CN101700738B - 电动车冷却*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动车冷却***，包括电机冷却回路和电池组冷却回路，所述电机冷却回路和电池组冷却回路包括共用的冷却管路，所述共用的冷却管路上设置有共用的一套散热装置。本发明实施例的电动车冷却***通过由电机冷却回路和电池组冷却回路共用一套散热装置，简化了冷却***的结构，减小了冷却***所占用的安装空间，可以减轻电动车车体的重量。

Description

电动车冷却***

技术领域

本发明实施例涉及电动车构造技术领域，尤其涉及一种电动车冷却***。

背景技术

随着全球能源与环境问题的日益突出，现在各国开始积极研发电动车。电动车的供电***包括多个零部件例如电池组，由该供电***为动力***例如电机提供电力，驱动电动车行驶。随着电动车的发展，电动车中的动力***和供电***的零部件散热问题也是需要研究和解决的重要问题。

目前电动车的冷却***中，电机冷却***和电池组冷却***是两个分开独立设置的冷却***，并相应设置有两套独立的散热装置，例如散热器、风扇等。图1为现有技术电动车冷却***中的电机冷却***的结构示意图，该电机冷却***中包括散热装置11、循环动力机构12和电机13，其依次通过冷却管路14相连通，组成一电机冷却回路。其中，冷却管路14内循环流动有冷却介质，循环动力机构12提供了冷却介质循环流通的动力；冷却介质将电机13产生的热量输送至散热装置11进行散热。图2为现有技术电动车冷却***中的电池组冷却***的结构示意图，该冷却***与图1所示的电机冷却***结构和原理相同，只是将电机13替换为了电池组15。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：上述电机冷却***和电池组冷却***分开独立设置的方式，需要设置大量的管路进行连接，结构复杂，占用大量安装空间且使得电动车车体重量较大。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种电动车冷却***，用以解决目前电动车冷却***结构复杂的问题，使得电动车冷却***结构简单，占用安装空间较小，从而减轻电动车车体重量。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

本发明实施例提供一种电动车冷却***，包括电机冷却回路和电池组冷却回路，所述电机冷却回路和电池组冷却回路包括共用的冷却管路，所述共用的冷却管路上设置有共用的一套散热装置。

在此基础上，所述电机冷却回路可以将电机冷却回路和电池组冷却回路共用散热装置，例如，其还可以包括第一冷却管路支路，所述第一冷却管路支路上设置有串联连接的第一阀门、第一循环动力机构和电机；所述电池组冷却回路还包括第二冷却管路支路，所述第二冷却管路支路上设置有串联连接的第二阀门、第二循环动力机构和电池组。

进一步的，所述电机冷却回路还可以包括第三冷却管路支路，所述第三冷却管路支路的两端分别连接第一冷却管路支路和第二冷却管路支路，其上设置有第三水泵和第三阀门；所述电机、第三阀门、第三循环动力机构和电池组组成电池组加热回路。

所述电机冷却回路在将电机冷却回路和电池组冷却回路共用散热装置的基础上，还可以进一步共用循环动力机构。例如，其还可以包括第一冷却管路支路，所述第一冷却管路支路上设置有电机；所述电池组冷却回路还包括第二冷却管路支路，所述第二冷却管路支路上设置有电池组；所述共用的冷却管路上还设置有共用的一循环动力机构；在所述循环动力机构与所述第一冷却管路支路、第二冷却管路支路连接处设置有第一三通阀门。

进一步的，所述电机冷却回路还可以包括电池组加热回路，所述电池组加热回路包括串联连接的所述循环动力机构、电机和电池组；所述电机冷却回路还包括第二三通阀门和第四阀门，所述第二三通阀门和第四阀门设置于所述共用的冷却管路上，且分别位于所述散热装置的两端，用于在所述电池组加热回路工作时，切断所述散热装置和所述电池组加热回路的连接。

所述电机冷却回路可以采用液态冷却介质冷却的方式，可以使冷却效果更好，冷却更均匀。所述冷却回路中流通有冷却液。所述冷却液可以为水。所述循环动力机构可以为水泵。

本发明实施例的电动车冷却***通过由电机冷却回路和电池组冷却回路共用一套散热装置，简化了冷却***的结构，减小了冷却***所占用的安装空间，可以减轻电动车车体的重量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术电动车冷却***中的电机冷却***的结构示意图；

图2为现有技术电动车冷却***中的电池组冷却***的结构示意图；

图3为本发明电动车冷却***实施例一的结构示意图；

图4为本发明电动车冷却***实施例二的结构示意图；

图5为本发明电动车冷却***实施例三的结构示意图；

图6为本发明电动车冷却***实施例四的结构示意图；

图7为图6中的加热回路工作状态示意图；

图8为图6中的冷却回路工作状态示意图。

具体实施方式

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。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。

本发明实施例的主要技术方案是，将目前电动车中独立设置的电机冷却***和电池组冷却***进行整合，使两者共用一部分管路，以简化冷却***的结构，减少其占用空间，并减轻电动车重量。以下说明具体可以采用的整合方式。

实施例一

图3为本发明电动车冷却***实施例一的结构示意图，本实施例的电动车冷却***的主要特点在于，将目前电动机中的电机冷却***和电池组冷却***进行整合，形成一整体的电动车冷却***，其中包括电机冷却回路和电池组冷却回路；且基于电机和电池组的最佳工作温度范围基本相同，由电机冷却回路和电池组冷却回路共用一套散热装置，该散热装置设置在电机冷却回路和电池组冷却回路所共用的冷却管路上。

此外，本实施例中的冷却介质可以采用冷却液，例如水；通过冷却液冷却的方式进行电动车动力***和供电***的零部件散热，相对于目前电动车大多数采用冷却不均匀的风冷方式，冷却液冷却一方面可以使得电机和电池组的内部温度分布较为均匀，冷却效果较好，电机和电池组的工作效率和使用寿命提高；另一方面，冷却液冷却方式还可以使得电池组模块结构紧凑，相对比较封闭，可以减少电池组体积并保持内部清洁。而且，本实施例中的为冷却介质提供在冷却管路中循环流通动力的循环动力机构可以采用水泵等外界类似机构。例如，本实施例的电机冷却回路中的第一循环动力机构可以为第一水泵，电池组冷却回路中的第二循环动力机构可以为第二水泵，由水泵为冷却管路中的冷却水提供循环动力。

如图3所示，该电动车冷却***可以包括散热装置21、电机22、电池组23、第一水泵24和第二水泵25。其连接关系可以为，散热装置21、第一水泵24和电机22三者通过冷却管路相连通，组成电机冷却回路，散热装置21、第二水泵25和电池组23三者通过冷却管路相连通，组成电池组冷却回路。其中，散热装置21位于两套冷却回路所共用的冷却管路26上，第一水泵24和电机22串联连接于第一冷却管路支路27上，第二水泵25和电池组23串联连接于第二冷却管路支路28上。在冷却管路26与第一冷却管路支路27的连接处可以设置有第一阀门29；在冷却管路26与第二冷却管路支路28的连接处可以设置有第二阀门30。第一阀门29和第二阀门30均可以采用二通阀门。

本实施例的电动车冷却***的工作原理为：通过控制第一阀门29和第二阀门30的开启和关闭，实现启动或停止电机冷却回路和电池组冷却回路工作的目的。具体实施中，可以通过电动车的整车电控***对第一阀门29和第二阀门30进行控制。例如，由整车电控***对电机22和电池组23的温度进行实时监控，可以设定一温度阈值，当达到该温度阈值时，整车电控***控制第一阀门29和第二阀门30开启，冷却液通过电机冷却回路和电池组冷却回路流经散热装置21，将电机22和电池组23的工作产生热量传递到该散热装置21进行散热，实现电机22和电池组23的冷却功能。当温度低于设定的温度阈值时，整车电控***可以控制第一阀门29和第二阀门30关闭，冷却液循环停止。

此外，整车电控***还可以通过控制第一阀门29和第二阀门30的开度，实时调整两个冷却回路间的水流量，满足两个冷却回路的流量要求。例如，温度偏高时，可以调整阀门开度稍大，增加冷却回路中的冷却液流量，加大散热力度；当温度偏低时，可以调整阀门开度稍小，减少冷却回路中的冷却液流量，降低散热力度，控制较为方便。而且，由于电机冷却回路和电池组冷却回路是分别由第一阀门29和第二阀门30进行控制，所以两套冷却回路可以独立工作，互不影响。

本实施例的电动车冷却***通过由电机冷却回路和电池组冷却回路共用一套散热装置，简化了冷却***的结构，减小了冷却***所占用的安装空间，可以减轻电动车车体的重量。

实施例二

图4为本发明电动车冷却***实施例二的结构示意图，本实施例的电动车冷却***在实施例一结构的基础上，进一步进行了优化，与实施例一的主要区别在于，电机冷却回路和电池组冷却回路在共用一套散热装置的基础上，还共用一个循环动力机构，例如水泵。通过较少水泵的数量，进一步减轻了***重量。

如图4所示，本实施例的电动车冷却***在图3所示的电动车冷却***结构的基础上，第一冷却管路支路27上只设置有电机22，第二冷却管路支路28上只设置有电池组23，而在两套冷却回路所共用的冷却管路26上还增加了共用水泵31。在共用水泵31侧，冷却管路26与第一冷却管路支路27、第二冷却管路支路28交接的地方可以设置一个第一三通阀门32，由该第一三通阀门32控制电机冷却回路和电池组冷却回路的开启和关闭的选择。

本实施例的电动车冷却***的工作原理与实施例一类似，也可以通过控制三通阀门32的开启和关闭，实现启动或停止电机冷却回路和电池组冷却回路工作的目的。可以通过电动车的整车电控***对电机22和电池组23的温度进行实时监控，并根据温度监控结构开启或关闭三通阀门32中的阀门A或者阀门B，阀门A可以控制电机冷却回路，阀门B可以控制电池组冷却回路，具体可以参见实施例一的工作原理。同理，本实施例中的电机冷却回路和电池组冷却回路也可以独立工作，互不影响。

本实施例的电动车冷却***通过由电机冷却回路和电池组冷却回路共用一套散热装置，并且共用一循环动力机构，进一步简化了冷却***的结构，减小了冷却***所占用的安装空间，提高了汽车布置空间利用率，大大减轻了整车重量，降低了***能耗和制造成本。

上述实施例一和实施例二，主要是将现有电动车中的电机冷却***和电池组冷却***进行了整合，使其共用一套散热装置，或者在此基础上还共用一套循环动力机构。以下两个实施例将在实施例一和实施例二的基础上，进一步考虑另一因素。目前，电动车的供电***对工作温度有着严格要求，在车辆低温环境工况下，例如，一般5度以下，电池温度低于电池最佳工作范围，将会降低电池组的放电功率，不能满足电机工作要求，造成电机功率不足，电动车辆无法获得较好的动力性，无法满足电动车辆的行驶要求。如下的实施例三和实施例四将增设电池组加热回路，实现对电动车中的电池组进行加热，使电池组能够在低温环境下快速达到最佳工作温度，提高低温环境下的电池工作效率。

实施例三

图5为本发明电动车冷却***实施例三的结构示意图，本实施例的电动车冷却***是在实施例一的结构基础上，进一步设置了电池组加热回路。其主要技术方案是，根据电动车中的电机发热量远大于电池组发热量的原理，可以用电机工作产生的热量对电池组进行加热，使电机工作产生的热量通过与冷却液的热交换，传递到电池组。

如图5所示，本实施例的电动车冷却***在实施例一的结构基础上，增加了第三冷却管路支路33。该第三冷却管路支路33上可以设置有第三水泵34，且该第三冷却管路支路33的一端连接第一冷却管路支路27，另一端连接第二冷却管路支路28。增设该第三冷却管路支路33后，使得电机22、第三水泵34和电池组23组成了电池组加热回路。此外，还可以在该第三冷却管路支路33设置第三阀门35，由第三阀门35控制电池组加热回路的开启或关闭。

本实施例的电动车冷却***的工作原理为，通过分别控制第一阀门29、第二阀门30和第三阀门35的开启和关闭，实现电机冷却回路、电池组冷却回路和电池组加热回路的开启和关闭，且三个回路的工作相互独立，互不影响。

具体实施中，同样可以采用整车电控***依据电机22和电池组23的内部温度控制，实现多模式自动切换，无需人为操作。例如，可以分别设定电池组低温阈值和冷却温度阈值，当电机22和电池组23的内部温度高于冷却温度阈值时，整车电控***可以控制第一阀门29、第二阀门30和第三阀门35均关闭，冷却液循环停止。当电机22和电池组23的内部温度位于电池组低温阈值和冷却温度阈值之间时，整车电控***可以控制第三阀门35关闭，且第一阀门29和第二阀门30开启，电机冷却回路和电池组冷却回路进行工作，分别对电机22和电池组23进行冷却，此时，电池组加热回路不工作。当电机22和电池组23的内部温度低于电池组低温阈值时，整车电控***可以控制第一阀门29和第二阀门30均关闭，且第三阀门35开启，此时，由第三水泵34驱动冷却水，循环路线只流经电机22、电池组23，将电机22的热量传递到电池组23中，实现对电池组23加热的功能，加速电池组温度上升至最佳工作温度，整车动力性提升。上述冷却回路和加热回路运行在不同的电池组工作温度下，不会同时开启。

本实施例的电动车冷却***通过由电机冷却回路和电池组冷却回路共用一套散热装置，并且共用一循环动力机构，进一步简化了冷却***的结构，减小了冷却***所占用的安装空间，提高了汽车布置空间利用率，大大减轻了整车重量，降低了***能耗和制造成本；还通过对电池组加热，解决了电池组低温工况下工作效率不高的问题，有效提高了电池组的使用寿命和整车动力性。

实施例四

图6为本发明电动车冷却***实施例四的结构示意图，本实施例的电动车冷却***是在实施例二的结构基础上，进一步设置电池组加热回路，该电池组加热回路包括串联连接的共用水泵31、电机22和电池组23，其原理与实施例三是相同的。本实施例的电动车冷却***与实施例三相同，也是包括三个独立的回路***，即电机冷却回路、电池组冷却回路和电池组加热回路。其中，仍然是由电机冷却回路和电池组冷却回路共用一套散热装置和一循环动力机构例如水泵。

如图6所示，该电动车冷却***在图4的基础上，可以增加一第四冷却管路支路36，该第四冷却管路支路36的第一端连接在散热装置21和共用水泵31的中间，第二端连接电机22，且在第一端连接处可以设置有第二三通阀门37，还可以在共用的冷却管路26上设置一个二通的第四阀门38，该第四阀门38和第二三通阀门37分别位于散热装置21的两端，用于在电池组加热回路工作时，切断散热装置21和电池组加热回路的连接。

本实施例的电动车冷却***的工作原理与实施例三类似，可参见实施例三，在此简单说明。其同样可以实现冷却、加热模式的多级控制，实现在不同工况和环境温度下根据散热需求的不同实现不同程度的热交换。通过整车电控***对电机22和电池组23的温度进行监控。在低温环境工况下，电池组23的内部温度低于其最佳工作允许范围，第二三通阀门37中的阀门C、第一三通阀门32中的阀门A和第四阀门38均关闭，参见图7，图7为图6中的加热回路工作状态示意图，由共用水泵31驱动冷却水，循环路线只流经电机22、电池组23，将电机22的热量传递到电池组23中，实现电池组23加热的功能。在常温环境工况下，电池组23的内部温度满足工作要求，第二三通阀门37中的阀门D关闭，参见图8，图8为图6中的冷却回路工作状态示意图，电机22和电池组23之间的冷却水循环停止，冷却水通过电机冷却回路和电池组冷却回路两个循环回路工作，分别实现对电机22和电池组23的冷却功能。在环境温度满足动力和供电***的散热要求时，还可以将图6中的阀门全部关闭，冷却水循环停止，加热和冷却回路均不工作。在上述工作过程中，冷却回路和加热回路运行在不同的电池组工作温度下，不会同时开启；且三个回路可以独立工作，互不影响。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种电动车冷却***，其特征在于，包括电机冷却回路和电池组冷却回路，所述电机冷却回路和电池组冷却回路包括共用的冷却管路，所述共用的冷却管路上设置有共用的一套散热装置；

所述电机冷却回路还包括第一冷却管路支路，所述第一冷却管路支路上设置有串联连接的第一阀门、第一循环动力机构和电机；所述电池组冷却回路还包括第二冷却管路支路，所述第二冷却管路支路上设置有串联连接的第二阀门、第二循环动力机构和电池组；

所述电机冷却回路还包括第三冷却管路支路，所述第三冷却管路支路的两端分别连接第一冷却管路支路和第二冷却管路支路，其上设置有第三水泵和第三阀门；所述电机、第三阀门、第三循环动力机构和电池组组成电池组加热回路。

2.根据权利要求1所述的电动车冷却***，其特征在于，所述冷却回路中流通有冷却液。

3.根据权利要求2所述的电动车冷却***，其特征在于，所述冷却液为水。

4.一种电动车冷却***，其特征在于，包括电机冷却回路和电池组冷却回路，所述电机冷却回路和电池组冷却回路包括共用的冷却管路，所述共用的冷却管路上设置有共用的一套散热装置；

所述电机冷却回路还包括第一冷却管路支路，所述第一冷却管路支路上设置有电机；所述电池组冷却回路还包括第二冷却管路支路，所述第二冷却管路支路上设置有电池组；所述共用的冷却管路上还设置有共用的一循环动力机构；在所述循环动力机构与所述第一冷却管路支路、第二冷却管路支路连接处设置有第一三通阀门；

所述电机冷却回路还包括电池组加热回路，所述电池组加热回路包括串联连接的所述循环动力机构、电机和电池组；所述电机冷却回路还包括第二三通阀门和第四阀门，所述第二三通阀门和第四阀门设置于所述共用的冷却管路上，且分别位于所述散热装置的两端，用于在所述电池组加热回路工作时，切断所述散热装置和所述电池组加热回路的连接。

5.根据权利要求4所述的电动车冷却***，其特征在于，所述冷却回路中流通有冷却液。

6.根据权利要求5所述的电动车冷却***，其特征在于，所述冷却液为水。

7.根据权利要求4所述的电动车冷却***，其特征在于，所述循环动力机构为水泵。

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