CN117734374A - 热管理集成部件、系统和车辆 - Google Patents
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Abstract
热管理集成部件、系统和车辆,该热管理集成部件包括框架和冷媒模块;冷媒模块中设置有冷媒流道;框架包括板状区域和镂空区域,板状区域的面积小于或等于镂空区域的面积;冷媒模块固定在板状区域上,冷媒模块的面积小于或等于板状区域的面积;框架还用于与基板集成,基板中设置有冷却液流道。采用本申请方案能够降低热管理系统集成的成本。
Description
技术领域
本申请涉及热管理技术领域,具体地,涉及一种热管理集成部件、系统和车辆。
背景技术
随着车辆的不断发展,为了提高生产装配效率,便于质量管控以及降低热管理系统占用的空间,整车热管理系统的集成称为了一种趋势。但是当前实现热管理系统集成的成本较高,降低热管理系统集成的成本成为了亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种热管理集成部件、系统和车辆,能够降低热管理系统集成的成本。
第一方面,本申请提供一种热管理集成部件,该热管理集成部件包括框架和冷媒模块;
前述冷媒模块中设置有冷媒流道;
前述框架包括板状区域和镂空区域,前述板状区域的面积小于或等于前述镂空区域的面积;
前述冷媒模块固定在前述板状区域上,前述冷媒模块的面积小于或等于前述板状区域的面积;
前述框架还用于与基板集成,前述基板中设置有冷却液流道。
上述方案中,将冷媒基板中的耐高压的冷媒流道浓缩到一个面积较小的冷媒模块上,然后直接将该冷媒模块固定在大部分是镂空的框架上,降低框架的用料成本。且该框架起固定安装的作用,因此无需采用高成本的高耐压金属材料,而采用高耐压金属材料的冷媒模块相比于原来的冷媒基板缩小很多,除了节省了用料和制作成本之外,还减轻了重量。
一种可能的实施方式中,前述冷媒模块通过锻造的加工方法制作而成,前述框架通过压铸或钣金的加工方法制作而成。
上述方案中,冷媒模块采用锻造制成可以承受高压冷媒的流通,而框架采用压铸或钣金的制作方法可以降低制作成本。
一种可能的实施方式中,前述冷媒模块的面积与前述框架的面积比例在30%至50%之间。
上述方案中,冷媒模块和框架的面积比在这个面积比例区间内,可以最大限度降低冷媒模块的成本且保障冷媒模块中可以设置下满足需求的冷媒流道的数量,即兼顾了成本和功能。
一种可能的实施方式中,前述冷媒模块的厚度与前述框架的厚度的比例在50%至100%之间。
上述方案中,冷媒模块与框架的厚度比在这个厚度比例区间内,可以最大限度降低冷媒模块的用料成本且保障冷媒模块中设置的冷媒流道横截面大小满足流量的需求,即兼顾了成本和功能。
一种可能的实施方式中,前述基板包括第一层和第二层,前述第二层堆叠设置在前述第一层上,前述第二层的面积小于前述第一层;前述第一层和前述第二层中均设置有冷却液流道;前述第二层嵌入前述镂空区域。
上述方案中,一方面,基板和框架通过凸起和镂空嵌套的设置方式,使得基板和框架集成在一起的整体厚度缩减,进而缩减热管理集成部件的整体厚度,减小体积。另一方面,基板设计为两层,并且第二层中也设置冷却液流道以满足冷却液流道的布局要求,从而避免了在第一层设置所有的流道导致第一层的面积过大,即缩减了第一层的长度或宽度。
一种可能的实施方式中,前述冷媒模块中设置有第一冷媒流道接口;前述框架还用于固定第一换热设备;
前述第一换热设备包括第一冷媒进口和第一冷媒出口;前述第一冷媒进口位于前述第一换热设备的第一侧,前述第一冷媒出口位于与前述第一换热设备的第一侧相背离的第二侧;
前述第一冷媒进口用于与压缩机连通;前述第一冷媒出口与前述第一冷媒流道接口对接连通。
上述方案中,第一换热设备的冷媒进口用于与压缩机连接,压缩机不集成在冷媒模块上,因此,第一换热设备的冷媒进口不连接冷媒模块的冷媒流道接口,而是设计在另一侧便于与压缩机连接,从而无需在冷媒模块上设置连通压缩机冷媒出口和第一换热设备的冷媒进口的流道,进而缩减冷媒模块的面积,降低成本。
一种可能的实施方式中,前述第一换热设备包括第一冷却液进口和第一冷却液出口;前述第一冷却液进口和前述第一冷却液出口位于前述第一换热设备的第二侧;
前述基板上设置有第一冷却液流道接口和第二冷却液流道接口,前述镂空区域包括第一区域;
前述第一冷却液流道接口穿过前述第一区域与前述第一冷却液进口对接连通;
前述第二冷却液流道接口穿过前述第一区域与前述第一冷却液出口对接连通,或者,前述第二冷却液流道接口穿过前述板状区域上的一个贯穿孔与前述第一冷却液出口对接连通。
上述方案中,基板的冷却液流道接口穿过框架的镂空区域直接与第一换热设备的冷却液进出口对接连通,且冷媒模块的冷媒流道接口直接与第一换热设备的冷媒出口对接连通,无需管路或者其它流道转接,减少转接密封界面并减小管路转接导致的流阻。
一种可能的实施方式中,前述冷媒模块中设置有第二冷媒流道接口;前述框架还用于固定第二换热设备;
前述第二换热设备包括第二冷媒进口和第二冷媒出口;前述第二冷媒进口位于前述第二换热设备的第一侧,前述第二冷媒出口位于与前述第二换热设备的第一侧相背离的第二侧;
前述第二冷媒进口与前述第二冷媒流道接口对接连通;前述第二冷媒出口用于与压缩机连通。
上述方案中,第二换热设备的冷媒出口用于与压缩机连接,压缩机不集成在冷媒模块上,因此,第二换热设备的冷媒出口不连接冷媒模块的冷媒流道接口,而是设计在另一侧便于与压缩机连接,从而无需在冷媒模块上设置连通压缩机冷媒进口和第二换热设备的冷媒出口的流道,进而缩减冷媒模块的面积,降低成本。
一种可能的实施方式中,前述第二换热设备包括第二冷却液进口和第二冷却液出口;前述第二冷却液进口和前述第二冷却液出口位于前述第二换热设备的第一侧;
前述基板上设置有第三冷却液流道接口和第四冷却液流道接口,前述镂空区域包括第二区域;
前述第三冷却液流道接口穿过前述第二区域与前述第二冷却液进口对接连通,前述第四冷却液流道接口穿过前述第二区域与前述第一冷却液出口对接连通。
上述方案中,基板的冷却液流道接口穿过冷媒框架的镂空区域直接与第二换热设备的冷却液进出口对接连通,且冷媒模块的冷媒流道接口直接与第二换热设备的冷媒出口对接连通,无需管路或者其它流道转接,减少转接密封界面并减小管路转接导致的流阻。
一种可能的实施方式中,前述冷媒模块中设置有第三冷媒流道接口和第四冷媒流道接口;冷媒容器集成在前述冷媒模块上,并通过前述第三冷媒流道接口和前述第四冷媒流道接口与前述冷媒模块中的冷媒流道连通。
上述方案中,冷媒模块上还可以集成冷媒容器,提高集成度,可以减少冷媒传递路径。
一种可能的实施方式中,前述冷媒容器包括第一侧和第二侧,前述冷媒容器的第一侧的朝向和前述冷媒容器的第二侧的朝向相背对;
前述冷媒容器的第一侧上设置有第三冷媒进口和第三冷媒出口,前述第三冷媒进口与前述冷媒模块中的前述第三冷媒流道接口对接连通,前述第三冷媒出口与前述冷媒模块中的前述第四冷媒流道接口对接连通;
前述冷媒容器的第二侧为前述冷媒容器的底部,从前述冷媒容器的第二侧指向前述冷媒容器的第一侧的方向垂直于前述冷媒模块;或者,
从前述冷媒容器的第二侧指向前述冷媒容器的第一侧的方向平行于前述冷媒模块。
上述方案中,冷媒容器的罐体与冷媒模块垂直,可以减少罐体中冷媒较少时无法正常提供冷媒而造成对冷媒回路的影响,另一方面罐体与冷媒模块垂直,还可以方便通过更换更长的罐体以增加冷媒的容量。此外,冷媒容器的罐体还可以与冷媒模块平行放置,布置灵活。
一种可能的实施方式中,前述冷媒模块中设置有第五冷媒流道接口;
膨胀阀集成在前述冷媒模块上,并通过前述第五冷媒流道接口与前述冷媒模块中的冷媒流道连通。
上述方案中,冷媒模块上还可以集成膨胀阀,提高集成度。
一种可能的实施方式中,前述框架设置在前述基板的第一侧,前述基板的第二侧的朝向与前述基板的第一侧的朝向相背对;
沿着前述基板的第二侧较长边的方向依次排列设置有多通阀、第一水泵、第二水泵和第三水泵。
上述方案中,因为多通阀和水泵均与基板中的冷却液流道连通,这么设置可以优化基板中设置的冷却液流道的布置,减少流道交错,以尽可能地利用基板的面积布局较多的流道,提高基板的利用率。
第二方面,本申请提供一种热管理系统,该热管理系统包括如上述第一方面任一项所述的热管理集成部件。
第三方面,本申请提供一种车辆,该车辆包括如如上述第一方面任一项所述的热管理集成部件,或者,前述车辆包括如第二方面所述的热管理系统。
附图说明
图1为用于集成热管理系统的基板模块的结构示意图;
图2至图12为本申请实施例提供的热管理集成部件的结构示意图;
图12A、图13和图13A为本申请实施例提供的热管理集成部件的结构示意图;
图14和图15为本申请实施例提供的热管理集成部件的结构示意图;
图16至图19为本申请实施例提供的布局位置关系示意图;
图20为本申请实施例提供的热管理系统的结构示意图;
图21为本申请实施例提供的车辆的结构示意图。
附图标记:
00-热管理集成部件;01至30-接口;100-基板;101-基板的第一层;102-基板的第二层;1021-基板第二层的第一子层;1022-基板第二层的第二子层;200-框架;201-框架200的板状区域;202-框架200的镂空区域;110-多通阀110;111(包括1111、1112和1113)-水泵;120-冷媒模块;121-第一换热设备;122-第二换热设备;123-冷媒容器;124-膨胀阀。
具体实施方式
本申请实施例中,“多个”是指两个或两个以上。本申请实施例中,“和/或”用于描述关联对象的关联关系,表示可以独立存在的三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,单独存在B,或同时存在A和B。本申请实施例中采用的诸如“a1、a2、……和an中的至少一项(或至少一个)”等的描述方式,包括了a1、a2、……和an中任意一个单独存在的情况,也包括了a1、a2、……和an中任意多个的任意组合情况,每种情况可以单独存在;例如,“a、b和c中的至少一项”的描述方式,包括了单独a、单独b、单独c、a和b组合、a和c组合、b和c组合,或abc三者组合的情况。
本申请中术语“第一”“第二”等字样用于对作用和功能基本相同的相同项或相似项进行区分,应理解,“第一”、“第二”、“第n”之间不具有逻辑或时序上的依赖关系,也不对数量和执行顺序进行限定。还应理解,尽管以下描述使用术语第一、第二等来描述各种元素,但这些元素不应受术语的限制。这些术语只是用于将一元素与另一元素区别分开。
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,各个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。
本申请实施例提供的热管理集成部件和热管理系统(该热管理系统包括该热管理集成部件)适用于车辆,也适用于其他冷却(散热)和/或加热需求的热管理场景。示例性地,本申请实施例提供的热管理集成部件和热管理系统可以应用于电动汽车中。具体地,该电动汽车是一种适用电驱器驱动行驶的交通工具。电动汽车可以为纯电动汽车(pureelectric vehicle/battery electric vehicle,pure EV/battery EV)、混合动力汽车(hybrid electric vehicle,HEV)、增程式电动汽车(range extended electric vehicle,REEV)、插电式混合动力汽车(plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)或新能源汽车(new energy vehicle,NEV)等。
本申请实施例的热管理系统能够使用水对管理对象进行加热或散热。在一些可能的实现方式中,该管理对象可以为乘员舱、电池、电驱器以及控制系统等。在本申请中,水用以传递热能。在一些可能的实现方式中,本申请的热管理系统还能够使用水等冷却液和冷媒(refrigerant)对管理对象进行加热或散热。其中,冷媒可以通过蒸发与凝结使热转移。应理解,也可以将水替换为其他冷却液用以传递热能,本申请实施例对此不作具体限定。
当前热管理系统集成的成本较高,为了能够降低热管理系统集成的成本,经过分析发现用于集成冷媒系统的器件的冷媒基板因制作加工方法和用料需要较高的成本开销。为了便于理解,可以首先参见图1。图1所示为一种用于集成热管理系统的基板模块的结构示意图。
在图1中可以看到,该基板模块包括水路基板(又可以称为冷却液基板)和冷媒基板。该水路基板上可以集成冷却液系统的热管理器件,例如可以集成水泵和多通阀等热管理器件。此外,示例性地,水路基板中还布置有冷却液流道(或者称为冷却液通道)。冷却液流道可以实现对热管理系统中水管的替代。冷媒基板上可以集成冷媒系统的热管理器件。例如,冷媒基板上集成了冷凝器和冷却器等热管理器件。冷媒基板中还布置有冷媒流道(或者称为冷媒通道)。冷媒流道可以实现对热管理系统中空调管的替代。冷媒流道可以将集成在冷媒基板上的冷凝器和冷却器等器件连通起来。
在具体实现中,冷媒基板中的冷媒流道流通的是高压冷媒。为了能承受此高压,冷媒基板需要采用高强度的金属(例如铝合金等)并经过锻造工艺制作而成。而高强度的金属以及锻造工艺的成本开销都较高,从而增加了热管理系统集成的成本。
为了能够降低热管理系统集成的成本,本申请实施例提供了一种热管理集成部件00。热管理集成部件00包括框架200和冷媒模块120。冷媒模块120设置有冷媒流道。框架200包括板状区域201和镂空区域202,板状区域201的面积小于或等于镂空区域202的面积。冷媒模块120固定在板状区域201上,冷媒模块120的面积小于或等于板状区域201的面积。框架200还用于与基板100集成。基板100中设置有冷却液流道。为了便于理解,下面结合附图示例性介绍。可以理解的是,本申请实施例所示的附图中各个器件的形态仅为一种示意,不够成对本申请实施例的限制。
一种可能的实现方式中,可以示例性参见图2,示例性示出了本申请实施例提供的一种热管理集成部件00的爆炸结构示意图。
在图2中可以看到,热管理集成部件00可以包括基板100、框架200和冷媒模块120。
示例性地,该基板100为水路基板,其中设置有冷却液流道。如图2所示,该基板100可以包括第一侧和第二侧。第一侧的朝向和第二侧的朝向相背对。其中,基板100的第一侧设置有接口05至接口07。基板100的第二侧设置有接口08至接口14。关于接口05至接口14的介绍参见后面图7和图8的相关描述,此处暂不详述。示例性地,基板100例如可以是塑料制成的注塑件,或者可以是金属制成的金属基板,或者可以是其它材质制成的基板,本申请实施例对此不做限制。
示例性地,如图2所示,该框架200可以包括板状区域201(斜纹覆盖区域)和镂空区域202。镂空区域202可以包括镂空区域2021和镂空区域2022两个子区域。示例性地,该板状区域201上设置有一个贯穿孔2011。示例性地,该框架200可以是金属材质,例如可以是通过压铸或钣金等成本较低的加工方法制作而成。
示例性地,如图2所示,该冷媒模块120上设置有接口23至接口27,这些接口与设置与冷媒模块120内的冷媒流道连通。关于接口23至接口27的介绍可以参见后面图8和图9的相关描述,此处暂不详述。示例性地,冷媒模块120可以是金属制成的板块。示例性地,为了实现冷媒流道的高耐压和高气密性以满足高压冷媒的流通,该冷媒模块120可以是通过锻造的加工方法制作而成。
示例性地,可以参见图3,示出了上述基板100、框架200和冷媒模块120集成在一起的示意图。可以看到,框架200设置在基板100的第二侧。示例性地,框架200可以通过螺栓连接、铰接、超声波连接或焊接等方式固定设置于基板100的第二侧。此外,板状区域201用于固定设置冷媒模块120。示例性地,冷媒模块120可以通过螺栓连接、铰接、超声波连接或焊接等方式固定设置于板状区域201上。此外,在基板100和框架200集成在一起时,基板100上的接口12可以通过贯穿孔2011穿过该板状区域201;接口10和接口11可以穿过镂空区域2021,接口08、接口09、接口13和接口14可以穿过镂空区域2022。
另一种可能的实现方式中,上述镂空区域2021可以扩大至覆盖贯穿孔2011所在的区域。例如可以参见图4所示。相比于上述图2,图4中,板状区域201的面积缩小,镂空区域2021的面积扩大。这种实现方式节省板状区域201用料成本的情况下无需额外设置贯穿孔2011。可以理解的是,冷媒模块120的形状可以规则的多边形或者可以是任意不规则的形状。本申请实施例对冷媒模块120的具体形状不做限制。
一种可能的实现方式中,基板100包括第一层101和第二层102。为了便于理解,可以示例性参见图5。如图5所示,第二层102可以包括两个子层,即第一子层1021和第二子层1022。第一子层1021和第二子层1022堆叠设置在第一层101上,第二层102的面积(即第一子层1021和第二子层1022的面积之和)小于第一层101的面积。第一层101、第一子层1021和第二子层1022中均设置有冷却液流道。
示例性地,在基板100和框架200集成在一起时,第二层102嵌入镂空区域202,例如可以参见图6所示。具体的,第一子层1021嵌入框架200的镂空区域2021,第二子层1022嵌入框架200的镂空区域2022。基板100上的接口10和接口11随着第一子层1021穿过镂空区域2021。基板100上的接口08、接口09、接口13和接口14随着第二子层1022穿过镂空区域2022。
上述实现方案中,基板100和框架200通过凸起和镂空嵌套的设置方式,使得基板100和框架200集成在一起的整体厚度缩减,进而缩减热管理集成部件00的整体厚度,减小体积。另一方面,基板100设计为两层,并且第二层中也设置冷却液流道以满足冷却液流道的布局要求,从而避免了在第一层设置所有的流道导致第一层的面积过大的问题,即缩减了第一层的长度或宽度,进而减小热管理集成部件00的体积。
示例性地,上述冷媒模块120的面积远小于框架200的面积。示例性地,冷媒模块120的面积与框架200的面积比例可以在30%至50%之间。为了满足高压冷媒的流通,冷媒模块的用料(采用的金属也需要具备高耐压性)和制作成本都较高,因此,本申请实施例中将冷媒流道浓缩在面积较小的冷媒模块120,可以有效节省成本。且由于冷媒模块120为金属,缩小冷媒模块120的面积还可以减轻热管理集成部件的整体重量。
示例性地,上述冷媒模块120的厚度远可以小于或等于框架200的厚度。示例性地,冷媒模块120的厚度与框架200的厚度比例可以在50%至100%之间。在这个厚度比例区间内,可以最大限度降低冷媒模块的用料成本且保障冷媒模块中设置的冷媒流道横截面大小满足流量的需求,即兼顾了成本和功能。此外,若冷媒模块120的厚度远小于框架200的厚度,还可以降低热管理集成部件00的整体厚度,缩减体积。
一种可能的实现方式中,上述基板100的第一侧上还可以设置多通阀110和水泵111。多通阀110以及水泵111可以与基板100中的冷却液流道连通。上述框架200上还可以固定设置第一换热设备121和第二换热设备122。示例性地,上述第一换热设备121例如可以是冷凝器等换热设备。第二换热设备122例如可以是冷却器等换热设备。本申请实施例对该两个换热设备的具体类型和形态不做限制。
为了便于理解,可以示例性参见图7所示的热管理集成部件00的爆炸结构示意图。图7中,水泵111可以示例性包括三个水泵,分别为水泵1111、水泵1112和水泵1113。
在图7中可以看到,基板100的第一侧设置有接口01至接口04。接口01用于连接多通阀110,以使得多通阀110与设置在基板100中的冷却液流道连通。接口02用于连接水泵1111,以使得水泵1111与设置在基板100中的冷却液流道连通。接口03用于连接水泵1112,以使得水泵1112与设置在基板100中的冷却液流道连通。接口04用于连接水泵1113,以使得水泵1113与设置在基板100中的冷却液流道连通。
示例性地,上述多通阀110例如可以是三通阀、八通阀或九通阀等等,本申请实施例对此不做限制。
示例性地,如图7所示,多通阀110、水泵1111、水泵1112和水泵1113可以沿着基板100的第一侧的较长边依次排列设置。这么设置可以优化基板100中设置的冷却液流道的布置,减少流道交错,以尽可能地利用基板100的面积布局较多的流道,提高基板100的利用率。
示例性地,如图7所示,上述基板100的第一侧还设置有接口05、接口06和接口07。接口05、接口06和接口07与基板100中的冷却液流道连通,且还用于连通热管理系统中的回路。例如,接口05与水加热器(positive temperature coefficient,PTC)相连通,接口06和接口07与电池回路相连通。可以理解的是,此处仅为示例,本申请实施例对接口05、接口06和接口07具体连通的器件不做限制,具体可以根据实际热管理回路的设计来确定。
示例性地,如图7所示,上述基板100的第二侧设置有接口08、接口09和接口10。接口08、接口09和接口10与基板100中的冷却液流道连通,且还用于连通热管理系统中的回路。例如,接口08和接口10用于与电驱模块的接口连通;接口09用于与散热器连通。可以理解的是,此处仅为示例,本申请实施例对接口08、接口09和接口10具体连通的器件不做限制,具体可以根据实际热管理回路的设计来确定。
示例性地,上述基板100的第二侧还可以设置有其它接口。例如可以参见图8,示出了位于基板100的第二侧的爆炸结构示意图。可以看到,基板100的第二侧还可以设置有接口11至接口14。该接口11至接口14与基板100中的冷却液流道连通。其中,接口11和接口12还用于连通第一换热设备121;接口13和接口14还用于连通第二换热设备122。为了便于理解,下面结合图7所示的第一换热设备121和第二换热设备122介绍。
示例性地,在图7中,第一换热设备121包括接口15和接口16。该接口15和接口16中,一个是第一换热设备121的冷却液进口,另一个是第一换热设备121的冷却液出口,具体哪一个是进口或出口根据实际应用需求确定,本申请实施例对此不做限制。第二换热设备122包括接口17和接口18。该接口17和接口18中,一个是第二换热设备122的冷却液进口,另一个是第二换热设备122的冷却液出口,具体哪一个是进口或出口根据实际应用需求确定,本申请实施例对此不做限制。结合图7和图8,基板100第二侧的接口11穿过镂空区域2021与第一换热设备121的接口15对接连通。基板100第二侧的接口12穿过贯穿孔2011与第一换热设备121的接口16对接连通。或者,在图4所示的情况下,基板100第二侧的接口12穿过镂空区域2021与第一换热设备121的接口16对接连通。基板100第二侧的接口13穿过镂空区域2022与第二换热设备122的接口17对接连通。基板100第二侧的接口14穿过镂空区域2022与第二换热设备122的接口18对接连通。
示例性地,在图7中还可以看到,第一换热设备121还包括接口19和接口20。其中,该接口19可以是第一换热设备121的冷媒进口;该接口20可以是第一换热设备121的冷媒出口。示例性地,该接口19可以用于连通压缩机。例如,该接口19可以用于连通压缩机的出口。
示例性地,在图7中还可以看到,第二换热设备122还包括接口21和接口22。其中,该接口21可以是第二换热设备122的冷媒进口;该接口22可以是第二换热设备122的冷媒出口。示例性地,该接口22可以用于连通压缩机。例如,该接口22可以用于连通压缩机的进口。
示例性地,上述接口20和接口21与冷媒模块120中的冷媒流道接口对接连通。为了便于理解,结合图8所示的冷媒模块120介绍。在图8中可以看到,冷媒模块120上设置有接口23至接口27。该接口23至接口27与冷媒模块120中设置的冷媒流道连通。上述第一换热设备121的接口20可以与冷媒模块120上的接口23对接连通。上述第二换热设备122的接口21可以与冷媒模块120上的接口24对接连通。
示例性地,在上述图7中可以看到,上述接口19设置在第一换热设备121的一侧(简称为第一侧)。上述接口20与上述接口15以及接口16设置在第一换热设备121的另一侧(简称为第二侧)。该第一换热设备121的第二侧的朝向与该第一换热设备121的第一侧的朝向相背对,或者说该第一换热设备121的第二侧和该第一换热设备121的第一侧相背离。且该第一换热设备121的第二侧可以是与框架200接触连接的一侧。可以理解的是,第一换热设备121的冷媒进口(即接口19)用于与压缩机连接,压缩机不集成在冷媒模块120上,因此,第一换热设备121的接口19不连接冷媒模块120的冷媒流道接口。那么,将该接口19设计在另一侧(即第一换热设备121的第一侧)以便于与压缩机连接,且无需在冷媒模块120上设置连通压缩机接口和第一换热设备121的接口19的流道,进而缩减冷媒模块120的面积,降低成本。
同理,示例性地,在上述图7中可以看到,上述接口21与上述接口17以及接口18设置在第二换热设备122的一侧(简称为第一侧)。上述接口22设置在第二换热设备122的另一侧(简称为第二侧)。该第二换热设备122的第二侧的朝向与该第二换热设备122的第一侧的朝向相背对,或者说该第二换热设备122的第二侧和该第二换热设备122的第一侧相背离。且该第二换热设备122的第一侧可以是与框架200接触连接的一侧。可以理解的是,第二换热设备122的冷媒出口(即接口22)用于与压缩机连接,压缩机不集成在冷媒模块上,因此,第二换热设备122的接口22不连接冷媒模块120的冷媒流道接口。那么,将该接口22设计在另一侧(即第二换热设备122的第二侧)以便于与压缩机连接,且无需在冷媒模块120上设置连通压缩机接口和第二换热设备122的接口22的流道,进而缩减冷媒模块120的面积,降低成本。
示例性地,上述冷媒模块120中的接口25和接口26可以用于连通冷媒容器123,接口27可以用于连通膨胀阀124。为了便于理解,可以参见图9和图10。在图9中可以看到,冷媒容器123上设置有接口28和接口29。该接口28和接口29中,一个是冷媒容器123的冷媒进口,另一个是冷媒容器123的冷媒出口,具体哪一个是进口或出口根据实际应用需求确定,本申请实施例对此不做限制。膨胀阀124上设置有接口30。结合图10所示,冷媒容器123的接口28与冷媒模块120上的接口25连通。冷媒容器123的接口29与冷媒模块120上的接口26连通。膨胀阀124的接口30和冷媒模块120上的接口27连通。
一种可能的实现中,可以将冷媒容器和/或膨胀阀集成到冷媒模块120上。这种情况下,上述接口28与接口25直接对接连通;上述接口29和接口26直接对接连通;上述接口30与接口27直接对接连通。或者,另一种可能的实现方式中,冷媒容器和/或膨胀阀可以不集成到冷媒模块120上。这种情况下,上述接口28与接口25通过管路连通;上述接口29和接口26通过管路连通;上述接口30与接口27通过管路连通。可以理解的是,此处仅为示例,不构成对本申请实施例的限制。
示例性地,上述冷媒容器123例如可以是储液罐。其形状可以是圆柱形或者立方体或者其它任意的形状,本申请实施例对此不做限制。
一种可能的实现方式中,为了便于从整体外观上了解本申请实施例提供的热管理集成部件00,可以示例性参见图11和图12。图11和图12以冷媒容器123和膨胀阀124集成在冷媒模块120上为例示出。图11所示为各个器件集成到基板100上后,从基板100的第一侧看到的热管理集成部件00的整体外观示意图。图12为各个器件集成到基板100上后,从基板100的第二侧看到的热管理集成部件00的整体外观示意图。可以理解的是,图11和图12所示仅为示例,构成对本申请实施例的限制。示例性地,图11和图12所示的热管理集成部件00中,在基板100上还可以集成其它的器件(例如截止阀(shut-off valve,SOV)、三通阀或压缩机等等),本申请实施例对此不做限制。例如还可以示例性参见图12A所示,冷媒模块120上还可以集成截止阀125。该截止阀125通过冷媒模块120上设置的冷媒流道接口与冷媒模块120中的冷媒流道连通。示例性地,截止阀又可以称为节流阀等,本申请实施例对此不做限制。
示例性地,在上述图12中可以看到,冷媒容器123和膨胀阀124位于第一换热设备121与第二换热设备122之间。示例性地,在具体的热管理冷媒回路中,冷媒受压缩机的推动进入第一换热设备121。换热后从第一换热设备121流出到冷媒容器123。然后,冷媒再从冷媒容器123流向膨胀阀124,经膨胀阀124后流到第二换热设备122。换热后冷媒从第二换热设备122流出并流回到压缩机形成冷媒回路。基于此,本申请实施例将冷媒容器123和膨胀阀设置在第一换热设备121与第二换热设备122之间,可以节省冷媒流道的长度。进而可以缩减冷媒模块120的面积,以进一步降低热管理集成部件00成本和重量。
示例性地,上述图12中,冷媒容器123是垂直于基板100(也是垂直于冷媒模块120)设置。具体的,假设冷媒容器123中设置了上述接口28和接口29的一侧为第一侧,与该第一侧的朝向相背对的一侧为第二侧,即冷媒容器的底部为第二侧。则从冷媒容器123的第二侧指向冷媒容器123的第一侧的方向垂直于冷媒模块。且接口28和接口29分别于冷媒模块120上的接口25和接口26直接对接连通。冷媒容器123的罐体与冷媒模块120垂直,可以减少罐体中冷媒较少时无法正常提供冷媒而造成对冷媒回路的影响,另一方面罐体与冷媒模块垂直,还可以方便通过更换更长的罐体以增加冷媒的容量。
示例性地,另一种可能得实现方式中,上述冷媒容器123也可以是横向设置在冷媒模块120上。具体的,从冷媒容器123的第二侧指向冷媒容器123的第一侧的方向平行于冷媒模块120。为了便于理解,可以示例性参见图13和图13A。图13和图13A示出了冷媒容器123横向设置在冷媒模块120上的示意图。图13和图13A不同的是冷媒容器123上冷媒进出口的位置不同。这种设置方式下,接口25与接口28之间,以及接口26与接口29之间可以通过较短的管路或者通过焊接等方式连通起来。示例性地,冷媒模块120上接口25和接口26的设置位置可以根据冷媒容器123的摆放位置适应性变化,本申请实施例对此不做限制。将冷媒容器123横向设置在冷媒模块120上可以进一步降低热管理集成部件00的厚度。
示例性地,上述图1至图13所示仅为本申请实施例的示意图。各个器件的具体形态和大小为示意性示出,各个接口的形态和大小也为示意性示出。基板100的形态和大小也是示意性地。基板100可以是任意有规则的方形、椭圆形或者可以是无规则的形状,本申请实施例对此不做限制。示例性地,一种可能的实现中,若基板100为其它的形状,那么设置于基板上的各个接口和各个器件的布局位置可以适应性调整。为了便于理解,可以示例性参见图14和图15。图14和图15所示的基板100的形状不同于上述图7和图8所示的基板100的形状。
示例性地,图14所示为从基板100的第一侧看去的热管理集成部件00的爆炸结构示意图。图15所示为从基板100的第二侧看去的热管理集成部件00的爆炸结构示意图。在图14和图15中可以看到,基板100的形状和大小不同于图7和图8所示的基板100的形状和大小;设置于基板100上的器件的布局也不同于图7和图8所示的布局。
示例性地,如图14所示,多通阀110、水泵1111、水泵1112和水泵1113依然设置于基板100的第一侧。但是相比于上述图7所示,多通阀110、水泵1111、水泵1112和水泵1113之间的相对位置布局发生了变化。例如,多通阀110、水泵1111、水泵1112和水泵1113分别设置于基板100的四个角的位置等等。这种位置布局的适应性调整是为了减少基板100中冷媒流道的交错,以尽可能地利用基板100的面积布局较多的流道,提高基板100的利用率。关于基板100的第一侧,多通阀110、水泵1111、水泵1112和水泵1113与基板100上的接口之间的连通关系,可以参考前述图7的相关介绍,此处不赘述。
示例性地,如图15所示,冷媒模块120、第一换热设备121和第二换热设备122依然设置于框架200上。具体的,冷媒模块120设置与框架200的板状区域201(图15中斜纹区域);第一换热设备121和第二换热设备122设置与框架200上,并与基板100上穿过镂空区域202的冷却液流道接口(包括接口11至接口14)对应对接连通。但是相比于上述图8所示,冷媒模块120、第一换热设备121和第二换热设备122之间的相对位置布局发生了变化。例如,图8中,冷媒模块120设置于框架200的中间区域(板状区域201位于框架200的中间区域),第一换热设备121和第二换热设备122分别设置于框架200的两侧区域,第一换热设备121和第二换热设备122将冷媒模块120夹在中间。而在图15中,冷媒模块120设置于框架200的一边(板状区域201位于框架200的一边),第一换热设备121和第二换热设备122设置于该框架200中与冷媒模块120所在边相对的另一边。第一换热设备121和第二换热设备122并排位于冷媒模块120的同一边(简称为第一边)。作为一种示例,在冷媒模块120上还设置有冷媒容器123和膨胀阀124,则该冷媒容器123和膨胀阀124位于与该第一边相对的另一边。且冷媒容器123靠近第一换热设备121设置,膨胀阀124靠近第二换热设备122设置。这么设置可以实现较短的冷媒传递路径。
另一种可能的实现中,例如可以参加图15。基板100可以包括第一层101和第二层102。第二层102堆叠设置在第一层101上,第二层102的面积小于第一层101的面积。第二层102中设置有冷却液流道。在基板100和框架200集成在一起时,第二层102嵌入镂空区域202,基板100上的接口08至接口14随着第二层102穿过镂空区域202。或者,另一种可能的实现中,可以在图15中所示的201中设置贯穿孔(图15中未画出),接口12穿过贯穿孔2011与第一换热设备121的接口16对接连通。具体可以示例性参考上述图4的相关描述,此处不赘述。
可以理解的是,上述图14和图15所示仅为示例,不构成对本申请实施例的限制。
一种可能的实现中,上述基板100的第二侧上各器件的布局位置不限于上述图8(或图10)或图15所示的布局位置,还可以是其它的布局位置。例如可以示例性参见图16至图19。图16所示为上述图10所示的热管理集成部件00中,基板100的第二侧的位置关系平面示意图。图17所示为上述图15所示的热管理集成部件00中,基板100的第二侧的位置关系平面示意图。该图16和图17所示的平面示意图示例性示出了基板100的第二侧上集成的冷媒模块120、第一换热设备121、第二换热设备122、冷媒容器123和膨胀阀124的布局位置关系。另一种可能的实现中,基板100的第二侧上集成的各器件的布局位置关系例如还可以参见图18或图19所示。
示例性地,在图18中,第一换热设备121和第二换热设备122的长边可以与基板100的长边方向垂直设置。冷媒模块120设置于基板100的第二侧的中间区域,且集成于冷媒模块120上的冷媒容器123和膨胀阀124设置在第一换热设备121和第二换热设备122之间。
示例性地,在图19中,冷媒模块120、第一换热设备121、第二换热设备122、冷媒容器123和膨胀阀124的布局位置关系与上述图17所示的布局位置关系形成镜像关系。即图19中,冷媒模块120设置于基板100第二侧的一边,第一换热设备121和第二换热设备122设置于该基板100第二侧的另一边,第一换热设备121和第二换热设备122并排位于冷媒模块120的同一边(简称为第一边)。作为一种示例,在冷媒模块120上还设置有冷媒容器123和膨胀阀124,则该冷媒容器123和膨胀阀124位于与该第一边相对的另一边。且冷媒容器123靠近第一换热设备121设置,膨胀阀124靠近第二换热设备122设置。
示例性地,上述图16至图19所示的布局位置关系中,冷媒容器123靠近第一换热设备121的冷媒出口设置,膨胀阀124靠近第二换热设备122的冷媒进口设置,且冷媒容器123和膨胀阀124页也尽可能地靠近设置在一起,从而可以极大地缩短冷媒流道的长度,进而可以极大地缩减冷媒模块120的面积。
综上所述,本申请实施例中,将冷媒基板中的耐高压的冷媒流道浓缩到一个面积较小的冷媒模块上,然后直接将该冷媒模块固定在大部分是镂空的框架上,降低框架的用料成本。且该框架起固定安装的作用,因此无需采用高成本的高耐压金属材料,而采用高耐压金属材料的冷媒模块相比于原来的冷媒基板缩小很多,除了节省了用料和制作成本之外,还减轻了重量。
此外,因为冷媒模块和换热设备的材质为金属,若直接将这些金属器件集成到基板上,虽基板的材质要求较高。而本申请实施例中,通过框架固定冷媒模块和换热设备,然后可以通过螺栓、铰接或超声波连接等方式将框架与上述基板集成在一起,进而可以稳固安全地将冷媒模块以及换热设备与基板集成在一起。因为框架与基板集成的连接方式灵活,因此基板的材质选择可以较为灵活,例如可以选用成本较低、重量较轻的塑料材质,从而降低成本和重量。
本申请实施例还提供一种热管理系统,例如可以参见图20所示。该热管理系统2000中可以包括热管理集成部件2001。该热管理集成部件2001例如可以是上述介绍的任一种可能的实施方式中的热管理集成部件。具体可以参见前述的介绍,此处不赘述。
本申请实施例还提供一种车辆,例如可以参见图21所示。该车辆2100中可以包括热管理集成部件2101。该热管理集成部件2101例如可以是上述介绍的任一种可能的实施方式中的热管理集成部件。具体可以参见前述的介绍,此处不赘述。
应理解,在本申请的各个实施例中,各个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,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
还应理解,术语“包括”(也称“includes”、“including”、“comprises”和/或“comprising”)当在本说明书中使用时指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素、和/或部件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、部件、和/或其分组。
还应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”、“一实施例”、“一种可能的实现方式”意味着与实施例或实现方式有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”、“一种可能的实现方式”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (15)
1.一种热管理集成部件,其特征在于,所述热管理集成部件包括框架和冷媒模块;
所述冷媒模块中设置有冷媒流道;
所述框架包括板状区域和镂空区域,所述板状区域的面积小于或等于所述镂空区域的面积;
所述冷媒模块固定在所述板状区域上,所述冷媒模块的面积小于或等于所述板状区域的面积;
所述框架还用于与基板集成,所述基板中设置有冷却液流道。
2.根据权利要求1所述的热管理集成部件,其特征在于,所述冷媒模块通过锻造的加工方法制作而成,所述框架通过压铸或钣金的加工方法制作而成。
3.根据权利要求1或2所述的热管理集成部件,其特征在于,所述冷媒模块的面积与所述框架的面积比例在30%至50%之间。
4.根据权利要求1-3任一项所述的热管理集成部件,其特征在于,所述冷媒模块的厚度与所述框架的厚度的比例在50%至100%之间。
5.根据权利要求1-4任一项所述的热管理集成部件,其特征在于,所述基板包括第一层和第二层,所述第二层堆叠设置在所述第一层上,所述第二层的面积小于所述第一层;所述第一层和所述第二层中均设置有冷却液流道;所述第二层嵌入所述镂空区域。
6.根据权利要求1-5任一项所述的热管理集成部件,其特征在于,所述冷媒模块中设置有第一冷媒流道接口;所述框架还用于固定第一换热设备;
所述第一换热设备包括第一冷媒进口和第一冷媒出口;所述第一冷媒进口位于所述第一换热设备的第一侧,所述第一冷媒出口位于与所述第一换热设备的第一侧相背离的第二侧;
所述第一冷媒进口用于与压缩机连通;所述第一冷媒出口与所述第一冷媒流道接口对接连通。
7.根据权利要求6所述的热管理集成部件,其特征在于,所述第一换热设备包括第一冷却液进口和第一冷却液出口;所述第一冷却液进口和所述第一冷却液出口位于所述第一换热设备的第二侧;
所述基板上设置有第一冷却液流道接口和第二冷却液流道接口,所述镂空区域包括第一区域;
所述第一冷却液流道接口穿过所述第一区域与所述第一冷却液进口对接连通;
所述第二冷却液流道接口穿过所述第一区域与所述第一冷却液出口对接连通,或者,所述第二冷却液流道接口穿过所述板状区域上的一个贯穿孔与所述第一冷却液出口对接连通。
8.根据权利要求1-7任一项所述的热管理集成部件,其特征在于,所述冷媒模块中设置有第二冷媒流道接口;所述框架还用于固定第二换热设备;
所述第二换热设备包括第二冷媒进口和第二冷媒出口;所述第二冷媒进口位于所述第二换热设备的第一侧,所述第二冷媒出口位于与所述第二换热设备的第一侧相背离的第二侧;
所述第二冷媒进口与所述第二冷媒流道接口对接连通;所述第二冷媒出口用于与压缩机连通。
9.根据权利要求8所述的热管理集成部件,其特征在于,所述第二换热设备包括第二冷却液进口和第二冷却液出口;所述第二冷却液进口和所述第二冷却液出口位于所述第二换热设备的第一侧;
所述基板上设置有第三冷却液流道接口和第四冷却液流道接口,所述镂空区域包括第二区域;
所述第三冷却液流道接口穿过所述第二区域与所述第二冷却液进口对接连通,所述第四冷却液流道接口穿过所述第二区域与所述第一冷却液出口对接连通。
10.根据权利要求1-9任一项所述的热管理集成部件,其特征在于,所述冷媒模块中设置有第三冷媒流道接口和第四冷媒流道接口;冷媒容器集成在所述冷媒模块上,并通过所述第三冷媒流道接口和所述第四冷媒流道接口与所述冷媒模块中的冷媒流道连通。
11.根据权利要求10所述的热管理集成部件,其特征在于,所述冷媒容器包括第一侧和第二侧,所述冷媒容器的第一侧的朝向和所述冷媒容器的第二侧的朝向相背对;
所述冷媒容器的第一侧上设置有第三冷媒进口和第三冷媒出口,所述第三冷媒进口与所述冷媒模块中的所述第三冷媒流道接口对接连通,所述第三冷媒出口与所述冷媒模块中的所述第四冷媒流道接口对接连通;
所述冷媒容器的第二侧为所述冷媒容器的底部,从所述冷媒容器的第二侧指向所述冷媒容器的第一侧的方向垂直于所述冷媒模块;或者,
从所述冷媒容器的第二侧指向所述冷媒容器的第一侧的方向平行于所述冷媒模块。
12.根据权利要求1-11任一项所述的热管理集成部件,其特征在于,所述冷媒模块中设置有第五冷媒流道接口;膨胀阀集成在所述冷媒模块上,并通过所述第五冷媒流道接口与所述冷媒模块中的冷媒流道连通;和/或,
所述冷媒模块中设置有第六冷媒流道接口;截止阀阀集成在所述冷媒模块上,并通过所述第六冷媒流道接口与所述冷媒模块中的冷媒流道连通。
13.根据权利要求1-12任一项所述的热管理集成部件,其特征在于,所述框架设置在所述基板的第一侧,所述基板的第二侧的朝向与所述基板的第一侧的朝向相背对;
沿着所述基板的第二侧较长边的方向依次排列设置有多通阀、第一水泵、第二水泵和第三水泵。
14.一种热管理系统,其特征在于,所述热管理系统包括如权利要求1-13任一项所述的热管理集成部件。
15.一种车辆,其特征在于,所述车辆包括如权利要求1至13中任一项所述的热管理集成部件,或者,所述车辆包括如权利要求14所述的热管理系统。
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PB01 | Publication | ||
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