用于电力系统的两相控制阀的制作方法

本发明公开的主题涉及电力系统，特别地涉及包括电池和用于使得能够冷却电池的冷却系统的电力系统，更特别地涉及在电动车辆中使用的此类电力系统。

背景技术：

1、电动车辆(特别是轿车)正逐渐地变得越来越流行，并且被认为解决了对于减少全球化石燃料消耗和对于减少全球温室气体排放的需求。

2、此类车辆需要电源，其通常呈电池的形式，并且最近呈包括多个电池的电池模块的形式。

3、此类电池的冷却存在挑战，并且一种所提议的解决方案为基于与电池直接接触的工作流体的蒸发潜热的浸入式冷却系统。

技术实现思路

1、根据本发明公开的主题的第一方面，提供了一种两相阀，该两相阀包括阀体，该阀体被构造用于至少部分地可浸入工作流体的液相中，该阀体包括：

2、第一阀布置，该第一阀布置限定第一流动路径，该第一流动路径用于当第一阀布置打开时，使得能够对穿过其的工作流体的气相通气，并且其中第一阀布置被构造用于当所述工作流体的所述液相具有不小于第一阈值的液位时，选择性地闭合所述第一流动路径；

3、第二阀布置，该第二阀布置限定第二流动路径，该第二流动路径用于当第二阀布置打开时，使得穿过其的工作流体的所述液相能够通过，并且其中第二阀布置被构造用于当所述工作流体的所述液相的所述液位不小于第二阈值时，选择性地闭合所述第二流动路径；

4、其中所述第二阈值低于所述第一阈值。

5、例如，阀壳限定与第一阀布置相关联的第一室以及与第二阀布置相关联的第二室。例如，所述阀壳包括限定所述第一流动路径的阀入口端口布置和出口端口，并且其中第一阀布置包括出口端口密封构件，该出口端口密封构件被构造用于相对于出口端口选择性地处于完全密封接合，从而为第一阀布置提供闭合构型，并且该出口端口密封构件被构造用于相对于出口端口至少部分地脱离，从而为第一阀布置提供打开构型。例如，第一阀布置包括容纳在所述第一室中的第一浮动构件，该第一浮动构件能够在第一室内在第一阀最高位置与第一阀最低位置之间往复移动，从而限定介于所述第一阀最高位置与所述第一阀最低位置之间的多个第一阀中间位置，第一浮动构件被构造用于相对于工作流体的液相浮动。例如，所述第一浮动构件具有小于工作流体的密度的密度，并且其中所述第一浮动构件由具有小于工作流体的密度的密度的材料制成。附加地或另选地，例如，所述第一浮动构件具有小于工作流体的密度的密度，并且其中所述第一浮动构件为至少部分地中空，从而围出气窝。

6、在至少一些示例中，附加地或另选地，例如：

7、-第一浮动构件包括配有出口端口密封构件的倾斜顶壁部分，其中出口端口密封构件呈具有第一条端、第二条端的伸长柔性闭合膜条的形式，其中伸长柔性闭合膜条在所述第一条端处锚固至所述顶表面的上部部分，并且其中所述第二条端为自由的；并且

8、-上部阀端口呈狭缝状孔口的形式，该狭缝状孔口具有与所述顶壁部分的倾斜部大致互补的倾斜部。

9、附加地或另选地，例如，两相阀不存在原本在朝所述出口端口的方向上偏置第一浮动构件的弹簧。例如，在第一阀布置的操作中，当液位处于第一阈值时，由第一浮动构件的重量和作用在第一浮动构件上的浮力的矢量和生成净向上力，以便确保所述出口端口密封构件与所述出口端口之间的完全密封接合。

10、另选地，两相阀具有第一弹簧，该第一弹簧原本在朝所述出口端口的方向上偏置第一浮动构件。例如，在第一阀布置的操作中，当液位处于第一阈值时，由第一浮动构件的重量、由第一弹簧生成的弹簧力以及作用在第一浮动构件上的浮力的矢量和生成净向上力，以便确保所述出口端口密封构件与所述出口端口之间的完全密封接合。

11、附加地或另选地，例如，所述阀壳包括限定所述第二流动路径的阀出口端口布置和入口端口，并且其中第二阀布置包括入口端口密封构件，该入口端口密封构件被构造用于相对于入口端口选择性地处于完全密封接合，从而为第二阀布置提供闭合构型，并且该入口端口密封构件被构造用于相对于入口端口至少部分地脱离，从而为第二阀布置提供打开构型。例如，所述第二阀布置包括容纳在所述第二室中的阀构件，该阀构件能够在第二室内在第二阀最高位置与第二阀最低位置之间往复移动，从而限定介于第二阀最高位置与第二阀最低位置之间的多个第二阀中间位置。例如，所述第二阀布置具有常闭位置。附加地或另选地，例如，两相阀具有第二弹簧，该第二弹簧原本在朝所述入口端口的方向上偏置阀构件。例如，在第二阀布置的操作中，当液位至少比第二阈值高时，由阀构件的重量、由第二弹簧生成的第二弹簧力以及作用在阀构件上的第二浮力的矢量和生成净向上力，以便偏置入口端口密封构件以相对于入口端口密封接合。附加地或另选地，例如，两相阀包括第二浮动构件，该第二浮动构件被构造用于相对于工作流体的液相浮动，并且其中第二阀布置被构造用于响应于在液位小于所述第二阈值液位的同时，由第二浮动构件施加到其的致动力而打开所述第二流体路径。例如，所述第二浮动构件不附连至所述阀构件。附加地或另选地，例如，所述第二浮动构件和所述阀构件中的至少一者经构造以使得该第二浮动构件：当所述液位比所述第二阈值低时能够向所述阀构件施加所述致动力，并且当所述液位比所述第二阈值液位高时能够停止施加所述致动力。例如，两相阀包括附连至所述第二浮动构件和所述阀构件中的一者的致动构件，该致动构件响应于所述液位不大于所述第二阈值而相对于所述第二浮动构件和所述阀构件中的另一者可邻接，例如，所述致动构件呈杆元件的形式，该杆元件从阀构件朝第二浮动构件突出。附加地或另选地，例如，所述致动力为阀构件的重量和阀构件在所述液位处的浮力的矢量和。例如，所述致动力比所述净向上力具有更大的量值。

12、附加地或另选地，例如并且在至少一些示例中，所述第一室和所述第二室处于竖直堆叠关系。例如，所述第一浮动构件包括所述第二浮动构件；另选地，例如，所述第一浮动构件和所述第二浮动构件为同一个浮动构件。附加地或另选地，例如，所述致动构件在大致竖直方向上从阀构件突出。

13、附加地或另选地，例如并且在至少一些示例中，所述第一室和所述第二室处于横向堆叠关系。例如，所述第一浮动构件和所述第二浮动构件为同一个浮动构件；附加地或另选地，例如，所述致动构件在大致横向方向上从阀构件突出。另选地，例如，所述第一浮动构件不同于所述第二浮动构件；例如，所述致动构件在大致竖直方向上从第二浮动构件突出。

14、例如，所述第一阀布置和所述第二阀布置的操作是机械偶联的。

15、在至少一些其他示例中，所述阀壳包括限定所述第二流动路径的阀出口端口布置和入口端口，并且其中第二阀布置包括阀单元，该阀单元被构造用于为第二阀布置选择性地提供闭合构型，以及用于为第二阀布置选择性地提供打开构型。例如，所述第二阀布置包括与所述阀单元偶联的浮动单元。例如，所述阀单元包括第一阀单元室，该第一阀单元室经由可移动隔膜构件与第二阀单元室分离，其中隔膜构件包括隔膜孔口，该隔膜孔口提供第一阀单元室与第二阀单元室之间的流体连通，其中所述第一阀单元室与所述入口端口打开流体连通，并且其中所述第二阀单元室经由与所述浮动单元偶联的导向孔与所述第二阀室选择性流体连通。

16、附加地或另选地，例如，所述浮动单元能够在最高位置与最低位置之间可换向地移动，其中所述最高位置对应于不小于所述第二阈值的所述工作流体的所述液相的所述液位，并且其中所述最低位置对应于小于所述第二阈值的所述工作流体的所述液相的所述液位。例如，所述浮动单元被构造用于当所述浮动单元处于所述最高位置时，闭合所述第二阀室与所述第二阀之间经由所述导向孔的流体连通，并且该浮动单元被构造用于当所述浮动单元处于所述最低位置时，打开所述第二阀室与所述第二阀之间经由所述导向孔的流体连通。附加地或另选地，例如，所述浮动单元包括第二浮动构件，该第二浮动构件刚性地连接至导向孔密封构件，该导向孔密封构件经由杆元件在第二浮动构件下方间隔开，其中所述导向孔密封构件被构造用于当所述浮动单元处于所述最高位置时密封地闭合所述导向孔，并且用于当所述浮动单元处于所述最低位置时从所述导向孔脱离。

17、附加地或另选地，例如，所述第一阀单元室在其中容纳朝隔膜构件突出的下部阀端口，其中所述下部阀端口与所述阀出口端口布置流体连通。

18、附加地或另选地，例如，所述隔膜构件被构造用于响应于所述浮动单元处于所述最高位置而选择性地密封下部阀端口，从而闭合所述第二流动路径，并且其中所述隔膜构件被构造用于响应于所述浮动单元处于所述最低位置而选择性地开封下部阀端口，从而打开所述第二流动路径。

19、附加地或另选地，例如，所述阀单元包括第一壳部分和第二壳部分，其中所述隔膜构件被夹持在第一壳部分与第二壳部分之间。

20、附加地或另选地，例如，隔膜构件的中心部分能够沿相对于第二阀布置的纵向轴线正交的阀单元轴线选择性地移动。例如，所述第二阀单元室容纳隔膜偏置布置。例如，所述隔膜偏置布置包括弹簧和活塞构件。例如，所述弹簧使其一个纵向端锚固在第二壳部分中，并且使其相对的纵向端附连至活塞构件，其中所述活塞构件邻接所述隔膜构件，并且其中所述弹簧经由所述活塞构件抵靠所述下部阀端口偏置隔膜构件。

21、附加地或另选地，例如，所述第二壳部分包括导向内腔，该导向内腔提供第二阀单元室与所述导向孔之间的流体连通。

22、附加地或另选地，例如，所述第一阀布置和所述第二阀布置的操作是机械解耦的。

23、附加地或另选地，例如，所述第一室和所述第二室处于竖直堆叠关系。

24、附加地或另选地，例如，所述第一室和所述第二室处于横向堆叠关系。

25、附加地或另选地，例如，所述第一浮动构件不同于所述第二浮动构件。

26、附加地或另选地，例如，所述隔膜孔口的尺寸相对于导向孔较小或相等。

27、附加地或另选地，例如，所述隔膜孔口具有介于约0.1mm与约0.2mm之间的直径。

28、附加地或另选地，例如，所述导向孔的直径介于约0.2mm与约0.3mm之间。

29、例如，所述工作流体为通过吸收对应于流体的蒸发潜热的热能而蒸发的两相流体。

30、根据本发明公开的主题的第二方面，提供了一种用于至少一个电池模块的冷却系统，该冷却系统包括：冷却再循环回路；以及至少一个如本文关于本发明公开的主题的第一方面所定义的两相阀。

31、例如，所述冷却再循环回路包括：包括压缩机的气相管线；包括液体泵的液相回流管线；以及冷凝器。

32、附加地或另选地，例如，冷却系统包括至少一个压力止回阀以及至少一个压力保持功能阀。

33、附加地或另选地，例如，所述气相管线连接至每个所述两相阀的相应出口端口，并且其中所述液相管线连接至每个所述两相阀的相应入口端口。

34、根据本发明公开的主题的第三方面，提供了一种电池模块，该电池模块包括壳体，该壳体限定容纳多个电池的模块室，并且该电池模块还包括至少一个如本文关于本发明公开的主题的第一方面所定义的两相阀。

35、例如，所述电池被浸入在所述模块室中的工作流体的液相中。

36、附加地或另选地，例如，所述至少一个两相阀操作性地可连接至冷却系统。

37、根据本发明公开的主题的第四方面，提供了一种电力系统，该电力系统包括：

38、-至少一个电池模块，容纳多个电池的模块室，并且该至少一个电池模块还包括至少一个如本文关于本发明公开的主题的第一方面所定义的两相阀；

39、-冷却再循环回路，该冷却再循环回路操作性地连接至所述至少一个电池模块。

40、例如，所述冷却再循环回路包括：包括压缩机的气相管线；包括液体泵的液相回流管线；以及冷凝器。

41、附加地或另选地，例如，电力系统包括至少一个压力止回阀以及至少一个压力保持功能阀。

42、附加地或另选地，例如，所述气相管线连接至每个所述两相阀的相应出口端口，并且其中所述液相管线连接至每个所述两相阀的相应入口端口。

43、附加地或另选地，例如，对于每个所述电池模块，相应的所述电池被浸入在所述模块室中的工作流体的液相中。

44、附加地或另选地，例如，每个所述电池模块包括两个所述两相阀。例如，对于每个所述电池模块，相应的所述两个两相阀相对于彼此纵向地间隔开。

45、例如，电力系统包括多个所述电池模块。

46、根据本发明公开的主题的第五方面，提供了一种车辆，该车辆包括：电推进系统；以及如本文关于本发明公开的主题的第四方面所定义的电力系统。

47、例如，所述车辆为道路车辆。