比例阀和具有其的冷却系统及车辆的制作方法

1.本发明涉及电动汽车冷却系统技术领域，尤其是涉及一种比例阀和具有其的冷却系统及车辆。


背景技术：

2.分区冷却技术在电池冷却系统中应用广泛，旨在确保电池包内每个电池组的温度在合适的温度区间内(30℃左右)工作，并实现温差均衡(各电池组温差控制在3℃左右)。
3.现有技术中可以利用二通比例阀调节冷却液流量，具体地，多个二通比例阀按照顺序安装在车身横梁的支架上，并通过冷却管路与对应的电池组连接，车载控制单元通过发送信号、调节二通比例阀的内球阀孔的开度来改变冷却液流量，满足各电池组的冷却需求。但这种方法需要较大的布置空间，其成本较高、质量较大，冷却管路布置复杂且不易装配。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种比例阀，所述比例阀可以满足电池冷却需求，还可以节省安装空间、优化冷却管路布置、减小管路装配难度，同时降低成本、减轻阀体重量并提高比例阀智能化程度。
5.本发明还提出一种具有上述比例阀的冷却系统。
6.本发明还提出一种具有上述冷却系统的车辆。
7.根据本发明第一方面的比例阀，包括：壳体、阀体机构和驱动机构。所述壳体内形成有工作腔，所述壳体上形成有与所述工作腔连通的入液孔和出液孔，所述出液孔包括间隔设置的至少两个；所述阀体机构包括与所述出液孔一一对应的至少两个，所述至少两个阀体机构间隔布置于所述工作腔内，所述阀体机构包括阀球，所述阀球在连通位置和关闭位置之间可转动，所述阀球内具有阀腔，所述阀球上具有与所述阀腔连通的阀入口和阀出口，在所述连通位置，所述阀入口连通所述工作腔，且所述阀出口与对应的所述出液孔连通，在所述关闭位置，所述阀球封堵对应的所述出液孔；所述驱动机构包括与所述阀体机构一一对应的至少两个，所述驱动机构与对应的所述阀体机构的所述阀球相连用于驱动所述阀球在所述连通位置和所述关闭位置之间转动。
8.根据本发明实施例的比例阀，通过在壳体上设有入液孔和多个出液孔，且每一个出液孔位置一一对应对应设置有用于打开和关闭出液孔的阀体机构和用于驱动阀体机构的驱动机构，由此，不仅可以将多个二通阀的功能集成于一体，实现一对多的多条管路的流体供应，还可以减少零部件数量，减少空间占用，降低冷却管路的布置和安装难度，降低成本，实现轻量化。
9.在一些实施例中，所述阀体机构还包括：密封件，所述密封件沿所述出液孔的周向延伸为环形，所述密封件的轴向上的一端伸入所述出液孔内并与所述出液孔的周壁密封配合，所述密封件的另一端密封抵接所述阀球的表面；弹性件，所述弹性件与所述密封件相连
且始终推动所述密封件抵接所述阀球。
10.在一些实施例中，所述比例阀还包括：出液管，所述出液管的外表面设有定位凸肩，所述定位凸肩沿所述出液管的周向延伸为环形，所述出液管的一端插入所述出液孔内，所述定位凸肩与所述出液孔的外端的周沿抵接，所述密封件的所述一端套设在所述出液管的所述一端的外表面上，所述弹性件套设在所述出液管上且两端分别与所述密封件和所述定位凸肩抵接。
11.在一些实施例中，所述壳体的外侧设置凸起的连接部，所述出液孔沿所述壳体的厚度方向贯通所述连接部，所述定位凸肩的表面设有第一凹槽，所述连接部的一端插入所述第一凹槽内，所述连接部的内壁面与所述第一凹槽的侧壁之间设有第一密封圈。
12.在一些实施例中，所述驱动机构包括：驱动轴，所述驱动轴的一端伸入所述工作腔内与所述阀球固定连接；驱动电机，所述驱动电机与所述驱动轴的另一端相连。
13.在一些实施例中，所述壳体的外侧设有凸起的安装部，所述壳体上形成有沿所述壳体的内外方向贯通所述安装部的安装孔，所述驱动轴的所述一端穿过所述安装孔伸入所述工作腔内。
14.在一些实施例中，所述安装部的内壁面和所述驱动轴中的其中一个上设有限位凸起且另一个上设有限位凹槽，所述限位凹槽沿所述安装孔的周向延伸，所述限位凸起可滑动地配合在所述限位凹槽内，其中，所述阀球位于所述连通位置时，所述限位凸起与所述限位凹槽的一端抵接，所述阀球位于所述的关闭位置，所述限位凸起与所述限位凹槽的另一端抵接。
15.在一些实施例中，所述安装部背离所述工作腔的一侧端面设有凹陷的安装槽，所述安装槽沿所述安装孔的周向延伸为环形且贯通所述安装孔的内周壁，所述驱动轴上套设有轴承，所述轴承设于所述安装槽内。
16.在一些实施例中，所述阀球上形成有安装口，所述安装口与所述阀入口在所述阀球的径向上相对，所述驱动轴的所述一端伸入所述工作腔内并依次穿过所述安装口和所述阀入口，其中，所述驱动轴与所述安装口的周沿固定，所述壳体内设有轴支架，所述轴支架位于所述阀球的背离所述安装口的一侧，所述驱动轴的所述一端可转动地支撑于所述轴支架上。
17.在一些实施例中，所述驱动机构还包括：蜗杆，所述蜗杆与所述驱动电机的电机轴同轴固定；驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述蜗杆传动连接，所述驱动轴与所述驱动齿轮同轴固定。
18.在一些实施例中，所述驱动齿轮和所述驱动轴中的其中一个上设有卡凸且另一个上设有卡槽，所述驱动轴通过所述卡凸插入所述卡槽与所述驱动齿轮同轴相连。所述卡凸的截面为十字型。
19.在一些实施例中，所述驱动机构还包括：第一传动组件，所述第一传动组件包括同轴固定的第一大齿轮和第一小齿轮，所述第一大齿轮与所述蜗杆啮合；第二传动组件，所述第二传动组件包括同轴固定的第二大齿轮和第二小齿轮，所述第二大齿轮与所述第一小齿轮啮合，所述第二小齿轮与所述驱动齿轮啮合。
20.在一些实施例中，所述比例阀还包括：与所述壳体间隔布置的机盒，所述机盒内具有安装腔，至少一个所述驱动机构设于所述安装腔内。
21.在一些实施例中，所述驱动机构还包括减振件，所述驱动电机通过所述减振件固定于所述安装腔内。
22.在一些实施例中，所述壳体呈两端封闭的筒状，多个所述出液孔沿所述壳体的长度方向依次排布，多个所述驱动机构设于所述壳体在厚度方向上的两侧；或，所述壳体呈长方体形状，多个所述出液孔在所述壳体的厚度方向上的一侧表面排布，多个所述驱动机构布置在所述壳体的宽度方向上的两侧。
23.在一些实施例中，所述比例阀为五通阀，所述出液孔包括四个。
24.在一些实施例中，所述比例阀还包括控制器，所述控制器与所述驱动机构通讯连接用于控制所述阀球的开度。
25.根据本发明第二方面的冷却系统，所述冷却系统应用于车辆的电池包，所述电池包包括多个电池组，所述冷却系统包括：根据本发明第一方面的比例阀、泵和冷却管，所述泵与所述冷却管相连，所述比例阀设于所述冷却管上用于控制流向所述电池组的冷却液的流量。
26.根据本发明的冷却系统，通过设置上述第一方面的比例阀，从而提高了冷却系统的整体性能。
27.根据本发明第三方面的车辆，包括根据本发明第二方面的冷却系统和电池包，所述电池包包括多个电池组；所述冷却系统用于为多个所述电池组散热。
28.根据本发明的车辆，通过设置上述第二方面的冷却系统，从而提高了车辆的整体性能。
29.在一些实施例中，所述车辆还包括控制器，所述控制器与车辆的踏板传感器、多个所述电池组的温度传感器和泵的速度传感器通讯连接。
30.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
31.图1是根据本发明实施例的比例阀的示意图；
32.图2是图1中所示比例阀的壳体的剖切视图；
33.图3是图1中所示爆炸视图；
34.图4是图2中所示比例阀的壳体的上盖的示意图；
35.图5是图2中所示比例阀的壳体为长方体的一个角度的示意图；
36.图6是图5中所示的a处的放大示意图；
37.图7是图2中所示比例阀的壳体为长方体的另一个角度的示意图；
38.图8是图1中所示比例阀的阀体机构的阀球的示意图；
39.图9是图1中所示比例阀的出液管的示意图；
40.图10是图1中所示比例阀的机盒的爆炸视图；
41.图11是图1中所示比例阀的机盒的剖切视图；
42.图12是图1中所示比例阀的机盒盒体的一个角度的示意图；
43.图13是图1中所示比例阀的机盒盒体的另一个角度的示意图；
44.图14是图1中所示比例阀的驱动机构的驱动轴的示意图；
45.图15是图1中所示比例阀的驱动机构的驱动电机、蜗杆和第一大齿轮连接的示意图；
46.图16是图1中所示比例阀的驱动机构的第二小齿轮与驱动齿轮啮合的示意图；
47.图17是图1中所示比例阀的在阀球不同开度的示意图；
48.图18是图17中所示的a-a处的剖面视图及冷却液流动路径示意图；
49.图19是图1中所示比例阀的球阀在开度达到最大时驱动轴所在位置的示意图；
50.图20是图1中所示比例阀的第二种布置的示意图；
51.图21是图20中所示比例阀的壳体的爆炸视图；
52.图22是图20中所示比例阀的阀体机构与驱动轴连接的示意图；
53.图23是图20中所示比例阀的壳体的剖切视图；
54.图24是图20中所示比例阀的壳体的一个角度的示意图；
55.图25是图24中所示b处的放大视图；
56.图26是图20中所示比例阀的壳体的剖视图；
57.图27是图20中所示比例阀的阀球在不同开度的示意图；
58.图28是图20中所示比例阀的驱动轴在阀球最大开度位置的示意图；
59.图29是图20中所示比例阀的驱动轴在阀球最小开度位置的示意图；
60.图30是控制芯片的结构示意图及工作原理图。
61.附图标记：
62.100、比例阀；
63.10、壳体；101、壳本体；1011、出液孔；102、壳盖；1021、入液孔；11、连接部；12、安装部；121、安装孔；122、限位凹槽；123、安装槽；1231、轴承；1232、第二密封圈；13、轴支架；14、第二螺栓；
64.20、阀体机构；21、阀球；211、安装口；212、阀入口；213、阀出口；22、密封件；23、弹性件；
65.30、驱动机构；31、驱动轴；311、卡凸；312、限位凸起；32、驱动电机；321、限位凸缘；33、蜗杆；34、驱动齿轮；341、卡槽；35、第一传动组件；351、第一大齿轮；352、第一小齿轮；36、第二传动组件；361、第二大齿轮；362、第二小齿轮；37、减振件；371、第一螺栓；
66.40、出液管；41、定位凸肩；411、第一凹槽；42、第一密封圈；43、流道；
67.50、机盒；501、盒体；502、盒盖；51、限位支架；511、限位配合槽；52、紧固件；53、第一定位柱；54、第二定位柱；55、插件孔；56、控制芯片；57、定位通孔。
具体实施方式
68.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
69.下面参考图1-图30描述根据本发明第一方面实施例的比例阀100。
70.如图1所示，根据本发明第一方面实施例的比例阀100，包括：壳体10、阀体机构20、驱动机构30。
71.壳体10内形成有工作腔，壳体10上形成有与工作腔连通的入液孔1021和出液孔
1011，液体可以从入液孔1021进入工作腔内，再从出液孔1011流出，其中，出液孔1011包括间隔设置的至少两个，例如，出液孔1011可以为两个、三个、四个或五个等，这样，工作腔内的液体可以分别从多个出液孔1011流出，从而流向不同的管路。
72.阀体机构20包括与出液孔1011一一对应的至少两个，至少两个阀体机构20间隔布置于工作腔内，阀体机构20用于控制打开和关闭对应的出液孔1011，以实现每一个出液孔1011的独立开启和关闭。
73.其中，阀体机构20包括阀球21，阀球21在连通位置和关闭位置之间可转动，阀球21内具有阀腔，阀球21上具有与阀腔连通的阀入口212和阀出口213。当阀球21位于连通位置时，阀入口212连通工作腔，且阀出口213与对应的出液孔1011连通，此时，从入液孔1021进入工作腔中的液体可以经阀入口212进入阀腔内，再经阀出口213流动至出液孔1011，最后从出液孔1011流出。当阀球21位于关闭位置时，阀球21封堵对应的出液孔1011，此时，该出液孔1011封闭，工作腔内的液体不能经该出液孔1011流出。
74.驱动机构30包括与阀体机构20一一对应的至少两个，驱动机构30与对应的阀体机构20的阀球21相连，驱动机构30用于驱动阀球21在连通位置和关闭位置之间转动，由此实现控制与驱动机构30位置对应的出液孔1011的打开和关闭，实现出液孔1011控制的自动化。
75.本实施例的比例阀100，壳体10上设有入液孔1021和多个出液孔1011，且每一个出液孔1011位置一一对应对应设置有用于打开和关闭出液孔1011的阀体机构20和用于驱动阀体机构20的驱动机构30，这样，当本实施例的比例阀100工作时，冷却液从壳体10上的入液孔1021进入到壳体10内的工作腔，再通过多个阀体机构20从不同的出液孔1011流出。
76.具体地，对于任一个出液孔1011而言，若与该出液孔1011连通的管路需要液体(例如冷却液)时，则可以通过驱动机构30驱动阀球21转动至连通位置，使该出液孔1011打开，此时，工作腔中的冷却液可以经该出液孔1011流出，以供给给需要冷却液的冷却管路。同时，还可以通过驱动机构30控制阀球21的转动角度，以控制阀出口213与出液孔1011的正对面积，进而控制从阀出口213流出的冷却液的流量，也即是说，可以控制阀球21的开度，以调节出液孔1011流出的冷却液的流量。当与这一出液孔1011连通的管路不要冷却液时，可以通过驱动机构30驱动阀球21转动至关闭位置，实现关闭该出液孔1011。
77.在本实施例中，当出液孔1011为两个时，本实施例的比例阀100为三通阀，两个出液孔1011可以分别连接两条管路，以分别且独立地向两条管路供给冷却液；当出液孔1011为三个时，本实施例的比例阀100为四通阀，三个出液孔1011可以分别连接三条管路，以分别且独立地向三条管路供给冷却液；当出液孔1011为四个时，本实施例的比例阀100为五通阀，四个出液孔1011可以分别连接四条管路，以分别且独立地向四条管路供给冷却液；当出液孔1011为五个时，本实施例的比例阀100为六通阀，五个出液孔1011可以分别连接五条管路，以分别且独立地向五条管路供给冷却液。以次类推。
78.这样，本实施例的比例阀100可以实现一对多的多条管路的流体供应，相较于每一条流体供应管路上分别设置二通阀，本实施例的比例阀100可以将多个二通阀的功能集成于一体，可以减少零部件数量，减少空间占用，当将本实施例的比例阀100应用于车辆的冷却系统时，可以减少比例阀100所占用的车辆前舱的布置空间，降低冷却管路的布置和安装难度，降低成本，实现轻量化。此外，还可以保证车辆电池包内的每个电池组都在合适温度
范围内工作，保证电池包内的电池组不过温，保证车辆安全。
79.简言之，根据本发明实施例的比例阀100，通过在壳体10上设有入液孔1021和多个出液孔1011，且每一个出液孔1011位置一一对应对应设置有用于打开和关闭出液孔1011的阀体机构20和用于驱动阀体机构20的驱动机构30，由此，不仅可以将多个二通阀的功能集成于一体，实现一对多的多条管路的流体供应，还可以减少零部件数量，减少空间占用，降低冷却管路的布置和安装难度，降低成本，实现轻量化。
80.根据本发明的一些实施例，如图2所示，阀体机构20还包括：密封件22和弹性件23，密封件22沿出液孔1011的周向延伸为环形，密封件22的轴向上的一端(例如图2中所示的密封件22的下端)伸入出液孔1011内并与出液孔1011的周壁密封配合，密封件22的另一端(例如图2中所示的密封件22的上端)密封抵接阀球21的表面；弹性件23与密封件22相连且始终推动密封件22抵接阀球21。本实施例通过设置密封件22用于与出液孔1011的周壁和阀球21配合，可以在实现阀球21的阀腔与出液孔1011的连通的前提下，保证阀球21与出液孔1011之间的密封性。同时，由于密封件22的外壁与出液孔1011的内壁是可滑动连接，因此，本实施例通过设置弹性件23与密封件22相连且始终推动密封件22抵接阀球21，这样可以进一步避免冷却液泄露，使冷却液只从阀球21的阀出口213流入出液孔1011，由此可以精准的控制冷却液的流量。
81.根据本发明的一些具体实施例，如图2所示，阀体机构20还包括：出液管40，出液管40的外表面设有定位凸肩41，定位凸肩41沿出液管40的周向延伸为环形，出液管40的一端(例如图2中所示的出液管40的上端)插入出液孔1011内，定位凸肩41与出液孔1011的外端的周沿抵接，密封件22的一端(例如图2中所示的密封件22的下端)套设在出液管40的一端的外表面上，弹性件23套设在出液管40上且两端分别与密封件22和定位凸肩41抵接。
82.本实施例通过出液管40，出液管40不仅可以为出液孔1011位置的冷却液的流通提供导向作用，还可以方便本实施例的比例阀100连接外部管路；并且，通过在出液管40上设置定位凸肩41，让定位凸肩41与出液孔1011的外端的周沿抵接，弹性件23的一端与密封件22相连，弹性件23的另一端与定位凸肩41抵接，密封件22又是套设在出液管40一端的外表面上；由此，可以快速定位出液管40插入出液孔1011的管长，方便将出液管40安装在出液孔1011内，还可以使出液管40插入出液孔1011的一端与阀球21的阀出口213刚好连通。
83.进一步地，如图2所示，壳体10的外侧设置凸起的连接部11，出液孔1011沿壳体10的厚度方向贯通连接部11，换言之，壳体10形成有环形管状的连接部11，连接部11的内侧限定出出液孔1011。定位凸肩41的表面设有第一凹槽411，连接部11的一端插入第一凹槽411内，连接部11的内壁面与第一凹槽411的侧壁之间设有第一密封圈42。本实施例通过设置环形管状的连接部11，连接部11可以在装配的过程中对出液管40起到定位和导向的作用，提高装配效率，同时，本实施例通过在出液管40的定位凸筋与连接部11之间设置第一密封圈42，第一密封圈42可以保证定位凸肩41和连接部11连接的密封性，避免冷却液泄露。
84.根据本发明的一些实施例，如图3和图10所示，驱动机构30包括：驱动轴31和驱动电机32，驱动轴31的一端伸入工作腔内与阀球21固定连接；驱动电机32与驱动轴31的另一端相连。驱动电机32通过驱动驱动轴31转动，驱动轴31带动阀球21，使阀球21在连通位置和关闭位置之间转动；通过使用驱动电机32和驱动轴31传动，不仅结构简单，而且驱动电机32可以持久稳定的输出动力，可以提高驱动机构30的可靠性。
85.根据本发明的一些具体实施例，如图3和图5所示，壳体10的外侧设有凸起的安装部12，壳体10上形成有沿壳体10的内外方向贯通安装部12的安装孔121，驱动轴31的一端穿过安装孔121伸入工作腔内。也就是说，壳体10的外侧设有管状的安装部12，安装部12的内侧限定出安装孔121，安装孔121的一端延伸至贯通工作腔的内壁，驱动轴31穿过安装部12内侧的安装孔121伸入工作腔。由此，安装部12可以在装配时对驱动轴31起到定位和导向，方便驱动轴31伸入工作腔，提高装配效率。
86.例如，凸起的安装部12设置在壳体10的外侧，具体地，安装部12包括多个，多个安装部12沿壳体10的周向在壳体10的左右两侧间隔布置；安装孔121沿壳体10侧壁由内向外贯通安装部12，驱动轴31与阀球21固定连接的一端穿过安装孔121伸入壳体10内的工作腔；安装部12设置在壳体10外侧，方便将驱动轴31通过安装孔121伸入工作腔内，工作腔可以为驱动轴31提供一个无尘的工作环境，可以使驱动轴31稳定传动，同时延长驱动轴31的使用寿命，
87.进一步地，如图6、图28和图29所示，安装部12的内壁面和驱动轴31中的其中一个上设有限位凸起312且另一个上设有限位凹槽122，也就是说，当安装部12的内壁面设有限位凸起312时，驱动轴31上设置限位凹槽122，当安装部12的内避免设置限位凹槽122时，驱动轴31上设有限位凸起312。限位凹槽122沿安装孔121的周向延伸，限位凸起312可滑动地配合在限位凹槽122内，其中，阀球21位于连通位置时，限位凸起312与限位凹槽122的一端抵接，阀球21位于关闭位置时，限位凸起312与限位凹槽122的另一端抵接。由此，通过控制驱动轴31上的限位凸起312在限位凹槽122的两端之间滑动，就可以使阀球21在连通位置和关闭位置之间进行切换，这种控制方式简单可靠，不需要加装其他控制机构，实现了轻量化。
88.例如，在安装部12的内壁面沿安装孔121的周向延伸设有扇形的限位凹槽122，在驱动轴31的连接部11外表面上设有限位凸起312，限位凸起312可在扇形限位凹槽122内滑动。
89.进一步地，如图2所示，安装部12背离工作腔的一侧端面设有凹陷的安装槽123，安装槽123沿安装孔121的周向延伸为环形且贯通安装孔121的内周壁，驱动轴31上套设有轴承1231，轴承1231设于安装槽123内；安装槽123的侧壁与驱动轴31之间设有第二密封圈1232，第二密封圈1232位于轴承1231的朝向工作腔的一侧。在安装孔121内同轴安装驱动轴31和轴承1231时，先将第二密封圈1232放入安装槽123内，再将轴承1231安装在安装槽123内，最后再将驱动轴31通过轴承1231安装在安装孔121内；驱动轴31在轴承1231内可转动，轴承1231对驱动轴31还起到支撑作用，使驱动轴31可以稳定地转动；第二密封圈1232可以保证轴承1231和工作腔之间的密封性，避免冷却液泄露。
90.根据本发明的一些具体实施例，如图2、图5和图8所示，阀球21上形成有安装口211，安装口211与阀入口212在阀球21的径向上相对，驱动轴31的一端伸入工作腔内并依次穿过安装口211和阀入口212，其中，驱动轴31与安装口211的周沿固定，壳体10内设有轴支架13，轴支架13位于阀球21的背离安装口211的一侧，驱动轴31的一端可转动地支撑于轴支架13上。驱动轴31的下部伸入工作腔内与阀球21的安装口211固定连接，驱动轴31可以直接驱动阀球21转动，控制阀球21在连通位置和关闭位置之间进行切换，进而可以控制冷却液的流量；由此，既简化了传动结构，实现了轻量化。同时，本实施例通过直接将驱动轴31与阀
球21连接，并且设置轴支架13支撑驱动轴31，可以提高驱动轴31的稳定性，保证驱动轴31稳定工作。
91.根据本发明的一些具体实施例，如图10所示，驱动机构30还包括：蜗杆33和驱动齿轮34，蜗杆33与驱动电机32的电机轴同轴固定；驱动齿轮34与蜗杆33传动连接，驱动轴31与驱动齿轮34同轴固定。在本实施例中，由于蜗杆33与驱动电机32的电机轴的输出端同轴固定连接，驱动电机32可以驱动蜗杆33转动，同时驱动齿轮34又与蜗杆33传动连接，蜗杆33可以驱动驱动齿轮34转动，再有驱动轴31与驱动齿轮34同轴固定，则驱动轴31会随驱动齿轮34一起转动。这样的传动方式可以使驱动齿轮34与蜗杆33之间的传动平稳，保证阀球21可以正常工作，降低比例阀100的故障率。
92.进一步地，如图14和图16所示，驱动齿轮34和驱动轴31中的其中一个上设有卡凸311且另一个上设有卡槽341，驱动轴31通过卡凸311插入卡槽341与驱动齿轮34同轴相连，卡凸311的截面为十字型。卡凸311可以设置在驱动齿轮34上，也可以设置在驱动轴31上，对应地，卡槽341可以设置在驱动轴31上，也可以设置在驱动齿轮34上；卡凸311的截面为十字型，则卡槽341的截面对应的也为十字型，十字型的截面设计，方便驱动轴31和驱动齿轮34快速定位和安装，同时使卡凸311和卡槽341的强度更高，驱动轴31又是通过卡凸311插入卡槽341与驱动齿轮34同轴相连的，可以提高驱动轴31与驱动齿轮34连接部11的可靠性，进而可以提高驱动轴31与驱动齿轮34之间的传动稳定性。
93.例如，卡凸311设置在驱动轴31上，卡槽341设置在驱动齿轮34上，将卡凸311设置在驱动轴31上可以不破坏驱动轴31的强度，可以延长驱动轴31的使用时间，保证驱动轴31与驱动齿轮34的传动的稳定性。
94.进一步地，如图10所示，驱动机构30还包括：第一传动组件35和第二传动组件36，第一传动组件35包括同轴固定的第一大齿轮351和第一小齿轮352，第一大齿轮351与蜗杆33啮合；第二传动组件36包括同轴固定的第二大齿轮361和第二小齿轮362，第二大齿轮361与第一小齿轮352啮合，第二小齿轮362与驱动齿轮34啮合。通过设置第一传动组件35和第二传动组件36，可以提高或者降低驱动电机32输出的转速，从而满足电池包不同的降温需求，提高比例阀100的适用性；第一传动组件35和第二传动组件36通过齿轮传动，可以保证传动的稳定性，进而可以提高驱动机构30传动的稳定性。
95.具体地，驱动机构30在工作时，驱动电机32驱动蜗杆33转动，蜗杆33驱动第一大齿轮351转动，第一大齿轮351同轴带动第一小齿轮352转动；第一小齿轮352驱动第二大齿轮361转动，第二大齿轮361带动同轴固定的第二小齿轮362转动，第二小齿轮362带动驱动齿轮34转动，驱动齿轮34带动驱动轴31转动，最后驱动轴31带动阀球21转动。本实施例中，齿轮传动的结构紧凑，工作可靠，可以提高驱动机构30的可靠性，同时，本实施例通过设置蜗杆33、第一传动组件35和第二传动组件36，可以将驱动电机32的转速逐级减速，以匹配球阀的转动需求。
96.根据本发明的一些具体实施例，如图1和图10所示，比例阀100还包括：与壳体10间隔布置的机盒50，机盒50内具有安装腔，至少一个驱动机构30设于安装腔内。机盒50内的安装腔可以设有一个驱动机构30，机盒50的安装腔内也可以设有多个驱动机构30；通过将驱动机构30设于机盒50的安装腔内，可以方便安装和检修，还可以降低外部环境对驱动机构30的干扰，使驱动机构30可以稳定的传输动力，进而提高驱动机构30的稳定性。当一个机盒
50内设置多个驱动机构30时，可以将多个驱动机构30集成在一起，进一步缩小比例阀100的体积，减少空间占用。
97.例如，机盒50的安装腔内可以设有2个、3个、4个驱动机构30，在机盒50内设置多个机构，可以提高比例阀100在前舱安装的灵活性，节省安装空间。
98.进一步地，如图10和图15所示，驱动机构30还包括减振件37，驱动电机32通过减振件37固定于安装腔内。本实施例的减振件37用于吸收驱动电机32在运转时产生的振动能量，加速振动衰减，避免驱动电机32产生的振动导致驱动机构30其他连接部11件松动，进而避免驱动机构30其他部件失效，进一步提高驱动机构30的可靠性。例如图10所示，减振件37沿驱动电机32的径向布置，并包裹住驱动电机32的径向两端，驱动电机32在减振件37的两端通过第一螺栓371紧固在机盒50的安装腔内。
99.进一步地，如图12所示，机盒50内设有限位支架51，限位支架51上设有限位配合槽511，驱动电机32设有限位凸缘321，限位凸缘321与限位配合槽511形状适配且至少部分位于限位配合槽511内。在本实施例中，限位凸缘321和限位支架51可以对驱动电机32起到支撑作用，还可以方便定位和安装驱动电机32，降低安装难度。例如，限位凸缘321设于驱动电机32的轴向两端，驱动电机32在安装时，先将设于驱动电机32两端的限位凸缘321安装在限位架上的限位配合槽511内，再通过与驱动电机32相连的减振件37将驱动电机32固定在安装腔内。
100.进一步地，如图10所示，机盒50包括盒体501和盒盖502，盒体501的一侧敞开，盒盖502封盖在盒体501的敞开侧，盒盖502通过紧固件52固定于盒体501上。例如，盒盖502封盖在盒体501的上侧，盒盖502通过紧固件52固定在盒体501上，紧固件52沿盒盖502的周向设有多个。本实施例通过设置盒体501和盒盖502，一方面可以方便安装和检修驱动机构30，降低安装难度，另一方面可以为驱动机构30提供一个稳定的工作环境，使驱动机构30可以稳定的传输动力，提高驱动机构30工作的可靠性。
101.进一步地，如图11所示，机盒50内设有间隔布置的第一定位柱53和第二定位柱54，第一传动组件35设于第一定位柱53上，第二传动组件36设于第二定位柱54上。在本发明的实施例中，第一定位柱53设置在盒盖502的下表面上，第二定位柱54设置在盒体501的上表面上；通过将第一传动组件35与第二传动组件36分别布置在第一定位柱53和第二定位柱54上，可以分散第一传动组件35与第二传动组件36传动时产生的载荷，使第一传动组件35与第二传动组件36可以持续地传动；第一定位柱53在第一传动组件35的安装过程中起到定位的作用，第二定位柱54在第二传动组件36的安装过程中起到定位的作用，可以减低第一传动组件35和第二传动组件36安装难度。
102.根据本发明的一些实施例，如图20所示，壳体10呈两端封闭的筒状，多个出液孔1011沿壳体10的长度方向依次排布，多个驱动机构30设于壳体10在厚度方向上的两侧。当壳体10呈两端封闭的筒状时，多个出液孔1011沿壳体10轴向延伸的方向依次排布，多个驱动机构30间隔布置在壳体10在上下方向上的两侧。
103.根据本发明的一些实施例，如图1所示，壳体10呈长方体形状，多个出液孔1011在壳体10的厚度方向上的一侧表面排布，多个驱动机构30布置在壳体10的宽度方向上的两侧。例如，当壳体10呈长方体形状时，多个出液孔1011排布在壳体10的底部，多个驱动机构30对称布置在壳体10的左右两侧。
104.通过设计筒状和长方体形状的壳体10，使驱动机构30布置的位置和出液孔1011的排布方向不同，这样可以方便比例阀100灵活布置在前舱空间，提高比例阀100的应用范围。
105.根据本发明的一些实施例，如图1和图20所示，比例阀100为五通阀，出液孔1011包括四个。比例阀100包括四个出液孔1011，则流入比例阀100的冷却液可以流向四条不同的管路，进而可以利用比例阀100调节流向四条管路中的冷却液流量；由此设置一个比例阀100，可以起到四个二通比例阀100的作用，还可以减小安装空间，简化管路布置，降低成本。
106.根据本发明的一些实施例，如图10所示，比例阀100还包括控制器，控制器与驱动机构30通讯连接用于控制阀球21的开度。控制器通过控制芯片56与驱动机构30建立通讯连接，进而控制阀球21的开度；控制芯片56安装在机盒50的安装腔内，控制芯片56包含电源电路和ecu(electronic control unit,电子控制单元)，其中ecu分别由输入回路、微处理器、输出回路和通讯电路四个部分组成，且四个部分均通过集成电路连接；通过控制器与驱动机构30通讯连接来控制阀球21的开度，可以提高比例阀100的智能化。
107.进一步地，如图13所示，机盒50的壳体10上还设有插件孔55，插件孔55设置在壳体10的侧面，插件孔55包括三个端口，分别是12v、gnd(ground,电线接地端)和信号端口；12v、gnd端口的一端与外部电源连接，另一端与电源电路连接，信号端口的一端与传感器连接，另一端与输入回路连接，输出回路、通讯电路分别与驱动电机32、车辆控制单元连接。
108.根据本发明第二方面实施例的冷却系统，包括：根据本发明上述第一方面实施例的比例阀100、泵和冷却管；冷却系统应用于车辆的电池包，电池包包括多个电池组，泵与冷却管相连，比例阀100设于冷却管上用于控制流向电池组的冷却液的流量。
109.根据本发明实施例的冷却系统，通过设置上述第一方面实施例的比例阀100，从而提高了冷却系统的整体性能。
110.根据本发明第三方面实施例的车辆，包括：根据本发明第二方面实施例的冷却系统和电池包；电池包包括多个电池组，冷却系统用于为多个电池组散热。
111.根据本发明实施例的车辆，通过设置上述第二方面实施例的冷却系统，从而提高了车辆的整体性能。
112.进一步地，车辆还包括控制器，控制器与车辆的踏板传感器、多个电池组的温度传感器和泵的速度传感器通讯连接。车辆的踏板开度传感器、泵的速度传感器和多个电池组的温度传感器分别采集加速踏板开度和开度变化率、泵转速、冷却液温度和电池组温度等模拟信号，并通过线束传递给输入回路，输入回路将模拟信号转化为数字信号后再发送给微处理器，微处理器根据内置算法计算得到阀球21转动角度，并将数字信号传递给输出回路，输出回路将数字信号转化为pwm(pulse width modulation,脉宽调制技术)信号后传递给驱动电机32，驱动电机32通过pwm信号将驱动电机32的状态信息或者故障信息发送给ecu，通讯电路将故障信息传递给车辆控制单元。
113.下面将参考图1-图30描述具有本发明第一方面实施例比例阀100的车辆。
114.车辆包括：冷却系统、电池包和控制器；电池包包括多个电池组，冷却系统用于为车辆电池包中的多个电池组散热，控制器与车辆的踏板传感器、多个电池组的温度传感器和泵的速度传感器通讯连接；本发明第二方面实施例的冷却系统包括：比例阀100、泵和冷却管；冷泵与冷却管相连，比例阀100设于冷却管上用于控制流向电池组的冷却液的流量。
115.实施例一，
116.如图1所示，比例阀100包括：壳体10、阀体机构20和驱动机构30。其中，壳体10为长方体形状，4个出液孔1011布置在壳体10的下侧，出液孔1011布置在壳体10的上侧，此时比例阀100为立式五通比例阀100；在壳体10的左右两侧对称布置有4个驱动机构30；阀体机构20设在壳体10内，驱动机构30设置在机盒50内。
117.如图2-图9所示，壳体10包括壳本体101和壳盖102，壳盖102的外表面设置有入液孔1021，壳盖102通过第二螺栓14与壳本体101固定连接；壳本体101设置有向上开口的工作腔，工作腔内设置有轴支架13；壳本体101的底面和侧面分别设置有4个出液孔1011和4个安装部12，出液孔1011的下端连接有出液管40，出液管40的中心加工有流道43；在出液孔1011内同轴安装有弹性件23和密封件22，弹性件23的一端与密封组件抵接，弹性件23的另一端与出液管40的定位凸肩41抵接，密封件22的一端密封抵接阀球21的表面，密封件22的外壁与出液孔1011的内壁滑动连接，密封组件与阀球21的阀出口213形成过流通道；阀球21内具有阀腔，球阀腔通过过流通道与阀出口213、出液管40流道43相通；安装部12的顶端加工有安装槽123，安装部12的内壁设置限位凹槽122，安装部12内同轴安装有驱动轴31和轴承1231，驱动轴31的顶端加工有“十”字形凸台，驱动轴31连接部11的外表面设有限位凸起312，限位凸起312可在限位槽内滑动，驱动轴31的下部穿过阀球21安装口211并与阀球21固定连接，驱动轴31的下部布置在轴支架13上。
118.如图10-图16所示，驱动机构30设置在机盒50内，机盒50包括盒体501和盒盖502，盒盖502封盖在盒体501的敞开侧，盒盖502通过紧固件52固定于盒体501上；盒盖502朝向盒体501的一侧设有第一定位柱53；盒体501的侧面设置有插件孔55，插件孔55内包含三个端口，分别是12v、gnd和信号端口；盒体501设置有向上开口的安装腔，安装腔内设置有第二定位柱54、限位支架51和定位通孔57；控制芯片56安装在安装腔内，控制芯片56包含电源电路和ecu，其中ecu由四个部分组成，分别是输入回路、微处理器、输出回路和通讯电路，且四个部分均通过集成电路连接，12v、gnd端口的一端与外部电源连接，另一端与电源电路连接，信号端口的一端与传感器连接，另一端与输入回路连接，输出回路、通讯电路分别与驱动电机32、整车控制单元连接。
119.驱动机构30设于安装腔内，驱动机构30包括驱动轴31、驱动齿轮34、驱动电机32、第一传动组件35和第二传动组件36；驱动电机32的两侧设置有限位凸缘321，限位凸缘321至少部分安装在限位支架51上的限位配合槽511内，驱动电机32通过减振件37被第一螺栓371紧固在安装腔内；驱动电机32输出端同轴安装有蜗杆33，蜗杆33与第一传动组件35的第一大齿轮351啮合，共同构成蜗轮蜗杆33机构，第一大齿轮351的下侧安装有第一传动组件35的第一小齿轮352，第一传动齿轮组由第一大齿轮351和第一小齿轮352构成，第一传动组件35与盒盖502上的第一定位柱53同轴安装；第二传动组件36由第二大齿轮361和第二小齿轮362构成，第二传动组件36同轴安装于第二定位柱54上，第二大齿轮361与第一小齿轮352啮合，第二小齿轮362安装在第二大齿轮361的下侧，第二小齿轮362与驱动齿轮34啮合，驱动齿轮34与定位通孔57同轴布置，且驱动齿轮34输出端从定位通孔57中伸出凸台，驱动齿轮34输出端的内壁加工有“十”字形凹槽。
120.车辆还包括控制器，控制器与车辆的踏板传感器、多个电池组的温度传感器和泵的速度传感器通讯连接。车辆的踏板开度传感器、泵的速度传感器和多个电池组的温度传感器分别采集加速踏板开度和开度变化率、泵转速、冷却液温度和电池组温度等模拟信号，
并通过线束传递给输入回路，输入回路将模拟信号转化为数字信号后再发送给微处理器，微处理器根据内置算法计算得到阀球21转动角度，并将数字信号传递给输出回路，输出回路将数字信号转化为pwm信号后传递给驱动电机32，驱动电机32通过pwm信号将驱动电机32的状态信息或者故障信息发送给ecu，通讯电路将故障信息传递给车辆控制单元。
121.五通比例阀100的流量控制原理为：
122.冷却液从入液孔1021进入工作腔后，经由阀球21腔、过流通道、流道43流出五通比例阀100，进入对应的电池组；控制器通过改变驱动电机32的转速和转向来调节阀球21转动角度，并通过调控冷却液流量来满足电池组的冷却需求。
123.五通比例阀100的工作原理为：
124.初始状态下，限位凸起312的右侧面紧密贴合在限位凹槽122的一侧内壁，阀球21阀出口213的开口方向正对流道43的出口方向，过流通道的面积达到最大，冷却液流量达到最大；
125.若控制器检测到电池组温度偏低，控制芯片56向驱动电机32发送增大阀球21转动角度的信号，驱动电机32接收到信号后启动，且驱动电机32输出端沿顺时针方向转动，蜗杆33、第一大齿轮351、第一小齿轮352均沿顺时针方向转动，第二大齿轮361、第二小齿轮362沿逆时针方向转动，第二大齿轮361沿顺时针方向转动；力矩传递过程中，驱动电机32输出端的输出力矩经过蜗轮蜗杆33机构(蜗杆33与第一大齿轮351组成蜗轮蜗杆33机构)、第一传动齿轮组件、第二传动齿轮组件放大后，由驱动齿轮34输出端输出，并传递给驱动轴31；驱动轴31沿顺时针方向转动，带动阀球21沿顺时针方向转动，阀球21阀出口213的开口方向偏离流道43的出口方向，过流通道面积减小，冷却液流量减小；随着限位凸起312在限位凹槽122内沿顺时针方向转动，当限位凸起312的左侧面与限位凹槽122的另一侧内壁贴合，阀球21转动到最大角度，阀球21阀出口213与出液管40流道43的出口之间的偏转角达到最大，过流通道面积达到最小，冷却液流量达到最小；
126.若控制器检测到电池组温度偏高，控制芯片56向驱动电机32发送减小阀球21转动角度的信号，驱动电机32接收到信号后启动，且驱动电机32输出端沿逆时针方向转动，蜗杆33、第一大齿轮351沿逆时针方向转动，经过第一传动齿轮组件、第二传动齿轮组件传动后，驱动齿轮34沿逆时针方向转动，且驱动电机32输出端的输出力矩增大；在驱动齿轮34输出端的作用下，驱动轴31沿逆时针方向转动，带动阀球21沿逆时针方向转动，阀球21阀出口213与流道43之间的偏转角减小，过流通道的截面积增大，冷却液流量增大。
127.五通比例阀100的控制方法为：
128.充电过程中，控制器每隔一段时间采集温度信息，如冷却液温度及各电池组的温度，若控制器采集到某一电池组的温度偏离正常工作温度范围，对应控制器开始自检并通过改变阀球21转动角度来调节冷却液流量；泵启动后，控制器每隔一段采集温度信息和泵转速信息，通过改变阀球21转动角度来调节冷却液流量；
129.电动汽车通电后，控制器开始自检，控制器接收故障信息并记录每个阀球21的初始位置，同时采集温度信息，如冷却液温度及各电池组的温度；电动汽车启动后，控制器每隔一段时间采集数据，如加速踏板开度和开度变化率、泵转速、冷却液温度和电池组温度；
130.若检测到某一电池组的温度过低且无故障信息，ecu计算得到阀球21转动角度，并向驱动电机32发送pwm_in信号，驱动电机32接收到增大占空比信号后启动，驱动电机32输
出端沿顺时针方向转动，阀球21沿顺时针方向转动，过流通道的面积减小，当检测到阀球21转动到指定角度后，ecu向驱动电机32发送信号，驱动电机32接收到占空比为零的信号后停止运行，阀球21停止转动，过流通道的面积不变；若检测到某一电池组的温度过高且无故障信息，ecu计算得到球阀转动角度，向驱动电机32发送pwm_in信号，驱动电机32接收到增大占空比信号后启动，驱动电机32输出端沿逆时针方向转动，阀球21沿逆时针方向转动，过流通道的面积增大，当检测到阀球21转动到指定角度后，ecu向驱动电机32发送信号，驱动电机32接收到占空比为零的信号后停止运行，阀球21停止转动，过流通道的面积不变；若检测到通讯故障信息，ecu向驱动电机32发送pwm_in信号，驱动电机32接收到信号后启动，驱动电机32输出端沿逆时针方向转动，阀球21沿逆时针方向转动至初始位置，同时ecu向整车控制单元发送故障信号，整车控制单元向驾驶员报告故障信息；若驱动电机32出现故障，驱动电机32通过向ecu发送pwm_out信号来传递电机故障信息，ecu向整车控制单元发送故障信号，整车控制单元限制电池电流输出，同时向驾驶员报告故障信息。
131.实施例二，
132.如图20所示，本实施例与实施例一的结构大致相同，控制原理和控制方法相同，其中相同的部件采用相同的附图标记，不同之处仅在于：实施例一中所述壳体10是长方体形状的，而本实施例二中所述的壳体10呈两端封闭的筒状，且4个出液孔1011沿壳体10的长度方向依次排布，4个驱动机构30设于壳体10在厚度方向上的两侧，此时比例阀100为卧式五通比例阀100。
133.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
134.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
135.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
136.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
137.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。