CN115524358A - 测试用冷却液装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测试用冷却液装置及其控制方法，控制装置控制冷却装置和加热装置对存储在防冻液存储装置的部分防冻液进行冷却或者加热；循环装置驱动部分防冻液，通过流量压力调节装置对通入被测试装置内的防冻液进行调整流量和压力；解决了现有技术中，整个水箱冷却液全部参与循环，浪费能源；制冷板换的平均温差变小，导致制冷效率下降；防冻液所需的温度将超过防冻液的沸点，传统的冷水机将无法测试、流量的测试范围也受限以及由于两套冷冻液循环系统，系统复杂，成本也较高等技术问题。

Description

测试用冷却液装置及其控制方法

技术领域

本发明的实施例涉及一种冷却液装置及其控制方法，特别涉及一种用于新能源汽车电池、电机等产品测试的测试用冷却液装置及其控制方法。

背景技术

新能源汽车的电池、电机、控制器等产品在工作时都需要用冷却液进行冷却和保温，这些零部件就需要进行冷却液的产品测试。在现有的技术中，如附图1所示，传统的冷却液控制装置，一般采样将冷却液的制冷循环和被测件所需的冷却液循环分开，当中用一个大的水箱作为冷却液的存储水箱，左侧的水泵将冷却液泵入制冷系统的冷却板换进行冷却，冷却后的液体在返回存储水箱，水箱中放置加热器来对冷却液进行升温；右侧则用泵将冷却液泵入被测件，在产品的测试过程中，这些冷却液全部都参与循环。

现有的冷却液控制装置存在以下不足：

(1)由于整个水箱冷却液全部参与循环，当在某些快速温度变化的过程中，整个系统的热容将增加很多，导致温度变化速度变慢，而且在温度交变测试中，这些无效的热容也需要同时升温和降温，将产生大量的能源浪费；

(2)由于大量冷冻液参与了循环，从被测件回来的热冷冻液进入水箱后温度被平均，对于左侧的制冷板换而言，相当于冷冻液的进出口温差变小，则相当于制冷板换的平均温差变小，这样就导致制冷效率下降；

(3)对于右侧而言，水箱中的低温液体经过水泵后再进入被测件，水泵会导致防冻液温度上升。这样水箱的防冻液温度就需要比被测件所需的温度低才行。这样就导致了左侧制冷系统的工作温度降低，制冷效率也就下降了。同时，水箱的温度和被测件所需的温度不一致，测控系统也复杂了。

(4)由于产品测试的温度范围都比较广泛。此种测试装置一般采样车用的防冻液(主要成分为冰点-45℃的乙二醇水溶液)，在某些工况下，防冻液所需的温度将超过防冻液的沸点，传统的冷水机将无法测试。

(5)由于产品测试的被测件大小多样，流量范围需求比较广泛，最大流量和最小流量的比值经常超过20倍，水泵变频调节的方式一般只有8-10倍的调节范围，从而流量的测试范围也受限；

(6)由于两套冷冻液循环系统，系统复杂，成本也较高。

发明内容

本发明的实施方式的目的在于提供一种能够克服以上现有技术的技术问题的测试用冷却液装置。

为了实现上述目的，本发明的实施方式设计了一种测试用冷却液装置，包括：

防冻液存储装置；

循环装置，在所述的防冻液存储装置的下方设置所述的循环装置；

冷却装置，在所述的循环装置上串联所述的冷却装置；

加热装置，在所述的冷却装置上串联所述的加热装置；

流量压力调节装置，在所述的加热装置上串联所述的流量压力调节装置；在所述的流量压力调节装置与所述的防冻液存储装置串联一通路；

被测试装置，在所述的流量压力调节装置上串联所述的被测试装置；

控制装置，所述的控制装置控制所述冷却装置和所述加热装置对进入所述循环装置、所述冷却装置、所述加热装置、所述流量压力调节装置以及被测试装置中的部分防冻液进行冷却或者加热；所述的循环装置驱动所述的部分防冻液，通过所述的流量压力调节装置对通入所述的被测试装置内的防冻液进行调整流量和压力。

进一步，在所述的防冻液存储装置的下方连接手动球阀的一端，所述的手动球阀进行排空。

进一步，所述的防冻液存储装置，还包括:

防冻液存储箱，在所述的防冻液存储装置上设置所述的防冻液存储箱；

第一浮球开关，在所述的防冻液存储箱的一侧的上方设置所述的第一浮球开关；

第二浮球开关，在所述的防冻液存储箱的一侧，在所述的第一浮球开关的下方设置所述的第二浮球开关；

电动球阀，在所述的防冻液存储箱的底部连接至所述的电动球阀的进口；所述的电动球阀的出口连接至所述的循环装置。

进一步，所述的循环装置，还包括：

第一过滤器，在所述的防冻液存储装置的电动球阀的出口连接所述的第一过滤器的进口；

循环泵，在所述的第一过滤器的出口连接至所述的循环泵的进口，所述的循环泵的出口连接至所述的冷却装置。

进一步，所述的冷却装置，还包括：

板式换热器，在所述的循环装置的循环泵的出口连接至所述的板式换热器一侧的进口；所述的板式换热器一侧的出口连接至所述的加热装置的进口；

冷媒端，在所述的板式换热器一侧连接所述的冷媒端。

进一步，所述的加热装置，还包括：

管道加热器，在所述的冷却装置的板式换热器一侧的出口连接所述的管道加热器的进口；

温度传感器安装壳，所述的管道加热器的出口连接所述的温度传感器安装壳的进口；所述的温度传感器安装壳的出口连接至所述的流量压力调节装置；

排气阀，在所述的管道加热器上设置所述的排气阀；

温度传感器，在所述的温度传感器安装壳的上方固定所述的温度传感器。

进一步，所述的流量压力调节装置，还包括：

流量调节阀，在所述的加热装置的温度传感器安装壳的出口连接至所述的流量调节阀的进口；所述的流量调节阀的第一出口连接至所述的通路；所述的通路是由所述的流量调节阀的第一出口连接至所述的被测试装置的第一三通的第一进口；所述第一三通的第二进口连接所述的被测试装置的出口；所述第一三通的出口连接设置在电动球阀和第一过滤器上的第二三通的进口处；

供液阀，所述的流量调节阀的第二出口连接至所述的供液阀的进口；

进口流量计，在所述的流量调节阀与所述的供液阀之间的管路上设置所述的进口流量计；

进口压力传感器，在所述的供液阀的出口连接所述进口压力传感器的进口；所述的进口压力传感器的出口连接至所述的被测试装置的进口。

进一步，所述的被测试装置，还包括：

被测件，在所述的流量压力调节装置的出口连接被测件的进口；

回液阀，所述的被测件的出口连接至所述的回液阀的进口；

四通管，所述的回液阀的出口连接至所述的四通管的进口；

出口压力传感器，在所述的四通管的一端设置所述的出口压力传感器；

出口温度传感器，在所述的所述的四通管的另一端设置所述的出口温度传感器；

所述的四通管的出口连接至第一三通的第二进口。

进一步，所述的控制装置，还包括：

工控机，在所述的控制装置上设置所述的工控机；

PLC，所述的工控机与所述的PLC通讯连接；所述的PLC的输入端与第一浮球开关、第二浮球开关、温度传感器、进口流量计、进口压力传感器、出口压力传感器、出口温度传感器进行电性连接；

所述的PLC的输出端与电动球阀、循环泵、管道加热器、流量调节阀、供液阀、回液阀通过继电回路连接。

在本发明中还提供了一种测试用冷却液装置的控制方法，包括以下步骤：

往防冻液存储箱中加入足够的已调配好的防冻液；打开电动球阀，让防冻液充入管道系统中；

PLC控制循环泵启动，同时打开供液阀和回液阀；防冻液在循环泵的作用下会从水箱流入整个所述的测试用冷却液装置，直到充满整个所述测试用冷却液装置和被测件；

当防冻液充满管道和被测件后，多余的防冻液就存储在防冻液存储箱中，不会参与循环；

PLC控制控制流量调节阀的开口大小，通过调节不同流量的防冻液进入被测件；

当被测件需要不同温度的防冻液时，工控机可以通过调节板式换热器或管道加热器控制防冻液的降温或升温；

当需要的防冻液工况温度超过大气压下防冻液的沸点时，PLC控制关闭电动球阀，所述测试用冷却液装置转换为带压力的闭式循环，随着系统压力提高，防冻液的沸点提高，防冻液的测试温度也相应提高，且防冻液就不再沸腾。

本发明同现有技术相比，在防冻液存储装置的下方设置循环装置；在循环装置上串联冷却装置；在冷却装置上串联加热装置；在加热装置上串联流量压力调节装置；在流量压力调节装置与防冻液存储装置串联一通路；在流量压力调节装置上串联被测试装置；控制装置控制冷却装置和加热装置对存储在防冻液存储装置的部分防冻液进行冷却或者加热；循环装置驱动部分防冻液，通过流量压力调节装置对通入被测试装置内的防冻液进行调整流量和压力；

解决了现有技术中，整个水箱冷却液全部参与循环，浪费能源；制冷板换的平均温差变小，导致制冷效率下降；防冻液所需的温度将超过防冻液的沸点，传统的冷水机将无法测试、流量的测试范围也受限以及由于两套冷冻液循环系统，系统复杂，成本也较高等技术问题。

附图说明

图1为本发明现有技术中的原理结构示意图；

图2为本发明的原理结构示意图；

图3为本发明的控制装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种测试用冷却液装置，如图2、图3所示，包括：

在本实施例中的防冻液存储装置100，主要是起到存储防冻液的作用；

在防冻液存储装置100的下方设置循环装置200；循环装置200主要用于循环防冻液的作用；

在循环装置200上串联冷却装置300；冷却装置300用于对防冻液进行冷却，使其达到测试所需要的低温的防冻液；

在冷却装置300上串联加热装置400；加热装置400用于对防冻液进行加热，使其达到测试所需要的高温的防冻液；冷却装置300和加热装置400用于控制防冻液的温度，使其满足测试所需要的防冻液的温度，从而满足各种不同温度类型防冻液的测试。

在加热装置400上串联流量压力调节装置500；在流量压力调节装置500与防冻液存储装置100串联一通路；通路主要在防冻液需要快速的进行加温时，防冻液不通过被测试装置600，从而得到快速的加温或者降温，从而达到快速升温和快速降温的目的。流量压力调节装置500用于控制防冻液的流量和压力，用于控制测试过程中的防冻液的流量和压力。

在流量压力调节装置500上串联被测试装置600；被测试装置600用于安装被测装置600以及对通过被测试装置600后的防冻液的流量和压力进行控制。

控制装置700控制冷却装置300和加热装置400对进入循环装置200、冷却装置300、加热装置400、流量压力调节装置500以及被测试装置600中的部分防冻液进行冷却或者加热；循环装置200驱动所述的部分防冻液，通过流量压力调节装置500对通入被测试装置600内的防冻液进行调整流量和压力。控制装置700主要起到自动控制的作用，控制装置700只控制进入循环装置200、冷却装置300、加热装置400、流量压力调节装置500以及被测试装置600中的部分防冻液，这样就可以解决现有技术中，整个水箱冷却液全部参与循环，浪费能源；制冷板换的平均温差变小，导致制冷效率下降；防冻液所需的温度将超过防冻液的沸点，传统的冷水机将无法测试、流量的测试范围也受限以及由于两套冷冻液循环系统，系统复杂，成本也较高等技术问题。

为了实现上述的技术效果，本实施例中的测试用冷却液装置，如图2、图3所示，在防冻液存储装置100的下方连接手动球阀19的一端，手动球阀19进行排空。手动球阀19主要用于排空防冻液存储装置10中的防冻液进行排空。

为了实现上述的技术效果，本实施例中的测试用冷却液装置，如图2、图3所示，防冻液存储装置100，还包括:

在防冻液存储装置100上设置防冻液存储箱1；防冻液存储箱1用于盛放防冻液。

在防冻液存储箱1的一侧的上方设置第一浮球开关2；第一浮球开关2用于限制防冻液存储箱1的最高液位。

在防冻液存储箱1的一侧，在第一浮球开关2的下方设置第二浮球开关3；第二浮球开关3用于防冻液存储箱1的最低液位，用于防冻液存储箱1的最低液位的报警。

在防冻液存储箱1的底部连接至电动球阀4的进口；电动球阀4的出口连接至循环装置200，控制装置700开启电动球阀4是让部分防冻液进入循环装置200、冷却装置300、加热装置400、流量压力调节装置500以及被测试装置600中，进入以后，控制装置700关闭电动球阀4，使得部分防冻液与防冻液存储箱1中的防冻液形成了隔绝，这样，就只需要部分防冻液进行工作，实现了能源的节约。

为了实现上述的技术效果，本实施例中的测试用冷却液装置，如图2、图3所示，循环装置200，还包括：

在防冻液存储装置100的电动球阀4的出口连接第一过滤器5的进口；第一过滤器5用于防止防冻液中杂质和垃圾吸入泵体；

在第一过滤器5的出口连接至循环泵6的进口，循环泵6的出口连接至冷却装置300。循环泵6是将进入进入循环装置200、冷却装置300、加热装置400、流量压力调节装置500以及被测试装置600中的部分防冻液进行循环。

为了实现上述的技术效果，本实施例中的测试用冷却液装置，如图2、图3所示，冷却装置300，还包括：

在循环装置200的循环泵6的出口连接至板式换热器7一侧的进口；板式换热器7一侧的出口连接至加热装置400的进口；在板式换热器7一侧连接冷媒端71，板式换热器7用于冷媒端71给流入的防冻液进行热交换，从而实现防冻液的降温，从而实现较低的温度的防冻液。

为了实现上述的技术效果，本实施例中的测试用冷却液装置，如图2、图3所示，加热装置400，还包括：

在冷却装置300的板式换热器7一侧的出口连接管道加热器8的进口；管道加热器8用于给流入的防冻液进行加热，从而实现防冻液的加温，从而实现较高的温度的防冻液。

温度传感器安装壳101，管道加热器8的出口连接温度传感器安装壳101的进口；温度传感器安装壳101的出口连接至流量压力调节装置500；

在管道加热器8上设置排气阀9；排气阀9主要用于将管道加热器8内，在加热过程中的加热蒸汽排除，使管道加热器8中保持高温的防冻液。

在温度传感器安装壳101的上方固定温度传感器10。温度传感器10用于测量防冻液的温度，控制装置700根据温度传感器10给定的温度进行控制加热或者冷却。

为了实现上述的技术效果，本实施例中的测试用冷却液装置，如图2、图3所示，流量压力调节装置500，还包括：

流量调节阀11，在加热装置400的温度传感器安装壳101的出口连接至流量调节阀11的进口；流量调节阀11的第一出口连接至所述的通路；所述的通路是由流量调节阀11的第一出口连接至被测试装置600的第一三通20的第一进口；第一三通20的第二进口连接被测试装置600的出口；第一三通20的出口连接设置在电动球阀4和第一过滤器5上的第二三通21的进口处；

流量调节阀11的第二出口连接至供液阀13的进口；供液阀13用于给被测试装置600，进行供给防冻液，

在流量调节阀11与供液阀13之间的管路上设置进口流量计12；进口流量计12用于测量通过被测试装置600，通过进口流量计12测量流量以后，控制装置700控制供液阀13，来调节进入被测试装置600的防冻液的流量。

在供液阀13的出口连接进口压力传感器14的进口；进口压力传感器14的出口连接至被测试装置600的进口。进口压力传感器14用于检测进入被测试装置600的防冻液的压力，控制装置700控制循环泵6来调节进入被测试装置600的防冻液的压力。

为了实现上述的技术效果，本实施例中的测试用冷却液装置，如图2、图3所示，被测试装置600，还包括：

在流量压力调节装置500的出口连接被测件15的进口；被测件15被安装在被测试装置600上进行测试，

被测件15的出口连接至回液阀16的进口；回液阀16和供液阀13一起用于控制进入和流出被测试装置600的防冻液的开启和关闭。

回液阀16的出口连接至四通管22的进口；四通管22用于连接回液阀16；用于安装出口压力传感器17和出口温度传感器18，

在四通管22的一端设置出口压力传感器17；

在四通管22的另一端设置出口温度传感器18；

四通管22的出口连接至第一三通20的第二进口。

为了实现上述的技术效果，本实施例中的测试用冷却液装置，如图2、图3所示，控制装置700，还包括：

工控机701，在控制装置700上设置工控机701；

PLC702，工控机701与PLC702通讯连接；PLC702的输入端与第一浮球开关2、第二浮球开关3、温度传感器10、进口流量计12、进口压力传感器14、出口压力传感器17、出口温度传感器18进行电性连接；PLC702的输入端接受第一浮球开关2、第二浮球开关3、温度传感器10、进口流量计12、进口压力传感器14、出口压力传感器17、出口温度传感器18的电信号，用于控制水位、温度、流量、压力这些防冻液参数。

PLC702的输出端与电动球阀4、循环泵6、管道加热器8、流量调节阀11、供液阀13、回液阀16通过继电回路连接。PLC702的输出端输出信号，通过继电回路控制电动球阀4、循环泵6、管道加热器8、流量调节阀11、供液阀13、回液阀16这些部件的开启和关闭。

在本发明的第二实施例中还提供了一种测试用冷却液装置的控制方法，如图3所示，包括以下步骤：

往防冻液存储箱1中加入足够的已调配好的防冻液；打开电动球阀4，让防冻液充入管道系统中；

PLC702控制循环泵6启动，同时打开供液阀13和回液阀16；防冻液在循环泵6的作用下会从水箱流入整个所述的测试用冷却液装置，直到充满整个所述测试用冷却液装置和被测件15；

当防冻液充满管道和被测件15后，多余的防冻液就存储在防冻液存储箱1中，不会参与循环；

PLC702控制控制流量调节阀11的开口大小，通过调节不同流量的防冻液进入被测件15；

当被测件15需要不同温度的防冻液时，工控机701可以通过调节板式换热器7或管道加热器8控制防冻液的降温或升温；

当需要的防冻液工况温度超过大气压下防冻液的沸点时，PLC702控制关闭电动球阀4，所述测试用冷却液装置转换为带压力的闭式循环，随着系统压力提高，防冻液的沸点提高，防冻液的测试温度也相应提高，且防冻液就不再沸腾。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种测试用冷却液装置，其特征在于，包括：

防冻液存储装置；

循环装置，在所述的防冻液存储装置的下方设置所述的循环装置；

冷却装置，在所述的循环装置上串联所述的冷却装置；

加热装置，在所述的冷却装置上串联所述的加热装置；

流量压力调节装置，在所述的加热装置上串联所述的流量压力调节装置；在所述的流量压力调节装置与所述的防冻液存储装置串联一通路；

被测试装置，在所述的流量压力调节装置上串联所述的被测试装置；

控制装置，所述的控制装置控制所述冷却装置和所述加热装置对进入所述循环装置、所述冷却装置、所述加热装置、所述流量压力调节装置以及被测试装置中的部分防冻液进行冷却或者加热；所述的循环装置驱动所述的部分防冻液，通过所述的流量压力调节装置对通入所述的被测试装置内的防冻液进行调整流量和压力。

2.根据权利要求1所述的测试用冷却液装置，其特征在于，在所述的防冻液存储装置的下方连接手动球阀的一端，所述的手动球阀进行排空。

3.根据权利要求1所述的测试用冷却液装置，其特征在于，所述的防冻液存储装置，还包括:

防冻液存储箱，在所述的防冻液存储装置上设置所述的防冻液存储箱；

第一浮球开关，在所述的防冻液存储箱的一侧的上方设置所述的第一浮球开关；

第二浮球开关，在所述的防冻液存储箱的一侧，在所述的第一浮球开关的下方设置所述的第二浮球开关；

电动球阀，在所述的防冻液存储箱的底部连接至所述的电动球阀的进口；所述的电动球阀的出口连接至所述的循环装置。

4.根据权利要求1所述的测试用冷却液装置，其特征在于，所述的循环装置，还包括：

第一过滤器，在所述的防冻液存储装置的电动球阀的出口连接所述的第一过滤器的进口；

循环泵，在所述的第一过滤器的出口连接至所述的循环泵的进口，所述的循环泵的出口连接至所述的冷却装置。

5.根据权利要求1所述的测试用冷却液装置，其特征在于，所述的冷却装置，还包括：

板式换热器，在所述的循环装置的循环泵的出口连接至所述的板式换热器一侧的进口；所述的板式换热器一侧的出口连接至所述的加热装置的进口；

冷媒端，在所述的板式换热器一侧连接所述的冷媒端。

6.根据权利要求1所述的测试用冷却液装置，其特征在于，所述的加热装置，还包括：

管道加热器，在所述的冷却装置的板式换热器一侧的出口连接所述的管道加热器的进口；

温度传感器安装壳，所述的管道加热器的出口连接所述的温度传感器安装壳的进口；所述的温度传感器安装壳的出口连接至所述的流量压力调节装置；

排气阀，在所述的管道加热器上设置所述的排气阀；

温度传感器，在所述的温度传感器安装壳的上方固定所述的温度传感器。

7.根据权利要求1所述的测试用冷却液装置，其特征在于，所述的流量压力调节装置，还包括：

流量调节阀，在所述的加热装置的温度传感器安装壳的出口连接至所述的流量调节阀的进口；所述的流量调节阀的第一出口连接至所述的通路；所述的通路是由所述的流量调节阀的第一出口连接至所述的被测试装置的第一三通的第一进口；所述第一三通的第二进口连接所述的被测试装置的出口；所述第一三通的出口连接设置在电动球阀和第一过滤器上的第二三通的进口处；

供液阀，所述的流量调节阀的第二出口连接至所述的供液阀的进口；

进口流量计，在所述的流量调节阀与所述的供液阀之间的管路上设置所述的进口流量计；

进口压力传感器，在所述的供液阀的出口连接所述进口压力传感器的进口；所述的进口压力传感器的出口连接至所述的被测试装置的进口。

8.根据权利要求1所述的测试用冷却液装置，其特征在于，所述的被测试装置，还包括：

被测件，在所述的流量压力调节装置的出口连接被测件的进口；

回液阀，所述的被测件的出口连接至所述的回液阀的进口；

四通管，所述的回液阀的出口连接至所述的四通管的进口；

出口压力传感器，在所述的四通管的一端设置所述的出口压力传感器；

出口温度传感器，在所述的四通管的另一端设置所述的出口温度传感器；

所述的四通管的出口连接至第一三通的第二进口。

9.根据权利要求1所述的测试用冷却液装置，其特征在于，所述的控制装置，还包括：

工控机，在所述的控制装置上设置所述的工控机；

PLC，所述的工控机与所述的PLC通讯连接；所述的PLC的输入端与第一浮球开关、第二浮球开关、温度传感器、进口流量计、进口压力传感器、出口压力传感器、出口温度传感器进行电性连接；

所述的PLC的输出端与电动球阀、循环泵、管道加热器、流量调节阀、供液阀、回液阀通过继电回路连接。

10.一种测试用冷却液装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

往防冻液存储箱中加入足够的已调配好的防冻液；打开电动球阀，让防冻液充入管道系统中；

PLC控制循环泵启动，同时打开供液阀和回液阀；防冻液在循环泵的作用下会从水箱流入整个所述的测试用冷却液装置，直到充满整个所述测试用冷却液装置和被测件；

当防冻液充满管道和被测件后，多余的防冻液就存储在防冻液存储箱中，不会参与循环；

PLC控制控制流量调节阀的开口大小，通过调节不同流量的防冻液进入被测件；

当被测件需要不同温度的防冻液时，工控机可以通过调节板式换热器或管道加热器控制防冻液的降温或升温；

当需要的防冻液工况温度超过大气压下防冻液的沸点时，PLC控制关闭电动球阀，所述测试用冷却液装置转换为带压力的闭式循环。

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