一种电动汽车的冷却系统及温控方法与流程

1.本发明涉及温度控制技术领域,具体而言，涉及一种电动汽车的冷却系统及温控方法。


背景技术：

2.目前，传统电动汽车制冷管路中电机与电池各自使用不同的制冷回路，即电机与上、下部电池之间采用不同的管路进行制冷。此外目前传统电动汽车制冷系统中一般通过温度传感电路板进行冷却系统控制，相对于机械切换装置而言，可靠性较低，不便于后续的保养维护。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种电动汽车的冷却系统，其在能解决上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
4.本技术提供了一种电动汽车的冷却系统，包括制冷机构、泵、电控模拟分流阀、电机、动力电池组、电控三通阀和温度切换机构，所述制冷机构、所述泵、所述电控模拟分流阀、所述电机和所述电控三通阀根据物质流向通过管路依次相连；所述电控模拟分流阀1号出口和所述电机制冷液管路进口相连，所述电控模拟分流阀2号出口和所述动力电池组的制冷液管路进口相连，所述温度切换机构检测电机制冷液温度，所述温度切换机构检测动力电池组的制冷液温度，所述温度切换开关和温度切换开关用于控制所述电控三通阀以及所述电控模拟分流阀对应阀门的开启以及关闭，所述动力电池组出口和所述电机出口的制冷液汇总后一同流入所述电控分流阀0号口；所述制冷机构包括制冷液容器、风扇和制冷器，所述制冷器的出口与所述风扇制冷液管路的进口相连，所述风扇制冷液管路的出口与所述制冷液容器的进口相连。文中的1号出口、2号出口和3号出口分别为第一出口、第二出口和第三出口。
5.现有技术中传统电动汽车制冷管路中电机与电池共用相同制冷管路，本发明中的冷却液管路采用电控三通阀控制冷却液流向的设计，冷却液水泵抽取冷却液后，通过电控模拟分流阀以分叉管路的形式分别流向电机降温管路与电池降温管路，1号出口与2号出口流出的制冷液之和等于电控模拟分流阀0号口流入的制冷液总量，1号出口和2号出口的流量取决于所述电机和所述电池组的温度。系统根据感温切换开关测得的电机与电池组的温度，控制电控三通阀的不同开启方式，实现小循环、风扇、制冷器三种不同降温方式，保证不同温况条件下电机与电池温度正常；感温切换开关部分包括感温机构、开关机构、电路连接部和回弹机构；感温机构包括感温杆，第一温度双金属簧片，第二温度双金属簧片，通过两枚不同温度膨胀系数的双金属簧片在不同温度下会发生变形的特点；本发明中采用电机与电池共制冷回路，机械感温切换控制，使其更经济更可靠。
6.综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述温度切换机构包括感温机构、开关机构、电路连接部和回弹机构，所述回弹机构、所述感温机构、所述开关机构和
电路连接部依次连接，所述电路连接部的通断处通过开关机构和感温机构进行控制；
7.所述温度切换机构和所述温度切换机构分别检测所述电机和所述动力电池组的温度，并且控制所述所述电控模拟分流阀和电控三通阀的对应阀门的启闭状态，所述温度开关机构检测所述电机的制冷液温度，所述温度切换机构检测所述动力电池组的制冷液温度，所述两个温度切换机构的通过控制信号控制所述电控三通阀和所述电控模拟分流阀对应阀门的启闭状态。所述回弹机构包括回弹固定杆，所述回弹固定杆通过螺纹固定连接在控制箱中，所述回弹固定杆上设置有弹簧，所述回弹固定杆的顶部设置有用于限位的回弹固定帽。
8.综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述感温机构包括感温杆、第一级感温簧片和第二级感温簧片，所述第一级感温簧片的一端与所述感温杆的下部固定连接，所述第一级感温簧片的可活动端上设置有第一接触点，所述第一接触点、所述开关机构和所述电路连接部相互配合工作；所述第二级感温簧片和所述感温杆的上部固定连接，所述第二级感温簧片的可活动端上设置有第二接触点，所述第二接触点、所述开关机构和所述电路连接部相互配合工作。所述第一级感温簧片的温度阈值低于所述第二级感温簧片的温度阈值。
9.综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述电路连接部包括第一信号线、第二信号线、第三信号线和第四信号线，所述第一信号线、所述第二信号线、所述第三信号线和所述第四信号线均凸出设置于所述控制箱外侧壁上，所述第一信号线、所述第二信号线、所述第三信号线和所述第四信号线分别与所述开关机构连接。
10.综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述开关机构包括第一级温度开关的第一连接片、第一级温度开关的第二连接片、第二级温度开关的第一连接片和第二级温度开关的第二连接片，所述第一级温度开关的第一连接片和第一信号线固连，第二级温度开关的第一连接片与所述第三信号线固连，所述第一级温度开关的第二连接片和所述第二信号线固连，所述第二级温度开关的第二连接片和所述第四信号线固连。
11.一种电动汽车的冷却系统的温控方法，包括如下步骤：
12.检测所述电机和所述动力电池组周围冷却液的温度；当检测到制冷液最高温度达到所述第一级感温簧片的预设的温度阈值时，所述第一级感温簧片膨胀，并与所述第一级温度开关的第一连接片和所述第一级温度开关的第二连接片接触构成通路；
13.接通所述第一信号线和第二信号线之间的路径；控制所述电控三通阀中的2号口打开，冷却液分别从所述电机制冷液管路和所述动力电池组制冷液管路经过，然后汇总流入电控三通阀，流向所述风扇，再流回所述制冷液容器，实现第一级降温；
14.当检测到制冷液最高温度达到所述第一级感温簧片的预设的温度阈值之下时，所述第一级感温簧片收缩，并与所述第一级温度开关的第一连接片和所述第一级温度开关的第二连接片断开，断开所述第一信号线和第二信号线之间的路径；
15.控制所述电控三通阀中的2号出口关闭，1号出口开启，电机以及动力电池组流出的冷却液汇总进入电控三通阀后，停止从风扇流过，直接从1号出口流出，停止所述风扇工作，切换至冷却液依次流过所述制冷液容器、所述电机和所述动力电池组的循环模式。
16.综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述温控方法还包括如下步骤：
17.所述检测所述电机和所述动力电池组周围冷却液的温度；当检测到制冷液最高温度达到所述第二级感温簧片的预设的温度阈值时，所述第二级感温簧片膨胀，并与所述第二级温度开关的第一连接片和所述第二级温度开关的第二连接片接触构成通路；
18.接通所述第三信号线和第四信号线之间的路径；控制所述电控三通阀中的3号出口打开，冷却液分别从所述电机制冷液管路和所述动力电池组制冷液管路经过后汇总流入电控三通阀，再流向所述制冷器，所述风扇，再流回所述制冷液容器，实现第二级降温；
19.当检测到制冷液最高温度达到所述第二级感温簧片的预设的温度阈值之下时，所述第二级感温簧片收缩，并与所述第二级温度开关的第一连接片和所述第二级温度开关的第二连接片断开，断开所述第三信号线和第四信号线之间的路径；控制所述电控三通阀中的3号出口关闭，2号出口开启，冷却液停止流过所述制冷器，转从2号出口流入风扇，再回流至制冷液容器，切换至所述第一级降温。
20.综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述第一级感温簧片的温度阈值为35℃-45℃，和第二级感温簧片的温度阈值为65℃-75℃。
21.本发明的有益效果为：通过设置感温机构、开关机构和电路连接部的组合，实现多级温度控制，满足电动汽车电机及上、下电池周围冷却液温度升高时，根据不同温度切换不同降温循环模式，实现电机及上、下电池周围冷却液的有效降温。由于不同工况下电池组和电机所需的制冷量存在差异，可以通过调整电控模拟分流阀的两路流量分配比例，进行合理的制冷流量分配，提高行车安全性，达到精确节能的目的。
22.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
24.图1为本发明实施例提供的信号线的结构示意图。
25.图2为本发明实施例提供的温度切换机构的结构示意图。
26.图3为本发明实施例提供的整体结构示意图。
27.图4为本发明实施例提供的电动汽车冷却系统管路工作原理图。
28.图中标记：1、感温机构；2、开关机构；3、连接部；4、回弹机构；11、感温杆；12、第一级感温簧片；13、第二级感温簧片；21、第一级温度开关的第一连接片；22、第一级温度开关的第二连接片；23、第二级温度开关的第一连接片；24、第二级温度开关的第二连接片；31、第一信号线；32、第二信号线；33、第三信号线；34、第四信号线；41、回弹固定杆；42、弹簧；43、回弹固定帽；50、制冷液容器；51、泵；52、电控模拟分流阀；53、电机；54、动力电池组；55、电控三通阀；56、风扇；57、制冷器；58、第一感温开关；59、第二感温开关。
具体实施方式
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.实施例1
32.如图1-图4所示，本实施例提供了一种电动汽车的冷却系统，包括制冷机构、泵51、电控模拟分流阀52、电机53、动力电池组54、电控三通阀55和温度切换机构，所述制冷机构、所述泵51、所述电控模拟分流阀52、所述电机53、所述动力电池组54和所述电控三通阀55根据物质流向通过管路依次相连；所述电控模拟分流阀的1号出口与所述电机53制冷液管路的进口相连，所述电控模拟分流阀52的2号出口和所述动力电池组54制冷液管路的进口相连，所述动力电池组54与所述电机53的制冷液流出后汇总仪器流入电控三通阀0号进口，电控三通阀有三个出口，编号依次为1、2、3，分别接入制冷液容器50、风扇56和制冷器57的进口，1、2、3号出口必有一个开启，所述温度切换机构1检测所述电机53冷却液温度，所述温度切换机构2检测所述动力电池组温度；所述制冷机构包括制冷液容器50、风扇56和制冷器57，所述制冷器57的出口与所述风扇56制冷液管路的进口相连，所述风扇56制冷液管路的出口与所述制冷液容器50的进口相连。
33.需要说明的是，温度切换机构包括感温机构1、开关机构2、电路连接部3和回弹机构4，冷却系统管路包括冷却液容器、泵51、电控模拟分流阀52、电机53、动力电池组54、电控三通阀55、风扇56、制冷器57；感温机构1与开关机构2连接，通过第一、第二两级双金属感温簧片不同的热胀冷缩系数来控制开关机构2通断；开关机构2与电路连接部3进行连接，通过不同的接通方式实现：小循环制冷模式、风扇56制冷模式和制冷器57制冷模式三者之间的切换；电路连接部3的2个出线端与开关机构2的2个连接片固连。
34.在一些可选的实施方案中，所述温度切换机构包括感温机构1、开关机构2、电路连接部3和回弹机构4，所述回弹机构4、所述感温机构1、所述开关机构2和电路连接部3依次连接，所述电路连接部3的通断处通过开关机构2和感温机构1进行控制；
35.所述温度切换机构的控制信号电路分别和电控模拟分流阀52和所述电控三通阀55连通，所述1号温度切换机构58检测电机53的制冷液温度，所述2号感温切换机构59的的控制信号电路分别连和电控模拟分流阀52和所述电控三通阀55接通，所述2号温度切换机构59检测所述动力电池组54的温度。
36.需要说明的是，所述感温机构1中的两级温控开关，所述第一级双金属感温簧片的动作温度阈值为40℃
±
5℃，所述第二级双金属感温簧片的动作温度阈值为70℃
±
5℃；所述开关结构与电路连接部3连接，通过螺栓实现电路连接部3与开关结构之间的固定；电路
连接部3的通断通过开关机构2和感温机构1进行控制；所述回弹机构4在温度降低时，辅助感温机构1与开关机构2进行工作，辅助第一级、第二级双金属簧片触点与开关机构2断开。
37.两个感温切换开关分别安装在电机53以及上/下部电池(动力电池组54)的制冷管路上；冷却液水泵51从冷却液容器抽取冷却液通过电控模拟分流阀52分别流向上、下部电池以及电机53，通过安装在电机53以及上、下部电池的1号温度切换机构58和2号温度切换机构59分别检测电机53冷却液与电池组54冷却液的实时温度是否达到风扇56或者制冷器57的工作温度阈值，以此控制电控三通阀55、风扇56、制冷器57的启停，实现不同制冷模式的切换。
38.在一些可选的实施方案中，所述感温机构1包括感温杆11、第一级感温簧片12和第二级感温簧片13，所述第一级感温簧片12的一端与所述感温杆11的下部固定连接，所述第一级感温簧片12的可活动端上设置有第一接触点，所述第一接触点、所述开关机构2和所述电路连接部3相互配合工作；所述第二级感温簧片13和所述感温杆11的上部固定连接，所述第二级感温簧片13的可活动端上设置有第二接触点，所述第二接触点、所述开关机构2和所述电路连接部3相互配合工作。所述第一级感温簧片12的温度阈值低于所述第二级感温簧片13的温度阈值。
39.在一些可选的实施方案中，所述回弹机构4包括回弹固定杆41，所述回弹固定杆41通过螺纹固定连接在控制箱中，所述回弹固定杆41上设置有弹簧42，所述回弹固定杆41的顶部设置有用于限位的回弹固定帽43，防止松脱。
40.需要说明的是，当温度升高时，双金属簧片发生变形，簧片顶开回弹固定杆41，伸缩弹簧42被压缩，双金属簧片与开关机构2闭合，控制对应电控三通阀55的开式，进入对应降温工作模式。当温度降低回落时，双金属感温簧片收缩，簧片不再顶开回弹固定杆41，伸缩弹簧42回弹，双金属簧片与开关机构2断开，实现回弹机构4辅助开关机构2控制电路通断，控制电控三通阀55不同的开式。
41.在一些可选的实施方案中，所述电路连接部3包括第一信号线31、第二信号线32、第三信号线33和第四信号线34，所述第一信号线31、所述第二信号线32、所述第三信号线33和所述第四信号线34均凸出设置于所述控制箱外侧壁上，所述第一信号线31、所述第二信号线32、所述第三信号线33和所述第四信号线34分别与所述开关机构2连接。
42.需要说明的是，连接部3包括第一信号线31、第二信号线32、第三信号线33、第四信号线34，其中第一信号线31、第二信号线32、第三信号线33、第四信号线34分别与开关机构2的4个开关连接片固连。
43.在一些可选的实施方案中，所述开关机构2包括第一级温度开关的第一连接片21、第一级温度开关的第二连接片22、第二级温度开关的第一连接片23和第二级温度开关的第二连接片24，所述第一级温度开关的第一连接片21和第一信号线31固连，第二级温度开关的第一连接片23与所述第三信号线33固连，所述第一级温度开关的第二连接片22和所述第二信号线32固连，所述第二级温度开关的第二连接片24和所述第四信号线34固连。
44.在一些可选的实施方案中，所述第一级感温簧片12的温度阈值为35℃-45℃，和第二级感温簧片13的温度阈值为65℃-75℃。
45.综上所述，制冷管路为电机53和电池组54共用，由于不同工况下电机53和电池组54所需的制冷量存在差异，可以通过调整电控模拟分流阀52的两路流量分配比例，进行合
理的制冷流量分配，以达到最佳的综合制冷效果，电控模拟分流阀52流入的制冷液总量等于流出的制冷液总量。
46.实施例2
47.在实施例1的电动汽车的冷却系统上，本实施例还提供电动汽车的冷却系统的温控方法，包括如下步骤：
48.检测所述电机53和所述动力电池组54周围冷却液的温度；
49.当检测到制冷液最高温度达到所述第一级感温簧片12的预设的温度阈值时，所述第一级感温簧片12膨胀，并与所述第一级温度开关的第一连接片21和所述第一级温度开关的第二连接片22接触构成通路；
50.接通所述第一信号线31和第二信号线32之间的路径；
51.控制所述电控三通阀55中的2号出口打开，冷却液分别从所述电机53制冷液管路和所述动力电池组54制冷液管路经过后汇总流入电控三通阀1号口，再从2号口流向所述风扇56，再流回所述制冷液容器50，实现第一级降温；
52.当检测到制冷液温度达到所述第一级感温簧片12的预设的温度阈值之下时，所述第一级感温簧片12收缩，并与所述第一级温度开关的第一连接片21和所述第一级温度开关的第二连接片22断开，断开所述第一信号线31和第二信号线32之间的路径；
53.控制所述电控三通阀55中的2号口关闭，1号口开启，冷却液停止流过所述风扇部分，所述电机53制冷管管路和所述动力电池组54制冷液管路的制冷液流出后汇总流入电控三通阀0号口，再从1号口流出，停止所述风扇56工作，切换至冷却液依次流过所述制冷液容器50、所述电机53和所述动力电池组54的循环模式。
54.需要说明的是，温度切换机构安装在电机53以及上、下部电池的制冷管路上；冷却液水泵51从冷却液容器抽取的冷却液体通过电控模拟分流阀52分别流向上、下部电池(动力电池组54)以及电机53，温度切换机构分别检测电机53冷却液与电池组54冷却液的实时温度是否达到风扇56或者制冷器57的工作温度要求，并以此控制电控模拟分流阀52、电控三通阀55、风扇56和制冷器57，实现不同制冷模式和分流配比。
55.本实施例还提供电动汽车的冷却系统的温控方法，还包括如下步骤：
56.所述检测所述电机53和所述动力电池组54周围冷却液的温度；
57.当检测到制冷液最高温度达到所述第二级感温簧片13的预设的温度阈值时，所述第二级感温簧片13膨胀，顶开回弹机构4，伸缩弹簧42压缩，安装在第二级感温簧片13上的电路接触触点并与所述第二级温度开关的第一连接片23和所述第二级温度开关的第二连接片24接触构成通路；进而接通所述第三信号线33和第四信号线34之间的路径；控制所述电控三通阀55中的3号口打开，冷却液分别从所述电机53制冷液管路和所述动力电池组54制冷液管路经过后汇总流入所述电控三通阀55的0号口，再从3号口流出，流向所述制冷器57，再流回所述制冷液容器50，实现第二级降温；
58.当检测到制冷液最高温度达到所述第二级感温簧片13的预设的温度阈值之下时，所述第二级感温簧片13收缩，回弹机构4触点断开，伸缩弹簧42弹回，辅助顶开接触触点，第二级感温簧片13的接触触点并与所述第二级温度开关的第一连接片23和所述第二级温度开关的第二连接片24断开，断开所述第三信号线33和第四信号线34之间的路径；
59.控制所述电控三通阀55中的3号口关闭，2号口开启，冷却液停止流过所述制冷液
容器50，切换至所述第一级降温。
60.综上所述，本发明设计了一种电动汽车冷却系统管路与对应感温控制切换开关机构，通过设置感温机构、开关机构和电路连接部的组合，实现多级温度控制，满足电动汽车电机及上、下电池周围冷却液温度升高时，根据不同温度切换不同降温循环模式，实现电机及上、下电池周围冷却液的有效降温。由于不同工况下电池组和电机所需的制冷量存在差异，可以通过调整电控模拟分流阀的两路流量分配比例，进行合理的制冷流量分配，提高行车安全性，达到精确节能的目的。
61.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
62.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
63.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
64.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。