多端口阀及其温度管理系统和包括多端口阀的集成模块的制作方法

allin2023-03-04  111



1.本实用新型涉及多端口阀、利用多端口阀的温度管理系统及包括多端口阀的集成模块,更详细地,涉及如下的多端口阀、利用多端口阀的温度管理系统及包括多端口阀的集成模块,即,可根据车辆的外部空气温度条件来有机控制电池或电气部件的温度。


背景技术:

2.电动汽车利用从电池接收的电力来输出动力的马达进行工作,因此,没有二氧化碳的排放且噪音小,从而作为环保汽车备受瞩目。
3.实现这种电动汽车的核心是与电池模块相关的技术,最近,针对电池的轻量、小型化、短的充电时间等的研究正在积极开展。电池模块只有在最佳温度环境下使用才可维持最佳性能和较长的寿命。但是因驱动过程中产生的热量和外部的温度变化,很难在最佳温度环境中使用。
4.为了维持电池模块的最佳温度环境,以往采用了将用于调节电池模块温度的制冷制热系统与用于车辆室内空调的制冷制热系统单独运用的技术。即,构建独立的两个制冷制热系统,一个用于室内制冷制热,另一个以用于调节电池模块温度的用途使用。
5.如上所述,独立运营两个制冷制热系统在可以轻松实现用于使电池模块可以发挥最佳性能的温度环境方面有利。但是,由于车辆的总电力消耗率明显增加,使得总能量效率大幅度下降,由此,存在可通过一次充电行驶的距离大幅减少的缺点。因此,为解决这种问题,正在讨论将电动汽车的空调系统和电池或电气部件的温度管理系统有机结合的方案。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.韩国授权专利第10-1592789号(混合动力(hev)车辆的冷却系统及其控制方法)


技术实现要素:

9.本实用新型的目的在于,提供如下的多端口阀,即,与电动汽车的空调系统有机结合,并为了控制包括电池或马达的电气部件的温度而可以控制冷却水的流动方向。
10.用于实现上述目的本实用新型一实施例的多端口阀的特征在于,包括:上部端口部,具有形成多个上部流路端口的上部外壳;下部端口部,以与上述上部端口部相同的中心轴为中心结合在下部,具有形成多个下部流路端口的下部外壳;以及阀本体,以上述中心轴为中心,以能够旋转的方式收容在由上述上部外壳及下部外壳形成的内部空间,在上部和下部分别形成与上部流路端口及下部流路端口相连通的上部连接口及下部连接口,根据上述阀本体的旋转,相邻的上部流路端口或下部流路端口中的至少一对连通。
11.本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,上部流路端口或下部流路端口相互隔开规定间隔并呈放射状。
12.本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,经过多个上述上部流路端口的各个流路相互对称。
13.本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,多个上述下部流路端口中的一个根据上述阀本体的旋转被阻塞。
14.在本实用新型一实施例中,在上述阀本体的上部形成与上述上部流路端口相对应的上部连接口,在与上述上部连接口相邻的一个上部连接口以相互连通的方式形成流路。
15.并且,本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,在上述上部连接口安装有上部阀片。
16.并且,本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,在上述阀本体的下部形成遮蔽部,以遮蔽除相互连通的下部流路端口之外的剩余下部流路端口。
17.并且,本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,在与上述下部外壳相接触的上述遮蔽部的一面安装有下部阀片。
18.并且,本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,在上述上部外壳与下部外壳的结合部位安装有o型圈。
19.并且,本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,在上述阀本体插入旋转轴,在上述旋转轴与上述上部外壳的结合部位安装有o型圈。
20.另一方面,用于实现上述目的的本实用新型一实施例的利用多端口阀的温度管理系统的特征在于,包括:第一流动管线,与电池相连接,用于使冷却水流动;第二流动管线,与电气部件相连接,用于使冷却水流动;第三流动管线,与冷水机相连接,用于使冷却水流动;第四流动管线,与散热器相连接,用于使冷却水流动;以及多端口阀,与上述第一流动管线至第四流动管线相连接,形成多个上部流路端口的上部端口部与形成多个下部流路端口的下部端口部以相同的旋转轴为中心相结合,形成有阀本体,在内部空间,根据旋转来使相邻的上部流路端口或下部流路端口中的至少一对相连通,根据车辆的外部空气温度,通过作为在热环境状态下的工作模式的第一模式、作为在凉爽环境状态下的工作模式的第二模式及作为在寒冷环境状态下的工作模式的第三模式中的一种模式控制上述电池或上述电气部件的温度。
21.本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,关闭上部流路端口及下部流路端口中的至少一个端口,以减少上述多端口阀的端口数量。
22.本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,在上述第一模式下,通过分离上述电池和上述电气部件来执行温度控制。
23.并且,本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,在上述第一模式下,为了控制上述电池的温度而开放多端口阀,以连通上述第一流动管线与第三流动管线来构成闭合电路,使上述冷水机进行工作。
24.并且,本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,在上述第一模式下,为了控制上述电气部件的温度而开放多端口阀,以连通上述第二流动管线与第四流动管线来构成闭合电路,使上述散热器进行工作。
25.并且,本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,在上述第二模式下,通过集成上述电池与上述电气部件来执行温度控制。
26.并且,本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,在上述第二模式下,为了控制上述电池与上述电气部件的温度而开放多端口阀,以连通第一流动管线至第四流动管线来构成闭合电路,使上述散热器进行工作。
27.并且,本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,在上述第三模式下,通过分离上述电池和上述电气部件来执行温度控制。
28.并且,本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,在上述第三模式下,为了控制上述电池的温度而开放多端口阀,以连通上述第一流动管线与第三流动管线来构成闭合电路,上述冷水机处于停止工作状态,在上述闭合电路设置有用于加热上述电池的加热器。
29.并且,本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,在上述第三模式下,为了控制上述电气部件的温度而开放多端口阀,以连通上述第二流动管线与第四流动管线来构成闭合电路,使上述散热器进行工作。
30.并且,本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,还包括第五流动管线,与空调系统的蒸发器相连接,用于使冷却水流动,在上述第三模式下,为了控制上述电气部件的温度而开放多端口阀,以连通上述第二流动管线与上述第五流动管线来构成闭合电路,经过上述闭合电路的冷却水与上述蒸发器执行热交换。
31.并且,本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,上述第一流动管线至第四流动管线中的至少一个管线还包括泵,提供驱动力以使上述冷却水能够流动。
32.并且,本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,在上述第二模式下,与上述第三流动管线的两端连接的多端口阀的端口相互连通,以使上述第三流动管线构成闭合电路。
33.另一方面,用于实现上述目的,根据本实用新型一实施例的多端口阀集成模块,包括:多端口阀,形成使冷却水流动的多个上部流路端口的上部端口部与形成多个下部流路端口的下部端口部以相同的旋转轴为中心相结合,形成有阀本体,在内部空间根据旋转来使相邻的上部流路端口或下部流路端口中的至少一对相连通;冷水机,通过膨胀阀来限制制冷剂的出入,从而冷却冷却水;泵,提供驱动力,以使上述冷却水通过上述上部流路端口或下部流路端口流动;传动器,用于使上述阀本体进行旋转;以及集成控制部,控制上述膨胀阀、上述泵及上述传动器。
34.本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,上述集成控制部设置在上述传动器上。
35.本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,上述集成控制部通过分析经过上述多端口阀的冷却水的温度信息、电池的温度或电压信息、电气部件的温度信息及车辆室内温度信息中的至少一项信息来执行控制。
36.本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,在上述上部流路端口或下部流路端口中的至少一个安装有温度传感器。
37.本实用新型的特征在于,在本实用新型一实施例中,在上述上部端口部与上述下部端口部的一侧分别安装有上述泵。
38.根据本实用新型,可根据车辆的外部空气温度条件控制多端口阀的开放或关闭方向来调节冷却水的流动方向,由此可以维持电池或电气部件的适当温度。
39.并且,根据本实用新型,可根据车辆的外部空气温度条件将用于控制电池或电气部件的温度的冷却水流动最大化,由此可以减少制冷剂的使用。
40.并且,根据本实用新型,可通过利用在电气部件中产生的废热来调节车辆内部空
气的温度。
附图说明
41.图1为示出本实用新型一实施例的利用多端口阀的车辆的温度管理系统的图。
42.图2为示出在第一模式下车辆的温度管理系统进行工作的状态的图。
43.图3为示出在第二模式下车辆的温度管理系统进行工作的状态的图。
44.图4为示出在第三模式下车辆的温度管理系统进行工作的状态的图。
45.图5为通过阀记号示出在本实用新型一实施例的第一模式至第三模式下多端口阀的连接状态的图。
46.图6为简要示出本实用新型一实施例的多端口阀的整体状态的立体图。
47.图7为本实用新型一实施例的多端口阀的分解立体图。
48.图8为切开本实用新型一实施例的多端口阀的垂直面一部分的立体图。
49.图9为示出本实用新型一实施例的阀本体的立体图。
50.图10a及图10b分别为切开本实用新型一实施例的上部端口部与下部端口部的水平面一部分的立体图。
51.图11a及图11b为分别示出在第一模式下多端口阀的上部端口部和下部端口部的工作状态的图。
52.图12a及图12b为分别示出在第二模式下多端口阀的上部端口部与下部端口部的工作状态的图。
53.图13a及图13b为分别示出在第三模式下多端口阀的上部端口部和下部端口部的工作状态的图。
54.图14为简要示出本实用新型一实施例的多端口阀集成模块的整体状态的立体图。
55.图15为本实用新型一实施例的多端口阀集成模块的分解立体图。
56.图16为示出在本实用新型一实施例的多端口阀安装温度传感器的状态的图。
57.附图标记的说明
58.10:制冷剂管线
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11:压缩机
59.13:冷凝器
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15:蒸发器
60.17:膨胀阀
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30:空调系统
61.100:第一流动管线
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102:电池
62.103:预热加热器
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105:第一泵
63.150:第三流动管线
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152:冷水机
64.154:膨胀阀
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200:第二流动管线
65.202:电池
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205:第二泵
66.250:第四流动管线
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252:第二蓄水池
67.254:第一散热器
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300:制热管线
68.302:加热器
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303:加热器芯
69.304:第二散热器
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305:第三泵
70.306:冷却器
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400:制冷管线
71.450:第五流动管线
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500:多端口阀
72.510:上部外壳
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511:旋转轴
73.512:上部流路端口
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520:阀本体
74.522:上部端口连接口 523:上部阀片
75.524:第一下部阀片
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525:下部端口连接口
76.526:遮蔽部
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527:第二下部阀片
77.528:轴o型圈
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530:下部外壳
78.532:下部流路端口
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538:外壳o型圈
79.540:传动器
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550:温度传感器
具体实施方式
80.以下,参照附图,对优选实施例的多端口阀、利用多端口阀的温度管理系统及包括多端口阀的集成模块进行详细说明如下。其中,针对相同的结构使用相同的附图标记,将省略对于重复的说明、可造成实用新型的要旨不清楚的公知功能及结构的详细说明。实用新型的实施形态是为了向本实用新型所属技术领域的普通技术人员更完整地说明本实用新型而提供。因此,为了更明确的说明而可以放大附图中的多个要素的形状及大小等。
81.图1为示出本实用新型一实施例的利用多端口阀的车辆的温度管理系统的图。
82.适用本实用新型的温度管理系统包括根据外部空气温度条件区分为第一模式至第三模式并为了将电池或电气部件的温度维持在适当温度而循环流体(例如,冷却水)的系统。在本说明书中,流体为冷却水。多端口阀用于控制这种冷却水的流动。
83.第一模式是车辆的外部空气温度高于已设定的第一温度的状态,即,在热环境(hot condition)状态下分离电池及电气部件来控制温度的模式。第二模式是车辆的外部空气温度为已设定的第二温度(例如,常温)的状态,即,在凉爽环境(cool condition)状态下组合电池及电气部件来控制温度的模式。第三模式是车辆的外部空气温度低于已设定的第三温度的状态,即,在寒冷环境(cold condition)状态下分离电池及电气部件来控制温度的模式。各个模式的具体温度控制方法将在后面进行说明。
84.首先,参照图1,简要说明应用本实用新型的温度管理系统。
85.如图1所示,本实用新型的温度管理系统包括:第一流动管线100、第二流动管线200、第三流动管线150、第四流动管线250及第五流动管线450。第一流动管线至第五流动管线是使冷却水流动的管线。
86.第一流动管线100是为了冷却高于适当温度的电池102或加热低于适当温度的电池而使冷却水流动的管线。第一流动管线100的一端与电池 102相连接,其另一端与多端口阀500相连接。并且,在第一流动管线100 的一侧连接可加热电池102的预热(warm-up)加热器103。在第一流动管线100的另一侧连接第一泵105,上述第一泵105提供驱动力,以使冷却水沿着第一流动管线100移动。
87.第二流动管线200是为了将电气部件的温度维持在适当温度而使冷却水流动的管线。其中,电气部件可包括使用在电动车的所有电气部件,但在本说明书中假设电气部件为发热量大的马达。第二流动管线200的一端与电气部件202相连接,其另一端与多端口阀500相连接。并且,在第二流动管线200的一侧连接第二泵205,上述第二泵205提供驱动力,以使冷却水沿着第二流动管线200移动。
88.第三流动管线150是为了将电池102维持在适当温度而使流体流动的管线。第三流动管线150的一端与冷水机152相连接,其另一端与多端口阀500相连接。冷水机152是通过从制冷剂吸收热来冷却流体的制冷机。
89.第四流动管线250是为了冷却电气部件202而使流体流动的管线。第四流动管线250的一端与第一散热器254相连接,其另一端与多端口阀500 相连接。在第四流动管线250连接可储存流体的第二蓄水池252。
90.第五流动管线450的一端与蒸发器15相连接,其另一端与多端口阀 500相连接。
91.另一方面,本实用新型的温度管理系统包括用于调节车辆的内部空气温度的空调系统30。空调系统30与制冷剂管线10、制热管线300及制冷管线400相连接。
92.制冷剂管线10是与用于车辆的空调系统30的压缩机11、冷凝器13 及蒸发器15相连接来使制冷剂流动的管线。在此情况下,制冷剂管线10 的一端与冷水机152相连接,其另一端连接与冷凝器13相连接。另一方面,在冷水机152可安装有电子式膨胀阀154,从而限制通过冷水机152 的制冷剂的出入。
93.制热管线300与空调系统30相连接,但与普通空调系统30中的制冷剂循环管线不同,是使接收在电气部件202中产生的废热的流体流动的管线。在制热管线300的一侧连接加热器302、加热器芯303及第二散热器304。在制热管线300另一侧连接第三泵305,上述第三泵305提供驱动力,以使流体可以流动。
94.制冷管线400与空调系统30相连接,但与普通空调系统30中的制冷剂循环管线不同,是为了通过蒸发器15进行热交换来降低车辆内部空气温度而使流体流动的管线。制冷管线400的一端与冷却器306相连接,其另一端与蒸发器15相连接。在制冷管线400连接储存流体的第一蓄水池 402。
95.另一方面,在本实用新型一实施例中,多端口阀500形成9个端口(第一号端口至第九号端口)。在图1中通过阀记号示出多端口阀的端口之间连接状态(四边形内部的箭头记号)或连接关闭状态(四边形内部的记号)。
96.图2为示出在第一模式下车辆的温度管理系统进行工作的状态的图,图3为示出在第二模式下车辆的温度管理系统进行工作的状态的图,图4 为示出在第三模式下车辆的温度管理系统进行工作的状态的图。
97.以下,参照图2至图4,说明在本实用新型的第一模式至第三模式下的车辆的温度管理系统的工作过程。
98.首先,在作为热环境状态的第一模式下,观察电池的温度控制过程。
99.如图2所示,在第一模式下,为了控制电池102的温度而开放多端口阀,以连通第一流动管线100与第三流动管线150来构成闭合电路。
100.具体地,在第一模式下,若电池102被加热,则使第一泵105进行工作。因此,冷却水沿着第一流动管线100流动并进入到多端口阀500的第三号端口。在第一模式下,第三号端口与第二号端口相连接。通过第二号端口流出的冷却水沿着第三流动管线150流动并经过冷水机152。在此情况下,通过冷水机152的工作来对冷却水进行冷却。之后,流体进入到第六号端口。在第一模式下,第六号端口与第八号端口相连接。通过第八号端口流出的冷却水冷却电池102。另一方面,连接在第一流动管线100的预热加热器103处于停止工作状态。
101.接着,在作为热环境状态的第一模式下,观察电气部件(马达)的温度控制过程。
102.如图2所示,在第一模式下,为了控制电气部件202的温度而开放多端口阀500,以连通第二流动管线200与第四流动管线250来构成闭合电路。
103.具体地,在第一模式下,若电气部件被加热,则使第二泵205进行工作。因此,冷却水沿着第二流动管线200流动并进入到多端口阀500的第一号端口。在第一模式下,第一号端口与第四号端口相连接。通过第四号端口流出的冷却水沿着第四流动管线250流动并经过第一散热器254。在此情况下,通过第一散热器254的工作来对冷却水进行冷却。之后,流体进入到第七号端口。在第一模式下,第七号端口与第五号端口相连接。通过第五号端口流出的冷却水冷却电气部件202。
104.综上所述,在第一模式下,通过分离电池102与电气部件202来控制温度,电池102由冷水机152进行冷却,电气部件202由基于第一散热器 254的外部空气冷却。在第一模式的热环境状态下,当作为电气部件202 的马达进行工作时,由于发热量大,因此通过容量大的第一散热器254进行冷却,电池102由冷水机152分离冷却。
105.接着,在作为凉爽环境状态的第二模式下,观察电池及电气部件的温度控制过程。
106.如图3所示,在第二模式下,为了控制电池102与电气部件202的温度而开放多端口阀500,以连通第一流动管线100、第二流动管线200、第三流动管线150、第四流动管线250来构成闭合电路。
107.具体地,在第二模式下,若电池102被加热,则使第一泵105及第二泵205进行工作。因此,冷却水沿着第一流动管线100流动并进入到多端口阀500的第三号端口。在第二模式下,第三号端口与第五号端口相连接。通过第三号端口流出的冷却水沿着第二流动管线200流动并经过电气部件 202进入到多端口阀500的第一号端口。在第二模式下,第一号端口与第四号端口相连接。通过第四号端口流出的冷却水经过第一散热器254冷却。之后,冷却水进入到多端口阀500的第七号端口。在第二模式下,第七号端口与第八号端口相连接。通过第八号端口流出的冷却水沿着第一流动管线100流动并冷却电池102,重新循环上述循环管线并冷却电气部件202。另一方面,连接在第一流动管线100的预热加热器103处于停止工作状态。
108.综上所述,在第二模式下,通过集成电池102与电气部件202来控制温度。在此情况下,电池102与电气部件202由第一散热器254冷却。因为在第二模式下外部空气的温度并不高于在第一模式下的外部空气的温度,因此几乎不需要冷却。
109.接着,在作为寒冷环境状态的第三模式下,观察电池的温度控制过程。
110.在寒冷环境状态下,电池102为了维持适当温度而需要被加热。如图 4所示,在第三模式下,为了控制电池102的温度而开放多端口阀500,以连通第一流动管线100与第三流动管线150来构成闭合电路。
111.具体地,在第三模式下,使第一泵105进行工作。因此,冷却水沿着第一流动管线100流动并进入多端口阀500的第三号端口。其中,第三号端口与第二号端口相连接。通过第二号端口流出的冷却水沿着第三流动管线150流动并进入到第六号端口。在此情况下,冷水机152处于停止工作状态。另一方面,第六号端口与第八号端口相连接。通过第八号端口流出的冷却水经过预热加热器103被加热后对电池102进行加热。
112.接着,在作为寒冷环境状态的第三模式下,观察电气部件(马达)的温度控制过程。
113.如图4所示,在第三模式下,为了控制电气部件202的温度而开放多端口阀500,以
连通第二流动管线200与第四流动管线250来构成闭合电路。
114.具体地,在第三模式下,若电气部件202被加热,则使第二泵205进行工作。因此,冷却水沿着第二流动管线200流动并进入到多端口阀500 的第一号端口。在第三模式下,第一号端口与第九号端口相连接。通过第九号端口流出的冷却水沿着第五流动管线450流动并经过蒸发器15。在此情况下,从电气部件202接收废热的冷却水通过与蒸发器15进行热交换进来冷却。之后,流体沿着第五流动管线450继续移动并进入到第七号端口。在第三模式下,第七号端口与第五号端口相连接。通过第五号端口流出的冷却水冷却电气部件202。
115.综上所述,在第三模式下,通过分离电池102与电气部件202来控制温度,电池102由预热加热器103加热,电气部件202由蒸发器15冷却。在第三模式的寒冷环境状态下,通过分离电池102与电气部件202来控制温度。
116.另一方面,根据本实用新型的另一实施例,在第三模式下,可以不使用第九号端口。在此情况下,冷却水无法通过第五流动管线450流动,因此电气部件202不会被冷却。这种控制过程也适用于没有加热器泵的车辆。
117.另一方面,泵105、205可设置在第一流动管线至第五流动管线中的至少一个管线,泵105、205的数量不受限。
118.在本实用新型中,通过区分为第一模式至第三模式来执行电池102及电气部件202的温度控制是为了将制冷剂的使用最小化。
119.图5为通过阀记号示出在本实用新型另一实施例的第一模式至第三模式下多端口阀的连接状态的图。
120.在如图1至图4所示的多端口阀的连接状态下,在第二模式下,第二号端口与第六号端口并未相互连接。但是,如图5所示,根据本实用新型的另一实施例,在第二模式下,第二号端口与第六号端口相互连接。在第二模式下,由于在经过第二号端口与第六号端口的冷却水管线上没有泵,因此没有冷却水的流动。因此,即使根据本实用新型另一实施例,在第二模式下的温度控制过程也不会改变。
121.另一方面,在本实用新型一实施例中,多端口阀总共有9个端口,但根据设计,也可关闭上部流路端口512或下部流路端口532中的至少一个端口来作为具有8个端口或更少端口的阀来使用,以减少多端口阀的端口数量。
122.图6为简要示出本实用新型一实施例的多端口阀的整体状态的立体图,图7为本实用新型一实施例的多端口阀的分解立体图,图8为切开本实用新型一实施例的多端口阀的垂直面一部分的立体图,图9为示出本实用新型一实施例的阀本体的立体图,图10a及图10b分别为切开本实用新型一实施例的上部端口部与下部端口部的水平面一部分的立体图。
123.如图6及图7所示,本实用新型一实施例的多端口阀500包括上部端口部、下部端口部及阀本体。上部端口部与下部端口部以相同的中心轴为中心,分别位于上部与下部。
124.上部端口部包括上部外壳510和上部流路端口512。
125.上部外壳510大致呈圆筒形形状,在其内部形成有空间。在上部外壳 510的上部面形成插入将要后述的旋转轴511的上端的孔。在上部外壳510 的周边面,多个上部流路端口512隔着规定间隔以放射状配置。各个上部流路端口512以与上部外壳510的内部空间相连通的方式连接。上部流路端口的数量没有限制,但在本实用新型一实施例中,在上部外壳510形成 6个上部流路端口512a、512b、512c、512d、512e、512f。优选地,与中心轴相邻的上
部流路端口512a、512b、512c、512d、512e、512f之间的角度相同,在本实用新型中,上部流路端口之间的角度为60
°
。另一方面,中心轴方向与旋转轴511的轴方向一致。
126.下部端口部包括下部外壳530和下部流路端口532。
127.下部外壳530大致呈圆筒形形状,在其内部形成有空间。在下部外壳 530的下部面形成插入将要后述的旋转轴511的下端的孔。在下部外壳530 的周边面,多个下部流路端口532隔着规定间隔以放射状配置。各个下部流路端口532以与下部外壳530的内部空间相连通的方式连接。虽然下部流路端口532的数量没有限制,但在本实用新型一实施例中,在下部外壳 530形成3个下部流路端口532a、532b、532c。优选地,与中心轴相邻的下部流路端口532a、532b、532c之间的角度相同,在本实用新型中,下部流路端口之间的角度为120
°

128.上部外壳510与下部外壳530可相互结合并固定。另一方面,在上部外壳510与下部外壳530的结合部位安装有外壳o型圈538以维持气密性。
129.阀本体520大致呈圆筒形形状,当上部外壳510与下部外壳530结合时,收容在其内部空间。沿着阀本体520的中心轴方向插入有旋转轴511。因此,随着旋转轴511的旋转,阀本体520也可以一同旋转。为了使旋转轴511进行旋转而可安装传动器。在旋转轴511与上部外壳510的结合部位安装有轴o型圈528以维持气密性。
130.在阀本体520的上部周边面形成上部端口连接口522。上部端口连接口522以与上部流路端口512相对应的方式形成,上部端口连接口522的数量及配置形态与上部流路端口512相同。在上部端口连接口522与上部外壳510之间的接触部位形成上部阀片523以维持气密性。图6中,上部阀片523形成在上部端口连接口522,但也可形成在上部流路端口512的内侧孔。
131.参照图8至图10b,上部端口连接口522与相邻的上部端口连接口522 中的一个相连通。具体地,一个上部流路端口512a仅与相邻的另外一个上部端口连接口522b相连通,并没有与剩余上部端口连接口522c、522d、 522e、522f相连通,一个上部端口连接口522c仅与相邻的另一个上部端口连接口522d相连通,并没有与剩余上部端口连接口522a、522b、522e、 522f相连通。因此,如图10a及图10b所示,在本实用新型一实施例中,可确认到总共3对上部端口连接口522相互连通,经过上部流路端口512 的各个冷却水流路相互对称。即,在阀本体520进行旋转的情况下,即使上部端口部内流路的对称方向可以改变,各个流路也具有相互对称的形状。
132.在阀本体520的下部一侧形成下部端口连接口525。在本实用新型一实施例中,1个下部端口连接口525形成在与下部流路端口532相对应的位置。但是,下部端口连接口525的数量并不受限。在下部端口连接口525 与下部外壳530之间的接触部位形成下部阀片524以维持气密性。在图6 中,下部阀片524形成在下部端口连接口525,但也可形成在下部流路端口532的内侧孔。
133.在阀本体520的下部另一侧形成遮蔽部526。遮蔽部526具有与阀本体520的整体形状相同的曲率。遮蔽部526的一侧面,即,朝向下部外壳 530的面形成下部阀片527以维持气密性。遮蔽部526进行旋转并关闭下部流路端口532。
134.另一方面,上部端口连接口522与下部端口连接口525相互分离。因此,若阀本体520收容在上部外壳510及下部外壳530并结合,则在上部外壳510及下部外壳530的内部空间,上部流路端口512与下部流路端口 532并不相互连通。
135.若阀本体520以规定的角度进行旋转,则上部端口连接口522可与上部流路端口512相连通,且下部端口连接口525可与下部流路端口532相连通。在本实用新型一实施例中,当阀本体520旋转60
°
时,上部端口连接口522及下部端口连接口525可分别与上部流路端口512及下部流路端口532相连通。在此情况下,遮蔽部526的遮蔽区域的大小可被设定为当旋转阀本体520时使2个下部流路端口532相互连通且关闭剩余1个下部流路端口532。但是,这种阀本体520的旋转角度可根据上部端口连接口 522、下部端口连接口525及上部流路端口512、下部流路端口532的数量及配置形态来随意改变。
136.图11a及图11b为分别示出在第一模式下多端口阀的上部端口部和下部端口部的工作状态的图,图12a及图12b为分别示出在第二模式下多端口阀的上部端口部和下部端口部的工作状态的图,图13a及图13b为分别示出在第三模式下多端口阀的上部端口部和下部端口部的工作状态的图。
137.以下,参照图11a、图11b、图12a、图12b、图13a及图13b,说明本实用新型一实施例的多端口阀500的工作过程。其中,多端口阀500 的各个端口编号与在上述的图1至图4中说明的端口编号相同。
138.图11a示出在第一模式下的上部端口部的状态,图11b示出在第一模式下的下部端口部的状。参照图11a,根据上述的多端口阀500的结构,若阀本体520旋转规定的角度,则处于上部端口部的第三号端口与第二号端口相连通,第六号端口与第八号端口相连通,第七号端口与第五号端口相连通的第一模式状态。在此情况下,参照图11b,在下部端口部中,仅有第一号端口与第四号端口连通,第九号端口因遮蔽部526而被关闭。
139.图12a示出在第二模式下的上部端口部的状态,图12b示出在第二模式下的下部端口部的状态。在第一模式状态中,若阀本体520向逆时针方向旋转60
°
,则处于上部端口部的第二号端口与第六号端口相连通,第七号端口与第八号端口相连通,第三号端口与第五号端口相连通的第二模式状态。在此情况下,参照12b,在下部端口部中,仅有第一号端口与第四号端口连通,第九号端口因遮蔽部526而被关闭。
140.图13a示出在第三模式下的上部端口部的状态,图13b示出在第三模式下的下部端口部的状态。在第二模式状态下,若阀本体520向逆时针方向旋转60
°
,则处于上部端口部的第三号端口与第二号端口相连通,第六号端口与第八号端口相连通,第七号端口与第五号端口相连通的第三模式状态。在此情况下,参照图13b,在下部端口部中,仅有第一号端口与第九号端口连通,第四号端口因遮蔽部526而被关闭。
141.即,如图11a、图11b、图12a、图12b、图13a及图13b所示,本实用新型一实施例的多端口阀500满足在图1至图4所示的第一模式至第三模式下的阀控制过程。
142.图14为简要示出本实用新型一实施例的多端口阀集成模块的整体状态的立体图,图15为本实用新型一实施例的多端口阀集成模块的分解立体图,图16为示出在本实用新型一实施例的多端口阀安装温度传感器的状态的图。
143.参照图14及图15,本实用新型一实施例的多端口阀集成模块包括冷水机152、多端口阀500、传动器540、第一泵105及第二泵205及集成控制部。
144.在本实用新型一实施例的多端口阀集成模块中,各个组成及其功能如上所述。多端口阀集成模块为了在第一模式至第三模式下执行电池102或电气部件202的温度控制而组装成一个集成模块。
145.如图14及图15所示,根据本实用新型一实施例,在多端口阀500的上部外壳510形成6个上部流路端口,在一侧安装有第一泵105。在多端口阀500的下部外壳530形成3个下部流路端口,在一侧安装有第二泵205。上部外壳510及下部外壳530可通过螺栓、焊接等多种方案来相互结合。如上所述,在上部外壳510及下部外壳530内部收容阀本体520。在多端口阀500的一侧安装作为制冷机的冷水机152,在其另一侧安装用于驱动旋转轴的传动器540。如上所述,冷水机152通过限制膨胀阀154(参照图1至图4)的制冷剂的出入来执行与冷却水进行热交换的功能。
146.集成控制部为了在上述第一模式至第三模式下执行电池102或电气部件202的温度控制而集成控制膨胀阀154、泵105、205及传动器540。在此情况下,集成控制部为了进行控制而分析从多端口阀、电池102、电气部件202、车辆室内(例如,车辆室内空气)中的至少一个测量的温度信息。在本实用新型一实施例中,集成控制部设置在传动器540,但也可由单独的控制装置构成。
147.图16为示出在本实用新型一实施例的多端口阀安装温度传感器的状态的图。
148.参照图16,在上部流路端口512安装有温度传感器550。在此情况下,优选地,温度传感器550的末端形成在流路上,以测量经过上部流路端口 512的冷却水的温度。
149.另一方面,温度传感器550可安装在上部流路端口512和/或下部流路端口532,在多端口阀上,温度传感器550的安装位置及数量可根据设计以多种方式改变。
150.另一方面,在本实用新型一实施例中,多端口阀500总共由9个端口组成,上部流路端口或下部流路端口的数量可根据设计随意改变。
151.虽然参照附图所示的一实施例说明了本实用新型,但这仅为例示,只要是本实用新型所属技术领域的普通技术人员就可以理解具有多种变形及等同的其它实施例。因此,本实用新型的真正的保护范围应仅根据实用新型要求保护范围来定义。

技术特征:
1.一种多端口阀,其特征在于,包括:上部端口部,具有形成多个上部流路端口的上部外壳;下部端口部,以与上述上部端口部相同的中心轴为中心结合在下部,具有形成多个下部流路端口的下部外壳;以及阀本体,以上述中心轴为中心,以能够旋转的方式收容在由上述上部外壳及下部外壳形成的内部空间,在上部和下部分别形成与上部流路端口及下部流路端口相连通的上部连接口及下部连接口,根据上述阀本体的旋转,相邻的上部流路端口或下部流路端口中的至少一对连通。2.根据权利要求1所述的多端口阀,其特征在于,多个上述上部流路端口或下部流路端口相互隔开规定间隔并呈放射状。3.根据权利要求1所述的多端口阀,其特征在于,经过多个上述上部流路端口的各个流路相互对称。4.根据权利要求1所述的多端口阀,其特征在于,多个上述下部流路端口中的一个根据上述阀本体的旋转被阻塞。5.根据权利要求1所述的多端口阀,其特征在于,在上述阀本体的上部形成与上述上部流路端口相对应的上部连接口,在与上述上部连接口相邻的一个上部连接口以相互连通的方式形成流路。6.根据权利要求1所述的多端口阀,其特征在于,在上述上部连接口安装有上部阀片。7.根据权利要求1所述的多端口阀,其特征在于,在上述阀本体的下部形成遮蔽部,以遮蔽除相互连通的下部流路端口之外的剩余下部流路端口。8.根据权利要求7所述的多端口阀,其特征在于,在与上述下部外壳相接触的上述遮蔽部的一面安装有下部阀片。9.根据权利要求1所述的多端口阀,其特征在于,在上述上部外壳与下部外壳的结合部位安装有o型圈。10.根据权利要求1所述的多端口阀,其特征在于,在上述阀本体插入旋转轴,在上述旋转轴与上述上部外壳的结合部位安装有o型圈。11.一种利用多端口阀的温度管理系统,其特征在于,包括:第一流动管线,与电池相连接,用于使冷却水流动;第二流动管线,与电气部件相连接,用于使冷却水流动;第三流动管线,与冷水机相连接,用于使冷却水流动;第四流动管线,与散热器相连接,用于使冷却水流动;以及多端口阀,与上述第一流动管线至第四流动管线相连接,形成多个上部流路端口的上部端口部与形成多个下部流路端口的下部端口部以相同的旋转轴为中心相结合,形成有阀本体,在内部空间,根据旋转来使相邻的上部流路端口或下部流路端口中的至少一对相连通,根据车辆的外部空气温度,通过作为在热环境状态下的工作模式的第一模式、作为在凉爽环境状态下的工作模式的第二模式及作为在寒冷环境状态下的工作模式的第三模式
中的一种模式控制上述电池或上述电气部件的温度。12.根据权利要求11所述的利用多端口阀的温度管理系统,其特征在于,关闭上部流路端口及下部流路端口中的至少一个端口,以减少上述多端口阀的端口数量。13.根据权利要求11所述的利用多端口阀的温度管理系统,其特征在于,在上述第一模式下,通过分离上述电池和上述电气部件来执行温度控制。14.根据权利要求11所述的利用多端口阀的温度管理系统,其特征在于,在上述第一模式下,为了控制上述电池的温度而开放多端口阀,以连通上述第一流动管线与第三流动管线来构成闭合电路,使上述冷水机进行工作。15.根据权利要求11所述的利用多端口阀的温度管理系统,其特征在于,在上述第一模式下,为了控制上述电气部件的温度而开放多端口阀,以连通上述第二流动管线与第四流动管线来构成闭合电路,使上述散热器进行工作。16.根据权利要求11所述的利用多端口阀的温度管理系统,其特征在于,在上述第二模式下,通过集成上述电池与上述电气部件来执行温度控制。17.根据权利要求11所述的利用多端口阀的温度管理系统,其特征在于,在上述第二模式下,为了控制上述电池与上述电气部件的温度而开放多端口阀,以连通第一流动管线至第四流动管线来构成闭合电路,使上述散热器进行工作。18.根据权利要求11所述的利用多端口阀的温度管理系统,其特征在于,在上述第三模式下,通过分离上述电池和上述电气部件来执行温度控制。19.根据权利要求11所述的利用多端口阀的温度管理系统,其特征在于,在上述第三模式下,为了控制上述电池的温度而开放多端口阀,以连通上述第一流动管线与第三流动管线来构成闭合电路,上述冷水机处于停止工作状态,在上述闭合电路设置有用于加热上述电池的加热器。20.根据权利要求11所述的利用多端口阀的温度管理系统,其特征在于,在上述第三模式下,为了控制上述电气部件的温度而开放多端口阀,以连通上述第二流动管线与第四流动管线来构成闭合电路,使上述散热器进行工作。21.根据权利要求11所述的利用多端口阀的温度管理系统,其特征在于,还包括第五流动管线,与空调系统的蒸发器相连接,用于使冷却水流动,在上述第三模式下,为了控制上述电气部件的温度而开放多端口阀,以连通上述第二流动管线与上述第五流动管线来构成闭合电路,经过上述闭合电路的冷却水与上述蒸发器执行热交换。22.根据权利要求11所述的利用多端口阀的温度管理系统,其特征在于,上述第一流动管线至第四流动管线中的至少一个管线还包括泵,提供驱动力以使上述冷却水能够流动。23.根据权利要求11所述的利用多端口阀的温度管理系统,其特征在于,在上述第二模式下,与上述第三流动管线的两端连接的多端口阀的端口相互连通,以使上述第三流动管线构成闭合电路。24.一种包括多端口阀的集成模块,其特征在于,包括:多端口阀,形成使冷却水流动的多个上部流路端口的上部端口部与形成多个下部流路端口的下部端口部以相同的旋转轴为中心相结合,形成有阀本体,在内部空间根据旋转来使相邻的上部流路端口或下部流路端口中的至少一对相连通;
冷水机,通过膨胀阀来限制制冷剂的出入,从而冷却上述冷却水;泵,提供驱动力,以使上述冷却水通过上述上部流路端口或下部流路端口流动;传动器,用于使上述阀本体进行旋转;以及集成控制部,控制上述膨胀阀、上述泵及上述传动器。25.根据权利要求24所述的包括多端口阀的集成模块,其特征在于,上述集成控制部设置在上述传动器上。26.根据权利要求24所述的包括多端口阀的集成模块,其特征在于,上述集成控制部通过分析经过上述多端口阀的冷却水的温度信息、电池的温度或电压信息、电气部件的温度信息及车辆室内温度信息中的至少一项信息来执行控制。27.根据权利要求24所述的包括多端口阀的集成模块,其特征在于,在上述上部流路端口或下部流路端口中的至少一个安装有温度传感器。28.根据权利要求24所述的包括多端口阀的集成模块,其特征在于,在上述上部端口部与上述下部端口部的一侧分别安装有上述泵。

技术总结
本实用新型涉及多端口阀及其温度管理系统和包括多端口阀的集成模块,具体涉及可根据车辆的外部空气温度条件来有机控制电池或电气部件的温度的多端口阀、利用多端口阀的温度管理系统及包括多端口阀的集成模块,该多端口阀包括:上部端口部,具有形成多个上部流路端口的上部外壳;下部端口部,以与上述上部端口部相同的中心轴为中心结合在下部,具有形成多个下部流路端口的下部外壳;以及阀本体,以上述中心轴为中心,以能够旋转的方式收容在由上述上部外壳及下部外壳形成的内部空间,在上部和下部分别形成与上部流路端口及下部流路端口相连通的上部连接口及下部连接口,根据上述阀本体的旋转,相邻的上部流路端口或下部流路端口中的至少一对连通。端口中的至少一对连通。端口中的至少一对连通。


技术研发人员:金庭民 河升赞 玄命焕 许丞陈 林钟大 李炫锡 李贤智
受保护的技术使用者:认知控管株式会社
技术研发日:2021.12.13
技术公布日:2022/7/5
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