实用新型内容
本实用新型提供一种组合阀、汽车热管理系统及汽车,可以通过组合阀实现制冷剂多通路流通的功能,减少占用空间,降低成本。
第一方面,本实用新型提供一种组合阀,该组合阀包括阀座、膨胀阀和多个电磁阀,膨胀阀和多个电磁阀均设置于阀座上,膨胀阀和各个电磁阀可独立控制开闭,以控制制冷剂流动或者调节制冷剂的流量。
其中,阀座上开设有用于制冷剂流通的通道,通道具有依次连通的膨胀阀腔室和多个电磁阀腔室,膨胀阀与膨胀阀腔室对应设置,多个电磁阀与多个电磁阀腔室一一对应设置;通道还具有第一入口、第二入口、第一出口和第二出口,第一入口和第一出口与同一个电磁阀腔室连通,第二入口和第二出口均与膨胀阀腔室连通。
本申请提供的组合阀应用于汽车热管理系统中,制冷剂可以由第一入口流入阀座的通道中,并且可以通过多个电磁阀的开闭控制,分别实现从第一出口流出以及从第二出口流出,而从不同出口流出对应汽车热管理系统的不同工作状态,而从第二入口进入膨胀阀腔室的制冷剂可以由第二出口流出,并且可以通过膨胀阀实现节流功能,从而通过一个多通路的阀座集成了多个阀门的阀体,减少了阀门布置时所占用的空间,降低了生产制造成本。
作为一种可选的实施方式,电磁阀可以为两个,两个电磁阀可以包括常闭电磁阀和常开电磁阀,电磁阀腔室可以包括第一腔室和第二腔室,常闭电磁阀与第一腔室对应设置,常开电磁阀与第二腔室对应设置,第一入口和第一出口均与第一腔室连通,从而制冷剂在从第一入口进入通道后,可以由常闭电磁阀控制制冷剂从第一腔室流出的方向,而常开电磁阀可以控制制冷剂在第二腔室内流通路径的通断,由此配合实现汽车热管理系统中制冷剂流通回路的切换。
作为一种可选的实施方式,第二腔室可以位于第一腔室和膨胀阀腔室之间,从而在汽车热管理系统的制冷模式下,第一腔室中的制冷剂可以进入第二腔室,再由第二腔室流通至第二出口。
作为一种可选的实施方式,常开电磁阀和常闭电磁阀可以具有相反的开闭状态,从而通过两者工作状态的同时切换,实现组合阀中制冷剂流通回路的切换。
作为一种可选的实施方式,常闭电磁阀关闭,常开电磁阀开启时,第一入口与第二出口连通,制冷剂可以由第一入口进入通道,并由第二出口流出,汽车热管理系统此时可实现制冷功能;常闭电磁阀开启,常开电磁阀关闭时,第一入口与第一出口连通,且第一出口与第二入口通过换热器连通,制冷剂由第一出口流出后经换热器从第二入口进入膨胀阀腔室,从而汽车热管理系统此时可实现制热功能。
作为一种可选的实施方式,第一入口和第二出口分别位于阀座的两端,第一出口和第二入口开设于阀座的侧壁上,从而便于与阀座连接各个管路的布置。
作为一种可选的实施方式,第一入口的制冷剂流入方向与第二出口的制冷剂流出方向平行,从而膨胀阀和多个电磁阀可以沿阀座的长度方向依次布置。
或者,第一入口的制冷剂流入方向与第二出口的制冷剂流出方向垂直,从而膨胀阀和多个电磁阀可以布置在阀座的不同方位。
作为一种可选的实施方式,第二入口的流通截面小于第一入口的流通截面,从而在制冷剂流通时,由第二入口流经膨胀阀腔室,可以实现制冷剂压力和温度状态的变化。
第二方面,本实用新型提供一种汽车热管理系统,该汽车热管理系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器、热交换器以及上述第一方面中的组合阀,压缩机、冷凝器、蒸发器和热交换器通过管路连接形成供制冷剂流通的回路,组合阀连接于该回路中。
第三方面,本实用新型提供一种汽车,该汽车包括上述第二方面中的汽车热管理系统。
本实用新型提供一种组合阀、汽车热管理系统及汽车,其中,组合阀包括阀座、膨胀阀和多个电磁阀,膨胀阀和多个电磁阀均设置于阀座上,阀座上开设有用于制冷剂流通的通道,通道具有依次连通的膨胀阀腔室和多个电磁阀腔室,膨胀阀与膨胀阀腔室对应设置,多个电磁阀与多个电磁阀腔室一一对应设置;通道还具有第一入口、第二入口、第一出口和第二出口,第一入口和第一出口与同一个电磁阀腔室连通,第二入口和第二出口均与膨胀阀腔室连通,制冷剂可以由第一入口流入阀座的通道中,并且可以通过多个电磁阀的开闭控制,分别实现从第一出口流出以及从第二出口流出,而从不同出口流出对应汽车热管理系统的不同工作状态,而从第二入口进入膨胀阀腔室的制冷剂可以由第二出口流出,并且可以通过膨胀阀实现节流功能,从而通过一个多通路的阀座集成了多个阀门的阀体,减少了阀门布置时所占用的空间,降低了生产制造成本。
除了上面所描述的本申请实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外,本申请提供的组合阀、汽车热管理系统及汽车所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果,将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
首先,本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本申请的技术原理,并非旨在限制本申请的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整,以便适应具体的应用场合。
其次,需要说明的是,在本申请的描述中,术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示装置或构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申请的限制。
此外,还需要说明的是,在本申请的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“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;可以是两个构件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。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例或示例。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例或示例中以合适的方式结合。
汽车热管理系统可以用于调节汽车内外的冷热平衡,同时调控汽车上各个工作部件的温度,对于汽车的稳定行驶以及保证良好的用户体验至关重要,随着汽车轻量化和集成度的要求越来越高,汽车热管理系统的集成度要求也不断提高。目前,汽车热管理系统通常包括压缩机、内部换热器和外部换热器等部件,各个部件之间通过管路连通,制冷剂可以在管路中循环流通,通过制冷剂温度和压力状态变化实现热交换,从而实现车厢内的制冷或制冷功能,管路上的各个位置分别设置有膨胀阀和电磁阀,以控制管路的通断以及制冷剂的流通方向。
然而,现有的汽车热管理系统中,需要多个阀门分别连接在多根管路中,通过多个阀门的开闭状态的切换实现制冷回路和制热回路的切换,此外,每个阀门需要通过安装支架进行固定,这导致阀门在车辆内部的占用空间大,且成本较高,在整车的架构设计时,多个阀门的布置也较为困难。
本申请实施例提供一种组合阀、汽车热管理系统及汽车,可以通过组合阀实现制冷剂多通路流通的功能,利用多通阀体的不同开启状态,满足制冷剂的流通控制需求,减少占用空间,降低生产制造成本,同时提高阀门布置的便利性。
实施例一
本实施例提供一种组合阀,该组合阀用于汽车热管理系统之中,且该组合阀可以实现汽车热管理系统中制冷剂流通回路的切换,本实施例的组合阀所应用的汽车热管理系统为电动汽车中的热泵系统,通过压缩机对制冷剂进行压缩,在制冷剂流通过程中产生压力和温度的变化,从而实现与外部空气的热交换,而汽车热管理系统可以实现电机热管理、电池热管理以及乘员舱热管理的功能。下面首先对本实施例中组合阀的整体方案进行说明。
图1为本申请实施例提供的组合阀的第一种结构的示意图,图2为本申请实施例提供的组合阀的第一种结构的正视图,图3为本申请实施例提供的组合阀的第一种结构的侧视图,图4为图3中A-A方向的剖视图,本实施例提供的组合阀1包括阀座10、膨胀阀20和多个电磁阀,膨胀阀20和多个电磁阀均设置于阀座10上,通过膨胀阀20和各个电磁阀的开闭控制,可以改变制冷剂的流向或者调节制冷剂的流量。
其中,阀座10上开设有用于制冷剂流通的通道101,通道101具有依次连通的膨胀阀腔室102和多个电磁阀腔室,膨胀阀20与膨胀阀腔室102对应设置,多个电磁阀与多个电磁阀腔室一一对应设置,膨胀阀20用于控制流经膨胀阀腔室102的制冷剂的流量的大小,可以起到节流作用,而电磁阀的通断可以控制制冷剂在相应电磁阀腔室中的通断或者改变制冷剂的流向。
阀座10的通道101还具有第一入口11、第二入口13、第一出口12和第二出口14,即两个制冷剂的入口和两个制冷剂的出口,其中,第一入口11和第一出口12与同一个电磁阀腔室连通,通过与该电磁阀腔室对应的电磁阀的通断,可以控制制冷剂的流通方向,而第二入口13和第二出口14均与膨胀阀腔室102连通,从第二入口13进入的制冷剂经过膨胀阀20的调节,可以改变从第二出口14流出时的流量。
需要说明的是,本实施例提供的组合阀1应用于汽车热管理系统中,制冷剂可以由第一入口11流入阀座10的通道101中,并且可以通过多个电磁阀的开闭控制,分别实现从第一出口12流出以及从第二出口14流出,而从不同出口流出对应汽车热管理系统的不同工作状态,以汽车热管理系统对乘员舱内的制冷和制热功能为例,当制冷剂由第一入口11进入通道101,并且第一出口12被封闭时,制冷剂直接由第二出口14流出,并进入外部换热器中,此时汽车热管理系统处于制冷模式;当制冷剂由第一入口11进入通道101,并且第一出口12打开时,制冷剂由第一出口12流出并进入内部换热器中,此时汽车热管理系统处于制热模式。
此外,从第二入口13进入膨胀阀腔室102的制冷剂可以由第二出口14流出,并且可以通过膨胀阀20实现节流功能,如此设置,通过一个多通路的阀座10集成了多个阀门的阀体,减少了阀门布置时所占用的空间,降低了生产制造成本。
下面对膨胀阀20和多个电磁阀在阀座10上的具体设置方式和连接结构进行详细说明。
在本实施例中,阀座10上设置多个电磁阀主要对应汽车热管理系统不同的功能状态的制冷剂回路的需求,下面以在阀座10上设置两个电磁阀为例进行说明。
作为一种可选的实施方式,两个电磁阀可以包括常闭电磁阀30和常开电磁阀40,相应的,电磁阀腔室为两个,且电磁阀腔室可以包括第一腔室103和第二腔室104,常闭电磁阀30与第一腔室103对应设置,常开电磁阀40与第二腔室104对应设置,第一入口11和第一出口12可以均与第一腔室103连通,从而制冷剂在从第一入口11进入通道101后,可以由常闭电磁阀30控制制冷剂从第一腔室103流出的方向,而常开电磁阀40可以控制制冷剂在第二腔室104内流通路径的通断,由此配合实现汽车热管理系统中制冷剂流通回路的切换。
其中,第一腔室103和第二腔室104处于连通状态,在制冷剂进入第一腔室103后可以由第一腔室103和第二腔室104之间的通道101进入第二腔室104中,在常开电磁阀40断电时,第二腔室104的出口处于导通状态,制冷剂可以从第二腔室104流出,且其后从第一出口12直接流出,而当常开电磁阀40通电时,第二腔室104的出口被封闭,此时制冷剂由第二腔室104至第二出口14的流道被阻断,此时,如果常闭电磁阀30处于断电状态,则第一出口12也被封闭,即制冷剂的流通回路被全部阻隔,而当常闭电磁阀30处于通电状态时,第一出口12被打开,制冷剂可以从第一出口12流出。
由此可见,第二腔室104可以位于第一腔室103和膨胀阀腔室102之间,在汽车热管理系统的制冷模式下,第一腔室103中的制冷剂可以进入第二腔室104,再由第二腔室104流通至第二出口14,进入外部换热器,实现制冷回路的循环,而当第二腔室104流出的回路封闭,而第一腔室103从第一出口12流出的回路导通时,制冷剂则可以进入内部换热器,相应的实现制热回路的循环。
需要说明的是,常开电磁阀40和常闭电磁阀30可以具有相反的开闭状态,从而通过两者工作状态的同时切换,实现组合阀1中制冷剂流通回路的切换,即常闭电磁阀30和常开电磁阀40可以同时通电或者同时断电,如此可以保证第一腔室103和第二腔室104中制冷剂的流通路径的确定。下面上述两者状态进行分别说明。
当常闭电磁阀30和常开电磁阀40都断电时,常闭电磁阀30关闭,常开电磁阀40开启,第一入口11与第二出口14连通,第一出口12被常闭电磁阀30封闭,制冷剂可以由第一入口11进入通道101,并依次经过第一腔室103和第二腔室104,由第二出口14流出,汽车热管理系统此时可实现制冷功能。
当常闭电磁阀30和常开电磁阀40都通电时,常闭电磁阀30开启,常开电磁阀40关闭,此时常闭电磁阀30打开第一出口12,第一入口11与第一出口12连通,而第二腔室104至第二出口14之间的流道被常开电磁阀40封闭,且第一出口12流出的制冷剂在经过内部换热器后,会由第二入口13进入膨胀阀腔室102,即内部换热器通过管路连接在第一出口12和第二入口13之间,进入第二入口13的制冷剂经过膨胀阀20的节流后再从第二出口14流出,在此过程中汽车热管理系统可实现制热功能。
需要说明的是,制冷剂在流经内外换热器以及膨胀阀20时会产生温度和压力的变化,以此实现热交换的过程,对于汽车热管理系统具体实现制冷和制热功能的原理以及制冷剂的温度压力状态的变化过程均为现有技术,此处不再赘述。
作为一种可选的实施方式,第一入口11和第二出口14可以分别位于阀座10的两端,第一出口12和第二入口13开设于阀座10的侧壁上,从而便于与阀座10连接各个管路的布置。
其中,阀座10可以具有不同形状结构,相应的,阀座10内的通道101也可以具有不同的延伸方向,下面将通过具体示例进行说明。
请继续参照图1至图4,作为第一种可选的实施结构,第一入口11的制冷剂流入方向与第二出口14的制冷剂流出方向平行,即阀座10呈长条形,通道101从阀座10的一端沿伸至另一端,而膨胀阀20和多个电磁阀可以沿阀座10的长度方向依次布置。
具体的,常闭电磁阀30和第一腔室103位于阀座10开设有第一入口11的一端,常开电磁阀40和第二腔室104位于阀座10的中间位置,而膨胀阀20和膨胀阀腔室102开设在阀座10开设有第二出口14的一端,第一出口12开设在与常闭电磁对应位置的阀座10的侧壁上,第二入口13开设在与膨胀阀20对应位置的阀座10的侧壁上。
图5为本申请实施例提供的组合阀的第二种结构的示意图,图6为本申请实施例提供的组合阀的第二种结构的侧视图,图7为本申请实施例提供的组合阀的第二种结构的俯视图,图8为图6中B-B方向的剖视图,图9为图7中C-C方向的剖视图,如图5至图9所示,作为第二种可选的实施结构,阀座10可以呈方形,第一入口11和第二出口14位于阀座10上的不同侧壁上,而第一出口12与第一入口11位于阀组同一个侧壁上,第二入口13与第二出口14位于阀座10的同一侧壁上,膨胀阀20设置于与常开电磁阀40对应的一侧阀座10的侧壁上。
图10为本申请实施例提供的组合阀的第三种结构的示意图,图11为本申请实施例提供的组合阀的第三种结构的俯视图,图12为图11中D-D方向的剖视图,图13为图11中E-E方向的剖视图,如图10至图13所示,作为第三种可选的实施结构,第一入口11的制冷剂流入方向与第二出口14的制冷剂流出方向垂直,即阀座10呈“L”型,也即阀座10具有两个相互连接且垂直的延伸段,从而膨胀阀20和多个电磁阀可以布置在阀座10的不同方位。
具体的,第一入口11和第二出口14开设在阀座10的两个延伸段的端部,常闭电磁阀30和第一腔室103设置在开设有第一入口11的延伸段上,膨胀阀20和膨胀阀腔室102设置在开设有第二出口14的延伸段上,而常开电磁阀40和第二腔室104设置在两个延伸段连接的拐角位置。
上述的不同的阀座10结构主要改变制冷剂的出入方向,不改变制冷剂在工作原理上的流通路径,根据本实施例组合阀1实际应用安装时的管路布置情况可以选择不同的阀座10结构,且除了上述的阀座10结构及布置方式外,还可以采用其他具体结构,本实施例对此不做具体限定。
此外,第二入口13的流通截面可以小于第一入口11的流通截面,从而在制冷剂流通时,由第二入口13流经膨胀阀腔室102,可以实现制冷剂压力和温度状态的变化。本实施例对阀座10的通道101的具体尺寸以及制冷剂的流量均不做具体限定,可以根据具体的汽车热管理系统的功能需求进行选择。
需要说明的是,本实施例中的电磁阀和膨胀阀20的具体内部结构及工作原理均为现有技术,在此不做展开赘述。
本实施例提供一种组合阀,该组合阀包括阀座、膨胀阀和多个电磁阀,膨胀阀和多个电磁阀均设置于阀座上,阀座上开设有用于制冷剂流通的通道,通道具有依次连通的膨胀阀腔室和多个电磁阀腔室,膨胀阀与膨胀阀腔室对应设置,多个电磁阀与多个电磁阀腔室一一对应设置;通道还具有第一入口、第二入口、第一出口和第二出口,第一入口和第一出口与同一个电磁阀腔室连通,第二入口和第二出口均与膨胀阀腔室连通,制冷剂可以由第一入口流入阀座的通道中,并且可以通过多个电磁阀的开闭控制,分别实现从第一出口流出以及从第二出口流出,而从不同出口流出对应汽车热管理系统的不同工作状态,而从第二入口进入膨胀阀腔室的制冷剂可以由第二出口流出,并且可以通过膨胀阀实现节流功能,从而通过一个多通路的阀座集成了多个阀门的阀体,减少了阀门布置时所占用的空间,降低了生产制造成本。
实施例二
本实施例提供一种汽车热管理系统,该汽车热管理系统应用于新能源汽车中,具体可以是纯电动汽车、混合动力汽车或燃料电池汽车等,该汽车热管理系统可以实现电机热管理、电池热管理以及乘员舱热管理的功能,该汽车热管理系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器、热交换器以及上述实施例一中的组合阀,压缩机、冷凝器、蒸发器和热交换器通过管路连接形成供制冷剂流通的回路,组合阀连接于该回路中。
示例性的,组合阀可以连接于冷凝器和蒸发器之间,通过组合阀中电磁阀以及膨胀阀的不同工作状态的改变,可以实现汽车热管理系统中制冷剂流通回路的变化,以实现制冷或制热等不同的功能,从而减小汽车热管理系统的占用空间,降低成本,同时便于汽车热管理系统整体的安装布置,组合阀的具体结构和工作方式均与实施例一中一致,在此不再赘述。
实施例三
本实施例提供一种汽车,且本实施例中的汽车为新能源汽车,具体可以是纯电动汽车、混合动力汽车或燃料电池汽车等,该汽车包括上述实施例二中的汽车热管理系统。
其中,通过该汽车热管理系统可以实现本实施例中汽车上电机、电池以及乘员舱的热管理。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,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实用新型实施例技术方案的范围。