CN221340184U - 一种电动汽车冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车冷却系统，包括集成膨胀箱，集成膨胀箱连接有电机冷却回路和电池冷却回路，电机冷却回路上设有电机，电池冷却回路设有电池，电机冷却回路和电池冷却回路连接有双驱水泵，集成膨胀箱和电机之间设有散热器；散热器一侧设有冷凝器，冷凝器连接有制冷剂回路，电池冷却回路和制冷剂回路连接有电池热交换器，集成膨胀箱与电池热交换器连接，采用本实用新型的电动汽车冷却系统，集成化程度高，部件布局合理，换热能力强。

Description

一种电动汽车冷却系统

技术领域

本实用新型属于电动车动力电池冷却领域，具体地说，本实用新型涉及一种电动汽车冷却系统。

背景技术

为应对环境污染及能源短缺，电动汽车正蓬勃发展。电动汽车在驱动与回收能量的工作过程中，电动机定子铁芯、定子绕组在运动过程中都会产生损耗，这些损耗以热量的形式向外发散，需要有效的冷却介质及冷却方式来带走热量，保证动电机在一个合适工作范围中安全可靠运行。

电动汽车以动力电池作为动力源，随着动力电池关键技术的日益成熟，具有快充能力的电动汽车将已成为一个重要的发展方向。现有快速充电技术的基本原理是以大电流充电来减少充电时间，然而大电流充电会引起电池模组急剧升温，进而导致整个电池包的工作环境变差，从而严重影响电池包的寿命。此外，在高温条件下，动力电池极有可能发生热失控，出现安全事故。现有的冷却系统主要是针对传统的具有慢充能力的电动汽车来设计的，因此其无法解决具有快充能力的电动汽车在快充时出现的电池模组温度急剧升高的问题，因此具备快速充电功能的汽车需要增设电池冷却系统。

目前技术中，由于电机冷却系统的允许进入电机冷却液温度低于65℃，电池冷却系统允许进入的冷却液温度低于25℃，故电机冷却系统和电池冷却系统需要相互独立。目前整车需要增加驱动冷却液循环的电子水泵，提供加注冷却液、维持系统压力、除气的集成膨胀箱以及相应的固定支架及标准件，导致单车采购成本上升，且占用较多布置空间，装配过程繁琐；各部件分散安装，布置不够合理，集成化程度差，冷却液循环时冷量散失多，热量也难以及时排出，换热效果差。

公开号为CN109390641A的发明专利，于2019年2月26日公开了名称为一种电动汽车电池冷却系统，该电动汽车电池冷却系统的电池壳体和电池本体之间设置多道温控通道，每道温控通道与电池本体之间设置铝片，每道温控通道与进风通道一端连通，每道温控通道与出风通道一端连通，进风通道另一端通过支管Ⅰ与电动汽车空调系统的出风口连通，进风通道另一端通过支管Ⅱ与电加热器的出风口连通。该电动汽车电池冷却系统不能提高冷却系统的集成化程度，也不能提高冷却系统的换热能力。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种集成化程度高、部件布局合理、换热能力强的电动汽车冷却系统。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

该电动汽车冷却系统，包括集成膨胀箱，所述集成膨胀箱连接有电机冷却回路和电池冷却回路，所述电机冷却回路上设有电机，所述电池冷却回路设有电池，所述电机冷却回路和电池冷却回路连接有双驱水泵，所述集成膨胀箱和电机之间设有散热器；所述散热器一侧设有冷凝器，所述冷凝器连接有制冷剂回路，所述电池冷却回路和制冷剂回路连接有电池热交换器，所述集成膨胀箱与电池热交换器连接。

所述双驱水泵包括第一通道和第二通道，所述第一通道连接电机冷却回路，所述第二通道连接电池冷却回路。

所述集成膨胀箱顶端设有加注口，所述集成膨胀箱内设有第一腔体和第二腔体，所述集成膨胀箱外部顶端设有排气口，所述集成膨胀箱外部底端设有出液口，所述排气口和出液口均设有两个，所述排气口分别与第一腔体和第二腔体的顶部连通，所述出液口分别与第一腔体和第二腔体的底部连通；所述第一腔体与电机冷却回路连接，所述第二腔体与电池冷却回路连接。

所述第一腔体和第二腔体之间设有隔离带，所述隔离带顶部设有通气孔，所述隔离带底部设有连通口。

所述制冷剂回路上设有压缩机，制冷剂回路上设有压力传感器，所述制冷剂回路上还设有充注口，所述充注口设有两个。

所述电机的出口连接至散热器。

所述制冷剂回路连接有并列支路，所述并列支路上依次设有截止阀、膨胀阀和蒸发器。

所述冷凝器一侧设有冷却风扇，所述蒸发器一侧设有鼓风机。

所述集成膨胀箱两侧设有安装支架，所述安装支架上设有连接孔。

所述并列支路上还设有暖风芯体。

本实用新型的技术效果为：采用本实用新型的电动汽车冷却系统，采用双驱水泵和集成膨胀箱的集成化方案，使用双驱水泵代替原有电机及电池冷却系统独立的水泵；使用集成膨胀箱代替原有电机及电池冷却系统独立的膨胀箱，提高系统集成化程度，电池冷却系统无需额外增加的电子水泵、集成膨胀箱及相应固定支架及紧固标准件，降低系统采购成本，降低整车整备质量，简化生产装配步骤，节约工时。电机冷却回路、电池冷却回路和制冷剂回路上部件布置合理，可达到及时传导热量、提高换热能力的效果，提高电池系统稳定性。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本实用新型的电动汽车冷却系统的热管理原理示意图；

图2是本实用新型的电动汽车冷却系统的集成膨胀箱的立体结构示意图；

图3-1和图3-2是本实用新型的电动汽车冷却系统的集成膨胀箱的内部结构示意图。

图中标记为：1、电机冷却回路；11、电机；12、散热器；13、冷却风扇；14、冷凝器；2、电池冷却回路；21、电池；3、制冷剂回路；31、电池热交换器；32、压力传感器；33、充注口；34、压缩机；4、并列支路；41、截止阀；42、膨胀阀；43、蒸发器；44、鼓风机；45、暖风芯体；5、集成膨胀箱；51、第一腔体；52、第二腔体；53、加注口；54、隔离带；55、排气口；56、出液口；57、通气孔；58、连通口；59、安装支架；591、连接孔；6、双驱水泵；61、第一通道；62、第二通道。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图3-2所示，该电动汽车冷却系统，包括集成膨胀箱5，集成膨胀箱5连接有电机冷却回路1和电池冷却回路2，电机冷却回路1上设有电机11，电池冷却回路2设有电池21，电机冷却回路1和电池冷却回路2连接有双驱水泵6，集成膨胀箱5和电机11之间设有散热器12；散热器12一侧设有冷凝器14，冷凝器14连接有制冷剂回路3，电池冷却回路2和制冷剂回路3连接有电池热交换器31，集成膨胀箱5与电池热交换器31连接。

通过集成膨胀箱5的集成化设置，实现了同时连接电机冷却回路1和电池冷却回路2的功能，采用双驱水泵6实现了同时驱动两个冷却回路的效果，可减少水泵和膨胀箱的设置数量和相应的安装连接件，电池热交换器31用于实现冷却液和制冷剂的温度交换。

按照温度由低到高的布置原则，将散热器12放置在冷凝器14前。散热器12前的进风温度低，可提高换热能力，同时减小散热器12芯体高度，以不遮挡冷凝器14的过冷区为宜，达到性能匹配精确，减少性能及成本浪费，还有利于降低整车整备质量。

如图1所示，双驱水泵6包括第一通道61和第二通道62，第一通道61连接电机冷却回路1，第二通道62连接电池冷却回路2。双驱水泵6通过PWM信号控制电机11及电池冷却系统流量，可根据两个系统冷却需求控制水泵流量大小，达到节约电能效果。双驱水泵6使用一套转子部件驱动二组大小不同的叶轮。双驱水泵6接到中央处理单元的工作指令后，转轴以某一转速运转，由于叶轮大小不同，分配给两个系统不同流量。若系统需要更高流量，则提高转轴转速。因双驱水泵同时工作，故该系统推荐应用在热带地区。

如图2至图3-2所示，集成膨胀箱5顶端设有加注口53，集成膨胀箱5内设有第一腔体51和第二腔体52，集成膨胀箱5外部顶端设有排气口55，集成膨胀箱5外部底端设有出液口56，排气口55和出液口56均设有两个，排气口55分别与第一腔体51和第二腔体52的顶部连通，出液口56分别与第一腔体51和第二腔体52的底部连通；第一腔体51与电机冷却回路1连接，第二腔体52与电池冷却回路2连接。集成膨胀箱5总成内设有两个腔体，第一腔体51连通电机冷却回路1，第二腔体52连通电池冷却回路2，两个腔体共用一个加注口53，可节约生产线加注工时，两个排气口55可分别对两个腔体进行除气，从而维持系统压力平衡，通过两个出液口56可将集成膨胀箱5内部的冷却液分别导向通入电机冷却回路1或电池冷却回路2中。

如图3-1和图3-2所示，第一腔体51和第二腔体52之间设有隔离带54，隔离带54顶部设有通气孔57，隔离带54底部设有连通口58。隔离带54顶部通气孔57用于维持两个腔体的压力平衡，结合排气口55实现集成膨胀箱5的除气，使空气流通将第一腔体51的热量传导至空气，最大限度减少热量传导至第二腔体52。隔离带54底部的连通口58，用于将两个腔体底部相连通，加注冷却液时，冷却液可同时向电驱冷却和电池冷却系统加注，从而降低加注工时，提高系统冷却速率。

如图1所示，制冷剂回路3上设有压缩机34，制冷剂回路3上设有压力传感器32，制冷剂回路3上还设有充注口33，充注口33设有两个。压缩机34在制冷剂回路3中用于压缩和驱动制冷剂，将制冷剂从低压区抽取通过压缩后送到高压区实现冷却凝结，压力传感器32用于检测制冷剂回路3内的压力，方便系统的调控，维持制冷剂压力平衡，制冷剂回路3上的两个充注口33分别用于添加低压和高压冷媒。

如图1所示，电机11的出口连接至散热器12。上述结构用于实现冷却液散热的循环，冷却液对电机冷却后，温度升高，升温后的冷却液再回流至散热器12进口，再次散热降温，散热后的冷却液温度降低，可继续流至电机11进口进行冷却。

如图1所示，制冷剂回路3连接有并列支路4，并列支路4上依次设有截止阀41、膨胀阀42和蒸发器43。截止阀41可直接控制并列支路4的通断，通过截止阀41的启闭，并列支路4可与原制冷剂回路3同时或独立工作，蒸发器43将液态低温制冷剂在低压下蒸发转变为蒸气，同时吸收被冷却介质的热量，实现制冷；膨胀阀42主要用于控制制冷剂的流量，确保经过蒸发器43后的制冷剂完全转化为气态，避免蒸发器43出口处含有液态制冷剂，防止液态制冷剂对压缩机34产生液击；同时对制冷剂流量进行调控，防止提前制冷剂蒸发完毕，造成制冷不足。

如图1所示，冷凝器14一侧设有冷却风扇13，蒸发器43一侧设有鼓风机44。冷却风扇13可加速空气的对流，保证热量可以及时传导；鼓风机44用于提高气态制冷剂的流动速度，进一步提高系统的制冷效果。

如图2所示，集成膨胀箱5两侧设有安装支架59，安装支架59上设有连接孔591。通过在连接孔591上安装螺栓即可将集成膨胀箱5整体固定，减少了紧固连接件的使用，提高系统部件集成化程度。

如图1所示，并列支路4上还设有暖风芯体45。暖风芯体45通过空气加热进行加热，可达到制热效果。

电机冷却系统和电池冷却系统冷却介质均为冷却液。电池冷却系统由集成膨胀箱5的第二腔体52、电池内部水套、电池换热器及附属的电子膨胀阀42、双驱水泵6的第二通道62和管路组成。电驱冷却系统由电机11的水套、散热器12总成、冷却风扇13、集成膨胀箱5的第一腔体51、双驱水泵6的第一通道61和管路等组成。

电机冷却原理如下：集成膨胀箱5设置连接电机冷却系统的出液口56，该出液口56连接至散热器12上水室的补液口，为双驱水泵6补液。散热器12出水口连接至第一通道61进水口，第一通道61出水口连接至电机11进水口，然后电机11的出水口连接至散热器12进水口。水泵驱动冷却液至电驱冷却系统内循环，电机11及多合一控制器的热量传至冷却液，冷却液通过散热器12总成进行热交换，热量传导至散热器12周边环境中。

电池冷却工作原理如下：首先，制冷剂回路3中冷凝器14和压缩机34等设备为制冷剂降温，进而为流经热交换器的冷却液强制降温；低温冷却液在水泵驱动下流经电池系统内部，与电芯发生热交换之后，冷却液温度升高，再流经热交换器与低温制冷剂进行热交换，进行降温，热量被制冷剂吸收带入制冷剂回路3，从而将电池21产生的热量带出电池系统，降温后的冷却液可流至集成膨胀箱5内，冷却液分流后可分别对电机11或电池21降温，实现冷却液循环。

该液冷系统换热效率较高，可以满足大功率充放电的散热需求，同时液冷散热均匀，电芯温差小，有利于提高电池系统稳定性和提升寿命。

制冷剂的循环如下：空调系统制冷剂由压缩机34驱动，制冷剂从冷凝器14流至电池换热器，然后流经压缩机34回到冷凝器14进行换热；制冷剂回路3并联的另一支路，制冷剂经截止阀41、膨胀阀42、流经蒸发器43，然后流经压缩机34，进入冷凝器14换热；换热后的制冷剂再回流至压缩机34制冷形成制冷剂的循环。

当电子水泵接收到整车控制器及电池21管理系统任一工作请求时，双驱水泵6工作，提供冷却液循环动力；当环境温度较低时，电驱冷却系统需要工作，而电池冷却系统无需冷却，此时换热器的电磁截止阀可以控制冷媒的流量大小，冷媒不流通，则电池冷却系统没有与冷媒的热量交换。

该电动汽车冷却系统，采用双驱水泵6和集成膨胀箱5的集成化方案，使用双驱水泵6代替原有电机11及电池冷却系统独立的水泵；使用集成膨胀箱5代替原有电机11及电池冷却系统独立的膨胀箱，提高系统集成化程度，电池冷却系统无需额外增加的电子水泵、集成膨胀箱5及相应固定支架及紧固标准件，降低系统采购成本，降低整车整备质量，简化生产装配步骤，节约工时。电机冷却回路1、电池冷却回路2和制冷剂回路3上部件布置合理，可达到及时传导热量、提高换热能力的效果，提高电池系统稳定性。

以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车冷却系统，其特征在于：包括集成膨胀箱(5)，所述集成膨胀箱(5)连接有电机冷却回路(1)和电池冷却回路(2)，所述电机冷却回路(1)上设有电机(11)，所述电池冷却回路(2)设有电池(21)，所述电机冷却回路(1)和电池冷却回路(2)连接有双驱水泵(6)，所述集成膨胀箱(5)和电机(11)之间设有散热器(12)；所述散热器(12)一侧设有冷凝器(14)，所述冷凝器(14)连接有制冷剂回路(3)，所述电池冷却回路(2)和制冷剂回路(3)连接有电池热交换器(31)，所述集成膨胀箱(5)与电池热交换器(31)连接。

2.按照权利要求1所述的电动汽车冷却系统，其特征在于：所述双驱水泵(6)包括第一通道(61)和第二通道(62)，所述第一通道(61)连接电机冷却回路(1)，所述第二通道(62)连接电池冷却回路(2)。

3.按照权利要求2所述的电动汽车冷却系统，其特征在于：所述集成膨胀箱(5)顶端设有加注口(53)，所述集成膨胀箱(5)内设有第一腔体(51)和第二腔体(52)，所述集成膨胀箱(5)外部顶端设有排气口(55)，所述集成膨胀箱(5)外部底端设有出液口(56)，所述排气口(55)和出液口(56)均设有两个，所述排气口(55)分别与第一腔体(51)和第二腔体(52)的顶部连通，所述出液口(56)分别与第一腔体(51)和第二腔体(52)的底部连通；所述第一腔体(51)与电机冷却回路(1)连接，所述第二腔体(52)与电池冷却回路(2)连接。

4.按照权利要求3所述的电动汽车冷却系统，其特征在于：所述第一腔体(51)和第二腔体(52)之间设有隔离带(54)，所述隔离带(54)顶部设有通气孔(57)，所述隔离带(54)底部设有连通口(58)。

5.按照权利要求1-4任一项所述的电动汽车冷却系统，其特征在于：所述制冷剂回路(3)上设有压缩机(34)，所述制冷剂回路(3)上设有压力传感器(32)，所述制冷剂回路(3)上还设有充注口(33)，所述充注口(33)设有两个。

6.按照权利要求5所述的电动汽车冷却系统，其特征在于：所述电机(11)的出口连接至散热器(12)。

7.按照权利要求5所述的电动汽车冷却系统，其特征在于：所述制冷剂回路(3)连接有并列支路(4)，所述并列支路(4)上依次设有截止阀(41)、膨胀阀(42)和蒸发器(43)。

8.按照权利要求7所述的电动汽车冷却系统，其特征在于：所述冷凝器(14)一侧设有冷却风扇(13)，所述蒸发器(43)一侧设有鼓风机(44)。

9.按照权利要求3所述的电动汽车冷却系统，其特征在于：所述集成膨胀箱(5)两侧设有安装支架(59)，所述安装支架(59)上设有连接孔(591)。

10.按照权利要求7所述的电动汽车冷却系统，其特征在于：所述并列支路(4)上还设有暖风芯体(45)。