CN217944838U - 车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆技术领域，具体提供一种车辆，旨在解决现有的车辆的管线复杂、成本高的问题。本实用新型提供的车辆包括电驱系统和空调系统，电驱系统包括线缆，空调系统包括制冷剂循环管路，线缆设置成其至少一部分接入制冷剂循环管路中。本实用新型提供的车辆，能够简化现有的管线结构，节约安装空间，节约材料，降低成本，延长线缆的寿命。

Description

车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，具体提供一种车辆。

背景技术

由于纯铜具有低电阻率的特性，且其成本相对较低，因而纯铜母线和纯铜线缆是目前车用大电流方案中最主流的解决方案。在汽车领域，纯铜母线等大电流结构在车辆的总费用中占比很高，以纯电动汽车为例，纯电动汽车中使用的铜制品主要分布在以下几个部分：电池侧和电池内部的铜制汇流排、从电池向电控传递的线缆、从电池到电机的线缆，以及电机中的绕组。但是，纯铜的低电阻率特性是在温度较低的情形下才具备的，当温度上升时，由于铜的电阻率的温度系数较大，铜的电阻会随之快速上升，进而引发较多的发热。这种正反馈的模型，使得大电流母线的设计变得较为困难，尤其是针对大电流工况下的设计。

对于车辆的应用场景而言，电流负载分布呈大部分分布在低负载，仅有小部分分布在高负载的情况。低负载对应正常的行驶、缓加速、缓减速等工况，高负载对应急加速、急减速、紧急制动等工况。虽然处于高负载工况的情形较少，但总体设计又不得不以满足高负载工况为前提，因而很多兼顾高温特性的设计本身利用率并不高，带来了巨大的材料浪费。此外，现有的电动车配置的电池的出口往往设置在车体的后部，为了给前桥电驱供电，需配置沿车体前后方向布置的能够承载大电流的线缆，而因为电池舱额外散热的需求，车辆的制冷剂循环管路也不可避免的设置有沿车体前后方向布置的长管路，因而在整车装配过程中，线缆与管路的结构复杂，而且占用了较大的安装空间。

另外，线缆因为安全性的要求必须使用性能稳定的高分子绝缘材料，而市面上的高分子绝缘材料呈现非常明显的低耐温价廉、高耐温昂贵的现象，因而除关键部位外，其余部位通常均采用价廉的高分子绝缘材料，因而大电流线缆有高效散热的需求。

实用新型内容

本实用新型旨在解决或至少缓解上述技术问题，即至少解决或缓解现有的车辆的管线复杂、成本高、散热能力低的问题之一。

为此，本实用新型提供了一种车辆，所述车辆包括电驱系统和空调系统，所述电驱系统包括线缆，所述空调系统包括制冷剂循环管路，所述线缆设置成其至少一部分接入所述制冷剂循环管路中。

本实用新型提供的车辆，通过将电驱系统的线缆的至少一部分接入空调系统的制冷剂循环管路中，实现电驱系统的部分输电线与空调系统的部分输液管之间的整合，使原本功能独立的输电线与输液管合二为一，同时具备输电和输液两种功能，从而简化现有的管线结构，节约安装空间，且管与线的整合可以节约材料，降低成本。

此外，当液态制冷剂在线缆中流通时，可以实现流体与导体之间的直接接触式换热，从而降低线缆温度，抑制线缆升温，进而延迟缆芯外围的绝缘材料层的老化速度，延长线缆的寿命。

此外，由于制冷剂液流本身具有良好的绝缘特性，能够起到很好的绝缘效果，因而缆芯的截面积可以保持相对较小的尺寸，与现有实芯线缆相比，还可以进一步改善线缆的集肤效应，降低交流电阻。

可以理解的是，线缆接入制冷剂循环管路的方式可以有多种。举例而言，可以将接入制冷剂循环管路的线缆部分的缆芯制成中空结构，并将其与将接入制冷剂循环管路中的其他部分连通，从而使制冷剂液流可以流经该部分线缆的缆芯，具体地，可借助能够实现电流和液流分流的接头达到接入目的。或者，可以将接入制冷剂循环管路的线缆部分的至少一部分嵌设在制冷剂循环管路中，或者将制冷剂循环管路的一部分嵌设在线缆中，如二者其中之一制成月牙状，可实现彼此嵌接，此种接入方式下，制冷剂不与线缆的缆芯直接接触，也能在一定程度上节约材料、降低线缆温度。

需要说明的是，线缆接入制冷剂循环管路的部分除缆芯外，依旧设置有绝缘材料层、护套等结构。

优选地，缆芯的材质选用纯铜制成，在空调系统中，通常采用铜管构造制冷剂循环管路，而线缆的缆芯往往也采用纯铜制成，因而为线缆与管路的整合提供了有利条件。可以理解的是，也可以是铜合金。

对于上述的车辆，在一些优选的实施方式中，接入所述制冷剂循环管路中的线缆的缆芯设置为中空结构。

这样，提供了实现线缆接入制冷剂循环管路的一种优选的实施方式，通过这样设置，可以最大程度地节约耗材，减少管线占用的安装空间，且制冷剂与缆芯直接接触换热，为线缆降温的效果更好。

对于上述的车辆，在一些优选的实施方式中，所述线缆包括整合区段，所述中空结构对应于所述整合区段。

这样，提供了一种仅整合线缆的一部分的方案，即线缆的一部分接入制冷剂循环管路中，另一部分仍然采用现有的线缆即可。通过这样设置，使得线缆与制冷剂循环管路之间的整合更加灵活，在对整合后的管线进行排布时，有利于避免其他零部件造成的制约。

对于上述的车辆，在一些优选的实施方式中，所述整合区段以连续或不连续的方式接入所述制冷剂循环管路中。

需要说明的是，整合区段以连续的方式接入制冷剂循环管路时，表明在制冷剂的流通路径上，仅有一个区段接入了中空结构的线缆。当整合区段以不连续的方式接入制冷剂循环管路时，表明在制冷剂的流通路径上，有多处接入了中空结构的线缆，且接入该线缆的位置不连续。

可以理解的是，当整合区段以连续的方式接入制冷剂循环管路时，可实现整合的线缆范围有限，但相对而言安装过程更简单；当整合区段以不连续的方式接入制冷剂循环管路时，可实现整合的线缆的范围有所扩大，从而可进一步减少材料消耗、节约安装空间。

对于上述的车辆，在一些优选的实施方式中，所述空调系统包括与所述制冷剂循环管路连接的冷凝器和膨胀阀，所述整合区段接入至所述制冷剂循环管路中连接在所述冷凝器和所述膨胀阀之间的部分。

可以理解的是，在制冷剂循环管路中，连接在冷凝器和膨胀阀之间的部分用于流通经冷凝器换热后输出的高压常温液态制冷剂，借助该流通的液态制冷剂可以实现对线缆的辅助散热。

可以理解的是，当该整合区段接入至膨胀阀的下游侧的管路时，还可以借助制冷剂的相变进一步提升降低线缆温度的效果。

对于上述的车辆，在一些优选的实施方式中，所述电驱系统包括电池和电控，所述线缆用于连接所述电池和所述电控；并且/或者

所述电驱系统包括电池和电机，所述线缆用于连接所述电池和所述电机。

对于上述的车辆，在一些优选的实施方式中，所述制冷剂循环管路包括为所述电池散热而配置的散热支路，所述整合区段设置于所述散热支路。

可以理解的是，由于线缆用于衔接电池和电机/电控，因而与用于为电池散热而配置的散热支路存在较高的并行几率，为线缆与管路的整合提供了有利条件。

当然，也可以是将整合区段设置在为车舱供冷的供冷支路上。

对于上述的车辆，在一些优选的实施方式中，所述电驱系统还包括与所述线缆连接的母排，所述母排为中空结构。

通过将母排设置为中空结构，有利于增强母排的散热。

可以理解的是中空结构的母排可以接入制冷剂循环管路中，使其内部流通制冷剂，也可以不接入制冷剂循环管路中。

对于上述的车辆，在一些优选的实施方式中，所述母排接入所述制冷剂循环管路中。

这样，提供了一种能够进一步为母排降温的管线整合方案。

可以理解的是，该母排可以与接入制冷剂循环管路中的线缆直接连接，也可以作为单独的部分接入制冷剂循环管路中。

对于上述的车辆，在一些优选的实施方式中，所述母排与所述线缆中接入所述制冷剂循环管路中的部分直接连接。

可以理解的是，通过这样设置，即通过将母排的中空腔与线缆的中空腔连通，可以简化连接结构，借助流通的制冷剂同时为线缆和母排降温，降低输电线的温度，提升电池性能。

附图说明

参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本实用新型的保护范围造成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，附图中：

图1为本实用新型实施例提供的线缆连接结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的线缆的横截面结构示意图；

附图标记列表：

1、冷凝器；2、普通铜管；3、接头；4、整合区段；40、缆芯；400、中空腔；41、绝缘材料层；5、膨胀阀；6、电池；7、普通线缆；8、电控。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

另外，为了更好地说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，“前”、“后”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于实际应用时的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个空间内部的连通。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实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型实施例提供的车辆进行说明。图1为本实用新型实施例提供的线缆连接结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的线缆的横截面结构示意图。

本实用新型实施例以前后桥两个电机驱动的纯电动车为例进行说明。

具体地，该车辆包括电驱系统和空调系统，电驱系统包括前桥电机、后桥电机、与电机连接的电控，以及设置于前桥、后桥之间的电池，电池以电池包的方式设置在电池舱内。电池包由若干单体电池连接而成，常用的电池连接件为纯铜母排(或汇流排)，纯铜母排能够承载较大的电流，用于向电控输电的线缆与母排连接。

本实施例中，电池的出口位于靠近车体后部的位置，因而需要利用线缆将电能输出至前桥位置处的电控，该线缆沿车体前后方向布置，能够满足车辆在急加速、急减速或制动工况下较大电流流通的需要。

本实施例中的空调系统包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及连接各部件形成制冷剂循环回路的制冷剂循环管路。本实施例中，制冷剂循环回路由两个并联支路构成：一个用于车内冷却，一个用于动力电池单元冷却(以下简称散热支路)。每条支路均配置有膨胀阀和蒸发器，用于相互独立地控制冷却功能。电池管理系统可控制并打开动力电池单元的膨胀阀，例如一些情形下该膨胀阀安装在电池包的右后角上，这样可使制冷剂在设置于动力电池单元的支管路内流通，从而吸收电池工作散发的热量。车内冷却同理，通过控制车内冷却支管路上的膨胀阀来向车内空间提供冷空气。

空调系统制冷的原理为：压缩机首先将气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂，高温高压的气态制冷剂进入冷凝器换热后，转变为常温高压的液态制冷剂，常温高压的液态制冷剂在通过膨胀阀膨胀后，转变成低温低压的两相流(气液混合态)进入蒸发器；该蒸发器可以是用于车舱内冷却的蒸发器，也可以是用于动力电池单元的蒸发器；蒸发器内的制冷剂吸热不断蒸发，转变为低温低压的气态制冷剂后回流至压缩机，实现制冷剂的循环。

可以理解的是，由于电池的体积较大，因而散热支路中不可避免地会存在沿车体前后方向布置的部分。

本实施例为了至少将沿车体前后方向布置的部分线缆和沿车体前后方向布置的部分管路进行整合，将线缆的至少一部分设置成了中空结构。

如图1中所示，位于车体后部的电池6与位于前桥位置的电控8通过线缆连接，该线缆由普通区段和整合区段4构成，其中普通区段的线缆为普通线缆7，其缆芯为实芯结构。整合区段4的缆芯40为中空结构，如图2中所示，其内部形成供制冷剂流通的中空腔400，缆芯40的外周包覆有高分子绝缘材料层41和护套(未图示)。

与此同时，散热支路也存在沿车体前后方向布置的管路，该管路位于冷凝器1与膨胀阀5之间，冷凝器1和压缩机安装在车头位置，膨胀阀5安装在电池包的后端靠左或靠右的位置，流经该膨胀阀5的制冷剂用于为电池包降温。本实施例中，利用整合区段4兼具输电和输液功能的结构，实现了线缆与散热支路中的部分管路的整合。如图1中所示，本实施例中的整合区段4以连续的方式接入制冷剂循环管路的散热支路中。具体地，通过特制的接头3实现普通线缆7与普通铜管2的汇流(液流与电流的汇聚)，汇流后的整合区段4既能够通过其缆芯40传输电流，又能够通过其缆芯40输送制冷剂。制冷剂和电流经整合区段4传输后，再经过接头3进行分流。

在安装完成的状态下，该接头能够与缆芯电连并向某一方向将电流引出，同时能够将液流向另一方向引出且可阻断电流传导，如与缆芯电连的部分为实芯的铜导线，该铜导线与线缆中的普通线缆部分电连接，而将液流引出的部分为不设置导电材质的、仅具有流通制冷剂的功能的绝缘管，该绝缘管接入制冷剂循环管路中的普通铜管。

需要说明的是，该汇流仅表示位置汇聚，并不表示液流与电流的方向必须相同。

可以理解的是，本实施例用的整合区段同样适用于连接在电池和电机之间。

替代性地，该中空结构的整合区段也可以接入至膨胀阀与蒸发器之间的管路上。

本实用新型的方案中，通过线缆与管路的整合设计，以较少的铜材同时实现输电与输液的功能，能够满足急加速、急减速及制动等大电流运行工况，同时还可借助制冷剂流通为线缆降温，降低线缆热损耗，减缓绝缘材料层的老化速度，提升线缆使用寿命。此外，由于实现了管线整合，可以减少占用的安装空间，以及减少相应的用于固定管线的支架、卡子的消耗数量，降低整车成本。

此外，在线缆和母线在运行时保持较低温度的情形下，与其连接的其他深入电感、电容等电器件内部的导线同样也可以保持相对较低的温度，从而使电驱系统整体线路保持较低的温度。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中的纯铜母排也设置为中空结构，并将整合区段的一端直接与中空结构的纯铜母排连接，从而将母排接入制冷剂循环管路中，使得中空腔内流通的制冷剂流过母排之后再进行电、液分流，这样一来，可借助流通的常温制冷剂降低母排的温度，实现电池的辅助散热。

需要说明的是，本实用新型的方法适用于各类纯电动车，也适用于混合动力车。

需要说明的是，除整合区段外，普通铜管和母排的表面需进行钝化处理。

还需要说明的是，由于空调系统中使用的制冷剂本身具有良好的绝缘特性，即使在管路中从某一点到另一点出现电压差，其漏电流也会因为其自身良好的绝缘效果而控制的非常小，几乎不会产生任何不利影响。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征进行等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括电驱系统和空调系统，所述电驱系统包括线缆，所述空调系统包括制冷剂循环管路，所述线缆设置成其至少一部分接入所述制冷剂循环管路中。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，接入所述制冷剂循环管路中的线缆的缆芯设置为中空结构。

3.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，所述线缆包括整合区段，所述中空结构对应于所述整合区段。

4.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，所述整合区段以连续或不连续的方式接入所述制冷剂循环管路中。

5.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，所述空调系统包括与所述制冷剂循环管路连接的冷凝器和膨胀阀，所述整合区段接入至所述制冷剂循环管路中连接在所述冷凝器和所述膨胀阀之间的部分。

6.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，所述电驱系统包括电池和电控，所述线缆用于连接所述电池和所述电控；并且/或者

所述电驱系统包括电池和电机，所述线缆用于连接所述电池和所述电机。

7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述制冷剂循环管路包括为所述电池散热而配置的散热支路，所述整合区段设置于所述散热支路。

8.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述电驱系统还包括与所述线缆连接的母排，所述母排为中空结构。

9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述母排接入所述制冷剂循环管路中。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述母排与所述线缆中接入所述制冷剂循环管路中的部分直接连接。

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