CN117916110A - 包括具有切向涡轮机的冷却模块的电动车辆底盘的模块化平台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动车辆底盘的模块化平台(A)，所述模块化平台(A)包括电动车辆的电池(B)和电动力传动系统，所述模块化平台(A)包括上层(A1)和下层(A2)，在所述上层(A1)和所述下层(A2)之间布置有至少一个冷却模块(C)，外部空气流(500)旨在通过所述冷却模块，所述冷却模块(C)包括至少一个热交换器(C40)，外部空气流(500)旨在通过所述至少一个热交换器；以及邻近所述热交换器(C40)的第一收集壳体(C41)，所述第一收集壳体(C41)包括与所述热交换器(C40)相对的第一开口端(C41a)和处于其蜗壳端部的第二开口端(C41b)，所述冷却模块(C)布置为使得所述冷却模块(C)的第二开口端(C41b)面向所述模块化平台(A)的上层(A1)或下层(A2)，所述上层(A1)或所述下层(A2)包括与所述冷却模块(C)的第二开口端(C41b)相对的开口(A45)。

Description

包括具有切向涡轮机的冷却模块的电动车辆底盘的模块化 平台
技术领域
本发明涉及电动车辆底盘的模块化平台的领域，更具体地，涉及用于这种模块化平台的冷却模块。
背景技术
在汽车领域，特别是电动车辆领域，由于标准化和规模经济的原因，有时会使用电动车辆底盘的模块化平台。这种模块化平台特别地包括电池、电动力传动系、以及与电机无关的部件，特别是机动车辆的车轮、制动和悬架系统。机动车辆的电动力传动系更具体地涉及机动车辆的功率电子部件连同电机(一个或多个)。使用这种模块化平台是为了使得单个平台包含大多数推进、电源和电存储组件，对应于不同型号的机动车辆的各种乘客舱室和车身随后被装配在该平台上。
然而，为了提高电动车辆的续航，这种模块化平台内的大部分空间被留给电池。则几乎没有用于集成热管理设备的空间，该热管理设备允许对电池和乘客舱都进行热管理。传统的热管理设备通常体积庞大，并需要用于将它们集成到机动车辆中的大量空间。热管理设备通常包括冷却模块，该冷却模块包括至少一个旨在使外部空气流通过的热交换器。这种冷却模块是热管理设备的最大组件之一。因此，很难将冷却模块集成到这种模块化平台中(在这种模块化平台中自由空间是减少的)的同时仍然具有允许热管理设备有效操作的用于热交换的表面积。
发明内容
因此，本发明的一个目的是至少部分地弥补现有技术的缺陷，并提出一种具有冷却模块的改进集成的模块化平台。
因此，本发明涉及一种电动车辆底盘的模块化平台，所述模块化平台包括电动车辆的电池和电动力传动系，所述模块化平台包括上层和下层，在所述上层和下层之间布置有至少一个冷却模块，该冷却模块旨在使外部空气流通过该冷却模块，所述冷却模块包括旨在使外部空气流通过的至少一个热交换器，以及附接到所述热交换器的第一收集器壳体，所述第一收集器壳体形成蜗壳，切向流涡轮机在所述蜗壳内延伸，第一收集器壳体具有面向热交换器的第一开口端和在其蜗壳端部的第二开口端，所述冷却模块被布置成使得所述冷却模块的第二开口端面向所述模块化平台的上层或下层中的一个或另一个，所述上层或下层包括面向冷却模块的第二开口端的开口。
根据本发明的一个方面，冷却模块的第二开口端面向模块化平台的下层，并且所述下层包括面向冷却模块的第二开口端的开口。
根据本发明的另一方面，冷却模块的第二开口端附接到所述开口，使得所述第二开口端的边缘与所述开口的边缘密封接触。
根据本发明的另一方面，所述开口包括保护格栅。
根据本发明的另一方面，所述开口包括能够在所述开口的打开位置和关闭位置之间移动的风门。
根据本发明的另一方面，风门是由致动器控制的风门。
根据本发明的另一方面，风门是被动风门，其包括用于将风门返回到关闭位置的返回装置。
附图说明
通过阅读以下以非限制性叙述方式提供的描述和附图，本发明的进一步特征和优点将变得更加清楚，其中：
图1是模块化平台的半透明示意性视图，
图2a是冷却模块的截面的示意性立体图，
图2b是根据第一实施例的模块化平台及其冷却模块的截面的示意性立体图，
图2c是根据第二实施例的模块化平台及其冷却模块的截面的示意性立体图，
图3是暖通空调设备的示意性透视图。
在各种附图中，相同的元件具有相同的附图标记。
具体实施方式
以下实施例是示例。尽管描述涉及一个或多个实施例，但这并不一定意味着每个附图标记都涉及相同的实施例，或者这些特征仅适用于单个实施例。不同实施例的各个特征也可以组合和/或互换以提供其他实施例。
在本说明书中，某些元件或参数可以被赋予序号，例如第一元件或第二元件以及第一参数和第二参数，或者第一标准和第二标准等。在这种情况下，序号的目的仅是区分和命名相似但不相同的元件或参数或标准。这种序号并不意味着一个元件，参数或标准优先于另一个元件，参数或标准，并且在不脱离本说明书的范围的情况下，这种命名可以容易地互换。同样，这种序号也不意味着例如在评估任何给定标准时的任何时间顺序。
在本说明书中，“置于上游”被理解为意指一个元件相对于流体的流通方向置于另一个元件之前。相比之下，“置于下游”被理解为意指一个元件相对于流体的流通方向置于另一个元件之后。
图1示出了电动车辆底盘的模块化平台A。该模块化平台A特别地包括电池B、电动力传动系、以及与机动车辆的电机无关的部件，特别是机动车辆的车轮、以及制动和悬架系统。机动车辆的电动力传动系更具体地涉及机动车辆的功率电子部件连同电机(一个或多个)。这种模块化平台A被特别地用于实现各种乘客舱室和车身可被装配在其上的平台。
为了允许电池B和乘客舱室的热管理，模块化平台A包括热管理设备，该热管理设备包括一个或多个传热流体回路(未示出)。热管理设备更具体地包括彼此流体连接的各种模块，以形成各种传热流体回路。
因此，热管理设备包括第一模块M1和第二模块M2，所述第一模块M1和第二模块M2包括诸如热交换器、冷却器、阀、泵和压缩机的部件，所述部件形成用于热管理的传热流体流通回路。
热管理设备还包括冷却模块C，该冷却模块旨在使外部空气流500通过该冷却模块。冷却模块C特别地包括至少一个热交换器C40，该热交换器C40也旨在使外部空气流500通过该热交换器C40。该冷却模块C旨在集成在模块化平台A内，优选地集成在模块化平台的前部。
这种冷却模块C特别地在图2a中示出。因此，冷却模块C可以包括热交换器C40和附接到所述热交换器C40的第一收集器壳体C41。第一收集器壳体C41优选地形成蜗壳，该第一收集器壳体C41具有被定位为面向热交换器C40的第一开口端C41a和位于蜗壳的相对端处的第二开口端C41b。
冷却模块C还可以包括至少一个切向风扇，也称为切向流涡轮机C30，该切向流涡轮机C30被配置为产生外部空气流500，例如在机动车辆停止或处于低速时。切向流涡轮机C30包括转子或涡轮(或切向鼓风机轮)C28。涡轮C28具有基本上圆柱形的形状。涡轮C28有利地包括多级叶片或轮叶(vanes)。涡轮C28围绕旋转轴线Cy可旋转地安装，该旋转轴线Cy例如平行于由热交换器C40形成的平面，并且在其宽度上延伸。涡轮C28更特别地布置在由第一收集器壳体形成的蜗壳内。因此，切向流涡轮机C30是紧凑的。这种切向流涡轮机C30的使用特别地能够使得外部空气流500在所述至少一个热交换器C40的整个表面上相等。此外，与传统风扇相比，这种切向流涡轮机C30能够节省空间。
切向流涡轮机C30还可以包括配置为使涡轮旋转的电机C31。电机31例如被设计为驱动涡轮以200rpm到14000rpm之间的速度旋转。这使得可以特别地限制切向流涡轮机C30产生的噪音。
在图2a所示的示例中，切向流涡轮机C30被配置为以吸入方式操作，也就是说，该切向流涡轮机C30吸入周围空气，使得该空气穿过热交换器C40并通过蜗壳的第二开口端C41b排出。替代地，切向流涡轮机C30可以按排出来操作，也就是说，将空气从蜗壳的第二开口端C41b吹向热交换器C40。
冷却模块C还可以包括第二收集器壳体(未示出)，该第二收集器壳体在其与包括第一收集器壳体的面相对的面上附接到热交换器C40。该第二收集器壳体可包括开口，以允许外部空气流500通过。该开口可以具有能够在被称为打开位置的第一位置和被称为关闭位置的第二位置之间移动的关闭装置(未示出)。该关闭装置特别地配置成允许外部空气流500在其打开位置通过所述开口并在其关闭位置关闭所述开口。关闭装置可以采取各种形式，例如安装为以便打开位置和关闭位置之间枢转的多个风门的形式。这些风门优选地平行于冷却模块C的宽度安装。然而，完全可以想象其他配置，例如风门平行于冷却模块的高度安装。风门可以是旗型的风门，但完全可以设想诸如蝶型风门的其他类型的风门。
如图2b和2c所示，模块化平台A可以特别包括上层A1和下层A2，冷却模块C特别地布置在上层A1和下层A2之间。在这种情况下，上层A1意指向上取向的层，特别地旨在该上层A1上装配车身和乘客舱室。下层A2本身形成模块化平台A的基部并且面向地面。模块化平台A还可以包括格栅A42或空气开口A42，该格栅A42或该空气开口A42连接两层A1、A2并且面向冷却模块C。
冷却模块C更特别地布置在上层A1和下层A2之间，使得冷却模块C的第二开口端C41b面向上层A1或下层A2中的一个或另一个。面向第二开口端C41b的上层A1或下层A2本身包括面向冷却模块C的所述第二开口端C41b的开口A45。因此，外部空气流500可以在第二开口端C41b和开口A45之间在一个方向或另一个方向上直接流通，方向取决于切向流涡轮机C30操作为吸入还是排出。这使得可以将外部空气流500与存在于模块化平台A内的在上层A1和下层A2之间的热管理设备的其他部件隔离。
如图2b和2c所示的示例，冷却模块C优选地布置为使得冷却模块C的第二开口端C41b面向模块化平台A的下层A2。因此，下层A2包括面向第二开口端C41b的开口A45。在吸入时，外部空气流500因此通过冷却模块C的第二开口端C41b在模块化平台A下方排出。
为了加强外部气流500与安装在上层A1和下层A2之间的其余部件的隔离，冷却模块C的第二开口端C41b优选地附接到开口A45，从而使得所述第二开口端C41b的边缘与所述开口A45的边缘密封接触。
有利地，开口A45可以包括保护格栅(未示出)，以限制碎片或抛射物(projectiles)经由开口A45进入的可能性。
如图2c所示，开口A45可包括在所述开口A45的打开位置和关闭位置之间可移动的风门A46。例如，该风门A46可以是旗型风门或蝶型风门。风门A46可以是由致动器(未示出)控制的风门，以便根据需要从一个位置移动到另一位置。
风门A46也可以是包括返回装置(未示出)的被动风门，所述返回装置例如弹簧，按照默认情况，该返回装置将风门A46带入关闭位置。当外部气流500足够强大时，其可以抵消返回装置的力，并将风门A46带入其打开位置。当外部气流500不存在或不够强大时，风门A46被动地返回到关闭位置。
热管理设备还包括暖通空调设备D，其旨在使内部空气流400通过该暖通空调设备，该内部空气流去往乘客舱室。这种暖通空调设备D在图3中示出。暖通空调设备D特别地在壳体内包括：旨在冷却内部空气流400的冷却器D2；旨在加热内部空气流400的第二热交换器D3；以及配置为产生内部空气流400的通风器件D1。冷却器D2和热交换器D3特别旨在连接到热管理设备的传热流体回路。暖通空调设备D还可以包括旨在额外加热内部空气流400的电加热器D4。
暖通空调设备D可以特别地布置在模块化平台A的外部，例如在装配在所述模块化平台A上的乘客舱室内。在这种情况下，热管理设备包括连接接口I(见图1)，旨在允许暖通空调设备D与布置在模块化平台A内的传热流体回路以及与热管理设备的元件的流体连接。
热管理设备最后包括与电池B的热交换接口BAT。热交换接口BAT特别地布置在模块化平台A内，并被连接到热管理设备的传热流体回路。
各模块M1、M2，冷却模块C，暖通空调设备D以及与电池B的热交换接口BAT彼此连接以形成各传热流体回路。
使用第一模块M1、第二模块M2以及冷却模块C和暖通空调设备D使得能够具有可以容易地集成在模块化平台A内的紧凑的热管理设备。
因此，很明显，若干冷却模块C、C’、C”的布置和定位使得可以获得用于热交换的足够的表面积，同时限制了在模块化平台A内占用的空间。

Claims (7)

1.一种电动车辆底盘的模块化平台(A)，所述模块化平台(A)包括电动车辆的电池(B)和电动力传动系，
所述模块化平台(A)包括上层(A1)和下层(A2)，在所述上层(A1)和所述下层(A2)之间布置有至少一个冷却模块(C)，所述冷却模块(C)旨在使外部空气流(500)通过所述冷却模块，所述冷却模块(C)包括至少一个热交换器(C40)，所述热交换器旨在使外部空气流(500)通过所述热交换器，以及附接到所述热交换器(C40)的第一收集器壳体(C41)，
所述第一收集器壳体(C41)形成蜗壳，切向流涡轮机(C30)在所述蜗壳内延伸，
所述第一收集器壳体(C41)具有面向所述热交换器(C40)的第一开口端(C41a)和处于其蜗壳端部的第二开口端(C41b)，
其特征在于，所述冷却模块(C)布置为使得所述冷却模块(C)的所述第二开口端(C41b)面向所述模块化平台(A)的所述上层(A1)或所述下层(A2)中的一个或另一个，并且所述上层(A1)或所述下层(A2)包括面向所述冷却模块(C)的所述第二开口端(C41b)的开口(A45)。
2.根据权利要求1所述的模块化平台(A)，其特征在于，所述冷却模块(C)的所述第二开口端(C41b)面向所述模块化平台(A)的下层(A2)，并且所述下层(A2)包括面向所述冷却模块(C)的第二开口端(C41b)的开口(A45)。
3.前述权利要求中任一项所述的模块化平台(A)，其特征在于，所述冷却模块(C)的第二开口端(C41b)附接到所述开口(A45)，使得所述第二开口端(C41b)的边缘与所述开口(A45)的边缘密封接触。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的模块化平台(A)，其特征在于，所述开口(A45)包括保护格栅。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的模块化平台(A)，其特征在于，所述开口(A45)包括能够在所述开口(A45)的打开位置和关闭位置之间移动的风门(A46)。
6.根据权利要求5所述的模块化平台(A)，其特征在于，所述风门(A46)是由致动器控制的风门。
7.根据权利要求5所述的模块化平台(A)，其特征在于，所述风门(A46)是被动风门，其包括用于使其返回到关闭位置的返回装置。
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