可变流程式换热器和动力总成

技术领域

本申请属于汽车配件技术领域，涉及冷却器，具体涉及一种可变流程式换热器和动力总成。

背景技术

目前，市场上常规的车用机油冷却器多采用板翅式机油冷却器，其作用是通过芯体和翅片的结构设计，在芯体和翅片内将流动的热的机油进行扰动，并通过冷却水与机油进行换热冷却，从而将机油冷却，使之保持在合适的温度范围，保证发动机的机油有足够的粘度，维持相关发动机运动部件的润滑。

现有的车用机油冷却器，其设计的流体流通的方式均为单一的，即流动介质的进口、出口及流向都是一定的。然而，实际车辆冷却系统在不同工况运行时，内部介质的流量会有较大差异，目前常规的机油冷却器设计无法根据系统流量变化，改变自身流程，导致冷却器的冷却效率降低或增加了能耗。

发明内容

鉴于存在的上述问题，本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提供一种可变流程式换热器和动力总成，能够通过模式切换的方式，实现改变换热器内部流程的功能，从而可以匹配不同运行工况，兼顾不同工况对于换热器的需求。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

作为本发明的一个方面，提供了一种可变流程式换热器，其包括：

壳体，所述壳体包括第一壳体和第二壳体；

换热芯体，设置于所述第一壳体和所述第二壳体之间，所述换热芯体被设置为由多层换热板叠加而成；

冷却流体接口和被冷却流体接口，所述的冷却流体接口设置在第一壳体上，所述被冷却流体接口设置在第二壳体上，所述被冷却流体接口包括第一接口、第二接口和第三接口；

在第一状态下，被冷却流体从所述第一接口流入换热芯体，经换热芯体的各层换热板的流体流道进行热交换后，从所述第二接口流出；

在第二状态下，被冷却流体从所述第一接口和所述第二接口分别流入换热芯体，经换热芯体的各层换热板的流体流道进行热交换后，从所述第三接口流出。

在其中的一些实施方式中，所述换热板沿纵向的两端分别设置有供冷却流体体和被冷却流体流动的开口，在装配为换热芯体后，形成纵向流体通道。

在其中的一些实施方式中，所述换热芯体沿纵向的两端分别设置有通道组A和通道组B，所述通道组A包括依次设置的第一通道、第二通道和第三通道，所述通道组B包括依次设置的第四通道、第五通道和第六通道，所述第一接口与所述第四通道相对应设置，所述第二接口与所述第六通道相对应设置，所述第三接口与所述第二通道相对应设置。

在其中的一些实施方式中，所述可变流程式换热器还包括控制装置，所述第一接口处设置有第一阀门，所述第二接口处设置有第二阀门，所述第三接口处设置有第三阀门，所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门分别与所述控制装置电连接。

在其中的一些实施方式中，在第一状态下，所述第一阀门和所述第二阀门分别与所述控制装置电连接，以使所述第一接口作为被冷却流体进口，所述第二接口作为被冷却流体出口，所述第三接口处于关闭状态；

在第二状态下，所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门分别与所述控制装置电连接，以使所述第一接口和所述第二接口均作为被冷却流体进口，所述第三接口作为被冷却流体出口。

在其中的一些实施方式中，所述换热板沿纵向的设置有供冷却流体和被冷却流体流动的流体翅片，在装配为换热芯体后，形成多层流体通道。

在其中的一些实施方式中，所述冷却流体接口包括冷却流体进口和冷却流体出口，所述冷却流体进口与所述流体通道中的第一通道和第三通道相对应设置，所述冷却流体出口与所述流体通道中的第五通道相对应设置。

在其中的一些实施方式中，所述换热板包括设置在两侧的流体组件，所述流体组件限定流体在所述换热板上的流体流路。

在其中的一些实施方式中，所述流体组件中的被冷却流体组件包括翅片和隔断筋，所述隔断筋将所述换热板上的流体流路分为至少两个流路区域。

作为本发明的另一个方面，提供一种动力总成，包括发动机及变速器，还包括如前所述的可变流程式换热器，所述可变流程式换热器与所述发动机和/或所述变速器连通。

实施本申请的技术方案，至少具有以下有益效果：

在本申请实施例中，所提供的可变流程式换热器包括壳体和换热芯体，壳体中的第二壳体设置有第一接口、第二接口和第三接口，根据不同工况需求，该第一接口、第二接口和第三接口各自独立地可作为被冷却流体进口或被冷却流体出口或关闭，以实现不同模式的切换。从而，本申请通过使被冷却流体接口包括第一接口、第二接口和第三接口，利用多个接口可以分别与车辆中的发动机或变速器连通，且可根据冷却系统需求，重新定义各接口为被冷却流体进口、被冷却流体出口或关闭；根据被冷却流体进口、被冷却流体出口位置变换，可以实现不同模式的切换。例如在第一状态下的被冷却流体流动模式，适应于小流量工况，可以提升换热量，在第二状态下的被冷却流体流动模式，适应于大流量工况，可以降低流阻。

本发明可通过模式切换的方式，实现改变冷却系统内部流程的功能，从而达到匹配不同运行工况，优化车辆冷却系统整体性能，最终达成降低能耗的效果。本申请的可变流程式换热器结构可兼顾不同工况对于冷却系统的需求。

本申请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

图1为本申请一些实施例提供的可变流程式换热器的结构示意图；

图2为本申请一些实施例提供的可变流程式换热器的另一视角结构示意图；

图3为本申请一些实施例提供的可变流程式换热器中冷却流体的流动流程示意图；

图4为本申请一些实施例提供的可变流程式换热器中换热板的结构示意图；

图5为本申请一些实施例提供的可变流程式换热器中被冷却流体在第一状态下的流动流程示意图；

图6为本申请一些实施例提供的可变流程式换热器中换热板和被冷却流体组件的结构示意图；

图7为本申请一些实施例提供的可变流程式换热器中被冷却流体在第二状态下的流动流程示意图；

图8为本申请一些实施例提供的可变流程式换热器在第一状态下流体接口与控制装置的连接示意图；

图9为本申请一些实施例提供的可变流程式换热器在第二状态下流体接口与控制装置的连接示意图。

附图标记说明：

10-壳体；101-第一壳体；111-冷却流体进口；112-冷却流体出口；102-第二壳体；121-第一接口；122-第二接口；123-第三接口；

20-换热芯体；201-换热板；211-第一通道；212-第二通道；213-第三通道；214-第四通道；215-第五通道；216-第六通道；202-流体流路；221-流体板；222-第一流体翅片；223-第二流体翅片；224-隔断筋；203-冷却液流路；231-冷却板；232-冷却翅片；

30-控制装置。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”、“第三”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例进行详细地说明。具体技术方案的描述参见下文。

请参阅图1至图9所示，在一些实施例中，提供了一种可变流程式换热器，该可变流程式换热器包括：壳体10和设置于壳体10的换热芯体20，该壳体10设置有流体接口，流体接口包括冷却流体接口和被冷却流体接口。

具体的，壳体10包括第一壳体101和第二壳体102，换热芯体20设置于第一壳体101和第二壳体102之间，换热芯体20被设置为由多层换热板201叠加而成；冷却流体接口设置在第一壳体101上，被冷却流体接口设置在第二壳体102上，被冷却流体接口包括第一接口121、第二接口122和第三接口123；也即，第一接口121、第二接口122和第三接口123均设置于第二壳体102。

上述流体接口可以分为流体进口和流体出口，用于流体从流体进口流入至换热芯体20的流体通道，而后再从流体出口流出，以实现流体的换热。其中的第一接口121、第二接口122和第三接口123中的一者或二者可以作为被冷却流体进口，相应的，其余的接口即可以作为被冷却流体出口。相比于常规冷却器，本申请增加了流体接口，通过多个流体接口与车辆冷却系统连通，且可根据冷却系统需求，重新定义各接口为进口、出口或关闭；也即，根据冷却系统需求，本申请中的被冷却流体进口、被冷却流体出口位置可以变换。从而，本申请的可变流程式换热器中，被冷却流体可以具有至少两种流动流程状态。如，在第一状态下，被冷却流体从第一接口121流入换热芯体20，经换热芯体20的各层换热板201的流体流道进行热交换后，从第二接口122流出。在第二状态下，被冷却流体从第一接口121和第二接口122分别流入换热芯体20，经换热芯体20的各层换热板201的流体流道进行热交换后，从第三接口123流出。

本实施例中，可变流程式换热器可以包括可变流程的叠片式机油冷却器，用于发动机机油的冷却。上述被冷却流体可以为机油，上述冷却流体可以为各种冷却液，如水。为了方便描述，本申请实施例以机油冷却器为上述换热器为例对所述可变流程式冷却器做具体阐述。然而，本领域技术人员将理解，本发明的原理、流体接口或换热芯体等设置可以在任何适当布置的冷却器(换热器)中实现，并不局限于机油冷却器，也即上述被冷却流体并不局限于机油。此外，为了清楚和简洁，可以省略对冷却器公知功能和结构的描述。

在一些实施例中，换热板201沿纵向的两端分别设置有供冷却流体体和被冷却流体流动的开口，在装配为换热芯体20后，形成纵向流体通道。

进一步的，换热芯体20沿纵向的两端分别设置有通道组A和通道组B。该换热芯体20整体大体上可以呈长方体状，沿着换热芯体20长度方向的两侧端可以分别设置有通道组A和通道组B，例如通道组A和通道组B可以分别设置于左侧端和右侧端。当然，在其他实施例中，换热芯体20还可以采用其他形状结构，本实施例对于换热芯体20的具体形状不作限定。

该通道组A包括依次间隔设置的第一通道211、第二通道212和第三通道213，第二通道212位于第一通道211和第三通道213之间。该通道组B包括依次间隔设置的第四通道214、第五通道215和第六通道216，第五通道215位于第四通道214和第六通道216之间。通道组A和通道组B之间设置有多层流体流路202，流体流路202与通道组A和通道组B中的一个或几个通道以及流体接口是连通的，以使被冷却流体如机油从流体进口进入至其中的一个或几个通道，而后流经流体流路202后再汇集至其中的一个或几个通道后从流体出口流出。上述第一通道211、第二通道212、第三通道213、第四通道214、第五通道215或第六通道216可以起到汇集、分配的作用，如其中的部分通道可用于被冷却流体如机油的汇集和分配，另一部分通道可用于冷却流体如冷却液的汇集和分配。通过多个接口和多条通道的设置可以方便实现流体流程的改变，实现不同模式的切换。

本实施例中的壳体10设置有多个接口，为了方便实现流体流程的改变，提高流体至各个位置的速度，从而改善冷却器的冷却效果，上述多个接口需要分别与各通道相对应设置。示例性的，第二壳体102上的第一接口121与换热芯体20的第四通道214相对应设置，第二壳体102上的第二接口122与换热芯体20的第六通道216相对应设置，第二壳体102上的第三接口123与换热芯体20的第二通道212相对应设置。例如，从第一接口121进入的被冷却流体流经第四通道214，从第四通道214将被冷却流体分配至平行的每一层流体流路202。

本实施例中的可变流程式换热器的内部流程可以改变，也即该可变流程式换热器可以具有不同的模式或状态。本实施例中，根据冷却系统需求，使流体进口和流体出口位置变换，可以实现两种状态的切换。在第一状态下，被冷却流体先从第一接口121进入第四通道214，而后被冷却流体从第四通道214被分配至各层流体流路202，各层流体流路202的被冷却流体再汇集至第六通道216，从第二接口122流出；在第二状态下，被冷却流体先从第一接口121和第二接口122分别进入第四通道214和第六通道216，而后被冷却流体分别从第四通道214和第六通道216被分配至各层流体流路202，各层流体流路202的被冷却流体再汇集至第二通道212，从第三接口123流出。

在一些实施例中，第一状态下的被冷却流体形成U型流模式，第二状态下的被冷却流体形成Y型流模式。

如此，本实施例根据流体进口、流体出口位置变换，可以实现模式切换，以流体流路202(油路)为例，其可以实现U型流和Y型流切换：U型流模式可以适应小流量工况，能提升换热量；Y型流模式可以适应大流量工况，能够降低流阻，从而可以降低能耗。

可以理解的是，为了实现两种状态的切换，该可变流程式换热器需要搭载控制元件，以引导系统中流体如油介质从指定进口、出口位置，经过机油冷却器。本实施例对于该控制元件的具体类型或结构不作限定，只要能实现进口、出口位置变换、不对本发明的目的产生限制即可。

下面将对该可变流程式换热器进行进一步的详细阐述。

如图1和图2所示，在一些实施例中，第一壳体101设置有冷却介质进口111和冷却介质出口112，通道组A和通道组B之间还设置有多层冷却液流路203(也即冷却介质流路)。下面以冷却介质为冷却液为例进行说明。冷却液流路203与通道组A和通道组B中的一个或几个通道以及冷却介质进口111和冷却介质出口112是连通的，以使冷却液从冷却介质进口111进入至其中的一个或几个通道，而后流经冷却液流路203后再汇集至其中的一个或几个通道后从冷却介质出口112流出。在换热芯体20中，冷却液与被冷却流体如机油进行换热，从而通过冷却液对机油进行冷却。

在一些实施例中，冷却液包括但不限于水，也即冷却液流路203内流通的介质可以为冷却水，可以采用冷却水对机油进行换热，但并不限于此。在其他实施例中，还可以采用其他任何能够给机油进行换热的换热介质。

上述第一壳体101设置有冷却介质进口111和冷却介质出口112，冷却介质进口111和冷却介质出口112与换热芯体20中的若干通道及冷却液流路203相连通。可选地，冷却介质进口111和冷却介质出口112可以分别位于第一壳体101沿纵向的两端，如冷却介质进口111可以位于第一壳体101的左侧端，冷却介质出口112可以位于第一壳体101的右侧端。可选地，冷却介质进口111处连接有进水接头，冷却介质出口112处连接有出水接头。进一步，冷却介质进口111可以通过进水接头与车辆中的水系统或水泵连接，以向可变流程式换热器中提供冷却水；冷却介质出口112通过出水接头与车辆中的另一个换热器连接，以将经过可变流程式换热器换热后的水介质输入至另一个换热器中，作为其他换热器的换热介质。

上述第二壳体102设置有第一接口121、第二接口122和第三接口123，第一接口121、第二接口122和第三接口123可以与换热芯体20中的若干通道及流体流路202相连通。为了方便实现流体进口和流体出口的位置变换，实现不同模式切换，并方便被冷却流体的导入和导出，保证换热效果，第一接口121、第二接口122和第三接口123需要分别间隔布置。示例性的，在一些实施例中，第一接口121、第二接口122和第三接口123在第二壳体102上呈V字形设置。例如第一接口121和第二接口122位于V字形的开口的两端，第三接口123位于V字形的尖端。

可选的，第一接口121、第二接口122和第三接口123中的一者或两者作为流体进口，流体进口通过管路与车辆中的变速器或发动机连接；第一接口121、第二接口122和第三接口123中的一者作为流体出口，流体出口通过管路最终与车辆中的变速器或发动机连通。

本实施例中的换热芯体可采用叠片式，即，换热芯体20被设置为由多层换热板201叠加而成。在一些实施例中，换热板201沿纵向的设置有供冷却流体和被冷却流体流动的流体翅片，在装配为换热芯体20后，形成多层流体通道。

可选的，流体流路202与冷却液流路203采用上下层式分布；这样有助于保证冷却液流路203对流体流路202的冷却效果。可选的，换热芯体20中设置有多层流体流路202和多层冷却液流路203，流体流路202和冷却液流路203可以交替布置，本实施例对于流体流路202的具体层数、冷却液流路203的具体层数不作限定，可以根据实际换热需求而选择设定。

如图3和图4所示，图3中的箭头代表冷却液的流动方向。在一些实施例中，冷却介质进口111与第一通道211和第三通道213相对应设置，冷却介质出口112与第五通道215相对应设置。冷却液先从冷却介质进口111进入第一通道211和第三通道213，而后冷却液分别从第一通道211和第三通道213被分配至各层冷却液流路203，各层冷却液流路203的冷却液再汇集至第五通道215，从冷却介质出口112流出；也就是，冷却液如冷却水由冷却介质进口111进入换热芯体20后至垂直通道；第一通道211和第三通道213将水流分配至平行的每一层冷却液流路203，再经过每层冷却液流路203后在第五通道215处汇集后，从冷却介质出口112离开可变流程式换热器。上述各层冷却液流路203通过通道组A和通道组B中的通道形成平行通路，可供冷却液流通，用于与机油进行热交换。

在一些实施例中，换热芯体20包括换热板201，换热板201上分别设置有冷却流体组件和被冷却流体组件，换热板201的纵向两端分别开设有通道组A和通道组B，冷却流体组件和被冷却组件可位于通道组A和通道组B之间；被冷却流体组件形成有流体流路202，冷却流体组件形成有冷却液流路203。

可选的，冷却流体组件包括冷却板231和与冷却板231连接的冷却翅片232。上述冷却液流路203可以采用冷却板231及冷却翅片232设计形成能够供冷却液流动的流道。

如图5至图7所示，图5和图7中的箭头分别代表被冷却流体的流动方向，本实施例的流体流路202采用了可变进出口设计，使被冷却流体能具有不同的流动模式。在一些实施例中，当车辆系统工况处于低流量状态时，该可变流程式换热器可以进入U型流模式，也即可变流程式换热器可以处于第一状态，以增长流程来提升换热量。如图5所示，被冷却流体先从第一接口121进入第四通道214，而后被冷却流体从第四通道214被分配至各层流体流路202，各层流体流路202的被冷却流体再汇集至第六通道216，从第二接口122流出。也就是，被冷却流体由第一接口121进入换热芯体20后至垂直通道，第四通道214将被冷却流体分配至平行的每一层流体流路202，再经过每层流体流路202后在第六通道216处汇集后，从第二接口122离开可变流程式换热系统。此状态下的第三接口123与系统不连通。

如图7所示，在一些实施例中，当车辆系统工况处于高流量状态时，该可变流程式换热器可以进入Y型流模式，也即可变流程式换热器可以处于第二状态，以缩短流程来降低油侧流阻。此状态下，被冷却流体先从第一接口121和第二接口122分别进入第四通道214和第六通道216，而后被冷却流体分别从第四通道214和第六通道216被分配至各层流体流路202，各层流体流路202的被冷却流体再汇集至第二通道212，从第三接口123流出。也就是，被冷却流体由第一接口121和第二接口122同时进入换热芯体20后至垂直通道，第四通道214和第六通道216将被冷却流体分配至平行的每一层流体流路202，再经过每层流体流路202后在第二通道212处汇集后，从第三接口123离开可变流程式换热系统。

本实施例中，换热板201包括设置在两侧的流体组件，流体组件限定流体在换热板201上的流体流路202。可选的，流体组件包括冷却流体组件和被冷却流体组件，流体组件中的被冷却流体组件包括翅片和隔断筋224，隔断筋224将换热板201上的流体流路202分为至少两个流路区域；其中翅片包括第一流体翅片222和第二流体翅片223。

可选的，如图6所示，被冷却流体组件包括流体板221，与流体板221连接的第一流体翅片222和第二流体翅片223，以及位于第一流体翅片222和第二流体翅片223之间的隔断筋224。上述流体流路202可以采用流体板221及第一流体翅片222和第二流体翅片223设计形成能够供被冷却流体流动的流道。并且，在第一流体翅片222和第二流体翅片223中间可以通过冲压成型形成隔断筋224，该隔断筋224可以起到隔断作用，以使被冷却流体能够形成U型流模式。

如图8至图9所示，在一些实施例中，可变流程式换热器还包括控制装置30，第一接口121处设置有第一阀门，第二接口122处设置有第二阀门，第三接口123处设置有第三阀门，第一阀门、第二阀门和第三阀门分别与控制装置30电连接。第一接口121、第二接口122和第三接口123与外接的控制装置30连通，通过控制装置30调节，可以实现对应模式切换。

可选的，第一阀门、第二阀门和第三阀门各自独立地可以为电子温控阀、机械式阀门、热力式阀门等中的一种或多种，本实施例对于第一阀门、第二阀门和第三阀门的具体类型不作限定。

在一些实施例中，在第一状态下，第一阀门和第二阀门分别与控制装置30电连接，以使第一接口121作为被冷却流体进口，第二接口122作为被冷却流体出口，第三接口123处于关闭状态。也就是，在U型流模式下，第一接口121作为被冷却流体进口，第二接口122作为被冷却流体出口与控制装置30连通，第三接口123则关闭或不导通。

在第二状态下，第一阀门、第二阀门和第三阀门分别与控制装置30电连接，以使第一接口121和第二接口122均作为被冷却流体进口，第三接口123作为被冷却流体出口。也就是，在Y型流模式下，第一接口121和第二接口122均作为被冷却流体进口与控制装置30连通，第三接口123作为被冷却流体出口与控制装置30连通。

在一些实施例中，提供一种动力总成，包括发动机及变速器，还包括如前的可变流程式换热器，可变流程式换热器与发动机和/或变速器连通。

本实施例提供的动力总成包括前述的可变流程式换热器，因而至少具有所述的可变流程式换热器的所有特点和优点，在此不再一一赘述。该动力总成除包括可变流程式换热器外，还可以包括发动机、变速器等其他部分结构，动力总成中的其他部分结构的具体结构及连接方式等可以参考现有技术，在此不再赘述。

综合以上可知，本申请实施例的可变流程式换热器，能够通过模式切换的方式，实现改变冷却系统内部流程的功能，从而达到匹配不同运行工况，优化机油冷却器性能、车辆冷却系统整体性能，最终达成降低能耗的效果。本申请的可变流程式换热器结构可兼顾不同工况对于冷却系统的需求。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。