用于冷却运载工具部件的系统和方法

文档序号:42716 发布日期:2021-09-28 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 用于冷却运载工具部件的系统和方法 (System and method for cooling vehicle components ) 是由 L·马洛 R·丹利 于 2021-03-24 设计创作,主要内容包括:提供了用于冷却运载工具部件的系统和方法。所述系统包括运载工具中的一个或多个发热部件、以及连接到所述两个或更多个发热部件的冷却剂流动路径。所述系统包括:被配置为使冷却剂循环通过所述冷却剂流动路径的冷却剂泵;以及被配置为使冷却剂的循环方向反向的换向机构。(Systems and methods for cooling vehicle components are provided. The system includes one or more heat-generating components in a vehicle, and a coolant flow path connected to the two or more heat-generating components. The system comprises: a coolant pump configured to circulate coolant through the coolant flow path; and a reversing mechanism configured to reverse a circulation direction of the coolant.)

用于冷却运载工具部件的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年3月25日提交的美国申请号62/994,689的权益,其内容整体并入本文。

技术领域

本公开涉及用于运载工具中的部件的热传递。

背景技术

运载工具中的冷却系统用于降低发热部件(诸如引擎、电池和运载工具的各种电子部件)的温度。由于引擎和计算机系统的冷却要求不同,诸如运载工具计算机的电子部件可能具有与引擎分开的冷却系统。运载工具中的计算机系统可以包括多个发热部件,诸如CPU和一个或多个GPU。用于运载工具计算机系统的冷却系统可以使作为气体或液体的冷却流体循环通过运载工具的一个或多个发热部件。当冷却流体与发热部件热接触时,热量传递到冷却流体。从发热部件传递到冷却流体的热量与冷却流体和发热部件之间的温度差直接成正比。简而言之,当冷却流体的温度较低时,用于降低发热部件的温度的热传递更有效率。

当热量传递到冷却剂时,冷却剂的温度升高,这降低任何后续热传递的效率。因此,冷却流体流动路径中的第二发热部件或第三发热部件不能从热传递中获得与冷却流体流动路径中的第一发热部件相同的有益效果。

针对降低冷却流体的热传递效率的问题的提出的解决方案涉及在运载工具中创建多个并行冷却系统。然而,多个并行冷却系统很昂贵,并且占用运载工具中宝贵的空间。提出的另一种解决方案是增加冷却系统的容量,以使得冷却流体流动路径中的第二发热部件和第三发热部件从与冷却流体的热接触中接收足够的热传递。然而,增加容量(诸如增加冷却流体流量)以充分冷却第二发热部件和第三发热部件是无效的,并且可能为流体流动路径中的第一发热部件提供过多的冷却。在本领域中需要用于运载工具中的发热部件的冷却系统,所述冷却系统有效地冷却多个发热部件。

发明内容

本公开包括用于冷却运载工具中的部件的系统。在示例性实施例中,系统包括运载工具中的一个或多个发热部件、以及连接到所述两个或更多个发热部件的冷却剂流动路径。所述系统包括:被配置为使冷却剂循环通过所述冷却剂流动路径的冷却剂泵;以及被配置为使冷却剂的循环方向反向的换向机构。所述系统还可以包括:测量所述一个或多个发热部件的一个或多个特性的一个或多个传感器;以及控制器,其被配置为基于来自所述一个或多个传感器的测量结果,通过所述换向机构使所述循环方向反向。所述控制器可以被配置为周期性地使所述循环方向反向。所述换向机构可以包括所述冷却剂流动路径中的一个或多个阀,其中所述一个或多个阀被配置为使所述循环方向反向。所述换向机构可以并入所述冷却剂泵中。所述系统还可以包括所述冷却剂流动路径中的制冷机构,其被配置为降低冷却剂的温度,其中所述一个或多个传感器被配置为测量所述一个或多个发热部件的温度。所述控制器可以被配置为使冷却剂的所述循环反向,以使在所述冷却剂流动路径中冷却剂在所述制冷机构与发热部件之间行进的距离最小化,所述发热部件基于由所述一个或多个传感器的温度测量结果来确定。至少一个或多个发热部件可以包括电子处理单元,其中所述控制器可以被配置为基于所述电子处理单元的处理量来使所述循环方向反向。所述处理量可以根据排队待由所述电子处理单元处理的一个或多个指令确定。

另一总体方面是一种方法,所述方法包括:用冷却剂冷却运载工具中的一个或多个发热部件,所述冷却剂由冷却剂泵循环通过冷却剂流动路径;以及通过换向机构使所述冷却剂的循环方向反向。所述方法还可以包括:测量所述一个或多个发热部件的一个或多个特性,其中控制器被配置为基于来自所述一个或多个传感器的测量结果,通过所述换向机构使所述循环方向反向。所述控制器可以被配置为周期性地使所述循环方向反向。所述换向机构可以包括所述冷却剂流动路径中的一个或多个阀,其中所述一个或多个阀被配置为使所述循环方向反向。所述换向机构可以并入所述冷却剂泵中。所述方法还可以包括通过制冷机构降低所述冷却剂流动路径中的冷却剂的温度,其中所述一个或多个传感器被配置为测量所述一个或多个发热部件的温度。所述控制器可以被配置为使冷却剂的所述循环反向,以使在所述冷却剂流动路径中冷却剂在所述制冷机构与发热部件之间行进的距离最小化,所述发热部件基于由所述一个或多个传感器的温度测量结果来确定。所述一个或多个发热部件中的至少一个可以包括电子处理单元,其中所述控制器被配置为基于所述电子处理单元的处理量来使所述循环方向反向。所述处理量可以根据排队待由所述电子处理单元处理的一个或多个指令确定。

在示例性实施例中,系统包括运载工具中的一个或多个电子处理单元、以及连接到所述一个或多个电子处理单元的冷却剂流动路径。所述系统包括:被配置为使冷却剂循环通过所述冷却剂流动路径的冷却剂泵;以及被配置为使冷却剂的循环方向反向的换向机构。所述系统包括:测量所述一个或多个电子处理单元的一个或多个特性的一个或多个传感器;以及控制器,其被配置为基于来自所述一个或多个传感器的测量结果,通过所述换向机构使所述循环方向反向。所述控制器可以被配置为基于所述一个或多个电子处理单元的处理负荷来使所述循环方向反向。所述控制器可以被配置为以基于所述一个或多个电子处理单元的所述处理负荷的时间段周期性地使所述循环方向反向。所述时间段还可以基于所述一个或多个电子处理单元的特性的测量结果。

附图说明

所附权利要求书中特别地阐述了本技术的各种实施例的某些特征。通过参考以下详细描述和附图,将获得对本技术的特征和优点的更好的理解,以下详细描述阐述了说明性实施例,说明性实施例中利用了本公开的原理,在附图中:

图1是冷却系统的示意图,其示出了可以在所公开的主题的实施例中使用的部件。

图2是具有两个发热部件的在正向方向上循环的冷却系统的示意图。

图3是具有两个发热部件的在反向方向上循环的冷却系统的示意图。

图4是具有换向阀的冷却系统的示意图,所述换向阀可以利用两个发热部件在正向方向和反向方向两者上进行循环。

图5是具有换向阀的冷却系统的示意图,所述换向阀可以利用具有多个部分的单个发热部件在正向方向和反向方向两者上进行循环。

图6是处于正向循环状态的换向阀的实施例的示意图。

图7是处于反向循环状态的换向阀的实施例的示意图。

图8是冷却系统的示意图,其示出了可以在所公开的主题的具有多个发热部件的实施例中使用的部件。

图9是冷却系统的示意图,其示出了可以在所公开的主题的具有换向机构的实施例中使用的部件,所述换向机构放置在第一发热部件与第二发热部件和第三发热部件之间。

图10是冷却系统的示意图,其示出了可以在所公开的主题的具有多个冷却部件的实施例中使用的部件。

图11A是用于通过使冷却剂的循环方向反向来冷却发热部件的过程的流程图。

图11B是用于基于发热部件的一个或多个特性通过使冷却剂的循环方向反向来冷却发热部件的过程的流程图。

图12从俯视图示出了运载工具中的可逆冷却系统。

图13是具有多个发热电池的运载工具中的可逆冷却系统的图示。

图14是示出可以用于实现本公开中描述的实施例的各种特征的计算部件的示意图。

具体实施方式

公开的主题是用于通过使冷却剂流的循环方向反向来冷却运载工具中的发热部件的系统。与随后在冷却系统中冷却的附加发热部件相比,首先被冷却的冷却流动路径中的发热部件被更大程度地冷却。为了校正不平衡,所公开的主题描述了这样的系统,其可以使冷却流的循环方向反向,以使得对发热部件进行冷却的顺序也反向。

运载工具的各种发热部件可能具有在运载工具的操作期间变化的冷却需求。例如,运载工具可以包括CPU和GPU作为运载工具的电子系统的一部分。CPU和GPU可能需要根据运载工具的乘客无法预测地启动的指令进行冷却。CPU和GPU两者在它们处理指令时可能发热,并且可能需要主动冷却保持在最佳温度范围内。

系统可以在一个或多个发热部件上包括传感器,以确定发热部件的冷却需求。系统还可以包括可以从传感器接收测量值的控制器。传感器可以测量发热部件的各种特性,诸如温度和处理输出。控制器可以基于来自传感器的测量结果确定何时应当使冷却系统的循环方向反向。在各种实施例中,控制器可以被配置为周期性地使冷却系统的循环方向反向,以维持用于各种发热部件的平衡冷却。

循环方向可以通过换向机构转换。在各种实施例中,换向机构可以是泵,其被配置为具有在反向方向上泵送的能力。在示例性实施例中,换向机构可以是冷却剂流动路径中的一组阀,所述阀在被激活时可以切换冷却剂在冷却剂流动路径中的循环方向。

在示例性实施例中,冷却系统可以包括发热并且需要冷却的一个或多个电池。一个或多个电池的各个部分可以基于冷却剂流动的方向以不同的速率冷却。通过周期性地使冷却剂的循环方向反向,可以更均匀地冷却电池。

参考图1,图1是冷却系统100的示意图,其示出了可以在所公开的主题的实施例中使用的部件。冷却系统100可以用于有效地传递来自运载工具102中的与在冷却剂流体流动路径110中流动的冷却流体接触的发热部件的热量。运载工具102可以是用于运输人或物的各种机器,包括但不限于:汽车、摩托车、卡车、火车、飞机、直升机和船。冷却剂流体流动路径110中的冷却剂是可以是气体或液体的流体。在各种实施例中,冷却剂是水。在示例性实施例中,冷却剂是乙二醇或通常被称为防冻剂的相关化学品。

冷却剂流体流动路径110可以流过冷却剂泵120、流体冷却器126和发热部件128。冷却剂流体流动路径110可以包含由冷却剂泵120推动的冷却剂。冷却剂流体流动路径110中的冷却剂可以与冷却剂流体流动路径110中的各种成分进行热接触和热传递。当热接触时,冷却剂和发热部件128将彼此传递热量。热量从较高温度的对象或物质传递到较低温度的对象或物质。

冷却剂泵120可以包括在冷却剂流体流动路径110中的循环机构124,循环机构124在冷却剂流体流动路径110中产生冷却剂的运动。在各种实施例中,循环机构124可以是离心泵,其通过使冷却剂绕叶轮旋转而产生压力。在示例性实施例中,循环机构124可以是旋转泵,其使一个或多个部件旋转以在期望的循环方向上位移并推动流体。各种类型的泵可以包括换向机构122,由此泵可以在反向方向上操作。旋转泵可以在反向方向上操作,而离心泵可以仅在正向方向上操作。

如图1所示,换向机构122可以被包含在冷却剂泵120中。当冷却剂泵是旋转泵时,换向机构122可以是允许旋转泵在反向方向上操作的机构。在各种实施例中,换向机构是一组阀,所述阀在被激活时使冷却剂围绕冷却剂流体流动路径110的循环方向反向。在各种实施例中,构成换向机构的一组阀可以被包含在冷却剂泵120中。如图1所示,冷却系统100具有单个换向机构122。在示例性实施例中,换向机构122可以与冷却剂泵120分离。在各种实施例中,冷却系统100可以具有多于一个的换向机构122。

流体冷却器126降低与流体冷却器126接触的流入的冷却剂的温度。流体冷却器126可以包括制冷机构,所述制冷机构主动降低流过流体冷却器126的冷却剂的温度。在示例性实施例中,流体冷却器126包括压缩机、膨胀阀和蒸发器。压缩机将制冷剂气体压缩成高压。制冷剂可以在压缩机中冷凝成液体。膨胀阀扩大了保持制冷剂的空间的体积,从而降低了制冷剂的温度。在蒸发器中,冷的制冷剂与冷却剂热接触。冷却剂将热量传递到冷的制冷剂,从而使制冷剂蒸发回到气体中。

在各种实施例中,流体冷却器126是运载工具102的放热器,其冷却通过它的冷却剂。放热器可以包括细管,所述细管暴露于在运载工具102运动时通过运载工具102的空气。放热器的细管被包含在冷却剂流体流动路径110中。当冷却剂流过放热器时,冷却剂被冷却。在各种实施例中,冷却系统100可以包括多于一个的流体冷却器126。例如,冷却系统100可以包括冷冻冷却器和放热器。冷冻冷却器可以比放热器更有效地降低冷却剂的温度,并且因此可以用在最灵敏的发热部件(诸如电池)上。

冷却剂可以与发热部件128热接触以实现与发热部件128的热传递。在各种实施例中,在与发热部件128热接触之前,通过流体冷却器126降低冷却剂的温度。热量可以从发热部件128传递到冷却剂流体流动路径110中的冷却剂,因此降低发热部件128的温度。在各种实施例中,冷却系统100可以被配置为升高发热部件128的温度。例如,当运载工具102中的电池低于温度范围时,电池可能需要加热。

发热部件128可以包括测量发热部件128的一个或多个特性的一个或多个传感器130。在示例性实施例中,传感器130可以测量发热部件128的温度。发热部件128可以具有多个温度传感器。例如,发热部件128可以包括在发热部件128的前部132处的温度传感器和在发热部件128的后部134处的温度传感器。当温度传感器指示后部134的温度明显高于前部132的温度时,冷却剂的循环方向可以反向,以使得冷却剂通过后部134进入发热部件128并从前部132离开。另外,在示例性实施例中,传感器130可以测量发热部件128的输出,诸如发热部件128的处理量。冷却剂的循环方向可以基于发热部件128的输出而反向。

控制器104可以发送信号,所述信号在被执行时使冷却剂在冷却剂流体流动路径110中的循环方向反向。控制器104可以包括处理器和存储器。来自传感器130的测量结果可以传送到控制器104。基于测量结果,控制器104可以确定循环方向。例如,控制器104可以确定使在冷却剂流体流动路径110中、冷却剂在流体冷却器126与具有高温测量结果的发热部件128之间行进的距离最小化的循环方向。在各种实施例中,控制器104可以被配置为确定循环方向连续换向的时间段。

运载工具102可以包括实现运载工具102的运动的运载工具驱动部件112。运载工具驱动部件112可以包括将能量转换成推动运载工具102的运动的部件和引导运载工具102的运动的部件。在示例性实施例中,运载工具驱动部件112可以包括电动机114和能量存储装置116。电动机114可以将能量存储装置116转换成使运载工具运动的机械运动。在各种实施例中,电动机114是内燃机,其将液体燃料中的能量转换成机械运动。在示例性实施例中,电动机114是将来自电池的电能转换成机械运动的电动机。电池可以是与冷却剂流体流动路径110中的冷却剂热接触的发热部件128。

参考图2,图2是具有两个发热部件的在正向方向上循环的冷却系统200的示意图。冷却系统200可以包括在冷却剂流体流动路径210上的泵和冷却器202、第一发热部件204和第二发热部件206。泵和冷却器202可以使冷却剂冷却并循环通过冷却剂流体流动路径210。

如图2所示,泵和冷却器使冷却剂在20℃下循环。冷却剂在顺时针方向上循环通过冷却剂流体流动路径210。20℃的冷却剂从泵和冷却器202推动到第一发热部件204。如图所示,第一发热部件204为50℃,并且温差为30℃。从第一发热部件204到冷却剂的热传递的效率与温差直接成正比。

如图2所示,在第一发热部件204将热量传递给冷却剂之后,冷却剂的温度升高至25℃。第二发热部件206为40℃。冷却剂和第二发热部件206之间的温差为15℃。因此,对于第二发热部件206,与温差直接成正比的第二发热部件206与冷却剂之间的热传递的效率比第一发热部件204低。在从第二发热部件206接收热量之后,冷却剂通过冷却剂流体流动路径210流向泵和冷却器202。在各种实施例中,泵和冷却器202可以基于一个或多个发热部件的温度来使冷却剂的循环方向反向。如图3所示,循环方向可以反向。

参考图3,图3是具有两个发热部件的在反向方向上循环的冷却系统300的示意图。第一发热部件304和冷却剂之间的热传递的效率可以取决于冷却剂的循环方向。如图3所示,泵和冷却器302在逆时针方向上推动冷却剂以循环通过冷却剂流体流动路径310。泵和冷却器302将20℃的冷却剂推动到温度为50℃的第二发热部件306。

当热量从第二发热部件306传递到冷却剂时,第二发热部件306和冷却剂之间的温差为30℃。在热传递后,冷却剂的温度升高至23℃。第一发热部件304的温度为50℃。第一发热部件304和冷却剂之间的温度差为28℃。

参考图4,图4是具有换向机构404的冷却系统400的示意图,所述换向机构404可以利用两个发热部件使冷却剂在正向方向和反向方向两者上循环。如图4所示,泵和冷却器402将20℃的冷却剂推动到换向机构404。在冷却剂已经循环通过冷却剂流体流动路径410之后,泵和冷却器402还从换向机构404接收冷却剂。

如双箭头所示,换向机构404被配置为引导冷却剂在顺时针方向或逆时针方向上循环。换向机构404可以处于正向状态,由此冷却剂在顺时针方向上被引导通过冷却剂流体流动路径410。可替代地,换向机构404可以处于反向状态,由此冷却剂在逆时针方向上被引导通过冷却剂流体流动路径410。当换向机构404在正向状态和反向状态之间切换时,泵和冷却器402可以在单个方向上使流体循环。

当换向机构404处于正向状态时,20℃的冷却剂被引导至温度为50℃的第一发热部件406。温差为30℃。在热量从第一发热部件406传递到冷却剂之后,冷却剂温度升高到25℃。冷却剂被引导至温度为50℃的第二发热部件408。冷却剂和第二发热部件408之间的温差为25℃。在与第二发热部件408交换热量之后,冷却剂被引导回到换向机构404。

当换向机构404处于反向状态时,20℃的冷却剂在逆时针方向上循环至处于50℃的第二发热部件408。第二发热部件408和冷却剂之间的温差为30℃。如图4所示,在与第二发热部件408交换热量之后,冷却剂的温度可以升高至23℃。冷却剂被引导至温度为50℃的第一发热部件406。第一发热部件406和冷却剂之间的温差为27℃。在与第一发热部件406交换热量之后,冷却剂循环回到换向机构404。

参考图5,图5是具有换向阀504的冷却系统500的示意图,所述换向阀504可以利用具有多个部分的单个发热部件508使冷却剂在正向方向和反向方向两者上循环。泵和冷却器502可以使冷却剂冷却并循环到换向阀504中,所述换向阀504可以在冷却剂流体流动路径510中在顺时针或逆时针方向上引导冷却剂。单个发热部件508可以足够大,以使得单个发热部件508的各个部分可以具有不同的温度。

如图5所示,单个发热部件508被任意地分成四个部分。当冷却剂在顺时针方向上流动时,10℃的冷却剂可以进入30℃的第一部分512中的单个发热部件508。如图5所示,温差为20℃。冷却剂和第一部分可以交换热量,以使得在冷却剂进入30℃的第二部分514时,冷却剂的温度增加到12℃。如图5所示,冷却剂和第二部分之间的温差为18℃。类似地,随着冷却剂流过单个发热部件508,冷却剂的温度逐渐增加,以使得第三部分516中的温差为16℃,并且第四部分518中的温差为14℃。

当换向机构切换到反向状态时,冷却剂可以在逆时针方向上流过冷却剂流体流动路径510。当在逆时针方向上流动时,10℃的冷却剂可以进入30℃的第四部分518中的单个发热部件508。如图5所示,温差为20℃。随着热量从单个发热部件508传递到冷却剂,冷却剂的温度逐渐增加,以使得第三部分516的温差为18℃,第二部分514的温差为16℃,并且第一部分512的温差为14℃。

如图5所示,随着冷却剂流过单个发热部件508,冷却剂的温度升高,这导致温差逐渐减小。因为热传递的速率与温差成正比,所以随着冷却剂流过单个发热部件508,热传递的效率也降低。如果冷却剂仅在一个方向上流动,则单个发热部件508的各个部分可以以不同的速率冷却并获得不同的温度。在示例性实施例中,单个发热部件508可以包括运载工具电池。电池的部分可以取决于部分的工作温度以各种速率降解。因此,电池可以得益于使冷却剂的循环方向反向,以使得电池的各种部分的温度平均接近于相同温度。

参考图6,图6是包括处于正向循环状态的换向阀602的换向机构的实施例的示意图600。换向阀602可以被配置为引导冷却剂,所述冷却剂在正向或反向方向上通过冷却剂流体流动路径110流入入口606中。当换向阀602处于正向循环状态时,如图6所示,冷却剂在正向方向上被引向。可替代地,当换向阀处于反向循环状态时,冷却剂在反向方向上被引向。

冷却剂可以在入口606处进入换向阀。当换向阀602处于正向循环状态时,冷却剂可以被引导至正向端口620,如从入口606通向正向端口620的箭头所示。通过正向端口620离开换向阀602的冷却剂可以循环通过冷却剂流体流动路径110,并且通过反向端口618进入换向阀。如由从反向端口618通向出口604的箭头所示,通过反向端口618进入换向阀602的冷却剂可以被引导至换向阀602的出口604。

在图6所示的示例性实施例中,换向阀602包括四个三通阀。以608、610、612和614指示的四个三通阀可以在正向循环状态和反向循环状态之间切换换向阀602。如图6所示,阀608和阀610被配置为当换向阀处于正向循环状态时将冷却剂从入口606引导至正向端口620。并且还如图6所示,阀614和阀612被配置为当换向阀602处于正向循环状态时将进入换向阀602的冷却剂从反向端口618引导至出口604。可替代地,并且如图7所示,当换向阀602处于反向循环状态时,冷却剂可以从入口606引导至反向端口618。同样地,当换向阀602处于反向循环状态时,冷却剂可以从正向端口620引导至出口604。

参考图7,图7是处于反向循环状态的换向阀702的实施例的示意图700。可以激活换向阀702中的四个三通阀,以将换向阀从将冷却剂在一个方向上引导切换到在另一个方向上引导。如图7中通过从入口706通向反向端口718的箭头所示,在入口706处进入换向阀702的冷却剂被引导至反向端口718。并且,如通过从正向端口720通向出口704的箭头所示,当换向阀702处于反向循环状态时,在正向端口720处进入换向阀的冷却剂被引导至出口704。

如图7所示,阀708和阀714被配置为将冷却剂从入口706引导至反向端口718。阀710和阀712被配置为将冷却剂从正向端口720引导至出口704。在示例性实施例中,响应于从控制器104发送的信号,换向阀702中的三通阀可以在正向循环状态和反向循环状态之间切换。同样,在示例性实施例中,冷却系统100可以包括多于一个的换向阀702。在各种实施例中,冷却剂可以基于进入换向阀702的冷却剂的循环方向通过出口704进入换向阀702并通过入口706离开。

参考图8,图8是冷却系统800的示意图,其示出了可以在所公开的主题的具有多个发热部件的实施例中使用的部件。如图8所示,冷却系统800可以包括多于一个的发热部件。发热部件可以包括各种运载工具部件,所述运载工具部件发热并且需要来自流过冷却剂流体流动路径810的冷却剂的冷却。

发热部件可以包括测量发热部件的一个或多个特性的传感器。发热部件的一个或多个特性的测量结果可以传送到控制器104。控制器104可以基于发热部件的一个或多个特性的测量结果确定冷却系统800的循环方向。

如图8所示,第一发热部件802、第二发热部件804和第三发热部件806可以流体连接到冷却剂流体流动路径810。冷却剂可以通过冷却剂泵120的循环机构124循环通过冷却剂流体流动路径。当冷却剂通过循环机构124在正向方向上循环时,可以迫使冷却剂从循环机构通过流体冷却器126到第一发热部件802。可以在第一发热部件802和冷却剂之间实现热传递,这可以冷却第一发热部件802并加热冷却剂。

冷却剂可以从第一发热部件802被推动到第二发热部件804,其中在第二发热部件804和冷却剂之间实现热传递。第二发热部件804可以被冷却并且冷却剂可以通过热传递而被加热。类似地,冷却剂可以从第二发热部件804被推动到第三发热部件806,其中第三发热部件806可以被冷却并且冷却剂可以被进一步加热。

冷却剂在冷却剂流体流动路径810中的循环方向可以通过换向机构122转换,以使得冷却剂从循环机构被推动到第三发热部件806。换向机构122可以响应于来自控制器104的指令来切换冷却剂在冷却剂流体流动路径810中的循环方向。在示例性实施例中,控制器104可以基于来自发热部件中的传感器的温度测量结果来确定循环方向。例如,控制器104可以基于来自第三发热部件806的高温测量结果来确定冷却系统800应在反向方向上循环。在反向方向上,冷却剂从流体冷却器126流到第三发热部件806,而没有被其他发热部件加热。因此,当冷却剂在反向方向上流动时其温度可以比当冷却剂与第三发热部件806热接触时在正向方向上的温度低。同样,当冷却剂在正向方向上流动时其温度可以比当冷却剂与第一发热部件802热接触时的温度低。

在示例性实施例中,控制器104可以被配置为周期性地改变循环方向。循环方向可以基于计时器来回转变。通过周期性地改变冷却系统800中的冷却剂的循环方向,发热部件可以各自从与冷却剂的热接触中平均接收相似量的热传递。每次转变之前的时间段可以由控制器104预设。可替代地,控制器104可以基于来自发热部件中的传感器的测量结果来确定时间段。正向方向和反向方向的时间段可以相同或不相同。在第一发热部件802比第三发热部件806具有更大的冷却需求的一个示例中,控制器104可以被配置为将换向机构在正向循环状态下保持比反向循环状态更长的时间段。

参考图9,图9是冷却系统900的示意图,其示出了可以在所公开的主题的具有换向机构904的实施例中使用的部件,所述换向机构放置在第一发热部件902与第二发热部件和第三发热部件之间。冷却剂泵920可以并入循环机构124和流体冷却器126,以使得冷却剂泵920循环和冷却冷却剂。

如图9所示,冷却剂可以直接从冷却剂泵920循环到第一发热部件902。因此,在冷却剂与第一发热部件902热接触时冷却剂的温度可以低于与其他发热部件热接触时的温度。冷却剂可以从第一发热部件902被引导至换向机构904。在示例性实施例中,换向机构904可以包括图6所示的换向阀。

如图9所示,冷却剂可以从换向机构904引导至第二发热部件906或第三发热部件908中的一个发热部件。换向机构904可以基于来自控制器104的信号来切换循环到第三发热部件和第二发热部件的冷却剂的循环方向。在示例性实施例中,控制器104可以基于第二发热部件906和/或第三发热部件908的特性的测量结果来确定循环方向。另外,在示例性实施例中,控制器104可以周期性地切换循环方向。

参考图10,图10是冷却系统1000的示意图,其示出了可以在所公开的主题的具有多个冷却部件的实施例中使用的部件。在图10所示的实施例中,冷却系统1000具有两个部件,所述两个部件冷却在冷却剂流体流动路径1010上流动的冷却剂。流体冷却器126和放热器1006可以从与它们热接触的冷却剂提取热量。

如图10所示,冷却剂泵1020可以包括循环机构124、流体冷却器126和第一换向机构1002。冷却剂可以在正向方向或反向方向上从冷却剂泵1020引导至第一发热部件1004。在各种实施例中,冷却剂流体流动路径1010可以流体地连接到第一发热部件1004,以使得取决于循环方向,冷却剂可以在第一位置1030或第二位置1032处进入第一发热部件1004。

冷却剂可以从第一发热部件1004引导至放热器1006,所述放热器1006可以与冷却剂交换热量以降低冷却剂的温度。冷却剂可以从放热器1006流到第二换向机构1008。当冷却剂与第二发热部件1014和第三发热部件1012热接触时,第二换向机构1008可以引导冷却剂的循环方向。冷却剂与第二发热部件1014和第三发热部件1012交换热量的顺序可以由第二换向机构1008的状态来指示。在各种实施例中,控制器104可以基于来自第二发热部件1014和第三发热部件1012中的传感器的测量结果来确定第二换向机构1008的状态。

参考图11A,图11A是用于通过使冷却剂的循环方向反向来冷却发热部件的过程的流程图1100。过程可以用于均匀地冷却发热部件。当由于冷却剂与冷却剂流体流动路径110上的发热部件交换热量而使冷却剂变热时,来自发热部件的热传递的效率降低。通过使冷却剂的循环方向反向,可以更均匀地冷却发热部件。

在步骤1105,冷却系统100可以用冷却剂冷却运载工具102中的一个或多个发热部件128,所述冷却剂由冷却剂泵120循环通过冷却剂流动路径。一个或多个发热部件128通过与温度比发热部件128低的冷却剂热接触而被冷却。冷却剂可以由运载工具102中的流体冷却器126冷却。

在步骤1110,冷却系统100可以通过换向机构122使冷却剂的循环方向反向。换向机构122可以包括各种机构,包括但不限于:冷却剂泵120的一部分或换向阀。在各种实施例中,换向机构122可以从控制器104接收信号,所述信号在被执行时使换向机构122将循环方向切换为正向方向或反向方向。

参考图11B,图11B是用于基于发热部件128的一个或多个特性、通过使冷却剂的循环方向反向来冷却发热部件128的过程1500的流程图。过程1150可以用于响应于冷却系统100的主动监测来切换循环方向。冷却系统100的监测可以通过从冷却系统100的各种部件接收信号的控制器104来完成。

在步骤1155,传感器130可以测量一个或多个发热部件的一个或多个特性。传感器130可以并被包含在发热部件128中或者可以与发热部件128分离。在各种实施例中,一个传感器130可以测量多于一个的发热部件128的特性。测量结果可以从传感器130传送到控制器104。

在步骤1160,控制器可以基于一个或多个特性确定循环方向。在一个示例中,控制器104可以基于一个或多个发热部件128的温度测量结果确定循环方向。一旦控制器104确定了循环方向,控制器104就可以将信号传送到换向机构,所述换向机构在被执行时使循环方向反向。

参考图12,图12从俯视图示出了运载工具1200中的冷却系统100的图示。冷却系统100可以用于冷却运载工具1200中的发热部件,诸如各种电子部件。在各种实施例中,电子部件的输出是不可预测的,并且取决于多种因素而变化。因此,在运载工具的操作期间,由电子部件产生的热量可能不可预测地变化。冷却系统100被配置为通过使冷却剂流体流动路径110的全部或一部分的循环方向反向来对各种电子部件的不可预测的热发生作出反应。当循环方向反向时,电子部件可以以相反的顺序与冷却剂交换热量。

泵1202可以操作以迫使冷却剂遍及运载工具1200。如图12所示,泵1202迫使冷却剂朝向冷却器1204。冷却器1204可以是用于降低流过机构的冷却剂的温度的各种机构。在示例性实施例中,冷却器1204是包括压缩机、膨胀阀和蒸发器的制冷机构。其温度已经被冷却器1204降低的冷却剂被推动到第一换向机构1206的入口。

在各种实施例中,第一换向机构可以包括多个三通阀,如图6和图7所示。从冷却器1204传到第一换向机构1206的冷却剂可以在两个方向中的一个方向上被引导以循环到电池1208。冷却剂可以使冷却剂进入的电池1208的一侧比冷却剂离开的电池1208的一侧得到更有效的冷却。在示例性实施例中,第一换向机构1206可以周期性地使循环方向反向,以使得电池1208的两侧平均接收相同量的冷却。

如图12所示,冷却剂可以从电池1208引导回到第一换向机构1206。冷却剂可以从第一换向机构1206的出口推动到运载工具1200的放热器1216。可以被电池1208加热的冷却剂在被推动到第二换向机构1214的入口之前可以被放热器1216冷却。第二换向机构1214可以在两个方向中的一个方向上从其入口引导冷却剂,以冷却第一电子部件1210和第二电子部件1212。第二换向机构1214的循环方向可以确定冷却剂与第一电子部件1210和第二电子部件1212热接触的顺序。冷却剂可以从第一电子部件1210和第二电子部件1212被推动回到第二换向机构1214。冷却剂可以从第二换向机构1214的出口被引导回到泵1202。

第一电子部件1210和第二电子部件1212可以包括处理指令的电子处理单元。控制器104可以基于电子处理单元的处理量来确定循环方向。传感器130可以测量电子处理单元的处理量,并且将处理量传送到控制器104,从而控制器104确定循环方向。在各种实施例中,电子处理单元中的指令可以排队。控制器104可以基于在其队列中具有最大处理负荷的电子处理单元来确定循环方向。控制器104可以基于该确定将信号传送到第二换向机构1214以实现循环方向。

参考图13,图13是具有多个发热电池1310的运载工具1312中的冷却系统1300的图示。冷却系统1300可以包括换向机构1302,所述换向机构1302流体地联接到在冷却剂流体流动路径1314中流动的冷却剂。冷却剂通过泵1304循环。如图13所示,多个发热电池1310可以与冷却剂流体流动路径1314并联连接。

运载工具1312可以包括一个或多个部件,以冷却冷却剂流体流动路径1314中的冷却剂。如图13所示,冷却系统1300包括冷却器1306和放热器1308。升温的冷却剂可以由放热器1308冷却,并且进一步由冷却器1306冷却。冷却剂通过放热器1308和冷却器1306循环到泵1304。泵1304将冷却剂引导至换向机构1302。

换向机构1302可以将冷却剂引导至多个发热电池1310。如图13所示,多个发热电池1310并联连接至冷却剂流体流动路径1314。取决于换向机构1302的状态,冷却剂可以在正向方向或反向方向上从换向机构1302被引导通过多个发热电池1310。在示例性实施例中,多个发热电池1310可以包括用于测量多个发热电池1310的部分的温度的两个或更多个温度传感器。换向机构1302可以被配置为基于来自传感器的温度测量结果来切换循环方向。而且,在示例性实施例中,换向机构1302可以被配置为周期性地切换冷却剂的循环方向。

图14是示出可以在其上实现控制器104的各种实施例的计算机系统1400的框图。计算机系统1400包括总线1402或用于通信信息的其他通信机制、用于处理信息的与总线1402联接的一个或多个硬件处理器1404。硬件处理器1404可以是例如一个或多个通用微处理器。

计算机系统1400还包括主存储器1406,诸如随机存取存储器(RAM)、高速缓存和/或其他动态存储设备,其联接到总线1402以用于存储将由处理器1404执行的信息和指令。主存储器1406还可以用于在将要由处理器1404执行的指令的执行期间存储临时变量或其他中间信息。此类指令在存储在处理器1404可访问的存储介质中时使得计算机系统1400称为被定制用于执行指令中指定的操作的专用机器。

计算机系统1400还包括联接到总线1402的只读存储器(ROM)1408或其他静态存储设备以用于存储用于处理器1404的静态信息和指令。提供诸如磁盘、光盘或USB拇指驱动器(闪存驱动器)等的存储设备1410并且将其联接到总线1402用于存储信息和指令。

计算机系统1400可以经由总线1402联接到输出设备,诸如阴极射线管(CRT)或LCD显示器(或触摸屏),以用于向计算机用户显示信息。包括字母数字和其他键的输入设备联接到总线1402,以用于将信息和命令选择传递给处理器1404。另一种类型的用户输入设备是光标控制器,诸如鼠标、轨迹球或光标方向键,以用于向处理器1404传送方向信息和命令选择,并用于控制输出设备上的光标移动。通常,该输入设备在两个轴上具有两个自由度,第一轴(例如,x)和第二轴(例如,y),这允许设备指定平面中的位置。在一些实施例中,可以经由在没有光标的触摸屏上接收触摸来实现与光标控制相同的方向信息和命令选择。

计算机系统1400可以包括实现GUI的用户界面模块,该GUI可以存储在大容量存储设备中以作为由计算设备执行的可执行软件代码。举例来说,该模块和其他模块可以包括诸如软件部件、面向物体的软件部件、类部件和任务部件等部件、进程、函数、属性、过程、子例程、程序代码段、驱动程序、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表、阵列和变量。

一般来讲,如本文所使用的单词“模块”是指体现在硬件或固件中的逻辑,或是指以编程语言诸如Java、C或C++编写的可能具有入口点和出口点的软件指令的集合。可以将软件模块编译并链接到可执行程序、安装在动态链接库中,或者可以用解释性编程语言诸如像BASIC、Perl或Python编写。将认识到,软件模块可以从其他模块或从它们自身被调用,和/或可以响应于检测到的事件或中断而调用。可以将配置成在计算设备上执行的软件模块提供在计算机可读介质诸如压缩盘、数字视频盘、快闪存储器驱动器、磁盘或任何其他有形介质上,或作为数字下载(并且可以最初以要求在执行之前安装、解压缩或解密的压缩或可安装格式存储)。此类软件代码可以部分地或全部地存储在正在执行的计算设备的存储器设备上,以由计算设备执行。软件指令可以嵌入在固件诸如EPROM中。还将了解,硬件模块可以包括连接的逻辑单元,诸如门和触发器,和/或可以包括可编程单元,诸如可编程门阵列或处理器1404。本文描述的模块或计算设备功能优选地实现为软件模块,但是可以用硬件或固件来表示。通常,并且描述的模块是指逻辑模块,其可以与其他模块组合或者分成子模块,而不管它们的物理组织或存储。

计算机系统1400可以使用定制的硬连线逻辑、一个或多个ASIC或FPGA、固件和/或程序逻辑来实现本文描述的技术,逻辑与计算机系统1400相结合使得计算机系统1400或将其编程为专用机器。根据一个实施例,本文的技术由计算机系统1400响应于处理器1404执行主存储器1406中包含的一个或多个指令的一个或多个序列来执行。此种指令可以从另一存储介质,诸如存储设备1410,读入主存储器1406。主存储器1406中包含的指令序列的执行使处理器1404执行本文所述的过程步骤。在替代性实施例中,硬接线电路系统可以代替或与软件指令结合使用。

本文使用的术语“非暂时性介质”和类似术语是指存储数据和/或指令的任何介质,数据和/或指令使得机器以特定方式运行。此种非暂时性介质可以包括非易失性介质和/或易失性介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘,诸如存储设备1410。易失性介质包括动态存储器,诸如主存储器1406。非暂时性介质的常见形式包括例如,软盘、柔性盘、硬盘、固态驱动器、磁带或任何其他磁性数据存储介质、CD-ROM、任何其他光学数据存储介质、具有孔图案的任何物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、NVRAM、任何其他存储芯片或盒及其网络版本。

非暂时性介质不同于传输介质,但可以与其结合使用。传输介质参与在非暂时性介质之间传送信息。例如,传输介质包括同轴电缆、铜线以及光纤,包括接线,接线包括总线1402。传输介质也可以采用声波或光波的形式,诸如在无线电波和红外数据通信期间生成的那些。

各种形式的介质可以涉及将一个或多个指令的一个或多个序列运送到处理器1404以便执行。例如,可以最初将指令携带在远程计算机的磁盘或固态驱动器上。远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中,并使用部件控制通过电话线发送指令。计算机系统1400本地的部件控制可以接收电话线上的数据,并使用红外发射器将数据转换成红外信号。红外检测器可以接收红外信号中携带的数据,并且适当的电路可以将数据放置在总线1402上。总线1402将数据携带到主存储器1406,处理器1404从其检索并执行指令。由主存储器1406接收的指令可以可选地在由处理器1404执行之前或之后存储在存储设备1410上。

计算机系统1400可以通过总线1402连接到一个或多个传感器1412。一个或多个传感器1412可以测量发热部件128、冷却剂泵120、流体冷却器126和冷却剂流体流动路径110的各种特性。在示例性实施例中,一个或多个传感器1412测量发热部件128、冷却剂泵120、流体冷却器126和冷却剂流体流动路径110中的冷却剂的温度。一个或多个传感器1412的测量结果可以通过总线1402传送到主存储器1406。计算机系统1400可以通过总线1402将信号传送到换向机构1416。换向机构1416是冷却系统100的部件,其控制冷却剂在冷却剂流体流动路径110中的循环方向。来自计算机系统1400的指令可以被发送到换向机构1416,所述指令在被执行时使换向机构1416改变循环方向。计算机系统1400可以基于从传感器1412传送的测量结果,在将信号发送到换向机构1416之前确定循环方向。

计算机系统1400还包括联接到总线1402的通信接口1418。通信接口1418提供联接到一个或多个网络链路的双向数据通信,网络链路连接到一个或多个本地网络。例如,通信接口1418可以是集成服务数字网络(ISDN)卡、电缆部件控制、卫星部件控制或用于提供到对应类型的电话线的数据通信连接的部件控制。作为另一示例,通信接口1418可以是局域网(LAN)卡以提供与兼容LAN(或WAN部件以与WAN通信)的数据通信连接。也可实现无线链路。在任何此类实现中,通信接口1418发送和接收电、电磁或光信号,这些信号携带表示各种类型的信息的数字数据流。

网络链路典型地提供通过一个或多个网络到其他数据装置的数据通信。例如,网络链接可以通过本地网络提供到主计算机或到由互联网服务提供商(ISP)运营的数据设备的连接。ISP继而通过现在通常称为“互联网”的全球分组数据通信网络提供数据通信服务。本地网络和互联网两者都使用携带数字数据流的电、电磁或光信号。通过各种网络的信号以及在网络链路上并通过通信接口1418的信号是传输介质的示例形式,该信号携带送往和来自计算机系统1400的数字数据。

计算机系统1400可以通过网络、网络链路和通信接口1418发送消息和接收数据,包括程序代码。在互联网示例中,服务器可能通过互联网、ISP、本地网络和通信接口1418传输应用程序的请求代码。

接收到的代码可以在接收到其时由处理器1404执行,和/或存储在存储设备1410或其他非易失性存储器中以供后续执行。在前面部分中描述的过程、方法和算法中的每一个可以包含在由一个或多个计算机系统1400或包括计算机硬件的计算机处理器1404执行的代码模块中,并且完全或部分由代码模块自动执行。过程和算法可以部分或全部实现在专用电路中。

上述各种特征和过程可彼此独立地使用,或者可以各种方式组合。所有可能的组合和子组合都旨在落入本公开的范围内。另外,在一些实现方式中,可以省略某些方法或过程块。本文中描述的方法和过程也不限于任何特定序列,并且与其相关的框或状态可以其他适当的序列执行。例如,所描述的框或状态可以不同于具体公开的顺序执行,或者多个框或状态可在单个框或状态中组合。示例块或状态可以串行、并行或以某种其他方式执行。可以向所公开的示例实施例添加块或状态或从其中移除块或状态。本文中描述的示例系统和部件可以配置成与所描述的不同。例如,与所公开的示例实施例相比,可以向其添加、从中移除或重新布置要素。

本文中描述和/或附图中描绘的流程图中的任何过程描述、要素或框应被理解为可能表示模块、区段、或代码部分,这些模块、区段或代码部分包括用于实现过程中的特定逻辑功能或步骤的一个或多个可执行指令。替代性实施例被包括在本文中描述的实施例的范围内,其中如本领域技术人员将理解,取决于所涉及的功能,可删除要素或功能、不按照所示或讨论的顺序执行要素或功能,包括基本上同时或以相反的顺序执行。

应强调的是,可以对上述实施例作出许多改变和修改,所述实施例的要素应被理解为在其他可接受的示例之中。所有此修改和变化在本文中旨在被包括在本公开的范围内。前述描述详述了本发明的某些实施例。然而,应理解,无论前述内容在文本中显示得多么详细,都可以许多方式来实践本发明。如上所述,应注意的是,在描述本发明的某些特征或方面时使用特定术语并不暗示在该术语在本文中重新定义为限制于包括与该术语相关联的本发明的特征或方面的任何特定特性。因此,本发明的范围应根据所附权利要求书及其任何等同物来解释。

本文中描述的示例方法的各种操作可至少部分地由暂时地配置(例如,通过软件)或持久性地配置为执行相关操作的一个或多个处理器1404执行。类似地,本文中描述的方法可至少部分地是处理器实现的,其中一个或多个特定处理器1404是硬件的示例。例如,可以由一个或多个处理器1404执行方法的操作中的至少一些。此外,一个或多个处理器1404还可以在“云计算”环境中或作为“软件即服务”(SaaS)来支持相关操作的执行。例如,操作中的至少一些可以由一组计算机(作为包括处理器1404的机器的示例)执行,其中这些操作可以经由网络(例如,互联网)和经由一个或多个适当的接口(例如,应用程序接口(API))访问。

某些操作的执行可分布在处理器1404间,不仅驻留在单个机器内,而且部署在多个机器上。在一些示例实施例中,处理器1404可位于单个地理位置(例如,在家庭环境、办公室环境或服务器场内)。在其他示例实施例中,处理器1404可分布在多个地理位置上。

语言

贯穿本说明书,多个实例可实现被描述为单个实例的部件、操作或结构。尽管将一种或多种方法的单独操作示出并描述为独立操作,但可以同时执行单独操作中的一者或多者,并且不要求按所示的次序执行操作。可以将在示例性配置中呈现为独立部件的结构和功能性实现为组合结构或部件。类似地,可以将呈现为单个部件的结构和功能性实现为独立部件。这些和其他变型、修改、添加和改进落入本文主题的范围内。

尽管已经参考特定示例实施例描述了本主题的概述,但在不脱离本公开的实施例的更广范围的情况下,可以对这些实施例进行各种修改和改变。本主题的此类实施例在本文中可以仅出于方便目的而单独地或共同地用术语“发明”来指代,并且如果实际上公开多于一个公开或概念的话,则不旨在将本申请的范围自动地限制为任何单个公开或概念。

本文中示出的实施例被足够详细地描述以使得本领域的技术人员能够实践所公开的教导。可以使用其他实施例并从中得出其他实施例,使得在不脱离本公开的范围的情况下,可以进行结构和逻辑替换和改变。因此,不应从限制意义上理解具体实施方式,并且各种实施例的范围仅由所附权利要求书以及此类权利要求所赋予的等同物的整个范围来限定。

如本文所使用,术语“或”可以包括性或排他性意义来解释。此外,可以提供在本文中描述为单个实例的资源、操作或结构的多个实例。另外,在各种资源、操作和数据存储之间的边界在一定程度上是任意的,并且在具体说明性配置的上下文中说明了特定操作。可设想功能性的其他分配,并且这些可以落入本公开的各种实施例的范围内。一般来讲,可以将在示例配置中呈现为独立资源的结构和功能性实现为组合结构或资源。类似地,可以将呈现为单个资源的结构和功能性实现为独立资源。这些和其他变型、修改、添加和改进落入如所附权利要求书所表示的本公开的实施例的范围内。因此,说明书和附图被认为是说明性的,而不是限制性的。

除非另外明确说明,或另外在如所使用的背景内理解的,否则诸如“能够”、“可”、“可能”或“可”等条件性语言一般旨在传达某些实施例包括,而其他实施例不包括某些特征、元件和/或步骤。因此,这种条件语言通常不旨在暗示一个或多个实施例以任何方式需要特征、要素和/或步骤,或者一个或多个实施例必须包括用于在具有或不具有用户输入或提示的情况下决定这些特征、元件和/或步骤是否包括在任何特定实施例中或将在任何特定实施例中执行的逻辑。

尽管出于基于当前认为是最实际和优选的实现方式的说明的目的详细描述了本发明,但应理解,此种细节仅用于该目的,并且本发明不限于所公开的实现方式,相反,本发明旨在覆盖在所附权利要求书的精神和范围内的修改和等同布置。例如,应理解,在可能的范围内,本发明考虑了任何实施例的一个或多个特征能够与任何其他实施例的一个或多个特征组合。

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