CN117052951A - 一种多通阀、热管理装置、储能设备和车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种多通阀、热管理装置、储能设备和车辆,涉及能源技术领域,以解决目前的多通阀结构复杂等问题。多通阀可以包括外壳、至少两个阀芯、传动组件和驱动器组件;外壳的内部具有腔体,该至少两个阀芯可旋转的设置在腔体内并沿轴向依次设置;传动组件与至少两个阀芯连接,驱动器组件设置于外壳的第一端,并与传动组件连接;驱动器组件用于通过传动组件驱动每个阀芯分别转动。多个阀芯沿轴向依次设置,不会额外增加多通阀的径向尺寸,有助于实现多通阀的小型化设计;驱动器组件可以通过传动组件驱动每个阀芯分别转动,能避免不同阀芯之间相互干扰,在需要对不同的对接口之间的连通或断开状态进行切换时,具有较好的灵活性和可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及能源技术领域,尤其涉及一种多通阀、热管理装置、储能设备和车辆。
背景技术
随着新能源车辆、储能等技术的不断发展和应用,热管理装置中管路的数量和复杂程度也有了明显的提升。例如,以新能源车辆为例,在车辆中可以包括电池包、电机和热管理装置等。电池包可以向电机提供电能,电机在运转时可驱动车轮转动,从而实现车辆的行驶功能。热管理装置可以对电池包和电机的温度进行冷却或加热,以使电池包和电机处于正常的温度范围内。另外,热管理装置还可以对乘员舱的温度进行有效调控,以满足用户的制冷或供热需求。在实际应用中,热管理装置可以通过管路对电池包、电机、乘员舱的热量进行有效调控,管路中配备有多通阀,多通阀可以对冷却介质在管路中的流通路径进行调整,从而实现灵活调控。
但是,目前的多通阀存在结构复杂、设计不合理等问题,不利于实现小型化设计。
发明内容
本申请提供了一种结构简单,有利于实现小型化设计的多通阀、热管理装置、储能设备和车辆。
第一方面,本申请提供了一种多通阀,可以包括外壳、至少两个阀芯、传动组件和驱动器组件。外壳用于容纳至少两个阀芯。至少两个阀芯,每个阀芯用于相对外壳转动,至少两个阀芯沿轴向依次设置。驱动器组件,设置于外壳的外侧,驱动器组件用于通过传动组件驱动每个阀芯分别转动。
在本申请提供的多通阀中,每个阀芯中均具有流道,从而可以有效提升多通阀中流道的数量以及外壳中对接口的数量。另外,多个阀芯沿轴向依次设置,不会额外增加多通阀的径向尺寸,因此,有助于实现多通阀的小型化设计。另外,外壳中的对接口可以在轴向上分布,因此,能够在有限的外周面上设置更多较大口径的对接口,有利于保证多通阀的流量。驱动器组件可以通过传动组件驱动每个阀芯分别转动,能避免不同阀芯之间相互干扰,因此,在需要对不同的对接口之间的连通或断开状态进行切换时,具有较好的灵活性和可靠性。
在一种示例中,该至少两个阀芯可以包括第一阀芯和第二阀芯。驱动器组件可以包括第一驱动器和第二驱动器。传动组件可以包括第一轴体和第二轴体,且第一轴体与第二轴体的轴心重合。第一轴体与第一驱动器和第一阀芯连接,使得第一驱动器能够通过第一轴体驱动第一阀芯转动。第二轴体与第二驱动器和第二阀芯连接。使得第二驱动器能够通过第二轴体驱动第二阀芯转动。概括来说,第一驱动器和第二驱动器可以通过不同的两个轴体驱动第一阀芯和第二阀芯分别转动。
在具体设置时,第一轴体可以具有与第一驱动器连接的第一端,第二轴体具有与第二驱动器连接的第二端。第一轴体的第一端和第二轴体的第二端沿轴向依次设置,以使第一轴体和第二轴体均能够与对应的驱动器有效连接。
在一种示例中,该至少两个阀芯可以包括第三阀芯和第四阀芯。驱动器组件包括第三驱动器,第三驱动器具有输出轴。传动组件包括第三轴体和第四轴体,且第三轴体与第四轴体的轴心重合,第三轴体与第三阀芯连接,第四轴体与第四阀芯连接。传动组件还包括第一单向传动件和第二单向传动件,第一单向传动件与输出轴和第三轴体连接,第二单向传动件与输出轴和第四轴体连接;其中,输出轴沿第一旋向旋转时,使第一单向传动件带动第三轴体和第三阀芯转动;输出轴沿第二旋向旋转时,使第二单向传动件带动第四轴体和第四阀芯转动,且第一旋向和第二旋向的旋向相反。概括来说,第三驱动器的输出轴用于沿着不同的旋向旋转时,可以驱动不同的阀芯转动,使得单个驱动器能够驱动不同的阀芯分别转动,从而能够有利于降低驱动器的使用数量。
在上述的示例中,单向传动件位于驱动器和轴体之间。然而,在实际应用时,单向传动件也可以位于轴体与阀芯之间。
例如,在一种示例中,至少两个阀芯包括第三阀芯和第四阀芯。驱动器组件包括第三驱动器;传动组件包括第三轴体,第三轴体与第三驱动器连接。传动组件还包括第一单向传动件和第二单向传动件,第一单向传动件与第三阀芯和第三轴体连接,第二单向传动件与第四阀芯和第三轴体连接;其中,第三轴体沿第一旋向旋转时,使第一单向传动件带动第三阀芯转动。第三轴体沿第二旋向旋转时,使第二单向传动件带动第四阀芯转动,且第一旋向和第二旋向的旋向相反。
在具体设置时,在相邻的两个阀芯中,每个阀芯具有朝向另一个阀芯设置的开口,且相邻的两个阀芯之间处于第一相对角度时两个开口相连通,以实现两个阀芯的通道之间的连通。
在一种示例中,至少一个阀芯包括至少两个流道,且至少两个流道在轴向上分隔设置。阀芯中的流道在轴向上进行分布后,可以避免占用径向空间,另外,还有利于提升流道的设置数量。
在一种示例中,外壳包括腔体和多个对接口,腔体用于容纳所述至少两个阀芯,多个对接口用于分别连通腔体,多个对接口沿轴向依次设置。
第二方面,本申请还提供了一种热管理装置,可以包括控制器、多个换热器和上述的多通阀,多通阀连接于至少两个换热器之间,用于接通或断开该两个换热器之间的通路。控制器与驱动器组件连接,用于通过驱动器组件控制阀芯的旋转角度,从而实现不同换热器之间的连通或断开,以使不同换热器之间能够进行热量交换。
在本申请提供的热管理装置中,通过配备上述的多通阀,使得单个的多通阀能够与较多的换热器进行连接,从而对不同换热器之间的连通或断开状态进行有效控制。另外,上述的多通阀结构简单、便于部署,能有效提升热管理装置在部署时的便利性。
在一种示例中,热管理装置可以包括热泵装置和散热器。热泵装置包括通过循环管路依次连通的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发。;多通阀连接于冷凝器与散热器之间,用于接通或断开冷凝器与散热器之间的通路;和/或,多通阀连接于蒸发器和散热器之间,用于接通或断开蒸发器与散热器之间的通路。通过配备热泵系统,可以有效降低热管理系统的能耗,另外,通过热泵系统还能有效提升热管理系统在低温环境中的制热能力,以及在高温环境中的制冷能力。
在一种示例中,热管理装置还可以包括冷板。多通阀连接于冷板和散热器之间,用于接通或断开冷板与散热器之间的通路。
在一种示例中,多通阀还连接于冷板和冷凝器之间,用于接通或断开冷板与冷凝器之间的通路;和/或,多通阀连接于冷板和蒸发器之间,用于接通或断开冷板与蒸发器之间的通路。
在一种示例中,冷凝器、蒸发器、散热器和冷板均与同一个多通阀连接。即通过一个多通阀便可实现多个换热器之间的连接,有助于降低多通阀的配备数量。
第三方面,本申请还提供了一种储能设备,可以包括电池包、功率变换电路和上述的热管理装置,热管理装置中的换热器可以与电池包导热接触。功率变换电路与电池包连接,用于将交流电转化为直流电后提供给电池包,或者,将来自电池包的直流电转化为交流电。通过应用上述的热管理装置,换热器可以对电池包进行升温或冷却,使电池包处于正常的温度范围内,能有效提升电池包的充放电效率和安全性。
第四方面,本申请还提供了一种车辆,可以包括电池包、电机和上述的热管理装置。热管理装置中的一些换热器可以与电池包导热接触,另一些换热器可以与电机导热接触。通过配备上述的热管理装置,换热器可以对电池包和电机进行升温或冷却,能有效保证电池包和电机等部件的运行可靠性,并且,热管理装置在进行部署时较为灵活。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种可能的热管理装置的结构框图;
图2为本申请实施例提供的一种常规的多通阀的截面图;
图3为本申请实施例提供的一种常规的多通阀的阀芯旋转后的截面图;
图4为本申请实施例提供的一种多通阀的立体结构示意图;
图5为本申请实施例提供的一种多通阀的分解结构示意图;
图6为本申请实施例提供的一种多通阀的剖面结构示意图;
图7为本申请实施例提供的另一种多通阀的剖面结构示意图;
图8为本申请实施例提供的一种单向轴体的结构示意简图;
图9为本申请实施例提供的另一种多通阀的剖面结构示意图;
图10为本申请实施例提供的一种多通阀部分结构的分解结构示意图;
图11为本申请实施例提供的一种多通阀部分结构的分解结构示意图;
图12为本申请实施例提供的另一种多通阀的分解结构示意图;
图13为本申请实施例提供的另一种多通阀的剖面结构示意图;
图14为本申请实施例提供的另一种多通阀的剖面结构示意图;
图15为本申请实施例提供的另一种多通阀的部分结构的剖面结构示意图;
图16为本申请实施例提供的一种热管理装置的结构框图;
图17为本申请实施例提供的一种热管理装置中介质的流通路径的示意图;
图18为本申请实施例提供一种热管理装置中介质的另一种流通路径的示意图;
图19为本申请实施例提供一种热管理装置中介质的另一种流通路径的示意图;
图20为本申请实施例提供一种热管理装置中介质的另一种流通路径的示意图;
图21为本申请实施例提供一种热管理装置中介质的另一种流通路径的示意图;
图22为本申请实施例提供一种热管理装置中介质的另一种流通路径的示意图;
图23为本申请实施例提供一种热管理装置中介质的另一种流通路径的示意图;
图24为本申请实施例提供的一种储能设备的结构框图;
图25为本申请实施例提供的一种车辆的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
为了方便理解本申请实施例提供的多通阀,下面首先介绍一下其应用场景。
本申请实施例提供的多通阀可以应用在热管理装置中,用于实现管路之间的连通或断开,从而对冷却液的流通路径进行有效调控。
例如,如图1所示,在一种可能的热管理装置中,可以包括散热器01和冷凝器02。散热器01和冷凝器02均与管路03连接,冷却液在管路03中流通时,可以与散热器01和冷凝器02进行热交换,从而实现热量传递的功能。另外,不同的管路之间与多通阀04的对接口连接,通过改变多通阀04中阀芯的转动位置可以实现不同管路之间的连通或断开,从而对冷却液的流通路径进行有效调控。需要说明的是,在具体应用时,热管理装置中还可以包括水泵、加热器、压缩机或膨胀阀等器件。其中,热管理装置中所配备的器件的数量和类型可以按照目前较为常规的方式进行设置,在此不作赘述。
如图2所示,多通阀04可以包括外壳041和设置在外壳041内的阀芯042。其中,外壳具有四个用于与外部管路连接的对接口,分别为对接口1、对接口2、对接口3和对接口4。阀芯042中具有两个流道,分别为第一流道1421和第二流道0422。
如图2所示,对接口1和对接口4之间可以通过第一流道0421连通,对接口2和对接口3之间可以通过第二流道0422连通。
如图3所示,此时阀芯042沿逆时针方向转动了90°,对接口1和对接口2之间可以通过第二流道0422连通,对接口3和对接口4之间可以通过第一流道0421连通。即,通过改变阀芯042的转动角度可以对不同对接口之间的连通状态进行有效切换。
随着热管理装置的发展和广泛普及,热管理装置的结构越来越复杂,管路的数量也越来越多。但是,在目前的多通阀04中,在有限的尺寸下,外壳041难以提供更多的对接口,阀芯042也难以提供更多的流道。或者,当对接口的数量较多时,单个对接口的口径会明显降低,从而会降低多通阀的流量。为此,现有技术中,通常会在热管理装置中配备更多数量的多通阀。但是,多通阀04的数量较多后,会明显提升使用成本和布设难度,并且,数量较多的多通阀也会占用较多的空间。
为此,本申请实施例提供了一种结构简单,有利于实现小型化设计的多通阀。
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图和具体实施例对本申请作进一步地详细描述。
本申请实施例中,多通阀包括外壳、至少两个阀芯、传动组件和驱动器组件。外壳用于容纳至少两个阀芯。至少两个阀芯,每个阀芯用于相对外壳转动,至少两个阀芯沿轴向依次设置。驱动器组件,设置于外壳的外侧,驱动器组件用于通过传动组件驱动每个阀芯分别转动。本申请实施例中,轴向与阀芯的旋转辆的轴向相同。
一种实施例中,外壳包括腔体和多个对接口,腔体用于容纳所述至少两个阀芯,多个对接口用于分别连通腔体,多个对接口沿轴向依次设置。
一种实施例中,在相邻的两个所述阀芯中,每个所述阀芯具有朝向另一个所述阀芯设置的开口,所述相邻的两个阀芯之间处于第一相对角度时两个所述开口相连通。
如图4和图5所示,在本申请提供的一种示例中,多通阀10可以包括外壳11、第一阀芯12、第二阀芯13、传动组件14和驱动器组件15。外壳11的内部具有腔体111,第一阀芯12和第二阀芯13可旋转的设置在腔体111内,并且,第一阀芯12和第二阀芯13沿轴向依次设置。通过对第一阀芯12和第二阀芯13的旋转角度进行调节时,可以实现不同对接口之间的连通或断开。驱动器组件15用于产生机械驱动力,传动组件14与第一阀芯12、第二阀芯13和驱动器组件15连接,用于将驱动器组件15产生的机械驱动力传递至第一阀芯12和第二阀芯13,使得驱动器组件15能够通过传动组件14驱动每个第一阀芯12和第二阀芯13分别转动。
在本申请提供的多通阀10中,第一阀芯12中具有流道,第二阀芯13中也具有流道,从而可以有效提升多通阀10中流道的数量以及外壳11中对接口的数量。另外,第一阀芯12和第二阀芯13沿轴向依次设置,不会额外增加多通阀10的径向尺寸,因此,有助于实现多通阀10的小型化设计。另外,外壳11中的对接口可以在轴向上分布,因此,能够在有限的外周面上设置更多较大口径的对接口,有利于保证多通阀10的流量。驱动器组件15可以通过传动组件14驱动第一阀芯12和第二阀芯13分别转动,能避免第一阀芯12和第二阀芯13之间相互干扰,因此,在需要对不同的对接口之间的连通或断开状态进行切换时,具有较好的灵活性和可靠性。
首先说明的是,为了便于理解本申请技术方案,在本申请提供的示例中,第一阀芯12具有两个流道,分别为流道120a和流道120b。第二阀芯13中具有两个流道,分别为流道130a和流道130b。外壳11具有八个对接口,分别为对接口110a、对接口110b、对接口110c、对接口110d、对接口110e、对接口110f、对接口110g和对接口110h。其中,对接口110a、对接口110b、对接口110c和对接口110d对应第一阀芯12设置,可以与第一阀芯12中的流道120a和流道120b连通。对接口110e、对接口110f、对接口110g和对接口110h对应第二阀芯13设置,可以与第二阀芯13中的流道130a和流道130b连通。
在其他的示例中,第一阀芯12中也可以具有一个流道、三个流道或者更多个流道。第二阀芯13中也可以具有一个流道、三个流道或者更多个流道,本申请对此不作限制。
在实际应用中,外壳11的结构形状可以是多样的。
例如,如图4和图5所示,在本申请提供的一种示例中,外壳11为圆柱状的筒形结构,具有相对设置的第一端(如图5中的上端)和第二端(如图5中的下端)。外壳11的内部具有圆筒形的腔体111。
外壳11的第一端设有驱动器组件15,第二端具有端盖18。驱动器组件15能够对外壳11的第一端起到封盖的作用,端盖18能够对第二端起到封盖的作用,以保证腔体111的密闭性。
具体来说,驱动器组件15包括壳体151、第一驱动器152和第二驱动器153。第一驱动器152和第二驱动器153均设置在壳体151,其中,第一驱动器152和第二驱动器153具体可以是电机等能够产生驱动力的器件,本申请对第一驱动器152和第二驱动器153的具体类型不作限制。
在本申请提供的示例中,驱动器组件15为集成的结构,在实际应用时,可以将驱动器组件15中的第一驱动器152和第二驱动器153均设置在外壳11的同一侧(如第一端),因此,有利于提升制作和装配时的便利性。另外,在具体布设时,也便于导电线路的走线布局。
或者可以理解的是,若将第一驱动器152设置在壳体151中、将第二驱动器153设置在端盖18中。在进行布线时,则需要两条独立的线缆与第一驱动器152和第二驱动器153连接,因此会增加线缆的布设路径和布设难度。在本申请提供的示例中,将第一驱动器152和第二驱动器153集成设置在壳体151中后,在进行布线时,用于连接第一驱动器152和第二驱动器153的线缆则可以位于同一个布设路径中,有利于降低线缆的布设路径和布设难度。另外,在端盖18中不需要为驱动器提供安装位置,因此,端盖18的结构可以比较简单,有利于提升制作时的便利性。另外,在一些示例中,在端盖18中也可以设置对接口,因此,能够有效提升对接口的设置数量和布设位置的灵活性。在以下的示例中,将以对接口均设置在外壳11的外周面上为例进行具体说明。
另外,在具体设置时,第一阀芯12和第二阀芯13的结构可以是多样的。
例如,如图5所示,在本申请提供的一种示例中,第一阀芯12大致呈圆柱形。具体来说,第一阀芯12具有相对设置的板体121和板体122,在板体121和板体122之间具有隔板123。隔板123的一侧为流道120a,隔板123的另一侧为流道120b。
第二阀芯13与第一阀芯12的结构大致相同,即第二阀芯13具有相对设置的板体131和板体132,在板体131和板体132之间具有隔板133。隔板133的一侧为流道130a,隔板133的另一侧为流道130b。
如图5所示,第一阀芯12的板体121和板体122的边缘与腔体111的内壁密闭贴合,第二阀芯13的板体131和板体132的边缘也与腔体111的内壁密闭贴合,使得流道120a、流道120b、流道130a和流道130b具有较好的密闭性。
另外,在对传动组件14进行设置时,传动组件14的类型也可以是多样的。
例如,如图5和图6所示,在本申请提供的一种示例中,传动组件14包括第一轴体141和第二轴体142,且第一轴体141与第二轴体142的轴心重合。第一轴体141与第一驱动器152和第一阀芯12连接,第二轴体142与第二驱动器153和第二阀芯13连接。
具体来说,在本申请提供的示例中,第一轴体141与第一阀芯12为一体结构。第一轴体141位于第一阀芯12的轴心,并且,第一轴体141的第一端(如图6中的上端)伸出于第一阀芯12的外表面。另外,第一轴体141的第一端的外周面具有齿形部1411。第一驱动器152的输出轴1521具有与该齿形部1411相啮合的齿形部1522,第一驱动器152的输出轴1521在转动时,可驱动第一轴体141及第一阀芯12同步转动。
另外,第二轴体142与第二阀芯13为一体结构。第二轴体142位于第二阀芯13的轴心,并且第二轴体142的第二端(如图6中的上端)伸出于第一轴体141的第一端。另外,第二轴体142的直径小于第一轴体141的直径,第一轴体141的轴心具有通孔,第二轴体142穿设在通孔内,第二轴体142的第二端伸出于第一轴体141,并且,第一端和第二端沿轴向依次设置。另外,第二轴体142的第二端的外周面还具有齿形部1421,第二驱动器153的输出轴1531具有与该齿形部1421相啮合的齿形部1532,第二驱动器153的输出轴1531在转动时,可驱动第二轴体142及第二阀芯13同步转动。另外,第一轴体141的第一端(或齿形部1411)与第二轴体142的第二端(或齿形部1421)沿轴向依次设置后,能避免第一轴体141和第二轴体142之间产生位置干涉,以使第一轴体141的第一端能与第一驱动器152进行有效连接,第二轴体142的第二端能与第二驱动器153进行有效连接。
在上述的示例中,第一轴体141与第一阀芯12为一体的结构设计,在进行制作时,可以同时将第一轴体141和第一阀芯12制作成型,并实现第一轴体141与第一阀芯12之间的固定连接。在其他的示例中,第一轴体141与第一阀芯12也可以是相互独立的结构,并且,第一轴体141与第一阀芯12之间可以采用焊接等方式实现固定连接。本申请对第一轴体141和第一阀芯12的制作方式和连接方式不作限制。另外,在其他的示例中,第二轴体142和第二阀芯13也可以是相互独立的结构,在此不作赘述。
需要说明的是,第一轴体141与第二轴体142之间采用嵌套的结构设计,并且,第一轴体141与第二轴体142之间可相对转动,因此,第一轴体141在转动时,并不会带动第二轴体142转动。相应的,第二轴体142在转动时,并不会带通第一轴体141转动。
概括来说,在本申请提供的示例中,第一驱动器152可以通过第一轴体141驱动第一阀芯12单独转动,第二驱动器153可以通过第二轴体142驱动第二阀芯13单独转动,以使驱动器组件15能够驱动第一阀芯12和第二阀芯13单独转动。
在上述的示例中,每个阀芯均配备有独立的驱动器来实现转动功能。在其他的示例中,单个驱动器也可以驱动两个阀芯分别转动,从而可以降低驱动器的是配置数量。
例如,如图7所示,在本申请提供的一种示例中,多通阀10中包括第三阀芯16和第四阀芯17,驱动器组件15可以包括第三驱动器154,且第三驱动器154具有输出轴1541。传动组件14包括第三轴体143和第四轴体144,且第三轴体143与第四轴体144的轴心重合。第三轴体143与第三阀芯16连接,第四轴体144与第四阀芯17连接。
传动组件14还包括第一单向传动件145和第二单向传动件146,第一单向传动件145与输出轴1541和第三轴体143连接,第二单向传动件146与输出轴1541和第四轴体144连接。其中,输出轴1541沿第一旋向旋转时,使第一单向传动件145带动第三轴体143和第三阀芯16转动;输出轴1541沿第二旋向旋转时,使第二单向传动件146带动第四轴体144和第四阀芯17转动,且第一旋向和第二旋向的旋向相反。
具体来说,第一单向传动件145和第二单向传动件146仅能传递单向的驱动力。在实际应用时,第一单向传动件145和第二单向传动件146具体可以是单向轴承或棘轮机构等,本申请对第一单向传动件145和第二单向传动件146的具体类型不作限制。
为了便于理解本申请技术方案,下面将第一单向传动件145和第二单向传动件146是单向轴承为例进行示例性说明。
如图8所示,单向轴承05可以包括同轴设置的内圈051和外圈052。当内圈051沿着某一旋向(如顺时针方向)旋转时,外圈052能够随内圈051同步旋转。当内圈051沿着另一旋向(如逆时针方向)旋转时,外圈052不随内圈旋转,从而实现单向轴承05的单向转动功能。其中,单向轴承05可以采用目前较为常用的类型,在此不作详细说明。
如图7所示,在本申请提供的一种示例中,第三轴体143与第三阀芯16固定连接,第一单向传动件145连接在第三轴体143和齿轮40之间。齿轮40与第三驱动器154的输出轴1541的齿形部1542相啮合。第四轴体144与第四阀芯17固定连接,第二单向传动件146连接在第四轴体144和齿轮40之间。第三驱动器154的输出轴1541沿第一旋向旋转时,可通过第一单向传动件145带动第三轴体143及第三阀芯16转动,并且,第四轴体144及第四阀芯17不会被转动。当第三驱动器154的输出轴1541沿第二旋向旋转时,可通过第二单向传动件146带动第四轴体144及第四阀芯17转动,并且,第三轴体143及第三阀芯16不会被转动。
概括来说,第三驱动器154的输出轴1541在沿着不同的旋向旋转时,可以驱动不同的阀芯转动。使得单个驱动器能够驱动不同的阀芯分别转动,从而能够有利于降低驱动器的使用数量。
另外,在上述的示例中,第一单向传动件145位于第三驱动器154和第三轴体143之间的传递路径中,第二单向传动件146位于第三驱动器154和第四轴体144之间的传递路径中。然而,第一单向传动件145和第二单向传动件146也可以连接在其他位置。
例如,如图9所示,在本申请提供的一种示例中,第一单向传动件145连接在第三轴体143和第三阀芯16之间,第二单向传动件146连接在第四轴体144和第四阀芯17之间,齿轮40与第三轴体143和第四轴体144固定连接。
第三驱动器154的输出轴1541在旋转时,在齿形部1542与齿轮40的啮合作用下,第三轴体143和第四轴体144可随输出轴1541同步旋转。另外,第三驱动器154的输出轴1541在沿第一旋向旋转时,第三轴体143可以通过第一单向传动件145带动第三阀芯16转动,并且,第四阀芯17不会被转动。当第三驱动器154的输出轴1541沿第二旋向旋转时,可通过第二单向传动件146带动第四阀芯17转动,并且,第三阀芯16不会被转动。
另外,如图10和图11所示,在本申请提供的另一种示例中,在一些情况下,相邻的两个阀芯之间的流道也可以连通。
具体来说,如图10所示,在本申请提供的一种示例中,第一阀芯12具有朝向第二阀芯13设置的开口1221,第二阀芯13具有朝向第一阀芯12设置的开口1311。
如图10所示,此时,第一阀芯12和第二阀芯13之间处于第一相对角度,使得流道120a和流道130a之间可以通过开口1221和开口1311之间的对接而连通。另外,如图11所示,第一阀芯12和第二阀芯13之间处于第二相对角度,板体131与开口1221密闭贴合、板体122与开口1311密闭贴合,从而能够保证流道120a和流道130a的密闭性。其中,图10和图11均为分解结构示意图,在实际应用中,板体122与板体131的相对的板面处于密闭贴合的位置。
需要说明的是,上述的第一相对角度指的是一个范围,在该角度范围内,在轴向上,开口1221和开口1311有交叠。上述的第二相对角度指的是第一相对角度以外的任意角度。
在实际应用时,开口1221和开口1311的形状、位置和数量可以根据实际需求进行灵活设置,在此不作赘述。
在上述的示例中,是以多通阀10中包括两个阀芯为例进行的示例性说明。在实际应用时,多通阀10中还可以包括三个、四个或更多个阀芯。另外,当多通阀10中包括三个或者三个以上的阀芯时,每个驱动器可以驱动对应的一个阀芯转动,或者,单个驱动器也可以驱动两个阀芯转动。
例如,如图12和图13所示,在本申请提供的一种示例中,每个驱动器可以驱动对应的一个阀芯转动。具体来说,多通阀10中可以包括三个阀芯,分别为第一阀芯12、第二阀芯13和第三阀芯16。其中,第一阀芯12、第二阀芯13和第三阀芯16沿轴向依次设置。另外,传动轴组件14包括第一轴体141、第二轴体142和第三轴体143。驱动器组件15中包括第一驱动器152、第二驱动器153和第三驱动器154。其中,第一轴体141与第一驱动器152和第一阀芯12连接,使得第一驱动器152能够通过第一轴体141驱动第一阀芯12转动。第二轴体142与第二驱动器153和第二阀芯13连接,使得第二驱动器153能够通过第二轴体142驱动第二阀芯13转动。第三轴体143与第三驱动器154和第三阀芯16连接,使得第三驱动器154能够通过第三轴体143驱动第三阀芯16转动。
或者可以理解的是,图13与图6中所示出的多通阀10相比,图13中增加了第三阀芯16、第三轴体143和第三驱动器154,因此,对于第一驱动器152、第一轴体141、第二驱动器153和第二轴体142的具体结构可以参照上述的具体描述,在此不作赘述。
第三轴体143与第三阀芯16为一体结构。第三轴体143位于第三阀芯16的轴心,并且第三轴体143的第一端(如图13中的上端)伸出于第二轴体142的一端。另外,第三轴体143的直径小于第二轴体142的直径,第二轴体142的轴心具有通孔,第三轴体143穿设在通孔内,并且,第三轴体143的第一端(如图13中的上端)伸出于第二轴体142的一端。另外,第三轴体143的第一端的外周面还具有齿形部1431,第三驱动器154的输出轴具有与该齿形部相啮合的齿形部,第三驱动器154的输出轴在转动时,可驱动第三轴体143及第三阀芯16同步转动。
或者,如图14所示,在本申请提供的另一种示例中,第一驱动器152可以驱动一个阀芯转动,第三驱动器154可以驱动两个阀芯转动。具体来说,多通阀10中可以包括三个阀芯,分别为第一阀芯12、第三阀芯16和第四阀芯17。其中,第一阀芯12、第三阀芯16和第四阀芯17沿轴向依次设置。另外,传动组件14包括第一轴体141、第三轴体143、第四轴体144、第一单向传动件145和第二单向传动件146。第一驱动器152的输出轴通过第一轴体141与第一阀芯12连接,使得第一阀芯12能够随第一驱动器152的输出轴同步转动。第三驱动器154的输出轴与齿轮40啮合,使得齿轮40能够随第三驱动器154的输出轴同步转动。另外,齿轮40通过第一单向传动件145与第三轴体143连接,并且,齿轮40通过第二单向传动件146与第四轴体144连接。当齿轮40沿第一旋向旋转时,可通过第一单向传动件145带动第三轴体143及第三阀芯16转动,并且,第四轴体144及第四阀芯17不会被转动。当齿轮40沿第二旋向旋转时,可通过第二单向传动件146带动第四轴体144及第四阀芯17转动,并且,第三轴体143及第三阀芯16不会被转动。
另外,在具体实施时,阀芯、驱动器和单向传动件的设置数量和方式可以根据实际需求进行合理选择,在此不作赘述。
另外,在上述的示例中,阀芯的流道均在径向上分布,然而,在其他的示例中,阀芯的流道也可以在轴向上分布。
例如,如图15所示,在本申请提供的一种示例中,阀芯具有四个流道,分别为流道120a、流道120b、流道120c和流道120d。其中,流道120a和流道120b位于轴向上的同一层,流道120c和流道120d位于轴向上的同一层。
当然,在具体设置时,多通阀10的外壳11也具有用于与上述的每个流道连通的对接口,在此不作详细说明。在本申请提供的示例中,阀芯中的流道可以在轴向上进行分布,可以避免占用径向空间,另外,还有利于提升流道的设置数量。或者可以理解的是,图15中的阀芯可以认为是图5中所示出的一体结构的两个第一阀芯12或第二阀芯13。
在实际应用时,多通阀10可以应用在多种需要对冷却液的流通路径进行调控的场景中。
例如,如图16所示,本申请实施例还提供了一种热管理装置20,热管理装置20中可以包括多通阀10和多个换热器。多通阀10可以连接在至少两个换热器之间,用于接通或断开该至少两个换热器之间的通路。
在具体应用时,换热器具体可以是蒸发器、冷凝器、加热器或冷板等,本申请对换热器的具体类型不作限制。如图16所示,在本申请提供的示例中,多个换热器分别是冷板211、散热器221、冷凝器242和蒸发器244。
具体来说,热管理装置20中可以包括第一循环管路21、第二循环管路22、第三循环管路23、热泵装置24和多通阀10。其中,第一循环管路21、第二循环管路22和第三循环管路23均与多通阀10连接,多通阀10能够对不同循环管路本身的连通或断开状态进行有效控制,另外,多通阀还能够对不同循环管路之间的连通或断开状态进行有效控制,从而实现不同循环管路之间的热交换。
具体来说,在本申请提供的示例中,第一循环管路21中包括冷板211和水泵212。水泵212用于加速冷却液在第一循环管路21中流通的速度,从而提升冷板211的换热效率。在实际应用中,待散热器件可以与冷板211导热贴合,使得待散热器件能够通过冷板211进行冷却。
第二循环管路22中包括散热器221和水泵222。水泵222用于加速冷却液在第二循环管路22中流通的速度,从而提升散热器221的换热效率。在实际应用中,散热器221可以与外界环境进行有效的热交换,从而可以通过外界空气对散热器221进行降温或升温。
热泵装置24可以包括通过循环管路依次连通的压缩机241、冷凝器242、节流阀243和蒸发器244。介质在压缩机241、冷凝器242、节流阀243和蒸发器244组成的通路中循环流通时,蒸发器244的温度较低,冷凝器242的温度较高,从而可以实现蒸发器244和冷凝器242之间热量的传递或搬运。
热泵装置24通过第三循环管路23与多通阀10连接,从而可以实现热泵装置24与其他循环管路(如第一循环管路21、第二循环管路22和第三循环管路23)之间的热交换。
例如,热泵装置24中的冷凝器242可以通过第三循环管路23以及多通阀10与第二循环管路22连通,使得冷凝器242的热量能够传递至散热器221向外界散发,从而保证热泵装置24的正常运行。其中,热泵装置24中的蒸发器244可以与待冷却器件导热接触,从而对待冷却器件进行冷却。
或者,在一些示例中,热泵装置24中的蒸发器244可以通过循环管路25与多通阀10连接。使得蒸发器244中的冷量能够传递至冷板211,以提升冷板211的冷却效率。
在实际应用时,冷却介质在不同循环管路中的流通路径和流通方向可以是多样的。
例如,如图17所示,在本申请提供的一种示例中,当环境温度较为适宜时(如春季或秋季情况下)热管理装置20的工作模式如下:
具体来说,在图17中,示出有一个循环路径。冷板211可以通过散热器221进行散热。其中,冷却介质的流通路径依次为:冷板211,水泵212、对接口4、对接口6、水泵222、散热器221、对接口5和对接口1。
另外,如图18所示,在本申请提供的另一种示例中,当环境温度较高时(如夏季情况下),热管理装置20的工作模式如下:
具体来说,在图18中,示出有三个循环路径。
在第一个循环路径中,热泵装置24可以进行制冷工作。其中,制冷介质的流通路径依次为:压缩机241、冷凝器242、节流阀243和蒸发器244。
在第二个循环路径中,冷凝器242可以通过散热器221进行散热。其中,冷却介质的流通路径依次为:冷凝器242、对接口7、对接口6、水泵222、散热器221、对接口5和对接口8。
在第三个循环路径中,冷板211可以通过蒸发器244进行散热。其中,冷却介质的流通路径依次为:冷板211、水泵212、对接口4、对接口3、蒸发器244、对接口2和对接口1。
另外,如图19所示,在本申请提供的另一种示例中,当环境温度较低时(如冬季情况下),热管理装置20的工作模式如下:
具体来说,在图19中,示出有三个循环路径。
在第一个循环路径中,热泵装置24可以进行制热工作。其中,制冷介质的流通路径依次为:压缩机241、冷凝器242、节流阀243和蒸发器244。
在第二个循环路径中,蒸发器244可以通过散热器221进行升温。其中,冷却介质的流通路径依次为:蒸发器244、对接口2、对接口6、水泵222、散热器221、对接口5和对接口3。
在第三个循环路径中,冷板211可以通过冷凝器242进行升温。其中,冷却介质的流通路径依次为:冷板211、水泵212、对接口4、对接口8、冷凝器242、对接口7和对接口1。
请结合参阅图4和图5,在本申请提供的示例中,多通阀10中包括两个阀芯,分别为第一阀芯12和第二阀芯13,外壳11具有八个对接口,分别为对接口110a、对接口110b、对接口110c、对接口110d、对接口110e、对接口110f、对接口110g和对接口110h。其中,对接口110a、对接口110b、对接口110c和对接口110d对应第一阀芯12设置,可以与第一阀芯12中的流道120a和流道120b连通。对接口110e、对接口110f、对接口110g和对接口110h对应第二阀芯13设置,可以与第二阀芯13中的流道130a和流道130b连通。
请结合参阅图4、图5和图20,其中,对接口110a是对接口1,对接口110b是对接口2,对接口110c是对接口3,对接口110d是对接口4。对接口110e是对接口5,对接口110f是对接口6,对接口110g是对接口7,对接口110h是对接口8。
在具体设置时,不同的流道可以选择性的与第一阀芯12所对应的对接口(如对接口110a、对接口110b、对接口110c和对接口110d)连接,也可以选择性的与第二阀芯13所对应的对接口(如对接口110e、对接口110f、对接口110g和对接口110h)连接。
例如,如图20所示,在本申请提供的一种示例中,为了便于理解,将第一阀芯12以及与第一阀芯12对应的对接口用表示为多通阀10a,将第二阀芯13以及与第二阀芯13对应的对接口用表示为多通阀10b。
在实际应用时,冷却介质在不同循环管路中的流通路径和流通方向可以是多样的。
例如,如图21所示,在本申请提供的一种示例中,当环境温度较为适宜时(如春季或秋季情况下)热管理装置20的工作模式如下:
具体来说,在图21中,示出有一个循环路径。冷板211可以通过散热器221进行散热。其中,冷却介质的流通路径依次为:冷板211,水泵212、对接口4、对接口6、水泵222、散热器221、对接口5和对接口1。
另外,如图22所示,在本申请提供的另一种示例中,当环境温度较高时(如夏季情况下),热管理装置20的工作模式如下:
具体来说,在图22中,示出有三个循环路径。
在第一个循环路径中,热泵装置24可以进行制冷工作。其中,制冷介质的流通路径依次为:压缩机241、冷凝器242、节流阀243和蒸发器244。
在第二个循环路径中,冷凝器242可以通过散热器221进行散热。其中,冷却介质的流通路径依次为:冷凝器242、对接口7、对接口6、水泵222、散热器221、对接口5和对接口8。
在第三个循环路径中,冷板211可以通过蒸发器244进行散热。其中,冷却介质的流通路径依次为:冷板211、水泵212、对接口4、对接口3、蒸发器244、对接口2和对接口1。
另外,如图23所示,在本申请提供的另一种示例中,当环境温度较低时(如冬季情况下),热管理装置20的工作模式如下:
具体来说,在图23中,示出有三个循环路径。
在第一个循环路径中,热泵装置24可以进行制热工作。其中,制冷介质的流通路径依次为:压缩机241、冷凝器242、节流阀243和蒸发器244。
在第二个循环路径中,蒸发器244可以通过散热器221进行升温。其中,冷却介质的流通路径依次为:蒸发器244、对接口2、对接口6、水泵222、散热器221、对接口5和对接口3。
在第三个循环路径中,冷板211可以通过冷凝器242进行升温。其中,冷却介质的流通路径依次为:冷板211、水泵212、对接口4、对接口8、冷凝器242、对接口7和对接口1。
在上述提供的示例中,仅代表热管理装置20的一种可能架构,然而在具体应用时,热管理装置20中还可以包括控制器,控制器可以与多通阀10中的驱动器连接,用于通过驱动器来控制阀芯的旋转角度,从而实现不同对接口之间的连通或断开,最终实现冷却液在不同热循环管路之间的流通。另外,在实际应用时,热管理装置20中所包含的循环管路的数量可以根据实际需求进行灵活增加或减少。每个热循环管路中所包含的器件的类型和数量也可以根据实际需求进行灵活选择和调整,本申请对此不作限制。
可以理解的是,在实际应用时,热管理装置20中还可以包括温度传感器、湿度传感器等器件,另外,在热管理装置20中,也可以配备多个多通阀10,在此不作赘述热管理装置。
如图24所示,在实际应用时,热管理装置20可以应用在储能设备中。储能设备中可以包括电池包、功率变换电路和上述的热管理装置20。功率变换电路与电池包连接,用于将交流电转化为直流电后提供给电池包,或者,将来自电池包的直流电转化为交流电。
请结合参阅图23和图24,热管理装置20中的冷板211可以与电池包导热接触。通过应用上述的热管理装置20,换热器可以对电池包进行升温或冷却,使电池包处于正常的温度范围内,能有效提升电池包的充放电效率和安全性。
另外,如图25所示,热管理装置20也可以应用在车辆中,在车辆中可以包括电池包和电机等部件。热管理装置20与电池包和电机导热连接,用于对电池包和电机的温度进行有效调控。
请结合参阅图23和图25,热管理装置20中的冷板211可以与电池包导热接触,蒸发器244可以与电机导热接触。通过配备上述的热管理装置20,可以对电池包和电机进行升温或冷却,能有效保证电池包和电机等部件的运行可靠性,并且,热管理装置在进行部署时较为灵活。另外,在实际应用时,蒸发器244或冷凝器242也可以向车内的乘用仓提供冷量或热量,以提升乘员的乘坐舒适度。
在其他的示例中,热管理装置20还可以应用在储能柜中,用于对储能柜的温度进行调控,或者,也可以实现除湿等功能。本申请对多通阀10以及热管理装置20的具体应用场景不作限制。
在本申请的各个实施例中,如果没有特殊说明以及逻辑冲突,不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用,不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。
本申请中,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况,其中A,B可以是单数或者复数。
可以理解的是,在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分,并不用来限制本申请的实施例的范围。上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定。
Claims (15)
1.一种多通阀,其特征在于,包括:
外壳,用于容纳所述至少两个阀芯;
至少两个阀芯,每个所述阀芯用于相对所述外壳转动,所述至少两个阀芯沿轴向依次设置;
驱动器组件,设置于所述外壳的外侧,所述驱动器组件用于通过传动组件驱动每个所述阀芯分别转动。
2.根据权利要求1所述的多通阀,其特征在于,所述至少两个阀芯包括第一阀芯和第二阀芯;
所述驱动器组件包括第一驱动器和第二驱动器;
所述传动组件包括第一轴体和第二轴体,且所述第一轴体与所述第二轴体的轴心重合;
所述第一轴体与所述第一驱动器和所述第一阀芯连接,所述第二轴体与所述第二驱动器和所述第二阀芯连接。
3.根据权利要求2所述的多通阀,其特征在于,所述第一轴体具有与所述第一驱动器连接的第一端,所述第二轴体具有与所述第二驱动器连接的第二端;
所述第一轴体的第一端和所述第二轴体的第二端沿轴向依次设置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的多通阀,其特征在于,所述至少两个阀芯包括第三阀芯和第四阀芯;
所述驱动器组件包括第三驱动器,所述第三驱动器具有输出轴;
所述传动组件包括第三轴体和第四轴体,且所述第三轴体与所述第四轴体的轴心重合,所述第三轴体与所述第三阀芯连接,所述第四轴体与所述第四阀芯连接;
所述传动组件还包括第一单向传动件和第二单向传动件,所述第一单向传动件与所述输出轴和所述第三轴体连接,所述第二单向传动件与所述输出轴和所述第四轴体连接;
其中,所述输出轴沿第一旋向旋转时,使所述第一单向传动件带动所述第三轴体和所述第三阀芯转动;所述输出轴用于沿第二旋向旋转时,使所述第二单向传动件带动所述第四轴体和所述第四阀芯转动,且所述第一旋向和所述第二旋向的方相反。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的多通阀,其特征在于,所述至少两个阀芯包括第三阀芯和第四阀芯;
所述驱动器组件包括第三驱动器;
所述传动组件包括第三轴体,所述第三轴体与所述第三驱动器连接;
所述传动组件还包括第一单向传动件和第二单向传动件,所述第一单向传动件与所述第三阀芯和所述第三轴体连接,所述第二单向传动件与所述第四阀芯和所述第三轴体连接;
其中,所述第三轴体沿第一旋向旋转时,使所述第一单向传动件带动所述第三阀芯转动;所述第三轴体沿第二旋向旋转时,使所述第二单向传动件带动所述第四阀芯转动,且所述第一旋向和所述第二旋向的旋向相反。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的多通阀,其特征在于,在相邻的两个所述阀芯中,每个所述阀芯具有朝向另一个所述阀芯设置的开口,所述相邻的两个阀芯之间处于第一相对角度时两个所述开口相连通。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的多通阀,其特征在于,至少一个所述阀芯包括至少两个流道,且所述至少两个流道在轴向上分隔设置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的多通阀,其特征在于,所述外壳包括腔体和多个对接口,所述腔体用于容纳所述至少两个阀芯,所述多个对接口用于分别连通所述腔体,所述多个对接口沿轴向依次设置。
9.一种热管理装置,其特征在于,包括控制器、多个换热器和至少一个如权利要求1至8中任一项所述的多通阀,所述控制器与所述多通阀中的所述驱动器组件连接,所述控制器用于通过所述驱动器组件控制所述阀芯的旋转角度,所述至少一个多通阀用于接通或断开至少两个所述换热器之间的通路。
10.根据权利要求9所述的热管理装置,其特征在于,所述热管理装置包括热泵装置和散热器,所述多个换热器包括蒸发器和冷凝器,所述热泵装置包括通过循环管路依次连通的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器,所述至少一个多通阀用于:
接通或断开所述冷凝器与所述散热器之间的通路;和/或,
接通或断开所述蒸发器与所述散热器之间的通路。
11.根据权利要求10所述的热管理装置,其特征在于,所述多个换热器包括冷板,所述至少一个多通阀用于接通或断开所述冷板与所述散热器之间的通路。
12.根据权利要求11所述的热管理装置,其特征在于,所述至少一个多通阀还用于:
接通或断开所述冷板与所述冷凝器之间的通路;和/或,
接通或断开所述冷板与所述蒸发器之间的通路。
13.根据权利要求11或12所述的热管理装置,其特征在于,所述冷凝器、所述蒸发器、所述散热器和所述冷板均与同一个所述多通阀连接。
14.一种储能设备,其特征在于,包括电池包、功率变换电路和如权利要求9至13中任一项所述的热管理装置,所述多个换热器中的至少一个换热器与所述电池包导热接触;
所述功率变换电路与所述电池包电连接,用于将交流电转化为直流电后提供给所述电池包,或者,将来自所述电池包的直流电转化为交流电。
15.一种车辆,其特征在于,包括电池包和电机,还包括如权利要求9至14中任一项所述的热管理装置,所述多个换热器中的至少一个换热器与所述电池包导热接触,且所述多个换热器中的至少一个换热器与所述电机导热接触。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310807980.5A CN117052951A (zh) | 2023-07-03 | 2023-07-03 | 一种多通阀、热管理装置、储能设备和车辆 |
Applications Claiming Priority (1)
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CN202310807980.5A CN117052951A (zh) | 2023-07-03 | 2023-07-03 | 一种多通阀、热管理装置、储能设备和车辆 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CN117052951A true CN117052951A (zh) | 2023-11-14 |
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ID=88668102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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CN202310807980.5A Pending CN117052951A (zh) | 2023-07-03 | 2023-07-03 | 一种多通阀、热管理装置、储能设备和车辆 |
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Country | Link |
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CN (1) | CN117052951A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111169325A (zh) * | 2018-11-12 | 2020-05-19 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 温度调节系统和多通道阀 |
CN111169325B (zh) * | 2018-11-12 | 2024-07-12 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 温度调节系统和多通道阀 |
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2023
- 2023-07-03 CN CN202310807980.5A patent/CN117052951A/zh active Pending
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