CN111129646B - 冷却系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种冷却系统，在冷却系统的管路中流动的冷却液可用于对电池进行冷却，冷却系统包括膨胀水箱、冷却器、泵和阀，其中在冷却系统的管路中流动的冷却液从电池的冷却通道出口流出，在顺序流经阀、泵和冷却器后，流回电池的冷却通道入口；膨胀水箱的入口与冷却液能够从冷却器流至电池的冷却通道入口之间的管路连通；阀被配置为：在泵处于停止状态时，阀将电池与泵之间的管路断开；以及在泵处于运行状态时，阀将电池与泵之间的管路连通。本申请提供的冷却系统，在不改变车辆内部原有的部件及管路布局的基础上，通过在泵的入口管路上增设阀，根据泵的工作状态切换管路的连通和断开，有效地解决了泵的气泡堆积问题。

Description

冷却系统

技术领域

本申请涉及冷却系统，尤其涉及用于车辆的冷却系统。

背景技术

车辆通常具有冷却系统，用于对车辆中的发热部件进行冷却降温。冷却液在冷却系统的管路中循环流动，冷却液流经发热部件时吸收热量，再通过冷却器释放多余的热量。冷却系统中通常使用泵作为冷却液在管路中循环流动的驱动装置，泵的工作性能会直接影响到冷却液流动的速率，从而进一步影响到整个冷却系统的换热效率。

因此，需要一种改进的冷却系统，在该冷却系统中，泵的工作性能能够堆积在冷却系统的泵里面的气泡会导致泵产生诸如振动噪音、空转等问题，影响泵的工作性能，并且泵表面与气泡接触的部位会产生气蚀，影响泵的使用寿命。

发明内容

一方面，本申请提供一种冷却系统，在冷却系统的管路中流动的冷却液可用于对电池进行冷却，冷却系统包括：膨胀水箱、冷却器、泵和阀；在冷却系统的管路中流动的冷却液从电池的冷却通道出口流出，在顺序流经阀、泵和冷却器后，流回电池的冷却通道入口；膨胀水箱的入口与冷却液能够从冷却器流至电池的冷却通道入口之间的管路连通；阀被配置为：在泵处于停止状态时，阀将电池与泵之间的管路断开；以及阀被配置为：在泵处于运行状态时，阀将电池与泵之间的管路连通。

根据上述的冷却系统，膨胀水箱的位置高于泵的位置，以及泵的位置高于电池的位置。

根据上述的冷却系统，电池的位置位于车辆的车身地板下方；膨胀水箱的位置位于车辆的纵梁上方；以及泵的位置位于车辆的副车架上方和纵梁下方。

根据上述的冷却系统，冷却系统的管路包括输入管路和输出管路，其中冷却液能够通过输入管路从冷却器流至电池，并能够通过输出管路从电池流至冷却器；以及阀和泵设置在输出管路上。

根据上述的冷却系统，阀被配置为能够根据在冷却系统的管路中流动的冷却液的液体压力的变化，在打开和关闭状态之间进行切换。

根据上述的冷却系统，阀包括：阀体，阀体的内部形成容腔，容腔包括第一竖直壁、顶壁、第二竖直壁和底壁，第一竖直壁的下部设有进口，第二竖直壁353的上部设有出口；弹性元件；隔板，隔板设置在容腔中，并通过弹性元件与容腔的顶壁连接，隔板将容腔分隔为上部容腔和下部容腔；其中，弹性元件和隔板被配置成：当泵处于运行状态时，隔板能够向上移动以将第二竖直壁353上的出口与下部容腔连通；以及当泵处于停止状态时，隔板能够向下移动以将第二竖直壁353上的出口与下部容腔断开。

根据上述的冷却系统，弹性元件为弹簧，弹簧的一端连接容腔的顶壁，弹簧的另一端连接隔板的顶部。

根据上述的冷却系统，阀为控制阀；冷却系统还包括：控制器，控制器分别与泵和阀通信连接，控制器被配置为能够根据从泵接收到的指示泵的工作状态的状态信号，向阀发送相应的控制信号，以控制阀的打开和关闭。

根据上述的冷却系统，冷却系统用于冷却车辆中的电池。

另一方面，本申请还提供一种车辆，包括根据上述的冷却系统。

以下将结合附图对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本申请的目的、特征和效果。

附图说明

当结合附图阅读以下详细说明时，本申请将变得更易于理解，在整个附图中，相同的附图标记代表相同的零件，其中：

图1是本申请的冷却系统的一个实施例的简化的框图；

图2为图1所示的冷却系统100在车辆中的位置设置的一个实施例的示意图；

图3A-3B是图1中的冷却系统中的阀的一个实施例的简化的结构示意图；

图4是使用根据本申请的另一个实施例的阀的冷却系统的简化的框图；

图5是本申请中冷却器的简化的框图。

具体实施方式

下面将参考构成本说明书一部分的附图对本申请的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是，虽然在本申请中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“正”、“反”等描述本申请的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，这些术语是基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本申请所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。

图1为本申请的冷却系统100的一个实施例的简化的框图。冷却系统100可设置在汽车中，用于对汽车中的电池102进行冷却。

如图1所示，冷却系统100包括膨胀水箱120、冷却器101、泵110和阀130。冷却液通过冷却系统100的管路在冷却器101和电池102之间循环流动，可用于对电池102进行冷却。在冷却系统100的管路中流动的冷却液从电池102的冷却通道出口132，在顺序流经阀130、泵110和冷却器101后，循环流回电池102的冷却通道入口134。冷却液在流经电池102的冷却通道135时吸收电池102散发的热量以冷却电池102，吸收了电池热量的冷却液通过冷却器101被冷却。

冷却系统100的管路包括输入管路151和输出管路153。输入管路151将冷却器101的出口端连接至电池102的冷却通道135，用于将从冷却器101流出的冷却液输入到电池102的冷却通道135中。输出管路153将电池102的冷却通道135连接至冷却器101的入口端，用于将从电池102的冷却通道135中流出的、与电池进行过热交换的冷却液输送回冷却器101中进行冷却。

膨胀水箱120的入口与输入管路151连通。阀130和泵110安装在输出管路153上，阀130设置在泵110的上游。阀130被配置为：在泵110处于停止状态时，阀130将电池102与泵110之间的管路断开；以及在泵110处于运行状态时，阀130将电池102与泵110之间的管路连通。阀130可以为各种类型的阀，例如根据流体的压力自动通断的阀，或者电磁阀。

冷却系统100的各个部件在汽车中的位置可以设置为不同。其中，膨胀水箱120的位置被设置为高于泵110的位置，泵110的位置被设置为高于电池102的位置。膨胀水箱120的位置处于冷却系统100中相对较高的位置，以便于根据冷却液的热胀冷缩调节液位并排出管路中的气泡。

图2为图1所示的冷却系统100在车辆中的位置设置的一个实施例的示意图。如图2所示，电池102的位置位于车辆的车身地板103下方，膨胀水箱120的位置位于车辆的纵梁105上方，以及泵110的位置位于车辆的副车架104上方和纵梁105下方。

冷却系统100的管路中会不可避免地产生气泡，这些气泡有些是在加注冷却液时从外界引入的气体，也有一些是冷却液在循环过程中因受热而产生的蒸汽。管路中存留的气泡会随着冷却液一起在冷却系统100的管路中流动。即使冷却液没有流动，冷却液中的气泡也会朝向管路中较高的位置处积聚。如果冷却系统100的部件，例如泵110中积聚有气泡，则会导致泵110产生诸如振动噪音、空转等问题，影响泵的工作性能，并且泵110表面与气泡接触的部位会产生气蚀，影响泵110的使用寿命。

本申请在冷却系统100中相对较高的位置设置膨胀水箱120，能够使得在冷却系统100的运行过程中，气泡随着冷却液流至膨胀水箱120时便可从膨胀水箱120排出，从而能够有效减少管路中存留的气泡数量。

本申请在冷却系统100的输出管路153上在泵110的上游设置有阀130，使得即使是在泵110停止工作时，气泡也不会在泵110中积聚。具体而言，当泵110停止工作时，冷却系统100停止运行，冷却液在管路中停止流动，但在管路中存留的气泡会从较低的位置向高处移动。此时，如果泵110与电池102之间的管路仍然连通，则可能会导致气泡在停止工作的泵110中积聚。对于电动车辆来说，该情况尤为突出。这是因为在电动车辆中，电池是主要的发热部件，在电池处通常布置有更为密集的冷却管路，也就更容易产生和聚集更多的气泡，并且通常会将电池安装在车辆中相对较低的位置(例如车身地板的下方)。本申请设置的阀130能够将泵110与电池102之间的连接管路断开，从而避免泵110停止工作时，气泡在泵110中积聚。本申请提供的冷却系统100，在不改动车辆内部原有的部件和管路布局的情况下，通过在原有管路上增加阀130即可有效地避免气泡在泵110中堆积的问题。

图3A-3B为本申请的冷却系统100中的阀130的一个实施例的简化的剖面结构示意图，其中图3A示出了阀130处于关闭状态，图3B示出了阀130处于打开状态。图3A-3B所示的阀130为根据流体的压力自动通断的阀。

如图3A-3B所示，阀130包括阀体301，阀体301的内部形成容腔302。容腔302包括第一竖直壁351、顶壁352、第二竖直壁353和底壁354，第一竖直壁351和第二竖直壁353相互平行地设置。第一竖直壁351的上部设有出口304，出口304设置为到顶壁352具有一定的距离H。第二竖直壁353的下部设置有进口303。第二竖直壁353上的进口303用于通过管路连接至电池102的冷却通道135，第一竖直壁351上的出口304用于通过管路连接至冷却器101。

阀130还包括设置在阀体301的容腔302中的弹簧310和隔板320。隔板320横向地设置在容腔302中。隔板320的上部通过弹簧310与容腔302的顶壁352连接。隔板320的两端能够分别与容腔302的第一竖直壁351和第二竖直壁353接触，从而隔板320将阀体301的容腔302分隔成上部容腔362和下部容腔364。弹簧310位于上部容腔362中，下部容腔364中能够容纳从进口303进入的液体。隔板320能够在弹簧310的弹力和下部容腔364中的液体的压力的作用下上下移动，从而下部容腔364的容积会随着隔板320的移动产生变化。当隔板320向上移动至使第一竖直壁351上的出口304与下部容腔364连通时，第二竖直壁353上的进口303与第一竖直壁351上的出口304连通，阀130处于打开状态；当隔板320向下移动至使第一竖直壁351上的出口304与下部容腔364不连通时，第二竖直壁353上的进口303与第一竖直壁351上的出口304不连通，阀130处于关闭状态。

图3A示出了阀130处于关闭状态。阀130在泵110处于停止状态时自动关闭。当泵110处于停止状态时，输入管路151和输出管路153中的冷却液不再流动，下部容腔364中的液体的压力不足以克服弹簧310所提供的弹力，从而隔板320能够被弹簧310下压而向下移动至使第一竖直壁351上的出口304与下部容腔364断开。由此，阀130能够将第二竖直壁353上的进口303与第一竖直壁351上的出口304断开，使输出管路153中的气泡无法在泵110中积聚。

图3B示出了阀130处于打开状态。阀130在泵110处于运行状态时自动打开。当泵110处于运行状态时，输入管路151和输出管路153中的冷却液循环流动，下部容腔364中的液体的压力较大，足以克服弹簧310所提供的弹力，使得隔板320能够向上移动，使第一竖直壁351上的出口304与下部容腔364连通，第二竖直壁353上的进口303与第一竖直壁351上的出口304连通，气泡能够随着冷却液一起流经泵110，并在流经膨胀水箱120时被排出。

在图3A-3B所示的实施例中，阀130能够根据在冷却系统100的管路中流动的冷却液的液体压力的变化，在打开和关闭状态之间进行切换，无需额外的控制部件，即可自动地连通和断开泵110与电池102之间的管路。使用这种类型的阀对车辆原有的冷却系统的改动较小。

需要说明的是弹簧310还可以是其他类型的弹性元件，只要能够对隔板320提供弹性力即可。

图4是使用根据本申请的另一个实施例的阀130的冷却系统100的简化的框图。与图3所示的实施例中的阀不同，在图4所示的实施例中，阀130为控制阀。如图4所示，冷却系统100还包括控制器407，控制器407分别与泵110和阀130通信连接。控制器407能够根据从泵110接收到的指示泵110的工作状态的状态信号，向阀130发送相应的控制信号，以控制阀130打开和关闭。

具体而言，当泵110运行时，泵110向控制器407发出指示泵110处于运行状态的状态信号，控制器407根据该状态信号随即控制阀130打开，从而连通泵110与电池102之间的管路。所述指示泵110处于运行状态的状态信号例如是高电平，或例如是持续发出的电信号。当泵110停止时，泵110向控制器407发出指示泵110处于停止状态的状态信号，控制器407根据该信号随即控制阀130关闭，从而断开泵110与电池102之间的管路。所述指示泵110处于停止状态的状态信号例如是低电平，或例如是停止发出电信号。

在一些实施例中，阀130可以是电磁阀，控制器407可以通过控制流入电磁阀的电流的大小或方向，来控制阀芯实施相应的动作，从而打开和关闭阀。控制器407可以包括任何适当的控制装置或控制部件，例如一个或多个处理器、存储器、可编程电路等。

图5是图1中的冷却器101的简化的框图。如图5所示，冷却器101包括压缩机501、冷凝器502、节流装置503、蒸发器504。制冷剂在压缩机501中被压缩成高温高压的制冷剂蒸汽进入冷凝器502，并在冷凝器502中向外界散发热量从而被冷却，再经过节流装置503后成为低温低压的制冷剂液体进入蒸发器504。与发热部件进行了热交换的冷却液也进入蒸发器504，并在蒸发器504中与低温的制冷剂发生热交换，从而向制冷剂释放热量而被冷却。制冷剂流出蒸发器504后再进入压缩机501重新进行制冷循环。

本申请提供的冷却系统100，在不改变车辆内部原有的部件及管路布局的基础上，通过在泵110与电池102之间的管路上增设阀130，并根据泵110的工作状态切换阀130的打开和关闭，有效地解决了气泡在泵110中堆积的问题。

本说明书使用示例来公开本申请，其中的一个或多个示例被图示于附图中。每个示例都是为了解释本申请而提供，而不是为了限制本申请。事实上，对于本领域技术人员而言显而易见的是，不脱离本申请的范围或精神的情况下可以对本申请进行各种修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分的图示的或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以得到更进一步的实施例。因此，其意图是本申请涵盖在所附权利要求书及其等同物的范围内进行的修改和变型。

Claims (10)

1.一种冷却系统（100），在所述冷却系统（100）的管路中流动的冷却液可用于对电池（102）进行冷却，其特征在于，所述冷却系统（100）包括：

膨胀水箱（120）、冷却器（101）、泵（110）和阀（130）；

在所述冷却系统（100）的管路中流动的冷却液从所述电池（102）的冷却通道出口（132）流出，在顺序流经所述阀（130）、所述泵（110）和所述冷却器（101）后，流回所述电池（102）的冷却通道入口（134）；

所述膨胀水箱（120）的入口与所述冷却液能够从所述冷却器（101）流至所述电池（102）的冷却通道入口（134）之间的管路连通；

所述阀（130）被配置为：在所述泵（110）处于停止状态时，所述阀（130）将所述电池（102）与所述泵（110）之间的管路断开；以及

所述阀（130）被配置为：在所述泵（110）处于运行状态时，所述阀（130）将所述电池（102）与所述泵（110）之间的管路连通。

2.根据权利要求1所述的冷却系统（100），其特征在于：

所述膨胀水箱（120）的位置高于所述泵（110）的位置，以及所述泵（110）的位置高于所述电池（102）的位置。

3.根据权利要求2所述的冷却系统（100），其特征在于：

所述电池（102）的位置位于车辆的车身地板（103）下方；

所述膨胀水箱（120）的位置位于车辆的纵梁（105）上方；以及

所述泵（110）的位置位于车辆的副车架（104）上方和纵梁（105）下方。

4.根据权利要求1所述的冷却系统（100），其特征在于：

所述冷却系统（100）的管路包括输入管路（151）和输出管路（153），其中冷却液能够通过所述输入管路（151）从所述冷却器（101）流至所述电池（102），并能够通过所述输出管路（153）从所述电池（102）流至所述冷却器（101）；以及

所述阀（130）和所述泵（110）设置在所述输出管路（153）上。

5.根据权利要求1所述的冷却系统（100），其特征在于：

所述阀（130）被配置为能够根据在所述冷却系统（100）的管路中流动的冷却液的液体压力的变化，在打开和关闭状态之间进行切换。

6.根据权利要求5所述的冷却系统（100），其特征在于，所述阀（130）包括：

阀体（301），所述阀体（301）的内部形成容腔（302），所述容腔（302）包括第一竖直壁（351）、顶壁（352）、第二竖直壁（353）和底壁（354），所述第一竖直壁（351）的下部设有进口（303），所述第二竖直壁（353）的上部设有出口（304）；

弹性元件（310）；

隔板（320），所述隔板（320）设置在所述容腔（302）中，并通过所述弹性元件（310）与所述容腔（302）的顶壁（352）连接，所述隔板（320）将所述容腔（302）分隔为上部容腔（362）和下部容腔（364）；

其中，所述弹性元件（310）和所述隔板（320）被配置成：当所述泵（110）处于运行状态时，所述隔板（320）能够向上移动以将所述第二竖直壁（353）上的出口（304）与所述下部容腔（364）连通；以及当所述泵（110）处于停止状态时，所述隔板（320）能够向下移动以将所述第二竖直壁（353）上的出口（304）与所述下部容腔（364）断开。

7.根据权利要求6所述的冷却系统（100），其特征在于：

所述弹性元件（310）为弹簧，所述弹簧的一端连接所述容腔（302）的顶壁（352），所述弹簧的另一端连接所述隔板（320）的顶部。

8.根据权利要求1所述的冷却系统（100），其特征在于：

所述阀（130）为控制阀；

所述冷却系统还包括：控制器（407），所述控制器（407）分别与所述泵（110）和所述阀（130）通信连接，所述控制器（407）被配置为能够根据从所述泵（110）接收到的指示所述泵（110）的工作状态的状态信号，向所述阀（130）发送相应的控制信号，以控制所述阀（130）的打开和关闭。

9.根据权利要求1所述的冷却系统（100），其特征在于：

所述冷却系统（100）用于冷却车辆中的电池（102）。

10.一种车辆，包括根据权利要求1-9中任一项所述的冷却系统（100）。