一种新能源车冷却系统水路集成模块及汽车的制作方法

1.本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种新能源车冷却系统水路集成模块及汽车。


背景技术：

2.新能源车工作过程中，需要维持电机、电池、电控等零部件在合适的工作温度，因此需要通过冷却系统循环，实现零部件的冷却或加热；为节约能源实现续航里程提升，还需要进行各回路之间的交互切换。
3.现有新能源车冷却系统多为电池、电机、暖风等回路分别布置，管路数量较多，重量较大，占用机舱空间较多，且需要单独布置换向阀才能实现不同回路的交互和原理切换。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供一种新能源车冷却系统水路集成模块及汽车，所述集成模块由集成式膨胀水箱及相关管路接口构成，所述膨胀水箱上集成了膨胀水箱、水泵、换热器和换向阀；与现有主流新能源车冷却系统方案相比，具有集成化、轻量化、空间优化、原理切换便捷等优点。
5.本发明通过如下技术方案实现：
6.第一方面，本发明提供了一种新能源车冷却系统水路集成模块，包括集成式膨胀水箱1，所述集成式膨胀水箱1的壳体上集成有水泵2、散热器3、水水换热器4、三通阀5及五通阀6；所述水水换热器4通过三通阀5与暖风泵及高压水暖加热器ptc连接，所述散热器3通过五通阀6与电池泵、电机泵及冷媒连接，通过控制三通阀5及五通阀6的通路，可以实现不同冷却模式的切换。
7.进一步地，所述膨胀水箱1为集成式，壳体内部有注塑一体成型的冷却液流道，膨胀水箱壳体外部带有与电池、电机、暖风回路的管路接口。
8.进一步地，所述水泵2为电动离心水泵，采用pwm控制。
9.进一步地，所述三通阀5和五通阀6均采用lin控制，通过三通阀和五通阀之间的配合，联通不同的接口，实现不同冷却模式的转换。
10.进一步地，所述冷却模式转换包括电池冷却、电机冷却、电池电机回路串联散热、电池加热、余热回收五种功能。
11.进一步地，所述电池加热模式：当电池温度过低时，整车控制器会切换五通阀的a-b位置接通，三通阀的a-c位置连通，通过高压水暖加热器加热暖风回路的冷却液，然后通过水水换热器加热电池回路的冷却液，将电池温度加热到合适的范围。
12.进一步地，所述电池冷却模式：当电池温温度较高时，五通阀的位置为a-b接通，所述电机冷却模式：当电机温温度较高时，五通阀的位置为c-d接通，此时电机、电池回路分开，依靠各自回路的水泵进行循环；由整车控制器根据两个回路的冷却液温度，输出不同的pwm占空比调节水泵转速，使两个回路的零部件均工作在合适的温度。
13.进一步地，所述电池串联电机散热器冷却模式：在电池散热需求不高，且车辆速度较快时，为节约能源，可以关闭中间换热器，同时使五通阀处于b-c接通、a-e接通，使电池和电机回路串联，通过散热器冷却电池回路。
14.进一步地，所述电机余热给电池模式：当电机温度较高、电池温度较低时，为节约能源，整车控制器将会控制五通阀为b-c接通、a-d接通，切换到余热回收模式，此时电机冷却回路、电池冷却回路串联，将电机的余热用于加热电池以维持电池在合适的工作温度，以节约原本用于加热电池的电量，以实现续航里程提升。
15.第二方面，本发明还提供了一种汽车，包括上述一种新能源车冷却系统水路集成模块。
16.与现有技术相比，本发明的优点如下：
17.1、减少零件数量，实现集成化，有利于节约装配时间；
18.2、降低系统重量，实现轻量化，减轻整车重量有利于节能降耗；
19.3、减少零件体积，实现机舱空间优化，降低布置难度；
20.4、实现不同冷却原理的切换，节约能源，实现续航里程提升。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
22.图1为本发明的一种新能源车冷却系统水路集成模块的结构示意图；
23.其中，a为正视图，b为后视图；
24.图2为电池加热的原理示意图；
25.图3为电池冷却的原理示意图；
26.图4为电池电机串联散热的原理示意图；
27.图5为电机冷却的原理示意图；
28.图6为电机余热回收png的原理示意图；
29.图7为一种新能源车冷却系统水路集成模块的原理图；
30.图中：
31.集成式膨胀水箱1；
32.水泵2；
33.散热器3；
34.水水换热器4；
35.三通阀5；
36.五通阀6。
具体实施方式
37.为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
38.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等
术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
41.实施例1
42.如图7所示，为本实施例的一种新能源车冷却系统水路集成模块的示意图，所述集成模块包括集成式膨胀水箱1，所述集成式膨胀水箱1的壳体上集成有水泵2、散热器3、水水换热器4、三通阀5及五通阀6；所述三通阀5的所述水水换热器4通过三通阀5与暖风泵及高压水暖加热器ptc连接，所述散热器3通过五通阀6与电池泵、电机泵及冷媒连接，通过控制三通阀5及五通阀6的通路，可以实现不同冷却模式的切换。
43.在本实施例中，所述膨胀水箱1为集成式，壳体内部有注塑一体成型的冷却液流道，膨胀水箱壳体外部带有与电池、电机、暖风回路的管路接口。
44.在本实施例中，所述水泵2为电动离心水泵，采用pwm控制。
45.在本实施例中，所述三通阀5和五通阀6均采用lin控制，通过三通阀和五通阀之间的配合，联通不同的接口，实现不同冷却模式的转换。
46.在本实施例中，所述冷却模式转换包括电池冷却、电机冷却、电池电机回路串联散热、电池加热、余热回收五种功能。
47.如图2所示，为电池加热模式示意图，所述电池加热模式：当电池温度过低时，整车控制器会切换五通阀的a-b位置接通，三通阀的a-c位置连通，通过高压水暖加热器(ptc)加热暖风回路的冷却液，然后通过水水换热器加热电池回路的冷却液，将电池温度加热到合适的范围。
48.如图3所示，为电池冷却模式示意图，当电池温温度较高时，五通阀的位置为a-b接通，所述电机冷却模式：当电机温温度较高时，五通阀的位置为c-d接通，此时电机、电池回路分开，依靠各自回路的水泵进行循环；由整车控制器根据两个回路的冷却液温度，输出不同的pwm占空比调节水泵转速，使两个回路的零部件均工作在合适的温度；
49.如图5所示，为电池串联电机散热器冷却模式示意图，所述电池串联电机散热器冷却模式：在电池散热需求不高，且车辆速度较快时，为节约能源，可以关闭中间换热器，同时
使五通阀处于b-c接通、a-e接通，使电池和电机回路串联，通过散热器冷却电池回路。
50.如图6所示，为电机余热给电池模式示意图；所述电机余热给电池模式：当电机温度较高、电池温度较低时，为节约能源，整车控制器将会控制五通阀为b-c接通、a-d接通，切换到余热回收模式，此时电机冷却回路、电池冷却回路串联，将电机的余热用于加热电池以维持电池在合适的工作温度，以节约原本用于加热电池的电量，以实现续航里程提升。
51.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
52.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
53.此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

技术特征：
1.一种新能源车冷却系统水路集成模块，其特征在于，包括集成式膨胀水箱(1)，所述集成式膨胀水箱(1)的壳体上集成有水泵(2)、散热器(3)、水水换热器(4)、三通阀(5)及五通阀(6)；所述水水换热器(4)通过三通阀(5)与暖风泵及高压水暖加热器ptc连接，所述散热器(3)通过五通阀(6)与电池泵、电机泵及冷媒连接，通过控制三通阀(5)及五通阀(6)的通路，可以实现不同冷却模式的切换。2.如权利要求1所述的一种新能源车冷却系统水路集成模块，其特征在于，所述膨胀水箱(1)为集成式，壳体内部有注塑一体成型的冷却液流道，膨胀水箱壳体外部带有与电池、电机、暖风回路的管路接口。3.如权利要求1所述的一种新能源车冷却系统水路集成模块，其特征在于，所述水泵(2)为电动离心水泵，采用pwm控制。4.如权利要求1所述的一种新能源车冷却系统水路集成模块，其特征在于，所述三通阀(5)和五通阀(6)均采用lin控制，通过三通阀和五通阀之间的配合，联通不同的接口，实现不同冷却模式的转换。5.如权利要求1所述的一种新能源车冷却系统水路集成模块，其特征在于，所述冷却模式转换包括电池冷却、电机冷却、电池电机回路串联散热、电池加热、余热回收五种功能。6.如权利要求5所述的一种新能源车冷却系统水路集成模块，其特征在于，所述电池加热模式：当电池温度过低时，整车控制器会切换五通阀的a-b位置接通，三通阀的a-c位置连通，通过高压水暖加热器加热暖风回路的冷却液，然后通过水水换热器加热电池回路的冷却液，将电池温度加热到合适的范围。7.如权利要求5所述的一种新能源车冷却系统水路集成模块，其特征在于，所述电池冷却模式：当电池温温度较高时，五通阀的位置为a-b接通，所述电机冷却模式：当电机温温度较高时，五通阀的位置为c-d接通，此时电机、电池回路分开，依靠各自回路的水泵进行循环；由整车控制器根据两个回路的冷却液温度，输出不同的pwm占空比调节水泵转速，使两个回路的零部件均工作在合适的温度。8.如权利要求5所述的一种新能源车冷却系统水路集成模块，其特征在于，所述电池串联电机散热器冷却模式：在电池散热需求不高，且车辆速度较快时，为节约能源，可以关闭中间换热器，同时使五通阀处于b-c接通、a-e接通，使电池和电机回路串联，通过散热器冷却电池回路。9.如权利要求5所述的一种新能源车冷却系统水路集成模块，其特征在于，所述电机余热给电池模式：当电机温度较高、电池温度较低时，为节约能源，整车控制器将会控制五通阀为b-c接通、a-d接通，切换到余热回收模式，此时电机冷却回路、电池冷却回路串联，将电机的余热用于加热电池以维持电池在合适的工作温度，以节约原本用于加热电池的电量，以实现续航里程提升。10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的一种新能源车冷却系统水路集成模块。

技术总结
本发明公开了一种新能源车冷却系统水路集成模块及汽车，属于汽车技术领域，包括集成式膨胀水箱，所述集成式膨胀水箱的壳体上集成有水泵、散热器、水水换热器、三通阀及五通阀；所述水水换热器通过三通阀与暖风泵及高压水暖加热器PTC连接，所述散热器通过五通阀与电池泵、电机泵及冷媒连接，通过控制三通阀及五通阀的通路，可以实现不同冷却模式的切换。该集成模块可减少零件数量，实现集成化，有利于节约装配时间；降低系统重量，实现轻量化，减轻整车重量有利于节能降耗。整车重量有利于节能降耗。整车重量有利于节能降耗。


技术研发人员：陆玉琢 杨江雄 徐永兴 倪恒利 徐梓赫
受保护的技术使用者：一汽奔腾轿车有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/7/4