一種集成式膨脹水箱冷卻系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種集成式膨脹水箱冷卻系統(tǒng)，尤其適用于混合動(dòng)力客車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的冷卻技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，混合動(dòng)力客車一般都有發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，電機(jī)、控制器冷卻系統(tǒng)，一般都是發(fā)動(dòng)機(jī)一套單獨(dú)的冷卻系統(tǒng)，電機(jī)與控制器一起共用一套冷卻系統(tǒng)，故需要兩個(gè)膨脹水箱分別與其相連，使得本來就空間緊張的整車布置布局非常困難，且后艙門的高度常影響著加水口的位置，及發(fā)動(dòng)機(jī)出水口的位置也讓膨脹水箱的布置較為困難，發(fā)動(dòng)機(jī)出水鋼管最高點(diǎn)高于膨脹水箱底面，且沒有在發(fā)動(dòng)機(jī)出水鋼管上設(shè)置除氣點(diǎn)，沒能達(dá)到最佳的除氣效果，另由于電機(jī)與控制器共用一個(gè)散熱器的冷卻系統(tǒng)，且電機(jī)與控制器的散熱功率不同以及工作溫度不同，沒能達(dá)到最佳散熱效果。
[0003]中國專利CN201420001029.7公開了一種具有熱管理功能的并聯(lián)冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)包括電機(jī)冷卻管路、附屬冷卻支路和冷卻控制器，電機(jī)冷卻管路由電機(jī)和水泵串聯(lián)而成為循環(huán)管路，電機(jī)冷卻管路中還串聯(lián)有第一散熱器，第一散熱器上配裝有第一散熱風(fēng)扇，附屬冷卻支路分別通過上游三通管接頭和下游三通管接頭并聯(lián)在電機(jī)的上下游管路上，冷卻支路包括串聯(lián)的第二散熱器、電機(jī)控制器和附屬電器，電機(jī)控制器和附屬電器位于第二散熱器的下游，第二散熱器配裝有第二冷卻風(fēng)扇，第一散熱器的出口處裝有第一水溫傳感器，第二散熱器的出口處裝有第二水溫傳感器，冷卻控制器控制連接第一散熱風(fēng)扇、第二冷卻風(fēng)扇、第一水溫傳感器、第二水溫傳感器和水泵。此專利詳細(xì)描述了該具有熱管理功能的并聯(lián)冷卻系統(tǒng)，但該系統(tǒng)沒涉及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻，主要應(yīng)用于純電動(dòng)客車車型。
[0004]中國專利CN201220156175.8公開了一種客車及其發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)包括用于與發(fā)動(dòng)機(jī)上的循環(huán)冷卻水進(jìn)、出水口連通的冷卻循環(huán)水管以及循環(huán)冷卻水管上串設(shè)的第一冷卻單元，第一冷卻單元上裝設(shè)有用于與第一冷卻單元配合使用的第一冷卻風(fēng)扇，循環(huán)冷卻水管上還串設(shè)有處于第一冷卻單元和發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)冷卻水進(jìn)水口之間的第二冷卻單元，第二冷卻單元上裝設(shè)有用于對(duì)第二冷卻單元冷卻的第二冷卻風(fēng)扇。此專利詳細(xì)描述了該種客車及其發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，但該系統(tǒng)為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻模塊串聯(lián)有兩個(gè)冷卻單元。
[0005]中國專利CN201120134568.4公開了一種新能源客車?yán)鋮s系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)包括電動(dòng)泵、散熱器、電子風(fēng)扇和具有入口端和出口端的導(dǎo)風(fēng)罩，通過冷卻液循環(huán)管路使電動(dòng)泵、散熱器與電動(dòng)機(jī)冷卻器和/或逆變器冷卻裝置內(nèi)的冷卻液連通，導(dǎo)風(fēng)罩的出口端連接于散熱器，入口端連接電子風(fēng)扇的出風(fēng)側(cè)。此專利詳細(xì)描述了該新能源客車?yán)鋮s系統(tǒng)，但該系統(tǒng)為電動(dòng)機(jī)與逆變器的串聯(lián)式冷卻。
[0006]中國專利CN201420045853.2公開了客車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)模塊化結(jié)構(gòu)，該冷卻系統(tǒng)模塊化結(jié)構(gòu)包括冷卻模塊、管路模塊、風(fēng)扇模塊以及膨脹水箱模塊四個(gè)功能模塊，各功能模塊均包括相應(yīng)的功能組件以及可將該功能組件安裝固定在車架上的安裝固定結(jié)構(gòu)，冷卻模塊通過護(hù)風(fēng)圈與所述的風(fēng)扇模塊進(jìn)行連接，冷卻模塊與膨脹水箱模塊通過變徑軟管與管路模塊的相應(yīng)管路連接，該管路模塊的相應(yīng)道路也通過變徑軟管與發(fā)動(dòng)機(jī)連接。此專利詳細(xì)描述了該客車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)模塊化結(jié)構(gòu)，但該結(jié)構(gòu)為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，沒有并入電機(jī)、控制器冷卻系統(tǒng)。
[0007]中國專利CN201420180965.9公開了一種液態(tài)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)包括通過不銹鋼管路與發(fā)動(dòng)機(jī)相連的汽化器、節(jié)溫器、散熱器和水泵，散熱器上設(shè)有冷卻風(fēng)扇，汽化器進(jìn)水口與發(fā)動(dòng)機(jī)出水口相連，汽化器出水口與節(jié)溫器進(jìn)水口相連，節(jié)溫器出水口與水泵進(jìn)水口相連，節(jié)溫器下出水口與散熱器進(jìn)水口相連，散熱器出水口與水泵進(jìn)水口相連，水泵出水口與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水口相連，汽化器和散熱器是集成為一體的。此專利詳細(xì)描述了該種液態(tài)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，但該系統(tǒng)為發(fā)動(dòng)機(jī)與汽化器的串聯(lián)式冷卻。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)、電機(jī)冷卻系統(tǒng)和控制器冷卻系統(tǒng)的溫度要求不盡相同，且考慮到冷卻系統(tǒng)的除氣效果是否理想，本實(shí)用新型旨在提供一種集成式膨脹水箱冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)通過集成式膨脹水箱補(bǔ)水給三個(gè)不同模塊的冷卻系統(tǒng)，并在管路的合理位置布置除氣點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)和控制器系統(tǒng)分開散熱并處于一種良好的散熱狀態(tài)。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0010]一種集成式膨脹水箱冷卻系統(tǒng)，包括由發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹水箱和電機(jī)、控制器膨脹水箱集成在一起的集成式膨脹水箱，發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，發(fā)電機(jī)，電機(jī)散熱器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器，發(fā)電機(jī)控制器以及控制器散熱器；其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器通過水管串聯(lián)形成發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)冷卻系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)以及電機(jī)散熱器之間通過水管串聯(lián)形成電機(jī)循環(huán)冷卻系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、發(fā)電機(jī)控制器以及控制器散熱器之間通過水管串聯(lián)形成控制器循環(huán)冷卻系統(tǒng)；所述發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器之間的循環(huán)水管通過補(bǔ)水管與發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹水箱的補(bǔ)水口連通，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)以及電機(jī)散熱器之間的循環(huán)水管與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、發(fā)電機(jī)控制器以及控制器散熱器之間的循環(huán)水管均通過補(bǔ)水管與電機(jī)、控制器膨脹水箱的補(bǔ)水口連通。
[0011]以下為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案:
[0012]為了及時(shí)除去循環(huán)水管及各主要設(shè)備冷卻循環(huán)時(shí)產(chǎn)生的氣泡，所述發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器之間的循環(huán)水管、發(fā)動(dòng)機(jī)的除氣口、以及發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器的除氣口均通過除氣管與位于發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹水箱端面上的除氣口連通；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)以及電機(jī)散熱器之間的循環(huán)水管，電機(jī)散熱器的除氣口，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、發(fā)電機(jī)控制器以及控制器散熱器之間的循環(huán)水管，以及控制器散熱器的除氣口均通過除氣管與位于電機(jī)、控制器膨脹水箱端面上的除氣口連通。
[0013]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)以及電機(jī)散熱器之間的循環(huán)水管上串聯(lián)有第一水泵；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、發(fā)電機(jī)控制器以及控制器散熱器之間的循環(huán)水管上串聯(lián)有第二水泵。
[0014]所述第二水泵的出水口、發(fā)電機(jī)控制器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器通過水管依次串聯(lián)。
[0015]鑒于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率較發(fā)電機(jī)的功率大，即冷卻液流經(jīng)發(fā)電機(jī)的溫升較流經(jīng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的溫升小，本實(shí)用新型優(yōu)選所述第一水泵的出水口、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過水管依次串聯(lián)，由此，冷卻液的走向需先過發(fā)電機(jī)，再過驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0016]為了盡可能避免發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹水箱與電機(jī)、控制器膨脹水箱之間發(fā)生熱傳遞，所述發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹水箱與電機(jī)、控制器膨脹水箱之間通過密閉空腔隔開。
[0017]藉由上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型的集成式膨脹水箱冷卻系統(tǒng)能夠有效地強(qiáng)制冷卻混合動(dòng)力客車發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)和控制器系統(tǒng)。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種集成式膨脹水箱冷卻系統(tǒng)，將電機(jī)散熱系統(tǒng)和控制器散熱系統(tǒng)分別所需的膨脹水箱集成為一個(gè)，有效地解決了安裝空間小的問題，同時(shí)通過設(shè)置不同的除氣點(diǎn)使該冷卻系統(tǒng)達(dá)到了良好的除氣效果，本實(shí)用新型的冷卻系統(tǒng)布局合理，解決了發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、控制器系統(tǒng)分開散熱并處于一種良好的散熱狀態(tài)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0019]相對(duì)于中國專利CN201420001029.7而言，本實(shí)用新型主要應(yīng)用于混合動(dòng)力客車車型，發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、控制器的并聯(lián)式冷卻，且為集成式膨脹水箱補(bǔ)水。
[0020]相對(duì)于中國專利CN201220156175.8而言，本實(shí)用新型為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻模塊只有一個(gè)冷卻單元，且為集成式膨脹水箱補(bǔ)水。
[0021]相對(duì)于中國專利CN201120134568.4而言，本實(shí)用新型為電機(jī)、控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)的并聯(lián)式冷卻，且為集成式膨脹水箱補(bǔ)水。
[0022]相對(duì)于中國專利CN201420045853.2而言，本實(shí)用新型為發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、控制器的并聯(lián)式冷卻，且為集成式膨脹水箱補(bǔ)水。
[0023]相對(duì)于中國專利CN201420180965.9而言，本實(shí)用新型為發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、控制器的并聯(lián)式冷卻，且為集成式膨脹水箱補(bǔ)水。
[0024]綜上所述，本實(shí)用新型根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)、電機(jī)、控制器冷卻系統(tǒng)溫度不同的特性，通過采用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻模塊、控制器冷卻模塊和電機(jī)冷卻模塊三個(gè)不同模塊的冷卻有效地使得發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)和控制器系統(tǒng)分開散熱并處于一種良好的散熱狀態(tài)，通過在管路的合理位置布置除氣點(diǎn)有效地使得該冷卻系統(tǒng)達(dá)到良好的除氣效果。
[0025]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述。
【附圖說明】
[0026]圖1為一種集成式膨脹水箱冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為控制器冷卻模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為電機(jī)冷卻模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5為發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水管的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6為發(fā)動(dòng)機(jī)出水管的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖中各主要部件說明如下:
[0033]I一集成式膨脹水箱；101—電機(jī)、控制器膨脹水箱；102—發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹水箱；2—發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器；3—發(fā)動(dòng)機(jī)；4一驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器；5—發(fā)電機(jī)控制器；6—第二水泵；7—控制器散熱器；8—電機(jī)散熱器；9一第一水泵；10—發(fā)動(dòng)機(jī)；11 一驅(qū)動(dòng)電機(jī)；12—發(fā)動(dòng)機(jī)出水鋼管至膨脹水箱除氣管；13—發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器至膨脹水箱除氣管；14一發(fā)動(dòng)機(jī)至發(fā)動(dòng)機(jī)出水鋼管除氣管；15—發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水鋼管；16—發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻模塊補(bǔ)水管；17—發(fā)動(dòng)機(jī)出水鋼管；18—不銹鋼管第I三通至不銹鋼管第III三通除氣管；19一控制器散熱器進(jìn)水軟管；20—驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器進(jìn)水軟