五通阀、热管理系统和车辆的制作方法

文档序号:31380095发布日期:2022-09-03 00:26阅读:444来源:国知局
五通阀、热管理系统和车辆的制作方法

1.本技术涉及但不限于汽车热管理技术领域,具体是指一种五通阀、热管理系统和车辆。


背景技术:

2.目前,随着新能源汽车的发展,车辆的热管理系统越来越重要,为了满足电机、电池的热管理需求,热管理系统的冷却液流路通常要采用多个控制阀来切换工作模式,结构复杂,成本高。有些产品采用了集成形式的控制阀 (如八通阀),但是这种控制阀的结构比较复杂,且存在跳档问题(即:控制阀转至某阀位时,热管理系统的冷却液并不能流通,就更不能带走发热部件的热量,所以该阀位相当于空挡阀位),导致控制阀在切换工作模式时需要跳过这个档位。


技术实现要素:

3.本技术所要解决的技术问题是提供一种五通阀、热管理系统和车辆,有利于减少热管理系统中控制阀的数量,且结构简单,不存在跳档问题。
4.本技术实施例提供了一种五通阀,包括:外壳,所述外壳设有阀腔以及与所述阀腔连通的五个通道;和阀芯,至少部分设于所述阀腔内,设置为相对所述外壳在第一位置、第二位置、第三位置之间转动,用于控制五个所述通道之间的连通关系,以使所述五通阀在第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式之间切换;其中,五个所述通道沿所述阀芯的轴向分布成两排,并沿所述阀芯的周向分布成三列;所述阀芯设有两个轴向连通槽和两个周向连通槽,所述轴向连通槽沿所述阀芯的轴向设置,用于导通位于同一列的两个所述通道;所述周向连通槽沿所述阀芯的周向设置,用于导通位于同一排的两个相邻的所述通道。
5.本技术实施例提供的五通阀,包括外壳和阀芯。外壳内设有阀腔,为阀芯的装配和运动提供空间。外壳还设有与阀腔相连通的五个通道,供与热管理系统的相关部件进行连接,以切换热管理系统中冷却液流路的流向。阀芯安装在阀腔内,具有三个工作位置,分别为第一位置、第二位置和第三位置,当阀芯转动至不同的工作位置,五个通道之间的连通关系会发生变化,进而切换五通阀的工作模式,进而切换热管理系统的工作模式。
6.相较于设置多个控制阀来切换热管理系统的冷却液流路的工作模式,本方案通过控制一个五通阀,即可使热管理系统的冷却液流路在三个工作模式之间切换,因而有利于简化热管理系统的结构和电控方式,进而降低生产成本。
7.并且,相较于采用了集成形式的控制阀,如八通阀,五通阀结构更加简单。在大致相当的体积下,五通阀的流道截面积可以做的更大,因而可以减小运行流阻。而且,本方案的五通阀,三个阀位对应三个工作模式,不存在跳档问题。
8.此外,八通阀不适用于直接系统,而本技术的五通阀可以应用于直接系统,有利于减少直接系统的控制阀的数量,进一步简化热管理系统的结构。
9.在上述技术方案的基础上,本技术还可以做如下改进。
10.在一示例性的实施例中,三列所述通道分别为沿所述阀芯的周向相邻设置的第一列通道、第二列通道和第三列通道,所述第一列通道包括一个所述通道;两个所述周向连通槽沿所述阀芯的轴向相邻设置,形成第一列连通槽,两个所述轴向连通槽沿所述阀芯的周向相邻设置,形成第二列连通槽与第三列连通槽;所述第一列连通槽与所述第二列连通槽沿所述阀芯的周向相邻设置,且所述第一列连通槽、所述第二列连通槽、所述第三列连通槽的排布方向,与所述第一列通道、所述第二列通道、所述第三列通道的排布方向相同。
11.在一示例性的实施例中,所述阀芯包括:沿所述阀芯的周向设置的横隔板,以及沿所述阀芯的轴向设置且沿所述阀芯的周向依次间隔设置的第一竖隔板、第二竖隔板、第三竖隔板和第四竖隔板;所述第二竖隔板与所述第一竖隔板之间形成一个所述轴向连通槽;所述第三竖隔板与所述第二竖隔板之间形成另一个所述轴向连通槽;所述横隔板位于所述第一竖隔板与所述第三竖隔板之间,并与所述第一竖隔板、所述第二竖隔板、所述第三竖隔板及所述第四竖隔板垂直相连,且所述横隔板将所述第一竖隔板与所述第四竖隔板之间的空间分成两个所述周向连通槽。
12.在一示例性的实施例中,所述阀芯还包括第一端板和第二端板,所述第一端板及所述第二端板均与所述横隔板相对设置,且分居所述横隔板的两侧,且所述第一端板和所述第二端板均与所述第一竖隔板的端部、所述第二竖隔板的端部、所述第三竖隔板的端部、所述第四竖隔板的端部固定连接。
13.在一示例性的实施例中,所述第一端板设有转轴,所述转轴可转动地穿设于所述外壳,并设置为与驱动装置连接;所述第二端板设有凸起,所述外壳设有第一环状凸台,所述凸起可转动地嵌入所述第一环状凸台内;和/或,所述第二端板设有第一限位筋,所述外壳设有两个间隔设置的第二限位筋,所述第一限位筋位于两个所述第二限位筋之间,用于限制所述阀芯相对所述外壳的转动幅度。
14.在一示例性的实施例中,所述外壳包括:壳体,设有所述阀腔和五个所述通道,所述阀腔的轴向一端敞开设置;和阀盖,盖设在所述壳体的敞口端,并与所述阀芯可转动连接。
15.在一示例性的实施例中,所述壳体包括:圆柱部,所述圆柱部的内部形成所述阀腔,所述圆柱部的轴向一端敞开并与所述阀盖相连;和凸出部,与所述圆柱部的侧壁相连,并沿所述圆柱部的径向向外凸出,所述凸出部内设有五个所述通道,所述圆柱部的侧壁设有与五个所述通道一一连通的开口。
16.本技术实施例还提供了一种热管理系统,包括:电机热管理流路、电池热管理流路、散热器和如上述实施例中任一项所述的五通阀;其中,所述电机热管理流路的两端、所述电池热管理流路的两端、所述散热器的出口端分别与所述五通阀的五个通道一一连通,所述散热器的进口端与所述电机热管理流路的出口端连通。
17.在一示例性的实施例中,连通所述电机热管理流路的出口端与进口端的通道分别记为第一通道、第五通道,连通所述电池热管理流路的进口端与出口端的通道分别记为第二通道、第三通道,连通所述散热器的出口端的通道记为第四通道;所述第一通道、所述第二通道、所述第三通道沿所述阀芯的周向排成一排,所述第四通道、所述第五通道沿所述阀芯的周向排成一排,且所述第二通道、所述第四通道沿所述阀芯的轴向排成一列,所述第三通道、所述第五通道沿所述阀芯的轴向排成一列。
18.本技术实施例还提供了一种车辆,包括上述实施例中任一项所述的热管理系统。
附图说明
19.图1为本技术一个实施例提供的五通阀一个视角的立体结构示意图;
20.图2为图1所示五通阀另一个视角的立体结构示意图;
21.图3为图1所示五通阀又一个视角的立体结构示意图;
22.图4为图1所示五通阀的壳体的结构示意图;
23.图5为图1所示壳体的主视结构示意图;
24.图6为图1所示五通阀的阀芯一个视角的立体结构示意图;
25.图7为图6所示五通阀的阀芯另一个视角的立体结构示意图;
26.图8为图1所示五通阀的阀盖的立体结构示意图;
27.图9为图1所示五通阀的第三密封件的立体结构示意图;
28.图10为图1所示五通阀的第一密封件的立体结构示意图;
29.图11为图1所示五通阀的第二密封件的立体结构示意图;
30.图12为图1所示五通阀的主视结构示意图;
31.图13为图12所示五通阀a-a向的剖视结构示意图;
32.图14为图12所示五通阀b-b向的剖视结构示意图;
33.图15为图14中c部的放大结构示意图;
34.图16为图12所示五通阀的俯视结构示意图;
35.图17为图16所示五通阀d-d向的剖视结构示意图;
36.图18为图16所示五通阀e-e向的剖视结构示意图;
37.图19为图12所示五通阀的右视结构示意图;
38.图20为图19所示五通阀f-f向的剖视结构示意图;
39.图21为图19所示五通阀g-g向的剖视结构示意图;
40.图22为图1所示五通阀再一个视角的立体结构示意图;
41.图23为本技术一个实施例提供的热管理系统的冷却液流路的示意图;
42.图24为图22所示五通阀处于第一工作模式的局部结构示意图;
43.图25为图23所示冷却液流路处于第一工作模式的流路示意图;
44.图26为图22所示五通阀处于第二工作模式的局部结构示意图;
45.图27为图23所示冷却液流路处于第二工作模式的流路示意图;
46.图28为图22所示五通阀处于第三工作模式的局部结构示意图;
47.图29为图23所示冷却液流路处于第三工作模式的流路示意图;
48.图30为本技术一个实施例提供的冷却液路集成座的局部立体结构示意图;
49.图31为图30所示冷却液路集成座的主视结构示意图;
50.图32为图31所示冷却液路集成座h-h向的剖视结构示意图;
51.图33为图31所示冷却液路集成座i-i向的剖视结构示意图;
52.图34为本技术一个实施例提供的冷却液路集成座的立体结构示意图;
53.图35为本技术一个实施例提供的冷却液路集成模块的局部立体结构示意图;
54.图36为图35所示结构的主视示意图;
55.图37为图36所示结构j-j向的剖视结构示意图;
56.图38为图36所示结构k-k向的剖视结构示意图;
57.图39为图35所示冷却液路集成模块另一个视角的立体结构示意图;
58.图40为图35中水壶的立体结构示意图;
59.图41为图40所示水壶的半剖结构示意图;
60.图42为图40所示水壶的内部结构示意图。
61.附图中,各标号所代表的部件列表如下:
62.1外壳,11壳体,111圆柱部,1111阀腔,1112第一环状凸台,1113 第二限位筋,112凸出部,1121第一通道,1122第二通道,1123第三通道, 1124第四通道,1125第五通道,12阀盖,121轴孔,122第二环状凸台;
63.2阀芯,21第一竖隔板,22第二竖隔板,23第三竖隔板,24第四竖隔板,25横隔板,26第一端板,261转轴,27第二端板,271凸起,272第一限位筋,281第一连通槽,282第二连通槽,283第三连通槽,284第四连通槽;
64.31第一密封件,32第二密封件,33第三密封件;
65.41电机热管理流路连接部,411第一进口,412第一出口,413第一水泵连接部,4131第一水泵入口,4132第一水泵出口,4133圆形底座,4134 第一缺口,4135第二缺口,4136凸耳,4137u形筋,4141电机进口管接头,4142电机出口管接头,415水壶连接部,4151水壶入口,4152水壶出口,416上升流道,4161水壶流道,4162水泵流道,417下降流道,418分流板;
66.42电池热管理流路连接部,421第二进口,422第二出口,423第二水泵连接部,4231第二水泵入口,4232第二水泵出口,4241冷却液加热器进口管接头,4242冷却液加热器出口管接头,4251舱外蒸发器进口管接头, 4252舱外蒸发器出口管接头,4261电池进口管接头,4262电池出口管接头,427延伸流道;
67.43散热器连接部,431第三进口,432第三出口,433散热器进口管接头,434散热器出口管接头;
68.44五通阀连接部,441第一过渡槽,442第二过渡槽,443第三过渡槽, 444第四过渡槽,445第五过渡槽;
69.51第一水泵,52第二水泵,53冷却液加热器,54舱外蒸发器,55电池换热流路,56电机换热流路,57散热器,58水壶,581排气口,582导流板, 5821第一子板,5822第二子板,5823第三子板,583水位传感器,5841第一侧壁,5842第二侧壁;
70.100五通阀,200冷却液路集成座,202第一底板,204第二底板,206 第三底板。
具体实施方式
71.以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本技术,并非用于限定本技术的范围。
72.新能源汽车(如纯电动汽车)的热管理系统通常包括冷却液流路和冷媒流路。
73.冷媒流路包括压缩机、乘员舱蒸发器、乘员舱冷凝器、膨胀阀、舱外蒸发器(chiller)、舱外冷凝器等结构。
74.冷却液流路通常包括水泵、水壶、电机换热流路、电池换热流路、车外散热器、舱外蒸发器(chiller)等结构。可见,舱外蒸发器既参与冷媒流动,也参与冷却液流动,内部既有
冷媒通过,也有冷却液通过,通过冷媒与冷却液发生热交换,来实现冷媒流路与冷却液流路的热交换,以利用冷媒流路来冷却乘员舱外的电器件(如电池、电机),以及实现乘员舱外的电器件的余热回收。
75.与制冷制热空调类似,通过冷媒换向,使得空调的蒸发器与冷凝器的作用可以互换。同理,舱外蒸发器、舱外冷凝器的功能也可以互换,即:舱外蒸发器也可以用作冷凝器,而舱外冷凝器则用作蒸发器。当舱外蒸发器串联在电池热管理流路中时,舱外蒸发器既能够用于冷却电池,也能够用于加热电池。
76.其中,舱外冷凝器可以是液冷冷凝器(liquid cooled condensor,简称 lcc),即通过与液体换热使冷媒冷凝。因此,这种形式的舱外冷凝器(液冷冷凝器)也像舱外蒸发器(chiller)一样,需要参与冷却液流路。由于利用冷媒来加热乘员舱外的电器件(如电池、电机)还需要借助舱外冷凝器内的冷媒与冷却液的热交换,然后通过冷却液流动至待加热部件才能实现,因此这种系统可以称为半间接系统。
77.或者,舱外冷凝器也可以是气冷冷凝器(与乘员舱冷凝器相同,都是通过冷媒与周围气体热交换实现冷凝)。这种形式的舱外冷凝器不需要像舱外蒸发器(chiller)一样,不需要参与冷却液流路,可以直接将热量吹向待加热部件(如电池),对待加热部件直接加热,因此这种系统可以称为直接系统。相较于半间接系统,直接系统的热泵效率高。
78.对于直接系统,通常需要采用多个控制阀搭配(如五通阀搭配三通阀),才能满足工作模式的切换需求。
79.而对于半间接系统,热管理系统的冷却液流路明显更加复杂,需要更多数量的控制阀或者结构更加复杂的集成式控制阀(如八通阀)才能满足冷却液流路的切换需求,且集成式控制阀往往存在跳档问题。
80.如图1、图2、图3和图22所示,本技术实施例提供了一种五通阀100,包括:外壳1和阀芯2。
81.其中,如图4所示,外壳1设有阀腔1111以及与阀腔1111连通的五个通道。阀芯2(如图6和图7所示)至少部分设于阀腔1111内,设置为相对外壳1在第一位置(如图24所示)、第二位置(如图26所示)、第三位置 (如图12至图21以及图28所示)之间转动,用于控制五个通道之间的连通关系,以使五通阀100在第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式之间切换。
82.本技术实施例提供的五通阀100,包括外壳1和阀芯2。外壳1内设有阀腔1111,为阀芯2的装配和运动提供空间。外壳1还设有与阀腔1111相连通的五个通道,供与热管理系统的相关部件进行连接,以切换热管理系统中冷却液流路的流向。阀芯2安装在阀腔1111内,具有三个工作位置,分别为第一位置、第二位置和第三位置,当阀芯2转动至不同的工作位置,五个通道之间的连通关系会发生变化,进而切换五通阀100的工作模式,进而切换热管理系统的工作模式。
83.换言之,本技术实施例提供的五通阀100具有三个阀位,相应具有三个工作模式。当阀芯2处于第一位置时,五通阀100处于第一阀位,如图24 所示,工作于第一工作模式。当阀芯2处于第二位置时,五通阀100处于第二阀位,如图26所示,工作于第二工作模式。当阀芯2处于第三位置时,五通阀100处于第三阀位,如图28所示,工作于第三工作模式。
84.相较于设置多个控制阀来切换热管理系统的冷却液流路的工作模式,本方案通过
控制一个五通阀100,即可使热管理系统的冷却液流路在三个工作模式之间切换,因而有利于简化热管理系统的结构和电控方式,进而降低生产成本。
85.并且,相较于采用了集成形式的控制阀,如八通阀,五通阀100结构更加简单。在大致相当的体积下,五通阀100的流道截面积可以做的更大,因而可以减小运行流阻。而且,本方案的五通阀100,三个阀位对应三个工作模式,不存在跳档问题。
86.此外,八通阀不适用于直接系统,而本技术的五通阀100可以应用于直接系统,有利于减少直接系统的控制阀的数量,进一步简化热管理系统的结构。
87.其中,阀芯2可以只有部分位于阀腔1111内,另一部分凸出于阀腔1111,以便与驱动装置连接。阀芯2也可以完全位于阀腔1111内,驱动装置的一部分可以插入阀腔1111内,来驱动阀芯2转动。
88.在一种示例性的实施例中,如图2、图3和图16所示,五个通道沿阀芯 2的轴向分布成两排,并沿阀芯2的周向分布成三列。阀芯2设有两个轴向连通槽(即下述第一连通槽281和第二连通槽282,如图17和图20所示) 和两个周向连通槽(即下述第三连通槽283和第四连通槽284,如图7和图 14所示),轴向连通槽沿阀芯2的轴向设置,用于导通位于同一列的两个通道。周向连通槽沿阀芯2的周向设置,用于导通位于同一排的两个相邻的通道。
89.本方案将五通阀100的五个通道布置成两排三列的形式,使得五通阀100 的结构较为规整,且有利于减小五通阀100的轴向尺寸和周向尺寸,从而降低五通阀100对安装空间的要求,使得热管理系统可以更加紧凑。
90.相应地,阀芯2设有两个轴向连通槽和两个周向连通槽,如图6和图7 所示。
91.其中,轴向连通槽沿阀芯2的轴向延伸,能够与位于同一列的两个通道对应连通。当轴向连通槽与位于同一列的两个通道对应连通时,则位于同一列的这两个通道通过该轴向连通槽实现导通。当两个轴向连通槽同时与包括两个通道的两列通道对应连通时,这两列通道各自实现导通。当轴向连通槽与只有一个通道的那列通道对应连通时,由于该通道与其他四个通道均没有连通关系,该通道相当于关闭。
92.周向连通槽沿阀芯2的周向延伸,能够与位于同一排的两个相邻的通道对应连通。当周向连通槽与位于同一排的两个相邻的通道对应连通时,则位于同一排的这两个相邻的通道通过该周向连通槽实现导通。当两个周向连通槽同时与两排通道对应连通时,这两排的两个相邻的通道各自实现导通。当周向连通槽只与一个通道连通时,由于该通道与其他四个通道均没有连通关系,该通道相当于关闭。
93.在一种示例性的实施例中,如图2和图3所示,三列通道分别为沿阀芯 2的周向相邻设置的第一列通道、第二列通道和第三列通道,第一列通道包括一个通道。
94.两个周向连通槽沿阀芯2的轴向相邻设置,形成第一列连通槽,两个轴向连通槽沿阀芯2的周向相邻设置,形成第二列连通槽与第三列连通槽。
95.第一列连通槽与第二列连通槽沿阀芯2的周向相邻设置,且第一列连通槽、第二列连通槽、第三列连通槽的排布方向,与第一列通道、第二列通道、第三列通道的排布方向相同。
96.本方案中,由于第一列通道包括一个通道,则第二列通道包括两个通道,第三列通道也包括两个通道。换言之,相邻设置的三列通道的通道数量分别为一个、两个、两个。
97.如图6和图7所示,两个轴向连通槽及两个周向连通槽的位置关系为:两个周向连
通槽形成第一列、一个轴向连通槽为第二列,另一个轴向连通槽为第三列,并且第一列连通槽、第二列连通槽、第三列连通槽的排列方向与第一列通道、第二列通道、第三列通道的排列方向一致。
98.这样,两个轴向连通槽可以同时与第二列通道、第三列通道对应连通,使得第二列通道的两个通道实现连通,第三列通道的两个通道实现连通。两个轴向连通槽也可以只有第二列连通槽与第三列通道实现连通,而第三列连通槽与五个通道都不连通。两个轴向连通槽也可以与五个通道均没有连通关系。
99.两个周向连通槽可以只有一个与第一列通道连通,而另一个与五个通道均没有连通关系,相当于将第一列通道关闭。两个周向连通槽也可以与第一列通道及第二列通道的三个通道连通,此时第一列通道与第二列通道中位于同一排的两个通道通过其中一个周向连通槽导通;第二列通道中的另一个通道则与另一个周向连通槽连通,但该通道与其他四个通道均没有连通关系,相当于关闭。两个周向连通槽也可以与第二列通道及第三列通道的四个通道连通,则第二列通道与第三列通道中位于同一排的两个通道同时实现导通。
100.因此,通过转动阀芯2使阀芯2处于不同位置时,五个通道可以具有以下三种连通关系:
101.如图24所示,当阀芯2处于第一位置时,两个轴向连通槽同时与第二列通道、第三列通道对应连通,使得第二列通道的两个通道实现连通,第三列通道的两个通道实现连通;而第一列连通槽只与其中一个周向连通槽连通,相当于被关闭。该模式可以称为五通阀100的第一工作模式,如图25所示。
102.如图26所示,当阀芯2转动至第二位置时,只有第二列连通槽与第三列通道实现连通,而第三列连通槽与五个通道都不连通。第一列通道与第二列通道中位于同一排的两个通道通过其中一个周向连通槽导通;第二列通道中的另一个通道则与另一个周向连通槽连通,但该通道与其他四个通道均没有连通关系,相当于关闭。该模式可以称为五通阀100的第二工作模式,如图27所示。
103.如图28所示,当阀芯2处于第三位置时,两个轴向连通槽也可以与五个通道均没有连通关系。第二列通道与第三列通道中位于同一排的两个通道通过两个周向连通槽分别实现导通。该模式可以称为五通阀100的第三工作模式,如图29所示。
104.如此,阀芯2通过小幅度的转动即可实现五通阀100三种工作模式的切换,不存在空挡,构思十分巧妙,且结构较为简单。
105.在一种示例性的实施例中,如图2和图3所示,五个通道分别记为第一通道1121、第二通道1122、第三通道1123、第四通道1124和第五通道1125。第一通道1121、第二通道1122、第三通道1123沿阀芯2的周向依次并排设置。第四通道1124与第五通道1125沿阀芯2的周向并排设置,且第四通道 1124与第二通道1122沿阀芯2的轴向并列设置,第五通道1125与第三通道 1123沿阀芯2的轴向并列设置。两个轴向连通槽分别记为第一连通槽281 和第二连通槽282,两个周向连通槽分别记为第三连通槽283和第四连通槽 284。
106.如图24所示,当阀芯2处于第一位置,第一连通槽281与第二通道1122 以及第四通道1124连通,第二连通槽282与第三通道1123以及第五通道 1125连通,第三连通槽283与第一通道1121连通。由于第三连通槽283只与第一通道1121连通,相当于将第一通道1121关闭;第四连通槽284与五个通道均不连通。该模式为五通阀100的第一工作模式。
107.如图26所示,当阀芯2处于第二位置,第三连通槽283与第一通道1121 及第二通道1122连通,第一连通槽281与第三通道1123及第五通道1125 连通。而第二连通槽282与五个通道均不连通;第四连通槽284只与第四通道1124连通,相当于将第四通道1124关闭。该模式为五通阀100的第二工作模式。
108.如图27所示,当阀芯2处于第三位置,第三连通槽283与第二通道1122 及第三通道1123连通,第四连通槽284与第四通道1124及第五通道1125 连通。而第一连通槽281与五个通道均不连通,第二连通槽282也与五个通道均不连通。该模式为五通阀100的第三工作模式。
109.这样,五通阀100具有三个不同的工作模式,阀芯2每转动一个档位,就切换一种工作模式,则热管理系统的冷却液流路也可以具有三种不同的工作模式,且通过控制五通阀100即可切换三个工作模式中液体的流向。
110.在一种示例性的实施例中,将阀芯2由第一位置转动至第二位置的角度记为第一角度,将阀芯2由第二位置转动至第三位置的角度记为第二角度,第二角度等于第一角度。这样,通过步进电机来控制阀芯2转动即可。
111.在一个示例中,第一角度、第二角度大约为60
°

112.在一种示例性的实施例中,如图6、图7、图18和图21所示,阀芯2 包括:横隔板25、第一竖隔板21、第一竖隔板22、第三竖隔板23和第三竖隔板24。
113.其中,横隔板25沿阀芯2的周向设置。第一竖隔板21、第一竖隔板22、第三竖隔板23和第三竖隔板24均沿阀芯2的轴向设置,且第一竖隔板21、第一竖隔板22、第三竖隔板23和第三竖隔板24沿阀芯2的周向依次间隔设置。
114.第一竖隔板22与第一竖隔板21之间形成一个轴向连通槽。第三竖隔板 23与第一竖隔板22之间形成另一个轴向连通槽。横隔板25位于第一竖隔板 21与第三竖隔板23之间,并与第一竖隔板21、第一竖隔板22、第三竖隔板 23及第三竖隔板24垂直相连。并且,横隔板25将第一竖隔板21与第三竖隔板24之间的空间分成两个周向连通槽。
115.本方案中,阀芯2包括四个竖隔板(第一竖隔板21、第一竖隔板22、第三竖隔板23和第三竖隔板24)和一个横隔板25,这四个竖隔板和横隔板 25拼接在一起,可以形成两个轴向连通槽和四个周向连通槽。
116.其中,第一竖隔板21与第一竖隔板22之间的轴向连通槽为第一连通槽 281。第一竖隔板22与第三竖隔板23之间的轴向连通槽为第二连通槽282。第一竖隔板21、第三竖隔板24、横隔板25分隔出两个并列设置的周向连通槽,与第一通道1121位于同一排的为第三连通槽283,与第一通道1121不在同一排的为第四连通槽284。而第三竖隔板23、第三竖隔板24及横隔板 25分隔出的两个周向连通槽不参与五个流道之间的连通关系的切换。
117.这样设置,整个阀芯2的结构较为规整,也较为简单,既便于加工成型,且重量小,原材料耗费少,有利于降低生产成本。
118.在一个示例中,四个竖隔板的径向内端以及横隔板25的径向内端可以直接连接在一起,四个竖隔板的径向外端呈放射性分布。
119.在另一个示例中,阀芯2也可以包括位于中央的连接轴,四个竖隔板的径向内端以及横隔板25的径向内端均与连接轴的侧壁面连接在一起。这样,便于直接利用连接轴与外壳1实现转动连接。
120.在一个示例中,第三竖隔板24包括两个竖子板,两个竖子板分居横隔板25的厚度方向的两侧并分别与横隔板25的两个板面相连。
121.在另一个示例中,横隔板25包括两个横子板,两个横子板分居第三竖隔板24的厚度方向的两侧,并分别与第三竖隔板24的两个板面相连。
122.在一种示例性的实施例中,如图6和图7所示,阀芯2还包括第一端板 26和第二端板27。第一端板26及第二端板27均与横隔板25相对设置,且分居横隔板25的两侧。并且,第一端板26和第二端板27均与第一竖隔板 21的端部、第一竖隔板22的端部、第三竖隔板23的端部、第三竖隔板24 的端部固定连接。
123.本方案中,阀芯2还包括第一端板26和第二端板27,第一端板26、横隔板25、第二端板27沿阀芯2的轴向依次间隔设置。这样,轴向连通槽及周向连通槽均只有一个开口(径向外端的开口),即与外壳1的五个通道对应连通的开口,这样有利于提高五通阀100的密封性。
124.当然,阀芯2也可以不包括第一端板26和第二端板27,比如可以利用外壳1的相应结构来保证轴向连通槽及周向连通槽的密封性。
125.在一种示例性的实施例中,如图13和图14所示,第一端板26设有转轴261,转轴261可转动地穿设于外壳1,并设置为与驱动装置连接。第二端板27设有凸起271,如图7所示。外壳1设有第一环状凸台1112,如图5 所示。凸起271可转动地嵌入第一环状凸台1112内,如图14和图15所示。
126.第一端板26上的转轴261能够贯穿外壳1,并与驱动装置(如电机)连接,则通过驱动装置来驱动阀芯2自动转动设定角度,即可实现五通阀100 工作模式的切换。转轴261可以设置齿轮状凸起271或者非圆柱形凸起271,便于与驱动装置连接。对于阀芯2包括连接轴的方案,转轴261可以与连接轴同轴连接。而第二端板27上的凸起271可以与外壳1对应设置的第一环状凸台1112可转动配合。
127.这样,阀芯2的轴向两端均能够得到外壳1的支撑,有利于阀芯2受力均衡,从而提高阀芯2的位置稳定性,防止阀芯2发生倾斜、晃动等情况。并且,第二端板27上的凸起271与外壳1的第一环状凸台1112相配合,还可以起到装配定位的作用,有利于提高五通阀100的装配效率。
128.在一种示例性的实施例中,如图15所示,沿着由第一环状凸台1112的径向外侧指向径向内侧的方向,第一环状凸台1112的端面向背离第一端板 26的方向倾斜延伸。
129.这样,第一环状凸台1112的端面可以起到导向斜面的作用,便于第二端板27上的凸起271顺畅快速地插入第一环状凸台1112内。另一方面,这样设置还可以减小环状凸台的端面与第二端板27的接触面积,进而减小摩擦阻力,有利于阀芯2顺畅转动。
130.在一种示例性的实施例中,第二端板27设有第一限位筋272,如图7 所示。外壳1设有两个间隔设置的第二限位筋1113,如图5所示。第一限位筋272位于两个第二限位筋1113之间,用于限制阀芯2相对外壳1的转动幅度。
131.这样,第一限位筋272与其中一个第二限位筋1113相配合,能够限定阀芯2在第一方向上的转动幅度。第一限位筋272与另一个第二限位筋1113 的配合,能够限定阀芯2在第二方向上的转动幅度。第一方向为由第一位置向第二位置、第三位置转动的方向,第二方向为由第三位置向第二位置、第一位置转动的方向。
132.如此,阀芯2相对外壳1的转动幅度被限定,可以有效防止阀芯2转动过度而影响五通阀100的正常使用,有利于提高阀芯2的使用可靠性。
133.另一方面,利用第一限位筋272与两个第二限位筋1113的配合关系,还可以对用于驱动阀芯2转动的驱动装置进行矫正。驱动装置在长时间使用过程中可能发生误差,误差累计到一定程度时会影响五通阀100的使用。正常情况下,当阀芯2处于第一位置时,第一限位筋272与其中一个第二限位筋1113相止抵;当阀芯2处于第三位置时,第一限位筋272与另一个第二限位筋1113相止抵。因此,利用这个关系,可以对驱动装置进行矫正,避免驱动装置长时间使用后因误差累积而影响五通阀100的正常使用。
134.在一种示例性的实施例中,五通阀100还包括:第一密封件31,如图10、图17和图20所示,位于阀芯2与外壳1之间,并与五个通道的内侧端口适配。
135.第一密封件31的设置,可以提高五通阀100内部的密封可靠性。第一密封件31可以为弯曲成弧形的复合密封垫,如图10所示。复合密封垫为内外两层的双层结构,外层为密封层(如橡胶层),可以与外壳1紧密贴合起到密封作用;内层为光滑层(如金属层),可以减小与阀芯2之间的摩擦力,有利于阀芯2顺畅转动。
136.在一种示例性的实施例中,五通阀100还包括:第二密封件32,如图2、图3和图11所示,位于外壳1外,并与五个通道的外侧端口适配。
137.第二密封件32的设置,可以提高五通阀100与热管理系统的冷却液流路中的其他部件之间的密封可靠性。第二密封件32可以为平直的密封垫。
138.在一种示例性的实施例中,五通阀100还包括第三密封件33,如图9、图13、图14所示。第三密封件33套设于转轴261,并与外壳1相抵靠,保证转轴261与外壳1之间的密封可靠性。第三密封件33可以为圆环形密封垫。
139.在一种示例性的实施例中,如图1、图2、图12和图19所示,外壳1 包括:壳体11和阀盖12。如图4和图5所示,壳体11设有阀腔1111和五个通道,阀腔1111的轴向一端敞开设置。阀盖12(如图8所示)盖设在壳体11的敞口端,并与阀芯2可转动连接。
140.本方案将外壳1拆分为壳体11和阀盖12,便于阀芯2与外壳1之间的装配,从而降低五通阀100的装配难度,提高装配效率。
141.在一个示例中,如图8所示,阀盖12设有轴孔121。阀芯2第一端板 26上的转轴261可转动地穿设于轴孔121。阀盖12的外板面可以设置第二环状凸台122,如图8所示。第二环状凸台122的内部空间与轴孔121连通,第三密封件33套设在转轴261上,并与第二环状凸台122的内端面相抵靠,有效保证转轴261与阀盖12之间的密封可靠性。
142.在一种示例性的实施例中,如图4和图5所示,壳体11包括:圆柱部 111和凸出部112。
143.其中,圆柱部111的内部形成阀腔1111,圆柱部111的轴向一端敞开并与阀盖12相连。凸出部112与圆柱部111的侧壁相连,并沿圆柱部111的径向向外凸出,凸出部112内设有五个通道,圆柱部111的侧壁设有与五个通道一一连通的开口。
144.本方案中,壳体11包括圆柱部111和凸出部112,圆柱部111为一端敞口、另一端封闭的空心结构。圆柱部111的内部空间形成阀腔1111,保证阀芯2与外壳1之间的装配。凸出部112设有五个通道,保证五通阀100与热管理系统的冷却液流路的其他部件的装配。圆柱部111的侧壁设有至少五个开口,保证阀腔1111与五个通道的连通。
145.在一个示例中,如图5所示,凸出部112远离圆柱部111的一端设置为平面,这样便于五通阀100与其他部件(如冷却液路集成座200)的装配。
146.在一个示例中,沿着阀芯2的径向朝外的方向,通道的横截面积逐渐增大,这样有利于增加通道的流量,进一步减小流阻。
147.如图23所示,本技术实施例还提供了一种热管理系统,包括:电机热管理流路、电池热管理流路、散热器57和如上述实施例中任一项的五通阀 100。
148.其中,电机热管理流路的两端、电池热管理流路的两端、散热器57的出口端分别与五通阀100的五个通道一一连通,散热器57的进口端与电机热管理流路的出口端连通。
149.本技术实施例提供的热管理系统,因包括上述实施例中任一项的五通阀 100,因而具有上述一切有益效果,在此不再赘述。
150.在一种示例性的实施例中,如图23所示,连通电机热管理流路的出口端与进口端的通道分别记为第一通道1121、第五通道1125,连通电池热管理流路的进口端与出口端的通道分别记为第二通道1122、第三通道1123,连通散热器57的出口端的通道记为第四通道1124。
151.第一通道1121、第二通道1122、第三通道1123沿阀芯2的周向排成一排,第四通道1124、第五通道1125沿阀芯2的周向排成一排,且第二通道 1122、第四通道1124沿阀芯2的轴向排成一列,第三通道1123、第五通道 1125沿阀芯2的轴向排成一列。
152.这样,如图24和图25所示,当五通阀100处于第一工作模式时,第二通道1122与第四通道1124导通,使得散热器57的出口端与电池热管理流路的进口端连通;第三通道1123与第五通道1125导通,使得电机热管理流路的进口端与电池热管理流路的出口端连通;而电机热管理流路的出口端与散热器57的进口端连通。因此,电机热管理流路、散热器57、电池热管理流路首尾连通形成闭合回路,该模式下可以利用散热器57同时对电池和电机进行散热。
153.如图26和图27所示,当五通阀100处于第二工作模式时,第一通道1121 与第二通道1122导通,使得电机热管理流路的出口端与电池热管理流路的进口端连通;第三通道1123与第五通道1125导通,使得电池热管理流路的出口端与电机热管理流路的进口端连通。因此,电机热管理流路与电池热管理流路首尾连通形成闭合回路,该模式下可以利用电机余热对电池加热。
154.如图28和图29所示,当五通阀100处于第三工作模式时,第二通道1122 与第三通道1123导通,使得电池热管理流路的出口端与电机热管理流路的进口端连通;第四通道1124与第五通道1125导通,使得电机热管理流路的进口端与散热器57的出口端连通;而电机热管理流路的出口端与散热器57 的进口端连通。因此,电机热管理流路与散热器57串联形成一个闭合回路。电池热管理流路单独形成一个闭合回路。该模式下可以利用散热器57冷却电机,而利用舱外蒸发器54(chiller)来冷却电池,即:电机与电池单独冷却。
155.综上,当五通阀100处于第一工作模式时,电池热管理流路、散热器57、电池热管理流路可以串联运行,如图25所示;当五通阀100处于第二工作模式时,电机热管理流路与电池热管理流路可以串联运行,如图27所示;当五通阀100处于第三工作模式时,电机热管理流路与散热器57串联运行,电池热管理流路独立运行,相当于形成了两条并联的流路,如图29所示。
156.这三种工作模式基本上涵盖了热管理系统冷却液流路串并联流路的各种情况,通过与冷媒流路的搭配,能够使热管理系统具有丰富多样的功能模式,因而能够满足热管理系统的制冷、制热、余热回收等各种工作模式的需求。因此,本技术实施例提供的五通阀100,可以取代多个控制阀或结构更加复杂的集成式控制阀(如八通阀),应用于汽车的热管理系统,使热管理系统既能够实现制冷、制热、余热回收等各种工作模式,且结构更加简单、紧凑,电控逻辑也更加简单,有利于降低产品成本,具有很大的应用价值和市场推广价值。
157.在一种示例性的实施例中,如图23所示,电机热管理流路包括依次连通的水壶58(如图40所示)、第一水泵51和电机换热流路56,水壶58的进口端为电机热管理流路的进口端,电机换热流路56的出口端为电机热管理流路的出口端。电池热管理流路包括依次连通的第二水泵52、冷却液加热器53、舱外蒸发器54和电池换热流路55,第二水泵52的入口端为电池热管理流路的进口端,电池换热流路55的出口端为电池热管理流路的出口端。
158.水壶58可以将冷却液中的气体排出,缓解冷却液流路的高温膨胀现象。第一水泵51为电机热管理流路的冷却液流动提供动力。电机换热流路56位于电机内部,与电机内的零部件进行热交换。第二水泵52为电池热管理流路的冷却液流动提供动力。电池换热流路55流经电池内部,与电池内部的零部件进行热交换。冷却液加热器53可以直接加热冷却液,对电池进行加热,保证电池在低温环境下的运行。舱外蒸发器54可以利用冷媒与冷却液的热交换,对电池进行冷却。冷却液加热器53与舱外蒸发器54的位置可以调换。冷却液加热器53可以为ptc加热器。
159.其中,电机换热流路56的出口端与第一通道1121连通,第二水泵52 的进口端与第二流道连通,电池换热流路55的出口端与第三通道1123连通,散热器57的出口端与第四通道1124连通,水壶58的入口端与第五通道1125 连通。
160.如此,当五通阀100的阀芯2处于第一位置时,散热器57的出口端与第二水泵52的入口端通过第二通道1122及第四通道1124连通,水壶58的入口端与电池换热流路55的出口端通过第三通道1123及第五通道1125连通。这样,如图25所示,热管理系统的冷却液的流向为:水壶58——第一水泵51——电热换热流路——散热器57——第二水泵52——冷却液加热器 53——舱外蒸发器54——电池换热流路55——水壶58。该工作模式下,可以利用散热器57为电机、电池散热。
161.当五通阀100的阀芯2处于第二位置时,电机换热流路56的出口端与第二水泵52的入口端通过第一通道1121、第二通道1122连通,水壶58的入口端与电池换热流路55的出口端通过第三流道及第五流道连通。这样,如图27所示,热管理系统的冷却液流向为:水壶58——第一水泵51——电机换热流路56——第二水泵52——冷却液加热器53——舱外蒸发器54——电池换热流路55——水壶58。该工作模式下,可以利用电机余热为电池加热,实现电机余热回收。当舱外蒸发器54激活时(即内部冷媒流动时),也可以回收电机和电池的热量,用于为乘员舱加热。
162.当五通阀100的阀芯2处于第三位置时,散热器57的出口端与水壶58 的入口端通过第四流道与第五流道连通,第二水泵52的入口端与电池换热流路55的出口端通过第二流道与第三流道连通。这样,如图29所示,热管理系统的冷却液形成两条流路,第一路为:水壶58——第一水泵51——电机换热流路56——散热器57——水壶58;第二路为:第二水泵52——冷却液加热器53——舱外蒸发器54——电池换热流路55——第二水泵52。该工作模
式下,电机与电池可以分别通过第一路、第二路独立进行冷却。电机利用散热器57进行冷却,电池利用舱外蒸发器54进行冷却。
163.在一种示例性的实施例中,水壶58的顶部设有排气口581,水壶58内设有用于增加水壶入口4151与排气口581之间的流动路径的导流板582,如图42所示。
164.本方案通过在水壶58内设置导流板582,可以增加排气流程,有利于提高水壶58的排气效果。
165.在一个示例中,水壶58与水壶连接部415通过熔焊连接,可以省去水壶58与水壶连接部415之间的o型密封圈,且有效保证水壶58不会泄漏冷却液。
166.在一个示例中,水壶58的顶部还设有水位传感器583,如图39所示,用于检测水壶58内的水位。
167.在一种示例性的实施例中,导流板582的至少一部分设置为多孔板,如图37所示。
168.将导流板582的至少一部分设置为多孔板,使得冷却液中的气体可以经多孔板向上排出,也有利于提高排气效果。
169.在一个示例中,如图37、图41和图42所示,导流板582包括第一子板 5821、第二子板5822和第三子板5823,第一子板5821的一端位于水壶58 的入口内,并将水壶管接头分隔成入口和出口。第二子板5822的一端与第一子板5821的另一端相连,第二子板5822的另一端与水壶58的第一侧壁 5841之间形成第一过流通道。第三子板5823位于第二子板5822的上侧,且第三子板5823的一端与水壶58的第一侧壁5841相连,第三子板5823的另一端与水壶58的第二侧壁5842之间形成第二过流通道,排气口581与第一侧壁5841之间的距离小于排气口581与第二侧壁5842之间的距离。第三子板5823设置为多孔板。当然,第二子板5822也可以设置为多孔板。
170.如图30至图34所示,本技术实施例还提供了一种冷却液路集成座200,包括:五通阀连接部44、电机热管理流路连接部41、电池热管理流路连接部42和散热器连接部43。
171.如图31和图32所示,五通阀连接部44设有相互隔开的五个过渡槽,五个过渡槽设置为与五通阀100的五个通道一一对应连通。五通阀100为上述实施例汇中任一项的五通阀。电机热管理流路连接部41设有第一进口411 和第一出口412。电池热管理流路连接部42设有第二进口421和第二出口 422。散热器连接部43设有第三进口431和第三出口432。
172.其中,第一进口411、第一出口412、第二进口421、第二出口422、第三出口432分别与五个过渡槽一一对应连通,第三进口431与第一出口412 连通。
173.本技术实施例提供的冷却液路集成座200,包括五通阀连接部44、电机热管理流路连接部41、电池热管理流路连接部42和散热器连接部43。五通阀连接部44可以与具有三个工作模式的三位五通阀连接。电机热管理流路连接部41可以与电机热管理流路的部件连接,电池热管理流路连接部42可以与电池热管理流路的部件相连,散热器连接部43可以与散热器57连接。
174.由于五通阀连接部44的五个过渡槽可以与五通阀100的五个通道一一对应连通,第一进口411和第一出口412可以与两个过渡槽对应连通,第二进口421和第二出口422可以与另外两个过渡槽对应连通,第三出口432可以与剩余的一个过渡槽对应连通,第三进口431可以与第一出口412连通。
175.因此,本方案的冷却液路集成座200可以实现五通阀100、电机热管理流路、电池热
管理流路及散热器57的集成式安装,有利于简化热管理系统的结构,降低生产成本。
176.相较于安装多个控制阀来切换热管理系统的冷却液流路的工作模式,本方案通过安装一个五通阀100,即可使热管理系统的冷却液流路在三个工作模式之间切换,因而有利于简化热管理系统的结构和电控方式,进而降低生产成本。
177.并且,相较于采用了集成形式的控制阀,如八通阀,五通阀100结构更加简单。在大致相当的体积下,五通阀100的流道截面积可以做的更大,因而可以减小运行流阻。而且,本方案的五通阀100,三个阀位对应三个工作模式,不存在跳档问题。
178.此外,八通阀不适用于直接系统,而本技术的五通阀100及冷却液路集成座200可以应用于直接系统,有利于减少直接系统的控制阀的数量,进一步简化热管理系统的结构。
179.在一个示例中,当五通阀100处于第一工作模式时,第一进口411与第二出口422通过五通阀100连通、且第三出口432与第二进口421通过五通阀100连通,由于第一出口412与第三进口431连通,则电机热管理流路、散热器57、电池热管理流路首尾连通形成闭合回路,如图25所示,该模式下可以利用散热器57同时对电池和电机进行散热。
180.当五通阀100处于第二工作模式时,第一出口412与第二进口421通过五通阀100连通、且第二出口422与第一进口411通过五通阀100连通,电机热管理流路与电池热管理流路首尾连通形成闭合回路,如图27所示,该模式下可以利用电机余热对电池加热。
181.当五通阀100处于第三工作模式时,第一进口411与第三出口432通过五通阀100连通、且第二进口421与第二出口422通过五通阀100连通,由于第一出口412与第三进口431连通,则电机热管理流路与散热器57串联形成一个闭合回路,电池热管理流路单独形成一个闭合回路,如图29所示。该模式下可以利用散热器57冷却电机,而利用舱外蒸发器54(chiller)来冷却电池,即:电机与电池单独冷却。
182.综上,当五通阀100处于第一工作模式时,电池热管理流路、散热器57、电池热管理流路可以串联运行,如图25所示;当五通阀100处于第二工作模式时,电机热管理流路与电池热管理流路可以串联运行,如图27所示;当五通阀100处于第三工作模式时,电机热管理流路与散热器57串联运行,电池热管理流路独立运行,相当于形成了两条并联的流路,如图29所示。
183.这三种工作模式基本上涵盖了热管理系统冷却液流路串并联流路的各种情况,通过与冷媒流路的搭配,能够使热管理系统具有丰富多样的功能模式,因而能够满足热管理系统的制冷、制热、余热回收等各种工作模式的需求。因此,本技术实施例提供的五通阀100,可以取代多个控制阀或结构更加复杂的集成式控制阀(如八通阀),应用于汽车的热管理系统,使热管理系统既能够实现制冷、制热、余热回收等各种工作模式,且结构更加简单、紧凑,电控逻辑也更加简单,有利于降低产品成本,具有很大的应用价值和市场推广价值。
184.在一种示例性的实施例中,如图30和图31所示,五个过渡槽分布成两列三排,第一列分别为依次相邻设置的第一过渡槽441、第二过渡槽442、第三过渡槽443,第二列分别为第四过渡槽444、第五过渡槽445,且第二过渡槽442与第四过渡槽444位于同一排,第三过渡槽443与第五过渡槽445 位于同一排。
185.第一进口411与第五过渡槽445连通,第一出口412与第一过渡槽441 连通,第二进口421与第二过渡槽442连通,第二出口422与第三过渡槽443 连通,第三出口432与第四过渡槽444连通,第三进口431也与第一过渡槽 441连通。由于第三进口431也与第一过渡槽
441连通,因而第三进口431 与第一出口412可以通过第一过渡槽441实现连通。
186.本方案将五个过渡槽布置成两列三排的形式,使得五通阀连接部44的结构较为规整,便于加工成型,且有利于减小五通阀连接部44的长度和宽度,从而减小冷却液路集成座200的尺寸,使得热管理系统可以更加紧凑,降低热管理系统对安装空间的要求。
187.相应地,五通阀100的结构也较为规整,便于加工成型,也便于安装。
188.在一种示例性的实施例中,当五通阀100处于第一工作模式,第二过渡槽442与第四过渡槽444导通,且第三过渡槽443与第五过渡槽445导通,如图25所示。
189.换言之,在该模式下,第五过渡槽445与第三过渡槽443可以通过五通阀100连通,使得第一进口411与第二出口422可以通过五通阀100实现连通;第二过渡槽442与第四过渡槽444可以通过五通阀100连通,使得第三出口432与第二进口421可以通过五通阀100连通。因此,电机热管理流路、散热器57、电池热管理流路首尾连通形成闭合回路,该模式下可以利用散热器57同时对电池和电机进行散热。
190.当五通阀100处于第二工作模式,第一过渡槽441与第二过渡槽442导通,且第三过渡槽443与第五过渡槽445导通,如图27所示。
191.换言之,该模式下,第一过渡槽441与第二过渡槽442可以通过五通阀 100连通,使得第一出口412与第二进口421可以通过五通阀100连通;第三过渡槽443与第四过渡槽444可以通过五通阀100连通,使得第二出口422 与第一进口411可以通过五通阀100连通。因此,电机热管理流路与电池热管理流路首尾连通形成闭合回路,该模式下可以利用电机余热对电池加热。
192.当五通阀100处于第三工作模式,第二过渡槽442与第三过渡槽443导通,且第四过渡槽444与第五过渡槽445导通,如图29所示。
193.换言之,该模式下,第四过渡槽444与第五过渡槽445可以通过五通阀 100连通,使得第一进口411与第三出口432可以通过五通阀100连通;第二过渡槽442与第三过渡槽443可以通过五通阀100连通,使得第二进口421 与第二出口422可以通过五通阀100连通。因此,电机热管理流路与散热器 57串联形成一个闭合回路。电池热管理流路单独形成一个闭合回路。该模式下可以利用散热器57冷却电机,而利用舱外蒸发器54(chiller)来冷却电池,即:电机与电池单独冷却。
194.在一种示例性的实施例中,如图30和图31所示,电机热管理流路连接部41包括第一水泵连接部413、电机进口管接头4141、电机出口管接头4142,第一水泵连接部413设有第一水泵入口4131、第一水泵出口4132,第一水泵出口4132与电机进口管接头4141连通,第一水泵入口4131与第一进口 411连通,电机出口管接头4142的端口形成第一出口412。
195.第一水泵连接部413用于连接电机热管理流路的第一水泵51,第一水泵 51用于驱动电机热管理流路的冷却液流动。电机进口管接头4141用于连接电机换热流路56的入口端,电机出口管接头4142用于连接电机换热流路56 的出口端。电机换热流路56位于电机内部,与电机内的零部件进行热交换。
196.装配时,将第一水泵51安装在第一水泵连接部413处,将电机进口管接头4141与电机换热流路56的出口端对接,将电机出口管接头4142与电机换热流路56的出口端对接。
197.在一个示例中,如图31所示,第一水泵连接部413包括圆形底座4133 和凸耳4136,圆形底座4133的侧壁设有第一缺口4134和第二缺口4135。凸耳4136连接在第二缺口4135
处,且设有与第二缺口4135连通的凹槽。电机进口管接头4141沿圆形底座4133的轴向与凸耳4136的凹槽对接连通。圆形底座4133内设有u形筋4137,u形筋4137的u形开口与第一缺口 4134对接连通,u形筋4137的厚度小于圆形底座4133的侧壁高度,如图 32所示,保证经第一缺口4134进入的冷却液可以越过u形筋4137到达第二缺口4135。该第一水泵连接部413可以安装离心式的第一水泵51。
198.在一种示例性的实施例中,如图30至图33所示,电机热管理流路连接部41还包括水壶连接部415,水壶连接部415设有水壶入口4151、水壶出口4152,水壶入口4151形成第一进口411,水壶出口4152与第一水泵入口 4131连通。
199.水壶连接部415用于连接水壶58,水壶58可以将冷却液中的气体排出,缓解冷却液流路的高温膨胀现象。在电机热管理流路中,第一水泵51可以驱动管路内的冷却液流动,使冷却液进入电机内部的电机换热流路56,对电机进行冷却。
200.装配时,将水壶58与水壶连接部415对接。这样,水壶58、第一水泵 51、电机换热流路56可以依次连通。
201.在一种示例性的实施例中,如图30所示,电机热管理流路连接部41还包括上升流道416和下降流道417。上升流道416的上端与下降流道417的上端相连。水壶连接部415设在上升流道416与下降流道417的交汇处。水壶入口4151通过上升流道416与对应的过渡槽连通。水壶出口4152通过下降流道417与第一水泵入口4131连通。
202.通过设置上升流道416和下降流道417,可以使水壶连接部415的位置相对较高,这样,安装完成后水壶58的位置也比较高,有利于水壶58顺畅排气;且便于充分利用水壶连接部415下方的空间来合理布置第一水泵连接部413,从而提高冷却液路集成座200的紧凑性。
203.在一种示例性的实施例中,如图30和图31所示,上升流道416内设有沿上升流道416的流向延伸的分流板418。分流板418将上升流道416分成水壶流道4161和水泵流道4162,如图31所示,水壶流道4161与水壶入口 4151连通,水泵流道4162通过下降流道417与第一水泵入口4131连通,且水泵流道4162的最小通流截面积大于水壶流道4161的最小通流截面积。
204.这样,第一水泵入口4131即与水壶出口4152连通,也与水泵流道4162 连通。进入上升流道416的冷却液可以分为两路,第一路经水壶流道4161 进入水壶58排气,第二路经水泵流道4162进入第一水泵51,并且水壶58 内的液体也可以经水壶出口4152及下降流道417进入第一水泵51,避免水壶58内液体持续增多。
205.由于水泵流道4162的最小通流截面积大于水壶流道4161的最小通流截面积,因而水泵流道4162的水流量会大于水壶流道4161的最小截面积。这样,上升流道416内进入水壶58的冷却液相对较少,而进入第一水泵51的冷却液相对较多。这样可以保持少量的冷却液进入水壶58,既可以排出空气,又可以减小流阻降低噪音。
206.在一种示例性的实施例中,如图30至图33所示,散热器连接部43包括散热器进口管接头433和散热器出口管接头434。散热器进口管接头433 的端口形成第三进口431,散热器出口管接头434的端口形成第三出口432。散热器进口管接头433与电机出口管接头4142并列设置,并与同一过渡槽连通。
207.这样,散热器进口管接头433可以通过过渡槽与电机出口管接头4142 实现连通,从而可以省掉散热器进口管接头433与电机出口管接头4142之间的连接管路,进而进一步
提高冷却液路集成座200的紧凑性,进一步简化热管理系统的结构。
208.装配时,将散热器进口管接头433与散热器57进口端对接,将散热器出口管接头434与散热器57出口端对接。这样,水壶58、第一水泵51、电机换热流路56、散热器57依次连通。
209.在一种示例性的实施例中,如图30和图31所示,电机进口管接头4141 与电机出口管接头4142分居五通阀连接部44的两侧。散热器出口管接头434 位于电机出口管接头4142与水壶连接部415之间。
210.电机进口管接头4141连接在第一水泵连接部413的凸耳4136上,第一水泵连接部413的水泵入口与五通阀连接部44的第五过渡槽445连通,电机出口管接头4142与五通阀连接部44的第一过渡槽441连通,而第一过渡槽441位于第一列,第五过渡槽445位于第二列。因此,将电机进口管接头 4141与电机出口管接头4142设置在五通阀连接部44的两侧,具体将电机进口管接头4141设在第五过渡槽445所在的一侧,将电机出口管接头4142设在第一过渡槽441所在的一侧,布局较为合理,既便于电机进口管接头4141 与第五过渡槽445之间的流道设置,也便于电机出口管接头4142与第一过渡槽441之间的流道设置,避免出现流道管路交叉现象,进而优化热管理系统的架构布局。
211.由于散热器出口管接头434与五通阀连接部44的第四过渡槽444连通,而第四过渡槽444位于第二列,且第四过渡槽444与第一过渡槽441之间存在空缺区域,因而将散热器出口管接头434设在电机出口管接头4142与电机进口管接头4141之间,便于利用该空缺区域,使得冷却液路集成座200 的结构更加紧凑。
212.另一方面,由于电机换热流路56的进口端与出口端一般分居电机的轴向两端,因此将电机进口管接头4141与电机出口管接头4142设在五通阀连接部44的两侧,便于增加电机进口管接头4141与电机出口管接头4142之间的距离,与电机的一般结构相匹配,布局较为合理。
213.在一个示例中,如图31和图32所示,电机进口管接头4141与电机出口管接头4142在水平方向上齐平。这样便于电机水平安装。散热器进口管接头433位于电机进口管接头4141的下方,如图31所示,并与电机进口管接头4141并列设置。
214.在一种示例性的实施例中,如图30至图33所示,电池热管理流路连接部42包括第二水泵连接部423、电池进口管接头4261、电池出口管接头4262、舱外蒸发器进口管接头4251、舱外蒸发器出口管接头4252。第二水泵连接部423设有第二水泵入口4231、第二水泵出口4232,第二水泵入口4231形成第二进口421,电池出口管接头4262的端口形成第二出口422。
215.第二水泵连接部423用于连接电池热管理流路的第二水泵52,第二水泵 52用于驱动电池热管理流路的冷却液流动。电池进口管接头4261用于连接电池换热流路55的入口端,电池出口管接头4262用于连接电池换热流路55 的出口端。电池换热流路55流经电池内部,与电池内部的零部件进行热交换。舱外蒸发器进口管接头4251用于连接舱外蒸发器54的进口端,舱外蒸发器出口管接头4252用于连接舱外蒸发器54的出口端。舱外换热器可以利用冷媒与冷却液的热交换,对电池进行冷却。
216.其中,第二水泵连接部423的接管与第一水泵连接部413的结构类似,在此不再赘述。
217.在一种示例性的实施例中,如图30至图33所示,电池热管理流路连接部42还包括冷却液加热器进口管接头4241、冷却液加热器出口管接头4242。第二水泵出口4232与冷却液加热器进口管接头4241连通,冷却液加热器出口管接头4242与舱外蒸发器进口管接头4251连通,舱外蒸发器出口管接头 4252与电池进口管接头4261连通。
218.冷却液加热器进口管接头4241用于连接冷却液加热器53的进口端、冷却液加热器出口管接头4242用于连接冷却液加热器53的出口端。冷却液加热器53可以对电池热管理流路中的冷却液进行加热,对电池起到加热作用。由于大部分新能源车辆的热管理系统都包括冷却液加热器53,因此本方案的通用性较高,且更加稳定可靠。冷却液加热器53可以为ptc加热器。冷却液加热器53与舱外换热器的位置可以调换。
219.装配时,将第二水泵52安装在第二水泵连接部423处。将电池进口管接头4261与电池换热流路55的进口端对接,将电池出口管接头4262与电池换热流路55的出口端对接。将冷却液加热器进口管接头4241与冷却液加热器53的进口端对接,将冷却液加热器出口管接头4242与冷却液加热器53 的出口端对接。将舱外蒸发器进口管接头4251与舱外蒸发器54的冷却液进口端对接,将舱外蒸发器出口管接头4252与舱外蒸发器54的冷却液出口端对接。这样,第二水泵52、冷却液加热器53、舱外蒸发器54、电池换热流路55依次连通。
220.当然,电池热管理流路连接部42也可以包括水壶连接部415,将水壶连接部415设置第二水泵连接部423的上游侧。当电池热管理流路连接部42 包括水壶连接部415时,也可以取消电机热管理流路连接部41中的水壶58。
221.在一种示例性的实施例中,如图30和图31所示,电池热管理流路连接部42与第一水泵连接部413分居五通阀连接部44的两侧。这样可以合理利用五通阀连接部44两侧的空间,使得冷却液路集成座200的结构紧凑且均衡。
222.如图30和图31所示,电池热管理连接部还包括延伸流道427,第二水泵入口4231通过延伸流道427与对应的过渡槽连通。电机出口管接头4142 位于第二水泵连接部423与五通阀连接部44之间,且位于延伸流道427的宽度方向的一侧。
223.如图30和图31所示,冷却液加热器进口管接头4241、冷却液加热器出口管接头4242、舱外蒸发器进口管接头4251、舱外蒸发器出口管接头4252、电池进口管接头4261、电池出口管接头4262位于延伸流道427的宽度方向的另一侧。
224.这样,冷却液加热器进口管接头4241、冷却液加热器出口管接头4242、舱外蒸发器进口管接头4251、舱外蒸发器出口管接头4252、电池进口管接头4261、电池出口管接头4262,大致位于同一区域,排布较为紧凑。
225.由于电机出口管接头4142与第一过渡槽441连通,第二水泵连接部423 的第二水泵入口4231通过延伸流道427与第二过渡槽442连通,电池出口管接头4262与第三过渡槽443连通,而第一过渡槽441、第二过渡槽442、第三过渡槽443位于同一列,且依次相邻设置。因此,将电机出口管接头4142、电池出口管接头4262设在延伸流道427的宽度方向的两侧,具体为电机出口管接头4142位置靠上,更靠近第一过渡槽441,电池出口管接头4262位置靠下,更靠近第三过渡槽443,而延伸流道427也可以直接连接至第二过渡槽442侧壁上的开口。
226.如此一来,第一列的过渡槽与电机出口管接头4142、延伸流道427、电池出口管接头4262的连接都比较方便,不易出现流道管道交叉现象,结构较为紧凑。而将电池管理流路
的其他管接头(冷却液加热器进口管接头4241、冷却液加热器出口管接头4242、舱外蒸发器进口管接头4251、舱外蒸发器出口管接头4252、电池进口管接头4261)与电池出口管接头4262设在延伸流道427的同一侧,既合理利用了第二水泵连接部423及延伸流道427下方的空间,也便于这些管接头之间的连通,且结构紧凑。
227.并且,冷却液加热器53的进口端和出口端一般布置在一起,舱外蒸发器54的冷却液进口端和冷却液出口端也布置在一起,电池换热流路55的进口端和出口端也布置在一起,上述布局有利于避免电池热管理流路的流道管路与电机热管理流路的流道管路发生交叉,也便于冷却液路集成座200与冷却液加热器53、舱外蒸发器54及电池之间的对接,也有利于避免电机热管理流路的部件与电机热管理流路的部件发生干涉。
228.这样,冷却液路集成座200的整体结构较为紧凑,布局合理巧妙。
229.在一种示例性的实施例中,如图30和图31所示,冷却液加热器进口管接头4241、冷却液加热器出口管接头4242、电池进口管接头4261以及电池出口管接头4262的开口方向,与过渡槽的槽口方向相同。舱外蒸发器进口管接头4251及舱外蒸发器出口管接头4252的开口方向,与过渡槽的槽口方向相反。
230.这样,冷却液加热器53、电池、五通阀100可以安装在冷却液路集成座 200的厚度方向的同一侧,而舱外蒸发器54安装在冷却液路集成座200的厚度方向的另一侧,既合理利用了冷却液路集成座200两侧的空间,也便于舱外蒸发器54与热管理系统的冷媒流路相关部件之间的连接。
231.在一个示例中,如图30和图31所示,电机进口管接头4141、电机出口管接头4142、散热器进口管接头433、散热器出口管接头434的开口朝向,与过渡槽的槽口方向相同。
232.这样,电机、散热器57也可以与五通阀100安装在冷却液路集成座200 的厚度方向的同一侧,既有利于提高热管理系统的紧凑性,也有利于避免冷却液流路的相关部件与冷媒流路的相关部件发生干涉,进而有利于热管理系统的架构布局。
233.在一种示例性的实施例中,如图30和图31所示,冷却液加热器进口管接头4241、冷却液加热器出口管接头4242、舱外蒸发器进口管接头4251、舱外蒸发器出口管接头4252、电池进口管接头4261、电池出口管接头4262 设于五通阀连接部44的同一侧,且沿着靠近五通阀连接部44的方向依次设置。
234.这样,冷却液加热器出口管接头4242与舱外蒸发器进口管接头4251相距较近,便于实现连通;舱外蒸发器出口管接头4252与电池进口管接头4261 相距较近,便于实现连通;电池出口管接头4262与五通阀连接部44的第三过渡槽443相距较近,便于实现连通。
235.在一种示例性的实施例中,如图34所示,冷却液路集成座200包括:第一底板202、第二底板204和第三底板206。
236.其中,第一底板202包括五通阀连接部44、电机热管理流路连接部41 的一部分、电池热管理流路连接部42的一部分、散热器连接部43的一部分。第一底板202的厚度方向的两侧均设有多个流道开口。
237.第二底板204与第一底板202连接,并封盖第一底板202厚度方向的一侧的流道开口。
238.第三底板206与第一底板202连接,并封盖第一底板202厚度方向另一侧的流道开口。
239.这样,冷却液路集成座200可以通过三个底板熔焊连接在一起,焊接部件数量较少,便于加工成型。
240.其中,第二底板204封盖的流道开口包括:上升流道416开口、下降流道417开口、第一水泵连接部413的凸耳4136流道开口、散热器进口管接头433及电机出口管接头4142与第一过渡槽441之间的流道开口、散热器出口管接头434与第四过渡槽444之间的流道开口、延伸流道427开口、第二水泵连接部423的凸耳4136流道开口、冷却液加热器出口管接头4242与舱外蒸发器进口管接头4251之间的流道位于该侧的开口、舱外蒸发器出口管接头4252与电池进口管接头4261之间的流道位于该侧的开口、电池出口管接头4262与第三过渡槽443之间的流道开口。由于这些流道开口大多分散设置,因而注塑成型时时可以利用一些连接筋将这些流道开口对应的封板连接起来,使其称为一体式结构,以便与第一底板202熔焊连接。
241.第三底板206封盖的流道开口包括冷却液加热器出口管接头4242与舱外蒸发器进口管接头4251之间的流道位于该侧的开口、舱外蒸发器出口管接头4252与电池进口管接头4261之间的流道位于该侧的开口。
242.本技术实施例还提供了一种车辆,包括上述实施例中的热管理系统,因而具有上述任一实施例所具有的一切有益效果,在此不再赘述。
243.在本技术的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,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技术的限制。
244.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
245.在本技术中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,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,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
246.在本技术中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
247.在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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技术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必须针对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
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
248.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本技术的限制,本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
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