的缓冲支架，缓冲支架的形式可以参考悬架等结构，通过弹性件实现缓冲连接。

可选的，至少两个缓冲支架分别设置在散热器的两侧，例如，分别设置在散热器的上部和下部，以便分别与位于上方和位于下方的车体结构连接，实现当车辆颠簸时能够保证散热器不会受硬性撞击而被破坏。当然，也可以设置在散热器水平方向的两侧，或者是其他位置。

在上述实施例的基础之上，缓冲支架包括用于连接散热器的第一固定件、用于连接车体的第二固定件以及连接第一固定件和第二固定件的、具有弹性的连接部件。

需要说明的是，弹性的连接部件可以为弹簧、扭簧或其他具有弹性回复力的部件。

请参考图1，缓冲支架具体包括安装在ATS左侧下部的ATS下左悬置支架12和安装在ATS左侧上部的ATS上左悬置支架13，二者将散热器安装在左车架3上。需要说明的是，ATS的右侧还设置有ATS上右悬置支架13-1和ATS下右悬置支架，二者将散热器安装于右车架10上，但是由于附图角度导致并没有显示出来。

在上述任意一个实施例的基础之上，电子水泵5设置于散热器的出水口，且电子水泵5的最高面低于散热器的最低液面。

需要说明的是，散热器的最低液面并不是指当前散热器中的液面，而是指散热器中允许的最低液面，因此，无论散热器中是否有液体，散热器的最低液面都是定义清楚的。电子水泵5的最高面低于散热器的最低液面，使得电子水泵5在工作过程中不会空转。另外，电子水泵5可以选择具有堵转保护、空转保护、恒功率输出等功能的水泵。

可选的上述电子水泵5可以通过电子水泵支架11安装在左车架3上，

在上述实施例的基础之上，上述散热器上设置有膨胀水箱8，膨胀水箱8设有与散热器连通的进水口、出水口、溢流孔和排气孔，膨胀水箱8在散热循环回路中位置高于待散热部件。

膨胀水箱8可以通过膨胀水箱固定支架7安装在车架上，或者安装在散热器上。

本申请的冷却方案中，膨胀水箱8采用的是汽车用专用水箱，具有与ATS智能温控节能冷却系统相通的溢流孔、排气孔、出水口、进水口等，因此，应布置高于所有需要散热电动部件之上。

在上述任意一个实施例中，散热循环回路中的连接水管15包括钢管、胶管以及用于连接钢管和胶管的A型蜗杆传动式软管环箍。

可选的，上述任意实施例中的连接水管15还可以为其他形式，其形状或材质也不受上述实施例限制。

优选地，可以通过调整连接水管15的长度、弯折走向实现对散热器和待散热部件的间距、位置的调整。

在上述任意一个实施例的基础之上，处理器连接待散热部件，以获取待散热部件的温度，或者，处理器连接用于检测待散热部件温度的温度传感器。

其中，待散热部件可以为车辆结构中任意的产热部件、导热部件或其他需要进行散热的部件，若其为车辆中的主要功能部件，则与ECU控制器为连接状态，在现有的ECU控制器结构中通常具有检测部件温度的相关部件。因此，本申请中的处理器可以为ECU控制器的一部分，或者就是ECU控制器，通过与待散热部件连接，以获取待散热部件自身的测温结果。当然，处理器也可以为其他类型的控制器，通过连接温度传感器，以温度传感器获取待散热部件的温度。

在上述任意一个实施例的基础之上，待散热部件包括电机2和电机控制器4，当前温度为电机2和电机控制器4中温度高的一者的温度，或，电子风扇16的转速为电机2的当前温度所需对应的转速和电机控制器4的当前温度所对应的转速中较高的一者。

需要说明的是，本申请中的电机2可以为变速箱1的电机，或者为车辆上其他结构的电机。

需要说明的是，在本申请的一个具体他实施例中，待散热部件可以为不仅仅为一个，而当为两个或两个以上时，需要根据需求较强的一者对电子风扇16的转速进行调节。例如待散热部件为电机2和电机控制器4时，可以直接得到二者的温度，通过温度较高者的温度值进行转速的调整。当然，这是基于二者的温度与所需转速要求一致时，若二者对温度与转速匹配要求不一致时，可以将通过二者的温度分别匹配转速，并选取转速较高的一者的转速值，用于以该值控制电子风扇16。上述转速也可以是电子风扇16占空比。

在上述任意一个实施例的基础之上，待散热部件还包括三合一控制器9，电子水泵5的进水口连接散热器的下出水口，电子水泵5的出水口连接三合一控制器9，三合一控制器9的出水口连接电机控制器4的进水口，电机控制器4的出水口连接电机2的进水口，电机2的进水口连接散热器的上进水口。

本申请中的电子水泵5可以为离心式电子水泵。另外，上述电子风扇16的数量可以为一个、两个或者多个。

本发明所提供的一个具体的实施例中，散热器是散热模块的一部分，散热模块包括散热器和护风罩等结构，其中散热器可以为智能冷却系统6。还包括电子风扇16、控制器模块、膨胀水箱8、离心式电子水泵、三合一控制器9、电机2、电机控制器4、连接水管15等。

其中，散热模块、电子风扇16和智能冷却系统ECU控制器14安装为一体，且与待散热部件相对远离，并通过连接水管15连接。另外，通过具有弹性的软垫固定在车架上，软垫结构可调整，不仅安装方便，工艺性良好，而且能够做到良好的缓冲作用，避免刚性连接，达到软性连接且噪声小的目的。

电子水泵5可以采用专用车载水循环循环的离心式电子水泵。膨胀水箱8可以采用汽车用专用水壶。

在上述冷却系统中，处理器可以为电子控制单元ECU，通过读取CAN总线的电机2、电机控制器4、三合一控制器9等电动部件的温度，采用PWM调频方式、闭环式系统，根据预设的策略来控制两个500W的电子风扇16的无极变速，以便实时控制电机2、电机控制器4、三合一控制器9等电动部件的温度，保证电动部件在最佳温度内工作，这样能够满足车辆、散热部件、环境变化时，实现无极线性调控，达到恒温、节能、环保等诸多需求。

具体的调整策略可以按照如下说明进行分配：可以通过CAN控制器读取电机2的当前温度；

当电机2的温度升至65℃，电子风扇16设为30％占空比；

当电机2温度为100℃，电子风扇16设为80％占空比；

当电机2温度为110℃时，电子风扇16设为90％占空比；

其中，电机2的温度在65℃到100℃之间还可以设置不少于5级调速的设置。需要说明的是，在65-100℃、100-110℃、65℃以下以及110℃以上，占空比的调节可以是离散值，或者为连续的调整值，该连续调整的方式可以为温度与占空比的一次函数或者其他函数对应关系。

另外，可以通过CAN控制器读取电机控制器4的当前温度；

当电机控制器4的温度为50℃时，电子风扇16设为30％占空比；

当电机控制器4的温度为60℃时，电子风扇16设为80％占空比；

当电机控制器4的温度为63℃时，电子风扇16设为90％占空比。

相类似地，在50-60℃、60-63℃、50℃以下以及63℃以上，占空比的调节可以是离散值，或者为连续的调整值，该连续调整的方式可以为温度与占空比的一次函数或者其他函数对应关系。

可选的，当电机2温度低于55°且电机控制器温度低于45°时，电子风扇16停止工作。需要说明的是，上述温度和电子风扇16转速或占空比的匹配关系是根据待散热部件等因素设置的。

除了上述各个实施例所提供的冷却系统的主要结构和连接关系，本发明还提供一种包括上述冷却系统的车辆，该车辆的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本申请提供的方案中，当冷却系统设置上车辆上后，散热器位于相对待散热部件靠近车头的位置，该散热器作用的对象——待散热部件位于一靠近车位的位置，以便在车辆移动过程中，达到最佳的冷却目的。

本说明书中各个实施例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部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的车辆和冷却系统进行了详细介绍。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。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种冷却系统，其特征在于，包括与待散热部件通过散热循环回路连接的散热器、用于为所述散热循环回路提供循环动力的电子水泵(5)和用于为所述散热器散热的电子风扇(16)；还包括用于获取所述待散热部件的当前温度的处理器，所述处理器与所述电子风扇(16)连接，用于根据所述当前温度控制所述电子风扇(16)的转速。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，用于控制所述散热器工作的控制器以及所述电子风扇(16)均集成于所述散热器，且所述散热器上设置有至少四个用于连接车体的缓冲支架。

3.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述缓冲支架包括用于连接所述散热器的第一固定件、用于连接所述车体的第二固定件以及连接所述第一固定件和所述第二固定件的、具有弹性的连接部件。

4.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述电子水泵(5)设置于所述散热器的出水口，且所述电子水泵(5)的最高面低于所述散热器的最低液面。

5.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述散热器上设置有膨胀水箱(8)，所述膨胀水箱(8)设有与所述散热器连通的进水口、出水口、溢流孔和排气孔，所述膨胀水箱在(8)所述散热循环回路中位置高于待散热部件。

6.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述散热循环回路中的连接水管(15)包括钢管、胶管以及用于连接所述钢管和所述胶管的A型蜗杆传动式软管环箍。

7.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述处理器连接所述待散热部件，以获取所述待散热部件的温度，或者，所述处理器连接用于检测所述待散热部件温度的温度传感器。

8.根据权利要求1至7任一项所述的冷却系统，其特征在于，所述待散热部件包括电机(2)和电机控制器(4)，所述当前温度为所述电机(2)和所述电机控制器(4)中温度高的一者的温度，或，所述电子风扇(16)的转速为所述电机(2)的当前温度所需对应的转速和所述电机控制器(4)的当前温度所对应的转速中较高的一者。

9.根据权利要求8所述的冷却系统，其特征在于，所述待散热部件还包括三合一控制器(9)，所述电子水泵(5)的进水口连接所述散热器的下出水口，所述电子水泵(5)的出水口连接所述三合一控制器(9)，所述三合一控制器(9)的出水口连接所述电机控制器(4)的进水口，所述电机控制器(4)的出水口连接所述电机(2)的进水口，所述电机(2)的进水口连接所述散热器的上进水口。

10.一种车辆，包括冷却系统，其特征在于，所述冷却系统为权利要求1-9任一项所述的冷却系统。