CN113464441A - 流体控制组件及热管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种流体控制组件和热管理系统，包括主壳体、阀芯部件、泵部件，主壳体包括第一腔、第二腔、至少一个冷却液进口、冷却液出口，所述主壳体具有盖板、环壁部、外壁部以及与所述第一腔相对应的支撑壁，所述环壁部的当量内径小于所述外壁部的当量内径，所述环壁部位于所述第一腔和第二腔之间,所述支撑壁与所述环壁部连接，所述支撑壁与所述外壁部连接，所述主壳体具有镂空区，所述镂空区的一部分位于所述支撑壁与所述外壁部之间，所述镂空区的一部分位于所述环壁部与所述外壁部之间，所述盖板位于所述环壁部与所述外壁部之间、且所述盖板封住所述镂空区朝向所述叶轮的一侧。该方案结构紧凑且性能稳定。

Description

流体控制组件及热管理系统
技术领域
本发明涉及流体控制领域。
背景技术
在车辆的热管理系统中，一般会使用到冷却液，冷却液可以用于新能源汽车的电池、电动机等需加热或冷却部件的加热或冷却，在热管理系统中需要通过泵输送流体，通过阀控制流动路径。泵和阀通过管路连接。
而如果把泵和阀集成到一起时，一方面需要考虑到两者集成后的结构，另一方面需要考虑集成加工对泵的效率的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种流体控制组件。
为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种流体控制组件，包括主壳体、阀芯部件、泵部件、所述主壳体包括第一腔和第二腔，所述阀芯部件的大部分位于所述第一腔；
所述泵部件包括叶轮，所述叶轮的至少部分位于所述第二腔，
所述主壳体具有至少一个冷却液进口、冷却液出口；
所述主壳体具有盖板、环壁部、外壁部以及与所述第一腔相对应的支撑壁，所述环壁部的当量内径小于所述外壁部的当量内径，所述环壁部位于所述第一腔和第二腔之间,所述支撑壁与所述环壁部连接，所述支撑壁与所述外壁部连接，所述主壳体具有镂空区，所述镂空区的一部分位于所述支撑壁与所述外壁部之间，所述镂空区的一部分位于所述环壁部与所述外壁部之间，所述盖板位于所述环壁部与所述外壁部之间、且所述盖板封住所述镂空区朝向所述叶轮的一侧。
本发明的目的在于提供一种热管理系统。
一种热管理系统，包括电池换热回路，所述电池换热回路包括根据上述技术方案所述的流体控制组件，所述流体控制组件包括至少一个冷却液进口、冷却液出口，所述冷却液进口通过所述阀芯部件、所述叶轮与所述冷却液出口连通，所述冷却液进口、冷却液出口与所述电池换热回路中的管路连通。
一种热管理系统，包括发动机冷却回路，所述发动机冷却回路包括根据上述技术方案所述的流体控制组件，所述流体控制组件包括至少一个冷却液进口、冷却液出口，所述冷却液进口通过所述阀芯部件、所述叶轮与所述冷却液出口连通，所述冷却液进口、冷却液出口与所述发动机冷却回路中的管路连通。
上述技术方案的主壳体具有盖板、环壁部、支撑壁和外壁部结构，主壳体具有镂空区，镂空区的一部分位于支撑壁与外壁部之间，镂空区的一部分位于环壁部与外壁部之间，盖板位于环壁部与外壁部之间、且盖板封住镂空区朝向叶轮的一侧；一方面，流体控制组件具有流体控制和流体泵送的功能，另一方面由于设置了镂空区且盖板位于环壁部与外壁部之间，盖板封住镂空区朝向叶轮的一侧，有助于主壳体结构的稳定，进而有利于维持一定的泵效率。
附图说明
图1为本发明的一种实施方式的结构示意图；
图2为图1中流体控制组件的剖面示意图；
图3为图1中流体控制组件的主壳体的一个视角的示意图；
图4为图1中流体控制组件的主壳体的另一个视角的示意图；
图5为图1中流体控制组件的主壳体的又一个视角的示意图；
图6为图1中阀芯部件的结构示意图；
图7为图6所示阀芯部件的剖面示意图；
图8为图1中流体控制组件的主壳体的剖面示意图；
图9为图1中流体控制组件的主壳体的部分结构分解示意图；
图10主壳体的另一种实施方式的剖面示意图。
具体实施方式
参照图1-图5，图1示意出流体控制组件1的一种实施方式，流体控制组件1包括主壳体11、阀芯部件12、泵部件13、泵壳体14，主壳体11与泵壳体14组装固定，阀芯部件12相对主壳体11能够旋转；主壳体11包括第一腔111和第二腔120，阀芯部件12的大部分位于第一腔111，泵壳体14包括泵腔141，泵部件13的大部分位于泵腔14；泵部件13包括叶轮131，泵部件13的叶轮131的至少部分位于主壳体11的第二腔120，叶轮131具有进口132和出口133，叶轮131的进口132位于叶轮131的中部，阀芯部件12至少具有进口121和出口122，阀芯部件12的出口122与叶轮131的进口132连通。主壳体11具有至少一个冷却液进口101和冷却液出口102，冷却液进口101与阀芯部件12的进口121连通，冷却液出口102与叶轮的出口133连通。
流体控制组件可用于根据要求输送流体，流体从冷却液进口进入阀芯部件后，可经叶轮131进口132进入叶轮内部，受旋转叶轮的离心力作用，经叶轮出口133后从冷却液出口离开，由于流体控制组件兼具有泵和阀的功能，可以一个部件实现以往系统中使用的泵和阀的结构，与其相比，流体控制组件结构尺寸较小，从阀芯部件出来的流体可直接进入叶轮，无需设置额外的连接管路来连接，降低了成本。
主壳体11具有收缩部125和转接通道126，转接通道126位于第一腔111和第二腔120之间，转接通道126位于收缩部125，转接通道126连通第一腔111与第二腔120，其中第一腔111和第二腔120以收缩部125为界，转接通道126的当量直径小于第一腔111的当量直径，转接通道126的当量直径小于第二腔120的当量直径，阀芯部件12具有弯折通道127，弯折通道127的第一端口(即阀芯部件的进口)与冷却液进口101连通，弯折通道127的第二端口(即阀芯部件的出口)位于收缩部125且和转接通道126连通，叶轮131的一部分伸入收缩部125，且叶轮131的进口132与转接通道126连通，弯折通道127的第二端口与叶轮131的进口132连通，转接通道126连通弯折通道127的第二端口与叶轮的进口132。弯折通道127的第二端口与叶轮131的进口132同轴线设置，叶轮131的出口133与冷却液出口102连通。弯折通道127的第二端口和叶轮131的进口都位于收缩部125形成的区域126，流道的转接在收缩部125形成的区域内进行，一方面使得从弯折通道127流出的流体更为流畅地进入叶轮131，同时也降低叶轮出口的流体回流至叶轮进口处，另一方面弯折通道与叶轮进口是全通道对应设置，类似于管与管的对应连接，流场较为稳定。叶轮在泵的工作过程中会有窜动的情况，使得转接通道在叶轮轴向窜动方向上会有高度不同的情况。
参照图6、图7，阀芯部件12具有主体部128和凸出部129，主体部128周侧为球面，主体部128周侧开设有弯折通道127的第一端口，凸出部129自主体部128朝向第二腔120伸出，凸出部129当量外径小于主体部128的当量外径；凸出部129伸入收缩部125，收缩部125具有限位壁161，主体部128具有第一限位面130，凸出部129具有第二限位面142，第一限位面130与第二限位面142呈台阶形式，第一限位面130、第二限位面142与限位壁161配合设置。
阀芯部件12为球形阀芯，弯折通道127为L型通道，L型通道的第二端口与叶轮131的进口132连通，L型通道的第一端口与冷却液进口连通，叶轮131的出口133与冷却液出口连通。
主壳体11两端开口，主壳体11具有第一开口部163和第二开口部143，收缩部125位于第一开口部163与第二开口部143之间，第一开口部163的当量内径大于收缩部125的当量内径，第二开口部143的当量内径大于收缩部125的当量内径，阀芯部件12具有凸座162，凸座162和凸出部129位于相对的两侧，凸座162的大部分位于第一开口部163；
流体控制组件1具有转轴151，转轴151一端插入凸座162，转轴151与凸座162限位配合。
主壳体11由塑料制成，主壳体11具有外壁部165、支撑壁164，支撑壁164与第一腔111相对应，支撑壁164纵向连接第一开口部163与收缩部125，支撑壁164具有内壁面，内壁面为弧形且与阀芯部件12相配合，支撑壁164厚度大致等于或略小于主壳体11外壁部165厚度。
支撑壁164为间隔设置的至少两个，主壳体11具有凹槽167，凹槽167位于至少两个支撑壁164之间；流体控制组件1具有连接套168，连接套168的一部分位于凹槽167，连接套168具有与阀芯部件12相抵的密封面，连接套168中空，连接套168连通冷却液进口101与阀芯部件12的第一端口。
主壳体11具有连接壁170，连接壁170具有沿凹槽167长度方向的长壁171和沿凹槽167宽度方向的短壁172，长壁171两端分别和支撑壁164连接，短壁172连接外壁部165与长壁171；连接壁170具有顶部144，支撑壁164具有顶部145。
流体控制组件1还包括电机15、电机外壳16和密封件17，电机15能够驱动阀芯部件12运动，电机外壳16与主壳体11组装固定，电机15的至少部分容纳于电机外壳16，电机外壳16组装在连接壁170和支撑壁164的顶部，主壳体11的外壁部165具有端壁部173，端壁部173与连接壁170、支撑壁164的顶部呈台阶形式，电机外壳16与端壁部173通过密封件17径向密封设置。
主壳体11包括盖板112，叶轮131具有上盖134，盖板112面对上盖134且盖板112与上盖134间隔设置。上盖134朝向盖板112方向的垂直投影落于盖板112，如此有助于流体从叶轮进口被抽吸进入叶轮内部，降低流体从叶轮出口回流至叶轮进口，降低对泵效率的影响。另外，盖板112与上盖134间隔设置，使得叶轮运动过程更为顺畅，减少两者之间可能产生的摩擦。
主壳体11具有小径部112和大径部113，小径部112和大径部113是以主壳体11的外形的尺寸按大小径分隔，第一腔111位于小径部112，大径部113容纳泵部件13的一部分。叶轮131的大部分位于大径部113，盖板112沿着阀芯部件的轴向方向的投影落入小径部112，主壳体11具有第一管部114、第二管部115，第一管部114连接在小径部112，第二管部115连接在大径部113，第二管部115的外壁部朝向小径部112的延伸线穿过盖板112区域，使得盖板112所在对应位置的主壳体11的壁部既需要充当阀芯部件的固定结构，也需要充当叶轮结构的固定结构。其中，第一管部114为流体进口管，第二管部115为流体出口管，流体可以从第一管部114进入，通过阀芯部件的运动控制流体从第二管部115离开。此处仅作为例示，应当知道，主壳体也可以具有一个流体进口管，一个流体出口管，此时阀芯部件用于控制流体的通断和流量调节；主壳体也可以具有两个或以上的流体进口管，此时阀芯部件可用于对不同进口管的流体流路的切换或者混流或者流量调节。具体的，作为其他实施方式，主壳体具有第三管部116，第三管部116连接在小径部112，第三管部116可以作为流体进口管。
主壳体11包括外壳部113，盖板112与外壳部113组装固定；外壳部113设置收缩部125、支撑壁164和外壁165，收缩部125具有环壁部1131，环壁部1131的当量内径小于外壁部165的当量内径，盖板112位于环壁部1131与外壁部165之间，环壁部1131位于第一腔111和第二腔120之间，支撑壁164与环壁部1131连接，支撑壁164与外壁部165连接，主壳体11具有镂空区166，镂空区166的一部分位于支撑壁164与外壁部165之间，镂空区166的一部分位于环壁部1131与外壁部165之间，盖板112位于环壁部1131与外壁部165之间、且盖板112封住镂空区166朝向叶轮的一侧。所述镂空区与所述第一腔不连通，所述镂空区与所述第二腔不连通。外壳部113设置有镂空区166，且盖板位于环壁部与外壁部之间，盖板封住镂空区朝向叶轮的一侧，不仅有助于主壳体结构的稳定，也有利于维持一定的泵效率。
外壳部113由塑料注塑形成，塑料注塑过程中，在塑料冷却脱模时，塑料的过厚、过薄不统一容易使得过厚的塑料冷却收缩率大，容易导致结构变形，使得壳体结构在装配有泵部件后，对泵效率产生影响。另外由于盖板112需要和叶轮的上盖配合，结构变形过大会造成盖板112与叶轮的配合部位产生较大的变形，影响水力效率。
叶轮131具有凸环135，凸环135自上盖134凸伸，凸环135伸入环壁部1131的中心区，凸环135设置叶轮131的进口，阀芯部件12的出口122位于环壁部1131的中心区，如此，使得流体从阀芯部件12的出口122在环壁部1131的中心区进入叶轮131的进口，有助于泵对进口处流体的抽吸，同时也有助于流场的统一，有助于提高泵的水力效率。另外，这样设置也有利于使得集成有流体控制和流体泵送功能的流体控制组件结构上更为紧凑小巧。
环壁部1131、外壁部165同心轴设置，环壁部1131与外壁部165间隔设置，盖板112连接环壁部1131与外壁部165的内壁，环壁部1131的厚度可以近似等于外壁部165的厚度。
作为具体的一种实施方式，参照图8和图9，外壁部部165具有至少两个凸耳1133，盖板112具有侧部1121和底部1122，底部1122与叶轮的上端面相对，侧部1121背向叶轮方向延伸，侧部1121具有弹片1123，弹片1123与凸耳1133卡扣连接。在外壳部成形后，将盖板112与外壳部113通过卡扣连接，装配简单。
作为另一种实施方式，参照图10，外壳部113具有至少两个固定孔1134，盖板112具有至少两个凸起1124，凸起1124与固定孔1134对应，盖板112与外壳部113螺钉固定。在外壳部成形后，将盖板112与外壳部113通过螺钉连接，装配简单。
外壁部165具有凸起壁1135，凸起壁1135位于盖板112外周，凸起壁1135相对盖板112向叶轮方向凸起；外壳部113具有涡流通道1136和出口1137，涡流通道1136与出口1137连通，涡流通道1136变径设置，出口设置于第三管部。如此，流体从叶轮出口离开进入涡流通道1136后，流体可通过离心力被甩出，从第三管部离开。凸起壁的设置有助于泵的水力效率。
流体控制组件还可以用于热管理系统，在热管理系统中，流体控制组件可连接于用于电池换热或发动机冷却的冷却液流路中。
作为一种实施方式，一种热管理系统，包括电池换热回路，所述电池换热回路包括流体控制组件1，所述流体控制组件1包括至少一个冷却液进口101、冷却液出口102，所述冷却液进口101通过所述阀芯部件、所述叶轮与所述冷却液出口连通，所述冷却液进口、冷却液出口与所述电池换热回路中的管路连通。
作为另一种实施方式，一种热管理系统，包括发动机冷却回路，所述发动机冷却回路包括流体控制组件1，所述流体控制组件1包括至少一个冷却液进口101、冷却液出口102，所述冷却液进口通过所述阀芯部件、所述叶轮与所述冷却液出口连通，所述冷却液进口、冷却液出口与所述发动机冷却回路中的管路连通。
需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，例如对“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方向性的界定，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行相互组合、修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种流体控制组件，包括主壳体、阀芯部件、泵部件、所述主壳体包括第一腔和第二腔，所述阀芯部件的大部分位于所述第一腔；
所述泵部件包括叶轮，所述叶轮的至少部分位于所述第二腔，
所述主壳体具有至少一个冷却液进口、冷却液出口；
所述主壳体具有盖板、环壁部、外壁部以及与所述第一腔相对应的支撑壁，所述环壁部的当量内径小于所述外壁部的当量内径，所述环壁部位于所述第一腔和第二腔之间,所述支撑壁与所述环壁部连接，所述支撑壁与所述外壁部连接，所述主壳体具有镂空区，所述镂空区的一部分位于所述支撑壁与所述外壁部之间，所述镂空区的一部分位于所述环壁部与所述外壁部之间，所述盖板位于所述环壁部与所述外壁部之间、且所述盖板封住所述镂空区朝向所述叶轮的一侧。
2.根据权利要求1所述的流体控制组件，其特征在于：
所述主壳体具有外壳部，所述外壳部设置所述环壁部、支撑壁和外壁部，所述盖板与所述外壳部组装固定；
所述主壳体具有转接通道，所述转接通道连通所述第一腔与所述第二腔，所述转接通道当量直径小于所述第一腔当量直径以及所述第二腔的当量直径，所述叶轮具有上盖，所述盖板面对所述上盖且所述盖板与所述上盖保持一定距离；所述镂空区与所述第一腔不连通，所述镂空区与所述第二腔不连通。
3.根据权利要求2所述的流体控制组件，其特征在于：
所述外壳部由塑料制成，所述环壁部、外壁部同心轴设置，所述环壁部的厚度等于所述支撑壁的厚度；所述环壁部与所述外壁部间隔设置，所述盖板连接所述环壁部的端部与所述外壁部；
所述外壳部具有涡流通道和出口，所述涡流通道与所述出口连通，所述涡流通道变径设置。
4.根据权利要求2所述的流体控制组件，其特征在于：所述外壁部具有凸起壁，所述凸起壁位于所述盖板外周，所述凸起壁相对所述盖板向所述叶轮方向凸起；
所述阀芯部件的部分伸入所述转接通道；所述叶轮的至少部分伸入所述转接通道，所述阀芯部件与所述叶轮同轴设置。
5.根据权利要求1所述的流体控制组件，其特征在于：所述外壁部具有至少两个凸耳，所述盖板具有侧部和底部，所述底部与所述叶轮的上端面相对，所述侧部背向所述叶轮方向延伸，所述侧部具有弹片，所述弹片与所述凸耳卡扣连接；或者所述外壳部具有至少两个固定孔，所述盖板具有至少两个凸起，所述凸起与所述固定孔对应，所述盖板与所述外壳部螺钉固定。
6.根据权利要求2所述的流体控制组件，其特征在于：所述主壳体具有收缩部，所述收缩部包括环壁部，所述叶轮具有凸环，所述凸环自所述上盖凸伸，所述凸环伸入所述收缩部，所述凸环设置所述叶轮的进口，所述阀芯部件的出口位于所述收缩部。
7.根据权利要求1所述的流体控制组件，其特征在于：所述主壳体具有转接通道，所述转接通道连通所述第一腔与所述第二腔；所述主壳体具有收缩部，所述收缩部具有限位壁；
所述主壳体具有限位壁，所述阀芯部件具有呈台阶形式的第一限位面和第二限位面，所述第一限位面、第二限位面与所述限位壁配合设置，所述阀芯部件相对所述限位壁能够旋转；
所述阀芯部件具有L型通道，所述L型通道具有第一端口和第二端口，该L型通道的第二端口与所述叶轮的进口连通，该L型通道的第二端口与所述叶轮的进口同轴设置，该L型通道的第一端口与所述冷却液进口连通。
8.根据权利要求1所述的流体控制组件，其特征在于：所述流体控制组件包括电机、电机外壳，所述电机外壳与所述主壳体组装固定；
所述电机具有转轴，所述阀芯部件一侧与所述转轴限位设置；
所述主壳体具有小径部和大径部，所述阀芯部件的至少部分位于所述小径部，所述叶轮的至少部分位于所述大径部，
所述主壳体具有第一管部、第二管部、第三管部，所述第一管部连接在所述小径部侧部，所述第二管部连接在所述大径部侧部，所述第三管部连接在所述大径部侧部，所述第二管部的外壁朝向所述小径部的延伸线穿过所述盖板区域，所述盖板沿着阀芯部件的轴向方向的投影落入所述小径部。
9.一种热管理系统，包括电池换热回路，所述电池换热回路包括根据权利要求1-8中任一项所述的流体控制组件，所述流体控制组件包括至少一个冷却液进口、冷却液出口，所述冷却液进口通过所述阀芯部件、所述叶轮与所述冷却液出口连通，所述冷却液进口、冷却液出口与所述电池换热回路中的管路连通。
10.一种热管理系统，包括发动机冷却回路，所述发动机冷却回路包括根据权利要求1-8中任一项所述的流体控制组件，所述流体控制组件包括至少一个冷却液进口、冷却液出口，所述冷却液进口通过所述阀芯部件、所述叶轮与所述冷却液出口连通，所述冷却液进口、冷却液出口与所述发动机冷却回路中的管路连通。
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WO2023208095A1 (zh) * 2022-04-29 2023-11-02 浙江三花汽车零部件有限公司 流体组件、驱动组件、流体控制装置及其制造方法

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