本申請要求提交于2015年3月16日的美國臨時專利申請第62/133,991號和提交于2015年4月22日的美國臨時專利申請第62/150,848號的優(yōu)先權(quán)，這兩份申請的公開內(nèi)容全文以引用方式并入本文中以用于各種目的。

背景技術(shù)：

1.技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及電動車輛的散熱系統(tǒng)。特別地，討論了一種散熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)被配置成再捕獲從電動車輛的其它操作部件散發(fā)的熱量。

2.相關(guān)領(lǐng)域的說明

本實用新型涉及一種由電動車輛的空調(diào)使用的熱交換器與由電池和/或馬達使用的散熱器構(gòu)成的組件?；陔妱榆囕v的新設(shè)計，其散熱器可布置在熱交換器的前面部分的兩側(cè)上，以便使熱交換器能夠充分利用由散熱器散發(fā)的余熱。需要設(shè)計特別的導(dǎo)風(fēng)板，以使得來自散熱器的熱源能夠被吸收到熱交換器中，以便在各種條件下提供最佳的熱源管理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了實現(xiàn)上述目的，本公開描述了一種電動車輛的散熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：熱交換器，其布置在電動車輛的空氣入口部分處以用于電動車輛的空調(diào)的 熱交換；第一散熱器和第二散熱器，所述第一散熱器和第二散熱器分別布置在熱交換器的前面部分的兩側(cè)處；以及多個可旋轉(zhuǎn)的且可調(diào)整的導(dǎo)風(fēng)板，用于在空氣流過熱交換器、第一散熱器和第二散熱器時重新導(dǎo)向空氣。

根據(jù)本實用新型，多個傳感器被布置用于感測電池組和馬達的工作溫度和環(huán)境溫度。導(dǎo)風(fēng)板的開啟和關(guān)閉狀態(tài)可在空調(diào)的不同操作狀態(tài)下和電池組及馬達的不同溫度下調(diào)整，從而使得從第一散熱器和第二散熱器散發(fā)的熱能能夠以高效的方式利用。

附圖說明

圖1是根據(jù)本公開的示例性實施例的散熱系統(tǒng)的控制模塊圖；

圖2A是根據(jù)本公開的示例性實施例的導(dǎo)風(fēng)板的工作模式I的示意圖；

圖2B是根據(jù)本公開的示例性實施例的導(dǎo)風(fēng)板的工作模式II的示意圖；

圖2C是根據(jù)本公開的示例性實施例的導(dǎo)風(fēng)板的工作模式III的示意圖；

圖2D是根據(jù)本公開的示例性實施例的導(dǎo)風(fēng)板的工作模式IV的示意圖；以及

圖3是根據(jù)本公開的示例性實施例的散熱系統(tǒng)的控制流程示意圖。

具體實施方式

下面將參照構(gòu)成說明書一部分的附圖來描述本實用新型的各種實施例。應(yīng)當(dāng)理解，雖然在本實用新型中使用諸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等的表示方向的術(shù)語來描述本實用新型的各種示例性的結(jié)構(gòu)部分和元件，但這些術(shù)語在本文中僅用于方便解釋的目的，并且可基于附圖中所示示例方位來確定。由于本實用新型所公開的實施例可根據(jù)不同的方向來布置，這些表示方向的術(shù)語僅僅用于說明，而不應(yīng)視為限制。在任何可能的情況下，在本實用新型中使用的相同或類似的附圖標(biāo)記都表示相同的部件。

圖1是根據(jù)本公開的示例性實施例的散熱系統(tǒng)的控制模塊圖。

如圖1所示，本實用新型中的散熱系統(tǒng)的控制系統(tǒng)至少包括：控制器101(其中設(shè)有CPU 102)、空調(diào)狀態(tài)輸入端103、電池組溫度監(jiān)測器104、馬達溫度傳感器105、電池組環(huán)境溫度傳感器110、馬達環(huán)境溫度傳感器112、第一導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器106、第二導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器107、第三導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器108、電池組加熱器109、第一導(dǎo)風(fēng)板111、第二導(dǎo)風(fēng)板121、第三導(dǎo)風(fēng)板131等。

空調(diào)狀態(tài)輸入端103可用于輸入車輛艙室空調(diào)的工作狀態(tài)，所述工作狀態(tài)包括以下三種狀態(tài)：制冷、制熱和關(guān)閉?？照{(diào)狀態(tài)輸入端103可采取許多形式，包括例如允許使用者手動選擇狀態(tài)中的一種的多位開關(guān)。在一些實施例中，空調(diào)狀態(tài)輸入端103可采取控制器的形式，該控制器使車輛艙室空調(diào)在各狀態(tài)之間改變以維持所需的艙室空氣溫度。電池組溫度監(jiān)測器104布置在電池組中，以用于感測電池組中的溫度Tb；電池組溫度監(jiān)測器104由多個馬達溫度傳感器105構(gòu)成，馬達溫度傳感器105布置在馬達的驅(qū)動部件中具有最高溫度的位置處，這些驅(qū)動部件可包括例如馬達驅(qū)動器、齒輪箱等。馬達工作溫度Tm被定義為這些部件的最高溫度讀數(shù)的平均值。電池組環(huán)境溫度傳感器110布置在電池組的外部處，以用于感測在電池組的外部處的環(huán)境溫度T3。馬達環(huán)境溫度傳感器112布置在馬達的驅(qū)動部件(馬達驅(qū)動器、齒輪箱等)的外部處，以用于感測在驅(qū)動部件的外部處的環(huán)境溫度T4。上述溫度傳感器全部連接到控制器101，并可定期地或連續(xù)地發(fā)送感測的溫度至控制器101。

第一導(dǎo)風(fēng)板111、第二導(dǎo)風(fēng)板121和第三導(dǎo)風(fēng)板131分別布置在車輛的空氣入口部分的后面(具體地如圖2A至圖2D所示)。作為實施例，導(dǎo)風(fēng)板可為百葉窗結(jié)構(gòu)，并且導(dǎo)風(fēng)板可以借助于百葉窗的葉片的旋轉(zhuǎn)而處于開啟、半開啟或關(guān)閉狀態(tài)。在本實用新型中，本實用新型的實施例僅通過以開啟和關(guān)閉狀態(tài)為例來說明；然而，導(dǎo)風(fēng)板的半開啟狀態(tài)也包涵在本實用新型的構(gòu)思中，并可提供各種實施例，其中空氣流甚至被進一步微調(diào)或調(diào)整以實現(xiàn)所需的冷卻或加熱構(gòu)型。例如，在一些實施例中，導(dǎo)風(fēng)板的各個通氣孔或通氣孔子組件可以以不同的角度轉(zhuǎn)動，以定制通過導(dǎo)風(fēng)板的空氣流。

當(dāng)車輛在操作時，空氣可穿過開啟的導(dǎo)風(fēng)板。每一個導(dǎo)風(fēng)板設(shè)有一個驅(qū)動器，即，第一導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器106、第二導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器107和第三導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器108。驅(qū)動器可以是電動馬達(從圖中省略)，以用于分別驅(qū)動第一導(dǎo)風(fēng)板 111、第二導(dǎo)風(fēng)板121和第三導(dǎo)風(fēng)板131。第一導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器106、第二導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器107和第三導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器108也連接到控制器101。控制器101分別發(fā)送控制信號至上述驅(qū)動器，并且驅(qū)動器在工作時控制導(dǎo)風(fēng)板的開啟和關(guān)閉。

當(dāng)電池組的溫度過低時，控制器101將控制信號發(fā)送至電池組加熱器109，并且電池組加熱器109工作以升高電池組的溫度。

如圖2A-2D所示，第一散熱器220、熱交換器210和第二散熱器230布置在車身的前部處，或在構(gòu)造成接收引入的空氣的車身的任何部分中。第一散熱器220和第二散熱器230分別布置在熱交換器210的前部的兩側(cè)處。熱交換器210可以是與艙室空調(diào)相關(guān)聯(lián)的熱交換器。當(dāng)空調(diào)正在制冷時，熱交換器210被配置成散發(fā)熱量，并且當(dāng)空調(diào)正在制熱時，熱交換器被配置成吸收熱量。當(dāng)熱交換器210在加熱和冷卻構(gòu)型之間轉(zhuǎn)變時，各種加熱和/或冷卻系統(tǒng)部件可調(diào)整熱交換器210的冷卻/加熱元件的溫度。第一散熱器220和第二散熱器230可以分別是馬達和電池組的散熱器。

第一導(dǎo)風(fēng)板111、第二導(dǎo)風(fēng)板121和第三導(dǎo)風(fēng)板131分別布置在第一散熱器220、熱交換器210和第二散熱器230中的兩個之間。具體而言，第一導(dǎo)風(fēng)板111布置在熱交換器210前面，并且第一導(dǎo)風(fēng)板111的兩端分別與第一散熱器220的右端和第二散熱器230的左端連接。在一些實施例中，第一導(dǎo)風(fēng)板111的中部部分可包括突起，在第一導(dǎo)風(fēng)板111關(guān)閉時，該突起幫助平穩(wěn)地將接觸第一導(dǎo)風(fēng)板111的中部部分的空氣分流。第二導(dǎo)風(fēng)板121包括兩個導(dǎo)風(fēng)板：左側(cè)第二導(dǎo)風(fēng)板121.1和右側(cè)第二導(dǎo)風(fēng)板121.2，左側(cè)第二導(dǎo)風(fēng)板121.1的兩端分別與第一散熱器220的右端和熱交換器210的左端連接，并且右側(cè)第二導(dǎo)風(fēng)板121.2的兩端分別與熱交換器210的右端和第二散熱器230的左端連接；第三導(dǎo)風(fēng)板131包括兩個導(dǎo)風(fēng)板，左側(cè)第三導(dǎo)風(fēng)板131.1和右側(cè)第三導(dǎo)風(fēng)板131.2，左側(cè)第三導(dǎo)風(fēng)板131.1布置在第一散熱器220后面，并且左側(cè)第三導(dǎo)風(fēng)板的兩端分別與第一散熱器220的左端和熱交換器210的左端連接；右側(cè)第三導(dǎo)風(fēng)板131.2布置在第二散熱器230后面，并且右側(cè)第三導(dǎo)風(fēng)板的兩端分別與第二散熱器230的右端和熱交換器210的右端連接。

當(dāng)車輛在操作時，空氣250進入車輛，并且當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)風(fēng)板111開啟(由圖2A-2B中描繪的虛線表示)時，空氣可穿過導(dǎo)風(fēng)板111直接流過熱交換器 210。當(dāng)?shù)诙?dǎo)風(fēng)板121關(guān)閉(由實線表示)時，離開第一散熱器220和第二散熱器230的空氣不能流入熱交換器210中。當(dāng)?shù)谌龑?dǎo)風(fēng)板131關(guān)閉并且第二導(dǎo)風(fēng)板121開啟(如圖2B中所描繪的)時，空氣可從第一散熱器220和第二散熱器230流至熱交換器210，從而顯著增加進入熱交換器210的空氣的平均溫度。

根據(jù)馬達和電池組的溫度和艙室空調(diào)的不同狀態(tài)，導(dǎo)風(fēng)板的開啟和關(guān)閉可被調(diào)整，從而最佳地分布由第一散熱器220和第二散熱器230散發(fā)的熱量。在一些狀態(tài)下，由第一散熱器220和第二散熱器230散發(fā)的熱量中的至少一些可被傳遞到熱交換器210。下面的附圖將描繪可通過完全開啟或關(guān)閉散熱系統(tǒng)的導(dǎo)風(fēng)板而呈現(xiàn)的四種不同的工作模式。

圖2A示出了導(dǎo)風(fēng)板的工作模式I和導(dǎo)風(fēng)板影響引入的空氣流的方式。

在模式I下，第一導(dǎo)風(fēng)板111和第三導(dǎo)風(fēng)板131開啟，第二導(dǎo)風(fēng)板121關(guān)閉，因而造成進入車輛的空氣250同時穿過第一散熱器220、熱交換器210和第二散熱器230。由于第二導(dǎo)風(fēng)板121關(guān)閉，穿過第一散熱器220和第二散熱器230的那部分空氣250被阻止穿過熱交換器210。該模式主要適用于艙室空調(diào)正在制冷的情況。借助于導(dǎo)風(fēng)板在該模式下的這樣的布置，電池組和馬達的散熱對艙室空調(diào)的制冷沒有影響，同時確保電池組和馬達的散熱效應(yīng)。

圖2B示出了導(dǎo)風(fēng)板的工作模式II以及導(dǎo)風(fēng)板影響引入的空氣流的方式。

在該模式下，第一導(dǎo)風(fēng)板111和第二導(dǎo)風(fēng)板121開啟，而第三導(dǎo)風(fēng)板131關(guān)閉。空氣250的一部分首先穿過第一散熱器220和第二散熱器230，然后在由第一散熱器220和第二散熱器230加熱之后流過熱交換器210。空氣250的一部分直接穿過熱交換器210。該模式主要適用于艙室空調(diào)關(guān)閉并且電池組和馬達的溫度相對較低的情況。借助于導(dǎo)風(fēng)板的這樣的布置，空氣250中的一部分穿過第一導(dǎo)風(fēng)板111，以減少穿過第一散熱器220和第二散熱器230的進風(fēng)量。當(dāng)電池組和發(fā)動機不需要最大量的散熱時，這樣的構(gòu)型可以是有益的。這樣的進風(fēng)量可確保電池組和馬達的散熱效應(yīng)，同時也允許一定量的空氣250接合熱交換器210而不由散熱器中的任一個預(yù)熱。

圖2C是本實用新型中的導(dǎo)風(fēng)板的工作模式III的示意圖。

在該模式下，第一導(dǎo)風(fēng)板111和第二導(dǎo)風(fēng)板121關(guān)閉，而第三導(dǎo)風(fēng)板131開啟。在該模式下，進入車輛的所有空氣僅流過第一散熱器220和第二散熱器230，而不穿過熱交換器210。該模式主要適用于艙室空調(diào)關(guān)閉并且電池組和馬達的溫度相對較高的情況。在該情況下，通過關(guān)閉第一導(dǎo)風(fēng)板111和第二導(dǎo)風(fēng)板121并開啟第三導(dǎo)風(fēng)板131，所有空氣穿過第一散熱器220和第二散熱器230，從而使得穿過第一散熱器220和第二散熱器230的進風(fēng)量相比第一導(dǎo)風(fēng)板開啟的情況增加，并且當(dāng)電池組和馬達在較高溫度下操作時這樣的進風(fēng)量可增加對電池組和馬達的散熱效應(yīng)。這樣的構(gòu)型還可以是有利的，因為它減小了與將空氣導(dǎo)向通過熱交換器210相關(guān)聯(lián)的由散熱系統(tǒng)引入的任何反壓力。這樣，提供至電池組和發(fā)動機的冷卻可被最大化。

圖2D示出了導(dǎo)風(fēng)板的工作模式IV和導(dǎo)風(fēng)板影響引入的空氣流的方式。

在該模式下，第一導(dǎo)風(fēng)板111和第三導(dǎo)風(fēng)板131關(guān)閉，第二導(dǎo)風(fēng)板121開啟，并且進入車輛的所有空氣首先流過第一散熱器220和第二散熱器230，然后在變熱之后流過熱交換器210。該模式主要適用于艙室空調(diào)正在制熱的情況。在該條件下，通過關(guān)閉在熱交換器210前面的第一導(dǎo)風(fēng)板，空氣首先流過第一散熱器220和第二散熱器230，以吸收從電池組和馬達散發(fā)的熱量，然后將吸收的熱量中的一些傳遞到熱交換器210，使得熱交換器210可有效地利用從電池組和馬達散發(fā)的熱量，以將暖空氣提供至艙室。

圖3示出了可將控制器構(gòu)造成根據(jù)空調(diào)的操作狀態(tài)和各種溫度傳感器的讀數(shù)以在四種工作模式中的每一種之間切換的一種方式。

圖3是本實用新型中的散熱系統(tǒng)的控制流的示意圖?？刂破?01執(zhí)行如圖3所示的步驟。在步驟301中，電動車輛的散熱系統(tǒng)被啟動。步驟302包括接收經(jīng)由空調(diào)狀態(tài)輸入端103輸入的空調(diào)的狀態(tài)信號。在步驟303中，根據(jù)在步驟302中接收到的空調(diào)的狀態(tài)信號來執(zhí)行以下操作。

制熱狀態(tài)：

在步驟304中，通過由電池組溫度傳感器104發(fā)送的信號可接收電池組溫度Tb。

在步驟305中，根據(jù)在步驟304中接收到的溫度信號來判斷電池組溫度Tb是否低于電池組的優(yōu)選溫度范圍的下限T1(T1的第一優(yōu)選溫度為8℃，第二優(yōu)選溫度為0℃)；如果是，則執(zhí)行步驟306；如果否，則執(zhí)行步驟317。

在步驟306中，發(fā)送控制信號至電池組加熱器109，以驅(qū)動電池組加熱器109工作，以便增加電池組溫度Tb，然后重復(fù)步驟304。

在步驟317中，發(fā)送控制信號至第一導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器106、第二導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器107和第三導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器108，以使導(dǎo)風(fēng)板(111,121,131)在模式IV下操作。

關(guān)閉狀態(tài)：

在步驟307中，接收由電池組溫度傳感器104輸入的電池組溫度Tb信號。

在步驟308中，根據(jù)在步驟307中接收的電池組溫度信號來確定電池組溫度Tb是否在電池組的優(yōu)選溫度范圍的上限T2(T2的第一優(yōu)選溫度為25℃，第二優(yōu)選溫度為35℃，第三優(yōu)選溫度為45℃)和下限T1之間。當(dāng)Tb≤T1時，表明電池在優(yōu)選溫度范圍以下操作，執(zhí)行步驟309。當(dāng)T1<Tb<T2時，表明電池在優(yōu)選溫度范圍內(nèi)操作，執(zhí)行步驟310。當(dāng)Tb≥T2時，表明電池在優(yōu)選溫度范圍以上操作，執(zhí)行步驟316。

在步驟309中，發(fā)送控制信號至電池組加熱器109，以驅(qū)動電池組加熱器109工作，以便使電池組溫度Tb升高直至T1，然后重復(fù)步驟308。

在步驟310中，接收由電池組環(huán)境溫度傳感器110輸入的電池組環(huán)境溫度T3信號；

在步驟311中，根據(jù)在步驟307中接收到的電池組溫度Tb信號和在步驟310中接收到的電池組環(huán)境溫度T3信號來判斷電池組溫度Tb是否高于電池組環(huán)境溫度T3；如果是，則執(zhí)行步驟316；如果否，則執(zhí)行步驟312；

在步驟312中，接收由馬達溫度傳感器105和馬達環(huán)境溫度傳感器112輸入的馬達工作溫度Tm信號和馬達環(huán)境溫度T4信號；

在步驟313中，根據(jù)在步驟312中接收到的馬達工作溫度Tm信號和馬達環(huán)境溫度T4信號來判斷馬達工作溫度Tm是否高于馬達環(huán)境溫度T4；如果是，則執(zhí)行步驟316；如果否，則執(zhí)行步驟315；

在步驟315中，發(fā)送控制信號至第一導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器106、第二導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器107和第三導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器108，以使導(dǎo)風(fēng)板(111,121,131)處于模式II；

在步驟316中，發(fā)送控制信號至第一導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器106、第二導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器107和第三導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器108，以使導(dǎo)風(fēng)板(111,121,131)處于模式III；以及

制冷狀態(tài)：

在步驟314中，發(fā)送控制信號至第一導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器106、第二導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器107和第三導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動器108，以根據(jù)模式I布置導(dǎo)風(fēng)板(111,121,131)；

以上描述了判斷導(dǎo)風(fēng)板(111,121,131)的不同模式的流程圖，以便實現(xiàn)能源在第一散熱器220、第二散熱器230和熱交換器210之間的能源綜合利用，以最佳地管理能源。

雖然已結(jié)合附圖中所示具體實施例描述了本實用新型，但應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本實用新型的精神、范圍和背景的情況下，由本實用新型提供的電動車輛的散熱系統(tǒng)可具有各種變型。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還應(yīng)意識到，本實用新型中公開的實施例中的參數(shù)可以不同的方式改變，并且這些變化應(yīng)落入本實用新型和權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)。