换向阀及用于电动设备的热管理系统的制作方法



1.本发明涉及电动车技术领域,具体涉及一种换向阀及用于电动设备的热管理系统。


背景技术:



2.对于电动汽车,其热管理系统通常主要由电池组件热管理回路和电驱动组件热管理回路组成。
3.其中,所述电池组件热管理回路用于调节电池组件的温度,由于电池通常对温度较为敏感,现有的电池一般只能在20℃~35℃的温度范围间工作,因此,所述电池组件热管理回路需要同时具有冷却和加热功能。为此,通常在所述电池组件热管理回路中设置有电池冷却器(chiller)、散热器(radiator&fan)和ptc(positive temperature coefficient,正温度系数)加热器,其中,所述电池冷却器用于冷却高温状态下的所述电池,所述散热器用于与环境换热以冷却处于不太高温度状态下的所述电池,所述车载加热器用于加热低温状态下的所述电池,从而保证所述电池处于适宜的工作温度范围区间内。
4.所述电驱动组件热管理回路通常用于降低电驱动组件的温度,以防止所述电驱动组件温度过高。通常地,在所述电驱动组件热管理回路中设置有散热器(radiator&fan),以用于对所述电驱动组件进行冷却。
5.通常地,所述电池组件热管理回路和所述电驱动组件热管理回路是分别独立设置的,因而需要分别为所述电池组件热管理回路和所述电驱动组件热管理回路设置所述散热器,导致所述热管理系统需要占用较大的安装空间。


技术实现要素:



6.本发明的目的在于解决现有技术的不足,提供一种换向阀及用于电动设备的热管理系统,其中,所述换向阀用于提供回路间的切换。
7.为了实现上述目的,提供一种换向阀,用于提供回路切换,所述换向阀包括阀体和阀芯。
8.其中,所述阀体上沿所述阀体的周向均匀设置有至少三个接口部,所述接口部用于配置在管路中以形成回路,每个所述接口部均包括有相邻设置的一输入接口端和一输出接口端;在所述的至少三个接口部中,所述输入接口端以预设周向角度间隔设置,所述输出接口端也以所述预设周向角度间隔设置。
9.所述阀芯与所述阀体同轴设置且可绕轴线相对于所述阀体旋转,所述阀芯上对应于所述接口部沿所述阀芯的周向均匀设置有至少三个第一对接部,每个所述第一对接部均包括有相邻设置的一第一输入对接端和一第一输出对接端以对应所述输入接口端和所述输出接口端;在所述的至少三个第一对接部中,每个所述第一输入对接端能够与每个所述第一输出对接端选择性地相连通,并且至少其中一个所述第一对接部的所述第一输入对接端和所述第一输出对接端分别与另一个所述第一对接部的所述第一输入对接端和所述第
一输出对接端对应连通。
10.本发明还提供一种用于电动设备的热管理系统,所述电动设备包括电池组件和电驱动组件,所述用于电动设备的热管理系统包括第一热管理支路、第二热管理支路、第三热管理支路以及所述换向阀。
11.其中,所述第一热管理支路中配置有所述电池组件、一加热装置、一冷却装置的换热介质侧和一第一循环动力装置;所述第二热管理支路中配置有一散热装置;所述第三热管理支路中配置有所述电驱动组件和一第二循环动力装置。
12.所述换向阀的所述接口部的数量为三个,所述第一对接部的数量相对应地为三个。其中一个所述第一对接部的所述第一输入对接端与所述第一输出对接端相互连通,三个所述接口部分别与所述第一热管理支路、所述第二热管理支路和所述第三热管理支路的两端连通。
13.本发明具有至少如下有益效果:
14.在所述换向阀中,通过相对于所述阀体旋转所述阀芯,可使不同的所述对接部移动至与不同的所述接口部一一对应连通的位置,并实现所述接口部所在管路的不同连通状态,从而通过一个所述换向阀,即能切换多个所述接口部的导通连接状态,进而改变所述接口部所在管路的连通状态以形成不同回路,有助于减少管路中阀门等开关部件的设置数量,并减少用于相对应地驱动各个所述阀门等开关部件而设置的执行器的数量,进而能减少占用空间并降低成本。
15.在所述用于电动设备的热管理系统,由于采用了所述换向阀,因此可减少管路中阀门等开关部件的设置数量,并减少用于相对应地驱动各个所述阀门等开关部件而设置的执行器的数量,进而能减少占用空间并降低成本。
16.并且,所述电池组件和所述电驱动组件共用所述散热装置,在所述电动设备中无需为所述电池组件和所述电驱动组件分别设置所述散热装置,减少了所述散热装置的设置数量,有助于减少所述用于电动设备的热管理系统的占用空间并减少成本,尤其适用于电动车,可减少电动车的热管理系统的占用空间并减少成本。
附图说明
17.图1示例性示出本发明中第一种结构的所述换向阀在第一位置的示意图。
18.图2示例性示出图1中所述阀体的结构示意图。
19.图3示例性示出图1中所述阀芯的结构示意图。
20.图4示例性示出图1中所述换向阀在第二位置的示意图。
21.图5示例性示出图1中所述换向阀在第三位置的示意图。
22.图6示例性示出本发明中第二种结构的所述换向阀在第一位置的示意图。
23.图7示例性示出图6中所述阀芯的结构示意图。
24.图8示例性示出图6中所述换向阀在第四位置的示意图。
25.图9示例性示出图6中所述换向阀在第五位置的示意图。
26.图10示例性示出图6中所述换向阀在第六位置的示意图。
27.图11示例性示出采用图1中所述换向阀的用于电动设备的热管理系统的示意图。
28.图12示例性示出采用图6中所述换向阀的用于电动设备的热管理系统的示意图。
29.图13示例性示出在图12的基础上增加第四热管理支路的用于电动设备的热管理系统的示意图。
30.图14示例性示出图12所示的用于电动设备的热管理系统处于第一模式的示意图。
31.图15示例性示出图12所示的用于电动设备的热管理系统处于第二模式的示意图。
32.图16示例性示出图12所示的用于电动设备的热管理系统处于第三模式的示意图。
33.图17示例性示出图12所示的用于电动设备的热管理系统处于第四模式的示意图。
34.图18示例性示出图12所示的用于电动设备的热管理系统处于第五模式的示意图。
35.图19示例性示出图12所示的用于电动设备的热管理系统处于第六模式的示意图。
36.图20示例性示出图12所示的用于电动设备的热管理系统处于第七模式的示意图。
37.图21示例性示出图12所示的用于电动设备的热管理系统处于第八模式的示意图。
38.图22示例性示出图12所示的用于电动设备的热管理系统处于第九模式的示意图。
39.图23示例性示出图12所示的用于电动设备的热管理系统处于第十模式的示意图。
40.图24示例性示出图12所示的用于电动设备的热管理系统处于第十一模式的示意图。
41.图25示例性示出图12所示的用于电动设备的热管理系统处于第十二模式的示意图。
42.图中:100-阀体 110a,110b,110c-接口部 111a,111b,111c-输入接口端112a,112b,112c-输出接口端 120.接口件 130.弹性件 140.密封件;
43.200-阀芯 210a,210b,210c-第一对接部 211a,211b,211c-第一输入对接端 212a,212b,212c-第一输出对接端 220a,220b-第二对接部 221a,221b-第二输入对接端 222a,222b-第二输出对接端;
44.300-第一热管理支路 320-冷却装置 330-加热装置 340-电池组件350-第一循环动力装置;
45.400-第二热管理支路 410-散热装置;
46.500-第三热管理支路 510-电驱动组件 511-电机 512-逆变器 513-dc/dc变换器 514-车载充电器 520-第二循环动力装置;
47.600-第四热管理支路 610-热泵装置。
具体实施方式
48.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,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,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做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。
49.参见图1至图10所示,本实施例提供一种换向阀,用于提供回路切换,所述换向阀包括阀体100和阀芯200。
50.其中,所述阀体100上沿所述阀体100的周向均匀设置有至少三个接口部,所述接口部用于配置在管路中以形成回路,每个所述接口部均包括有相邻设置的一输入接口端和一输出接口端;在所述的至少三个接口部中,所述输入接口端以预设周向角度间隔设置,所述输出接口端也以所述预设周向角度间隔设置。
51.所述阀芯200与所述阀体100同轴设置且可绕轴线相对于所述阀体100旋转,所述阀芯200上对应于所述接口部沿所述阀芯200的周向均匀设置有至少三个第一对接部,每个所述第一对接部均包括有相邻设置的一第一输入对接端和一第一输出对接端以对应所述输入接口端和所述输出接口端;在所述的至少三个第一对接部中,每个所述第一输入对接端能够与每个所述第一输出对接端选择性地相连通,并且至少其中一个所述第一对接部的所述第一输入对接端和所述第一输出对接端分别与另一个所述第一对接部的所述第一输入对接端和所述第一输出对接端对应连通。
52.其中,所述阀芯200可绕轴线旋转以调节所述第一对接部至各个与所述接口部一一对应连通的位置,以提供回路切换。
53.其中,每个所述接口部均包括有相邻设置的一所述输入接口端和一所述输出接口端,所述输入接口端和所述输出接口端之间的对称轴即为所述接口部的对称轴。所述阀体100上沿所述阀体100的周向均匀设置有至少三个接口部,即在所述阀体100上,每相邻两个所述接口部的对称轴之间的夹角均是相同的。
54.同样地,每个所述第一对接部均包括有相邻设置的一所述第一输入对接端和一所述第一输出对接端,所述第一输入对接端和所述第一输出对接端之间的对称轴即为所述第一对接部的对称轴。所述阀芯200上对应于所述接口部沿所述阀芯200的周向均匀设置有至少三个第一对接部,即在所述阀芯200上,对应于所述接口部的数量设置有所述第一对接部,且每相邻两个所述第一对接部的对称轴之间的夹角均是相同的。
55.由于所述第一对接部对应于所述接口部设置,因此所述第一对接部的数量与所述接口部的数量相对应,并且所述输入接口端、所述输出接口端、所述第一输入对接端、所述第一输出对接端均以所述预设周向角度间隔设置,因此所述接口部和所述第一对接部能一一对应连通,即每个所述接口部的所述输入接口端可与一相对应的所述第一对接部的所述第一输入对接端连通,且每个所述接口部的所述输出接口端可与一相对应的所述第一对接部的所述第一输出对接端连通。
56.并且,所述接口部沿所述阀体100的周向均匀设置于所述阀体100上,所述对接部对应于所述接口部沿所述阀芯200的周向均匀设置于所述阀芯200上,因而在相对于所述阀体100旋转所述阀芯200以调节一所述接口部至与任一所述对接部对应连通的位置时,其余所述接口部同时能与其余所述对接部一一对应连通,从而对回路进行切换。
57.每个所述第一输入对接端能够与每个所述第一输出对接端选择性地相连通,即每一所述第一输入对接端均连通至且仅连通至一个所述第一输出对接端,且每一所述第一输出对接端均连通至且仅连通至一个所述第一输入对接端。
58.至少其中一个所述第一对接部的所述第一输入对接端和所述第一输出对接端分别与另一个所述第一对接部的所述第一输入对接端和所述第一输出对接端对应连通,即至少其中一个所述第一对接部的所述第一输入对接端连通至另一个所述第一对接部的所述第一输出对接端,并且另一个所述第一对接部的所述输入对接端连通至该其中一个所述第一对接部的所述第一输出对接端。
59.可知,通过相对于所述阀体100旋转所述阀芯200,可使不同的所述对接部移动至与不同的所述接口部一一对应连通的位置,并实现所述接口部所在管路的不同连通状态,从而通过一个换向阀,即能切换多个所述接口部的导通连接状态,进而改变所述接口部所
在管路的连通状态以形成不同回路,有助于减少管路中阀门等开关部件的设置数量,并减少用于相对应地驱动各个所述阀门等开关部件而设置的执行器的数量,进而能减少占用空间并降低成本。
60.在一些实施例中,所述阀体100上沿所述阀体100的周向均匀设置有三个所述接口部,所述阀芯200上对应于所述接口部沿所述阀芯200的周向均匀设置有三个所述第一对接部,所述预设周向角度为120
°

61.其中,一个所述第一对接部的所述第一输入对接端与所述第一输出对接端相互连通。
62.具体地讲,参见图1和图2所示,在所述阀体100上沿所述阀体100的周向均匀设置有三个所述接口部,分别为接口部110a、接口部110b和接口部110c。相邻两个所述接口部之间的夹角为120
°
,即所述接口部110a和所述接口部110b之间的夹角为120
°
,所述接口部110b和所述接口部110c之间的夹角为120
°
,且所述接口部110c和所述接口部110a之间的夹角为120
°

63.其中,所述接口部110a包括有输入接口端111a和输出接口端112a,所述输入接口端111a和所述输出接口端112a之间的夹角为30
°
;所述接口部110b包括有输入接口端111b和输出接口端112b,所述输入接口端111b和所述输出接口端112b之间的夹角为30
°
;所述接口部110c包括有输入接口端111c和输出接口端112c,所述输入接口端111c和所述输出接口端112c之间的夹角为30
°

64.并且,所述输入接口端111a和输入接口端111b之间的夹角为120
°
,所述输入接口端111b和输入接口端111c之间的夹角为120
°
,所述输入接口端111c和输入接口端111a之间的夹角为120
°
;所述输出接口端112a和输出接口端112b之间的夹角为120
°
,所述输出接口端112b和输出接口端112c之间的夹角为120
°
,所述输出接口端112c和输出接口端112a之间的夹角为120
°

65.相对应地,参见图1和图3所示,所述阀芯200上沿所述阀芯200的周向均匀设置有三个所述第一对接部,分别为第一对接部210a、第一对接部210b和第一对接部210c。相邻两个所述第一对接部之间的夹角为120
°
,即所述第一对接部210a和所述第一对接部210b之间的夹角为120
°
,所述第一对接部210b和所述第一对接部210c之间的夹角为120
°
,且所述第一对接部210c和所述第一对接部210a之间的夹角为120
°

66.其中,所述第一对接部210a包括有第一输入对接端211a和第一输出对接端212a,所述第一输入对接端211a和所述第一输出对接端212a之间的夹角为30
°
;所述第一对接部210b包括有第一输入对接端211b和第一输出对接端212b,所述第一输入对接端211b和所述第一输出对接端212b之间的夹角为30
°
;所述第一对接部210c包括有第一输入对接端211c和第一输出对接端212c,所述第一输入对接端211c和所述第一输出对接端212c之间的夹角为30
°

67.并且,所述第一输入对接端211a和第一输入对接端211b之间的夹角为120
°
,所述第一输入对接端211b和第一输入对接端211c之间的夹角为120
°
,所述第一输入对接端211c和第一输入对接端211a之间的夹角为120
°
;所述第一输出对接端212a和第一输出对接端212b之间的夹角为120
°
,所述第一输出对接端212b和第一输出对接端212c之间的夹角为120
°
,所述第一输出对接端212c和第一输出对接端212a之间的夹角为120
°

68.并且,所述第一输入对接端211a和所述第一输出对接端212a之间通过管路连通;所述第一对接部210b和所述第一对接部210c对应连通,即所述第一输入对接端211b和所述第一输出对接端212c之间通过管路连通,且所述第一输出对接端212b和所述第一输入对接端211c之间通过管路连通。
69.所述换向阀具有如下三个导通位置,即第一位置、第二位置和第三位置。
70.在第一位置,参见图1所示,所述接口部110a与所述第一对接部210a、所述接口部110b与所述第一对接部210b、所述接口部110c与所述第一对接部210c一一对应连通,所述接口部110a所在管路形成一自循环回路,所述接口部110b所在管路和所述接口部110c所在管路相连以形成一循环回路。即,所述输入接口端111a与所述第一输入对接端211a连通,所述输出接口端112a与所述第一输出对接端212a连通;所述输入接口端111b与所述第一输入对接端211b连通,所述输出接口端112b与所述第一输出对接端212b连通;所述输入接口端111c与所述第一输入对接端211c连通,所述输出接口端112c与所述第一输出对接端212c连通。
71.在第二位置,参见图4所示,所述阀芯200由所述第一位置相对于所述阀体100顺时针旋转120
°
,使得所述接口部110a与所述第一对接部210c、所述接口部110b与所述第一对接部210a、所述接口部110c与所述第一对接部210b一一对应连通,所述接口部110b所在管路形成一自循环回路,所述接口部110a所在管路和所述接口部110c所在管路相连以形成一循环回路。即,所述输入接口端111a与所述第一输入对接端211c连通,所述输出接口端112a与所述第一输出对接端212c连通;所述输入接口端111b与所述第一输入对接端211a连通,所述输出接口端112b与所述第一输出对接端212a连通;所述输入接口端111c与所述第一输入对接端211b连通,所述输出接口端112c与所述第一输出对接端212b连通。
72.在第三位置,参见图5所示,所述阀芯200由所述第二位置相对于所述阀体100顺时针旋转120
°
,使得所述接口部110a与所述第一对接部210b、所述接口部110b与所述第一对接部210c、所述接口部110c与所述第一对接部210a一一对应连通,所述接口部110c所在管路形成一自循环回路,所述接口部110a所在管路和所述接口部110b所在管路相连以形成一循环回路。即,所述输入接口端111a与所述第一输入对接端211b连通,所述输出接口端112a与所述第一输出对接端212b连通;所述输入接口端111b与所述第一输入对接端211c连通,所述输出接口端112b与所述第一输出对接端212c连通;所述输入接口端111c与所述第一输入对接端211a连通,所述输出接口端112c与所述第一输出对接端212a连通。
73.可知,在所述换向阀具有三个所述接口部和三个所述第一对接部时,通过一个所述换向阀的设置,即能实现上述三种回路状态的导通切换,有助于减少阀门及相应的执行机构的设置数量,减少占用空间并降低成本。
74.在一些实施例中,在所述阀芯200上还设置有沿所述阀芯200的周向布置的至少一个第二对接部,所述第二对接部包括相邻设置、且相互连通的一第二输入对接端和一第二输出对接端。
75.并且,所述阀芯200可绕轴线旋转以调节至少一个所述第二对接部至与所述接口部对应连通的位置,即通过所述阀芯200相对于所述阀体100的旋转,使得至少一个所述第二对接部的所述第二输入对接端和所述第二输出对接端分别能与旋转后对应位置处的所述接口部的所述输入接口端和所述输出接口端连通。
76.具体地讲,在设置有一个所述第二对接部时,能通过旋转所述阀芯200使所述第二对接部转动至任意一个所述接口部相对应的位置,并使所述第二对接部的第二输入对接端与该相对应的位置处的所述接口部的输入接口端连通,且所述第二对接部的第二输出对接端与该相对应的位置处的所述接口部的输出接口端连通。
77.在设置有两个及以上的所述第二对接部时,以设置有三个所述第二对接部为例进行说明,能通过旋转所述阀芯200使其中任意一个所述第二对接部转动至任意一个所述接口部相对应的位置,并使所述第二对接部与该相对应的位置处的所述接口部对应连通;在一些实施例中,若其中两个所述第二对接部之间的夹角为第一角度,所述第一角度为相邻两个所述接口部之间的夹角的整数倍,则通过旋转所述阀芯200能使两个所述第二对接部分别与任意两个所述接口部对应连通,即一个所述第二对接部与其中一个所述接口部对应连通,另一个所述第二对接部与其中另一个所述接口部对应连通,其中任意两个所述接口部是指以所述第一角度为夹角间隔设置的任意两个所述接口部;在又一些实施例中,若三个所述第二对接部以第二角度为夹角依次间隔设置,所述第二角度为相邻两个所述接口部之间的夹角的整数倍,则通过旋转所述阀芯200能使三个所述第二对接部分别与任意三个所述接口部对应连通,即其中每个所述第二对接部均与其中一个所述接口部对应连通,其中任意三个所述接口部是指以所述第二角度为夹角依次间隔设置的任意三个所述接口部。
78.从而,通过相对于所述阀体100旋转所述阀芯200,可使所述第二对接部与不同的所述接口部连通,并使得与所述第二对接部相连通的所述接口部的输入接口端和输出接口端相互连通,进而能实现所述接口部所在管路的自循环等功能。
79.在一些实施例中,所述第二对接部成对设置,成对设置的两个所述第二对接部对称设置于任一所述第一对接部的两侧,且成对设置的两个所述第二对接部之间的夹角为相邻两个所述第一对接部之间的夹角的整数倍。
80.从而,通过相对于所述阀体100旋转所述阀芯200,可使成对设置的两个所述第二对接部分别与任意两个所述接口部连通,其中任意两个所述接口部之间的夹角与成对设置的两个所述第二对接部之间的夹角相等,并使得与所述第二对接部相连通的任意两个所述接口部的输入接口端和输出接口端相互连通,进而能同时实现两个所述接口部所在管路的自循环等功能。
81.在一些实施例中,参见图6和图7所示,在前述设置有三个所述接口部和三个所述第一对接部的实施例的基础上,在所述阀芯200上还沿周向设置有两个第二对接部,分别为第二对接部220a和第二对接部220b,所述第二对接部220a和所述第二对接部220b对称设置于所述第一对接部210a的两侧,且所述第二对接部220a和所述第二对接部220b之间的夹角与相邻两个所述第一对接部之间的夹角相同,在本实施例中即为120
°

82.其中,所述第二对接部220a包括有第二输入对接端221a和第二输出对接端222a,所述第二输入对接端221a和所述第二输出对接端222a之间的夹角为30
°
;所述第二对接部220b包括有第二输入对接端221b和第二输出对接端222b,所述第二输入对接端221b和所述第二输出对接端222b之间的夹角为30
°

83.在两个所述第二对接部中,所述第二输入对接端以所述预设周向角度间隔设置,所述第二输出对接端也以所述预设周向角度间隔设置。具体地讲,即所述第二输入对接端221a和所述第二输入对接端221b之间的夹角为120
°
,所述第二输出对接端222a和所述第二
输出对接端222b之间的夹角为120
°

84.此时,所述换向阀除前述三个导通位置外,还具有如下导通位置:
85.在第四位置,参见图8所示,所述阀芯200由所述第一位置相对于所述阀体100逆时针旋转60
°
,使得所述接口部110a与所述第二对接部220a、所述接口部110c与所述第二对接部220b相互连通,所述接口部110a所在管路形成一自循环回路,所述接口部110c所在管路形成一自循环回路。即,所述输入接口端111a与所述第二输入对接端221a连通,所述输出接口端112a与所述第二输出对接端222a连通;所述输入接口端111c与所述第二输入对接端221b连通,所述输出接口端112c与所述第二输出对接端222b连通。
86.可以理解的是,所述换向阀除上述四个导通位置外还具有其他的导通位置,可使任意两个接口部所在的管路形成自循环,或使任意一个接口部所在的管路形成自循环,以下仅再示出两个导通位置进行示例说明。
87.在第五位置,参见图9所示,所述阀芯200由所述第一位置相对于所述阀体100顺时针旋转60
°
,使得所述接口部110b与所述第二对接部220a、所述接口部110a与所述第二对接部220b相互连通,所述接口部110b所在管路形成一自循环回路,所述接口部110a所在管路形成一自循环回路。即,所述输入接口端111b与所述第二输入对接端221a连通,所述输出接口端112b与所述第二输出对接端222a连通;所述输入接口端111a与所述第二输入对接端221b连通,所述输出接口端112a与所述第二输出对接端222b连通。
88.在第六位置,参见图10所示,所述阀芯200由所述第一位置相对于所述阀体100顺时针旋转180
°
,使得所述接口部110c与所述第二对接部220a、所述接口部110b与所述第二对接部220b相互连通,所述接口部110c所在管路形成一自循环回路,所述接口部110b所在管路形成一自循环回路。即,所述输入接口端111c与所述第二输入对接端221a连通,所述输出接口端112c与所述第二输出对接端222a连通;所述输入接口端111b与所述第二输入对接端221b连通,所述输出接口端112b与所述第二输出对接端222b连通。
89.在一些实施例中,每个所述接口部的所述输入接口端和所述输出接口端的径向内侧分别对应设有一接口件120,所述接口件120与所述接口部之间设有一弹性件130,所述弹性件130向所述接口件120施加有指向径向内侧的弹性力,且所述接口件120与所对应的所述输入接口端或所述输出接口端相连通。
90.具体地讲,参见图2所示,以所述接口部110b的所述输入接口端111b为例,在所述输入接口端111b的径向内侧对应设有一接口套作为所述接口件120,所述接口套与所述接口部111b之间抵持有一沿径向设置的弹簧以作为所述弹性件130,所述弹簧向所述接口套施加有指向径向内侧的弹性力,并且所述接口套与所述输入接口端111b相连通。结合图1所示,所述接口套由于受到所述弹簧所施加的弹性力的作用能抵持于所述阀芯200上,从而加强所述阀体100的所述接口部与所述阀芯200之间的密封效果,例如,当第一输入对接端211b转动至对应于所述输入接口端111b的位置时,所述接口套由于受到所述弹簧所施加的弹性力的作用,而能与所述第一输入对接端211b相抵并贴合,从而流体在所述输入接口端111b和所述第一输入对接端211b间流通时不亦发生泄露。
91.进一步地讲,在所述接口件120的周向外侧还可设有密封件140,以保证所述接口件120的连接处的密封性。具体地讲,参见图2所示,所述接口套(即所述接口件120)的周向外侧套设有与所述接口套相贴合的密封圈。
92.本实施例还提供一种用于电动设备的热管理系统,所述电动设备包括电池组件340和电驱动组件510,所述用于电动设备的热管理系统包括第一热管理支路300、第二热管理支路400、第三热管理支路500和所述换向阀。
93.其中,所述第一热管理支路300中配置有所述电池组件340、一加热装置330、一冷却装置320的换热介质侧和一第一循环动力装置350。
94.所述第二热管理支路400中配置有一散热装置410。
95.所述第三热管理支路500中配置有所述电驱动组件510和一第二循环动力装置520。
96.在所述换向阀中,在所述阀体100上沿所述阀体100的周向均匀设置有三个所述接口部,所述阀芯200上对应于所述接口部沿所述阀芯200的周向均匀设置有三个所述第一对接部,其中一个所述第一对接部的所述第一输入对接端与所述第一输出对接端相互连通。
97.其中,三个所述接口部分别与所述第一热管理支路300、所述第二热管理支路400和所述第三热管理支路500的两端连通。
98.可以理解的是,所述换向阀与前述实施例中示出的具有三个所述接口部和三个所述第一对接部的实施例中所述换向阀的结构均是相同的,并且也能实现相同的技术效果,本实施例不多做赘述。
99.同时,与前述对所述换向阀的示例说明相同,在一些实施例中,所述换向阀的每个所述接口部的所述输入接口端和所述输出接口端的径向内侧分别对应设有一接口件120,所述接口件120与所述接口部之间设有一弹性件130,所述弹性件130向所述接口件120施加有指向径向内侧的弹性力,且所述接口件120与所对应的所述输入接口端或所述输出接口端相连通。对此,本实施例不多做赘述。
100.可以理解的是,本领域技术人员熟知,所述散热装置410和所述冷却装置320均可用于对被调节对象进行换热并降低所述被调节对象的温度。其中,所述散热装置410用于在被调节对象温度不太高时对所述被调节对象进行降温,在换热介质循环时通常采用冷凝器和风扇(radiator&fan)使换热介质与环境换热以实现对所述被调节对象的降温;而所述冷却装置320则用于在所述被调节对象温度比较高时对所述被调节对象进行降温,在换热介质循环时通常采用电池冷却器(chiller)使所述换热介质与制冷介质换热以实现对所述被调节对象的降温。
101.通过所述换向阀的旋转能切换所述第一热管理支路300、所述第二热管理支路400和所述第三热管理支路500至如下回路模式:
102.所述第一热管理支路300的两端相连通以使第一热管理回路导通,所述第一热管理回路被配置为供第一换热介质循环以调节所述电池组件340的温度;且所述第二热管理支路400的两端与第三热管理支路500的两端相连通以使第二热管理回路导通,所述第二热管理回路被配置为供第二换热介质循环以调节所述电驱动组件510的温度。
103.所述第一热管理支路300的两端与所述第二热管理支路400的两端相连通以使第三热管理回路导通,所述第三热管理回路被配置为供所述第一换热介质循环以调节所述电池组件340的温度;且所述第三热管理支路500的两端相连通以使第四热管理回路导通,所述第四热管理回路被配置为供所述第二换热介质循环以调节所述电驱动组件510的温度。
104.所述第一热管理支路300的两端与所述第三热管理支路500的两端相连通以使第
四热管理回路导通,所述第四热管理回路被配置为供所述第一换热介质和所述第二换热介质循环以调节所述电池组件340和所述电驱动组件510的温度。
105.可以理解的是,所述第一换热介质和所述第二换热介质可以为同种的换热介质,也可为不同种的换热介质。并且,本实施例中对所述第一换热介质和所述第二换热介质的具体种类也不做限定,只需能满足对所述电驱动组件510和所述电池组件340的换热需求即可。例如,在一些实施例中,所述第一换热介质和所述第二换热介质均可以为水;在另一些实施例中,为实现更佳的换热效果,所述第一换热介质和所述第二换热介质均可以为50%水和50%乙二醇的混合物。
106.可以理解的是,所述热管理系统还可以包括控制装置,所述控制装置与所述热管理系统中的各部件信号相连,以对所述热管理系统进行控制。可以理解的是,在一些实施例中,也可以不设有所述控制装置,而采用人工的方式对所述热管理系统中的各部件进行控制。
107.具体地讲,参见图11所示,所述第一热管理支路300中依次串联有电池冷却器(chiller,即所述冷却装置320)的换热介质侧、ptc加热器(即所述加热装置330)、电池包(battery,即所述电池组件340)以及第一电子泵(即所述第一循环动力装置350),所述第二热管理支路400中配置有所述散热装置410(radiator&fan),所述散热装置410包括冷凝器和用于强化散热的风扇;所述第三热管理支路500中依次串联有第二电子泵(即所述第二循环动力装置520)和所述电驱动组件510,所述电驱动组件510包括依次串联的电机511(e-motor)、逆变器512(peu)、dc/dc变换器513以及车载充电器514(obc)。
108.可以理解的是,在其他实施例中,所述ptc加热器、所述电池包和所述电池冷却器也可以按其他顺序配置于所述第一热管理支路300中;所述电机511(e-motor)、逆变器512(peu)、dc/dc变换器513以及车载充电器514(obc)也可以按其他顺序配置于所述第三热管理支路500中。
109.可以理解的是,所述管路及回路等与各个部件的连接,以及各个部件之间的连接是指所述管路及回路等连接至各个部件处的换热介质通道,以及各个部件之间的换热介质通道的连接。例如,以所述电池包与所述电池冷却器换热介质侧的连接为例,是指所述电池包的换热介质通道与所述电池冷却器的换热介质通道相连,所述的换热介质通道可以为换热管或换热板等多种形式。
110.使用时,当需要对所述电池组件340进行冷却且所述电池组件340的温度比较高时,由所述散热装置410与环境换热将无法满足对所述电池组件340的冷却需求,因此,通过所述换向阀使所述第一热管理回路导通,并通过所述第一循环动力装置350使所述第一换热介质在所述第一热管理回路中循环。在循环过程中,所述第一换热介质能吸收所述电池组件340的热量并通过所述冷却装置320向制冷剂传热,从而,通过所述第一换热介质在所述第一热管理回路中的循环即可实现对所述电池组件340的冷却,使得所述电池组件340位于适宜的工作温度范围内。
111.当需要对所述电池组件340进行加热时,通过所述换向阀使所述第一热管理回路导通,并通过所述第一循环动力装置350使所述第一换热介质在所述第一热管理回路中循环。在循环过程中,所述第一换热介质能吸收所述加热装置330产生的热量并向所述电池组件340传热,从而,通过所述第一换热介质在所述第一热管理回路中的循环即可实现对所述
电池组件340的加热,使得所述电池组件340位于适宜的工作温度范围内。
112.当需要对所述电驱动组件510进行冷却时,通过所述换向阀使所述第二热管理回路导通,并通过所述第二循环动力装置520使所述第二换热介质在所述第二热管理回路中循环。在循环过程中,所述第二换热介质能吸收所述电驱动组件510的热量并将所述热量经由所述散热装置410向环境换热,从而,通过所述第二换热介质在所述第二热管理回路中的循环即可实现对所述电驱动组件510的冷却,使得所述电驱动组件510不至于过热,以免影响所述电驱动组件510的运行。
113.当需要对所述电池组件340进行冷却且所述电池组件340的温度不太高时,通过所述换向阀使所述第三热管理回路导通,并通过所述第一循环动力装置350使所述第一换热介质在所述第三热管理回路中循环。在循环过程中,所述第一换热介质能吸收所述电池组件340的热量并通过所述散热装置410向环境传热,从而,通过所述第一换热介质在所述第三热管理回路中的循环即可实现对所述电池组件340的冷却,使得所述电池组件340位于适宜的工作温度范围内。
114.当需要对所述电池组件340的温度进行均衡时,通过所述换向阀使所述第四热管理回路导通,并通过所述第二电子泵驱动所述第二换热介质在所述第四热管理回路内循环,从而将所述电驱动组件510运行所产生的热量通过所述第二换热介质在所述第四热管理支回路内的循环传递至所述第四热管理支回路中的各个部件处,使得所述电驱动组件510的各部件温度均衡,实现被动自加热的效果。
115.当所述电池组件340的温度较低而所述电驱动组件510的温度较高时,通过所述换向阀使所述第五热管理回路导通。此时,所述第一电子泵和/或所述第二电子泵驱动所述第一换热介质和所述第二换热介质在所述第五热管理回路内循环,将所述电驱动组件510的热量传递至所述电池组件340,从而提升所述电驱动组件510的温度,以使所述电池组件340位于适宜的工作温度范围内,同时也能降低所述电驱动组件510的温度。
116.可以理解的是,在其他实施例中,当所述第五热管理回路导通时,也可打开所述电池冷却器以同时降低所述电池组件340和所述电驱动组件510的温度;也可以通过所述电池组件340的热量提升所述电驱动组件510的温度,即在所述电池组件340的温度高于所述电驱动组件510的温度的情况下导通所述第五热管理回路;甚至,也可以打开所述ptc加热器以同时增加所述电池组件340和所述电驱动组件510的温度。
117.可以理解的是,由于所述第五热管理回路导通时,所述第一换热介质和所述第二换热介质将发生融汇,因此,为保证设有所述第五热管理回路的所述热管理系统能够提供更佳的换热功能,所述第一换热介质和所述第二换热介质可采用同种的换热介质。
118.可知,通过所述第一热管理回路、所述第二热管理回路和所述第三热管理回路的设置,所述电池组件340和所述电驱动组件510共用一个所述散热装置410,在所述电动设备中无需为所述电池组件340和所述电驱动组件510分别设置所述散热装置410,减少了所述散热装置410的设置数量,有助于减少所述用于电动设备的热管理系统的占用空间并减少成本。
119.通过所述第四热管理支回路的设置,使得所述电驱动组件510可以通过所述第四热管理支回路实现热量的自循环,进而使得所述电驱动组件510中各部件的热量及温度更为均衡,以保证所述电驱动组件510处于适宜的工作温度。
120.通过所述第五热管理回路的设置,使得所述电池组件340和所述电驱动组件510之间能够进行换热,以避免能量的浪费。并且,在所述电驱动组件510的温度高于所述电池组件340的温度的情况下,通过所述第五热管理回路将所述电驱动组件510的热量向所述电池组件340传递,以提升所述电池组件340的温度至适宜的工作温度范围内,不仅能减少所述电驱动组件510处的热量释放所造成的热损失和热污染,还能减少采用所述ptc加热器加热所述电池组件340所消耗的能量,并且还能降低所述电驱动组件510的温度,具有优异的节能环保效果。
121.并且,在所述热管理系统中,仅设置有一个所述换向阀,减少了如三通阀、四通阀等阀门及相应的执行器和管道的使用数量,不仅使得所述热管理系统的结构更为简单,有助于安装维护和使用,并且还有助于降低所述热管理系统的成本以及占用空间。
122.在一些实施例中,参见图12所示,在所述阀芯200上还设置有沿所述阀芯200的周向布置的两个第二对接部,两个所述第二对接部对称设置于任一所述第一对接部的两侧,且两个所述第二对接部之间的夹角与相邻两个所述第一对接部之间的夹角相同,每个所述第二对接部均包括有相邻设置、且相互连通的一第二输入对接端和一第二输出对接端;在两个所述第二对接部中,所述第二输入对接端以所述预设周向角度间隔设置,所述第二输出对接端也以所述预设周向角度间隔设置。
123.可以理解的是,所述换向阀与前述实施例中示出的具有三个所述接口部、三个所述第一对接部和两个所述第二对接部的实施例中所述换向阀的结构均是相同的,并且也能实现相同的技术效果,本实施例不多做赘述。
124.从而,在前述回路模式的基础上,通过所述换向阀的旋转还能切换所述第一热管理支路300、所述第二热管理支路400和所述第三热管理支路500至如下回路模式:
125.所述第一热管理支路300的两端相连通以使所述第一热管理回路导通;且所述第三热管理支路500的两端相连通以使所述第四热管理回路导通。
126.可知,所述第一热管理回路和所述第四热管理回路能够同时导通,其中,所述第一换热介质在所述第一热管理回路中的循环可实现对所述电池组件340的冷却,使得所述电池组件340位于适宜的工作温度范围内,并且所述第二换热介质可在所述第四热管理支回路内的循环以将所述电驱动组件510运行所产生的热量传递至所述第四热管理支回路中的各个部件处,使得所述电驱动组件510的各部件温度均衡,实现被动自加热的效果。
127.在一些实施例中,所述用于电动设备的热管理系统还包括第六热管理回路,所述第六热管理回路中配置有一热泵装置610和所述冷却装置320的制冷介质侧,以使所述热泵装置610能从所述冷却装置320的制冷介质侧吸收热量或冷量。所述第六热管理回路被配置为供第三换热介质循环以实现所述冷却装置320与所述热泵装置610之间的换热,所述热泵装置610是将低位热源的热能转移到高位热源的装置,通过所述第三换热介质的循环和换热所述热泵装置610能吸收能量并被用于对某一工作空间的温度进行调节。
128.其中,所述工作空间尤其指所述电动设备中供操作人员工作的舱室。在现有的电动设备中,为保持所述舱室的温度适宜需要消耗大量的电能,而且所述电能的来源往往为所述电动设备中的电池组件340,这就导致了所述电动设备续航能力的下降。因而,对所述舱室进行制冷和制热的效率就尤为重要。
129.由于制热的功耗大于制冷的功耗,因此高效率的供暖系统显得更为重要。因此,热
泵装置610由于在-10℃以上具有较高的cop(制热能效比),被广泛地用于对所述舱室进行温控。然而,现有电动设备中的所述热泵装置610只能从空气中吸收热量,导致所述热泵装置610在环境温度低于-10℃时不能有效工作;同时,所述电池组件340和所述电驱动组件510中存在着大量被浪费的能量。
130.在本实施例中,由于所述第六热管理回路的设置,使得所述热泵装置610能够吸收所述电池组件340和所述电驱动组件510中的能量,不仅提高了所述热泵装置610的工作温度范围,还有助于实现节能环保的效果。
131.具体地讲,参见图13所示,在所述电池冷却器(即所述冷却装置320)的制冷介质侧配置有第四热管理支路600,所述电池冷却器的制冷介质侧通过所述第四热管理支路600与所述热泵装置610的热泵并联以形成所述第六热管理回路。
132.当所述热泵装置610处于制热模式,且所述电池冷却器换热介质侧的温度较高,此时,由于所述电池冷却器的制冷介质侧与所述电池冷却器的换热介质侧的换热,使得所述电池冷却器制冷介质侧温度较高。以所述电池冷却器的制冷介质或者所述热泵的换热介质作为所述第三换热介质,并通过所述第三换热介质在所述第六热管路回路内的循环,使得所述热泵装置610获取热量且所述电池冷却器获取冷量,即将所述制冷介质侧的热量传递至所述热泵装置610中并被用于制热,同时也有助于所述电池冷却器中制冷介质的温度降低。
133.可知,所述热泵装置610能通过所述第六热管理回路吸收所述电池组件340运行所产生的热量,或所述电驱动组件510运行所产生的热量,或所述ptc加热装置330运行所产生的热量,或其中任意者的结合,从而所述热泵装置610在环境温度较低的情况下,仍能进行制热工作,并且在利用所述电驱动组件510和/或所述电池组件340所产生的热量时,不仅能减少能量的浪费还能减少热能向外排放所造成的热污染。
134.此外,当所述热泵装置610处于制冷模式,也可以以所述电池冷却器的制冷介质或者所述热泵的换热介质作为所述第三换热介质,并通过所述第三换热介质在所述第四热管路回路内的循环,使得所述热泵装置610获取冷量,即将所述制冷介质侧的冷量传递至所述热泵装置610中并被用于制冷。
135.以下,进一步以同时设置有所述第一热管理支路300、所述第二热管理支路400、所述第三热管理支路500、所述第四热管理支路600以及具有三个所述接口部、三个所述第一对接部和两个所述第二对接部的所述换向阀的具体示例对所述热管理系统的部分工作模式进行示例说明,显然,以下所描述的工作模式仅仅是所述热管理系统的一部分工作模式,而不是全部的工作模式。在不违背所述热管理系统的设计目的的前提下,本领域普通技术人员根据所述热管理系统所获得的所有工作模式,都属于本发明保护的范围。
136.其中,在以下实施例所示出的工作模式中,所述散热装置410采用冷凝器与用于强化散热的风扇,所述加热装置330采用ptc加热器,所述冷却装置320采用电池冷却器。所述电动设备尤其指电动车,所述工作空间尤其指所述电动车的乘用舱。
137.表1.工作模式示意表
138.no.工作模式第一电子泵第二电子泵ptc加热器热泵换向阀1第一模式ononoff制冷模式第一位置2第二模式onoffoff制冷模式第四位置
3第三模式ononoffoff第四位置4第四模式ononoffoff第三位置5第五模式onoffoffoff第三位置6第六模式ononoffoff第二位置7第七模式onoffonoff第四位置8第八模式onononoff第四位置9第九模式onononoff第一位置10第十模式onoffoff制热模式第四位置11第十一模式onoffon制热模式第四位置12第十二模式ononoff制热模式第二位置
139.参见图14所示,所述热管理系统处于第一模式,在所述第一模式中,所述电池组件340处于较高温度的状态因而需要通过所述电池冷却器进行冷却,并且所述电驱动组件510需要通过所述冷凝器进行冷却,所述换向阀被切换至所述第一位置。
140.此时,所述第一热管理支路300的两端通过所述换向阀连通,以使第一热管理回路处于导通状态。即由于所述换向阀处于所述第一位置,所述第一热管理支路300的一端通过所述接口部110a的所述输入接口部111a连通至所述第一对接部210a的所述第一输入对接端211a,所述第一热管理支路300的另一端通过所述接口部110a的所述输出接口部112a连通至所述第一对接部210a的所述第一输出对接端212a,由于所述第一输入对接端211a和所述第一输出对接端212a连通,因此所述第一热管理支路300的两端连通。
141.所述第一循环动力装置350处于启动状态,以驱动所述第一换热介质在所述第一热管理回路中循环,所述电池冷却器处于启动状态,以冷却所述第一换热介质,从而所述电池组件340的温度得以降低。
142.同时,所述第二热管理支路400和所述第三热管理支路500的两端通过所述换向阀相应连通,以使所述第二热管理回路处于导通状态。即由于所述换向阀处于所述第一位置,所述第二热管理支路400的一端通过所述接口部110b的所述输入接口部111b连通至所述第一对接部210b的所述第一输入对接端211b,所述第三热管理支路500的一端通过所述接口部110c的所述输出接口部112c连通至所述第一对接部210c的所述第一输出对接端212c,由于所述第一输入对接端211b和所述第一输出对接端212c连通,所述第二热管理支路400的一端与所述第三热管理支路500的一端连通;所述第二热管理支路400的另一端通过所述接口部110b的所述输出接口部112b连通至所述第一对接部210b的所述第一输出对接端212b,所述第三热管理支路500的另一端通过所述接口部110c的所述输入接口部111c连通至所述第一对接部210c的所述第一输入对接端211c,由于所述第一输出对接端212b和所述第一输入对接端211c连通,所述第二热管理支路400的另一端与所述第三热管理支路500的另一端连通。
143.所述第二循环动力装置520处于启动状态,以驱动所述第二换热介质在所述第二热管理回路中循环,所述散热装置410处于启动状态,以对所述第二换热介质进行散热,从而所述电驱动组件510的温度得以降低。
144.同时,所述热泵装置610可以处于制冷模式,以对所述工作空间进行制冷;可以理解的是,在其他实施例中,所述热泵装置610也可以处于其他模式,例如处于非工作模式或
者制热模式。
145.参见图15所示,所述热管理系统处于第二模式,在所述第二模式中,所述电池组件340处于较高温度的状态因而需要通过所述电池冷却器进行冷却,而所述电驱动组件510由于未启动或者其他原因无需冷却,所述换向阀被切换至任意可使所述第一热管理回路处于导通状态的位置,例如所述第一位置、所述第四位置、所述第五位置和所述第六位置,以下以第四位置为例进行说明。
146.此时,所述第一热管理支路300的两端通过所述换向阀连通,以使第一热管理回路处于导通状态。即由于所述换向阀处于所述第四位置,所述第一热管理支路300的一端通过所述接口部110a的所述输入接口部111a连通至所述第二对接部220a的所述第一输入对接端221a,所述第一热管理支路300的另一端通过所述接口部110a的所述输出接口部112a连通至所述第二对接部220a的所述第二输出对接端222a,由于所述第二输入对接端221a和所述第二输出对接端222a连通,因此所述第一热管理支路300的两端连通。
147.所述第一循环动力装置350处于启动状态,以驱动所述第一换热介质在所述第一热管理回路中循环,所述电池冷却器处于启动状态,以冷却所述第一换热介质,从而所述电池组件340的温度得以降低。
148.同时,所述热泵装置610可以处于制冷模式,以对所述工作空间进行制冷;可以理解的是,在其他实施例中,所述热泵装置610也可以处于其他模式,例如处于非工作模式或者制热模式。
149.参见图16所示,所述热管理系统处于第三模式,在所述第三模式中,所述电池组件340的温度处于工作温度范围内,而所述电驱动组件510的温度较低,所述换向阀被切换至所述第四位置。
150.此时,所述第一热管理支路300的两端通过所述换向阀连通,以使第一热管理回路处于导通状态。即由于所述换向阀处于所述第四位置,所述第一热管理支路300的一端通过所述接口部110a的所述输入接口部111a连通至所述第二对接部220a的所述第二输入对接端221a,所述第一热管理支路300的另一端通过所述接口部110a的所述输出接口部112a连通至所述第二对接部220a的所述第二输出对接端222a,由于所述第二输入对接端221a和所述第二输出对接端222a连通,因此所述第一热管理支路300的两端连通,所述第一热管理回路处于导通状态。
151.所述第一循环动力装置350处于启动状态,以驱动所述第一换热介质在所述第一热管理回路中循环,从而所述电池组件340的温度分布得以更为均衡。
152.同时,所述第三热管理支路500的两端通过所述换向阀连通,以使所述第四热管理回路处于导通状态。即由于所述换向阀处于所述第四位置,所述第三热管理支路500的一端通过所述接口部110c的所述输入接口部111c连通至所述第二对接部220b的所述第二输入对接端221b,所述第三热管理支路500的另一端通过所述接口部110c的所述输出接口部112c连通至所述第二对接部220b的所述第二输出对接端222b,由于所述第二输入对接端221b和所述第二输出对接端222b连通,因此所述第三热管理支路500的两端连通,所述第四热管理回路处于导通状态。
153.所述第二循环动力装置520处于启动状态,以驱动所述第二换热介质在所述第四热管理回路中循环,通过所述电机511运行时的产生的热量加热所述电驱动组件510的其余
部件,从而所述电驱动组件510的温度分布得以更为均衡。
154.参见图17所示,所述热管理系统处于第四模式,在所述第四模式中,所述电池组件340的温度不太高但需要散热,而所述电驱动组件510的温度较低,所述换向阀被切换至所述第三位置。
155.此时,所述第一热管理支路300和所述第二热管理支路400的两端通过所述换向阀相应连通,以使所述第三热管理回路处于导通状态。即由于所述换向阀处于所述第三位置,所述第一热管理支路300的一端通过所述接口部110a的所述输入接口部111a连通至所述第一对接部210b的所述第一输入对接端211b,所述第二热管理支路400的一端通过所述接口部110b的所述输出接口部112b连通至所述第一对接部210c的所述第一输出对接端212c,由于所述第一输入对接端211b和所述第一输出对接端212c连通,所述第一热管理支路300的一端与所述第二热管理支路400的一端连通;所述第一热管理支路300的另一端通过所述接口部110a的所述输出接口部112a连通至所述第一对接部210b的所述第一输出对接端212b,所述第二热管理支路400的另一端通过所述接口部110b的所述输入接口部111b连通至所述第一对接部210c的所述第一输入对接端211c,由于所述第一输出对接端212b和所述第一输入对接端211c连通,所述第一热管理支路300的另一端与所述第二热管理支路400的另一端连通,所述第三热管理回路处于导通状态。
156.所述第一循环动力装置350处于启动状态,以驱动所述第一换热介质在所述第三热管理回路中循环,所述散热装置410处于启动状态,以对所述第一换热介质进行散热,从而所述电池组件340的温度得以降低。
157.同时,所述第三热管理支路500的两端通过所述换向阀连通,以使所述第四热管理回路处于导通状态。即由于所述换向阀处于所述第三位置,所述第三热管理支路500的一端通过所述接口部110c的所述输入接口部111c连通至所述第一对接部210a的所述第一输入对接端211a,所述第三热管理支路500的另一端通过所述接口部110c的所述输出接口部112c连通至所述第一对接部210a的所述第一输出对接端212a,由于所述第一输入对接端211a和所述第一输出对接端212a连通,因此所述第三热管理支路500的两端连通,所述第四热管理回路处于导通状态。
158.所述第二循环动力装置520处于启动状态,以驱动所述第二换热介质在所述第四热管理回路中循环,通过所述电机511运行时的产生的热量加热所述电驱动组件510的其余部件,从而所述电驱动组件510的温度分布得以更为均衡。
159.参见图18所示,所述热管理系统处于第五模式,在所述第五模式中,所述电池组件340的温度不太高但需要散热,而所述电驱动组件510由于未启动或者其他原因无需冷却,所述换向阀被切换至所述第三位置。
160.此时,所述第一热管理支路300和所述第二热管理支路400的两端通过所述换向阀相应连通,以使所述第三热管理回路处于导通状态。即由于所述换向阀处于所述第三位置,所述第一热管理支路300的一端通过所述接口部110a的所述输入接口部111a连通至所述第一对接部210b的所述第一输入对接端211b,所述第二热管理支路400的一端通过所述接口部110b的所述输出接口部112b连通至所述第一对接部210c的所述第一输出对接端212c,由于所述第一输入对接端211b和所述第一输出对接端212c连通,所述第一热管理支路300的一端与所述第二热管理支路400的一端连通;所述第一热管理支路300的另一端通过所述接
口部110a的所述输出接口部112a连通至所述第一对接部210b的所述第一输出对接端212b,所述第二热管理支路400的另一端通过所述接口部110b的所述输入接口部111b连通至所述第一对接部210c的所述第一输入对接端211c,由于所述第一输出对接端212b和所述第一输入对接端211c连通,所述第一热管理支路300的另一端与所述第二热管理支路400的另一端连通,所述第三热管理回路处于导通状态。
161.所述第一循环动力装置350处于启动状态,以驱动所述第一换热介质在所述第三热管理回路中循环,所述散热装置410处于启动状态,以对所述第一换热介质进行散热,从而所述电池组件340的温度得以降低。
162.参见图19所示,所述热管理系统处于第六模式,在所述第六模式中,所述电池组件340的温度较低,而所述电驱动组件510的温度高于所述电池组件340的温度,通过所述电驱动组件510运行所产生的热量加热所述电池组件340,所述换向阀被切换至所述第二位置。
163.此时,所述第一热管理支路300和所述第三热管理支路500的两端通过所述换向阀相应连通,以使所述第五热管理回路处于导通状态。即由于所述换向阀处于所述第二位置,所述第一热管理支路300的一端通过所述接口部110a的所述输入接口部111a连通至所述第一对接部210c的所述第一输入对接端211c,所述第三热管理支路500的一端通过所述接口部110c的所述输出接口部112c连通至所述第一对接部210b的所述第一输出对接端212b,由于所述第一输入对接端211c和所述第一输出对接端212b连通,所述第一热管理支路300的一端与所述第三热管理支路500的一端连通;所述第一热管理支路300的另一端通过所述接口部110a的所述输出接口部112a连通至所述第一对接部210c的所述第一输出对接端212c,所述第三热管理支路500的另一端通过所述接口部110c的所述输入接口部111c连通至所述第一对接部210b的所述第一输入对接端211b,由于所述第一输出对接端212c和所述第一输入对接端211b连通,所述第一热管理支路300的另一端与所述第三热管理支路500的另一端连通,所述第五热管理回路处于导通状态。
164.所述第一循环动力装置350和/或所述第二循环动力装置520处于启动状态,以驱动所述第一换热介质和所述第二换热介质在所述第五热管理回路中循环,此时所述第一换热介质和所述第二换热介质融汇,并将所述电驱动组件510运行所产生的热量换热至所述电池组件340,从而所述电池组件340的温度得以提升。
165.参见图20所示,所述热管理系统处于第七模式,在所述第七模式中,所述电池组件340的温度较低需要被加热,而所述电驱动组件510由于未启动或者其他原因温度未高于所述电池组件340,通过所述ptc加热器对所述电池组件340进行加热,所述换向阀被切换至任意可使所述第一热管理回路处于导通状态的位置,例如所述第一位置、所述第四位置、所述第五位置和所述第六位置,以下以所述第四位置为例进行说明。
166.此时,所述第一热管理支路300的两端通过所述换向阀连通,以使第一热管理回路处于导通状态。即由于所述换向阀处于所述第四位置,所述第一热管理支路300的一端通过所述接口部110a的所述输入接口部111a连通至所述第二对接部220a的所述第二输入对接端221a,所述第一热管理支路300的另一端通过所述接口部110a的所述输出接口部112a连通至所述第二对接部220a的所述第二输出对接端222a,由于所述第二输入对接端221a和所述第二输出对接端222a连通,因此所述第一热管理支路300的两端连通,所述第一热管理回路处于导通状态。
167.所述第一循环动力装置350处于启动状态,以驱动所述第一换热介质在所述第一热管理回路中循环,所述ptc加热器启动,以加热所述第一换热介质,从而所述电池组件340的温度得以提升。
168.参见图21所示,所述热管理系统处于第八模式,在所述第八模式中,所述电池组件340的温度较低,而所述电驱动组件510的温度也较低需要升温,通过所述ptc加热器对所述电池组件340进行加热,所述换向阀被切换至所述第四位置。
169.此时,所述第一热管理支路300的两端通过所述换向阀连通,以使第一热管理回路处于导通状态。即由于所述换向阀处于所述第四位置,所述第一热管理支路300的一端通过所述接口部110a的所述输入接口部111a连通至所述第二对接部220a的所述第二输入对接端221a,所述第一热管理支路300的另一端通过所述接口部110a的所述输出接口部112a连通至所述第二对接部220a的所述第二输出对接端222a,由于所述第二输入对接端221a和所述第二输出对接端222a连通,因此所述第一热管理支路300的两端连通,所述第一热管理回路处于导通状态。
170.所述第一循环动力装置350处于启动状态,以驱动所述第一换热介质在所述第一热管理回路中循环,所述ptc加热器启动,以加热所述第一换热介质,从而所述电池组件340的温度得以提升。
171.同时,所述第三热管理支路500的两端通过所述换向阀连通,以使所述第四热管理回路处于导通状态。即由于所述换向阀处于所述第四位置,所述第三热管理支路500的一端通过所述接口部110c的所述输入接口部111c连通至所述第二对接部220b的所述第二输入对接端221b,所述第三热管理支路500的另一端通过所述接口部110c的所述输出接口部112c连通至所述第二对接部220b的所述第二输出对接端222b,由于所述第二输入对接端221b和所述第二输出对接端222b连通,因此所述第三热管理支路500的两端连通,所述第四热管理回路处于导通状态。
172.所述第二循环动力装置520处于启动状态,以驱动所述第二换热介质在所述第四热管理支回路中循环,通过所述电机511运行时的产生的热量加热所述电驱动组件510的其余部件,从而所述电驱动组件510的温度分布得以更为均衡。
173.参见图22所示,所述热管理系统处于第九模式,在所述第九模式中,所述电池组件340的温度较低,而所述电驱动组件510的温度较高,通过所述第六模式也无法降低所述电驱动组件510的温度,因此需要通过所述散热装置410进行散热,同时通过所述ptc加热器对所述电池组件340进行加热,所述换向阀被切换至所述第一位置。
174.此时,所述第一热管理支路300的两端通过所述换向阀连通,以使第一热管理回路处于导通状态。即由于所述换向阀处于所述第一位置,所述第一热管理支路300的一端通过所述接口部110a的所述输入接口部111a连通至所述第一对接部210a的所述第一输入对接端211a,所述第一热管理支路300的另一端通过所述接口部110a的所述输出接口部112a连通至所述第一对接部210a的所述第一输出对接端212a,由于所述第一输入对接端211a和所述第一输出对接端212a连通,因此所述第一热管理支路300的两端连通。
175.所述第一循环动力装置350处于启动状态,以驱动所述第一换热介质在所述第一热管理回路中循环,所述ptc加热器启动,以加热所述第一换热介质,从而所述电池组件340的温度得以提升。
176.同时,所述第二热管理支路400和所述第三热管理支路500的两端通过所述换向阀相应连通,以使所述第二热管理回路处于导通状态。即由于所述换向阀处于所述第一位置,所述第二热管理支路400的一端通过所述接口部110b的所述输入接口部111b连通至所述第一对接部210b的所述第一输入对接端211b,所述第三热管理支路500的一端通过所述接口部110c的所述输出接口部112c连通至所述第一对接部210c的所述第一输出对接端212c,由于所述第一输入对接端211b和所述第一输出对接端212c连通,所述第二热管理支路400的一端与所述第三热管理支路500的一端连通;所述第二热管理支路400的另一端通过所述接口部110b的所述输出接口部112b连通至所述第一对接部210b的所述第一输出对接端212b,所述第三热管理支路500的另一端通过所述接口部110c的所述输入接口部111c连通至所述第一对接部210c的所述第一输入对接端211c,由于所述第一输出对接端212b和所述第一输入对接端211c连通,所述第二热管理支路400的另一端与所述第三热管理支路500的另一端连通。
177.所述第二循环动力装置520处于启动状态,以驱动所述第二换热介质在所述第二热管理回路中循环,所述散热装置410处于启动状态,以对所述第二换热介质进行散热,从而所述电驱动组件510的温度得以降低。
178.参见图23所示,所述热管理系统处于第十模式,在所述第十模式中,所述电池组件340的温度较高,而所述电驱动组件510的温度较低,通过所述冷却装置320对所述电池组件340进行冷却,所述换向阀被切换至任意可使所述第一热管理回路处于导通状态的位置,例如所述第一位置、所述第四位置、所述第五位置和所述第六位置,以下以所述第四位置为例进行说明;同时所述热泵装置610处于制热模式,所述热泵装置610吸收所述电池组件340的热量以用于制热。
179.此时,所述第一热管理支路300的两端通过所述换向阀连通,以使第一热管理回路处于导通状态。即由于所述换向阀处于所述第四位置,所述第一热管理支路300的一端通过所述接口部110a的所述输入接口部111a连通至所述第二对接部220a的所述第二输入对接端221a,所述第一热管理支路300的另一端通过所述接口部110a的所述输出接口部112a连通至所述第二对接部220a的所述第二输出对接端222a,由于所述第二输入对接端221a和所述第二输出对接端222a连通,因此所述第一热管理支路300的两端连通,所述第一热管理回路处于导通状态。
180.所述第一循环动力装置350处于启动状态,以驱动所述第一换热介质在所述第一热管理回路中循环,所述冷却装置320启动,以冷却所述第一换热介质,从而所述电池组件340的温度得以降低。
181.同时,所述热泵装置610处于制热模式,所述第六热管理回路导通,所述热泵装置610驱动所述第三换热介质在所述第四热管理支路600中循环以吸收所述冷却装置320的制冷剂侧的热量并降低所述制冷剂的温度,所述热泵装置610由所述第三换热介质获取热量并用于加热所述工作空间。
182.参见图24所示,所述热管理系统处于第十一模式,在所述第十一模式中,所述电池组件340的温度较高,而所述电驱动组件510的温度较低,同时所述热泵装置610处于制热模式,所述电池组件340产生的热量不足以供所述热泵装置610使用,因此通过所述ptc加热器进一步加热所述第一换热介质,所述换向阀被切换至任意可使所述第一热管理回路处于导
通状态的位置,例如所述第一位置、所述第四位置、所述第五位置和所述第六位置,以下以所述第四位置为例进行说明;同时,所述热泵装置610吸收所述电池组件340产生的热量和所述ptc加热器产生的热量用于制热。
183.此时,所述第一热管理支路300的两端通过所述换向阀连通,以使第一热管理回路处于导通状态。即由于所述换向阀处于所述第四位置,所述第一热管理支路300的一端通过所述接口部110a的所述输入接口部111a连通至所述第二对接部220a的所述第二输入对接端221a,所述第一热管理支路300的另一端通过所述接口部110a的所述输出接口部112a连通至所述第二对接部220a的所述第二输出对接端222a,由于所述第二输入对接端221a和所述第二输出对接端222a连通,因此所述第一热管理支路300的两端连通,所述第一热管理回路处于导通状态。
184.所述第一循环动力装置350处于启动状态,以驱动所述第一换热介质在所述第一热管理回路中循环,所述ptc加热器启动,以加热所述第一换热介质,所述冷却装置320启动,以吸收所述第一换热介质的热量,所述第一换热介质的热量来源于所述ptc加热器的加热以及所述电池组件340运行时的发热。
185.同时,所述热泵装置610处于制热模式,所述第六热管理回路导通,所述热泵装置610驱动所述第三换热介质在所述第四热管理支路600中循环以吸收所述冷却装置320的制冷剂侧的热量并降低所述制冷剂的温度,由于所述第一换热介质的热量较多从而所述冷却装置320处的热量也较多,所述热泵装置610由所述第三换热介质获取较多的热量并用于加热所述工作空间。
186.参见图25所示,所述热管理系统处于第十二模式,在所述第十二模式中,所述电池组件340的温度较高,所述电驱动组件510的温度也较高,同时所述热泵装置610处于制热模式,所述热泵装置610吸收所述电池组件340的热量和所述电驱动组件510的热量用于制热。
187.此时,所述第一热管理支路300和所述第三热管理支路500的两端通过所述换向阀相应连通,以使所述第五热管理回路处于导通状态。即由于所述换向阀处于所述第二位置,所述第一热管理支路300的一端通过所述接口部110a的所述输入接口部111a连通至所述第一对接部210c的所述第一输入对接端211c,所述第三热管理支路500的一端通过所述接口部110c的所述输出接口部112c连通至所述第一对接部210b的所述第一输出对接端212b,由于所述第一输入对接端211c和所述第一输出对接端212b连通,所述第一热管理支路300的一端与所述第三热管理支路500的一端连通;所述第一热管理支路300的另一端通过所述接口部110a的所述输出接口部112a连通至所述第一对接部210c的所述第一输出对接端212c,所述第三热管理支路500的另一端通过所述接口部110c的所述输入接口部111c连通至所述第一对接部210b的所述第一输入对接端211b,由于所述第一输出对接端212c和所述第一输入对接端211b连通,所述第一热管理支路300的另一端与所述第三热管理支路500的另一端连通,所述第五热管理回路处于导通状态。
188.所述第一循环动力装置350和/或所述第二循环动力装置520处于启动状态,以驱动所述第一换热介质和所述第二换热介质在所述第五热管理回路中循环,此时所述第一换热介质和所述第二换热介质融汇,并共同将所述电驱动组件510运行所产生的热量和所述电池组件340运行所产生的热量传递至所述冷却装置320处。
189.同时,所述热泵装置610处于制热模式,所述第六热管理回路导通,所述热泵装置
610驱动所述第三换热介质在所述第六热管理回路中循环以吸收所述冷却装置320的制冷剂侧的热量并降低所述制冷剂的温度,由于所述冷却装置320处吸收了所述电驱动组件510运行所产生的热量和所述电池组件340运行所产生的热量,所述热泵装置610能由所述第三换热介质获取较多的热量并用于加热所述工作空间。
190.由此可知,在所述热管理系统中,所述第二热管理回路和所述第三热管理回路共用所述第二热管理支路400,从而无需为所述第二热管理回路和所述第三热管理回路分别设置所述散热装置410,减少了所述散热装置410的设置数量,有助于减少所述用于电动设备的热管理系统的占用空间并减少成本。
191.并且,在所述热管理系统中,所述电池组件340和所述电驱动组件510能通过所述第五热管理回路实现热量的均衡,从而减少能量的浪费并减少热能向外排放所造成的热污染。
192.进一步地,在所述热管理系统中,所述热泵装置610能通过所述第六热管理回路吸收所述电池组件340运行所产生的热量,或所述电驱动组件510运行所产生的热量,或所述ptc加热装置330运行所产生的热量,或其中任意者的结合,从而所述热泵装置610在环境温度较低的情况下,仍能进行制热工作,并且在利用所述电驱动组件510和/或所述电池组件340所产生的热量时,不仅能减少能量的浪费还能减少热能向外排放所造成的热污染。
193.并且,在上述热管理系统中,仅设置有一个所述换向阀,即能切换多个所述接口部的导通连接状态,进而改变所述接口部所在管路的连通状态以形成不同回路,有助于减少管路中的阀体100、开关等的设置数量,并减少用于相对应地驱动各个所述阀体100而设置的执行器的数量,进而能减少占用空间并降低成本,尤其适用于电动车等电动设备。

技术特征:


1.一种换向阀,用于提供回路切换,其特征在于,包括,阀体,所述阀体上沿所述阀体的周向均匀设置有至少三个接口部,所述接口部用于配置在管路中以形成回路,每个所述接口部均包括有相邻设置的一输入接口端和一输出接口端;在所述的至少三个接口部中,所述输入接口端以预设周向角度间隔设置,所述输出接口端也以所述预设周向角度间隔设置;以及阀芯,所述阀芯与所述阀体同轴设置且可绕轴线相对于所述阀体旋转,所述阀芯上对应于所述接口部沿所述阀芯的周向均匀设置有至少三个第一对接部,每个所述第一对接部均包括有相邻设置的一第一输入对接端和一第一输出对接端以对应所述输入接口端和所述输出接口端;在所述的至少三个第一对接部中,每个所述第一输入对接端能够与每个所述第一输出对接端选择性地相连通,并且至少其中一个所述第一对接部的所述第一输入对接端和所述第一输出对接端分别与另一个所述第一对接部的所述第一输入对接端和所述第一输出对接端对应连通。2.如权利要求1所述的换向阀,其特征在于,在所述阀芯上还设置有沿所述阀芯的周向布置的至少一个第二对接部,所述第二对接部包括相邻设置、且相互连通的一第二输入对接端和一第二输出对接端;所述阀芯可绕轴线旋转以调节所述第二对接部至与所述接口部对应连通的位置。3.如权利要求2所述的换向阀,其特征在于,所述第二对接部成对设置,成对设置的两个所述第二对接部对称设置于任一所述第一对接部的两侧,且成对设置的两个所述第二对接部之间的夹角为相邻两个所述第一对接部之间的夹角的整数倍。4.如权利要求1所述的换向阀,其特征在于,所述接口部的数量为三个;所述第一对接部的数量相对应地为三个,其中一个所述第一对接部的所述第一输入对接端与所述第一输出对接端相互连通。5.如权利要求4所述的换向阀,其特征在于,在所述阀芯上还设置有沿所述阀芯的周向布置的两个第二对接部,两个所述第二对接部对称设置于任一所述第一对接部的两侧,且两个所述第二对接部之间的夹角与相邻两个所述第一对接部之间的夹角相同,每个所述第二对接部均包括有相邻设置、且相互连通的一第二输入对接端和一第二输出对接端;在两个所述第二对接部中,所述第二输入对接端以所述预设周向角度间隔设置,所述第二输出对接端也以所述预设周向角度间隔设置。6.如权利要求1-5任一项所述的换向阀,其特征在于,每个所述接口部的所述输入接口端和所述输出接口端的径向内侧分别对应设有一接口件,所述接口件与所述接口部之间设有一弹性件,所述弹性件用于向所述接口件施加有指向径向内侧的弹性力,且所述接口件与对应的所述输入接口端或所述输出接口端相连通。7.一种用于电动设备的热管理系统,所述电动设备包括电池组件和电驱动组件,其特征在于,所述用于电动设备的热管理系统包括:第一热管理支路,所述第一热管理支路中配置有所述电池组件、一加热装置、一冷却装置的换热介质侧和一第一循环动力装置;第二热管理支路,所述第二热管理支路中配置有一散热装置;第三热管理支路,所述第三热管理支路中配置有所述电驱动组件和一第二循环动力装
置;以及如权利要求4或6所述的换向阀,其中,三个所述接口部分别与所述第一热管理支路、所述第二热管理支路和所述第三热管理支路的两端连通。8.如权利要求7所述的用于电动设备的热管理系统,其特征在于,所述换向阀通过旋转能切换所述第一热管理支路、所述第二热管理支路和所述第三热管理支路至如下回路模式:所述第一热管理支路的两端相连通以使第一热管理回路导通,所述第一热管理回路用于供第一换热介质循环以调节所述电池组件的温度;且所述第二热管理支路的两端与第三热管理支路的两端相连通以使第二热管理回路导通,所述第二热管理回路用于供第二换热介质循环以调节所述电驱动组件的温度;所述第一热管理支路的两端与所述第二热管理支路的两端相连通以使第三热管理回路导通,所述第三热管理回路用于供所述第一换热介质循环以调节所述电池组件的温度;且所述第三热管理支路的两端相连通以使第四热管理回路导通,所述第四热管理回路用于供所述第二换热介质循环以调节所述电驱动组件的温度;所述第一热管理支路的两端与所述第三热管理支路的两端相连通以使第四热管理回路导通,所述第四热管理回路用于供所述第一换热介质和所述第二换热介质循环以调节所述电池组件和所述电驱动组件的温度。9.如权利要求7所述的用于电动设备的热管理系统,其特征在于,在所述阀芯上还沿所述阀芯的周向设置有两个第二对接部,两个所述第二对接部相对任一所述第一对接部对称,且两个所述第二对接部之间的夹角与相邻两个所述第一对接部之间的夹角相同,每个所述第二对接部均包括有以所述预设周向角度间隔设置的一第二输入对接端和一第二输出对接端,同一所述第二对接部的所述第二输入对接端和所述第二输出对接端相互连通。10.如权利要求7-9任一项所述的用于电动设备的热管理系统,其特征在于,还包括第六热管理回路,所述第六热管理回路中配置有一热泵装置和所述冷却装置的制冷介质侧,所述第六热管理回路被配置为供第三换热介质循环以使所述热泵装置能从所述冷却装置的制冷介质侧吸收热量或冷量。

技术总结


本发明提出了一种换向阀及用于电动设备的热管理系统,所述换向阀中,阀体上沿周向均匀设置有至少三个接口部,所述接口部用于配置在管路中以形成回路,每个所述接口部均包括有相邻设置的一输入接口端和一输出接口端,所述输入接口端和所述输出接口端分别以一预设周向角度间隔设置;阀芯上对应于所述接口部沿周向均匀设置有至少三个第一对接部,每个所述第一对接部均包括有相邻设置的一第一输入对接端和一第一输出对接端以对应所述输入接口端和所述输出接口端。通过一个所述换向阀,即能切换多个所述接口部的导通连接状态,有助于减少管路中阀门等开关部件的设置数量,并减少用于驱动各个所述阀门等开关部件而设置的执行器的数量。器的数量。器的数量。


技术研发人员:

谭浩 张鸿喜 陈映杰

受保护的技术使用者:

舍弗勒技术股份两合公司

技术研发日:

2021.09.09

技术公布日:

2023/3/10

本文发布于:2024-09-22 13:27:22,感谢您对本站的认可!

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