控制阀以及热管理组件的制作方法

1.本技术涉及一种控制阀以及包括该控制阀的热管理组件。


背景技术：

2.控制阀在热管理系统中一般用于流路的控制，随着热管理系统功能的逐步复杂化，目前一般通过多个控制阀进行系统多流路的控制，如何设置控制阀，使一个控制阀就能够应对系统多流路的控制，以减小热管理系统的占用空间，是一个待改善的技术问题。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种控制阀以及包括该控制阀的热管理组件，使控制阀能够应对热管理组件中多流路的控制。
4.为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
5.一种控制阀，包括阀体部件和阀芯，所述控制阀具有阀体腔，所述阀芯位于所述阀体腔，所述阀体部件具有接口通道，所述阀芯具有导流通道，所述导流通道的数量为n个，所述接口通道的数量为2n个，n≥3且n为整数，通过旋转所述阀芯，所述2n个接口通道能够通过所述n个导流通道实现不同形式的两两连通。
6.一种热管理组件，其特征在于：所述热管理组件包括控制阀、第一泵、第二泵、电池换热部件、第一换热器、电子器件冷却部件、风冷散热器、第二换热器以及用于连接上述各部分的管路件，所述控制阀为上述控制阀。
7.本技术提供了一种控制阀以及包括该控制阀的热管理组件，其中控制阀包括阀体部件和阀芯，阀体部件具有接口通道，阀芯具有导流通道，导流通道的数量为n个，接口通道的数量为2n个，n≥3且n为整数，通过旋转阀芯，2n个接口通道能够通过n个导流通道实现不同形式的两两连通，这样控制阀应用于热管理组件时，可以通过旋转阀芯，使控制阀能够对应热管理组件中的多流路控制，有利于使热管理组件结构相对紧凑，减小热管理组件在热管理系统中的占用空间，进而有利于减小热管理系统的占用空间。
附图说明
8.图1是控制阀的第一种实施方式的一个实施例的结构爆炸示意图；
9.图2是控制阀的第一种实施方式的一个实施例的一个截面结构示意图；
10.图3是图1中主阀体的一个立体结构示意图；
11.图4是图1中主阀体的一个截面结构示意图；
12.图5是图1中阀芯的一个立体结构示意图；
13.图6是图1中阀芯的一个截面结构示意图；
14.图7是控制阀阀芯在0
°
位置时对热管理组件多流路控制的示意图；
15.图8是控制阀阀芯在45
°
位置时对热管理组件多流路控制的示意图；
16.图9是控制阀阀芯在90
°
位置时对热管理组件多流路控制的示意图；
17.图10是控制阀阀芯在135
°
位置时对热管理组件多流路控制的示意图；
18.图11是控制阀阀芯在180
°
位置时对热管理组件多流路控制的示意图；
19.图12是控制阀的第二种实施方式的一个实施例的截面结构示意图；
20.图13是图12中阀芯的一个立体结构示意图；
21.图14是控制阀的第三种实施方式的一个实施例的截面结构示意图；
22.图15是图14中阀芯的一个立体结构示意图。
具体实施方式
23.下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明：
24.参见图1和图2，控制阀可以应用于车辆热管理系统，其中车辆热管理系统包括新能源车辆热管理系统。控制阀100包括驱动部件1、阀体部件2、阀杆3、阀芯4以及密封组件5，驱动部件1与阀体部件2固定连接，阀芯4位于阀体腔20内，阀杆3的一端与驱动部件1传动连接，阀杆3的另一端与阀芯4传动连接，驱动部件1输出转动力矩传动给阀杆3，阀杆3带动阀芯4转动，当然作为其他实施方式，阀杆3与阀芯4还可以设置为一体结构。密封组件5位于阀体腔20，密封组件5位于阀芯4的外周，密封组件5被压紧于阀芯4和阀体部件2之间，密封组件5处于密封压紧状态。在本实施例中，驱动部件1包括传动机构11，传动机构11可以为齿轮减速机构，至少部分传动机构11位于驱动部件1内，驱动部件1通过传动机构11与阀杆3进行传动连接。设置传动机构11，用于当驱动部件1的电机输出的转动力矩无法直接驱动阀芯4转动或转动力矩不足时，通过传动机构11增大电机输出的转动力矩，并将增大后的转动力矩通过阀杆3传递给阀芯4，从而驱动阀芯4转动，当然作为其他实施方式，当电机输出的转动力矩足够驱动阀芯4时，驱动部件1也可以不包括传动机构11。
25.参见图3和图4，阀体部件2包括主阀体21，主阀体21包括侧壁22以及用于与外部连通的多个接口部，具体地，在本实施例中，主阀体21包括八个接口部：第一接口部211、第二接口部212、第三接口部213、第四接口部214，第五接口部215、第六接口部216、第七接口部217、第八接口部218。在本实施例中，接口部沿侧壁22的外周等圆周分布，并沿侧壁22的径向向外延伸，接口部位于主阀体22的同一高度位置或趋于同一高度位置。主阀体21具有第一腔210，八个接口部分别具有各自对应的八个接口通道：第一接口通道211’、第二接口通道212’、第三接口通道213’、第四接口通道214’、第五接口通道215’、第六接口通道216’、第七接口通道217’、第八接口通道218’，就主阀体21而言，八个接口通道分别与第一腔210连通。
26.参见图1至图4，阀体部件2还包括封盖24，封盖24与主阀体21固定连接，具体地，可以通过焊接或粘胶或卡扣或过盈配合等方式实现固定连接，进一步地，为防止工作流体外漏，封盖24与主阀体21还需进行密封设置。封盖24与主阀体21装配形成阀体腔20，阀体腔20与第一腔210至少部分重合。主阀体21还包括突出部23，突出部23位于相邻两接口通道之间，突出部23的数量可以为一个或多个，突出部23沿侧壁22的径向向内延伸，或者说突出部23沿侧壁22的径向向与接口部相反的方向延伸，突出部23的径向凸起高度不超过密封组件5的厚度，这样阀芯4相对密封组件5转动时不会由于突出部23造成限位。设置突出部23用于对密封组件5进行限位或固定，具体地，密封组件5具有缺口51(参见图1)，密封组件5位于阀体腔20，缺口51与突出部23相互配合，如可以为过盈配合，使密封组件5与主阀体21可以较
好的限位或固定。密封组件5还具有与接口通道连通的通孔52，如在本实施例中，密封组件5具有分别与八个接口通道一一对应的八个通孔，八个接口通道分别与八个通孔连通。阀体部件2可以是塑料材料经注塑加工形成，如采用聚酰胺(pa)类材料，或聚邻苯二甲酰胺(ppa)，或者尼龙类材料等等，密封组件5的主体材料可以是塑料材料经注塑加工形成，如可以采用聚偏氟乙烯、聚偏二氟乙烯(pvdf)等含氟聚合物或其他高分子聚合物。另外，通过设置缺口51与突出部23配合，还可以对密封组件5进行对准，使密封组件5的八个通孔分别与八个接口通道一一对应设置。
27.参见图5和图6，阀芯4可以是塑料材料经注塑一体加工形成，如可以采用尼龙材料或聚苯硫醚(pps)类材料经注塑加工而成。阀芯4具有多个导流通道，在本实施例中，阀芯4具有四个导流通道：第一导流通道401、第二导流通道402、第三导流通道403、第四导流通道404，导流通道由隔板分隔形成，具体地，阀芯4包括第一隔板41、第二隔板42、第三隔板43、第四隔板44，阀芯4还包括第一端壁45和第二端壁46，沿阀芯4的轴向，隔板位于第一端壁45和第二端壁46之间，定义隔板沿阀芯4的轴向的两边称为两端，隔板沿阀芯4径向的两边称为两侧，则隔板沿阀芯4轴向的一端与第一端壁45相连，隔板沿阀芯4轴向的另一端与第二端壁46相连，第一隔板41的一侧和第二隔板42相连，具体地与第二隔板42的第一段421和第二段422的交接处相连，第二隔板42的一侧分别与第一端壁45和第二端壁46的外边缘对齐设置，第二隔板42的另一侧与第四隔板44相连，第一隔板41的另一侧与第四隔板44相连，第四隔板44的一侧分别与第一端壁45和第二端壁46的外边缘对齐设置，第四隔板44的另一侧分别与第一端壁45和第二端壁46的外边缘对齐设置，第三隔板43与第四隔板44间隔设置，第三隔板43与第四隔板44不直接相连，第三隔板43的两侧分别与第一端壁45的外边缘对齐设置，第三隔板43的两侧分别与第二端壁46的外边缘对齐设置。沿阀芯4的径向，以第四隔板44为基准，第一隔板41和第二隔板42位于第四隔板44的相同一侧，第三隔板43位于第四隔板44的另一侧。第一隔板41、第二隔板42、第四隔板44、第一端壁45、第二端壁46之间形成第一导流通道401和第二导流通道402，沿阀芯4的径向，第一导流通道401和第二导流通道402位于第四隔板44的相同一侧，且第一导流通道401和第二导流通道402可以为对称分布；第三隔板43、第一端壁45、第二端壁46之间形成第三导流通道403；第四隔板44、第三隔板43、第一端壁45、第二端壁46之间形成第四导流通道404，沿阀芯4的径向，第三导流通道403和第四导流通道404位于第四隔板44的相同另一侧，第四导流通道404比第三导流通道403靠近第四隔板44设置。在本实施例中，第一端壁45和第二端壁46的外形和尺寸均相同，定义一平面，该平面与阀芯4的中轴线x-x垂直，第一端壁45在该平面上的投影与第二端壁46在该平面上的投影成圆形且相互重合，第四隔板44在该平面上的投影大致将第一端壁45和/或第二端壁46在该平面上的投影分隔成面积相等或趋于相等的两部分，由于第一隔板41、第二隔板42、第四隔板44相互连接，第一隔板41、第二隔板42以及第四隔板44在该平面上的投影大致组合呈三角形结构。
28.参见图2，阀芯4位于阀体腔20，密封组件4位于阀芯4的外周，第一端壁45的外边缘、第二端壁46的外边缘、隔板与第一端壁45外边缘和第二端壁46外边缘对齐设置的侧边分别与密封组件5的内侧面密封抵接，这样，各个导流通道之间可以通过密封组件5密封地隔开，使各导流通道之间不直接连通。
29.控制阀100在热管理系统中应用时，系统可以选择控制阀的一种或两种以上工作
模式，具体地可以根据系统的不同需要通过旋转阀芯进行选择和控制。如在本实施例中，控制阀100具有八个接口通道，阀芯4具有四个导流通道，阀芯4每转过45
°
即一个工作模式，共有八种工作模式。参见图7至图11，为本实施例提供的一种热管理组件，热管理系统包括热管理组件，或者说热管理组件是热管理系统的一部分，在本实施例中，热管理组件200包括控制阀100、第一泵201、第二泵202、电池换热部件203、第一换热器204、电子器件冷却部件205、风冷散热器206、第二换热器207以及用于连通各部分的管路件，工作流体可以为冷却液。
30.控制阀100在该热管理组件200中包括五种工作模式，具体地：
31.参见图7，为第一工作模式，定义此时阀芯4为初始位置，即定义此时阀芯4转过的角度为0
°
，此时第一接口通道211’通过第一导流通道401与第二接口通道212’连通，第三接口通道213’通过第二导流通道402与第四接口通道214’连通，第五接口通道215’通过第四导流通道404与第八接口通道218’连通，在第一工作模式中，第六接口通道216’与第七接口通道217’无使用功能，具体地，在第一工作模式中，第二泵202不启动，此时第六接口通道216’和第七接口通道217’不进行冷却液回路的流通。
32.在第一工作模式中，第一泵201启动，在第一泵201的作用下，位于管路件中的冷却液(可以为水或其他冷却剂)流向第一换热器204，位于第一换热器204的冷却液与热管理系统中其他流体回路的工作流体(如可以为冷媒回路中的冷媒或其他冷却液回路中的冷却液)进行热交换，在本实施例中，具体可以为与其他冷却液回路中的冷却液进行热交换，冷却液经第一换热器204换热冷却后流向电子器件冷却部件205，位于电子器件冷却部件205的冷却液与车辆中的电子器件发热源进行热交换，吸收电子器件发热源的热量后流向第三接口通道213’，并流经第二导流通道402后从第四接口通道214’流出，流向风冷散热器206，位于风冷散热器206的冷却液与空气进行热交换，冷却液经风冷散热器206散热冷却后流向第五接口通道215’，并流经第四导流通道404后从第八接口通道218’流出，流向电池换热部件203，位于电池换热部件203的冷却液与车辆的电池组进行热交换，利用经风冷散热器206散热后的余热对电池组进行加热，并流向第一接口通道211’，流经第一导流通道401后从第二接口通道212’流出，流向第一泵201进行下一个工作循环。需要指出的是：给电池组加热主要是因为在冬天或温度较低的环境下，车辆启动时电池组的温度较低，给电池组加热有助于电池快速进入工作范围温度，使电池组正常工作。
33.参见图8，为第二工作模式，此时阀芯4在第一工作模式的基础上通过逆时针旋转45
°
至图8所示位置，此时第一接口通道211’通过第四导流通道404与第六接口通道216’连通，第二接口通道212’通过第一导流通道401与第三接口通道213’连通，第七接口通道217’通过第三导流通道403与第八接口通道218’连通。在第二工作模式中，第四接口通道214’和第五接口通道215’无使用功能，即在第二工作模式中，第四接口通道214’和第五接口通道215’不进行冷却液的回路的流通。
34.在第二工作模式中，第二泵202启动，在第二泵202的作用下，经第二换热器207换热冷却后的冷却液流向第七接口通道217’，并流经第三导流通道403后从第八接口通道218’流出，流向电池换热部件203，位于电池换热部件203的冷却液与电池组进行热交换，吸收电池组的热量后流向第一接口通道211’，并流经第四导流通道404后从第六接口通道216’流出，流向第二换热器207，位于第二换热器207的冷却液与热管理系统其他回路中的
连通，第二接口通道212’通过第三导流通道403与第三接口通道213’连通，第五接口通道215’通过第一导流通道401与第六接口通道216’连通，第七接口通道217’通过第二导流通道402与第八接口通道218’连通。
40.在第五工作模式中，第一泵201启动，在第一泵201的作用下，冷却液流向第一换热器204，并经第一换热器204换热冷却后流向电子器件冷却部件205，位于电子器件冷却部件205的冷却液与电子器件发热源进行热交换，吸收电子器件发热源的热量后流向第三接口通道213’，并流经第三导流通道403后从第二接口通道212’流出，流向第一泵201进行下一个工作循环。第二泵202启动，在第二泵202的作用下，经第二换热器207换热冷却后的冷却液流向第七接口通道217’，并流经第二导流通道402后从第八接口通道218’流出，流向电池换热部件203，位于电池换热部件203的冷却液与电池组进行热交换，吸收电池组的热量后流向第一接口通道211’，并流经第四导流通道404后从第四接口通道214’流出，流向风冷散热器206，经风冷散热器206散热冷却后流向第五接口通道215’，并流经第一导流通道401后从第六接口通道216’流出，流向第二换热器207，经第二换热器207再次换热冷却后流向第二泵202进行下一个工作循环。第五工作模式与第二工作模式相比，在第五工作模式中，冷却液经过风冷散热器206和第二换热器207双重换热冷却后，能够以较低的温度与电池组进行热交换，使电池组快速降温。
41.控制阀100在该热管理组件200中的其他工作模式不进行一一举例，另外，这里所说的逆时针方向仅以图示的实施例为例进行界定，而并非对逆时针方向进行限制。需要指出的是：根据不同的热管理系统模型，控制阀通过旋转阀芯，可以有多种不同的工作模式。
42.在不同的热管理系统模型中，为使控制阀能够应对不同系统的多流路控制，还可以通过改变阀芯隔板的形状和结构，使控制阀的八个接口通道实现不同的两两连通，以实现不同系统的需要。这样，在第一种实施方式的基础上，为使控制阀能够适用于不同的热管理系统，容易想到的是：
43.参见图12和图13，为控制阀的第二种实施方式，在第二种实施方式中，第一隔板41’、第二隔板42’、第三隔板43’、第四隔板44’的外形结构和尺寸均相同，均包括第一段和第二段，具体地，第一隔板41’的一侧与第四隔板44’的第一段441’和第二段442’的交接处相连，第一隔板41’的另一侧分别与第一端壁45和第二端壁46的外边缘对齐设置；第二隔板42’的一侧与第一隔板41’的第一段411’和第二段412’的交接处相连，第二隔板42’的另一侧分别与第一端壁45和第二端壁46的外边缘对齐设置；第三隔板43’的一侧与第二隔板42’的第一段421’和第二段422’的交接处相连，第三隔板43’的另一侧分别与第一端壁45和第二端壁46的外边缘对齐设置；第四隔板44’的一侧与第三隔板43’的第一段431’和第二端432’的交接处相连，第四隔板44’的另一侧分别与第一端壁45和第二端壁46的外边缘对齐设置。第一隔板41’、第四隔板44’、第一端壁45、第二端壁46之间形成第一导流通道401’；第一隔板41’、第二隔板41’、第一端壁45、第二端壁46之间形成第二导流通道402’；第二隔板42’、第三隔板43’、第一端壁45、第二端壁46之间形成第三导流通道403’；第三隔板43’、第四隔板44’、第一端壁45、第二端壁46之间形成第四导流通道404’；第一导流通道401’、第二导流通道402’、第三导流通道403’、第四导流通道404’沿阀芯4的外周等圆周分布。定义一平面，该平面与阀芯4’的中轴线x
’‑
x’垂直，第一端壁45在该平面上的投影与第二端壁46在该平面上的投影成圆形且相互重合，第一隔板41’、第二隔板42’、第三隔板43’以及第四隔
板44’在该平面上的投影大致组合呈方形结构。控制阀100’的其他结构同第一种实施方式相同，在此不再赘述。这样，通过旋转阀芯4’，可以实现八个接口通道中相邻两接口通道之间不同形式的两两连通，以适应不同的热管理系统需要。
44.参见图14和图15，为控制阀的第三种实施方式，在第三种实施方式中，阀芯4”包括第一隔板41”、第二隔板42”、第三隔板43”，沿阀芯4”的径向，以第三隔板43”为基准，第一隔板41”和第二隔板42”分别位于第三隔板43”的两侧，且第一隔板41”和第二隔板42”可以为对称分布，第一隔板41”与第三隔板43”间隔设置，第一隔板41”与第三隔板43”不直接相连，第二隔板42”与第三隔板43”间隔设置，第二隔板42”与第三隔板43”不直接相连。第一隔板41”、第一端壁45、第二端壁46之间形成第一导流通道401”；第二隔板42”、第一端壁45、第二端壁46之间形成第二导流通道402”；第一隔板41”、第三隔板43”、第一端壁45、第二端壁46之间形成第三导流通道403”；第二隔板42”、第三隔板43”、第一端壁45、第二端壁46之间形成第四导流通道404”。第三导流通道403”比第一导流通道401”靠近第三隔板43”设置，第四导流通道404”比第二导流通道402”靠近第三隔板43”设置，沿阀芯4”的径向，以第三隔板43”为基准，第一导流通道401”和第二导流通道402”位于第三隔板43”的两侧且对称分布，第三导流通道403”和第四导流通道404”位于第三隔板43”的两侧且对称分布。第一隔板41”和第二隔板42”的外形和尺寸均相同，定义一平面，该平面与阀芯4”的中轴线x
”‑
x”垂直，第一隔板41”和第二隔板42”在该平面上的投影均大致呈c字形，第一端壁45在该平面上的投影与第二端壁46在该平面上的投影成圆形且相互重合，第三隔板43”在该平面上的投影将第一端壁45和/或第二端壁46在该平面上的投影分隔成面积相等或趋于相等的两部分。控制阀100”的其他结构同第一种实施方式相同，在此不再赘述。
45.控制阀100在图1至图15中所示的实施例均为八通阀，即具有八个接口通道，阀芯具有四个导流通道，通过旋转阀芯，可以使接口通道通过阀芯的导流通道实现不同的两两连通。当然作为其他实施方式，控制阀的接口通道还可以为其他个数，具体地，可以定义控制阀具有接口通道的个数为2n个，阀芯具有导流通道的个数为n个，n≥3且n为整数，这样，通过旋转阀芯，可以使控制阀的2n个接口通道通过导流通道实现不同形式的两两连通。
46.需要说明的是：以上实施例仅用于说明本技术而并非限制本技术所描述的技术方案，例如对“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方向性的界定，尽管本说明书参照上述的实施例对本技术已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本技术进行修改或者等同替换，而一切不脱离本技术的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本技术的权利要求范围内。