CN220764144U - 膨胀水壶及电动汽车热管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车冷却系统技术领域，公开了一种膨胀水壶及电动汽车热管理系统，在壶体上仅设置连通膨胀腔室和电机冷却回路的电机冷却回路补液口并限制Q1＞Q2，使电池冷却回路内的冷却液通过电池冷却液进口、冷却液进道进入膨胀腔室内时，膨胀腔室内的压强大于电机冷却回路内的压强，从而使需要对电机冷却回路补充冷却液时，膨胀腔室内的冷却液能够自动地通过电机冷却回路补液口补充至电机冷却回路中，且电机冷却回路和膨胀腔室连通时，电机冷却回路内的冷却液不会倒流至膨胀腔室内，避免膨胀腔室内的冷却液升温使进入电池冷却回路内的冷却液升温以致燃料电池发生热失控事件，提高燃料电池的功率稳定性，延长燃料电池的使用寿命。

Description

膨胀水壶及电动汽车热管理系统

技术领域

本实用新型涉及汽车冷却系统技术领域，尤其涉及一种膨胀水壶及电动汽车热管理系统。

背景技术

在新能源汽车中，电池热管理装置、电机热管理装置和其他设备的冷却装置共同构成了汽车的热管理系统；其中，电池热管理装置包括电池冷却回路水壶、电池水泵和电池冷却器，电池水泵的进口与电机冷却流道的出口相连，电池水泵的出口通过三通阀选择性地与电池冷却器的进口相连，或与电池冷却流道的进口相连，电池冷却器的出口与电池冷却流道的进口相连；电池冷却器的出口还能通过电池冷却回路水壶与电池水泵的进口相连，以平衡压力。

电机热管理装置包括电机膨胀水壶、电机水泵和电机散热器，电机水泵将电机膨胀水壶中的冷却液送至电机的冷却流道内，电机的冷却流道排出的冷却液进入电机散热器内且由电机冷却风扇对电机散热器进行降温，之后回到电机膨胀水壶中。

为了减小占用空间，现有技术中多将电机冷却回路水壶和电池冷却回路水壶集成设置，具体地，利用隔板将膨胀水壶的内腔分为电池冷却回路水壶和电机冷却回路水壶。在车辆行驶过程中，一旦车辆发生倾斜，电池冷却回路水壶的液位和电机冷却回路水壶内的液位将会出现不平衡问题。

为了解决上述技术问题，现有技术中，一般在隔板的底部开设液位平衡孔，用于平衡电机冷却回路水壶和电池冷却回路水壶内的液位，使电机冷却回路水壶和电池冷却回路水壶内的液位快速持平。但由于电机冷却回路中的冷却液的温度、压力均高于电池冷却回路中的冷却液的温度、压力，导致冷却液会自发地流向温度低、压力小的电池冷却回路，导致电池冷却回路中的冷却液温度变高，导致燃料电池发生热失控事件，这会严重影响燃料电池的输入、输出功率以及使用寿命。

因此，亟需一种膨胀水壶，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种膨胀水壶及电动汽车热管理系统，能够防止电机冷却回路的冷却液窜流至电池冷却回路，以避免燃料电池发生热失控事件，提高燃料电池的功率稳定性，延长燃料电池的使用寿命。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种膨胀水壶，包括壶体，所述壶体上具有膨胀腔室，所述壶体上设置有电池冷却液进口、电池冷却液出口和电机冷却回路补液口，所述电机冷却回路补液口用于连接电机冷却回路，所述电池冷却液进口和所述电池冷却液出口均连接于电池冷却回路；

所述壶体上设有冷却液进道和冷却液出道，且所述电池冷却液进口通过所述冷却液进道与所述膨胀腔室连通，且所述膨胀腔室通过所述冷却液出道与所述电池冷却液出口连通，所述冷却液进道和所述电池冷却液进口的连通开度为Q1，所述电机冷却回路补液口和所述电机冷却回路的连通开度为Q2，Q1＞Q2，以使所述膨胀腔室内的压强能够大于所述电机冷却回路内的压强。

作为上述膨胀水壶的一种优选技术方案，所述膨胀腔室内设置有加强筋板，所述加强筋板包括第一筋板和两个第二筋板，所述第一筋板位于两个第二筋板之间，所述第一筋板的两端分别连接于两个所述第二筋板形成H形加强筋。

作为上述膨胀水壶的一种优选技术方案，所述加强筋板将所述膨胀腔室分为第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室，所述第三腔室和所述第四腔室均位于所述第一腔室和所述第二腔室之间；

其中一个所述第二筋板上设有连通所述第一腔室和所述第三腔室的第一连通孔，另一个所述第二筋板上设有连通所述第二腔室和所述第三腔室的第二连通孔，及连通所述第二腔室和所述第四腔室的第三连通孔，所述第一筋板上设置有连通所述第三腔室和所述第四腔室的第四连通孔。

作为上述膨胀水壶的一种优选技术方案，所述冷却液进道与所述第四腔室连通，所述冷却液出道和所述第二腔室连通，所述电机冷却回路补液口与所述第三腔室连通。

作为上述膨胀水壶的一种优选技术方案，所述壶体上设置有与所述膨胀腔室隔开的电池冷却流道，所述电池冷却液进口通过所述电池冷却流道和所述电池冷却液出口连通。

作为上述膨胀水壶的一种优选技术方案，还包括电池出液冷却管路，所述电池出液冷却管路的一端位于所述膨胀腔室内且连接于其中一个所述第二筋板，另一端穿过另一个所述第二筋板后穿出所述膨胀腔室；

所述电池出液冷却管路的内腔形成所述电池冷却流道，所述电池出液冷却管路的外壁开设有与所述电池冷却流道隔开的第一槽，所述第一槽具有沿所述电池出液冷却管路的轴向相对分布的第一内壁和第二内壁，所述冷却液进道开设于所述第一内壁，所述冷却液出道开设于所述第二内壁。

作为上述膨胀水壶的一种优选技术方案，所述壶体包括两个半壳体，两个所述半壳体开口相对且密封连接形成所述膨胀腔室。

作为上述膨胀水壶的一种优选技术方案，所述加强筋板包括两个H形加强筋，两个所述H形加强筋与两个所述半壳体一一对应地相连，两个所述H形加强筋正对设置且抵接。

作为上述膨胀水壶的一种优选技术方案，所述H形加强筋和与其相连的所述半壳体为一体成型的结构件。

为了实现上述目的，本实用新型还提供了一种电动汽车热管理系统，包括上述任一方案所述的膨胀水壶。

本实用新型有益效果：本实用新型提供的膨胀水壶及电动汽车热管理系统，电池冷却回路内的冷却液通过电池冷却液进口、冷却液进道进入膨胀腔室内，同时膨胀腔室内冷却液会通过冷却液出道、电池冷却液出口进入电池冷却回路内。在壶体上仅设置连通膨胀腔室和电机冷却回路的电机冷却回路补液口，并限制Q1＞Q2，使电池冷却回路内的冷却液通过电池冷却液进口、冷却液进道进入膨胀腔室内时，膨胀腔室内的压强大于电机冷却回路内的压强，从而使需要对电机冷却回路补充冷却液时，将电机冷却回路和膨胀腔室连通，膨胀腔室内的冷却液能够自动地通过电机冷却回路补液口补充至电机冷却回路中。此外，由于膨胀腔室内的压强增大至大于电机冷却回路，在电机冷却回路和膨胀腔室连通时，电机冷却回路内的冷却液不会倒流至膨胀腔室内，从而避免膨胀腔室内的冷却液升温而使进入电池冷却回路内的冷却液升温以致燃料电池发生热失控事件，提高燃料电池的功率稳定性，延长燃料电池的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的膨胀水壶的结构示意图一；

图2是本实用新型实施例提供的上半壳体的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的下半壳体的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的膨胀水壶的剖视图；

图5是本实用新型实施例提供的膨胀水壶的结构示意图二；

图6是本实用新型实施例提供的膨胀水壶的主视图。

图中：

1、壶体；101、第一腔室；102、第二腔室；103、第三腔室；104、第四腔室；111、上半壳体；112、下半壳体；12、电池冷却液进口；13、电池冷却液出口；14、电机冷却回路补液口；15、泄压口；161、第一加强筋；162、第二加强筋；163、第三加强筋；17、冷却凸筋；

20、H形加强筋；21、第一筋板；211、第一连通孔；212、第二连通孔；213、第三连通孔；214、第五连通孔；22、第二筋板；221、第四连通孔；

3、电池出液冷却管路；30、电池冷却流道；311、第一内壁；3111、冷却液进道；312、第二内壁；3121、冷却液出道；

4、电池进液冷却管路；5、电机补液管路；6、第一换热管道；7、第二换热管道；8、流道板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1至图6所示，本实施例提供了一种膨胀水壶及电动汽车热管理系统，该电动汽车热管理系统包括膨胀水壶、电池冷却泵、电机冷却泵、电池冷却回路和电机冷却回路，电池冷却泵设于电池冷却回路，电池冷却泵能够使电池冷却回路内的冷却液循环流动，以对燃料电池进行冷却；电机冷却泵设于电机冷却回路，电机冷却泵能够使电机冷却回路内的冷却液循环流动，以对电机进行冷却。

膨胀水壶包括壶体1，壶体1上具有膨胀腔室，壶体1上设置有电池冷却液进口12、电池冷却液出口13和电机冷却回路补液口14，电机冷却回路补液口14用于连接电机冷却回路，电池冷却液进口12和电池冷却液出口13均连接于电池冷却回路；壶体1上设有冷却液进道3111和冷却液出道3121，电池冷却液进口12通过冷却液进道3111与膨胀腔室连通，膨胀腔室通过冷却液出道3121与电池冷却液出口13连通，冷却液进道3111和电池冷却液进口12的连通开度为Q1，电机冷却回路补液口14和电机冷却回路的连通开度为Q2，Q1＞Q2，以使膨胀腔室内的压强能够大于电机冷却回路内的压强。

电池冷却回路内的冷却液通过电池冷却液进口12、冷却液进道3111进入膨胀腔室内，同时膨胀腔室内冷却液会通过冷却液出道3121、电池冷却液出口13进入电池冷却回路内。在壶体1上仅设置连通膨胀腔室和电机冷却回路的电机冷却回路补液口14，并限制Q1＞Q2，使电池冷却回路内的冷却液通过电池冷却液进口12、冷却液进道3111进入膨胀腔室内时，膨胀腔室内的压强增大至大于电机冷却回路，从而使需要对电机冷却回路补充冷却液时，将电机冷却回路和膨胀腔室连通，膨胀腔室内的冷却液能够自动地通过电机冷却回路补液口14补充至电机冷却回路中。此外，由于膨胀腔室内的压强大于电机冷却回路内的压强，在电机冷却回路和膨胀腔室连通时，电机冷却回路内的冷却液不会倒流至膨胀腔室内，从而避免膨胀腔室内的冷却液升温而使进入电池冷却回路内的冷却液升温以致燃料电池发生热失控事件，提高燃料电池的功率稳定性，延长燃料电池的使用寿命。

在一些实施例中，膨胀腔室内设置有加强筋板2，加强筋板2包括第一筋板21和两个第二筋板22，第一筋板21位于两个第二筋板22之间，第一筋板21的两端分别连接于两个第二筋板22形成H形加强筋20。通过设置加强筋板2提高壶体1的结构强度。

在一些实施例中，加强筋板2将膨胀腔室分为第一腔室101、第二腔室102、第三腔室103和第四腔室104，第三腔室103和第四腔室104均位于第一腔室101和第二腔室102之间；其中一个第二筋板22上设有连通第一腔室101和第三腔室103的第一连通孔211，另一个第二筋板22上设有连通第二腔室102和第三腔室103的第二连通孔212，及连通第二腔室102和第四腔室104的第三连通孔213，第一筋板21上设置有连通第三腔室103和第四腔室104的第四连通孔221。如此设置，可以保证整个膨胀腔室内的各个腔室连通，不会因车辆倾斜而导致膨胀腔室的各个腔室之间发生液位不平衡的问题。

示例性地，冷却液进道3111与第四腔室104连通，冷却液出道3121和第二腔室102连通，电机冷却回路补液口14与第三腔室103连通。

在一些实施例中，壶体1上设置有与膨胀腔室隔开的电池冷却流道30，电池冷却液进口12通过电池冷却流道30和电池冷却液出口13连通。进入电池冷却液进口12的冷却液被分流为两部分，其中一部分通过冷却液进道3111进入膨胀腔室内，另一部分直接通过电池冷却流道30流向电池冷却液出口13。

通过对进入电池冷却液进口12的冷却液进行分流，可以限制通过冷却液进道3111进入膨胀腔室内的冷却液流量，从而避免膨胀腔室内的压强增幅过大，而将过量的冷却液通过电机冷却回路补液口14补入电机冷却回路。

具体地，膨胀水壶还包括电池出液冷却管路3，电池出液冷却管路3的一端位于膨胀腔室内且连接于其中一个第二筋板22，另一端穿过另一个第二筋板22后穿出膨胀腔室；电池出液冷却管路3的内腔形成电池冷却流道30，电池出液冷却管路3的外壁开设有与电池冷却流道30隔开的第一槽，第一槽具有沿电池出液冷却管路3的轴向相对分布的第一内壁311和第二内壁312，冷却液进道3111开设于第一内壁311，冷却液出道3121开设于第二内壁312。

在一些实施例中，壶体1包括两个半壳体，两个半壳体开口相对且密封连接形成膨胀腔室。如此设置，可以先加工两个半壳体，之后将两个半壳体密封连接即可，简化了整个壶体1的加工。示例性地，两个半壳体通过焊接实现密封连接，密封效果好，连接稳定性高。

具体地，加强筋板2包括两个H形加强筋20，两个H形加强筋20与两个半壳体一一对应地相连，两个H形加强筋20正对设置且抵接。其中一个H形加强筋20的第二筋板22上还设有连通第一腔室101和第四腔室104的第五连通孔214。

为了便于描述，将两个半壳体分别记为下半壳体112和上半壳体111，下半壳体112位于上半壳体111的下方，电池出液冷却管路3设于下半壳体112，第五连通孔214设于上板壳体内的第二筋板22上。

在一些实施例中，电动汽车热管理系统还包括冷却器，冷却器包括流道板8，流道板8设于下半壳体112的正下方，下半壳体112和流道板8的相对两侧面均设置有多个冷却凸筋17，多个冷却凸筋17、下半壳体112和流道板8的相对两侧面围成有互不连通的电池冷却通道、电机冷却通道和换热流道，电池冷却回路包括电池进液冷却管路4，电池冷却液进口12与电池冷却通道的一端连通，电池冷却通道的另一端与电池进液冷却管路4连通；电机冷却回路补液口14与电机冷却通道的一端连通，电机冷却通道的另一端连接有电机补液管路5，电机补液管路5和电机冷却回路连通；换热流道的一端连接有第一换热管道6，另一端连接有第二换热管道7。

低温换热介质通过第一换热管道6进入换热流道内，对电池冷却通道和电机冷却通道内的冷却液进行冷却，之后通过第二换热管道7流出。电池冷却回路内的冷却液通过电池进液冷却管路4进入电池冷却通道内，电池冷却通道内的冷却液冷却过后进入电池冷却液进口12，膨胀腔室内的冷却液通过电机冷却回路补液口14进入电机冷却通道，冷却后的冷却液通过电机补液管路5进入电机冷却回路。

在一些实施例中，H形加强筋20和与其相连的半壳体为一体成型的结构件。如此设置，可以简化壶体1的加工，降低成本。

在一些实施例中，壶体1的顶部设置有与膨胀腔室连通的泄压口15，泄压口15安装有泄压阀。在膨胀腔室内的压强过大时，可以通过泄压口15进行泄压，具体地，泄压口15安装泄压阀，在膨胀腔室内的压强过大时，泄压阀自动开启。

在一些实施例中，上半壳体111内设有连接第一加强筋161、第二加强筋162和第三加强筋163，第一加强筋161设有两个且两个第一加强筋161分别位于第一腔室101和第二腔室102，第一加强筋161为U形结构，第一加强筋161的两端分别连接于第二筋板22，第一加强筋161连接于上半壳体111的内壁；第二加强筋162位于第四腔室104内，第二加强筋162连接于上半壳体111的内壁且第二加强筋162的两端分别连接于两个第二筋板22；第三加强筋163设有两个，第三加强筋163位于第三腔室103内，泄压口15与第三腔室103连通，两个第三加强筋163和两个第二筋板22一一对应，第三加强筋163为三角形凸筋，三角形凸筋连接于上半壳体111的内壁和对应的第二筋板22。

本实用新型的实施例还提供了一种电动汽车热管理系统，包括上述任一方案的膨胀水壶、电池冷却泵和电机冷却泵，电池冷却泵设于电池冷却回路，电池冷却泵能够使电池冷却回路内的冷却液循环流动，以对燃料电池进行冷却；电机冷却泵设于电机冷却回路，电机冷却泵能够使电机冷却回路内的冷却液循环流动，以对电机进行冷却。

此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.膨胀水壶，其特征在于，包括壶体(1)，所述壶体(1)上具有膨胀腔室，所述壶体(1)上设置有电池冷却液进口(12)、电池冷却液出口(13)和电机冷却回路补液口(14)，所述电机冷却回路补液口(14)用于连接电机冷却回路，所述电池冷却液进口(12)和所述电池冷却液出口(13)均连接于电池冷却回路；

所述壶体(1)上设有冷却液进道(3111)和冷却液出道(3121)，且所述电池冷却液进口(12)通过所述冷却液进道(3111)与所述膨胀腔室连通，且所述膨胀腔室通过所述冷却液出道(3121)与所述电池冷却液出口(13)连通，所述冷却液进道(3111)和所述电池冷却液进口(12)的连通开度为Q1，所述电机冷却回路补液口(14)和所述电机冷却回路的连通开度为Q2，Q1＞Q2，以使所述膨胀腔室内的压强能够大于所述电机冷却回路内的压强。

2.根据权利要求1所述的膨胀水壶，其特征在于，所述膨胀腔室内设置有加强筋板(2)，所述加强筋板(2)包括第一筋板(21)和两个第二筋板(22)，所述第一筋板(21)位于两个第二筋板(22)之间，所述第一筋板(21)的两端分别连接于两个所述第二筋板(22)形成H形加强筋(20)。

3.根据权利要求2所述的膨胀水壶，其特征在于，所述加强筋板(2)将所述膨胀腔室分为第一腔室(101)、第二腔室(102)、第三腔室(103)和第四腔室(104)，所述第三腔室(103)和所述第四腔室(104)均位于所述第一腔室(101)和所述第二腔室(102)之间；

其中一个所述第二筋板(22)上设有连通所述第一腔室(101)和所述第三腔室(103)的第一连通孔(211)，另一个所述第二筋板(22)上设有连通所述第二腔室(102)和所述第三腔室(103)的第二连通孔(212)，及连通所述第二腔室(102)和所述第四腔室(104)的第三连通孔(213)，所述第一筋板(21)上设置有连通所述第三腔室(103)和所述第四腔室(104)的第四连通孔(221)。

4.根据权利要求3所述的膨胀水壶，其特征在于，所述冷却液进道(3111)与所述第四腔室(104)连通，所述冷却液出道(3121)和所述第二腔室(102)连通，所述电机冷却回路补液口(14)与所述第三腔室(103)连通。

5.根据权利要求2所述的膨胀水壶，其特征在于，所述壶体(1)上设置有与所述膨胀腔室隔开的电池冷却流道(30)，所述电池冷却液进口(12)通过所述电池冷却流道(30)和所述电池冷却液出口(13)连通。

6.根据权利要求5所述的膨胀水壶，其特征在于，还包括电池出液冷却管路(3)，所述电池出液冷却管路(3)的一端位于所述膨胀腔室内且连接于其中一个所述第二筋板(22)，另一端穿过另一个所述第二筋板(22)后穿出所述膨胀腔室；

所述电池出液冷却管路(3)的内腔形成所述电池冷却流道(30)，所述电池出液冷却管路(3)的外壁开设有与所述电池冷却流道(30)隔开的第一槽，所述第一槽具有沿所述电池出液冷却管路(3)的轴向相对分布的第一内壁(311)和第二内壁(312)，所述冷却液进道(3111)开设于所述第一内壁(311)，所述冷却液出道(3121)开设于所述第二内壁(312)。

7.根据权利要求2所述的膨胀水壶，其特征在于，所述壶体(1)包括两个半壳体，两个所述半壳体开口相对且密封连接形成所述膨胀腔室。

8.根据权利要求7所述的膨胀水壶，其特征在于，所述加强筋板(2)包括两个H形加强筋(20)，两个所述H形加强筋(20)与两个所述半壳体一一对应地相连，两个所述H形加强筋(20)正对设置且抵接。

9.根据权利要求8所述的膨胀水壶，其特征在于，所述H形加强筋(20)和与其相连的所述半壳体为一体成型的结构件。

10.电动汽车热管理系统，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的膨胀水壶。