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CN117261577A - 热管理系统及流体压力调节方法 - Google Patents

热管理系统及流体压力调节方法 Download PDF

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CN117261577A
CN117261577A CN202311095683.9A CN202311095683A CN117261577A CN 117261577 A CN117261577 A CN 117261577A CN 202311095683 A CN202311095683 A CN 202311095683A CN 117261577 A CN117261577 A CN 117261577A
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heat dissipation
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thermal management
circuit
dissipation circuit
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黄慧萍
孟国栋
余亮
王丹丹
陈润宇
柳文琴
陶小龙
罗欣宜
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Dongfeng Trucks Co ltd
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Dongfeng Trucks Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种热管理系统及流体压力调节方法，该热管理系统，其包括散热器、第一散热回路和第二散热回路，第一散热回路和第二散热回路并联后与散热器串联；第二散热回路上设有用于平衡系统流体压力的渐缩管。采用渐缩管来增加热管理系统支路中的流阻从而实现热管理系统的压力平衡，降低冷却风扇和水泵的能耗，提高系统工作效率并确保系统安全稳定运行。在上装和底盘散热一体化的车型中，当上装未接入热管理系统回路时，采用渐缩管模拟上装的压力降，当上装需要散热时，只需拆除渐缩管并将上装电器串联进回路中即可。

Description

热管理系统及流体压力调节方法
技术领域
本发明涉及纯电动汽车热管理系统技术领域，具体涉及一种热管理系统及流体压力调节方法。
背景技术
由于冷却液自身的粘性阻力及流经电机和电机控制器等电器组件时的阻力，如摩擦和惯性阻力，冷却液流经电器组件时会出现压力降。在纯电动汽车中，由于电池、电机、控制器等部件的配置方式和数量不同，不同部件的压力降不同，因此需采用不同的串并联方式使热管理系统回路的流体压力保持平衡。然而在某些车型配置中，仅改变各部件间的串并联关系已无法使热管理系统回路的流体压力达到平衡，从而无法稳定安全运行。
特别地，在底盘和上装电器件散热一体化的纯电动专用车热管理系统中，有时需要将底盘与上装电器件串联，以确保满足各电器件的散热需求并保持热管理系统的安全稳定运行。但在实际应用中会出现以下两种情况：
1、同一种配置的底盘，A上装厂家需要底盘和上装散热一体化而B上装厂家则不需要；
2、在底盘出厂后到上装装配前的过程中，这时上装电器件与底盘热管理系统回路不联通，将会影响热管理系统的散热性能和稳定性。
而且针对情况1，因为B上装厂家不需要底盘和上装散热一体化，则可能需要再重新匹配开发一款底盘以满足要求，降低了底盘通用性且增加了成本。
在现有的纯电动汽车中，一般是通过采用合理的串并联方式使热管理系统回路的流体压力保持平衡。对于底盘和上装散热一体化的纯电动专用车，则通常采用上装电器件与底盘电器件并联的方式。在某些车型配置中，仅改变各部件间的串并联关系已无法使热管理系统回路的流体压力达到平衡，这可能会导致某些部件的散热需求无法满足，同时还会增加水泵和冷却风扇的能耗。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供一种热管理系统及流体压力调节方法，通过采用渐缩管来增加热管理系统支路中的流阻使热管理系统的压力平衡。
本发明采用的技术方案是：一种热管理系统，其特征在于：包括散热器、第一散热回路和第二散热回路，所述第一散热回路和第二散热回路并联后与散热器串联；所述第二散热回路上设有用于平衡系统流体压力的渐缩管。
作为优选，所述第一散热回路用于给电机和电机控制器散热。
作为优选，所述第二散热回路用于给上装电器件与底盘上的多合一控制器散热。
作为优选，所述渐缩管上游侧的管径大于下游侧管径。
作为优选，所述渐缩管上游侧的管内径d1＝25mm。
作为优选，流经渐缩管的冷却液流量20L/min，若需使渐缩胶管两端压差达到60kPa，则下游侧的管内径d2＝6.3mm。
作为优选，还包括水泵，所述散热器通过水泵与第一散热回路和第二散热回路并联后的回路连接。
作为优选，所述水泵和散热器之间设有补液箱，用于补充回路中的冷却液。
一种热管理系统的流体压力调节方法，其特征在于：当上装电器件未安装时，在第二散热回路中串联渐缩管，模拟上装电器件的压力降；当上装电器件安装后，需要散热时，拆除第二散热回路中的渐缩管。
作为优选，所述渐缩管两端压差为60kPa。
本发明取得的有益效果是：采用渐缩管来增加热管理系统支路中的流阻从而实现热管理系统的压力平衡，降低冷却风扇和水泵的能耗，提高系统工作效率并确保系统安全稳定运行。本发明具有以下优点：
1、采用渐缩管来调节热管理系统压力，从而实现热管理系统的压力平衡，降低冷却风扇和水泵的能耗，提高系统工作效率并确保系统安全稳定运行；
2、在上装和底盘散热一体化的车型中，当上装未接入热管理系统回路时，采用渐缩管模拟上装的压力降，当上装需要散热时，只需拆除渐缩管并将上装电器串联进回路中即可。
附图说明
图1为本发明的冷却系统原理图；
图2为某底盘与上装散热一体化的纯电动专用车冷却系统原理图；
图3为渐缩管的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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。
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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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。
如图1-2所示，本发明的一种热管理系统，包括散热器、第一散热回路和第二散热回路，第一散热回路和第二散热回路并联后与散热器串联；第二散热回路上设有用于平衡系统流体压力的渐缩管。采用渐缩管来增加热管理系统支路中的流阻从而实现热管理系统的压力平衡，降低冷却风扇和水泵的能耗，提高系统工作效率并确保系统安全稳定运行。
实施例一
一种热管理系统，包括散热器、第一散热回路和第二散热回路，第一散热回路和第二散热回路并联后与散热器串联；第二散热回路上设有用于平衡系统流体压力的渐缩管。第一散热回路用于给电机和电机控制器散热，第二散热回路用于给上装电器件与底盘上的多合一控制器散热。
实施例二
一种热管理系统，包括散热器、第一散热回路和第二散热回路，第一散热回路和第二散热回路并联后与散热器串联；第二散热回路上设有用于平衡系统流体压力的渐缩管。第一散热回路用于给电机和电机控制器散热，第二散热回路用于给上装电器件与底盘上的多合一控制器散热。渐缩管上游侧的管径大于下游侧管径，当流体通过渐缩管时，由于管道截面积逐渐减小，导致流速逐渐增大。根据伯努利方程，当流体速度增加时，其压力降低。因此，在渐缩管内，流体速度增加，流体压力相应地降低，渐缩管两端存在压力差。采用渐缩管来增加热管理系统支路中的流阻从而实现热管理系统的压力平衡，降低冷却风扇和水泵的能耗，提高系统工作效率并确保系统安全稳定运行。
实施例三
一种热管理系统，包括散热器、第一散热回路和第二散热回路，第一散热回路和第二散热回路并联后与散热器串联；第二散热回路上设有用于平衡系统流体压力的渐缩管。第一散热回路用于给电机和电机控制器散热，第二散热回路用于给上装电器件与底盘上的多合一控制器散热。渐缩管上游侧的管径大于下游侧管径，当流体通过渐缩管时，由于管道截面积逐渐减小，导致流速逐渐增大。根据伯努利方程，当流体速度增加时，其压力降低。因此，在渐缩管内，流体速度增加，流体压力相应地降低，渐缩管两端存在压力差。采用渐缩管来增加热管理系统支路中的流阻从而实现热管理系统的压力平衡，降低冷却风扇和水泵的能耗，提高系统工作效率并确保系统安全稳定运行。
结合图3所示，本实施中，渐缩管采用胶管，其管径计算示例：已知大端胶管内径d1＝25mm，冷却液流量20L/min，若需使渐缩胶管两端压差达到60kPa，求小端胶管内径。将冷却液看作理想不可压缩流体，根据伯努利方程：
u是沿流线切线方向的速度、z是管路截面中心的高度、p是管路截面上的压强。
以管路中心线所在水平面为基准面，对截面1和截面2列出伯努利方程为
p1-p2＝60kPa
Q＝u1A1＝u2A2＝20L/min
则小端胶管内径
实施例四
一种热管理系统，包括散热器、第一散热回路和第二散热回路，第一散热回路和第二散热回路并联后与散热器串联；第二散热回路上设有用于平衡系统流体压力的渐缩管。第一散热回路用于给电机和电机控制器散热，第二散热回路用于给上装电器件与底盘上的多合一控制器散热。渐缩管上游侧的管径大于下游侧管径，当流体通过渐缩管时，由于管道截面积逐渐减小，导致流速逐渐增大。根据伯努利方程，当流体速度增加时，其压力降低。因此，在渐缩管内，流体速度增加，流体压力相应地降低，渐缩管两端存在压力差。采用渐缩管来增加热管理系统支路中的流阻从而实现热管理系统的压力平衡，降低冷却风扇和水泵的能耗，提高系统工作效率并确保系统安全稳定运行。
结合图3所示，本实施中，渐缩管采用胶管，其管径计算示例：已知大端胶管内径d1＝25mm，冷却液流量20L/min，若需使渐缩胶管两端压差达到60kPa，求小端胶管内径。将冷却液看作理想不可压缩流体，根据伯努利方程：
u是沿流线切线方向的速度、z是管路截面中心的高度、p是管路截面上的压强。
以管路中心线所在水平面为基准面，对截面1和截面2列出伯努利方程为
p1-p2＝60kPa
Q＝u1A1＝u2A2＝20L/min
则小端胶管内径
本发明的热管理系统包括水泵，散热器通过水泵与第一散热回路和第二散热回路并联后的回路连接。
实施例五
一种热管理系统，包括散热器、第一散热回路和第二散热回路，第一散热回路和第二散热回路并联后与散热器串联；第二散热回路上设有用于平衡系统流体压力的渐缩管。第一散热回路用于给电机和电机控制器散热，第二散热回路用于给上装电器件与底盘上的多合一控制器散热。渐缩管上游侧的管径大于下游侧管径，当流体通过渐缩管时，由于管道截面积逐渐减小，导致流速逐渐增大。根据伯努利方程，当流体速度增加时，其压力降低。因此，在渐缩管内，流体速度增加，流体压力相应地降低，渐缩管两端存在压力差。采用渐缩管来增加热管理系统支路中的流阻从而实现热管理系统的压力平衡，降低冷却风扇和水泵的能耗，提高系统工作效率并确保系统安全稳定运行。
结合图3所示，本实施中，渐缩管采用胶管，其管径计算示例：已知大端胶管内径d1＝25mm，冷却液流量20L/min，若需使渐缩胶管两端压差达到60kPa，求小端胶管内径。将冷却液看作理想不可压缩流体，根据伯努利方程：
u是沿流线切线方向的速度、z是管路截面中心的高度、p是管路截面上的压强。
以管路中心线所在水平面为基准面，对截面1和截面2列出伯努利方程为
p1-p2＝60kPa
Q＝u1A1＝u2A2＝20L/min
则小端胶管内径
本发明的热管理系统包括水泵，散热器通过水泵与第一散热回路和第二散热回路并联后的回路连接。
本实施例中，水泵和散热器之间设有补液箱，补液箱采用并联的方式与主回路连接，当主回路中的冷却液消耗后低于设定值时，开启补液回路，用于补充回路中的冷却液。
本发明的一种热管理系统的流体压力调节方法，当上装电器件未安装时，在第二散热回路中串联渐缩管，模拟上装电器件的压力降；当上装电器件安装后，需要散热时，拆除第二散热回路中的渐缩管。
该热管理系统，包括散热器、第一散热回路和第二散热回路，第一散热回路和第二散热回路并联后与散热器串联；第二散热回路上设有用于平衡系统流体压力的渐缩管。第一散热回路用于给电机和电机控制器散热，第二散热回路用于给上装电器件与底盘上的多合一控制器散热。渐缩管上游侧的管径大于下游侧管径，当流体通过渐缩管时，由于管道截面积逐渐减小，导致流速逐渐增大。根据伯努利方程，当流体速度增加时，其压力降低。因此，在渐缩管内，流体速度增加，流体压力相应地降低，渐缩管两端存在压力差。采用渐缩管来增加热管理系统支路中的流阻从而实现热管理系统的压力平衡，降低冷却风扇和水泵的能耗，提高系统工作效率并确保系统安全稳定运行。
结合图3所示，本实施中，渐缩管采用胶管，其管径计算示例：已知大端胶管内径d1＝25mm，冷却液流量20L/min，若需使渐缩胶管两端压差达到60kPa，求小端胶管内径。将冷却液看作理想不可压缩流体，根据伯努利方程：
u是沿流线切线方向的速度、z是管路截面中心的高度、p是管路截面上的压强。
以管路中心线所在水平面为基准面，对截面1和截面2列出伯努利方程为
p1-p2＝60kPa
Q＝u1A1＝u2A2＝20L/min
则小端胶管内径
本发明的热管理系统包括水泵，散热器通过水泵与第一散热回路和第二散热回路并联后的回路连接。
本实施例中，水泵和散热器之间设有补液箱，补液箱采用并联的方式与主回路连接，当主回路中的冷却液消耗后低于设定值时，开启补液回路，用于补充回路中的冷却液。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要结构特征。本发明不受上述实例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
在此，需要说明的是，上述技术方案的描述是示例性的，本说明书可以以不同形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的技术方案。相反，提供这些说明将使得本发明公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本说明书所公开的范围。此外，本发明的技术方案仅由权利要求的范围限定。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种热管理系统，其特征在于：包括散热器、第一散热回路和第二散热回路，所述第一散热回路和第二散热回路并联后与散热器串联；所述第二散热回路上设有用于平衡系统流体压力的渐缩管。
2.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于：所述第一散热回路用于给电机和电机控制器散热。
3.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于：所述第二散热回路用于给上装电器件与底盘上的多合一控制器散热。
4.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于：所述渐缩管上游侧的管径大于下游侧管径。
5.根据权利要求4所述的热管理系统，其特征在于：所述渐缩管上游侧的管内径d1＝25mm。
6.根据权利要求5所述的热管理系统，其特征在于：流经渐缩管的冷却液流量20L/min，若需使渐缩胶管两端压差达到60kPa，则下游侧的管内径d2＝6.3mm。
7.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于：还包括水泵，所述散热器通过水泵与第一散热回路和第二散热回路并联后的回路连接。
8.根据权利要求7所述的热管理系统及流体压力调节方法，其特征在于：所述水泵和散热器之间设有补液箱，用于补充回路中的冷却液。
9.一种热管理系统的流体压力调节方法，其特征在于：当上装电器件未安装时，在第二散热回路中串联渐缩管，模拟上装电器件的压力降；当上装电器件安装后，需要散热时，拆除第二散热回路中的渐缩管。
10.根据权利要求9所述的热管理系统的流体压力调节方法，其特征在于：所述渐缩管两端压差为60kPa。
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