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1、(10)申请公布号 CN 103847503 A (43)申请公布日 2014.06.11 CN 103847503 A (21)申请号 201210506409.1 (22)申请日 2012.11.30 B60K 11/02(2006.01) (71)申请人 北汽福田汽车股份有限公司 地址 102206 北京市昌平区沙河镇沙阳路 (72)发明人 周晓燕 杨洁 张文明 李国红 (74)专利代理机构 北京润平知识产权代理有限 公司 11283 代理人 黄志兴 桑传标 (54) 发明名称 电动汽车冷却系统及电动汽车 (57) 摘要 电动汽车冷却系统， 包括设置有散热器 （1） 和 水泵的冷却液循环。
2、水路 （9） ， 该冷却液循环水路 （9） 至少包括并联的第一水路段 （12） 和第二水路 段 （10） ， 所述第一水路段 （12） 依次经过工作温度 处于第一预定温度范围内的至少一个第一类待冷 却件 ； 所述第二水路段 （10） 依次经过工作温度处 于第二预定温度范围内的至少一个第二类待冷却 件。 此外， 本发明还提供一种电动汽车。 本发明通 过使得冷却液循环水路的一部分形成为并联的第 一水路段和第二水路段， 使得第一和第二水路段 分别经过工作温度不同的待冷却件， 以避免工作 温度相差较大的待冷却件之间相互影响， 从而改 善了冷却效果， 确保了电动汽车相关部件的正常 工作。 (51)Int。
3、.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103847503 A CN 103847503 A 1/1 页 2 1. 电动汽车冷却系统， 包括设置有散热器 （1） 和水泵的冷却液循环水路 （9） ， 该冷却液 循环水路 （9） 包括待冷却件换热水路部分， 且所述水泵在所述冷却液循环水路 （9） 上位于 所述散热器 （1） 与所述待冷却件换热水路部分之间， 其中， 所述待冷却件换热水路部分至少 包括并联的第一水路段 （12） 和第二水路段 （10） ， 所。
4、述第一水路段 （12） 依次经过至少一个 第一类待冷却件， 该第一类待冷却件的工作温度为第一预定温度或处于第一预定温度范围 内 ； 所述第二水路段 （10） 依次经过至少一个第二类待冷却件， 该第二类待冷却件的工作温 度为第二预定温度或处于第二预定温度范围内。 2. 根据权利要求 1 所述的电动汽车冷却系统， 其中， 所述至少一个第一类待冷却件包 括电动汽车的驱动电机 （6） 、 用于控制该驱动电机 （6） 的主控制器 （5） 和辅助控制器 （4） ， 该 第一类冷却件的工作温度处于所述第一预定温度范围内。 3. 根据权利要求 2 所述的电动汽车冷却系统， 其中， 所述第一预定温度范围为 50。
5、 -80。 4. 根据权利要求 1 所述的电动汽车冷却系统， 其中， 所述至少一个第二类待冷却件包 括空气压缩机 （7） ， 该第二类冷却件的工作温度处于所述第二预定温度范围内。 5. 根据权利要求 4 所述的电动汽车冷却系统， 其中， 所述第二预定温度范围为 100 -150。 6. 根据权利要求 1 所述的电动汽车冷却系统， 其中， 所述水泵为电子水泵 （3） 或电动水 泵。 7. 根据权利要求 1 所述的电动汽车冷却系统， 其中， 所述电动汽车冷却系统还包括用 于向所述散热器 （1） 鼓送冷却风的冷却风扇。 8. 根据权利要求 1 所述的电动汽车冷却系统， 其中， 所述冷却风扇为电动风扇。
6、。 9.根据权利要求1至8中任一项所述的电动汽车冷却系统， 其中， 所述电动汽车冷却系 统还包括副水箱总成 （2） ， 该副水箱总成中的副水箱通过连接管路 （11） 连接到所述冷却液 循环水路 （9） 上， 所述连接管路 （11） 包括从所述冷却液循环水路 （9） 上连接到所述副水箱 上部的水汽管路和从所述冷却液循环水路 （9） 上连接到所述副水箱下部的补水管路。 10. 电动汽车， 其中， 该电动汽车包括根据权利要求 1 至 9 中任一项所述的电动汽车冷 却系统。 权 利 要 求 书 CN 103847503 A 2 1/6 页 3 电动汽车冷却系统及电动汽车 技术领域 0001 本发明涉及。
7、一种车辆冷却系统， 具体地， 涉及一种电动汽车冷却系统。此外， 本发 明还涉及一种包括所述电动汽车冷却系统的电动汽车。 背景技术 0002 目前电动汽车的使用日渐普及， 与传统的发动机冷却系统不同， 对于电动汽车而 言， 除了用于动力输出的驱动电机、 主控制器等零部件均需要冷却降温以保证其性能之外， 用于辅助其他零部件运行的辅助控制器、 气动制动系统的空器压缩机等元器件均需冷却， 因此电动汽车的冷却系统至关重要。 0003 现有的电动汽车冷却系统一般包括设置有散热器和水泵的冷却液循环水路， 该冷 却液循环水路上依次设置有多个待冷却件。但是， 目前电动汽车需要冷却的待冷却件日趋 增多， 尤其是大。
8、型电动汽车， 存在多个电机、 控制器及制动系统空压机等均需水冷， 且各待 冷却件的工作温度差异极大， 这使得一些工作温度较低的待冷却件无法得到有效的冷却， 例如如果冷却液循环水路首先经过工作温度为 150的第一个待冷却件， 冷却液的温度因 为换热过程而达到 80， 此时冷却液继续流动到工作温度为 70的第二个待冷却件， 此时 第二个待冷却件非但不能被冷却， 反而因为冷却液温度过高而被继续加热， 从而显著地影 响了第二个待冷却件的正常工作。 0004 此外， 这种现有技术的电动汽车冷却系统由于整个冷却液循环水路中需要冷却的 待冷却件过多， 冷却液循环水路的延伸行程较长， 系统阻力大， 冷却液流量。
9、不够顺畅。 0005 上述技术问题成为制约电动汽车发展的比较难于解决的技术问题， 由于电动汽车 的发展时间并不长， 由于现有技术中普通汽车的发动机冷却系统仅需冷却单一的发动机， 而且冷却液循环水路在不同工况下均是遵循单一循环路径， 例如 CN102650230A。本领域技 术人员在面对上述技术问题时一直找不到较好的解决方案， 甚至形成了一种习惯性的技术 偏见， 认为汽车冷却系统应当遵循单一路径循环。这导致电动汽车上的部分部件始终由于 冷却效果不良而存在工作不稳定的情况， 影响了电动汽车的使用性能。 发明内容 0006 本发明所要解决的技术问题是提供一种电动汽车冷却系统， 该电动汽车冷却系统 能。
10、够相对有效地改善电动汽车的各个待冷却件的冷却效果， 并提高冷却液循环流动的通畅 性。 0007 此外， 本发明进一步所要解决的技术问题是提供一种电动汽车， 该电动汽车能够 相对有效地改善电动汽车的各个待冷却件的冷却效果， 从而改善工作性能。 0008 为了解决上述技术问题， 本发明提供一种电动汽车冷却系统， 包括设置有散热器 和水泵的冷却液循环水路， 该冷却液循环水路包括待冷却件换热水路部分， 且所述水泵在 所述冷却液循环水路上位于所述散热器与所述待冷却件换热水路部分之间， 其中， 所述待 冷却件换热水路部分至少包括并联的第一水路段和第二水路段， 所述第一水路段依次经过 说 明 书 CN 10。
11、3847503 A 3 2/6 页 4 至少一个第一类待冷却件， 该第一类待冷却件的工作温度为第一预定温度或处于第一预定 温度范围内 ； 所述第二水路段依次经过至少一个第二类待冷却件， 该第二类待冷却件的工 作温度为第二预定温度或处于第二预定温度范围内。 0009 典型地， 所述至少一个第一类待冷却件包括电动汽车的驱动电机、 用于控制该驱 动电机的主控制器和辅助控制器， 该第一类冷却件的工作温度处于所述第一预定温度范围 内。 0010 具体地， 所述第一预定温度范围为 50 -80。 0011 典型地， 所述至少一个第二类待冷却件包括空气压缩机， 该第二类冷却件的工作 温度处于所述第二预定温度。
12、范围内。 0012 具体地， 所述第二预定温度范围为 100 -150。 0013 优选地， 所述水泵为电子水泵或电动水泵。 0014 优选地， 所述电动汽车冷却系统还包括用于向所述散热器鼓送冷却风的冷却风 扇。 0015 具体地， 所述冷却风扇为电动风扇。 0016 优选地， 所述电动汽车冷却系统还包括副水箱总成， 该副水箱总成中的副水箱通 过连接管路连接到所述冷却液循环水路上。 0017 在上述电动汽车冷却系统的技术方案的基础上， 本发明还提供一种电动汽车， 其 中， 该电动汽车包括上述任一技术方案所述的电动汽车冷却系统。 0018 通过上述技术方案， 本发明的电动汽车冷却系统通过使得冷却。
13、液循环水路的一部 分形成为并联的第一水路段和第二水路段， 并使得第一和第二水路段分别经过工作温度不 同或处于不同温度范围内的待冷却件， 从而使得工作温度相同或接近的待冷却件或待冷却 件组分别通过相对独立的一个水路段进行冷却， 这有效地避免了工作温度相差较大的待冷 却件之间相互影响， 从而改善了冷却效果。 此外， 由于冷却液循环水路的一部分形成为并联 的水路段， 这能够使得至少部分冷却液加速循环回散热器， 一定程度上改善了冷却液循环 流动的通畅性， 从而进一步改善了冷却效果， 确保了电动汽车相关部件的正常工作， 改善了 电动汽车的工作性能。本发明的电动汽车包括所述电动汽车冷却系统， 因此其同样具。
14、有上 述优点。 0019 本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。 附图说明 0020 下列附图用来提供对本发明的进一步理解， 并且构成说明书的一部分， 其与下述 的具体实施方式一起用于解释本发明， 但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实 施方式。在附图中 ： 0021 图 1 是本发明具体实施方式的电动汽车冷却系统的布置结构示意图。 0022 图 2 是图 1 所示的电动汽车冷却系统的布置结构原理框图。 0023 本发明附图标记说明 ： 0024 1 散热器 ； 2 副水箱总成 ； 0025 3 电子水泵 ； 4 辅助控制器 ； 0026 5 主控制器 ； 6 驱。
15、动电机 ； 说 明 书 CN 103847503 A 4 3/6 页 5 0027 7 空气压缩机 ； 8 三通接头 ； 0028 9 冷却液循环水路 ； 10 第二水路段 ； 0029 11 连接管路 ； 12 第一水路段。 具体实施方式 0030 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明， 应当理解的是， 此处所描 述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明， 本发明的保护范围并不局限于下述的具体实 施方式。 0031 如上文所述， 由于电动汽车冷却系统的冷却液循环水路的整个回路中需要冷却的 待冷却件过多， 系统阻力大， 且不同的待冷却件的工作温度差异较大， 为了保证电动汽车的 冷却液循。
16、环水路能够有效冷却到所有待冷却件并相对有效地改善冷却效果， 本发明电动汽 车冷却系统突破传统思路， 使得冷却液循环水路独创性地包括并联水路段。 0032 具体地， 参见图 1 和图 2 所示， 本发明的电动汽车冷却系统包括设置有散热器 1 和 水泵的冷却液循环水路 9， 该冷却液循环水路 9 包括待冷却件换热水路部分， 且所述水泵在 所述冷却液循环水路9上位于散热器1与所述待冷却件换热水路部分之间， 其中， 所述待冷 却件换热水路部分至少包括并联的第一水路段 12 和第二水路段 10， 所述第一水路段 12 依 次经过至少一个第一类待冷却件， 该第一类待冷却件的工作温度为第一预定温度或处于第 。
17、一预定温度范围内 ； 第二水路段 10 依次经过至少一个第二类待冷却件， 该第二类待冷却件 的工作温度为第二预定温度或处于第二预定温度范围内。 0033 通过本发明的上述技术方案， 可以方便地将工作温度相差较大的待冷却件分开， 通过相对独立的第一水路段 12 或第二水路段 10 进行冷却。典型地， 例如， 电动汽车的 驱动电机 6、 用于控制该驱动电机 6 的主控制器 5 和辅助控制器 4 的工作温度一般处在 60 70， 因此上述至少一个第一类待冷却件可以包括电动汽车的驱动电机 6、 用于控制 该驱动电机6的主控制器5和辅助控制器4， 该第一类冷却件的工作温度处于所述第一预定 温度范围内， 。
18、该第一预定温度范围可以确定为 50 -80。另外， 电动汽车上的用于气动制 动系统的空气压缩机 7 的工作温度一般为 130， 因此上述至少一个第二类待冷却件可以 包括空气压缩机 7， 该第二类冷却件的工作温度处于所述第二预定温度范围内， 该第二预定 温度范围可以确定为例如 100 -150。 0034 对于本发明的上述技术方案， 需要说明的是 ： 0035 第一， 就电动汽车冷却系统的冷却液循环水路 9 而言， 其含义是冷却液的循环流 动路径， 在具体的结构形成方式可以多种多样， 一般其不仅包括电动汽车冷却系统的各个 组成部件之间的连接管道， 还包括相应部件的内部流道， 例如散热器 1 的内。
19、部流道、 各个待 冷却件上的冷却管道或冷却液流道 （例如驱动电机壳体上可以形成水套） 。也就是说， 本发 明电动汽车冷却系统的冷却液循环水路 9 无论其具体的形成结构形式如何， 只要形成本发 明的上述技术方案所述的布置形式， 其均属于本发明的范围。 0036 例如， 在图 1 中， 冷却液循环水路 9 可以依次包括散热器 1 的进水口、 散热器 1 的 内部流道、 散热器 1 的出水口、 散热器 1 的出水口与水泵的进口之间管道、 水泵内部泵送通 道、 水泵的出水口与辅助控制器4之间的管道、 辅助控制器4上安装的冷却水管或形成的流 道、 辅助控制器 4 与主控制器 3 之间的管道、 主控制器 。
20、5 上安装的冷却水管或形成的流道、 说 明 书 CN 103847503 A 5 4/6 页 6 主控制器 5 与驱动电机 6 之间的管道、 驱动电机 6 内安装的冷却水管或形成在驱动电机壳 体上的水套、 和驱动电机 6 与散热器 1 的进水口之间的管道 ； 除此之外， 水泵的出水口与辅 助控制器 4 之间的管道上通过三通接头 8 分出一个分支管道， 该分支管道连接到空气压缩 器 7 上的冷却管道的一端， 该空气压缩机 7 的冷却管道的另一端连接到另一分支管道的一 端， 该另一分支管道的另一端通过三通接头 8 连接到驱动电机 6 与散热器 1 的进水口之间 的管道上。此外， 一般各个待冷却件 。
21、（例如驱动电机 6、 主控制器 5 等） 上的冷却管道或冷却 液流道一般形成为曲折形式， 以增大与待冷却件的本体接触面积， 改善冷却效果。图 1 中所 述的冷却液循环水路 9 的具体形成结构仅是一种示例形式， 实际上由于电动汽车上的待冷 却件并不限于上述例举的驱动电机等， 各个待冷却件上并不一定需要设置冷却管道， 例如 主控制器 5 可以直接固定到冷却液循环水路 9 的管段上等。 0037 第二， 在本发明电动汽车冷却系统的上述技术方案中， 冷却液循环水路 9 的待冷 却件换热水路部分至少包括并联的第一水路段12和第二水路段10， 其中图1所示的包含第 一水路段 12 和第二水路段 10 的具。
22、体实施形式仅是本发明的技术方案的基本单元， 本发明 的技术方案并不排斥所述待冷却件换热水路部分还包括并联的第三水路段、 第四水路段等 多个并联的水路段， 但是无论如何变型， 只要所述待冷却件换热水路部分包括并联的第一 水路段 12 和第二水路段 10， 其均属于本发明的保护范围。 0038 第三， 在上述技术方案中， 由于车辆冷却系统中惯常采用 “水路” 等的表述， 因此采 用冷却液循环水路 9、 第一水路段 12、 第二水路段 10 等表述， 需要明确的是， 车辆冷却系统 中采用的冷却介质可以为水， 但更经常采用的是掺杂有防冻剂等的冷却液， 因此 “水路” 等 的表述并不意味着本发明的电动汽。
23、车冷却系统局限于采用水作为冷却介质， 其中的 “水路” 等同于 “液路” 、“流道” 、“管路” 的表述。 0039 第四， 在上述方案中， 所述水泵在冷却液循环水路 9 上需要布置在所述待冷却件 换热水路部分与散热器1之间， 例如， 参见图1所示的布置位置， 这样才能在工作状态下， 驱 动冷却液同时经过并联的第一水路段 12 和第二水路段 10 流向散热器 1 的进水口， 并流动 经过散热器 1， 进而散热器 1 的出水口被水泵的抽吸进入水泵的入口， 从而不断循环。但是 水泵并不局限与图1的位置， 其还可以布置在图1的上方的管道上， 这样同样是布置在所述 待冷却件换热水路部分与散热器 1 之。
24、间， 也同样能够起到驱动冷却液同时经过并联的第一 水路段 12 和第二水路段 10 循环的目的。但是， 需要注意的是， 水泵一般不宜设置在所述待 冷却件换热水路部分的第一水路段 12 或第二水路段 10， 这会引起冷却液流动路径的混乱。 0040 第五， 在本发明的电动汽车冷却系统的上述技术方案中， 第一类待冷却件的工作 温度一般可以根据某一电动汽车零部件， 例如主控制器 5、 驱动电机 6 等正常工作状态下其 通常具有的温度来确定， 这通过相关的检测工作即可获得。第一预定温度范围和第二预定 温度范围一般不同， 但可以存在部分重叠的情形。 0041 在本发明的电动汽车冷却系统的上述技术方案的基。
25、础上， 对于本领域技术人员必 然隐含地， 为了驱动水泵工作， 一般需要具有相应的动力装置， 例如电机等。为了使得本发 明的冷却系统的布置结构更加精简紧凑， 优选地， 所述水泵为电子水泵 3 或电动水泵。公知 地， 电子水泵是用采用压电材料作动力装置， 从而可以无需较为占用空间的电机或发动机 驱动， 并能够容易地实现电控控制。 所述水泵也可以采用电动水泵， 电动水泵的电机集成在 水泵上， 这也可以相对有效的使得布置结构精简。 说 明 书 CN 103847503 A 6 5/6 页 7 0042 优选地， 所述电动汽车冷却系统还包括用于向散热器 1 鼓送冷却风的冷却风扇。 在此需要注意的是， 尽。
26、管电动汽车需要冷却的待冷却件众多， 但是与传统的内燃机的较大 区别在于各个待冷却件的工作温度相对而言并不是很高， 散热器 1 本身的散热面积较大， 因此在本发明的上述基本技术方案中， 即使不设置冷却风扇， 通过散热器 1 本身的散热功 能， 也基本能够实现较好的散热目的。 但是， 优选地， 为了进一步改善冷却效果， 可以对应于 散热器 1 设置用于鼓送冷却风的冷却风扇。一般而言， 所述冷却风扇可以为电动风扇， 这样 将该电动风扇电连接到电动汽车上的电源即可实现使得冷却风扇工作。 0043 进一步地， 作为一种典型的优选形式， 本发明的电动汽车冷却系统还包括副水箱 总成2， 该副水箱总成中的副水。
27、箱通过连接管路11连接到所述冷却液循环水路9上， 所述连 接管路 11 包括从所述冷却液循环水路 9 上连接到所述副水箱上部的水汽管路和从所述冷 却液循环水路 9 上连接到所述副水箱下部的补水管路。副水箱总成 2 可以采用与现有发动 机冷却系统类似的副水箱总成， 一般设置为高于冷却液循环水路 9， 其主要功能在于， 当冷 却液循环水路 9 中的冷却液因为受热而产生蒸汽时， 该蒸汽可以进入到副水箱中冷凝为水 在副水箱中储存， 避免冷却液循环水路 9 的压力过大， 影响冷却液循环流动。当冷却液循环 水路 9 中的冷却液不够时， 副水箱中的冷却液可以及时补充到冷却液循环水路 9 上。 0044 在上。
28、述电动汽车冷却系统的技术方案的基础上， 本发明还提供一种电动汽车， 该 电动汽车包括上述的电动汽车冷却系统。 0045 为了帮助本领域技术人员理解本发明的技术方案， 以下参照图 1 简略描述本发明 的电动汽车冷却系统。 0046 如图 1 所示， 冷却液经副水箱 2 加注入电动汽车冷却系统内后， 电子水泵 3 开始运 行。冷却液在电子水泵 3 的驱动下开始循环， 电子水泵 3 的出水口输出的冷却液在三通接 头 8 处分为两路， 即第一水路端 12 和第二水路段 10， 在第一水路段 12 中， 冷却液首先进入 辅助控制器 4 进行热量交换， 在冷却辅助控制器 4 后进入主控制器 5， 进行热量。
29、交换以冷却 主控制器， 其后再进入驱动电机 6， 在驱动电机 6 内部的冷却管道中进行热量交换， 从而冷 却驱动电机。完成以上热量交换的冷却液经由散热器的进水口进入散热器 1 中， 并通过冷 却风扇作用的进行强制冷却。在第二水路段 10 上， 冷却液通过三通接头 8 进入空气压缩机 7， 进行热量交换， 冷却空压机后， 热冷却液同样经过经由散热器的进水口进入散热器 1 中。 由于空压机正常使用温度较高， 因此进行热量交换后冷却液的温度也较高， 甚至高于辅助 控制器、 主控制器、 驱动电机的正常使用温度， 因此将其并联后， 经过该第一水路段 10 上的 空气压缩机 7 的高温的冷却液会直接回到散。
30、热器中被冷却， 避免了对低温元器件的影响。 0047 由上描述可以看出， 本发明优点在于 ： 本发明的电动汽车冷却系统通过使得冷却 液循环水路9的一部分形成为并联的第一水路段12和第二水路段10， 并使得该第一和第二 水路段分别经过工作温度不同或处于不同温度范围内的待冷却件， 例如图 1 所示的实施例 中的处于第二水路段 10 上的空气压缩机 7 和处于第二水路段 12 上的辅助控制器 4、 主控 制器 5 和驱动电机 6， 从而使得工作温度相同或接近的待冷却件或待冷却件组分别通过相 对独立的一个水路段进行冷却， 这有效地避免了工作温度相差较大的待冷却件之间相互影 响， 从而改善了冷却效果。此。
31、外， 由于冷却液循环水路的一部分形成为并联的水路段， 这能 够使得至少部分冷却液加速循环回散热器进行冷却， 并且一定程度上改善了冷却液循环流 动的通畅性， 从而进一步改善了冷却效果。本发明的电动汽车冷却系统相对有效地确保了 说 明 书 CN 103847503 A 7 6/6 页 8 电动汽车相关零部件处于正常的工作温度， 提高了其工作可靠性， 改善了电动汽车的工作 性能。本发明的电动汽车包括所述电动汽车冷却系统， 因此其同样具有上述优点。 0048 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。 0049 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。 0050 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。 说 明 书 CN 103847503 A 8 1/1 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103847503 A 9 。