CN223803411U - 一种电动卡车液冷温控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动卡车液冷温控系统，包括换热单元、散热单元、冷却介质和冷冻机组，换热单元包括第一换热器和第二换热器；散热单元包括第一散热器和第二散热器；其中第一换热器设置在电动卡车的电池组，第二换热器设置在电动卡车的制动驱动系统；通过改变管路上阀门的开启情况，改变散热器以及换热器之间的组合方式，第一散热器和第二散热器可以各自单独工作也可以并联使用，第一换热器与第二换热器可以在各自单独工作、并联状态和串联状态这三种状态中切换，可以满足不同状态下电池系统和制动驱动系统的冷却需求。

Description

一种电动卡车液冷温控系统

技术领域

本实用新型涉及车辆温控系统，尤其涉及一种电动卡车液冷温控系统。

背景技术

在目前的电动卡车，特别是矿用电动卡车上，电池冷却与驱动冷却是分立的两个系统，其中电池冷却采用液冷形式，而驱动冷却却采用风冷形式，由于电池组、驱动系统各自有其最佳工作温度区间，且电池除了在高温时需要散热，在低温时还需要主动加热以保证其性能，故在这种情况下，电动矿用卡车在实际应用中存在以下不足：

1、驱动器采用风冷形式，风冷系统体积较大，占用矿用卡车的空间位置，增大矿用卡车的自身重量，降低矿用卡车的载重能力；

2、驱动器风冷系统由于风道要求，必须跟随驱动器安装，对空间要求较高，同时进出风口要考虑灰尘和水等环境影响问题；

3、驱动器风冷和电池的水冷两个冷却系统分开独立使用，一些器件没法共用，造成不必要的硬件资源浪费；

4、电池冷却与驱动器冷却两个系统分开独立，当电池需要加热而驱动器需要冷却时，热量的损失导致浪费，效率较低；

5、电池冷却和驱动器冷却独立工作，造成了冷却效率低和重复浪费等问题。

实用新型内容

鉴于目前电动矿用卡车温控系统存在的上述不足，本实用新型提供一种电动卡车液冷温控系统，能让不同冷却系统既能独立运行也能组合运行，提高能源利用率和冷却效率，降低能耗的效果。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种电动卡车液冷温控系统，包括换热单元、散热单元、冷却介质和冷冻机组，所述换热单元包括第一换热器和第二换热器；所述散热单元包括第一散热器和第二散热器；所述冷冻机组包括制冷端和散热端；第一散热器通过第一进水管路、第一回水管路与散热端形成第一回路；第二散热器通过第二进水管路、第二回水管路与第二换热器形成第二回路；制冷端通过第三进水管路、第三回水管路与第一换热器形成第三回路；第一回路上设置有第一驱动阀；第二回路上设置有第二驱动阀；第三回路上设置有第三驱动泵；第一散热器通过第一并联管路组与第二散热器并联；第二换热器通过串联管路组串联在第三回路中；第二换热器通过第二并联管路组与第一换热器并联；第二进水管路、第二回水管路、第三进水管路、第三回水管路、第一并联管路组、串联管路组和第二并联管路组上串联有阀门。

依照本实用新型的一个方面，所述第一并联管路组包括第一切换管路和第二切换管路；所述串联管路组包括第三切换管路和第五切换管路；所述第二并联管路组包括第四切换管路和第五切换管路。

依照本实用新型的一个方面，所述第一切换管路连接第一回水管路与第二回水管路；所述第二切换管路连接第一进水管路和第二进水管路；第三切换管路连接第三回水管路与第二回水管路；第四切换管路连接第三进水管路和第二回水管路；第五切换管路连接第三回水管路和第二进水管路。

依照本实用新型的一个方面，所述第一切换管路上设置有第一切换阀；第二切换管路上设置有第二切换阀；第三切换管路上设置有第三切换阀；第四切换管路上设置有第四切换阀；第五切换管路上设置有第五切换阀；所述第二进水管路上设置有第二回路进水阀；第二回水管路上设置有第二回路回水阀；第三进水管路上设置有第三回路进水阀；第三回水管路上设置有第三回路回水阀。

依照本实用新型的一个方面，所述第三回路回水阀位于第三切换管路和第三回水管路的连接处与第五切换管路和第三回水管路的连接处之间；第三回路进水阀位于冷冻机组与第四切换管路和第三进水管路的连接处之间。

依照本实用新型的一个方面，所述第二换热器通过第四切换管路、第五切换管路与第一换热器形成换热器并联回路；所述第三驱动泵位于第三回路与换热器并联回路的重合部分。

依照本实用新型的一个方面，所述第二回路回水阀位于第一切换管路和第二回水管路的连接处与第三切换管路和第二回水管路的连接处之间；第二回路回水阀位于第一切换管路和第二回水管路的连接处与第四切换管路和第二回水管路的连接处之间；第二回路进水阀位于第二切换管路和第二进水管路的连接处与第五切换管路和第二进水管路的连接处之间。

依照本实用新型的一个方面，所述第一切换阀、第二切换阀、第三切换阀、第四切换阀、第五切换阀、第二回路进水阀、第二回路回水阀、第三回路进水阀和第三回路回水阀为电控阀。

依照本实用新型的一个方面，所述第一换热器设置在电动卡车的电池组处；所述第二换热器设置在电动卡车的制动驱动系统处。

本实用新型实施的优点：

1、可以采用分布式安装，提高空间利用率；2、电池组冷却、冷冻机组冷却与驱动制动冷却统一采用液冷温控，器件通用率高，能降低维保成本；3、电池组冷却、冷冻机组冷却与驱动制动冷却可以独立运行也可以根据不同工况进行组合，也能根据实际冷却需要调节驱动泵、散热器以及冷冻机组的输出功率能降低能量损耗、提高使用寿命；4、切换组合方式可以利用制动驱动系统产生的热量进行电池组加热，降低能耗；5、多种方式组合使用可以提高系统的冗余性，提高稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所述的一种电动卡车液冷温控系统的结构示意图。

图示说明：11、第一换热器；12、第二换热器；21、第一散热器；22、第二散热器；3、冷冻机组；41、第一驱动泵；42、第二驱动泵；43、第三驱动泵；51、第一切换阀；52、第二切换阀；53、第三切换阀；54、第四切换阀；55、第五切换阀；61、第二回路进水阀；62、第二回路回水阀；63、第三回路进水阀；64、第三回路回水阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种电动卡车液冷温控系统，包括换热单元、散热单元、冷却介质和冷冻机组3，所述换热单元包括第一换热器11和第二换热器12；所述散热单元包括第一散热器21和第二散热器22；所述冷冻机组3包括制冷端和散热端；第一散热器21通过第一进水管路、第一回水管路与散热端形成第一回路；第二散热器22通过第二进水管路、第二回水管路与第二换热器12形成第二回路；制冷端通过第三进水管路、第三回水管路与第一换热器11形成第三回路；第一回路上设置有第一驱动阀；第二回路上设置有第二驱动阀；第三回路上设置有第三驱动泵43；第一散热器21通过第一并联管路组与第二散热器22并联；第二换热器12通过串联管路组串联在第三回路中；第二换热器12通过第二并联管路组与第一换热器11并联；第二进水管路、第二回水管路、第三进水管路、第三回水管路、第一并联管路组、串联管路组和第二并联管路组上串联有阀门；

其中第一换热器11设置在电动卡车的电池组，第二换热器12设置在电动卡车的制动驱动系统；通过改变管路上阀门的开启情况，改变散热器以及换热器之间的组合方式，第一散热器21和第二散热器22可以各自单独工作也可以并联使用，第一换热器11与第二换热器12可以在各自单独工作、并联状态和串联状态这三种状态中切换，可以满足不同状态下电池系统和制动驱动系统的冷却需求。

本实施例中，第一并联管路组包括第一切换管路和第二切换管路；所述串联管路组包括第三切换管路和第五切换管路；所述第二并联管路组包括第四切换管路和第五切换管路；

具体的连接方式为：第一切换管路连接第一回水管路与第二回水管路；所述第二切换管路连接第一进水管路和第二进水管路；第三切换管路连接第三回水管路与第二回水管路；第四切换管路连接第三进水管路和第二回水管路；第五切换管路连接第三回水管路和第二进水管路。

为实现组合方式的切换，各切换管路上均设置有阀门控制对应切换管路的通断，具体地，第一切换管路上设置有第一切换阀51；第二切换管路上设置有第二切换阀52；第三切换管路上设置有第三切换阀53；第四切换管路上设置有第四切换阀54；第五切换管路上设置有第五切换阀55；

相应地，第二进水管路上设置有第二回路进水阀61；第二回水管路上设置有第二回路回水阀62；第三进水管路上设置有第三回路进水阀63；第三回水管路上设置有第三回路回水阀64；

第一换热器11和冷冻机组3散热端构成冷冻机组3冷却，冷冻机组3制冷端与第一散热器21构成电池组冷却，第二换热器12与第二散热器22构成制动驱动系统冷却；当第一至第五切换管路上的切换阀全部关闭，第一至第三回路上的进水阀、回水阀以及驱动泵全部开启，冷冻机组3冷却、电池组冷却和制动驱动系统冷却之间各自独立工作。

第三回路回水阀64位于第三切换管路和第三回水管路的连接处与第五切换管路和第三回水管路的连接处之间；第三回路进水阀63位于冷冻机组3与第四切换管路和第三进水管路的连接处之间。

第二换热器12通过第四切换管路、第五切换管路与第一换热器11形成换热器并联回路；在实际使用中第三驱动泵43应当位于第三回路与换热器并联回路的重合部分。

第二回路回水阀62位于第一切换管路和第二回水管路的连接处与第三切换管路和第二回水管路的连接处之间；第二回路回水阀62位于第一切换管路和第二回水管路的连接处与第四切换管路和第二回水管路的连接处之间；第二回路进水阀61位于第二切换管路和第二进水管路的连接处与第五切换管路和第二进水管路的连接处之间。

第一切换阀51、第二切换阀52、第三切换阀53、第四切换阀54、第五切换阀55、第二回路进水阀61、第二回路回水阀62、第三回路进水阀63和第三回路回水阀64为电控阀；

相比于传统的电动卡车散热系统，其电池冷却为液冷，而驱动冷却则为风冷，两种冷却系统之间独立工作，器件共用率低，不便于维护保养，本申请中的温控系统的多数部件，如阀门、驱动泵、管路可以采用同样的规格，器件通用率大幅提高；

此外，液冷温控系统无须考虑风道的布置，可以采用分布式安装，能够提高卡车的空间利用率。

针对电动卡车，特别是矿用电动卡车的不同使用工况，本实施例中的液冷温控系统至少具有以下几种工作状态：

状态1、一般情况：第一回路、第二回路与第三回路彼此互不干扰，冷冻机组3冷却、电池组冷却和制动驱动系统冷却各自根据需要进行散热，此时，第一至第五切换管路上的切换阀全部关闭，第一至第三回路上的进水阀、回水阀以及驱动泵全部开启，三个散热回路根据环境温度决定是否启动以及以多大的功率运行对应回路的驱动泵；

状态2、环境温度过低，电池组需要加热，制动驱动系统产生的热量可以为电池组加热：此时第一驱动泵41、第二驱动泵42关闭；第二回路进水阀61、第二回路回水阀62关闭，将第二散热器22从第二回路中切出；第三回路进水阀63与第三回路回水阀64关闭，将冷冻机组3制冷端从第三回路中切出；第三切换阀53关闭，第四切换阀54与第五切换阀55开启，第三驱动泵43开启；第一换热器11与第二换热器12通过第四切换管道、第五切换管道构成循环回路，电动卡车的制动驱动系统运行时产生的热量可以传递给电池组，为电池组加热的同时也能保证制动驱动系统不会过热，节约了能源；

状态3、当电动卡车处于快速充电，而制动驱动系统不需要运行，电池组短时间内需要比平常更大的冷却量，而制动驱动系统则不需要散热，具体地，第二驱动泵42、第二回路进水阀61与第二回路回水阀62关闭；第一切换阀51、第二切换阀52与第一驱动泵41开启；第三切换阀53、第四切换阀54和第五切换阀55保持关闭；第三回路进水阀63、第三回路回水阀64和第三驱动泵43开启；此时将第一散热器21与第二散热器22并联使用，加快冷冻机组3的散热，从而让电池组迅速降温；

状态4、当环境温度较高运行时，制动驱动系统的散热单靠第二散热器22无法满足要求，需要进一步提高散热效率，将第一换热器11与第二换热器12串联在一起并连接在冷冻机组3的制冷端，将第一散热器21与第二散热器22并联起来并连接在冷冻机组3的散热端；具体地，第二驱动泵42、第二回路进水阀61与第二回路回水阀62关闭；第一切换阀51、第二切换阀52与第一驱动泵41开启；第三切换阀53和第五切换阀55开启，第四切换阀54和第三回路回水阀64关闭；第三回路进水阀63和第三驱动泵43开启；冷冻机组3制冷端的冷却介质先经过第一换热器11冷却电池组再经过第二换热器12为制动驱动系统散热(如图1所示，冷却介质由冷冻机组3制冷端出水端出发，经第二回路进水阀61进入第一换热器11进水端，从第一换热器11出水端、第五切换管路进入第二换热器12进水端，从第二换热器12出水端、第三切换管路汇入冷冻机组3制冷端)；

针对不同的工况，可以采用不同的组合方式，充分利用系统的制冷资源或热量，提高能源利用率，降低损耗；运行时，可根据各发热部件的温度调节输出功率，更加节能；两个散热器可以独立使用也可以并联使用，两组换热器也可以在独立运行、串联和并联之间切换，当其中一个散热器出现故障，可以通过阀门动作改变连接方式，满足系统的散热需求，保证系统的正常运行，提高稳定性。

本实用新型实施的优点：

1、可以采用分布式安装，提高空间利用率；2、电池组冷却、冷冻机组冷却与驱动制动冷却统一采用液冷温控，器件通用率高，能降低维保成本；3、电池组冷却、冷冻机组冷却与驱动制动冷却可以独立运行也可以根据不同工况进行组合，也能根据实际冷却需要调节驱动泵、散热器以及冷冻机组的输出功率能降低能量损耗、提高使用寿命；4、切换组合方式可以利用制动驱动系统产生的热量进行电池组加热，降低能耗；5、多种方式组合使用可以提高系统的冗余性，提高稳定性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种电动卡车液冷温控系统，包括换热单元、散热单元和冷却介质，其特征在于，包括冷冻机组(3)，所述换热单元包括第一换热器(11)和第二换热器(12)；所述散热单元包括第一散热器(21)和第二散热器(22)；所述冷冻机组(3)包括制冷端和散热端；第一散热器(21)通过第一进水管路、第一回水管路与散热端形成第一回路；第二散热器(22)通过第二进水管路、第二回水管路与第二换热器(12)形成第二回路；制冷端通过第三进水管路、第三回水管路与第一换热器(11)形成第三回路；第一回路上设置有第一驱动阀；第二回路上设置有第二驱动阀；第三回路上设置有第三驱动泵(43)；第一散热器(21)通过第一并联管路组与第二散热器(22)并联；第二换热器(12)通过串联管路组串联在第三回路中；第二换热器(12)通过第二并联管路组与第一换热器(11)并联；第二进水管路、第二回水管路、第三进水管路、第三回水管路、第一并联管路组、串联管路组和第二并联管路组上串联有阀门。

2.根据权利要求1所述的电动卡车液冷温控系统，其特征在于，所述第一并联管路组包括第一切换管路和第二切换管路；所述串联管路组包括第三切换管路和第五切换管路；所述第二并联管路组包括第四切换管路和第五切换管路。

3.根据权利要求2所述的电动卡车液冷温控系统，其特征在于，所述第一切换管路连接第一回水管路与第二回水管路；所述第二切换管路连接第一进水管路和第二进水管路；第三切换管路连接第三回水管路与第二回水管路；第四切换管路连接第三进水管路和第二回水管路；第五切换管路连接第三回水管路和第二进水管路。

4.根据权利要求3所述的电动卡车液冷温控系统，其特征在于，所述第一切换管路上设置有第一切换阀(51)；第二切换管路上设置有第二切换阀(52)；第三切换管路上设置有第三切换阀(53)；第四切换管路上设置有第四切换阀(54)；第五切换管路上设置有第五切换阀(55)；所述第二进水管路上设置有第二回路进水阀(61)；第二回水管路上设置有第二回路回水阀(62)；第三进水管路上设置有第三回路进水阀(63)；第三回水管路上设置有第三回路回水阀(64)。

5.根据权利要求4所述的电动卡车液冷温控系统，其特征在于，所述第三回路回水阀(64)位于第三切换管路和第三回水管路的连接处与第五切换管路和第三回水管路的连接处之间；第三回路进水阀(63)位于冷冻机组(3)与第四切换管路和第三进水管路的连接处之间。

6.根据权利要求4所述的电动卡车液冷温控系统，其特征在于，所述第二换热器(12)通过第四切换管路、第五切换管路与第一换热器(11)形成换热器并联回路；所述第三驱动泵(43)位于第三回路与换热器并联回路的重合部分。

7.根据权利要求4所述的电动卡车液冷温控系统，其特征在于，所述第二回路回水阀(62)位于第一切换管路和第二回水管路的连接处与第三切换管路和第二回水管路的连接处之间；第二回路回水阀(62)位于第一切换管路和第二回水管路的连接处与第四切换管路和第二回水管路的连接处之间；第二回路进水阀(61)位于第二切换管路和第二进水管路的连接处与第五切换管路和第二进水管路的连接处之间。

8.根据权利要求4所述的电动卡车液冷温控系统，其特征在于，所述第一切换阀(51)、第二切换阀(52)、第三切换阀(53)、第四切换阀(54)、第五切换阀(55)、第二回路进水阀(61)、第二回路回水阀(62)、第三回路进水阀(63)和第三回路回水阀(64)为电控阀。

9.根据权利要求1所述的电动卡车液冷温控系统，其特征在于，所述第一换热器(11)设置在电动卡车的电池组处；所述第二换热器(12)设置在电动卡车的制动驱动系统处。