CN218954104U - 集成式冷却液路切换阀及具有该切换阀的热管理*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成式冷却液路切换阀，所述切换阀的阀体包括阀座和阀芯，所述阀芯和所述阀座之间形成多个流道，所述阀芯在所述阀座内旋转到不同位置而导通不同的流道，使得所述切换阀连通不同的外部回路，所述阀芯分为上层阀芯和下层阀芯，所述下层阀芯在所述上层阀芯的带动下相对所述阀座转动且所述上层阀芯能相对所述下层阀芯转动；所述阀座的圆周面上形成有多个侧端口，且所述阀座靠近所述下层阀芯的端面上形成有底端口；所述下层阀芯在对应所述底端口的位置处形成有底接头，所述上层阀芯和所述下层阀芯均形成有侧开口且二者之间形成有相连通的中间流道。本实用新型可以简化管路配置，减少阀门数量，减小装置体积，降低成本。

Description

集成式冷却液路切换阀及具有该切换阀的热管理***

技术领域

本实用新型涉及阀门领域，具体属于一种集成式冷却液路切换阀及具有该切换阀的热管理***。

背景技术

发动机热管理***就是保证发动机在工作循环时处于最佳温度，这样发动机在最佳温度下工作，从而实现最省油、性能最稳定、最能发挥其效能，因此热管理技术对提高整车性能发挥着巨大的作用。随着计算机技术及发动机电控技术的发展，热管理***采用电子驱动及控制的水泵、风扇、节温器等部件，通过传感器和计算机芯片根据实际的发动机温度控制运行，提供最佳的冷却液流量，实现发动机冷却***控制智能化，降低能耗，提高效率。在这其中，水泵及其阀结构是重要的影响因素之一。

阀门是流体输送***中的控制部件，可用于控制流体的通断、流向等。例如，在新能源汽车的热管理***中，通常需要利用阀门来控制冷却液的流动。目前，汽车的热管理***通常包括多个冷却回路(例如电池冷却回路和电驱***冷却回路)以及多个换热器。热管理***在实际运作时，需要将多个冷却回路和多个换热器集成在一起，这就需要通过多个阀门来实现在多个冷却回路和/或多个换热器之间传递冷却液，从而实现不同工作模式。

下面以图1所示的冷却液拓扑架构为例进行说明。现有电动车的冷却液分配***一般由一个或几个四通阀或三通阀构成。如图1所示，该冷却液分配***包括针对第一元件3的第一回路和针对第二元件4的第二回路，两个回路需要实现分别各自循环以及串联在一起循环的功能，这就需要借助一个四通阀7来实现切换。其中，第一回路包括串联的一号泵1和第一元件3，其两端与四通阀7的两个端口分别连通，第二回路包括串联的二号泵2和第二元件4，其两端与四通阀7的另外两个端口分别连通。此外，在第一回路中，还需要实现选择性地串联一个第一换热器5，这就需要由一个三通阀(一号三通阀8)来完成。在第二回路中，则需要比例性地串联一个第二换热器6，这通常还需要一个比例三通阀(二号三通阀9)来完成。

如果不考虑二号三通阀9处于比例调节的中间状态，那么图1所示的冷却液拓扑架构实现的八种模式如图2a至图2h所示。如果考虑二号三通阀9处于比例调节的中间状态，那么前述架构还能实现四种比例模式，这四种中间状态分别介于图2a所示的模式一和图2b所示的模式二之间、图2c所示的模式三和图2d所示的模式四之间、图2e所示的模式五和图2f所示的模式六之间、图2g所示的模式七和图2h所示的模式八之间。

由上述内容可知，满足上述功能需求的拓扑架构就需要用到三个阀(一个四通阀、一个三通阀和一个比例三通阀)。不难看出，这种拓扑结构的阀门数量比较多，必然导致整个管路切换装置的体积大，成本高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种集成式冷却液路切换阀及具有该切换阀的热管理***，可以解决现有热管理***中阀门数量多导致的管路切换装置体积大、成本高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种集成式冷却液路切换阀，所述切换阀的阀体包括阀座和阀芯，所述阀芯和所述阀座之间形成多个流道，所述阀芯在所述阀座内旋转到不同位置而导通不同的流道，使得所述切换阀连通不同的外部回路，所述阀芯分为上层阀芯和下层阀芯，所述下层阀芯在所述上层阀芯的带动下相对所述阀座转动且所述上层阀芯能相对所述下层阀芯转动；所述阀座的圆周面上形成有多个侧端口，且所述阀座靠近所述下层阀芯的端面上形成有底端口；所述下层阀芯在对应所述底端口的位置处形成有底接头，所述上层阀芯和所述下层阀芯均形成有侧开口且二者之间形成有相连通的中间流道。

较佳的，所述切换阀还包括执行器，所述执行器安装在靠近上层阀芯的阀座端面上，所述上层阀芯在所述执行器的带动下转动，所述上层阀芯的顶部具有与所述执行器相连的连接轴。

较佳的，所述阀座为一体式结构，所述阀座为两端封闭的圆柱体状，所述连接轴从靠近上层阀芯顶部的阀座端面伸出，所述底接头从靠近下层阀芯底部的阀座端面伸出。

较佳的，所述阀座分为上层阀座和下层阀座，所述上层阀座为顶部封闭底部开放的圆柱体状，所述下层阀座为顶部开放底部封闭的圆柱体状，所述连接轴从所述上层阀座的封闭端面伸出，所述底接头从所述下层阀座的封闭端面伸出，所述上层阀芯可转动地安装在所述上层阀座内，所述下层阀芯可转动地安装在所述下层阀座内。

较佳的，所述阀座固定安装在两端封闭的一阀外壳内，所述阀外壳在对应所述侧端口和所述底端口的位置均设有连接外部回路的接头，所述连接轴从靠近上层阀芯顶部的阀外壳顶端面伸出，所述底接头从靠近下层阀芯底部的阀外壳底端面伸出。

较佳的，所述阀座为一体式且两端开口的圆筒状，或者分为两端开口的上层阀座和下层阀座。

较佳的，所述下层阀芯的顶部形成有间歇传动销，所述上层阀芯形成有与所述间歇传动销配合的间歇传动槽。

较佳的，所述上层阀芯的底面形成有上层阀芯层间开口，所述上层阀芯层间开口与所述上层阀芯的侧开口相连通，所述下层阀芯中的两个侧开口相连通并与下层阀芯的底接头相连通，所述下层阀芯的顶面形成有下层阀芯层间开口，所述下层阀芯层间开口和所述上层阀芯层间开口相连通形成所述中间流道。

较佳的，在不同工作模式下，所述上层阀芯、所述下层阀芯的不同侧开口与所述阀座的不同侧端口连通形成至少两个流道，且其中一个流道与所述下层阀芯中的底接头连通。

较佳的，每个流道与不同的外部回路相连接，且所述外部回路通过所述切换阀分别独立运行。

较佳的，每个流道与不同的外部回路相连接，其中至少两个外部回路通过所述切换阀串联运行。

较佳的，所述切换阀为六通阀，所述阀座在所述上层阀芯外的圆周面设有两个侧端口并在所述下层阀芯外的圆周面设有三个侧端口，同时在靠近下层阀芯的端面上形成一个底端口；

所述上层阀芯的圆周面设有三个侧开口且靠近所述下层阀芯的端面设有上层阀芯层间开口，所述三个侧开口相连通形成一个Y型流道，所述上层阀芯层间开口与所述Y型流道连通；

所述下层阀芯的圆周面设有四个侧开口且靠近所述上层阀芯的端面设有下层阀芯层间开口，两个侧开口连通形成一个直线流道，其余两个侧开口连通形成一个C型流道，所述下层阀芯的底接头与所述直线流道连通，所述下层阀芯层间开口与所述C型通道连通同时还与所述上层阀芯层间开口相连通。

较佳的，所述阀座分为上层阀座和下层阀座，所述上层阀芯位于所述上层阀座内，所述下层阀芯位于所述下层阀座内；所述上层阀座的圆周面均匀分布两个侧端口，所述下层阀座的圆周面均匀分布三个侧端口；

所述上层阀芯的三个侧开口均匀分布在圆周面上，所述下层阀芯的四个侧开口按照顺时针方向依次相隔60°。

较佳的，所述上层阀芯形成有贯穿上下的两个间歇传动槽，所述间歇传动槽分布在上层阀芯层间开口的两侧且关于上层阀芯的圆心中心对称，所述下层阀芯的顶面形成有两个与间歇传动槽配合的间歇传动销，所述上层阀芯在间歇传动销和间歇传动槽的容许方向上相对所述下层阀芯可转动60°。

同时，本实用新型还提供一种热管理***，所述热管理***包括前述的集成式冷却液路切换阀。

与现有技术相比，本实用新型的集成式冷却液路切换阀合理设置上下两层阀芯中的侧开口以及阀座上用于连通外界回路的端口，通过改变上层阀芯、下层阀芯与阀座之间的相对位置以及上层阀芯与下层阀芯之间的相对位置就能实现利用一个阀门满足复杂冷却液拓扑架构的多个功能需求，例如多个回路自由切换、多个回路独立运行以及多个回路串联运行等。本实用新型可以简化冷却液拓扑架构中的复杂管路配置，减少阀门的使用数量，从而使得冷却液管路切换装置体积更加紧凑、占用空间小、成本显著降低。

附图说明

图1为现有的一种冷却液拓扑架构的示意图；

图2a至图2h为图1所示的冷却液拓扑架构实现的八种模式的示意图；

图3为图1所示的冷却液拓扑架构的端口示意图；

图4为本实用新型的热管理***的示意图；

图5为本实用新型一实施例的集成式冷却液路切换阀的立体示意图；

图6为图5所示集成式冷却液路切换阀的俯视图；

图7为图5所示集成式冷却液路切换阀的侧视图；

图8为图5所示集成式冷却液路切换阀中的阀体的正向立体示意图；

图9为图8所示阀体的背向立体示意图；

图10为图8所示阀体的主视图；

图11为图8所示阀体的侧视图；

图12为图8所示阀体中的上层阀芯的正向立体示意图；

图13为图12所示上层阀芯的背向立体示意图；

图14为图12所示上层阀芯的立体剖视图，其中剖面以灰色示出；

图15为图8所示阀体中的下层阀芯的正向立体示意图；

图16为图15所示下层阀芯的侧向立体示意图；

图17为图15所示下层阀芯的背向立体示意图；

图18为图15所示下层阀芯的立体剖视图，其中剖面以灰色示出；

图19为图15所示下层阀芯与下层阀座组合在一起的示意图；

图20为图8所示阀体在一号端口关闭、二号端口打开时的状态图；

图21为图8所示阀体在一号端口打开、二号端口关闭时的状态图；

图22为图8所示阀体在一号端口和二号端口处于中间比例状态的状态图；

图23a至图30b为图2a至图2h所示的冷却液拓扑架构实现的八种模式的流道示意图。

其中附图标记说明如下：

1为一号泵；2为二号泵；3为第一元件；4为第二元件；5为第一换热器；6为第二换热器；7为四通阀；8为一号三通阀；9为二号三通阀；10为集成式冷却液路切换阀；101为执行器；102为阀体；103为一号端口；104为二号端口；105为三号端口；106为四号端口；107为五号端口；108为六号端口；109为上层阀座；103’、104’、105’、106’、107’为侧端口；110为上层阀芯；111为下层阀座；112为下层阀芯；113为间歇传动槽；114为上层阀芯层间开口；115为上层阀芯侧开口；116为间歇传动销；117为下层阀芯层间开口；118为下层阀芯侧开口；119为底接头。

具体实施方式

以下将结合附图以及具体实施方式对本实用新型进行详细说明，以使得本实用新型的技术方案及其有益效果更为清晰明了。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制，附图中显示的尺寸仅仅是为了便于清晰描述，而并不限定比例关系。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，除非另有明确的规定和限定，术语“形成”、“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。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申请中的具体含义。并且，采用术语“第一”、“第二”、“一号”、“二号”等来描述不同的元件、组件，但是这些元件、组件不应当受这些术语的限制，这些术语仅仅用来将其区分开来，因此在不脱离根据本发明的实施例教导的情况下，以下所讨论的第一元件、组件也可以被称作第二元件、组件。

第一实施例

本实施例的集成式冷却液路切换阀，所述切换阀的阀体102包括阀座和阀芯，所述阀芯和所述阀座之间形成多个流道，所述阀芯在所述阀座内旋转到不同位置而导通不同的流道，使得所述切换阀连通不同的外部回路。

所述阀芯分为上层阀芯110和下层阀芯112，所述下层阀芯112在所述上层阀芯110的带动下相对所述阀座转动且所述上层阀芯110能相对所述下层阀芯112转动；所述阀座的圆周面上形成有多个侧端口，且所述阀座靠近所述下层阀芯112的端面上形成有底端口；所述下层阀芯112在对应所述底端口的位置处形成有底接头，所述上层阀芯110和所述下层阀芯112均形成有侧开口且二者之间形成有相连通的中间流道。

特别地，所述切换阀还包括执行器101，所述执行器101安装在靠近上层阀芯110的阀体102端面上，所述上层阀芯110在所述执行器101的带动下转动。具体地，所述上层阀芯110的顶部具有与所述执行器101相连的连接轴。其中，执行器101可以为与控制单元电性连接的电机，该电机的输出轴与上层阀芯110的连接轴相连，电机接收到控制单元输出的控制信号并动作，从而带动上层阀芯110相对阀座转动，并进一步通过上层阀芯110带动下层阀芯112相对阀座转动。

在本实施例中，所述阀座固定安装在两端封闭的一阀外壳内，所述阀外壳在对应所述侧端口和所述底端口的位置均设有连接外部回路的接头，所述连接轴从靠近上层阀芯顶部的阀外壳顶端面伸出，所述底接头从靠近下层阀芯底部的阀外壳底端面伸出。在本实施例中，阀座分为两端开口的上层阀座109和下层阀座，当然，阀座也可以为两端开口的圆筒状一体式结构。

具体地，如图5至图18所示，本实施例的集成式冷却液路切换阀中，阀体102包括阀外壳、上层阀座109、上层阀芯110、下层阀座111和下层阀芯112，所述上层阀芯110可转动地安装在所述上层阀座109内，所述下层阀芯112可转动地安装在所述下层阀座111内，所述下层阀芯112在所述上层阀芯110的带动下转动且所述上层阀芯112能相对所述下层阀芯110转动，所述上层阀座109和所述下层阀座111固定安装在所述阀外壳内。

所述上层阀座109和所述下层阀座111在对应所述侧端口的位置处形成有相配合的侧端口，所述下层阀芯112在对应所述底端口的位置处形成有底接头119，所述上层阀芯110和所述下层阀芯112均形成有侧开口且二者之间形成有相连通的中间流道，上层阀座109和下层阀座111上的这些端口用于与上层阀芯110和下层阀芯112中的侧开口相连通从而使得不同外部回路导通运行。

所述上层阀芯110和所述下层阀芯112相对于所述阀外壳转动到不同位置使得所述切换阀处于不同的工作模式，在不同的工作模式时所述上层阀芯110、上层阀座109、下层阀芯112和下层阀座111形成与不同端口相连通的至少两个流道，这样就可以利用本实用新型的一个集成式冷却液路切换阀替代现有冷却液拓扑架构中的多个阀门，从而实现冷却液不同回路的连通。

具体地，如图12、图15所示，所述下层阀芯112的顶部形成有间歇传动销116，所述上层阀芯110形成有与所述间歇传动销116配合的间歇传动槽113，这样可以实现上层阀芯110与下层阀芯112之间的空旋转行程，即上层阀芯110在不带动下层阀芯112转动的情况下自身可以转动，具体如后续图21和图22的描述。

具体地，如图13、图14所示，本实施例的上层阀芯110呈圆柱体状且具有空腔，所述上层阀芯110的底面形成有上层阀芯层间开口114，所述上层阀芯层间开口114与所述上层阀芯110的侧开口115相连通。如图16、图18所示，所述下层阀芯112呈圆柱体状，且所述下层阀芯112中的两个侧开口118相连通并与下层阀芯112的底接头119相连通。如图15、图16、图18所示，所述下层阀芯112的顶面形成有下层阀芯层间开口117，所述下层阀芯层间开口117和所述上层阀芯层间开口114相连通形成所述中间流道，从而将上层阀芯110和下层阀芯112联系在一起。

所述上层阀座109和所述下层阀座111均为两端开口的圆筒状，分别将上层阀芯110和下层阀芯112包裹在内，且上层阀芯110、下层阀芯112、上层阀座109和下层阀座111的中心轴线在同一竖直线上。

在不同工作模式下，所述上层阀芯110、所述下层阀芯112和所述阀座形成与不同端口相连通的至少两个流道，且其中一个流道与所述下层阀芯中的底接头119连通。在某些工作模式下，所述流道的两端与外界的不同回路相连接，形成分别独立运行的多个回路。而在某些工作模式下，所述流道的两端与外界的不同回路相连接，其中至少两个回路通过所述切换阀串联运行。

下面仍以背景技术中提到的冷却液拓扑架构为例，对本实施例的切换阀结构进行详细的说明。对图1所示的冷却液拓扑架构中两个三通阀和四通阀靠近元件或换热器的管路分别进行编号，如图3所示。

利用本实用新型实施例的集成式冷却液路切换阀10代替图3中的三个阀门(一号三通阀8、二号三通阀9、四通阀7)，该集成式冷却液路切换阀10为一个集成式的六通阀，如图4所示，该六通阀可以实现图1所示冷却液拓扑架构中三个阀门能实现的所有功能。

如图5、图6、图7所示，本实施例的切换阀10包括执行器101和阀体102，阀体102呈圆柱状，阀体102的阀外壳圆周面分布有五个侧端口，分别为一号端口103、二号端口104、三号端口105、四号端口106、五号端口107，阀外壳的底面分布有底端口，即六号端口108。执行器101安装在阀体102的顶面上。前述六个端口103、104、105、106、107、108用于连接外部的回路，例如冷却回路。

将切换阀10(六通阀)中的执行器101以及阀体102上的阀外壳去除，阀体102的内部如图8、图9、图10和图11所示，分为上层阀座109和上层阀芯110、下层阀座111和下层阀芯112，其中上层阀芯110位于上层阀座109内，下层阀芯112位于下层阀座111内。如图8、图9、图11所示，所述上层阀座109呈圆筒状且其圆周面上形成有两个侧端口103’、104’，这两个侧端口相差180°，其中一个侧端口103’与阀外壳上的一号端口103连通，另一个侧端口104’与阀外壳上的二号端口104连通。同样地，如图8、图9所示，所述下层阀座111也呈圆筒状且其圆周面上形成有三个侧端口105’、106’、107’，这三个侧端口沿周向均匀分布(相邻两个侧端口之间的夹角相等，分别相隔120°)且各侧端口对应的圆心角大致相同，其中一个侧端口105’与阀外壳上的三号端口105连通，一个侧端口106’与阀外壳上的四号端口106连通，一个侧端口107’与阀外壳上的五号端口107连通。

图12至图14为本实施例的作为六通阀的切换阀10中上层阀芯110的结构示意图，图15至图18为本实施例的作为六通阀的切换阀10中下层阀芯112的结构示意图。上层阀芯110为具有空腔的圆柱体状，其顶面形成有与执行器101相联结的连接轴，该连接轴从阀体102的阀外壳伸出并与执行器相连。下层阀芯112也呈圆柱体状，其底面形成有底接头119，该底接头119与阀外壳底部的六号端口108相连通且连接一个贯穿下层阀芯112的流道。

如图13、图14所示，上层阀芯110的底面形成有上层阀芯层间开口114，对应地，如图15、图16所示，下层阀芯112的顶面形成有下层阀芯层间开口117，下层阀芯层间开口117与上层阀芯层间开口114是相互连通的。

如图14所示，上层阀芯110的圆周面均匀地形成有三个侧开口115，相邻两个侧开口115之间的夹角为120°，这三个侧开口115相连通形成一个Y型流道，所述上层阀芯层间开口114与所述Y型流道相连通。如图17所示，下层阀芯112的圆周面形成有四个侧开口118。如图18所示，这四个侧开口118按照顺时针方向分别相隔60°，我们将其分别命名为0°侧开口、60°侧开口、120°侧开口、180°侧开口，其中0°侧开口和180°侧开口相连通，角度相差180°且与底接头119相连通，60°侧开口位于从0°侧开口顺时针旋转60°的位置，120°侧开口位于从0°侧开口顺时针旋转120°的位置，60°侧开口与120°侧开口是相互连通的且同时与下层阀芯层间开口117相连通，如图14、图15所示。即0°侧开口与180°侧开口两个侧开口连通形成一个直线流道，60°侧开口和120°侧开口两个侧开口连通形成一个C型流道，所述下层阀芯110的底接头119与所述直线流道连通，所述下层阀芯层间开口117与所述C型通道连通同时还与所述上层阀芯层间开口114相连通。

如图19所示，当下层阀芯112的0°侧开口118与下层阀座111上连接五号端口107的侧端口107’对齐连通时，与下层阀芯112的底接头119连通的六号端口108与五号端口107之间的流道导通，六号端口108与五号端口107分别与外界连接的回路导通，此时下层阀座111上连接四号端口106的侧端口106’与下层阀芯112的120°侧开口118对齐连通，这样四号端口106就与下层阀芯层间开口117连通。

下层阀芯层间开口117与上层阀芯层间开口114是相互连通的,也就是说下层阀座111的三个侧端口105’、106’、107’都可以选择性地与下层阀芯112的60°侧开口118或120°侧开口118进行连通，并通过下层阀芯层间开口117和上层阀芯层间开口114连通至上层阀芯110。

如图12、图13和图14所示，上层阀芯110形成有贯穿上下的两个间歇传动槽113，这两个间歇传动槽113分布在上层阀芯层间开口114的两侧且关于上层阀芯110的圆心呈中心对称，对应地，下层阀芯112的顶面形成有两个与间歇传动槽113配合的间歇传动销116，如图15所示。

如图20、图21所示，上层阀座109的圆周面上的两个侧端口103’、104’相差180°，而上层阀芯110的圆周面上均匀分布的三个侧开口115夹角均为120°，因此为了实现上层阀芯110在一号端口103和二号端口104进行选择性地切换，上层阀芯110需要在间歇传动销116和间歇传动槽113的容许方向上转动60°。例如，在图20所示状态中，上层阀芯110的一个侧开口与上层阀座109中连接二号端口104的侧端口104’对齐连通，此时一号端口103被关闭，二号端口104被打开。下层阀芯112不动，而上层阀芯110逆时针转动60°，切换阀的状态如图21所示，上层阀芯110的另一个侧开口与上层阀座109中连接一号端口103的侧端口103’对齐连通，此时一号端口103被打开，二号端口104被关闭。

此外，如果在间歇传动机构(间歇传动槽和间歇传动销)的容许范围内调整，可以对一号端口103和二号端口104的开度进行比例调节，如图22所示。

这样上下两层阀芯与上下两层阀座相互配合，就可以实现下层阀芯112的底接头119与下层阀座111的任一侧端口105’、106’、107’连通，然后下层阀座111的剩余两个侧端口再任选其一通过两个层间开口114、117与上层阀座109的侧端口103’、104’进行选择或者比例调节。

下面结合图2a至图2h对本实施例中作为六通阀的切换阀应用在图4所示的热管理***(冷却液拓扑架构)时的不同工作模式进行说明。

如图4所示，本实施例的热管理***包括集成式冷却液路切换阀10、两端与切换阀的六号端口108和五号端口107分别连通的第一回路、两端与切换阀的六号端口108和三号端口105分别连通的第二回路、两端与切换阀的四号端口106和二号端口104分别连通的第三回路、两端与切换阀的四号端口106和一号端口103分别连通的第四回路。所述第一回路包括串联的一号泵1以及第一元件3，所述第二回路包括串联的一号泵1、第一元件3以及第一换热器5，所述第三回路包括串联的二号泵2以及第二元件4，所述第四回路包括串联的二号泵2、第二元件4以及第二换热器6。

当热管理***处于图2a所示的工作模式时，下层阀芯112的0°侧开口118与下层阀座111的侧端口107’对齐，与六号端口108连通的底接头119通过0°侧开口118和与下层阀座111的侧端口107’连通的五号端口107连通，如图23a所示；下层阀芯112的120°侧开口118与下层阀座111的侧端口106’对齐，同时120°侧开口118与下层阀芯层间开口117连通，下层阀芯层间开口117与上层阀芯层间开口114相连通，上层阀芯110的一个侧开口115与上层阀座109的侧端口103’对齐，这样与上层阀座109的侧端口103’连通的一号端口103和与下层阀座111的侧端口106’连通的四号端口106连通，如图23a、图23b所示。在此情况下，第一回路的两端通过五号端口107、下层阀座111的侧端口107’、下层阀芯112的0°侧开口118、下层阀芯112的底接头119、六号端口108依次连通，第四回路的两端通过四号端口106、下层阀座111的侧端口106’、下层阀芯112的120°侧开口118、下层阀芯层间开口117、上层阀芯层间开口114、上层阀芯110的一个侧开口115、上层阀座109的侧端口103’、一号端口103依次连通，此时第一回路和第四回路分别独立运行。

当热管理***处于图2b所示的工作模式时，下层阀芯112的0°侧开口118与下层阀座111的侧端口107’对齐，与六号端口108连通的底接头119通过0°侧开口118和与下层阀座111的侧端口107’连通的五号端口107连通，如图24a所示；下层阀芯112的120°侧开口118与下层阀座111的侧端口106’对齐，同时120°侧开口118与下层阀芯层间开口117连通，下层阀芯层间开口117与上层阀芯层间开口114相连通，上层阀芯110的一个侧开口115与上层阀座109的侧端口104’对齐，这样与上层阀座109的侧端口104’连通的二号端口104和与下层阀座111的侧端口106’连通的四号端口106连通，如图24a、图24b所示。在此情况下，第一回路的两端通过五号端口107、下层阀座111的侧端口107’、下层阀芯112的0°侧开口118、下层阀芯112的底接头119、六号端口108依次连通，第三回路的两端通过四号端口106、下层阀座111的侧端口106’、下层阀芯112的120°侧开口118、下层阀芯层间开口117、上层阀芯层间开口114、上层阀芯110的一个侧开口115、上层阀座109的侧端口104’、二号端口104依次连通，此时第一回路和第三回路分别独立运行。

当热管理***处于图2c所示的工作模式时，下层阀芯112的180°侧开口118与下层阀座111的侧端口105’对齐，与六号端口108连通的底接头119通过180°侧开口118和与下层阀座111的侧端口105’连通的三号端口105连通，如图25a所示；下层阀芯112的60°侧开口118与下层阀座111的侧端口106’对齐，同时60°侧开口118与下层阀芯层间开口117连通，下层阀芯层间开口117与上层阀芯层间开口114相连通，上层阀芯110的一个侧开口115与上层阀座109的侧端口103’对齐，这样与上层阀座109的侧端口103’连通的一号端口103和与下层阀座111的侧端口106’连通的四号端口106连通，如图25a、图25b所示。在此情况下，第二回路的两端通过三号端口105、下层阀座111的侧端口105’、下层阀芯112的180°侧开口118、下层阀芯112的底接头119、六号端口108依次连通，第四回路的两端通过四号端口106、下层阀座111的侧端口106’、下层阀芯112的60°侧开口118、下层阀芯层间开口117、上层阀芯层间开口114、上层阀芯110的一个侧开口115、上层阀座109的侧端口103’、一号端口103依次连通，此时第二回路和第四回路分别独立运行。

当热管理***处于图2d所示的工作模式时，下层阀芯112的180°侧开口118与下层阀座111的侧端口105’对齐，与六号端口108连通的底接头119通过180°侧开口118和与下层阀座111的侧端口105’连通的三号端口105连通，如图26a所示；下层阀芯112的60°侧开口118与下层阀座111的侧端口106’对齐，同时60°侧开口118与下层阀芯层间开口117连通，下层阀芯层间开口117与上层阀芯层间开口114相连通，上层阀芯110的一个侧开口115与上层阀座109的侧端口104’对齐，这样与上层阀座109的侧端口104’连通的二号端口104和与下层阀座111的侧端口106’连通的四号端口106连通，如图26a、图26b所示。在此情况下，第二回路的两端通过三号端口105、下层阀座111的侧端口105’、下层阀芯112的180°侧开口118、下层阀芯112的底接头119、六号端口108依次连通，第三回路的两端通过四号端口106、下层阀座111的侧端口106’、下层阀芯112的60°侧开口118、下层阀芯层间开口117、上层阀芯层间开口114、上层阀芯110的一个侧开口115、上层阀座109的侧端口104’、二号端口104依次连通，此时第二回路和第三回路分别独立运行。

当热管理***处于图2e所示的工作模式时，下层阀芯112的180°侧开口118与下层阀座111的侧端口106’对齐，与六号端口108连通的底接头119通过180°侧开口118和与下层阀座111的侧端口106’连通的四号端口106连通，如图27a所示；下层阀芯112的60°侧开口118与下层阀座111的侧端口107’对齐，同时60°侧开口118与下层阀芯层间开口117连通，下层阀芯层间开口117与上层阀芯层间开口114相连通，上层阀芯110的一个侧开口115与上层阀座109的侧端口103’对齐，这样与上层阀座109的侧端口103’连通的一号端口103和与下层阀座111的侧端口107’连通的五号端口107连通，如图27a、图27b所示。在此情况下，第一回路和第四回路通过六号端口108、下层阀芯112的底接头119、下层阀芯112的180°侧开口118、下层阀座111的侧端口106’、四号端口106、一号端口103、上层阀座109的侧端口103’、上层阀芯110的一个侧开口115、上层阀芯层间开口114、下层阀芯层间开口117、下层阀芯112的60°侧开口118、下层阀座111的侧端口107’、五号端口107连通，此时第一回路和第四回路通过六通阀串联运行。

当热管理***处于图2f所示的工作模式时，下层阀芯112的180°侧开口118与下层阀座111的侧端口106’对齐，与六号端口108连通的底接头119通过180°侧开口118和与下层阀座111的侧端口106’连通的四号端口106连通，如图28a所示；下层阀芯112的60°侧开口118与下层阀座111的侧端口107’对齐，同时60°侧开口118与下层阀芯层间开口117连通，下层阀芯层间开口117与上层阀芯层间开口114相连通，上层阀芯110的一个侧开口115与上层阀座109的侧端口104’对齐，这样与上层阀座109的侧端口104’连通的二号端口104和与下层阀座111的侧端口107’连通的五号端口107连通，如图28a、图28b所示。在此情况下，第一回路和第三回路通过六号端口108、下层阀芯112的底接头119、下层阀芯112的180°侧开口118、下层阀座111的侧端口106’、四号端口106、二号端口104、上层阀座109的侧端口104’、上层阀芯110的一个侧开口115、上层阀芯层间开口114、下层阀芯层间开口117、下层阀芯112的60°侧开口118、下层阀座111的侧端口107’、五号端口107连通，此时第一回路和第三回路通过六通阀串联运行。

当热管理***处于图2g所示的工作模式时，下层阀芯112的0°侧开口118与下层阀座111的侧端口106’对齐，与六号端口108连通的底接头119通过0°侧开口118和与下层阀座111的侧端口106’连通的四号端口106连通，如图29a所示；下层阀芯112的120°侧开口118与下层阀座111的侧端口105’对齐，同时120°侧开口118与下层阀芯层间开口117连通，下层阀芯层间开口117与上层阀芯层间开口114相连通，上层阀芯110的一个侧开口115与上层阀座109的侧端口103’对齐，这样与上层阀座109的侧端口103’连通的一号端口103和与下层阀座111的侧端口105’连通的三号端口105连通，如图29a、图29b所示。在此情况下，第二回路和第四回路通过六号端口108、下层阀芯112的底接头119、下层阀芯112的0°侧开口118、下层阀座111的侧端口106’、四号端口106、一号端口103、上层阀座109的侧端口103’、上层阀芯110的一个侧开口115、上层阀芯层间开口114、下层阀芯层间开口117、下层阀芯112的120°侧开口118、下层阀座111的侧端口105’、三号端口105连通，此时第二回路和第四回路通过六通阀串联运行。

当热管理***处于图2h所示的工作模式时，下层阀芯112的0°侧开口118与下层阀座111的侧端口106’对齐，与六号端口108连通的底接头119通过0°侧开口118和与下层阀座111的侧端口106’连通的四号端口106连通，如图30a所示；下层阀芯112的120°侧开口118与下层阀座111的侧端口105’对齐，同时120°侧开口118与下层阀芯层间开口117连通，下层阀芯层间开口117与上层阀芯层间开口114相连通，上层阀芯110的一个侧开口115与上层阀座109的侧端口104’对齐，这样与上层阀座109的侧端口104’连通的二号端口104和与下层阀座111的侧端口105’连通的三号端口105连通，如图30a、图30b所示。在此情况下，第二回路和第三回路通过六号端口108、下层阀芯112的底接头119、下层阀芯112的0°侧开口118、下层阀座111的侧端口106’、四号端口106、二号端口104、上层阀座109的侧端口104’、上层阀芯110的一个侧开口115、上层阀芯层间开口114、下层阀芯层间开口117、下层阀芯112的120°侧开口118、下层阀座111的侧端口105’、三号端口105连通，此时第二回路和第三回路通过六通阀串联运行。

第二实施例

与第一实施例不同之处在于，本实施例的阀座外不设置阀外壳，所述阀座可以为为一体式结构，所述阀座为两端封闭的圆柱体状，所述上层阀芯的连接轴从靠近上层阀芯顶部的阀座端面伸出，所述底接头从靠近下层阀芯底部的阀座端面伸出。

或者，所述阀座分为上层阀座和下层阀座，所述上层阀座为顶部封闭底部开放的圆柱体状，所述下层阀座为顶部开放底部封闭的圆柱体状，所述连接轴从所述上层阀座的封闭端面伸出，所述底接头从所述下层阀座的封闭端面伸出，所述上层阀芯可转动地安装在所述上层阀座内，所述下层阀芯可转动地安装在所述下层阀座内。

本实用新型的集成式冷却液路切换阀合理设置上下两层阀芯中的侧开口以及上下两个阀座和阀外壳上用于连通外界回路的端口，通过改变上层阀芯与上层阀座之间的相对位置、下层阀芯与下层阀座之间的相对位置以及上层阀芯与下层阀芯之间的相对位置就能实现利用一个阀门满足复杂冷却液拓扑架构的多个功能需求，例如多个回路自由切换、多个回路独立运行以及多个回路串联运行等。本实用新型可以简化冷却液拓扑架构中的复杂管路配置，减少阀门的使用数量，从而使得冷却液管路切换装置体积更加紧凑、占用空间小、成本显著降低。

以上通过具体实施例对本实用新型进行了详细的说明，该实施例仅仅是本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不局限于上述实施方式。在不脱离本实用新型原理的情况下，本领域的技术人员对拆卸盘和手柄的连接结构、拆卸盘的形状及槽口的数量、形状、规格等做出的等效置换和改进，均应视为在本实用新型所保护的技术范畴内。

Claims (15)

1.一种集成式冷却液路切换阀，所述切换阀的阀体包括阀座和阀芯，所述阀芯和所述阀座之间形成多个流道，所述阀芯在所述阀座内旋转到不同位置而导通不同的流道，使得所述切换阀连通不同的外部回路，其特征在于，所述阀芯分为上层阀芯和下层阀芯，所述下层阀芯在所述上层阀芯的带动下相对所述阀座转动且所述上层阀芯能相对所述下层阀芯转动；所述阀座的圆周面上形成有多个侧端口，且所述阀座靠近所述下层阀芯的端面上形成有底端口；所述下层阀芯在对应所述底端口的位置处形成有底接头，所述上层阀芯和所述下层阀芯均形成有侧开口且二者之间形成有相连通的中间流道。

2.根据权利要求1所述的集成式冷却液路切换阀，其特征在于，所述切换阀还包括执行器，所述执行器安装在靠近上层阀芯的阀座端面上，所述上层阀芯在所述执行器的带动下转动，所述上层阀芯的顶部具有与所述执行器相连的连接轴。

3.根据权利要求2所述的集成式冷却液路切换阀，其特征在于，所述阀座为一体式结构，所述阀座为两端封闭的圆柱体状，所述连接轴从靠近上层阀芯顶部的阀座端面伸出，所述底接头从靠近下层阀芯底部的阀座端面伸出。

4.根据权利要求2所述的集成式冷却液路切换阀，其特征在于，所述阀座分为上层阀座和下层阀座，所述上层阀座为顶部封闭底部开放的圆柱体状，所述下层阀座为顶部开放底部封闭的圆柱体状，所述连接轴从所述上层阀座的封闭端面伸出，所述底接头从所述下层阀座的封闭端面伸出，所述上层阀芯可转动地安装在所述上层阀座内，所述下层阀芯可转动地安装在所述下层阀座内。

5.根据权利要求2所述的集成式冷却液路切换阀，其特征在于，所述阀座固定安装在两端封闭的一阀外壳内，所述阀外壳在对应所述侧端口和所述底端口的位置均设有连接外部回路的接头，所述连接轴从靠近上层阀芯顶部的阀外壳顶端面伸出，所述底接头从靠近下层阀芯底部的阀外壳底端面伸出。

6.根据权利要求5所述的集成式冷却液路切换阀，其特征在于，所述阀座为一体式且两端开口的圆筒状，或者分为两端开口的上层阀座和下层阀座。

7.根据权利要求1所述的集成式冷却液路切换阀，其特征在于，所述下层阀芯的顶部形成有间歇传动销，所述上层阀芯形成有与所述间歇传动销配合的间歇传动槽。

8.根据权利要求1所述的集成式冷却液路切换阀，其特征在于，所述上层阀芯的底面形成有上层阀芯层间开口，所述上层阀芯层间开口与所述上层阀芯的侧开口相连通，所述下层阀芯中的两个侧开口相连通并与下层阀芯的底接头相连通，所述下层阀芯的顶面形成有下层阀芯层间开口，所述下层阀芯层间开口和所述上层阀芯层间开口相连通形成所述中间流道。

9.根据权利要求1所述的集成式冷却液路切换阀，其特征在于，在不同工作模式下，所述上层阀芯、所述下层阀芯的不同侧开口与所述阀座的不同侧端口连通形成至少两个流道，且其中一个流道与所述下层阀芯中的底接头连通。

10.根据权利要求9所述的集成式冷却液路切换阀，其特征在于，每个流道与不同的外部回路相连接，且所述外部回路通过所述切换阀分别独立运行。

11.根据权利要求9所述的集成式冷却液路切换阀，其特征在于，每个流道与不同的外部回路相连接，其中至少两个外部回路通过所述切换阀串联运行。

12.根据权利要求1所述的集成式冷却液路切换阀，其特征在于，所述切换阀为六通阀，所述阀座在所述上层阀芯外的圆周面设有两个侧端口并在所述下层阀芯外的圆周面设有三个侧端口，同时在靠近下层阀芯的端面上形成一个底端口；

所述上层阀芯的圆周面设有三个侧开口且靠近所述下层阀芯的端面设有上层阀芯层间开口，所述三个侧开口相连通形成一个Y型流道，所述上层阀芯层间开口与所述Y型流道连通；

所述下层阀芯的圆周面设有四个侧开口且靠近所述上层阀芯的端面设有下层阀芯层间开口，两个侧开口连通形成一个直线流道，其余两个侧开口连通形成一个C型流道，所述下层阀芯的底接头与所述直线流道连通，所述下层阀芯层间开口与所述C型流道连通同时还与所述上层阀芯层间开口相连通。

13.根据权利要求12所述的集成式冷却液路切换阀，其特征在于，

所述阀座分为上层阀座和下层阀座，所述上层阀芯位于所述上层阀座内，所述下层阀芯位于所述下层阀座内；所述上层阀座的圆周面均匀分布两个侧端口，所述下层阀座的圆周面均匀分布三个侧端口；

所述上层阀芯的三个侧开口均匀分布在圆周面上，所述下层阀芯的四个侧开口按照顺时针方向依次相隔60°。

14.根据权利要求12所述的集成式冷却液路切换阀，其特征在于，所述上层阀芯形成有贯穿上下的两个间歇传动槽，所述间歇传动槽分布在上层阀芯层间开口的两侧且关于上层阀芯的圆心中心对称，所述下层阀芯的顶面形成有两个与间歇传动槽配合的间歇传动销，所述上层阀芯在间歇传动销和间歇传动槽的容许方向上相对所述下层阀芯可转动60°。

15.一种热管理***，其特征在于，所述热管理***包括权利要求1至权利要求14中任一项所述的集成式冷却液路切换阀。

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