[发明专利]用于车辆中的电力单元的冷却装置

说明书

本发明涉及一种用于车辆(1)中的电能存储器(4)和电力电子设备(5)的冷却装置。冷却装置包括第一冷却系统(6)、第二冷却系统(15)和和制冷系统(25)，该第一冷却系统具有冷却电力电子设备(5)的循环第一冷却剂，该第二冷却系统具有冷却电能存储器(4)的循环第二冷却剂，该制冷系统构造成在冷却器(20)中冷却第二冷却系统(15)中的第二冷却剂。此外，冷却装置包括配置成提供第一气流(31)的第一散热器风扇(29)和配置成提供第二气流(34)的第二散热器风扇(32)，该第一气流穿过第一冷却系统(6)的散热器(8i)或散热器(8)的一部分和第二冷却系统(15)的散热器(17)，该第二气流穿过第一冷却系统(6)的散热器(8₂)或散热器(8)的一部分和制冷系统(25)的冷凝器(26)。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆中的电力单元的冷却装置。

背景技术

混合动力车辆可以由电力单元结合一些其他形式的动力单元(诸如内燃机)来供电。电力单元可以包括交替地用作电动机和发电机的电机，用于存储电能的电能存储器和用于控制电能在电能存储器与电机之间的流动的电力电子设备。电力电子设备可以包括用于在电能存储器与电机之间传导电能的直流(DC)转换器和逆变器。电能存储器和电力电子设备设计成在特定温度范围内运行。电能存储器和电力电子设备在操作期间被加热。例如，某种类型的电能存储器不应被加热到高于40℃最高温度的温度。电力电子设备可被加热到稍高的温度。因此，重要的是在操作期间冷却电能存储器和电力电子设备。此外，电能存储器的效率和电力电子设备的效率在它们的温度过低时降低。因此，适当的是当电能存储器和电力电子设备温度过低时加热它们。

DE102012024080A1示出一种由电动机驱动的车辆。低温冷却回路用于冷却向电动机供应电力的电池装置。高温冷却回路冷却控制电动机电源的电力电子设备。低温冷却回路经由热交换器可连接到交流(AC)电路。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷却装置，其提供车辆中的电能存储器和电力电子设备的有效温度控制。另一个目的是提供一种可以以简单方式修改的冷却装置。另一个目的是提供一种以节能方式操作的冷却装置。

上述目的通过根据本文的装置来实现。电力电子设备由第一冷却系统冷却，并且电能存储器由第二冷却系统冷却。使用两种不同的冷却系统使得易于为电能存储器和电力电子设备提供单独的冷却。冷却装置包括提供第一冷却气流和第二气流的两个散热器风扇。第一冷却系统和第二冷却系统包括散热器，并且制冷系统包括可以以不同组合布置在所述两个冷却气流中的冷凝器。这种可能性使得可以以简单的方式修改冷却装置并且使其适应于不同类型的车辆以及车辆将被使用的和气候。此外，可以以可变方式将电能存储器的所需冷却分配到第二冷却系统和制冷系统上。第二冷却系统的冷却效果由到散热器风扇的输入能量限定。制冷系统的冷却效果由到制冷系统的压缩机的输入能量限定。该装置使得可以选择在第二冷却系统和制冷系统上的所需冷却效果的适当分布。优选地，选择能量效率最高的分配，在该分配下到第二冷却系统和制冷系统的输入能量的总供应被最小化。

根据本发明的实施方式，第一冷却系统包括单一散热器，该单一散热器具有由第一气流冷却的第一部分和由第二冷却剂气流冷却的第二部分。在这种情况下，散热器的不同部分可以用来自两个散热器风扇的不同气流流量来冷却。替代地，第一冷却系统可以包括由第一气流冷却的第一散热器和由第二气流冷却的第二散热器。在某些情况下，更有利的是在第一冷却系统中使用两个较小的散热器，而不是一个大的散热器。

根据本发明的实施方式，第一冷却系统包括至少一个旁通阀和旁通管线，该至少一个旁通阀和旁通管线允许冷却剂绕过第一冷却系统的至少一个散热器。在这种情况下，第一冷却剂在任何散热器中、在两个散热器之一中或在两个散热器中的两个中不会被冷却。以这种方式，可以改变第一冷却剂的冷却并且提供电力电子设备的受调节的冷却。第二冷却系统还可以包括旁通阀和旁通管线，该旁通阀和旁通管线允许冷却剂绕过第二冷却系统的散热器。例如，当电能存储器的温度过低时，可以将第二冷却剂在第二冷却剂系统中循环而不在散热器中冷却。