CN111619337A - 电动车辆的冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种电动车辆的冷却系统。所述系统包括：集成阀，其具有至少一个或更多个冷却剂入口以及至少两个或更多个冷却剂出口，并且选择性地通过所述至少两个或更多个冷却剂出口中的一个排出冷却剂。多个冷却剂路径，使得通过至少两个或更多个冷却剂出口中的一个排出的冷却剂在供应到冷却剂循环所需要的部分之后，通过至少一个或更多个冷却剂入口引回到集成阀中。热泵装置，其设置在多个冷却剂路径中的至少一个或多个中，以选择性地提高或降低冷却剂的温度。

Description

电动车辆的冷却系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年2月27日提出的韩国专利申请号为10-2019-0023226的优先权和权益，其全部内容通过引用纳入本文。
技术领域
本发明涉及电动车辆的冷却系统，更具体而言，涉及用于改善电动装置的冷却效率的电动车辆的冷却系统。
背景技术
通常，电动车辆(EV)配备有驱动电机、变速器和电力电子设备(PE)。特别地，术语“电动车辆”是用于将电力用作动力的车辆的通用术语。电力电子设备包括逆变器、直流-直流(DC-DC)转换器、接线盒、虚拟发动机声响系统(VESS)以及充电器。逆变器是将直流电转换为交流(AC)电的装置，DC-DC转换器是将某一电压的DC电压转换为不同电压的DC电压的电子电路装置。此外，接线盒是用于多个单式连接器和复式连接器的相互转换的盒子，并且充电器为电动车辆的高压电池充电。
在电动车辆中，高压电池和电动电子部件的冷却影响车辆的性能，并且决定高压电池和电动电子部件的寿命。为了有效地实现冷却，使用了基于车辆的操作状态改变冷却剂的循环路径的方法。
特别地，在改变冷却剂的循环路径的方法中，使用了使用电池冷却器降低冷却剂温度的方法或者使用电池加热器升高冷却剂温度的方法。该方法改善了高压电池的效率，但需要复杂的冷却剂路径布局，还需要部件区分冷却剂的循环路径，并且在冷却剂路径的复杂布局中，为了区分冷却剂的循环路径可能增加部件的数量，而电池冷却器和电池加热器在冷却剂路径上的布置可能存在空间限制。
公开于本部分的上述信息仅仅用于加深对发明背景的理解，因此其可以包含的信息并不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明提供一种电动车辆的冷却系统，其以简单的配置改善电动装置的冷却效率，同时省略例如电池冷却器和电池加热器的配置。
根据本发明的示例性实施方案的电动车辆的冷却系统根据阀模块的操作改变冷却剂的循环路径，所述阀模块可以包括：集成阀，其将冷却剂供应到在冷却车辆的动力源时需要冷却剂循环的部分，然后接收冷却剂以将接收的冷却剂供应回到动力源和需要冷却剂循环的部分；集成阀入口路径，其为可以将冷却剂引入到集成阀中所通过的第一入口；第一集成阀出口路径，其为可以将冷却剂从集成阀中选择性地排出所通过的第一出口；第二集成阀出口路径，其为可以将冷却剂从集成阀中选择性地排出所通过的第二冷却剂出口；热泵装置，经过集成阀的冷却剂总是经过所述热泵装置，在所述热泵装置中可以嵌入热泵，以选择性地调节冷却剂的温度；热泵装置入口路径，其为可以将冷却剂引入到热泵装置中所通过的入口；热泵装置出口路径，其为可以将冷却剂从热泵装置排出所通过的出口；集成循环部分，其与第一集成阀出口路径、第二集成阀出口路径和热泵装置入口路径连通，使得经过第一集成阀出口路径或第二集成阀出口路径的冷却剂被引入到热泵装置中；集成循环部分出口路径，其为与可以将冷却剂从集成循环部分排出所通过的热泵装置入口路径不同的出口；以及集成循环部分入口路径，其为与可以将冷却剂引入到集成循环部分所通过的第一集成阀出口路径和第二集成阀出口路径不同的入口。
所述集成阀入口路径、所述第一集成阀出口路径和所述第二集成阀出口路径可以形成在所述集成阀中。所述热泵装置入口路径和所述热泵装置出口路径可以形成在所述热泵装置中。所述集成循环部分出口路径和所述集成循环部分入口路径可以形成在所述集成循环部分中。所述集成循环部分出口路径可以设置成与所述第一集成阀出口路径相对，以排出通过所述第一集成阀出口路径引入到所述集成循环部分中的冷却剂。
所述集成循环部分出口路径和所述第一集成阀出口路径可以设置成沿所述集成循环部分的长度方向在同一线上，所述集成循环部分的长度方向是所述冷却剂在集成循环部分中循环的方向，所述第二集成阀出口路径可以设置在第一集成阀出口路径与热泵装置入口路径之间，集成循环部分入口路径可以设置在第一集成阀出口路径与第二集成阀出口路径之间。
所述阀模块可以进一步包括止回阀，其设置成沿集成循环部分的长度方向在第二集成阀出口路径与集成循环部分入口路径之间，以防止经过第二集成阀出口路径的冷却剂在通过集成循环部分循环到热泵装置入口路径时，朝向第一集成阀出口路径、集成循环部分出口路径和集成循环部分入口路径反向流动。
另外，所述阀模块可以包括：加热分支路径，其与热泵装置出口路径连通，所述加热分支路径作为从热泵装置入口路径分支的第一冷却剂路径；冷却分支路径，其与热泵装置出口路径连通，所述冷却分支路径作为从热泵装置入口路径分支的第二冷却剂路径；加热部分，其设置在加热分支路径中，以选择性地提高经过加热分支路径的冷却剂的温度，所述加热部分作为嵌入热泵装置中的热泵的一部分；冷却部分，其设置在冷却分支路径中，以选择性地降低经过冷却分支路径的冷却剂的温度，所述冷却部分作为嵌入热泵装置中的热泵的一部分；以及转换阀，其设置在加热分支路径和冷却分支路径从热泵装置入口路径分支的部分中，并且使得经过热泵设备入口路径的冷却剂通过加热分支路径和冷却分支路径中的至少一个。
所述加热分支路径和所述冷却分支路径可以形成在所述热泵装置中。通过所述集成循环部分出口从所述集成循环部分排出的冷却剂可以在经过第一循环路径和设置在第一循环路径上的散热器之后，通过所述集成循环部分入口路径引入到所述集成循环部分中，以使经过第一循环路径的冷却剂经过散热器。通过所述热泵装置出口路径从所述热泵装置排出的冷却剂可以在经过第二循环路径和设置在第二循环路径上的电动设备之后，通过所述集成阀入口路径引入，以使经过第二循环路径的冷却剂经过电动设备。
所述热泵装置可以进一步包括：高温制冷剂入口，其连接到加热部分的第一端，以通过高温制冷剂入口将高温制冷剂引入到加热部分；高温制冷剂出口，其连接到加热部分的第二端，以通过高温制冷剂出口从加热部分排出引入到加热部分中的高温制冷剂；低温制冷剂入口，其连接到冷却部分的第一端，以通过低温制冷剂入口将低温制冷剂引入到冷却部分中；低温制冷剂出口，其连接到冷却部分的第二端，以通过低温制冷剂出口从冷却部分排出引入到冷却部分中的低温制冷剂；蒸发器，其设置在高温制冷剂出口与低温制冷剂入口之间；以及热泵冷凝器，其设置在低温制冷剂出口与高温制冷剂入口之间。
所述蒸发器可以配置为冷却制冷剂，同时制冷剂顺序地经过高温制冷剂出口、蒸发器和低温制冷剂入口。热泵冷凝器可以配置为在制冷剂顺序经过低温制冷剂出口、热泵冷凝器和高温制冷剂入口的时候加热制冷剂。
制冷剂循环路径可以设置在所述加热部分中，以连接所述高温制冷剂入口和所述高温制冷剂出口，以在所述制冷剂和所述冷却剂之间进行热交换，同时与冷却剂的路径进行区分；制冷剂循环路径可以设置在冷却部分中，以连接低温制冷剂入口和低温制冷剂出口，以在所述制冷剂和冷却剂之间进行热交换，同时与冷却剂的路径进行区分。使在所述车辆的空调系统中使用的制冷剂可以进行循环。
当所述集成阀操作为打开所述第一集成阀出口路径并关闭所述第二集成阀出口路径时，通过所述第一集成阀出口路径从所述集成阀排出的冷却剂可以顺序经过集成循环部分、集成循环部分出口路径、第一循环路径、集成循环部分入口路径、集成循环部分和热泵装置入口路径，然后可以被引入到热泵装置中。
当所述转换阀操作为打开所述加热分支路径并且关闭所述冷却分支路径时，引入到所述热泵装置的所述冷却剂可以在经过所述加热分支路径的时候通过所述加热部分升高温度，然后可以在顺序经过热泵装置出口路径、第二循环路径和集成阀之后引入到集成阀中。
当冷却剂需要在冷却剂高温环境中使用散热器进行冷却时，可以执行集成阀的操作。当通过散热器冷却的冷却剂需要加热时，可以执行转换阀的操作。当所述转换阀操作为关闭所述加热分支路径并且打开所述冷却分支路径时，引入到所述热泵装置中的所述冷却剂可以在经过所述冷却分支路径的时候通过所述冷却部分降低温度，然后可以在顺序经过热泵装置出口路径、第二循环路径和集成阀入口路径之后引入到集成阀中。
当冷却剂需要在冷却剂高温环境中使用散热器进行冷却时，可以执行集成阀的操作。当冷却剂即使在通过散热器之后仍需要进一步冷却时，可以执行转换阀的操作。当所述集成阀操作为关闭所述第一集成阀出口路径并且打开所述第二集成阀出口路径时，通过所述第二集成阀出口路径从所述集成阀排出的冷却剂可以在顺序经过集成循环部分和热泵装置入口路径之后，引入到热泵装置中。
当所述转换阀操作为打开所述加热分支路径并且关闭所述冷却分支路径时，引入到所述热泵装置的所述冷却剂可以在经过所述加热分支路径的时候通过所述加热部分升高温度，然后可以在顺序经过热泵装置出口路径、第二循环路径和集成阀入口路径之后引入到集成阀中。当冷却剂在冷却剂低温环境中不需要使用散热器冷却时，可以执行集成阀的操作；即使冷却剂没有通过散热器，当冷却剂需要加热时，也可以执行转换阀的操作。
当所述转换阀操作为关闭所述加热分支路径并且打开所述冷却分支路径时，引入到所述热泵装置中的所述冷却剂可以在经过所述冷却分支路径的时候通过所述冷却部分降低温度，然后可以在顺序经过热泵装置出口路径、第二循环路径和集成阀入口路径之后引入到集成阀中。当冷却剂在冷却剂低温环境中不需要使用散热器冷却时，可以执行集成阀的操作；当没有通过散热器的冷却剂需要冷却时，可以执行转换阀的操作。
根据本发明的示例性实施方案的电动车辆的冷却系统可以包括：集成阀，其具有至少一个或更多个冷却剂入口以及至少两个或更多个冷却剂出口，并且配置为选择性地通过所述至少两个或更多个冷却剂出口中的一个排出冷却剂；彼此连接的多个冷却剂路径，使得通过至少两个或更多个冷却剂出口中的一个排出的冷却剂在供应到冷却剂循环所需要的部分之后，通过至少一个或更多个冷却剂入口引回到集成阀中；以及热泵装置，其设置在多个冷却剂路径中的至少一个或多个中，以选择性地调节冷却剂的温度。集成阀、多个冷却剂路径的一部分和热泵装置可以形成一个阀模块。
附图说明
接下来将参照由所附附图显示的本发明的某些示例性实施方案来详细地描述本发明的以上及其它特征，这些附图在下文中仅作为示意而给出，因而对本发明是非限定性的，在这些附图中：
图1是根据本发明的示例性实施方案的电动车辆的冷却系统的示意图；
图2是根据本发明的示例性实施方案的设置在电动车辆的冷却系统中的热泵装置的示意图；
图3是示出了根据本发明的示例性实施方案的设置在电动车辆的冷却系统中的热泵装置的功能的示意性框图；
图4是示出了在根据本发明的示例性实施方案的电气装置的冷却系统的冷却剂高温环境中实现的冷却剂的循环的操作图；以及
图5是示出了在根据本发明的示例性实施方案的电动车辆的冷却系统的冷却剂低温环境中实现的冷却剂循环的操作图。
附图标记描述
10：阀模块
110：集成阀
112：集成阀入口路径
114：第一集成阀出口路径
116：第二集成阀出口路径
120：热泵装置
122：热泵装置入口路径
124：热泵装置出口路径
126：加热分支路径
128：冷却分支路径
130：集成循环部分
132：集成循环部分入口路径
134：集成循环部分出口路径
136：第一循环路径
138：第二循环路径
210：加热部分
212：高温制冷剂入口
214：高温制冷剂出口
220：冷却部分
222：低温制冷剂入口
224：低温制冷剂出口
230：蒸发器
240：热泵冷凝器
310：散热器
320：冷凝器
330：电动装置
410：止回阀
420：转换阀。
具体实施方式
应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非化石能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
虽然示例性的实施方案描述为使用多个单元以执行示例性的过程，但是应当理解，示例性的过程也可以由一个或更多个模块执行。此外，应当理解的是术语控制器/控制器单元指代的是包含有存储器和处理器的硬件设备。该存储器被配置成储存模块，并且处理器具体配置成执行所述模块以执行以下进一步描述的一个或更多个过程。
本文所使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的并且不旨在限制本发明。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚的说明。还将理解当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或加入一种或更多种其他的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群体。正如本文所述的，术语“和/或”包括一种或更多种相关列举项目的任何和所有组合。
下面将参考附图对本发明的示例性具体实施方案进行详细描述。
图1是根据本发明的示例性实施方案的电动车辆的冷却系统的示意图。如图1所示，根据本发明的示例性实施方案的电动车辆的冷却系统应用于通称为电动车辆(EV)的电力动力车辆，并且可以包括阀模块10以及冷却剂路径112、114、116、122、124、126、128、130、132、134、136和138，所述阀模块10配置为基于车辆的运行状态改变冷却剂的循环路径，所述冷却剂路径112、114、116、122、124、126、128、130、132、134、136和138设置为在阀模块10和外围装置310、320和330中循环冷却剂。
阀模块10可以包括集成阀110、集成阀入口路径112、第一集成阀出口路径114、第二集成阀出口路径116、热泵装置120、热泵装置入口路径122、热泵装置出口路径124、集成循环部分130、集成循环部分出口路径134、集成循环部分入口路径132以及止回阀410。阀模块可以由车辆内的控制器操作。
特别地，集成阀110可以配置为接收在冷却作为电动车辆的动力源的发动机(未示出)或驱动电动机(未示出)的同时循环的冷却剂，并且可以配置为向需要冷却剂循环的外围装置310、320和330供应冷却剂，并且接收经过外围装置310、320和330的冷却剂，并且将冷却剂供应回到发动机或驱动电机和外围装置310、320和330。换而言之，集成阀110是控制电动车辆的冷却剂循环的阀，并且冷却剂从发动机或驱动电机流入集成阀110所通过的路径对于本领域技术人员(即，本领域专门人员)来说是显而易见的，将不再对其进行描述。
除了冷却剂从发动机或驱动电机流入集成阀110所通过的路径之外，集成阀入口路径112是冷却剂可以流入到集成阀110中所通过的另一个冷却剂入口。另外，集成阀入口路径112可以形成在集成阀110中，从而使得集成阀110接收经过外围装置310、320和330的冷却剂。
第一集成阀出口路径114是冷却剂可以从集成阀110选择性地排出所通过的冷却剂出口中的一个。另外，第一集成阀出口路径114可以形成在集成阀110中，从而使得集成阀110排出冷却剂。第二集成阀出口路径116是冷却剂可以从集成阀110选择性地排出所通过的另一个冷却剂出口。另外，第二集成阀出口路径116可以形成在集成阀110中，从而使得集成阀110排出冷却剂。换而言之，集成阀110用于使引入到集成阀入口路径112中的冷却剂通过第一集成阀出口路径114和第二集成阀出口路径116中的一个排出。
热泵装置120可以包括嵌入其中的热泵，并且可以配置为选择性地调节冷却剂的温度。另外，不管是否执行热泵装置120的功能，已经经由集成阀110经过第一集成阀输出路径114或第二集成阀输出路径116的冷却剂总是在热泵装置120中循环。特别地，热泵是一种冷却和加热装置，其将低温热源加热到高温并传输低温热源，或者使用制冷剂或冷凝热将高温热源冷却到较低温度并传输高温热源，热泵对于本领域技术人员来说是显而易见的，因此将不提供详细描述。
热泵装置入口路径122是冷却剂入口，冷却剂可以通过该入口从第一集成阀出口路径114或第二集成阀出口路径116引入到热泵装置120中。另外，热泵装置入口路径122可以形成在热泵装置120中，使得热泵装置120可以接收冷却剂。热泵装置出口路径124是冷却剂出口，冷却剂可以通过该冷却剂出口从热泵装置120排出。另外，热泵装置出口路径124可以形成在热泵装置120中，使得热泵装置120可以排出冷却剂。
集成循环部分130可以与第一集成阀出口路径114、第二集成阀出口路径116和热泵装置入口路径122连通，以使通过热泵装置120中的第一集成阀出口路径114或第二集成阀出口路径116的冷却剂循环。除了冷却剂从集成循环部分130排放到热泵装置入口路径122的路径之外，集成循环部分出口路径134是冷却剂可以从集成循环部分130排出所通过的另一个冷却剂出口。另外，集成循环部分出口路径134可以形成在集成循环部分130中，从而使得集成循环部分130可以排出冷却剂。此外，集成循环部分出口路径134可以布置成与第一集成阀出口路径114相对，从而能够排出通过第一集成阀出口路径114引入到集成循环部分130中的冷却剂。
除了冷却剂从第一集成阀出口路径114或第二集成阀出口路径116引入到集成循环部分130中所通过的路径之外，集成循环部分入口路径132是冷却剂可以引入到集成循环部分130中所通过的另一个冷却剂入口。另外，集成循环部分入口路径132可以形成在集成循环部分130中，从而使得集成循环部分130可以接收冷却剂。同时，当冷却剂相对于集成循环部分130的流动方向设定为集成循环部分130的长度方向时，集成循环部分出口路径134和第一集成阀出口路径114可以布置成沿集成循环部分130的长度方向在同一线上，第二集成阀出口路径116可以布置在第一集成阀出口路径114与热泵装置入口路径122之间，并且集成循环部分入口路径132可以布置在第一集成阀出口路径114与第二集成阀出口路径116之间。此外，在集成循环部分130中可以分隔形成集成循环部分出口路径134的部分以及形成集成循环部分入口路径132的部分，但是本发明不限于此。
另外，止回阀410可以设置在集成循环部分130中。特别地，止回阀410可以沿集成循环部分130的长度方向设置在第二集成阀出口路径116与集成循环部分入口路径132之间。当冷却剂通过集成循环部分130循环到热泵装置入口路径122时，止回阀410防止经过第二集成阀出口路径116的冷却剂朝向第一集成阀出口路径114、集成循环部分出口路径134和集成循环部分入口路径132反向流动。
阀模块10进一步可以包括加热分支路径126、冷却分支路径128、加热部分210、冷却部分220和转换阀420。加热分支路径126是从热泵装置入口路径122分支的冷却剂路径，并且与热泵装置出口路径124连通。换而言之，加热分支路径126可以形成在热泵装置120中，以将引入到热泵装置入口路径122中的冷却剂经由热泵装置120排出到热泵装置出口路径124。冷却分支路径128是从热泵装置入口路径122分支的另一个冷却剂路径，并且与热泵装置出口路径124连通。换而言之，冷却分支路径128可以形成在热泵装置120中，以将引入到热泵装置入口路径122中的冷却剂经由热泵装置120排出到热泵装置出口路径124。
加热部分210是嵌入热泵装置120中的热泵的一部分，并且可以布置在加热分支路径126中。另外，加热部分210可以配置为选择性地提高经过加热分支路径126的冷却剂的温度。冷却部分220是嵌入热泵装置120中的热泵的一部分，并且可以布置在冷却分支路径128中。另外，冷却部分220可以配置为选择性地降低经过冷却分支路径128的冷却剂的温度。
此外，转换阀420可以布置在加热分支路径126和冷却分支路径128从热泵设备入口路径122分支的部分中。转换阀420可以配置为使经过热泵装置入口路径122的冷却剂能够经过加热分支路径126和冷却分支路径128中的一个或两个。外围装置310、320和330可以包括散热器310、冷凝器320和电动设备330。散热器310可以配置为将冷却剂的热量排放到空气中，并且冷凝器320可以配置为通过使用冷却剂来冷凝蒸发的制冷剂，并且这些组件对于本领域技术人员来说是显而易见的，因此其详细描述将被省略。
电动设备330定义为一般地指代电力电子设备(PE)和高压电池。换而言之，作为使用电力作为动力的车辆的通用名称，使用根据本发明示例性实施方案的冷却系统的电动车辆意味着包含所有环保车辆，在所述环保车辆中使用了电力电子器件和高压电池。同时，电动装置330可以是电力电子装置和高压电池中的一个或两个。通常，驱动电机、高压电池、变速器和电力电子部件作为动力源安装在电动车辆中。
特别地，电力电子部件是执行例如将DC电力转换为AC电力、变换电压、使连接器同步等功能的装置，并且是本领域技术人员公知的。另外，对于本领域技术人员来说显而易见的是，高压电池向驱动电机供电。在这样的电动车辆中，适当地保持电动装置330的温度可以决定电动车辆的性能。
通过集成循环部分出口路径134从集成循环部分130排出的冷却剂可以经过第一循环路径136，然后通过集成循环部分入口路径132引入到集成循环部分130中。另外，散热器310和冷凝器320可以布置在第一循环路径136上。换而言之，经过第一循环路径136的冷却剂可以经过散热器310和冷凝器320。
通过热泵装置出口路径124从热泵装置120排出的冷却剂，可以在经过第二循环路径138之后，通过集成阀入口路径112引入到集成阀110中。另外，电动装置330可以布置在第二循环路径138上。换而言之，经过第二循环路径138的冷却剂可以经过电动装置330。
此外，图2是根据本发明的示例性实施方案的设置在电动车辆的冷却系统中的热泵装置的示意图；图3是示出了根据本发明的示例性实施方案的设置在电动车辆的冷却系统中的热泵装置的功能的示意性框图。如图2和图3所示，热泵装置120进一步可以包括高温制冷剂入口212、高温制冷剂出口214、低温制冷剂入口222、低温制冷剂出口224、蒸发器230和热泵冷凝器240。
高温制冷剂入口212可以连接到加热部分的第一端，以将高温制冷剂引入到加热部分210中。高温制冷剂出口214可以连接到加热部分210的第二端，以从加热部分210排出引入到加热部分210中的高温制冷剂。特别地，将高温制冷剂入口212和高温制冷剂出口214彼此连接的制冷剂循环路径可以设置在加热部分210中而与冷却剂的路径进行区分，以在制冷剂和冷却剂之间进行热交换。换而言之，高温制冷剂入口212和高温制冷剂出口214是单一路径，并且可以分别指制冷剂被引入到加热部分210所通过的部分以及制冷剂从加热部分210排出所通过的部分。
低温制冷剂入口222可以连接到冷却部分220的第一端，以将低温制冷剂引入到冷却部分220中。低温制冷剂出口224可以连接到冷却部分220的第二端，以从冷却部分220排出引入到冷却部分220中的低温制冷剂。特别地，连接低温制冷剂入口222的制冷剂循环路径可以设置在冷却部分220中而与冷却剂的路径进行区分，以在制冷剂和冷却剂之间进行热交换。换而言之，低温制冷剂入口222和低温制冷剂出口224是单一路径，并且可以分别指制冷剂被引入到冷却部分220所通过的部分以及制冷剂从冷却部分220排出所通过的部分。
蒸发器230可以布置在高温制冷剂出口214与低温制冷剂入口222之间。因此，制冷剂可以顺序地经过高温制冷剂出口214、蒸发器230和低温制冷剂入口222。另外，蒸发器230可以配置为冷却经过其中的制冷剂。
热泵冷凝器240可以布置在低温制冷剂出口224与高温制冷剂入口212之间。因此，制冷剂可以顺序地通过低温制冷剂出口224、热泵冷凝器240和高温制冷剂入口212。另外，热泵冷凝器240可以配置为加热经过其中的制冷剂。特别地，对于本领域普通技术人员来说，制冷剂必然是热泵的制冷剂，并且热泵使用以下循环是显而易见的：制冷剂在蒸发器中蒸发同时与吸热反应一起气化，然后在冷凝器内与发热反应一起液化；因此，将不再详细描述蒸发器230和热泵冷凝器240的功能。同时，热泵可以使用车辆的空调系统来实现，但是本发明不限于此。换而言之，热泵可以作为附加装置提供。
图4是示出了在根据本发明的示例性实施方案的电气装置的冷却系统的冷却剂高温环境中实现的冷却剂的循环的操作图。如图4所示，由于在冷却剂高温环境中需要使用散热器310来使冷却剂冷却，因此集成阀110可以配置为打开第一集成阀出口路径114并且关闭第二集成阀出口路径116。通过集成阀110的这种操作，使得通过第一集成阀出口路径114而从集成阀110排出的冷却剂可以顺序地通过集成循环部分130、集成循环部分出口路径134、第一循环路径136、集成循环部分入口路径132、集成循环部分130和热泵装置入口路径122，然后可以引入到热泵装置120中。
特别地，当冷却剂的温度水平在经过散热器310时被冷却到超过所需程度，使得待引入到热泵装置120中的冷却剂的温度需要升高时，转换阀420可以配置为打开加热分支路径126并且关闭冷却分支路径128。在转换阀420的这种操作中引入到热泵装置120的冷却剂可以在经过加热分支路径126的时候经过加热部分210，然后，在经过加热部分210的时候温度升高的冷却剂在顺序地经过热泵装置出口路径124、第二循环路径138和集成阀入口路径112之后可以引入到集成阀110中。因此，具有适当温度的冷却剂可以在电动装置330中循环。
同时，当冷却剂即使在经过散热器310之后也没有充分冷却到所需温度并且因此需要进一步降低要引入到热泵装置120中的冷却剂的温度时，转换阀420可以配置为关闭加热分支路径126并且打开冷却分支路径128。因此，通过转换阀420的这种操作，引入到热泵装置120中的冷却剂可以在经过冷却分支路径128的时候通过冷却部分220来冷却，然后，在顺序经过热泵装置出口路径124、第二循环路径138、以及集成阀入口路径112之后引入到集成阀110中。因此，具有适当温度的冷却剂可以在电动装置330中循环。
另一方面，当经过散热器310的冷却剂充分冷却到所需温度并且因此不需要提高或降低引入到热泵装置120中的冷却剂的温度时，转换阀420可以配置为打开加热分支路径126和冷却分支路径128中的至少一个，并且热泵装置120可以停止冷却剂与制冷剂之间的热交换。因此，引入到热泵装置120中的冷却剂可以顺序地经过热泵装置出口路径124、第二循环路径138和集成阀入口路径112，然后可以引入到集成阀110中，而不会由于转换阀420和热泵装置120的上述操作提高或降低冷却剂温度。因此，具有适当温度的冷却剂可以在电动装置330中循环。
图5是示出了在根据本发明的示例性实施方案的电动车辆的冷却系统的冷却剂低温环境中实现的冷却剂循环的操作图。如图5所示，由于在冷却剂低温环境中不需要使用散热器310来使冷却剂冷却，所以集成阀110可以配置为关闭第一集成阀出口路径114并且打开第二集成阀出口路径116。由于集成阀110的这种操作，通过第二集成阀出口路径116从集成阀110排出的冷却剂可以在顺序地经过集成循环部分130和热泵装置入口路径122之后引入到热泵装置120中。
特别地，即使冷却剂没有经过散热器310，引入到热泵装置120中的冷却剂的温度也需要升高，因此，转换阀420可以配置为打开加热分支路径126并且关闭冷却分支路径128。通过转换阀420的这种操作引入到热泵装置120中的冷却剂可以在经过加热分支路径126的时候通过加热部分210升高温度，然后在顺序经过热泵装置出口路径124、第二循环路径138和集成阀入口路径112之后引入到集成阀110中。因此，具有适当温度的冷却剂可以在电动装置330中循环。
当不需要经过散热器310但是需要降低引入到热泵装置120中的冷却剂的温度时，转换阀420可以配置为关闭加热分支路径126并且打开冷却分支路径128。通过转换阀420的这种操作引入到热泵装置120中的冷却剂可以在经过冷却分支路径128时通过冷却部分220降低温度，然后通过顺序地经过热泵装置出口路径124、第二循环路径138和集成阀入口路径112而引入到集成阀110中。因此，具有适当温度的冷却剂可以在电动装置330中循环。
另一方面，当不需要提高或降低引入到热泵装置120中的冷却剂的温度时，转换阀420可以配置为打开加热分支路径126和冷却分支路径128中的至少一个，并且热泵装置120可以停止制冷剂与冷却剂之间的热交换。通过转换阀420和热泵装置120的上述操作引入到热泵装置120中的冷却剂可以顺序地经过热泵装置出口路径124、第二循环路径138和集成阀入口路径112，而不会使温度升高或使温度降低，然后可以引入到集成阀110中。因此，具有适当温度的冷却剂可以在电动装置330中循环。
在本说明书中，将省略用于控制阀模块10的方法以及与该方法有关的事项，所述方法例如使用温度传感器等来感测冷却剂的温度，并且基于感测到的冷却器的温度使用控制器(例如配置为操作车辆的电子设备的通用电子控制单元(ECU))来操作集成阀110、转换阀420和热泵装置120。这种控制阀模块10的方法可以根据本领域普通技术人员的设计进行各种实施。
根据本发明的上述示例性实施方案，包括集成阀110和热泵装置120的阀模块10应用于以简单的配置来改善电动装置330的冷却效率，同时冷却剂可以有效地在例如散热器310的外围装置310和320中循环。另外，用于提供阀模块10所需要的空间最小，这改善了空间利用率并且消除了例如电池冷却器和电池加热器的配置，从而最大化空间利用率。此外，简单配置并消除不必要的配置可以最终降低成本和重量并且改善燃料消耗。
虽然参考目前被视为是示例性的实施方案来描述本发明，但是应该理解，本发明并不限于所公开的实施方案。相反，其旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围之内的各种修改形式和等效形式。

Claims (25)

1.一种电动车辆的冷却系统，其基于阀模块的操作改变冷却剂的循环路径，所述阀模块包括：
集成阀，其将冷却剂供应到在冷却车辆的动力源时需要冷却剂循环的部分，并且接收冷却剂以将接收的冷却剂供应回到动力源和需要冷却剂循环的部分；
集成阀入口路径，其为将冷却剂引入到集成阀中所通过的入口；
第一集成阀出口路径，其为冷却剂从集成阀中选择性地排出所通过的第一出口；
第二集成阀出口路径，其为冷却剂从集成阀中选择性地排出所通过的第二冷却剂出口；
热泵装置，经过集成阀的冷却剂总是经过所述热泵装置，在所述热泵装置中嵌入热泵，以选择性地提高或降低冷却剂的温度；
热泵装置入口路径，其为将冷却剂引入到热泵装置中所通过的入口；
热泵装置出口路径，其为冷却剂从热泵装置排出所通过的出口；
集成循环部分，其与第一集成阀出口路径、第二集成阀出口路径和热泵装置入口路径连通，以将经过第一集成阀出口路径或第二集成阀出口路径的冷却剂引入到热泵装置中；
集成循环部分出口路径，其为与冷却剂从集成循环部分排出所通过的热泵装置入口路径不同的出口；以及
集成循环部分入口路径，其为与将冷却剂引入到集成循环部分所通过的第一集成阀出口路径和第二集成阀出口路径不同的入口。
2.根据权利要求1所述的电动车辆的冷却系统，其中，所述集成阀入口路径、所述第一集成阀出口路径和所述第二集成阀出口路径形成在所述集成阀中。
3.根据权利要求1所述的电动车辆的冷却系统，其中，所述热泵装置入口路径和所述热泵装置出口路径形成在所述热泵装置中。
4.根据权利要求1所述的电动车辆的冷却系统，其中，所述集成循环部分出口路径和所述集成循环部分入口路径形成在所述集成循环部分中。
5.根据权利要求1所述的电动车辆的冷却系统，其中，所述集成循环部分出口路径设置成与所述第一集成阀出口路径相对，以排出通过所述第一集成阀出口路径引入到所述集成循环部分中的冷却剂。
6.根据权利要求1所述的电动车辆的冷却系统，其中，所述集成循环部分出口路径和所述第一集成阀出口路径设置成沿所述集成循环部分的长度方向在同一线上，所述集成循环部分的长度方向是所述冷却剂在集成循环部分中循环的方向，所述第二集成阀出口路径设置在第一集成阀出口路径与热泵装置入口路径之间，集成循环部分入口路径设置在第一集成阀出口路径与第二集成阀出口路径之间。
7.根据权利要求6所述的电动车辆的冷却系统，其中，所述阀模块进一步包括：
止回阀，其设置成沿集成循环部分的长度方向在第二集成阀出口路径与集成循环部分入口路径之间，以防止经过第二集成阀出口路径的冷却剂在通过集成循环部分循环到热泵装置入口路径时，朝向第一集成阀出口路径、集成循环部分出口路径和集成循环部分入口路径反向流动。
8.根据权利要求1所述的电动车辆的冷却系统，其中，所述阀模块进一步包括：
加热分支路径，其与热泵装置出口路径连通，所述加热分支路径作为从热泵装置入口路径分支的第一冷却剂路径；
冷却分支路径，其与热泵装置出口路径连通，所述冷却分支路径作为从热泵装置入口路径分支的第二冷却剂路径；
加热部分，其设置在所述加热分支路径中，以选择性地提高经过加热分支路径的冷却剂的温度，所述加热部分作为嵌入热泵装置中的热泵的一部分；
冷却部分，其设置在所述冷却分支路径中，以选择性地降低经过冷却分支路径的冷却剂的温度，所述冷却部分作为嵌入热泵装置中的热泵的一部分；以及
转换阀，其设置在加热分支路径和冷却分支路径从热泵装置入口路径分支的部分中，并且使得经过热泵设备入口路径的冷却剂通过加热分支路径和冷却分支路径中的至少一个。
9.根据权利要求8所述的电动车辆的冷却系统，其中，所述加热分支路径和所述冷却分支路径形成在所述热泵装置中。
10.根据权利要求8所述的电动车辆的冷却系统，其中，通过所述集成循环部分出口从所述集成循环部分排出的冷却剂在经过第一循环路径和设置在第一循环路径上的散热器后，通过所述集成循环部分入口路径引入到所述集成循环部分中，以使经过第一循环路径的冷却剂经过散热器。
11.根据权利要求10所述的电动车辆的冷却系统，其中，通过所述热泵装置出口路径从所述热泵装置排出的冷却剂在经过第二循环路径和设置在第二循环路径上的电动设备之后，通过所述集成阀入口路径引入，以使经过第二循环路径的冷却剂经过电动设备。
12.根据权利要求8所述的电动车辆的冷却系统，其中，所述热泵装置进一步包括：
高温制冷剂入口，其连接到加热部分的第一端，以通过高温制冷剂入口将高温制冷剂引入到加热部分；
高温制冷剂出口，其连接到加热部分的第二端，以通过高温制冷剂出口从加热部分排出引入到加热部分中的高温制冷剂；
低温制冷剂入口，其连接到冷却部分的第一端，以通过低温制冷剂入口将低温制冷剂引入到冷却部分中；
低温制冷剂出口，其连接到冷却部分的第二端，以通过低温制冷剂出口从冷却部分排出引入到冷却部分中的低温制冷剂；
蒸发器，其设置在高温制冷剂出口与低温制冷剂入口之间；以及
热泵冷凝器，其设置在低温制冷剂出口与高温制冷剂入口之间，
其中，蒸发器配置为在制冷剂顺序经过高温制冷剂出口、蒸发器和低温制冷剂入口时冷却制冷剂，热泵冷凝器配置为在制冷剂顺序经过低温制冷剂出口、热泵冷凝器和高温制冷剂入口时加热制冷剂。
13.根据权利要求12所述的电动车辆的冷却系统，其中，制冷剂循环路径设置在所述加热部分中，以连接所述高温制冷剂入口和所述高温制冷剂出口，以在所述制冷剂和所述冷却剂之间进行热交换，同时与冷却剂的路径进行区分；制冷剂循环路径设置在冷却部分中，以连接低温制冷剂入口和低温制冷剂出口，以在所述制冷剂和冷却剂之间进行热交换，同时与冷却剂的路径进行区分。
14.根据权利要求12所述的电动车辆的冷却系统，其中，使在所述车辆的空调系统中使用的制冷剂进行循环。
15.根据权利要求11所述的电动车辆的冷却系统，其中，当所述集成阀打开所述第一集成阀出口路径并关闭所述第二集成阀出口路径时，通过所述第一集成阀出口路径从所述集成阀排出的冷却剂顺序经过集成循环部分、集成循环部分出口路径、第一循环路径、集成循环部分入口路径、集成循环部分和热泵装置入口路径，然后被引入到热泵装置中。
16.根据权利要求15所述的电动车辆的冷却系统，其中，当所述转换阀打开所述加热分支路径并且关闭所述冷却分支路径时，引入到所述热泵装置的所述冷却剂在经过所述加热分支路径的时候通过所述加热部分升高温度，然后在顺序经过热泵装置出口路径、第二循环路径和集成阀之后引入到集成阀中。
17.根据权利要求16所述的电动车辆的冷却系统，其中，当冷却剂需要在冷却剂高温环境中使用所述散热器进行冷却时，执行所述集成阀的操作；当通过散热器冷却的冷却剂需要加热时，执行转换阀的操作。
18.根据权利要求15所述的电动车辆的冷却系统，其中，当所述转换阀关闭所述加热分支路径并且打开所述冷却分支路径时，引入到所述热泵装置中的所述冷却剂在经过所述冷却分支路径的时候通过所述冷却部分降低温度，然后在顺序经过热泵装置出口路径、第二循环路径和集成阀入口路径之后引入到集成阀中。
19.根据权利要求18所述的电动车辆的冷却系统，其中，当冷却剂需要在冷却剂高温环境中使用散热器进行冷却时，执行集成阀的操作；当冷却剂即使在通过散热器之后仍需要冷却时，执行转换阀的操作。
20.根据权利要求11所述的电动车辆的冷却系统，其中，当所述集成阀关闭所述第一集成阀出口路径并且打开所述第二集成阀出口路径时，通过所述第二集成阀出口路径从所述集成阀排出的冷却剂在顺序经过集成循环部分和热泵装置入口路径之后，引入到热泵装置中。
21.根据权利要求20所述的电动车辆的冷却系统，其中，当转换阀打开加热分支路径并且关闭冷却分支路径时，引入到热泵装置中的冷却剂在经过加热分支路径的时候通过加热部分升高温度，然后，在顺序经过热泵装置出口路径、第二循环路径和集成阀入口路径之后，引入到集成阀中。
22.根据权利要求21所述的电动车辆的冷却系统，其中，当冷却剂在冷却剂低温环境中不需要使用散热器冷却时，执行集成阀的操作；即使冷却剂没有通过散热器，当冷却剂需要加热时，也执行转换阀的操作。
23.根据权利要求20所述的电动车辆的冷却系统，其中，当所述转换阀关闭所述加热分支路径并且打开所述冷却分支路径时，引入到所述热泵装置中的所述冷却剂在经过所述冷却分支路径的时候通过所述冷却部分降低温度，然后在顺序经过热泵装置出口路径、第二循环路径和集成阀入口路径之后引入到集成阀中。
24.根据权利要求23所述的电动车辆的冷却系统，其中，当冷却剂在冷却剂低温环境中不需要使用散热器冷却时，执行集成阀的操作；当没有通过散热器的冷却剂需要冷却时，执行转换阀的操作。
25.一种电动车辆的冷却系统，其包括：
集成阀，其具有至少一个或更多个冷却剂入口以及至少两个或更多个冷却剂出口，并且配置为选择性地通过所述至少两个或更多个冷却剂出口中的一个排出冷却剂；
彼此连接的多个冷却剂路径，使得通过至少两个或更多个冷却剂出口中的一个排出的冷却剂在供应到冷却剂循环所需要的部分之后，通过至少一个或更多个冷却剂入口引回到集成阀中；以及
热泵装置，其设置在多个冷却剂路径中的至少一个或多个中，以选择性地提高或降低冷却剂的温度，
其中，集成阀、多个冷却剂路径的一部分和热泵装置形成一个阀模块。
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