CN214542352U - 车辆冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车辆冷却系统，用以对电池包及连接于电池包上的充电线束构成冷却，该车辆冷却系统包括与充电线束相连的冷却回路，冷却回路包括用于向充电线束提供冷却液的进液管路，以及用以供换热后的冷却液流出充电线束的出液管路，进液管路和出液管路分别与电池包相连，并于出液管路上设有与车辆空调的制冷回路相连的电池冷却器，于进液管路和出液管路之间连接有分支管路，并于分支管路上设有第一冷却液控制阀。本实用新型的车辆冷却系统不仅利于提高充电线束和电池包的冷却效果，而且还能够实现冷却液的分流，并在电池包以不同倍率充电时，能够同时对电池包和充电器线束进行散热，且具有较高的换热效率及较好的使用效果。

Description

车辆冷却系统

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种车辆冷却系统。

背景技术

随着电动车的快速发展以及生活节奏的加快，人们对电动车的充电速度提出了越来越高的要求，于是，快充技术正在成为研究的热点。与此同时，电池快充引来的问题也越来越明显。由于快充要求充电设备具有大功率，因此，车辆上的充电接头与大功率充电设备连接时，电能将沿着电池连接器与车辆充电接头之间的充电线束进入电池。由于电能的快速进入，将产生大量的热量，引起充电线束与电池本身的快速升温。如果大量的热量无法快速转移，热量将持续积聚，产生更高的温度，对充电线束和电池产生不利的影响，更有甚者，可能导致烧坏或火灾。

为解决充电线束的发热问题，现有技术中的冷却系统通常采用液冷方式对充电线束进行有效冷却，使得充电线束温度适中，减少了充电线束向充电连接器辐射的热量。一般的在冷却回路上设置第一散热器、第二散热器以及半导体散热片，其中半导体散热片设置在第一和第二散热器中间，依靠半导体散热片的强力散热效果实现散热。

但该方案存在以下问题。第一散热器或第二散热器的平面与半导体散热片不匹配，如第一散热器或第二散热器的平面度或轮廓度超差，或者第一散热器与第二散热器与半导体散热片的压缩量不够，半导体散热片将无法有效地将热量转移走。届时，热量将持续积聚，产生更高的温度，对充电线束和电池产生不利的影响，更有甚者，可能导致烧坏或火灾。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种车辆冷却系统，以利于提高充电线束及电池包的换热效率。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆冷却系统，用以对电池包及连接于所述电池包上的充电线束构成冷却，所述车辆冷却系统包括：

冷却回路，所述冷却回路与设置在所述充电线束上的线束冷却管路相连，且所述冷却回路包括用于向所述充电线束提供冷却液的进液管路，以及用以供换热后的冷却液流出所述充电线束的出液管路，所述进液管路和所述出液管路分别与所述电池包相连，并于所述出液管路上设有与车辆空调的制冷回路相连的电池冷却器；

分支管路，连接于所述进液管路和所述出液管路之间，并于所述分支管路上设有用以导通冷却液流经所述分支管路的第一冷却液控制阀。

进一步的，所述冷却回路中设有用以导通冷却液流通的第二冷却液控制阀，所述第二冷却液控制阀与所述第一冷却液控制阀并联设置。

进一步的，于所述进液管路上设有低温散热器。

进一步的，所述电池包具有位于电池模组下方的水冷板，所述进液管路和所述出液管路分别与形成于所述水冷板上的出液口和进液口对应相连。

进一步的，于所述出液管路上设有循环水泵。

进一步的，所述出液管路上设有膨胀水箱，所述膨胀水箱和所述出液管路之间连接有补液管和排气管，所述补液管和所述排气管分别位于所述循环水泵的进液端和出液端。

进一步的，所述制冷回路包括压缩机，以及连接于所述压缩机和所述电池冷却器之间的第一管路和第二管路，于所述第一管路上设有冷凝器，并于所述冷凝器和所述电池冷却器之间连接有第一制冷剂控制阀。

进一步的，于所述第二管路上设有液气分离器。

进一步的，所述第一管路和所述第二管路之间连接有制冷剂分管路，于所述制冷剂分管路上串联有蒸发器和第二制冷剂控制阀，且所述制冷剂分管路的进口端与所述冷凝器相连，出口端与所述液气分离器相连。

进一步的，所述第一制冷剂控制阀和所述第二制冷剂控制阀均为电子膨胀阀。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型所述的车辆冷却系统，通过将冷却回路与空调冷却回路中的电池冷却器相连，可有效避免现有技术中第一散热器和半导体散热片及第二散热器之间的不匹配，且可利于提高充电线束和电池包的冷却效果。同时，通过设置的分支管路及第一冷却液控制阀的开启，可实现冷却液的分流，而能够减小流经充电线束的冷却液流量。并且在电池包以不同倍率充电时，能够同时对电池包和充电器线束进行散热，而有着较高的换热效率。

此外，通过并联设置第一冷却液控制阀和第二冷却液控制阀，以及第一冷却液控制阀和第二冷却液控制阀的启闭，能够利于对电池包和充电器线束同时冷却或对电池包进行单独冷却。设置的循环泵，有利于加速冷却液的流速，而可提高散热效果。

另外，空调制冷回路中设置的液气分离器，可有效防止液态制冷剂对压缩机的液击，而利于提高压缩机的使用性能。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的车辆冷却系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的空调制冷回路在高倍率充电时制冷剂的循环回路；

图3为本实用新型实施例所述的冷却回路在低倍率充电时制冷液的循环回路；

图4为本实用新型实施例所述的冷却回路在高倍率充电时制冷液的循环回路；

图5为本实用新型实施例所述的空调制冷回路在充电后期制冷剂的循环回路；

图6为本实用新型实施例所述的冷却回路在充电完成后制冷液的循环回路；

图7为本实用新型实施例所述的充电线束和电池包无需冷却时的空调制冷回路；

图8为本实用新型实施例所述的充电线束和电池包无需冷却时的冷却回路；

附图标记说明：

1、充电接头；2、充电线束；3、充电连接器；4、第一冷却液控制阀；5、第二冷却液控制阀；6、循环水泵；7、电池冷却器；8、电池包；9、导热垫；10、水冷板；11、低温散热器；12、第一制冷剂控制阀；13、第二制冷剂控制阀；14、蒸发器；15、液气分离器；16、压缩机；17、水冷冷凝器；18、空冷冷凝器；19、膨胀水箱；20、补液管；30、排气管；

100、进液管路；200、出液管路；300、分支管路；400、第一管路；500、第二管路；600、制冷剂分管路。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例涉及一种车辆冷却系统，用以对电池包9及连接于电池包9上的充电线束2构成冷却，其中，电池包9具有充电连接器3，充电线束2的一端与充电连接器3相连，另一端设有充电接头1，外部的充电桩的插头可以插接至充电接头1，由此电流通过外部充电桩、充电桩插头、充电接头1、充电线束2充电连接器1后输出至电池包9中的电池模组。

由于电池包在充电过程中，尤其是在大电流快充时，充电线束2及电池包9会产生大量的热，由于热量的传递和辐射会导致充电连接器3或电池包9温度过高而影响周边电器元件的正常工作。为此，本实施例的车辆冷却系统用以对电池包9和充电线束2进行较好的散热，使得电池包2和充电线束2能够处于适宜的温度范围。

具体的，本实施例的车辆冷却系统包括用以对充电线束2和电池包9进行换热的冷却回路，如图1所示，该冷却回路与充电线束2相连，且该冷却回路包括用于向充电线束2提供冷却液的进液管路100，以及用以供换热后的冷却液流出充电线束2的出液管路200，进液管路100和出液管路200分别与电池包8相连，并于出液管路200上设有与空调制冷回路相连的电池冷却器7。通过在冷却回路中设置与车辆空调的制冷回路连接的电池冷却器7，可有效避免现有技术中第一散热器和半导体散热片及第二散热器之间不匹配的问题，且利于提高充电线束2和电池包8的换热效率。

同时，于进液管路100和出液管路200之间连接有分支管路300，于分支管路300上设有用以导通冷却液流经分支管路300的第一冷却液控制阀4。由此，通过设置的分支管路300及第一冷却液控制阀4的开启，可实现冷却液的分流，而能够减小流经充电线束的冷却液流量。并且，在电池包8以不同倍率进行充电时，能够同时对电池包8和充电线束2进行散热，以使得充电线束2和电池包8处于适宜的温度。

其中，本实施例的电池包8具有位于电池模组下方的水冷板10，电池模组与水冷板10之间设有导热胶，该导热胶优选为硅胶材质，以能够利于热量的传递。上述的进液管路100和出液管路200分别与形成于水冷板10上的出液口和进液口对应相连，由此，在电池包8充电过程中，由电池包8上水冷板10中的冷却液经进液管路100流入至充电线束2，经换热后，由充电线束2流入至出液管路200，并经电池冷却器7冷却后流回电池包8的水冷板10中，如此进行循环。

作为本实施例的进一步改进，本实施例中，于冷却回路中设有用以导通冷却液流通的第二冷却液控制阀5，第二冷却液控制阀5与第一冷却液控制阀4并联设置。由此通过设置第一冷却液控制阀4和第二冷却液控制阀5的并联设置，以及第一冷却液控制阀4和第二冷却液控制阀5的启闭，能够利于对电池包8和充电器线束同时冷却或对电池包8进行单独冷却。

如图1所示，本实施例中，于进液管路100上设有低温散热器11。一般的，该低温散热器11具有散热风扇，如此可将源于电池包8上水冷板10的热量传递于空气中，而进一步的为充电线束2提供低温的冷却液。

为利于加速冷却液的循环流动，本实施例中，于出液管路200上设有循环水泵6，其中，该循环水泵6可采用机械泵或电子泵，本实施例中优选为电子泵，以能够使得冷却液较好的循环流动，从而利于提高散热效果。

另外，本实施例中，出液管路200上设有膨胀水箱19，膨胀水箱19和出液管路200之间连接有补液管20和排气管30，冷却液在冷却回路循环的过程中存在流失或产生一定泄漏后，可以通过补液管20进行补充。而在冷却回路中混入气体后，特别是在循环水泵6处容易混入空气而占用管路体积，影响换热效果，鉴于此，本实施例的补液管20和排气管30分别位于循环水泵6的进液端和出液端，如此可及时将混入的空气排出，从而进一步提高换热效果。

其中，在此需说明的是，电池冷却器7包括用以使制冷剂与空气热量交换的蒸发器14，以及用以使制冷器与冷却液进行热量交换的chiller，该电池冷却器7的功能为将高温高压液态制冷剂转化为低压低温的气态制冷剂，其具体可参照现有技术中的结构。另外，还需说明的是，本实施的中的第一冷却液控制阀4和第二冷却液控制阀5优选为电子控制阀。

继续参看图1所示，本实施例的空调的制冷回路主要包括压缩机16，以及连接于压缩机16和电池冷却器7之间的第一管路400和第二管路500，于第一管路400上设有冷凝器，并于冷凝器和电池冷却器7之间连接有第一制冷剂控制阀12。其中，第一管路400上设置的冷凝器可采用图1中实线所示水冷冷凝器17，亦可采用图1中虚线所示出的空冷冷凝器18，当然还可采用现有技术中由水冷冷凝器17与空冷冷凝器18串联而成的复合式冷凝器，本实施中优选为水冷冷凝器17。

为有效防止液态制冷剂对压缩机16的液击，于第二管路500上设有液气分离器15，如此，在制冷剂的循环过程中，可利于提高压缩机16的使用性能。作为本实施例的优选实施方式，本实施例中，于第一管路400和第二管路500之间连接有制冷剂分管路600，于制冷剂分管路600上串联有蒸发器14和第二制冷剂控制阀13，且制冷剂分管路600的进口端与水冷冷凝器17相连，出口端与液气分离器15相连。

其中，值得说明的是，第一制冷剂控制阀12和第二制冷剂控制阀13可采用热力膨胀阀TXV、具有截止功能的热力膨胀阀TXV-SOV、电子膨胀阀EXV、节流阀throttle或者节流孔orifice等，本实施中，第一制冷剂控制阀12和第二制冷剂控制阀13均优选为电子膨胀阀。另外，还值得说明的是，本实施例的压缩机16可采用机械压缩机16、电动压缩机16或其他形式的压缩机16，本实施例中优选为电动压缩机16。此外，本实施例的空冷冷凝器18具有风扇，如此可加速空气流动，提高空冷冷凝器18的冷却效率。

本实施例的车辆冷却系统可以实现如下模式：

模式一：车辆以高倍率充电时，应保证充电器线束在整个充电过程的冷却和电池的冷却，此时，保持第一制冷剂控制阀12打开，第二制冷剂控制阀13关闭，第一冷却液控制阀4和第二冷却液控制阀5打开。

其中，制冷剂的循环过程如图2中的箭头方向所示，也即是沿回路③循环流动。具体的：压缩机16将来自电池冷却器7的气体制冷剂转化为高温高压的气体制冷剂，然后经过水冷冷凝器17转化为高温高压的液态制冷剂，经过第一制冷剂控制阀12节流转化为低温低压的液态制冷剂并经过电池冷却器7转化为低温低压的气态制冷剂，为了防止液击，气态制冷剂经气液分离器后进入压缩机16，完成一次制冷剂循环，如此重复循环。

而冷却液的循环过程如图3和图4中箭头方向所示，当第一冷却液控制阀4和第二冷却液控制阀5均打开时，冷却液在循环水泵6的作用下，经过电池冷却器7，使冷却液与制冷剂进行热量交换，并将热量传递至制冷剂侧，从而降温成为低温的冷却液。低温冷却液经过水冷板10，与电池模组通过导热垫9完成热量交换，并将电池包8由于快充导致的多余的热量传递给低温的冷却液，从而对电池模组进行降温。

同时，低温的冷却液由于获得电池模组的热量而升高温度，高温的冷却液经过低温散热器11，此时风扇运转将冷却液多余的热量传递至空气中，从而高温的冷却液转化为低温的冷却液。然后，低温的冷却液此时经过充电线束2，将充电线束2多余的热量带走。最后，换热后的冷却液再次进入循环水泵6，完成一次冷却液循环，如此重复循环。

在此值得说明的是，在制冷液循环过程中，制冷液可以沿回路①和②进行，当沿回路①和②进行时，如图3所示，充电器以较低倍率充电。当仅沿①回路进行时，如图4所示，此时充电器以较大倍率充电。

模式二：车辆以高倍率充电且当电池包8充电完成后，第二冷却液控制阀5关闭，第一冷却液控制阀4以及第一制冷剂控制阀12继续保持开启状态，持续对电池包8的电池模组冷却一段时间△T，以能够对电池模组的温度持续降低。

其中，制冷剂循环过程如图5中的箭头所示，也即是制冷剂沿回路③和④循环。此时，第二制冷剂控制阀13打开，第一制冷剂控制阀12打开，此时乘员仓处于制冷模式，电池充电完成。具体的：压缩机16将来自电池冷却器7的气体制冷剂转化为高温高压的气体制冷剂，然后经过冷凝器转化为高温高压的液态制冷剂，并经过第一制冷剂控制阀12和第二制冷剂控制阀13的节流转化为低温低压的液态制冷剂，并经过电池冷却器7及蒸发器14转化为低温低压的气态制冷剂，为了防止液击，气态制冷剂经气液分离器后进入压缩机16，完成一次制冷剂循环，如此重复循环。

而冷却液的循环过程如图6所示，也即是冷却液沿回路②循环流动，此时，第一冷却液控制阀4开启，第二冷却液控制阀5关闭，电池包8充电完成。为保证电池模组温度降低至适宜的温度，第二冷却液控制阀5在关闭第一冷却液控制阀4后一段时间△T内不允许关闭。

如图6中的箭头所示，冷却液在循环水泵6的作用下，经过电池冷却器7，使冷却液与制冷剂进行热量交换，并将热量传递至制冷剂侧，从而降温成为低温的冷却液。低温冷却液经过水冷板10，与电池模组通过导热垫9完成热量交换，并将电池包8多余的热量传递给低温的冷却液，从而使电池模组达到降温的效果。

同时，低温的冷却液由于获得电池模组的热量而升高温度，高温的冷却液经过低温散热器11，此时风扇运转将冷却液多余的热量传递至空气中，从而高温的冷却液降温成低温的冷却液。然后，低温的冷却液此时由于第一冷却液控制阀4的关闭，不再经过充电线束2，故冷却液只通过分支管路300。然后进入至循环水泵6，完成一次冷却液循环，如此重复循环，直至电池模组达到适宜的温度。

模式三：车辆充电后，待电池模组温度满足适宜要求时，第一冷却液控制阀4和第二冷却液控制阀5均关闭，水泵关闭，低温散热器11关闭，第一制冷剂控制阀12关闭，第二制冷剂控制阀13开启，以满足乘员仓制冷需要。

此时，第一制冷剂控制阀12关闭，第二制冷剂控制阀13打开，乘员仓处于制冷模式。制冷剂循环过程如图7箭头所示，也即是制冷剂沿回路④进行。具体为：压缩机16将来自电池冷却器7的气体制冷剂转化为高温高压的气体制冷剂，然后经过水冷冷凝器17转化为高温高压的液态制冷剂，经过第二制冷剂控制阀13的节流转化为低温低压的液态制冷剂，并经过蒸发器14转化为低温低压的气态制冷剂，为了防止液击，气态制冷剂经气液分离器后进入压缩机16，完成一个制冷剂循环，如此重复循环。

而冷却液回路如图8中所示的状态，由于第二冷却液控制阀5处于关闭状态，此时电池包8充电完成，待温度适宜后，第一冷却液控制阀4关闭，水泵关闭，低温散热器11关闭，而冷却液则处于不流动状态。

本实施例的车辆冷却系统不仅利于提高充电线束2和电池包8的冷却效果，而且还能够实现冷却液的分流，并在电池包8以不同倍率充电时，能够同时对电池包8和充电器线束2进行散热，且具有较高的换热效率及较好的使用效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆冷却系统，用以对电池包(8)及连接于所述电池包(8)上的充电线束(2)构成冷却，其特征在于，所述车辆冷却系统包括：

冷却回路，所述冷却回路与设置在所述充电线束(2)上的线束冷却管路相连，且所述冷却回路包括用于向所述充电线束(2)提供冷却液的进液管路(100)，以及用以供换热后的冷却液流出所述充电线束(2)的出液管路(200)，所述进液管路(100)和所述出液管路(200)分别与所述电池包(8)相连，并于所述出液管路(200)上设有与车辆空调的制冷回路相连的电池冷却器(7)；

分支管路(300)，连接于所述进液管路(100)和所述出液管路(200)之间，并于所述分支管路(300)上设有用以导通冷却液流经所述分支管路(300)的第一冷却液控制阀(4)。

2.根据权利要求1所述的车辆冷却系统，其特征在于：所述冷却回路中设有用以导通冷却液流通的第二冷却液控制阀(5)，所述第二冷却液控制阀(5)与所述第一冷却液控制阀(4)并联设置。

3.根据权利要求1所述的车辆冷却系统，其特征在于：于所述进液管路(100)上设有低温散热器(11)。

4.根据权利要求1所述的车辆冷却系统，其特征在于：所述电池包(8)具有位于电池模组下方的水冷板(10)，所述进液管路(100)和所述出液管路(200)分别与形成于所述水冷板(10)上的出液口和进液口对应相连。

5.根据权利要求1所述的车辆冷却系统，其特征在于：于所述出液管路(200)上设有循环水泵(6)。

6.根据权利要求5所述的车辆冷却系统，其特征在于：所述出液管路(200)上设有膨胀水箱(19)，所述膨胀水箱(19)和所述出液管路(200)之间连接有补液管(20)和排气管(30)，所述补液管(20)和所述排气管(30)分别位于所述循环水泵(6)的进液端和出液端。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的车辆冷却系统，其特征在于：所述制冷回路包括压缩机(16)，以及连接于所述压缩机(16)和所述电池冷却器(7)之间的第一管路(400)和第二管路(500)，于所述第一管路(400)上设有冷凝器，并于所述冷凝器和所述电池冷却器(7)之间连接有第一制冷剂控制阀(12)。

8.根据权利要求7所述的车辆冷却系统，其特征在于：于所述第二管路(500)上设有液气分离器(15)。

9.根据权利要求8所述的车辆冷却系统，其特征在于：所述第一管路(400)和所述第二管路(500)之间连接有制冷剂分管路(600)，于所述制冷剂分管路(600)上串联有蒸发器(14)和第二制冷剂控制阀(13)，且所述制冷剂分管路(600)的进口端与所述冷凝器相连，出口端与所述液气分离器(15)相连。

10.根据权利要求9所述的车辆冷却系统，其特征在于：所述第一制冷剂控制阀(12)和所述第二制冷剂控制阀(13)均为电子膨胀阀。

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