CN116834529A - 车辆的冷却系统、控制方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆的冷却系统、控制方法及车辆，冷却系统包括膨胀水壶、管道和限流装置。膨胀水壶包括第一开口、第二开口、第三开口和第四开口，管道包括第一管道、第二管道和第三管道，第一管道和第二管道用于对电机进行散热，第一管道包括进液口和出液口，进液口连通第一开口，出液口连通进液口，第二管道连通第一管道和第一开口。如此，通过设置第二管道连接第一管道和第三开口，第一管道中的冷却液和气体可以通过第二管道输出至膨胀水壶，通过将出液口连通进液口形成回路，并在第二管道设置限流装置，减少了第二管道的冷却液流量，从而减少了膨胀水壶中的漏热量，降低了漏热对电机和电池包散热性能的影响，减少了车辆的低压能耗。

Description

车辆的冷却系统、控制方法及车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种车辆的冷却系统、控制方法及车辆。

背景技术

目前，电动汽车的冷却循环回路通常包括电池冷却循环回路和电机冷却循环回路，且大部分电动汽车为了减小冷却循环回路的布置空间和成本，通常采用单壶设计，单壶设计是使电池冷却循环回路和电机冷却循环回路共用一个膨胀水壶。

虽然，单壶可同时满足电池冷却循环回路和电机冷却循环回路的防冻液加注及系统排气功能。但是，电池冷却循环回路和电机冷却循环回路的防冻液存在温差，当两个循环回路的防冻液同时运行相汇在单壶内时，在单壶内两回路必然存在热传递现象(行业简称：漏热)。两个循环回路发生热传递会影响电池冷却循环回路和电机冷却循环回路的散热性能及影响整车低压能耗。

发明内容

本发明提供一种车辆的冷却系统、控制方法及车辆。

本发明实施方式提供了一种车辆的冷却系统，所述冷却系统包括；

膨胀水壶，包括第一开口、第二开口、第三开口和第四开口；

管道，包括第一管道、第二管道和第三管道，所述第一管道包括进液口和出液口，所述进液口连接所述第一开口，所述出液口连接所述进液口，所述第二管道连接所述第一管道和所述第三开口，所述第三管道连所述第四开口和所述第二开口，所述第一管道和所述第二管道用于对电机散热，所述第三管道用于对电池包散热；

限流装置，位于所述第二管道，用于调节所述第二管道向所述第三开口提供的流量。

在某些实施方式中，所述冷却系统还包括散热装置，与所述第一管道和所述第二管道连接，用于对所述第一管道和所述第二管道内的液体和/或气体进行热交换。

在某些实施方式中，所述限流装置的口径小于所述第二管道的口径。

在某些实施方式中，所述限流装置的口径为1.2mm。

在某些实施方式中，所述第二管道被配置为将所述第一管道的气体和/或液体输出至膨胀水壶。

在某些实施方式中，所述冷却系统还包括第一液泵，分别连接所述第一开口和所述电机。

在某些实施方式中，所述冷却系统还包括第二液泵，分别连接所述第四开口和所述电池包。

本申请实施方式的控制方法，用于控制上述所述的冷却系统，所述控制方法包括：

获取所述第三开口的第一流量、所述第三开口的第一温度和所述第二开口的第二温度；

根据所述第一流量、所述第一温度和所述第二温度计算所述膨胀水壶的漏热量；

根据所述漏热量调节所述限流装置的口径。

本发明实施方式的车辆，包括上述的冷却系统。

本申请的冷却系统中，通过设置第二管道连接第一管道和第三开口，将第二管道设置为第一管道的并联支路，在电机冷却循环过程中，冷却液通过进液口从膨胀水壶进入第一管道，在第一管道中与电机进行热交换后，通过出液口流向进液口形成循环，第一管道中的部分冷却液和气体可以通过第二管道输出至膨胀水壶，通过在第二管道设置限流装置，减少了第二管道的冷却液流量，从而减少了电机冷却循环和电池包冷却循环在膨胀水壶中的漏热量，降低了漏热对电机和电池包散热性能的影响，减少了车辆的低压能耗。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的冷却系统的示意图；

图2是本发明实施方式的散热装置的装配示意图；

图3是本发明实施方式的控制方法的示意图；

图4是本发明实施方式的车辆的结构示意图。

主要元件符号说明：

车辆1000、冷却系统100、膨胀水壶10、第一开口11、第二开口12、第三开口13、第四开口14、管道20、第一管道21、进液口211、出液口212、第二管道22、第三管道23、限流装置30、散热装置40、散热片41、风机42、第一液泵50、第二液泵60、电机200、电池包300。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1，本发明提供了一种车辆1000的冷却系统100，冷却系统100包括膨胀水壶10、管道20和限流装置30。

膨胀水壶10包括第一开口11、第二开口12、第三开口13和第四开口14，管道20包括第一管道21、第二管道22和第三管道23，第一管道21和第二管道22用于对电机200进行散热，第三管道23用于对电池包300进行散热，第一管道21包括进液口211和出液口212，进液口211连接第一开口11，出液口212连接进液口211，使得第一管道21形成回路。第二管道22连接第一管道21和第三开口13，第三管道23的两端分别连接第四开口14和第二开口12。

限流装置30位于第二管道22，限流装置30的口径小于第二管道22的口径，限流装置30用于调节第二管道22向第三开口13提供的流量。限流装置30的口径可以设置为1.2mm，具体口径大小可以根据实际情况进行配置，在此不做限定。

具体地，膨胀水壶10用于存储冷却液，膨胀水壶10的冷却液通过第一开口11流向第一管道21，冷却液在第一管道21与电机200进行热交换，冷却液与电机200换热后通过第一管道21的出液口212流向进液口211，使得冷却液在第一管道21内完成电机200的冷却循环，第一管道21内的气体通过第二管道22输出至第三开口13，从而进入膨胀水壶10并通过膨胀水壶10排出至外界环境。膨胀水壶10的冷却液通过第四开口14流向第三管道23，冷却液在第三管道23与电池包300进行热交换，冷却液与电池包300换热后通过第三管道23流向第二开口12，使得冷却液回流至膨胀水壶10完成电池包300冷却循环。

进一步地，冷却液在第一管道21中持续进行电机200冷却循环时，第一管道21内的气体可以通过第二管道22输出至膨胀水壶10，在第一管道21内的气体完全排出的情况下，部分第一管道21内的冷却液可以通过第二管道22流向膨胀水壶10，也即是，冷却液在第一管道21与电机200进行热交换后，部分冷却液由第一管道21流向第二管道22，并通过第二管道22流入膨胀水壶10。

再进一步地，将限流装置30设置于第二管道22内，减小第二管道22流通气体和液体的口径，也即是，减少了第二管道22流向膨胀水壶10的冷却液，从而减小了电机200冷却循环的冷却液与电池包300冷却循环的冷却液进行热交换，减小了膨胀水壶10的漏热量。

应当说明的是，限流装置30可以采用电器控制阀调节第二管道22的导通口径，也可以采用限流器减小液体和气体的流通的孔径，相较于采用电气控制阀控制第二管道22的导通口径，采用限流器作为限流装置30成本更低，且无电路控制，控制逻辑简单、故障率更低，更加安全可靠。

本申请的冷却系统100中，通过设置第二管道22连接第一管道21和第三开口13，将第二管道22设置为第一管道21的并联支路，在电机200冷却循环过程中，冷却液通过进液口211从膨胀水壶10进入第一管道21，在第一管道21中与电机200进行热交换后，通过出液口212流向进液口211形成循环，第一管道21中的部分冷却液和气体可以通过第二管道22输出至膨胀水壶10，通过在第二管道22设置限流装置30，减少了第二管道22的冷却液流量，从而减少了电机200冷却循环和电池包300冷却循环在膨胀水壶10中的漏热量，降低了漏热对电机200和电池包300散热性能的影响，减少了车辆1000的低压能耗。

请结合图1和图2，在某些实施方式中，冷却系统100还包括散热装置40。

具体地，第一管道21依次连通第一开口11、电机200和散热装置40，散热装置40连接第一管道21和第二管道22，散热装置40用于对第一管道21内流通的冷却液进行散热，将冷却液与电机200进行热交换吸收的热量散发至外界环境。

进一步地，散热装置40可以包括散热片41和风机42，散热片41可以由铜、铝等具有导热性的材质制成，散热片41可以供冷却液流通。第一管道21连通散热片41，也即是，冷却液通过第一管道21流入散热片41，再由散热片41流入下一阶段的第一管道21和第二管道22，风机42朝向散热片41吹风。在开启电机200冷却循环的过程中，冷却液在第一管道21内与电机200进行热交换，吸收了电机200的热量后通过第一管道21流入散热片41，散热片41与冷却液进行热交换，在风机42的作用下，散热片41吸收的热量散发至外界环境，使得散热片41可以持续吸收冷却液中的热量，从而降低冷却液的温度，降温后的冷却液流入第一管道21进行循环。

在一些示例中，车辆1000处于高速行驶状态，电机200产生的热量较高，风机42的风速不足以满足散热片41的散热，可以通过车辆1000的格栅将外界环境的高速风引导至散热片41，从而加速散热片41散热，进而加速冷却液降温，满足电机200冷却循环的需求。

应当说明的是，散热装置40还可以连接第二管道22，也即是，散热装置40可以与第一管道21内流通的冷却液进行热交换，同时与第二管道22内流通的冷却液进行热交换。本申请的散热装置40与第一管道21内流通的冷却液进行热交换后，冷却液分别流入第一管道21和第二管道22，从而第一管道21的冷却液通过出液口212流入进液口211，第二管道22的冷却液回流至膨胀水壶10，完成电机200冷却循环。

如此，冷却系统100通过设置散热装置40对冷却液进行散热，使得冷却液温度降低后参与下一次电机200冷却循环，满足了电机200冷却循环对冷却液温度的要求，避免了冷却液无法吸收电机200产生的热量，保护了电机200。

请参阅图1，在某些实施方式中，冷却系统100还包括第一液泵50和第二液泵60。

具体地，第一液泵50设置于第一管道21，第一液泵50分别连接第一开口11和电机200，第一液泵50用于给第一管道21内的冷却液进行增压，增压后的冷却液加速流向电机200，从而与电机200进行热交换。

第二液泵60设置于第三管道23，第二液泵60分别连接第四开口14和电池包300，第二液泵60用于通过第四开口14抽取膨胀水壶10的冷却液，冷却液经过第二液泵60增压后加速流向电池包300，从而与电池包300进行热交换。

如此，冷却系统100通过设置第一液泵50增加电机200冷却循环的冷却液流速，提高了电机200的换热效率，通过设置第二液泵60增加电池包300冷却循环的冷却液流速，提高了电池包300的换热效率。

请参阅图3，本申请提供了一种控制方法，控制方法用于控制冷却系统100，控制方法包括：

S10：获取第三开口的第一流量、第三开口的第一温度和第二开口的第二温度；

S20：根据第一流量、第一温度和第二温度计算膨胀水壶的漏热量；

S30：根据漏热量调节限流装置的口径。

漏热量是指电机200冷却循环中的冷却液与电池包300冷却循环中的冷却液进行热交换的能量。

具体地，通过在第三开口13设置流速传感器检测第三开口13的流速，并通过第三开口13的进水面积计算第一流量。通过在第三开口13设置温度传感器检测第三开口13的第一温度。通过在第二开口12设置温度传感器检测第二开口12的第二温度。

进一步地，根据热计算公式：Q＝cρV△t，其中，Q为漏热量，c为冷却液的比热容，ρ为冷却液的密度，V为第一流量，△t为第一温度和第二温度的温度差，也即是，第一流量与漏热量成正比，根据第一流量、第一温度和第二温度可以计算膨胀水壶10的漏热量，从而根据漏热量调节限流装置30的口径，以调节第一流量V，使得漏热量Q降低至可接受范围，例如，本申请通过将限流装置30的口径调至1.2mm，使得漏热量不足30W，具体漏热量可接受范围可根据实际情况进行配置，在此不做限定。

本申请的控制方法中，通过检测第三开口13的第一流量和第一温度，检测第二开口12的第二温度，从而计算膨胀水壶10的漏热量，根据热计算公式漏热量与第一流量成正比，从而根据漏热量调节限流装置30的口径，使得第一流量降低，漏热量降低，降低了漏热对电机200和电池包300散热性能的影响，减少了车辆1000的低压能耗。

请参阅图4，本申请提供了一种车辆1000，车辆1000包括冷却系统100。

本申请的车辆1000中，冷却系统100通过设置第二管道22连接第一管道21和第三开口13，将第二管道22设置为第一管道21的并联支路，在电机200冷却循环过程中，冷却液通过进液口211从膨胀水壶10进入第一管道21，在第一管道21中与电机200进行热交换后，通过出液口212流向进液口211形成循环，第一管道21中的部分冷却液和气体可以通过第二管道22输出至膨胀水壶10，通过在第二管道22设置限流装置30，减少了第二管道22的冷却液流量，从而减少了电机200冷却循环和电池包300冷却循环在膨胀水壶10中的漏热量，降低了漏热对电机200和电池包300散热性能的影响，减少了车辆1000的低压能耗。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种车辆的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统包括；

膨胀水壶，包括第一开口、第二开口、第三开口和第四开口；

管道，包括第一管道、第二管道和第三管道，所述第一管道包括进液口和出液口，所述进液口连接所述第一开口，所述出液口连接所述进液口，所述第二管道连接所述第一管道和所述第三开口，所述第三管道连所述第四开口和所述第二开口，所述第一管道和所述第二管道用于对电机散热，所述第三管道用于对电池包散热；

限流装置，位于所述第二管道，用于调节所述第二管道向所述第三开口提供的流量。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括散热装置，与所述第一管道和所述第二管道连接，用于对所述第一管道和所述第二管道内的液体和/或气体进行热交换。

3.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述限流装置的口径小于所述第二管道的口径。

4.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，所述限流装置的口径为1.2mm。

5.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述第二管道被配置为将所述第一管道的气体和/或液体输出至膨胀水壶。

6.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括第一液泵，分别连接所述第一开口和所述电机。

7.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括第二液泵，分别连接所述第四开口和所述电池包。

8.一种控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1-7的冷却系统，所述控制方法包括：

获取所述第三开口的第一流量、所述第三开口的第一温度和所述第二开口的第二温度；

根据所述第一流量、所述第一温度和所述第二温度计算所述膨胀水壶的漏热量；

根据所述漏热量调节所述限流装置的口径。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1-7任一项所述的冷却系统。