汽车的冷却系统及汽车的制作方法

1.本公开涉及汽车技术领域，特别涉及一种汽车的冷却系统及汽车。


背景技术：

2.冷却系统是汽车的重要组成部分，用于在汽车运行过程中对汽车的各部件进行冷却，使汽车的部件能在适宜的温度状态下工作，提高汽车各部件的使用寿命。
3.相关技术中，将汽车的冷却系统划分为第一冷却子系统、第二冷却子系统和第三冷却子系统，每个冷却子系统均设置有散热装置。其中，第一冷却子系统通过第一散热装置对第一部件进行冷却，第二冷却子系统通过第二散热装置对第二部件进行冷却，第三冷却子系统通过第三散热装置对第三部件进行冷却。
4.在实现本公开的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
5.每个冷却子系统均设置散热装置，增加了冷却系统的占用空间。


技术实现要素：

6.本公开实施例提供了一种汽车的冷却系统及汽车，能够节省汽车的冷却系统的占用空间。所述技术方案如下：
7.一方面，提供了一种汽车的冷却系统，所述冷却系统包括：第一冷却子系统、第二冷却子系统、第三冷却子系统和散热装置；所述第一冷却子系统的出水口、所述第二冷却子系统的出水口以及所述第三冷却子系统的出水口与所述散热装置的进水口连接，所述散热装置的出水口与所述第一冷却子系统的进水口、所述第二冷却子系统的进水口以及所述第三冷却子系统的进水口连接；所述第一冷却子系统用于对第一部件进行冷却，所述第二冷却子系统用于对第二部件进行冷却，所述第三冷却子系统用于对第三部件进行冷却，所述第一部件、所述第二部件和所述第三部件不同，且分布在汽车的不同区域。
8.可选地，所述第一冷却子系统包括第一冷却水泵，所述第一部件包括电机系统、动力电池系统和dc-dc(direct current-direct current converter，直流-直流转换器)系统；所述散热装置、所述第一冷却水泵、所述电机系统、所述动力电池系统和所述dc-dc系统串联，形成第一冷却回路。所述第二冷却子系统包括第二冷却水泵，所述第二部件包括电堆系统；所述散热装置、所述第二冷却水泵和所述电堆系统串联，形成第二冷却回路。所述第三冷却子系统包括第三冷却水泵，所述第三部件包括空调系统；所述散热装置、所述第三冷却水泵和所述空调系统串联，形成第三冷却回路。
9.可选地，所述冷却系统还包括第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路和整车控制器；所述整车控制器的第一驱动信号输出端与所述第一驱动电路的驱动信号输入端连接，所述第一驱动电路的驱动信号输出端与所述第一冷却水泵的驱动信号输入端连接；所述整车控制器的第二驱动信号输出端与所述第二驱动电路的驱动信号输入端连接，所述第二驱动电路的驱动信号输出端与所述第二冷却水泵的驱动信号输入端连接；所述整车控制器的第三驱动信号输出端与所述第三驱动电路的驱动信号输入端连接，所述第三驱动电路
的驱动信号输出端与所述第三冷却水泵的驱动信号输入端连接。所述第一驱动电路、所述第二驱动电路和所述第三驱动电路均包括：驱动信号输入端、第一可调电阻、三极管、第二可调电阻、驱动信号输出端和电源端；所述驱动信号输入端与所述第一可调电阻的一端连接，所述第一可调电阻的另一端与所述三极管的基极连接，所述三极管的集电极与电源端连接，所述三极管的发射极与所述第二可调电阻的一端以及所述驱动信号输出端连接，所述第二可调电阻的另一端接地。
10.可选地，所述第一可调电阻、所述第二可调电阻可以是机械电位器或者数字电位器中的至少一种。
11.可选地，所述冷却系统还包括第一隔离器件、第二隔离器件和第三隔离器件；所述第一隔离器件连接于所述整车控制器的第一驱动信号输出端与所述第一驱动电路的驱动信号输入端之间，所述第二隔离器件连接于所述整车控制器的第二驱动信号输出端与所述第二驱动电路的驱动信号输入端之间，所述第三隔离器件连接于所述整车控制器的第三驱动信号输出端与所述第三驱动电路的驱动信号输入端之间。
12.可选地，所述冷却系统还包括第一反馈电路、第二反馈电路和第三反馈电路；所述第一反馈电路包括第一反馈电阻和第二反馈电阻，所述第一冷却水泵的信号反馈端与所述第一反馈电阻的一端连接，所述第一反馈电阻的另一端与所述整车控制器的第一信号反馈输入端和所述第二反馈电阻的一端连接，所述第二反馈电阻的另一端接地；所述第二反馈电路包括第三反馈电阻和第四反馈电阻，所述第二冷却水泵的信号反馈端与所述第三反馈电阻的一端连接，所述第三反馈电阻的另一端与所述整车控制器的第二信号反馈输入端和所述第四反馈电阻的一端连接，所述第四反馈电阻的另一端接地；所述第三反馈电路包括第五反馈电阻和第六反馈电阻，所述第三冷却水泵的信号反馈端与所述第五反馈电阻的一端连接，所述第五反馈电阻的另一端与所述整车控制器的第三信号反馈输入端和所述第六反馈电阻的一端连接，所述第六反馈电阻的另一端接地。
13.可选地，所述冷却系统还包括多个温度传感器，每个部件上均设置有至少两个温度传感器；所述冷却系统还包括第一控制器、第二控制器和第三控制器，所述第一控制器、所述第二控制器和所述第三控制器分别位于所述第一冷却水泵、所述第二冷却水泵和所述第三冷却水泵上；每个所述第一部件上的至少两个温度传感器与所述第一控制器连接，所述第二部件上的至少两个温度传感器与所述第二控制器连接，所述第三部件上的至少两个温度传感器与所述第三控制器连接；所述第一控制器、所述第二控制器和所述第三控制器与所述整车控制器连接。
14.可选地，所述冷却系统还包括显示装置，所述显示装置与所述整车控制器连接。
15.另一方面，提供了一种汽车，所述汽车包括前述任一种的汽车的冷却系统。
16.本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
17.本公开实施例中，汽车的冷却系统包括第一冷却子系统、第二冷却子系统、第三冷却子系统和散热装置。第一冷却子系统的进水口、第二冷却子系统的进水口以及第三冷却子系统的进水口与散热装置的进水口连接，散热装置的出水口与第一冷却子系统的进水口、第二冷却子系统的进水口以及第三冷却子系统的进水口连接。即，第一冷却子系统、第二冷却子系统和第三冷却子系统共用一个散热装置。与布置多个散热装置相比，减少了汽车的冷却系统的占用空间。
附图说明
18.为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本公开实施例提供的一种汽车的冷却系统的结构示意图；
20.图2是本公开实施例提供的另一种汽车的冷却系统的结构示意图；
21.图3是本公开实施例提供的一种冷却水泵的驱动电路的结构示意图；
22.图4是本公开实施例提供的又一种汽车的冷却系统的结构示意图。
具体实施方式
23.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
24.图1是本公开实施例提供的一种汽车的冷却系统的结构示意图，用于对汽车的各部件进行冷却。参见图1，该冷却系统包括第一冷却子系统10、第二冷却子系统20、第三冷却子系统30和散热装置40。
25.第一冷却子系统10的出水口、第二冷却子系统20的出水口以及第三冷却子系统30的出水口与散热装置40的进水口连接，散热装置40的出水口与第一冷却子系统10的进水口、第二冷却子系统20的进水口以及第三冷却子系统30的进水口连接。
26.在一些实施方式中，第一散热装置40包括一个进水口和一个出水口。第一冷却子系统10、第二冷却子系统20和第三冷却子系统30共用散热装置40的进水口、出水口。
27.在另一些实施方式中，第一散热装置40的进水口包括第一子进水口、第二子进水口和第三子进水口，第一散热装置40的出水口包括与第一子进水口、第二子进水口和第三子进水口分别对应的第一子出水口、第二子出水口和第三子出水口。第一子进水口、第二子进水口和第三子进水口分别连接不同的冷却管道。
28.第一冷却子系统10的出水口与第一散热装置40的第一子进水口连接，第一散热装置40的第一子出水口与第一冷却子系统10的进水口连接。第二冷却子系统20的出水口与第一散热装置40的第二子进水口连接，第一散热装置40的第二子出水口与第二冷却子系统20的进水口连接。第三冷却子系统30的出水口与第一散热装置40的第三子进水口连接，第一散热装置40的第三子出水口与第三冷却子系统30的进水口连接。
29.第一冷却子系统用于对第一部件进行冷却，第二冷却子系统用于对第二部件进行冷却，第三冷却子系统用于对第三部件进行冷却。
30.第一部件、第二部件和第三部件不同。并且，第一部件、第二部件和第三部件分别分布在汽车的不同区域。例如，第一部件分布在发动机舱区域，第二部件分布在车中央底盘区域，第三部件分布在驾驶舱区域，不同区域之间相距较远。
31.本公开实施例中，汽车的冷却系统包括第一冷却子系统、第二冷却子系统、第三冷却子系统和散热装置。第一冷却子系统、第二冷却子系统和第三冷却子系统共用一个散热装置。与布置多个散热装置相比，减少了汽车的冷却系统的占用空间。
32.图2是本公开实施例提供的另一种汽车的冷却系统的结构示意图。参见图2，第一
冷却子系统10包括第一冷却水泵11，第二冷却子系统20包括第二冷却水泵21，第三冷却子系统30包括第三冷却水泵31。
33.第一部件包括电机系统12、动力电池系统13和dc-dc系统14。散热装置40、第一冷却水泵11、电机系统12、动力电池系统13和dc-dc系统14串联，形成第一冷却回路。
34.第二部件包括电堆系统22。散热装置40、第二冷却水泵21和电堆系统22串联，形成第二冷却回路。
35.第三部件包括空调系统32。散热装置40、第三冷却水泵31和空调系统32串联，形成第三冷却回路。
36.本公开实施例中，各器件通过冷却管道进行连接，冷却管道内有冷却液。散热装置40用于对冷却管道内的冷却液进行冷却。第一冷却水泵11用于带动第一冷却回路中的冷却液流经各个第一部件，从而对各个第一部件进行冷却。第二冷却水泵21用于带动第二冷却回路中的冷却液流经第二部件，从而对第二部件进行冷却。第三冷却水泵31用于带动第三冷却回路中的冷却液流经第三部件，从而对第三部件进行冷却。
37.第一冷却水泵11、第二冷却水泵21和第三冷却水泵31独立运行，可以根据第一部件、第二部件以及第三部件的实际散热需求，开启第一冷却水泵11、第二冷却水泵21和第三冷却水泵31。
38.串联是指各部件通过冷却管道依次连接形成一条封闭的流体通道，本公开实施例对各部件串联的顺序不做限制。
39.本公开实施例中，由于电机系统12、动力电池系统13和dc-dc系统14之间的距离较近，划分到第一冷却子系统10进行冷却，可以减少冷却管道的布置长度，进而减少冷却管道的占用空间。由于电堆系统22和空调系统32的制热量较大，将电堆系统22和空调系统32分别划分到第二冷却子系统20、第三冷却子系统30单独进行冷却，可以减少对其他部件散热的影响。
40.可选地，如图2所示，本公开实施例中冷却系统还包括第一驱动电路51、第二驱动电路52、第三驱动电路53和整车控制器60。
41.整车控制器60的第一驱动信号输出端与第一驱动电路51的驱动信号输入端连接，第一驱动电路51的驱动信号输出端与第一冷却水泵11的驱动信号输入端连接。整车控制器60的第二驱动信号输出端与第二驱动电路52的驱动信号输入端连接，第二驱动电路52的驱动信号输出端与第二冷却水泵21的驱动信号输入端连接。整车控制器60的第三驱动信号输出端与第三驱动电路53的驱动信号输入端连接，第三驱动电路53的驱动信号输出端与第三冷却水泵31的驱动信号输入端连接。
42.整车控制器60用于分别控制第一驱动电路51、第二驱动电路52和第三驱动电路53驱动第一冷却水泵11、第二冷却水泵21和第三冷却水泵31运转。
43.驱动信号为pwm(pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号，由整车控制器60生成并分别输入至第一驱动电路51、第二驱动电路52和第三驱动电路53。pwm信号为频率一定、脉冲宽度可调的脉冲信号。pwm信号的脉冲宽度越大，提供给冷却水泵的平均电压就越大，冷却水泵的转速就越高；pwm信号的脉冲宽度越小，提供给冷却水泵的平均电压就越小，冷却水泵的转速就越小。因此，整车控制器60可以通过调节脉冲宽度的大小来调节冷却水泵的转速。
44.由于冷却水泵运转需要满足一定的电压条件和电流条件，而整车控制器输出的驱动信号不满足该电压条件和电流条件，无法直接驱动冷却水泵运转。因此，需要在整车控制器的驱动信号输出端和冷却水泵的驱动信号输入端之间加入驱动电路，使整车控制器输出的驱动信号满足冷却水泵运转需要的电压条件和电流条件。
45.在一些实施方式中，第一驱动电路51、第二驱动电路52和第三驱动电路53可以采用图3所示的驱动电路。
46.图3是本公开实施例提供的一种冷却水泵的驱动电路的结构示意图。参见图3，该驱动电路包括：驱动信号输入端50a、第一可调电阻501、三极管502、第二可调电阻503、驱动信号输出端50b和电源端50c。
47.驱动信号输入端50a与第一可调电阻501的一端连接，第一可调电阻501的另一端与三极管502的基极连接，三极管502的集电极与电源端50c连接，三极管502的发射极与第二可调电阻503的一端以及驱动信号的输出端连接，第二可调电阻503的另一端接地。
48.当驱动信号输入端50a输入的驱动信号为高电平信号时，三极管502处于导通状态，此时，驱动信号输出端50b输出经过三极管502放大的高电平信号。当驱动信号输入端50a输入的驱动信号为低电平信号时，三极管502处于关断状态，此时，驱动信号输出端50b无驱动信号输出。
49.三极管502可以是pnp型的三极管502，也可以是npn型的三极管502。
50.第一可调电阻501和第二可调电阻503是阻值可以调节的电阻。通过调节第一可调电阻501和第二可调电阻503的阻值，可以使驱动信号输出端50b输出的驱动信号满足冷却水泵运转需要的电压条件和电流条件。
51.在一些示例中，第一可调电阻501和第二可调电阻503可以为机械电位器。当汽车更换冷却水泵时，由相关技术人员根据冷却水泵的工作电压和工作电流条件，来调节机械电位器接入电路的电阻值。
52.在另一些示例中，第一可调电阻501和第二可调电阻503还可以为数字电位器。数字电位器的内部包含n个电阻和n个开关，这n个电阻的阻值相同并且串联，且每个电阻的一端与连接有一个开关。在控制信号的作用下，每次只有一个开关闭合。通过控制不同的开关闭合可以控制接入电路的电阻值。
53.若第一可调电阻501和第二可调电阻503为数字电位器，每个驱动电路还包括第一控制信号输入端和第二控制信号输入端。第一控制信号输入端为第一可调电阻501的控制信号输入端，第二控制信号输入端为第二可调电阻503的控制信号输入端。第一控制信号输入端以及第二控制信号输入端分别与整车控制器60的第一控制信号输出端和第二控制信号输出端连接。当汽车更换冷却水泵时，由整车控制器60根据冷却水泵的工作电压和工作电流条件，来调节数字电位器接入电路的阻值。
54.第一可调电阻501、第二可调电阻503可以是机械电位器或者数字电位器中的至少一种。
55.由于驱动电路中的第一可调电阻和第二可调电阻是阻值可以调节的电阻，这样，当汽车更换冷却水泵时，不需要更换冷却水泵对应的驱动电路，只需要调节驱动电路中的第一可调电阻和第二可调电阻的阻值，就可以使驱动电路与冷却水泵的电压条件和电流条件匹配，提高了驱动电路与冷却水泵的匹配率。
56.可选地，如图2所示，冷却系统还包括第一隔离器件71、第二隔离器件72和第三隔离器件73。
57.第一隔离器件71连接于整车控制器60的第一驱动信号输出端与第一驱动电路51的驱动信号输入端之间，第二隔离器件72连接于整车控制器60的第二驱动信号输出端与第二驱动电路52的驱动信号输入端之间，第三隔离器件73连接于整车控制器60的第三驱动信号输出端与第三驱动电路53的驱动信号输入端之间。
58.第一隔离器件71、第二隔离器件72和第三隔离器件73用于隔离整车控制器60和第一驱动电路51、第二驱动电路52、第三驱动电路53。防止因冷却水泵转速过快或冷却水泵故障产生的大电流倒回至整车控制器60驱动信号输入端，损坏整车控制器60。
59.示例性地，第一隔离器件71、第二隔离器件72和第三隔离器件73可以是光电耦合器。光电耦合器可以单向传输驱动信号，这样，冷却水泵产生的大电流无法通过光电耦合器流向整车控制器60的驱动信号输出端，可以实现整车控制器60的驱动信号输出端与驱动电路电气隔离，避免整车控制器60被控制电路中的大电流损坏。
60.可选地，如图2所示，冷却系统还包括第一反馈电路81、第二反馈电路82和第三反馈电路83。
61.第一反馈电路81包括第一反馈电阻812和第二反馈电阻811，第一冷却水泵11的信号反馈端与第一反馈电阻812的一端连接，第一反馈电阻812的另一端与整车控制器60的第一信号反馈输入端和第二反馈电阻811的一端连接，第二反馈电阻811的另一端接地。
62.第二反馈电路82包括第三反馈电阻822和第四反馈电阻821，第二冷却水泵21的信号反馈端与第三反馈电阻822的一端连接，第三反馈电阻822的另一端与整车控制器60的第二信号反馈输入端和第四反馈电阻821的一端连接，第四反馈电阻821的另一端接地。
63.第三反馈电路83包括第五反馈电阻832和第六反馈电阻831，第三冷却水泵31的信号反馈端与第五反馈电阻832的一端连接，第五反馈电阻832的另一端与整车控制器60的第三信号反馈输入端和第六反馈电阻831的一端连接，第六反馈电阻831的另一端接地。
64.其中，第一反馈电路81、第二反馈电路82和第三反馈电路83分别用于将第一冷却水泵11的信号反馈端、第二冷却水泵21的信号反馈端和第三冷却水泵31的信号反馈端反馈的信号的电流或电压限制在整车控制器60的信号反馈端的电流阈值或电压阈值内，防止电流过大或者电压过大损坏整车控制器60。
65.第一反馈电阻812和第二反馈电阻811、第三反馈电阻822和第四反馈电阻821以及第五反馈电阻832和第六反馈电阻831的阻值，可以根据实际需要进行设置。
66.通过设置第一反馈电路81、第二反馈电路82和第三反馈电路83，可以将第一冷却水泵11的运行状态信号、第二冷却水泵21的运行状态信号以及第三冷却水泵31的运行状态信号反馈给整合控制器，这样，整车控制器60可以分别根据第一冷却水泵11反馈的状态信号、第二冷却水泵21反馈的状态信号以及第三冷却水泵31反馈的状态信号实时监控第一冷却水泵11的运行状态、第二冷却水泵21的运行状态以及第三冷却水泵31的运行状态。
67.可选地，冷却系统还包括多个温度传感器，每个部件上均设置有至少两个温度传感器。
68.在一些示例中，每个部件上的至少两个温度传感器设置在部件的某一处。在另一些示例中，每个部件上的至少两个温度传感器均匀设置在部件的周围。
69.通过在部件上设置至少两个温度传感器，一方面可以避免出现因某个温度传感器故障，导致采集到的部件的温度不准确的情形。另一方面，至少两个温度传感器采集到的至少两个温度值，更能反映部件的整体的温度情况。
70.图4是本公开实施例提供的又一种汽车的冷却系统的结构示意图。如图4所示，冷却系统还包括第一控制器111、第二控制器211和第三控制器311，第一控制器111、第二控制器211和第三控制器311分别位于第一冷却水泵11、第二冷却水泵21和第三冷却水泵31上。
71.每个第一部件上的至少两个温度传感器与第一控制器111连接，第二部件上的至少两个温度传感器与第二控制器211连接，第三部件上的至少两个温度传感器与第三控制器311连接。
72.第一控制器111、第二控制器211和第三控制器311与整车控制器60连接。示例性地，第一控制器111、第二控制器211和第三控制器311与整车控制器60通过can(controller area network，控制器局域网络)信号连接。
73.第一控制器111用于从每个第一部件的至少两个温度传感器中获取至少两个温度值，并将至少两个温度传感器的值发送至整车控制器60。第二控制器211用于从第二部件的至少两个温度传感器中获取至少两个温度值，并将至少两个温度传感器的值发送至整车控制器60。第三控制器311用于从第三部件的至少两个温度传感器中获取至少两个温度值，并将至少两个温度传感器的值发送至整车控制器60。
74.整车控制器60用于根据每个部件的至少两个温度值控制对应的冷却水泵运转，同时还用于根据每个部件的至少两个温度值判断每个部件是否存在故障。
75.在一些实施方式中，第一控制器111、第二控制器211和第三控制器311分别将每个部件的至少两个温度值取平均后的平均温度值发送至整车控制器60。
76.在另一些实施方式中，第一控制器111、第二控制器211和第三控制器311分别将每个部件的至少两个温度值直接发送至整车控制器60，由整车控制器60计算每个部件的平均温度值。
77.整车控制器60中预先存储有每个部件的温度阈值，当某一部件的平均温度值超出设定的温度阈值时，控制对应的冷却子系统中的冷却水泵运转。
78.整车控制器60中还预先存储有每个部件的许用温度阈值，当某一部件的平均温度超出设定的许用温度阈值时，判断该部件存在故障。
79.通过设置第一控制器111、第二控制器211和第三控制器311，可以方便整车控制器60根据每个部件的温度控制对应的冷却子系统中的冷却水泵运转，以实现对该部件进行冷却，同时，还可以根据每个部件的温度检测该部件是否存在故障。
80.可选地，如图4所示，本公开实施例中冷却系统还包括显示装置90，显示装置90与整车控制器60连接。
81.示例性地，该显示装置90用于显示第一冷却水泵11、第二冷却水泵21和第三冷却水泵31的运行状态，以及显示每个第一部件、第二部件和第三部件的平均温度等。当第一冷却水泵11或第二冷却水泵21或第三冷却水泵31运行异常时，显示第一冷却水泵11故障或第二冷却水泵21故障或第三冷却水泵31故障。当第一部件或第二部件或第三部件的平均温度超出设定的许用温度时，显示第一部件故障或第二部件故障或第三部件故障。
82.相关技术人员可以通过该显示装置90实时观察各冷却水泵的运行状态及各部件
的温度，便于在各冷却水泵或者各部件出现故障时，及时进行维修。
83.本公开实施例还提供了一种汽车，汽车包括前述任一种汽车的冷却系统。
84.以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。