连续冷却总成的制作方法

本说明书总体上涉及用于冷却车辆部件的方法和系统。

背景技术：

车辆可具有多个热交换器总成，所述多个热交换器总成定位在车辆的各个位置中以降低车辆部件的温度。例如，热交换器总成可包括多个格栅，所述多个格栅沿着车辆的前端布置以引导气流通过并围绕车辆。所述多个格栅可定位成以特定的车辆部件(诸如发动机、制动器、变速器、差速器等)为目标，其中所述多个格栅中的每个格栅引导进入的空气流过定位在每个格栅下游和车辆部件上游的热交换器。因此，进入的空气经由与热交换器的热交换而冷却，并且继而在空气接触下游车辆部件时从部件吸收热量，从而降低车辆部件的温度并延长其使用寿命。

然而，本文的发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，热交换器可通过风道联接到多个格栅和车辆部件并且通过支架固定在适当位置，这增加了热交换器总成的复杂性、重量和成本。此外，如常规制造方法所要求的，热交换器的矩形形状可能导致冷却效率差。另外，被配置为适应矩形热交换器的格栅几何形状可能会增加施加在车辆上的阻力和升力量。

技术实现要素：

在一个示例中，上述问题可至少部分地通过冷却系统来解决，所述冷却系统包括：非矩形冷却器，其定位在车辆的前端中；入口风道，其与所述非矩形冷却器是连续的并且布置在所述非矩形冷却器上游；以及出口风道，其也与所述非矩形冷却器是连续的并且布置在所述非矩形冷却器下游，其中所述非矩形冷却器、所述入口风道和所述出口风道形成连续的整体结构。以这种方式，可减少所述冷却系统的单独部件的数量，从而简化组装并允许定制热交换总成的几何形状以提高冷却效率。

作为一个示例，所述冷却系统可包括形成为单个整体连续部件的冷却总成。所述冷却总成可包括格栅、入口风道、热交换器和出口风道，所述格栅、入口风道、热交换器和出口风道被加固成一个单元并且经由增材制造来制作。所述冷却总成的几何形状可容易地适应由车辆内的封装空间施加的约束、要冷却的车辆部件的形状、或车辆的特定区域内的气流路径。因此，可减少与制造、测试和组装相关联的成本，同时增加车辆部件的冷却。

应理解，提供以上发明内容来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由在具体实施方式之后的权利要求限定。另外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了示例性车辆冷却系统的示意图。

图2示出了其中可布置连续冷却总成的车辆的前端的示例。

图3以透视图示出了连续冷却总成的第一示意性示例。

图4示出了图3的连续冷却总成的横截面。

图5以第一视图示出了连续冷却总成的第二示例。

图6以第二视图示出了连续冷却总成的第二示例。

图7以第三视图示出了连续冷却总成的第二示例。

图8示出了可由连续冷却总成的冷却器采用的非矩形几何形状的示例。

图2和图5至图7大致按比例示出。

具体实施方式

以下说明书涉及一种用于车辆的冷却总成。经由热交换器冷却车辆部件可延长部件的使用寿命，从而降低与部件的维护和更换相关联的成本。例如，热交换器或冷却器可布置在车辆的前端中以冷却车辆发动机。图1中描绘了车辆冷却系统的示例，其包括冷却器，所述冷却器依赖于与环境空气的热交换来冷却车辆的发动机。热交换器可布置在车辆上的各个位置处，包括沿着车辆的前护板，如图2所示。为了提高热交换器的性能并降低包含热交换器的冷却总成的复杂性，所述冷却总成可形成为单个连续单元。图3和图4中示出了连续冷却总成的第一示例的示意图，其示出了冷却总成部件在单元内的定位。冷却总成的第二示例相对于图5至图7中的车辆的车轮衬套示出。在一个示例中，冷却总成可经由增材制造来制作，从而降低连续冷却总成的生产成本。通过增材制造来制作冷却总成可允许冷却总成的热交换器具有偏离常规矩形形状的各种几何形状。图8中示出了此类几何形状的示例。

图2至图7示出了具有各个部件的相对定位的示例性配置。如果被示为直接彼此接触或直接联接，则至少在一个示例中，此类元件可分别被称为直接接触或直接联接。类似地，至少在一个示例中，被示出为彼此邻接或相邻的元件可分别彼此邻接或相邻。作为一个示例，彼此共面接触定位的部件可被称为共面接触。作为另一个示例，在至少一个示例中，仅在其间具有空间并且没有其他部件的彼此相隔定位的元件可被称作如此。作为又一个示例，被示为在彼此的上方/下方的、在彼此相对的两侧或在彼此的左侧/右侧的元件可被称为相对于彼此如此。此外，如图所示，在至少一个示例中，最顶部元件或元件的最顶点可被称为部件的“顶部”，并且最底部元件或元件的最底点可被称为部件的“底部”。如本文所使用，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以是相对于图的竖直轴线而言，并且用于描述图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，被示出为在其他元件上方的元件竖直地定位在其他元件上方。作为又一个示例，附图中描绘的元件的形状可被称为具有那些形状(例如，诸如圆形的、直线的、平面的、弯曲的、倒圆的、倒角的、成角度等)。此外，在至少一个示例中，被示出为彼此相交的元件可称为相交元件或彼此相交。此外，在一个示例中，被示出为在另一个元件内或被示出为在另一个元件外部的元件可被称作如此。

长时间或高速操作车辆可能导致车辆部件发热。例如，发动机、变速器、制动器、差速器等在车辆操作期间可能经受高温，特别是在性能车辆中。为了缓解部件的发热并减少部件的热劣化，可在车辆中布置热交换器或冷却器以引导冲压气流穿过目标部件，从而在车辆行驶时冷却目标部件。例如，车辆的前端可包括多个格栅，所述多个格栅沿着车辆的前护板和发动机罩定位，从而将进气引导到设置在格栅下游并通过风道联接到格栅的冷却器。

作为一个示例，热交换器可为包括在发动机冷却系统中的散热器。冷却剂可通过冷却系统从发动机循环到散热器，从而依赖于流过散热器表面的空气来从冷却剂吸收热量。冷却的冷却剂返回到发动机以从发动机吸收热量。图1中示出了适配有散热器的发动机的示例。

图1是机动车辆102中的车辆冷却系统100的示例性实施例的示意图。车辆102具有车轮106、乘客舱104和发动机罩下舱103。发动机罩下舱103可在机动车辆102的发动机罩(未示出)下方容纳各种发动机罩下部件。例如，发动机罩下舱103可容纳内燃发动机10。内燃发动机10具有燃烧室，所述燃烧室可经由进气通道44接收进气并且可经由排气通道48排出燃烧气体。在一个示例中，进气通道44可被配置为冲压空气进气道，其中由移动车辆102产生的动态压力可用于增加发动机的进气歧管内部的静态空气压力。因此，这可允许更大质量的气流流过发动机，从而增加发动机功率。如本文所示和所述的车辆102可为公路汽车以及其他类型的车辆。虽然将参考车辆102描述发动机10的示例性应用，但应当了解，可使用各种类型的发动机和车辆推进系统，包括客车、卡车等。

在一些示例中，车辆102可为具有可用于一个或多个车轮106的多个扭矩源的混合动力电动车辆(hev)。在其他示例中，车辆102是仅具有发动机的常规车辆或仅具有电机的电动车辆。在所示示例中，车辆102包括发动机10和电机52。电机52可为马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时，发动机10的曲轴(未示出)和电机52经由变速器54连接到车辆车轮106。在所示示例中，第一离合器56设置在发动机10与电机52之间(例如，在发动机10的曲轴与所述电机52之间)，并且第二离合器56设置在电机52与变速器54之间。控制器12可向每个离合器56的致动器发送信号来使离合器接合或脱离，以便将曲轴与电机52以及连接到所述电机的部件连接或断开，和/或将电机52与变速器54以及连接到所述变速器的部件连接或断开。变速器54可为齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。

动力传动系统可通过各种方式配置，这些方式包括并联、串联或混联式混合动力车辆。在电动车辆实施例中，系统电池58可为牵引电池，所述牵引电池将电力输送到电机52以向车轮106提供扭矩。在一些实施例中，电机52还可作为发电机操作以例如在制动操作期间提供电力来对系统电池58充电。应当了解，在包括非电动车辆实施例的其他实施例中，系统电池58可为联接到交流发电机72的典型的起动、照明、点火(sli)电池。

发动机罩下舱103还可包括冷却系统100，所述冷却系统100包括散热器80和冷凝器88。冷凝器88可进一步联接到空调(ac)系统(未示出)。冷却剂循环通过内燃发动机10以吸收废热并且分别经由冷却剂管线82和84将已加热的冷却剂分配到散热器80和/或加热器芯体55。在一个示例中，如图所示，冷却系统100可联接到发动机10并且可使发动机冷却剂经由发动机驱动的水泵86从发动机10循环到散热器80，并且经由冷却剂管线82返回到发动机10。发动机驱动的水泵86可经由前端附件驱动器(fead)36联接到发动机，并且经由带、链条等与发动机转速成比例地旋转。具体地说，发动机驱动的水泵86可使冷却剂循环通过发动机缸体、缸盖等中的通道以吸收发动机热量，所述发动机热量然后经由散热器80传递到环境空气。在其中发动机驱动的水泵86是离心泵的一个示例中，由泵产生的压力(和产生的流量)可与曲轴转速成比例，在图1的示例中，所述曲轴转速可与发动机转速成正比。冷却剂的温度可通过位于冷却管线82中的恒温阀38调节，所述恒温阀38可保持关闭直到冷却剂达到阈值温度为止。

冷却剂可如上所示通过冷却剂管线82，和/或通过冷却剂管线84流到加热器芯体55，其中热量可在冷却剂流回到发动机10之前传递到乘客舱104。尤其是在车辆102是hev或电动车辆的情况下，冷却剂可另外流过冷却剂管线81并且流过电机(例如，马达)52和系统电池58中的一者或多者，以从电机52和系统电池58中的一者或多者吸收热量。在一些示例中，发动机驱动的水泵86可操作来使冷却剂循环通过冷却剂管线81、82和84中的每一者。

此外，冷却剂可流过各种热交换器，所述各种热交换器在车辆102向前行驶时例如相对于通过车辆102的气流布置在车辆操作期间经受高温的车辆部件的上游。例如，连续冷却总成110可布置在车辆102的前端。连续冷却总成110可包括设置在车辆102的外表面中的格栅，所述格栅类似于格栅112。在一个示例中，连续冷却总成110定位在车轮106(例如，前轮106)上游，以将冲压空气引导通过包括在连续冷却总成110中的热交换器。热交换器可经由附加的冷却剂管线114流体地联接到冷却系统100。空气经由与流过连续冷却总成110的热交换器的冷却剂进行热交换而冷却，并且冷却的空气从在车轮106处实施的制动机构吸收热量。下面参考图3至图7进一步描述连续冷却总成110的示例。

一个或多个鼓风机(未示出)和冷却风扇可包括在冷却系统100中以提供气流辅助并增加通过发动机罩下部件的冷却气流。例如，冷却风扇91可在车辆移动并且发动机运行时操作，以通过散热器80提供冷却气流辅助。冷却风扇91可联接到电池驱动的马达93。马达93可使用从系统电池58汲取的电力来驱动。冷却风扇91可通过车辆102的前端中的开口，例如通过格栅112将冷却气流汲取入发动机罩下舱103中。这种冷却气流然后可由散热器80、冷凝器88以及其他发动机罩下部件(例如，燃料系统部件、电池等)利用来使发动机和/或变速器保持低温。另外，气流可用于排出来自冷凝器88所联接的车辆空调系统的热量。另外，气流可用于提高配备有中间冷却器的涡轮增压/机械增压发动机的性能，所述中间冷却器降低进入发动机的进气歧管的空气的温度。尽管这个实施例描绘了一个冷却风扇，但其他示例可使用多于一个冷却风扇。

来自系统电池58的系统电压也可用于操作其他车辆部件，诸如娱乐系统(收音机、扬声器等)、电加热器、挡风玻璃刮水器马达、后窗除霜系统和前灯。

图1进一步示出了控制系统14。控制系统14可通信地耦合到发动机10的各种部件，以执行本文描述的控制程序和动作。例如，如图1所示，控制系统14可包括控制器12。控制器12可为微型计算机，所述微型计算机包括微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器、保活存储器和数据总线。如图所示，控制器12可从多个传感器16接收输入，所述多个传感器16可包括用户输入和/或传感器(诸如变速器挡位、油门踏板输入、制动器输入、变速器选择器位置、车辆速度、发动机转速、发动机温度、环境温度、进气温度等)、冷却系统传感器(诸如冷却剂温度、风扇转速、乘客舱温度、环境湿度等)和其他用户输入和/或传感器(诸如来自交流发电机和电池的霍尔效应电流传感器、系统电压调节器等)。另外，控制器12可与各种致动器18通信，所述各种致动器18可包括发动机致动器(诸如燃料喷射器、电子控制的进气节流板、火花塞等)、冷却系统致动器(诸如马达致动器、马达电路继电器等)和其他致动器。作为一个示例，控制器12可向离合器56的致动器发送信号以使离合器接合或脱离，以便将发动机10的曲轴与变速器54和连接到所述变速器的部件连接或断开。在一些示例中，存储介质可用表示可由处理器执行的指令的计算机可读数据进行编程，所述指令用于执行下文描述的方法以及预期的但未确切列出的其他变型。

如上所述，通过车辆的前端舱的气流可帮助冷却各种车辆部件。来自车辆周围的空气的冷却气流无论是由冷却风扇(诸如图1的冷却风扇91)增强，还是直接引导到布置在部件上游的热交换器，都可由格栅引导。除了邻近散热器的中央格栅诸如图1的格栅112和散热器80之外，格栅还可设置在车辆的前端中。作为一个示例，车辆的前护板可具有多个格栅，以产生期望量的气流通过前端舱并且通过车辆的车身下方，如图2所描绘。

图2以透视图200示出车辆202的示例，所述车辆202可为图1的车辆102的非限制性示例。提供一组参考轴201以用于在视图之间进行比较，该组参考轴201指示y轴、x轴和z轴。在一些示例中，y轴可与重力方向平行。车辆202具有前端204，所述前端204具有包括在车辆202的冷却总成中的多个格栅。所述冷却总成还可包括热交换器、风道和安装硬件(图2中未示出)。例如，多个格栅可包括设置在车辆202的发动机罩208中的第一格栅206、定位在车辆202的前护板212的中央区域中的第二格栅210，以及沿着前护板212布置在第二格栅210的任一侧的一组侧格栅214。该组侧格栅214中的每个侧格栅可定位在车辆202的车轮216的前方和上游。当车辆向前移动(如由箭头220所指示)时，进入该组侧格栅214的空气(如由箭头218所指示)流过将该组侧格栅214联接到热交换器或冷却器的风道。冷却器可使冷却剂循环通过冷却器的冷却通道。例如，冷却器可联接到车辆的发动机冷却系统，相同冷却剂在发动机与散热器之间循环以冷却发动机。

冷却剂可从穿过冷却器的翅片的空气中吸收热量，其中冷却通道延伸穿过翅片。因此，空气在通过冷却器并继续流过布置在该组侧格栅214与车轮216之间的车轮衬套中的通风口时被冷却。在流过通风口时，空气流过车轮216，从而允许冷却联接到车轮216的制动器。

第一格栅206可类似地通过风道联接到冷却器，以在空气与另一个车辆部件(诸如变速器)接触之前经由冷却器冷却空气。应当了解，在不脱离本公开的范围的情况下，其他示例可包括以各种配置布置在车辆中的各种数量的冷却总成。

用冷却总成实施车辆可帮助将气流引导到冷却器并且将冷却的空气引导到特定车辆部件。然而，包括多个格栅、风道和冷却器以及用于将冷却器固定到车辆的安装硬件导致形成冷却总成的大量单独部件。由于部件的数量和冷却总成的最终复杂性，制造成本可能会推升得太高。而且，冷却总成的单独部件的组装可能在部件之间引入小的间隔。例如，沿着部件之间的接头或接缝，格栅与风道之间和/或风道与冷却器之间可能存在小的间隙。间隙允许空气从冷却总成转向离开，因此降低了冷却总成的冷却效率。

另一个问题包括冷却总成的几何形状。使用常规制造技术来制作冷却器产生冷却器的矩形形状。然而，矩形形状可能无法很好地适应其中冷却器所处的车辆的区域。另外，矩形几何形状可能导致死区，诸如在冷却器的拐角处，其中气流相对于冷却器的中央区域减少。在一些情况下，可增加冷却器的尺寸以补偿死区，这在可用封装空间中具有很少回旋的车辆中可能是不期望的。

此外，冷却器的矩形形状可能需要大尺寸的格栅以确保输送足够的气流。当车辆移动时，车辆前端中的大格栅可能导致升力和阻力系数增加，从而不利地影响车辆性能，特别是在赛车中。另外，虽然格栅可通过将气流引导到冷却器的风道联接到冷却器，但是冷却器不通过风道联接到下游车辆部件。因此，流过冷却器可容易地转向远离车辆部件，从而降低冷却总成的冷却效率。

通过将冷却总成制作成没有接缝的单个连续单元，可至少部分地解决上述问题。例如，格栅、入口风道、冷却器和出口风道可集成为连续冷却总成以及用于安装冷却总成的支架。连续冷却总成可通过增材制造过程(诸如3d打印)来制作。与连续冷却总成的单独部件的常规方法相比，增材制造可允许连续冷却总成形成有光滑的壁和更少的接头。在制造过程期间浪费的材料减少，并且生产劳动力相对减少，从而降低了成本。同样，冷却总成的3d打印可允许使用在常规处理方法中难以使用的替代性轻质材料，诸如低密度铝合金。

经由3d打印形成冷却总成允许优化冷却器的几何形状以消除死区并提高效率。入口风道和出口风道的几何形状可被配置为与冷却器匹配，从而减少气流转向和损失。就提高冷却器的效率来说，可减小冷却器的尺寸，从而导致格栅的尺寸相应减小。格栅的尺寸减小可能导致车辆升力减小和阻力系数降低。

图3中以透视图300且图4中以横截面400示出了连续冷却总成302的示意性示例。在一些示例中，连续冷却总成302可为图1的连续冷却总成110。关于连续冷却总成302可布置在其中的车辆，箭头304指示向前方向并且箭头306指示向后方向。连续冷却总成302从连续冷却总成302的前部到后部包括格栅308、入口风道310、冷却器312和出口风道314。连续冷却总成302的每个部件可无缝且不间断地合并到一个或多个相邻部件中。应当了解，虽然为简单起见在图3中示出连续冷却总成302具有矩形几何形状，但是在实施时可具有各种几何形状。

格栅308可定位在车辆的前端中，如图2所示。例如，格栅308可为图2的第一格栅206、第二格栅210或该组侧格栅214中的任何一个。格栅308可为完全跨连续冷却总成302的前部延伸的网格层，并且可被配置为联接到设置在车辆的前部区域(诸如前护板)中的边框或框架。入口风道310定位在格栅308后面，并且沿着z轴在格栅308与冷却器312之间延伸。入口风道310可引导通过格栅308的网格进入的进入空气流过冷却器312的翅片，每个翅片联接到冷却通道。入口风道310可为中空腔室或通道，其将空气汇集到冷却器312而不破坏或减少空气流。

入口风道310可与格栅308和冷却器312两者是连续的，并且可在入口风道310的联接到冷却器312的端部处具有与冷却器312的外部几何形状类似的几何形状。例如，沿着邻近冷却器312的x-y平面截取的入口风道310的横截面可具有与也沿着x-y平面截取的冷却器312的横截面类似的外部形状。冷却器312可具有与y轴(如图5所示)或x轴对准的翅片和冷却通道。冷却剂流通过冷却器312的冷却通道，并且翅片引导气流穿过冷却通道的表面，使得冷却剂从经过的空气吸收热量。穿过冷却器312的冷却通道的冷却空气流入出口风道314。

出口风道314可类似于入口风道310，例如，被配置为中空腔室或通道，所述中空腔室或通道在出口风道314的联接到冷却器312的端部处具有与冷却器312类似的外部几何形状。出口风道314从冷却器312的后侧(例如，相对于箭头306)沿着z轴延伸，并且可以与要冷却的车辆部件介接。例如，当连续冷却总成302在车轮的前方布置在车辆的前护板中时，诸如图2所示，通过该组侧格栅214，出口风道314可将来自冷却器312的冷却空气引导到布置在车轮前方并紧邻车轮的车轮衬套。出口风道314从而通过提供从冷却器312到车轮衬套的闭合流动路径来加速冷却的空气流向车轮，所述闭合流动路径减少了由于湍流和对流引起的空气损失，否则所述湍流和对流将在没有出口风道314的情况下使气流转向。

连续冷却总成302可具有多个集成支架。例如，多个集成支架可包括冷却器支架402，如图4的横截面400所示。冷却器支架402相对于y轴从冷却器312的底部表面404向下延伸。冷却器支架402可具有被配置为与车辆中的支撑结构介接以固定冷却器312的位置(例如，在车辆的前护板后面和车轮衬套前面)的多种形状。

多个集成支架还可包括联接到入口风道的安装支架316，如图3和图4所示。安装支架316可附接到出口风道314的顶部表面318和底部表面320并且远离出口风道314向外突出。出口风道314可例如通过安装支架316连接到车辆部件，诸如车轮衬套。虽然安装支架316在图3中被示出为l形结构，但是在其他示例中，安装支架316可具有各种其他几何形状。应当了解，安装支架316和冷却器支架402是非限制性示例，并且连续冷却总成302的其他示例可具有以各种配置布置的其他数量的集成支架。例如，支架可从出口风道314的侧表面(例如，与y轴平行的表面)突出，冷却器支架402可联接到冷却器312的其他表面，诸如冷却器312的顶部或侧面，或者冷却器312可具有多于一个支架。作为另一个示例，集成支架可布置在连续冷却总成302的其他部件上，诸如沿着入口风道310的表面或格栅308的边缘。通过增材制造连续冷却总成302，可根据其中将定位连续冷却总成302的车辆的区域来调整总成的几何形状。外部形状、每个部件的长度、沿着z轴限定的长度、支架的配置等可针对特定区域进行定制，使得增强对应车辆部件的冷却。

此外，将连续冷却总成的格栅、风道和冷却器集成为单个连续单元消除了用于将连续冷却总成的部件彼此联接的紧固硬件。例如，在常规的冷却总成中，可使用螺栓、螺母和其他紧固装置来将格栅附接到入口风道并且将入口风道附接到冷却器。排除这些装置简化了冷却总成并降低了总成的重量和成本。另外，增材制造的连续冷却总成可容易地适于车辆的任何区域，并且可使得能够简化要联接到连续冷却总成的结构，诸如车辆的车轮衬套。

以不同透视图示出连续冷却总成502的第二示例联接到图5至图7中的车轮衬套504。图5至图7中分别描绘了连续冷却总成502的第一视图500、第二视图600和第三视图700并且将对其进行统一描述。连续冷却总成502可为图3至图4的连续冷却总成302的非限制性示例，其被配置为布置在车辆的车轮前方，如图2的该组侧格栅214所示。并且通过安装支架(诸如图3至图4中所示的安装支架316)附接到车轮衬套504。为了简洁起见，安装支架未在图5至图7中示出，并且连续冷却总成502的入口风道506和出口风道508在图5至图7中被描绘为透明的以示出连续冷却总成502的冷却器510的细节。

如上所述，连续冷却总成502可具有沿着车辆的外表面布置的格栅512，以允许进入的空气通过格栅512的网格进入连续冷却总成502。格栅512被示出为具有矩形几何形状，但是可具有与车辆的外表面中的开口匹配的任何几何形状。格栅512可连续地联接(例如，在没有任何附加硬件的情况下附接)到入口风道506的第一上游端514。入口风道506的第一端514可具有与格栅512的几何形状匹配的外部几何形状。例如，入口风道506的第一端514可为矩形，其具有与格栅512类似的尺寸(例如，沿着y轴的高度和沿着x轴的宽度)或比格栅512更小的尺寸。

格栅512的几何形状沿着入口风道506的长度602可能不均匀，如图6所示。入口风道506的表面可相对于z轴弯曲和/或成角度，使得外部几何形状入口风道506从类似于格栅512的几何形状转变为类似于冷却器510的几何形状。例如，由于入口风道506沿着z轴弯曲，入口风道506的第一侧表面606的长度604可长于入口风道506的第二侧表面610的长度608，如图6所示。此外，沿着x-y平面截取的入口风道506的横截面可具有不对称的、不规则的外部几何形状。

入口风道506的第二下游端516可联接到冷却器510并包围冷却器510的外表面。换句话说，冷却器510布置在入口风道506的第二端516的内部，并且可在入口风道506的第二端516处连续地联接到入口风道506的内表面。另外，入口风道506的第二端516可无缝且连续地联接到出口风道508的第一上游端518。作为一个示例，入口风道506和出口风道508可一起形成连续风道，其中冷却器510定位在连续风道的内部并且联接到连续风道的内表面。出口风道508的第一端518还可包围冷却器510的外表面，从而围绕冷却器510与入口风道506的第二端516不间断地合并。出口风道508的第一端518可具有类似于冷却器510的外部几何形状的外部几何形状。

冷却器510可在第二端516处联接到入口风道506的内表面，并且在第一端518处联接到出口风道508的内表面，使得空气可不在风道的内表面与冷却器510的外边缘之间流动。换句话说，连续冷却总成502可被制造成使得冷却器510的外边缘与风道的内表面合并，而没有任何间隙或空间。以这种方式，迫使流过入口风道506的空气流过冷却器510而不是围绕冷却器510，这提高了连续冷却总成502的冷却效率。

如上所述，为简单起见，冷却器510在图5至图7中被描绘为具有矩形几何形状，但是可具有非矩形形状以提高冷却器510的冷却效率。例如，如图8所示，冷却器510可具有类似于第一冷却器800、第二冷却器820或第三冷却器840中的任一者的外部几何形状，具有带有角的或弯曲的拐角的对称的(例如，跨y-z平面的镜面对称)或非对称的外部形状。在一些示例中，冷却器510可不具有拐角。冷却器510可具有弯曲或直边和/或不均匀的高度和宽度。换句话说，冷却器510可具有可经由增材制造产生的任何形状。

冷却器510具有多个翅片511，如图5所示，所述多个翅片511布置成与y轴平行并且延伸跨越冷却器510的整个高度，所述高度沿着y轴限定。多个翅片511可被成形为引导气流通过多个翅片511之间的间隙以接触定位在多个翅片511后面的多个冷却通道(图5至图7中未示出)。作为一个示例，所述多个翅片可成角度或者沿着x-z平面具有锥形横截面。

所述多个冷却通路可平行于或垂直于多个翅片511布置，例如，与y轴或与x轴对准。冷却器510可具有将多个冷却通道流体地联接到车辆的冷却剂回路的入口和出口，以使冷却剂循环通过多个冷却通道。流过冷却通道的冷却剂从进入的空气吸收热量，从而冷却空气，使得入口风道506中的空气的温度低于出口风道508中的空气的温度。

在图5至图7中，入口风道506的长度602大于出口风道508的长度612，如图6所示。然而，在其他示例中，入口风道506和出口风道508的相对长度可不同。例如，入口风道506可相对于出口风道508比图5至图7中所示的更长，或者替代地，可比出口风道508短。风道的相对长度可根据车辆中的可用封装空间、冷却器510的期望位置、出口风道508的期望流动路径长度或形状来调整，以缓解空气的变暖等。

出口风道508在冷却器510与车轮衬套504之间延伸。类似于入口风道506，出口风道508的外部几何形状沿着出口风道508的长度612可能不均匀。例如，出口风道508可沿着z轴弯曲，具有不同长度和曲率的表面，并且从在出口风道508的第一端518处具有类似于冷却器510的几何形状转变为在出口风道508的第二下游端520处具有适于联接到车轮衬套504的几何形状。

出口风道508的第二端520可与适配有通气口614的车轮衬套504的区域介接，如图6和图7所示。通风口614是车轮衬套中的均匀的矩形开口(例如，狭槽)，从而允许冷却空气从出口风道508流过车轮衬套504并流到定位在车轮衬套504附近和下游的车轮。换句话说，通风口614可为车轮衬套504的导流区域，其被配置为将冷却空气流引导到下游车辆部件。在一个示例中，通风口614可被布置成在车轮衬套504中形成矩形区域，并且出口风道508的第二端520可被成形为在与车轮衬套504介接时包围矩形区域。

通过使连续冷却总成502与出口风道508相适配，可简化通风口614的配置。例如，通风口614可集中在车轮衬套504的与由出口风道508的第二端520包围的区相对应的区域内。相比之下，如果不存在出口风道508，则可在车轮衬套504中设置更多的通风口614以补偿由于空气从车轮衬套504转向远离而导致的到车轮的气流损失。换句话说，当未实施出口风道508时，空气可在冷却器510与车轮衬套504之间的区域中远离车轮衬套504向外流动。此外，当不存在出口风道508来将气流引导和导向到车轮时，通风口614中的每一个的几何形状可能更复杂。通风口614中的每一个可具有更复杂的形状，根据通风口614中的一个相对于车轮的取向而不同地成角度，和/或具有不均匀的尺寸。

连续冷却总成502的每个部件(例如，格栅512、入口风道506、冷却器510、出口风道508和安装支架)可由相同的材料(诸如铝合金)形成。连续冷却总成502的增材制造使得能够同时制作各部件，从而优化部件相对于彼此的几何形状以最小化导致效率损失的泄漏。就提高连续冷却总成502的冷却效率来说，可减小连续冷却总成502的整体尺寸。

以这种方式，用于车辆的冷却总成可向车辆的经受高温的部件提供冷却气流。所述冷却总成可通过增材制造形成为单个连续单元，所述单个连续单元包括格栅、热交换器或冷却器、在格栅与冷却器之间延伸的入口风道以及在冷却器与下游车辆部件之间延伸的出口风道，以及用于安装冷却总成的支架。通过将冷却总成实施为单个单元，可优化冷却总成的每个部件的几何形状以与相邻部件介接，从而提高冷却总成的冷却效率并排除使用紧固件将部件彼此联接。冷却总成的每个部件的尺寸和形状可根据其中将定位冷却总成的车辆的区域中的可用封装空间来定制，这进一步提高了冷却总成的效率。增材制造的冷却总成相对于常规冷却总成可具有减小的尺寸和重量，从而降低成本并提高车辆的燃料经济性。减小尺寸减小了当车辆移动时车辆所经历的升力和阻力。

在车辆中实施连续冷却总成的技术效果是在不对车辆运动施加附加阻力的情况下更有效地冷却车辆部件，从而增加部件的使用寿命和车辆性能。

在一个示例中，一种冷却总成包括：非矩形冷却器，其定位在车辆的前端中；入口风道，其与所述非矩形冷却器是连续的并且布置在所述非矩形冷却器上游的；以及出口风道，其也与所述非矩形冷却器是连续的并且布置在所述非矩形冷却器下游，其中所述非矩形冷却器、所述入口风道和所述出口风道形成连续的整体结构。在所述冷却总成的第一示例中，格栅布置在车辆的外表面处并且定位在所述入口风道的前方并与所述入口风道是连续的。所述冷却总成的第二示例可选地包括所述第一示例，并且还包括，其中空气通过所述格栅的网格进入所述冷却总成并且由所述入口风道引导到所述非矩形冷却器。所述冷却总成的第三示例可选地包括所述第一示例和所述第二示例中的一个或多个，并且还包括，其中空气通过所述出口风道从所述冷却总成流出，并且其中所述入口风道中的空气具有比所述出口风道中的空气更高的温度。所述冷却总成的第四示例可选地包括所述第一示例至所述第三示例中的一个或多个，并且还包括被配置为与所述格栅的外部几何形状匹配的所述入口风道的第一上游端的外部几何形状以及被配置为与所述非矩形冷却器的外部几何形状匹配的所述入口风道的第二下游端的外部几何形状。所述冷却总成的第五示例可选地包括所述第一示例至所述第四示例中的一个或多个，并且还包括被配置为与所述非矩形冷却器的外部几何形状匹配的所述出口风道的第一上游端的外部几何形状以及被配置为与布置在所述出口风道下游的车辆部件的导流区域的几何形状匹配的所述出口风道的第二下游端的外部几何形状。所述冷却总成的第六示例可选地包括所述第一示例至所述第五示例中的一个或多个，并且还包括其中所述入口风道与所述出口风道是连续的，一起形成单个无缝风道，并且其中所述非矩形冷却器的外边缘集成到所述单个无缝风道的内表面中。

在另一个实施例中，连续冷却单元包括热交换器，所述热交换器具有在所述热交换器与定位在所述热交换器上游的格栅之间延伸的第一集成风道，以及在所述热交换器与定位在所述热交换器下游的车辆部件之间延伸的第二集成风道，并且其中所述格栅、所述热交换器、所述第一风道和所述第二风道形成单个连续的无缝结构。在所述冷却单元的第一示例中，所述热交换器的外部几何形状被配置为与车辆中的在车辆部件上游待由从所述热交换器流出的空气冷却的空间匹配。所述冷却单元的第二示例可选地包括所述第一示例，并且还包括从所述第二风道的外表面突出并且与所述第二风道的所述外表面连续的一组安装支架。所述冷却单元的第三示例可选地包括所述第一示例和所述第二示例中的一个或多个，并且还包括从所述热交换器的底部表面突出并且与所述热交换器的所述底部表面连续的支架。所述冷却单元的第四示例可选地包括所述第一示例至所述第三示例中的一个或多个，并且还包括，其中所述第一风道的下游端在所述热交换器处与所述第二风道的上游端合并。所述冷却单元的第五示例可选地包括所述第一示例至所述第四示例中的一个或多个，并且还包括，其中所述第一风道和所述第二风道的内表面与所述热交换器的外边缘连续接触，并且空气不在所述风道的所述内表面与所述热交换器的所述外边缘之间流动。所述冷却单元的第六示例可选地包括所述第一示例至所述第五示例中的一个或多个，并且还包括，其中所述格栅、所述热交换器、所述第一风道和所述第二风道在没有紧固装置的情况下彼此联接以形成单个连续结构。所述冷却单元的第七示例可选地包括所述第一示例至所述第六示例中的一个或多个，并且还包括，其中在所述热交换器下游的所述车辆部件是车轮衬套，其中多个通风口集中在所述车轮衬套的区域中，并且其中所述第二风道的下游端被配置为用所述多个通风口包围所述区域。所述冷却单元的第八示例可选地包括所述第一示例至所述第七示例中的一个或多个，并且还包括，其中所述车轮衬套定位在车辆车轮的上游，并且流出所述第二风道的空气通过所述多个通风口流到所述车辆车轮。

在另一个实施例中，一种冷却系统包括：车辆部件；布置在所述车辆部件前方的连续冷却总成，所述连续冷却总成被配置为单个无缝的连续单元并且包括格栅、定位在所述格栅后面的非矩形冷却器、在所述格栅与所述非矩形冷却器之间延伸的第一风道，以及从所述非矩形冷却器延伸到所述车辆部件的第二风道。在所述冷却系统的第一示例中，空气以第一温度通过所述格栅流入所述冷却系统并且以第二温度从所述冷却系统通过所述第二风道流出到所述车辆部件，所述第二温度低于所述第一温度。所述冷却系统的第二示例可选地包括所述第一示例，并且还包括，其中所述连续冷却总成是增材制造的。所述冷却系统的第三示例可选地包括所述第一示例和所述第二示例中的一个或多个，并且还包括所述格栅、所述非矩形冷却器、所述第一风道和所述第二风道中的每一者的外部几何形状，所述外部几何形状被配置为与其中所述格栅、所述非矩形冷却器、所述第一风道和所述第二风道中的每一者所定位的所述车辆中的区域的几何形状匹配。

在另一种表示中，一种用于车辆的冷却系统包括增材制造的冷却总成，所述冷却总成包括被配置为接收进气的格栅；非矩形冷却器，其通过第一风道联接到所述格栅，所述第一风道与所述格栅和所述矩形冷却器连续；以及第二风道，其在与所述第一风道相反的方向上从所述非矩形冷却器延伸，所述第二风道与所述非矩形冷却器是连续的。

应注意，本文中包括的示例性控制和估计程序可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和程序可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可表示任何数目的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等)中的一种或多种。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可按所示的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样地，处理次序不一定是实现本文描述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个可根据所使用的特定策略来反复地执行。此外，所述的动作、操作和/或功能可图形地表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所述的动作通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令来实施。

应当了解，本文中公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些特定的实施例不应被视为具有限制意义，因为许多变型是可能的。例如，以上技术可应用于v-6、i-4、i-6、v-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

所附权利要求特别地指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可涉及“一个”要素或“第一”要素或其等效物。这些权利要求应理解为包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可通过修正本权利要求或通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。此类权利要求，无论与原权利要求相比在范围上是更广、更窄、等同还是不同，都被视为包括在本公开的主题内。

根据本发明，提供了一种用于车辆的冷却总成，其具有：非矩形冷却器，其定位在所述车辆的前端中；入口风道，其与所述非矩形冷却器连续并且布置在所述非矩形冷却器上游；以及出口风道，其也与所述非矩形冷却器连续并且布置在所述非矩形冷却器下游，其中所述非矩形冷却器、所述入口风道和所述出口风道形成连续的整体结构。

根据一个实施例，本发明的特征还在于格栅，所述格栅布置在所述车辆的外表面处并且定位在所述入口风道的前方并与所述入口风道是连续的。

根据一个实施例，空气通过所述格栅的网格进入所述冷却总成并且由所述入口风道引导到所述非矩形冷却器。

根据一个实施例，空气通过所述出口风道流出所述冷却总成，并且其中所述入口风道中的空气具有比所述出口风道中的空气更高的温度。

根据一个实施例，本发明的特征还在于被配置为与所述格栅的外部几何形状匹配的所述入口风道的第一上游端的外部几何形状以及被配置为与所述非矩形冷却器的外部几何形状匹配的所述入口风道的第二下游端的外部几何形状。

根据一个实施例，本发明的特征还在于被配置为与所述非矩形冷却器的外部几何形状匹配的所述出口风道的第一上游端的外部几何形状以及被配置为与布置在所述出口风道下游的车辆部件的导流区域的几何形状匹配的所述出口风道的第二下游端的外部几何形状。

根据一个实施例，所述入口风道与所述出口风道是连续的，一起形成单个无缝风道，并且其中所述非矩形冷却器的外边缘集成到所述单个无缝风道的内表面中。

根据本发明，提供了一种连续冷却单元，其具有热交换器，所述热交换器具有在所述热交换器与定位在所述热交换器上游的格栅之间延伸的第一集成风道，以及在所述热交换器与定位在所述热交换器下游的车辆部件之间延伸的第二集成风道，并且其中所述格栅、所述热交换器、所述第一风道和所述第二风道形成单个连续的无缝结构。

根据一个实施例，本发明的特征还在于所述热交换器的外部几何形状，其被配置为与车辆中的在车辆部件上游待由从所述热交换器流出的空气冷却的空间匹配。

根据一个实施例，本发明的特征还在于一组安装支架，该组安装支架从所述第二风道的外表面突出并且与所述第二风道的所述外表面是连续的。

根据一个实施例，本发明的特征还在于支架，所述支架从所述热交换器的底部表面突出并且与所述热交换器的所述底部表面是连续的。

根据一个实施例，所述第一风道的下游端在所述热交换器处与所述第二风道的上游端合并。

根据一个实施例，所述第一风道和所述第二风道的内表面与所述热交换器的外边缘连续接触，并且空气不在所述风道的所述内表面与所述热交换器的所述外边缘之间流动。

根据一个实施例，所述格栅、所述热交换器、所述第一风道和所述第二风道在没有紧固装置的情况下彼此联接以形成所述单个连续结构。

根据一个实施例，所述热交换器下游的所述车辆部件是车轮衬套，其中多个通风口集中在所述车轮衬套的区域中，并且其中所述第二风道的下游端被配置为用所述多个通风口包围所述区域。

根据一个实施例，所述车轮衬套定位在车辆车轮的上游，并且从所述第二风道流出的空气通过所述多个通风口流到所述车辆车轮。

根据本发明，提供了一种用于车辆的冷却系统，其具有车辆部件；布置在所述车辆部件前方的连续冷却总成，所述连续冷却总成被配置为单个无缝的连续单元并且包括格栅；定位在所述格栅后面的非矩形冷却器；在所述格栅与所述非矩形冷却器之间延伸的第一风道；以及从所述非矩形冷却器延伸到所述车辆部件的第二风道。

根据一个实施例，空气以第一温度通过所述格栅流入所述冷却系统并且以第二温度从所述冷却系统通过所述第二风道流出到所述车辆部件，所述第二温度低于所述第一温度。

根据一个实施例，所述连续冷却总成是增材制造的。

根据一个实施例，本发明的特征还在于所述格栅、所述非矩形冷却器、所述第一风道和所述第二风道中的每一者的外部几何形状，所述外部几何形状被配置为与其中所述格栅、所述非矩形冷却器、所述第一风道和所述第二风道中的每一者所定位的所述车辆中的区域的几何形状匹配。