一种插电式混合动力汽车的整车热管理系统技术方案

技术编号:21190316 阅读:25 留言:0更新日期:2019-05-24 22:49
一种插电式混合动力汽车的整车热管理系统,包括高温系统、中冷低温系统和电池低温系统三个部分。在高温系统,通过缸体调温器、散热器调温器及PTC加热器的开闭,控制冷却液流量的分配,加快冷启动的升温,实现快速暖机降低油耗及排放。在EV模式通过三通阀的控制,在加热阶段,保持电池和电机控制器、充电机和驱动电机为串联回路,利用电机控制器、充电机和驱动电机的热量加热电池,既保持电池最佳工作温度,又不浪费能量。在冷却阶段,将该循环分为两个个独立的循环,保证电池和电机控制器、充电机、驱动电机各自的最佳工作温度。本发明专利技术可以有效提高暖机速度降低油耗和排放。

A Full Vehicle Thermal Management System for Plug-in Hybrid Electric Vehicle

The whole vehicle thermal management system of plug-in hybrid electric vehicle includes three parts: high temperature system, intercooling cryogenic system and battery cryogenic system. In high temperature system, through the opening and closing of cylinder block thermostat, radiator thermostat and PTC heater, the distribution of coolant flow rate is controlled, the heating of cold start is accelerated, and the fuel consumption and emission of fast heater are reduced. In EV mode, the batteries and motor controllers, chargers and driving motors are maintained in series during the heating stage, and the batteries are heated by the heat of motor controllers, chargers and driving motors, so as to maintain the optimum operating temperature of the batteries without wasting energy. In the cooling stage, the cycle is divided into two independent cycles to ensure the optimal operating temperature of the battery and motor controller, charger and drive motor. The invention can effectively improve the heating speed and reduce fuel consumption and emission.

【技术实现步骤摘要】
一种插电式混合动力汽车的整车热管理系统
本专利技术属于混合动力汽车热管理领域,尤其涉及一种插电式混合动力汽车的整车热管理系统。
技术介绍
近年来,随着能源危机不断逼近,环保要求不断提高,节能减排对环保的重要程度逐步受到政府及各大整车厂的关注。传统车的节能减排已经满足不了法规对油耗排放日益严格的要求。在这种背景下,混合动力汽车得到了快速发展,在混合动力汽车中,一般包括传统动力发动机,同时又具有动力电池系统。传统的发动机暖机是指发动机本体温度从低温上升到正常工作温度的过程,并且完全靠发动机自身燃烧发热进行暖机,持续时间较长。发动机冷机时,由于进气系统和气缸温度较低,汽油很难完全蒸发,造成燃烧不完全,引起C、H大量排放;同时由于燃料蒸发难,燃烧状况较差,造成额外加大燃油量,对车辆的油耗和排放均造成较大程度的劣化。动力电池在低温情况下,由于电池本身低温性能限制的情况,因此一般具有动力电池加热系统,其中加热系统中一般会使用到PTC加热器,由于PTC加热器一般功率较大,使用PTC加热器对动力电池进行加热会耗损混动车辆电池电量,降低混动车辆的续航里程。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种整车热管理系统结构,以提高暖机速度降低油耗和排放。一种插电式混合动力汽车的整车热管理系统,包括高温系统、中冷低温系统和电池低温系统三个部分。所述高温系统包括发动机水泵、缸体水套、缸盖水套、缸体调温器、散热器调温器、第一三通阀、第一电子水泵、暖通、散热器、PTC加热器、发动机油冷器、第一蓄水壶,液路关系如下:发动机水泵的出水分成两支路,一路依次连接缸体水套、缸体调温器,至调温器座的第一进水口;缸体调温器控制缸体水套支路的开闭,当冷却液温度较低时,缸体温度未达到燃烧最佳温度,保持缸体调温器关闭,使缸体温度持续上升;当时冷却液温度升起,缸体温度达到燃烧最佳温度后,打开缸体调温器,冷却缸体;发动机水泵出水的另一支路连接缸盖水套,至调温器座的第二进水口。调温器座的出水分成至少四路,第一路连接暖通进口,暖通出口与第一三通阀的A口相连;第二路依次连接PTC加热器、第一电子水泵,至第一三通阀的C口,冷却水经过第一三通阀后循环回发动机水泵;第三路连接发动机油冷器,冷却水经过发动机油冷器后循环回到发动机水泵;第四路依次连接散热器、散热器调温器,冷却水经过散热器调温器后,循环回到发动机水泵。第一蓄水壶的出水口与发动机水泵的进水口连接,进行泵前补水。所述中冷低温系统包括中冷器、第二电子水泵、第二蓄水壶和低温散热器,所述第二电子水泵从第二蓄水壶,其出水依次连接第一低温散热器、中冷器和第二蓄水壶,形成水路循环。所述电池低温系统包括第三电子水泵、电机控制器、充电机、驱动电机、第二三通阀、第三三通阀、第二低温散热器、换热器、电池和第三蓄水壶,液路关系为:第三电子水泵的出水依次连接电机控制器、充电机、驱动电机,至第二三通阀的A口,冷却水通过第二三通阀后分成两路,一路通过其B口连接第二低温散热器,然后循环回第三电子水泵;另一路通过第二三通阀C口后又分成两路出水,一路出水连接第三三通阀C口,另一路出水依次连接第四电子水泵、换热器和电池,再连接到第三三通阀的B口;冷却液经过第三三通阀后,通过其A口循环回第三电子水泵;换热器制冷剂侧与整车空调系统相连,当电池水温较高时,通过换热器提供的冷量对电池进行冷却。第三蓄水壶的出水与第三电子水泵的进水连接,进行泵前补水。进一步,所述高温系统还包括变速器油冷器,连接在调温器座第五路出水上,冷却水经过变速器油冷器循环回发动机水泵。进一步,所述中冷低温系统还包括增压器冷却器,与中冷器并联。本专利技术具有以下优点:1、通过缸体调温器、散热器调温器及PTC加热器的开闭,控制冷却液流量的分配,加快冷启动的升温,实现快速暖机降低油耗及排放。2、发动机模式冷启动阶段,缸体水套内的冷却液不流动,加快缸壁升温,启动PTC加热器,保持散热器无散热,此时从缸盖水套流出的吸收了缸盖热量和PTC加热器热量的冷却液流入发动机油冷器、变速器油冷器及暖通,加快缸体及润滑油快速升温,降低油耗及排放,并保证冬季采暖效果,提升用户在极寒天气的舒适性。3、发动机热机阶段,打开缸体调温器,保持缸盖水套和缸体水套为并联结构,使缸体冷却液参与循环,提升缸体的可靠性,避免发动机出现因缸体温度过高而出现爆震现象,并停止启动PTC加热器,以降低能量损失,降低油耗。4、发动机模式高温阶段,进一步打开散热器调温器,保持缸盖水套和缸体水套为并联结构,使缸体和散热器的冷却液同时参与循环,进一步降低冷却液温度,保证发动机工作在合适的温度范围内。5、EV模式通过三通阀的控制,在加热阶段,保持电池和电机控制器、充电机和驱动电机为串联回路,利用电机控制器、充电机和驱动电机的热量加热电池,既保持电池最佳工作温度,又不浪费能量。在冷却阶段,将该循环分为2个独立的循环,保证电池和电机控制器、充电机、驱动电机各自的最佳工作温度。附图说明图1为本专利技术的热管理系统结构示意图图2为本专利技术发动机模式冷启动阶段的水流向示意图图3为本专利技术发动机模式暖机阶段的水流向示意图图4为本专利技术发动机模式高温阶段的水流向示意图图5为本专利技术EV模式加热阶段的水流向示意图图6为本专利技术EV模式冷却阶段的水流向示意图图中标记为:1、发动机水泵;2、缸盖水套;3、缸体水套;4、缸体调温器;5、调温器座;6、暖通;7、PTC加热器;8、第一电子水泵;9、第一三通阀;10、发动机油冷器;11、变速器油冷器;12、散热器;13、排气管节流孔;14、第二排气管路;15、散热器调温器;16、第一蓄水壶;17、第一蓄水壶补水管;18、第一排气管路;19、第一低温散热器;20、增压器冷却器;21、中冷器;22、第二蓄水壶;23、第二电子水泵;24、第三电子水泵;25、电机控制器;26、充电机;27、驱动电机;28、第二三通阀;29、第二低温散热器;30、第三三通阀;31、第四电子水泵;32、换热器;33、电池;34、热交换器制冷剂进口管路;35、热交换器制冷剂出口管路;36、第三排气管路;37、第四排气管路;38、第三蓄水壶补水管;39、第三蓄水壶。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,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,都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提出的插电式混合动力汽车的整车热管理系统包括高温系统、中冷低温系统和电池低温系统三个部分。参见图1,高温热管理系统详细结构如下:发动机水泵(1)的第一出水口连接缸体水套(3)进口,缸体水套(3)出口连接缸体调温器(4),冷却水通过缸体调温器(4)后连接调温器座(5)的第一进水口。缸体调温器(4)控制缸体水套(3)支路的开闭,当冷却液温度较低时,缸体温度未达到燃烧最佳温度(一般为95~105摄氏度),保持缸体调温器(4)关闭,使缸体温度持续上升;当时冷却液温度升起,缸体温度达到燃烧最佳温度后,为防止缸体过热,打开缸体调温器(4),冷却缸体。缸体调温器(4)开启温度,一般为95~105摄氏度左右,具体可根据试验确定。发动机水泵(1)的第二出水口连接缸盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种插电式混合动力汽车的整车热管理系统,包括高温系统、中冷低温系统和电池低温系统;其特征在于:所述高温系统包括发动机水泵、缸体水套、缸盖水套、缸体调温器、散热器调温器、第一三通阀、第一电子水泵、暖通、散热器、PTC加热器、发动机油冷器、第一蓄水壶,连接关系如下:发动机水泵的出水分成两支路,一路依次连接缸体水套、缸体调温器,至调温器座的第一进水口;缸体调温器控制缸体水套支路的开闭,当冷却液温度较低时,缸体温度未达到燃烧最佳温度,保持缸体调温器关闭,使缸体温度持续上升;当时冷却液温度升起,缸体温度达到燃烧最佳温度后,打开缸体调温器,冷却缸体;发动机水泵出水的另一支路连接缸盖水套,至调温器座的第二进水口;调温器座的出水分成至少四路,第一路连接暖通进口,暖通出口与第一三通阀的A口相连;第二路依次连接PTC加热器、第一电子水泵,至第一三通阀的C口,冷却水经过第一三通阀后循环回发动机水泵;第三路连接发动机油冷器,冷却水经过发动机油冷器后循环回到发动机水泵;第四路依次连接散热器、散热器调温器,冷却水经过散热器调温器后,循环回到发动机水泵;第一蓄水壶的出水口与发动机水泵的进水口连接,进行泵前补水;所述中冷低温系统包括中冷器、第二电子水泵、第二蓄水壶和低温散热器,所述第二电子水泵从第二蓄水壶进水,其出水依次连接第一低温散热器、中冷器和第二蓄水壶,形成水路循环;所述电池低温系统包括第三电子水泵、电机控制器、充电机、驱动电机、第二三通阀、第三三通阀、第二低温散热器、换热器、电池和第三蓄水壶,连接关系为:第三电子水泵的出水依次连接电机控制器、充电机、驱动电机,至第二三通阀的A口,冷却水通过第二三通阀后分成两路,一路通过其B口连接第二低温散热器,然后循环回第三电子水泵;另一路通过第二三通阀C口后又分成两路出水,一路出水连接第三三通阀C口,另一路出水依次连接第四电子水泵、换热器和电池,再连接到第三三通阀的B口;冷却液经过第三三通阀后,通过其A口循环回第三电子水泵;换热器制冷剂侧与整车空调系统相连,当电池水温较高时,通过换热器提供的冷量对电池进行冷却;第三蓄水壶的出水与第三电子水泵的进水连接,进行泵前补水。...

【技术特征摘要】
1.一种插电式混合动力汽车的整车热管理系统,包括高温系统、中冷低温系统和电池低温系统;其特征在于:所述高温系统包括发动机水泵、缸体水套、缸盖水套、缸体调温器、散热器调温器、第一三通阀、第一电子水泵、暖通、散热器、PTC加热器、发动机油冷器、第一蓄水壶,连接关系如下:发动机水泵的出水分成两支路,一路依次连接缸体水套、缸体调温器,至调温器座的第一进水口;缸体调温器控制缸体水套支路的开闭,当冷却液温度较低时,缸体温度未达到燃烧最佳温度,保持缸体调温器关闭,使缸体温度持续上升;当时冷却液温度升起,缸体温度达到燃烧最佳温度后,打开缸体调温器,冷却缸体;发动机水泵出水的另一支路连接缸盖水套,至调温器座的第二进水口;调温器座的出水分成至少四路,第一路连接暖通进口,暖通出口与第一三通阀的A口相连;第二路依次连接PTC加热器、第一电子水泵,至第一三通阀的C口,冷却水经过第一三通阀后循环回发动机水泵;第三路连接发动机油冷器,冷却水经过发动机油冷器后循环回到发动机水泵;第四路依次连接散热器、散热器调温器,冷却水经过散热器调温器后,循环回到发动机水泵;第一蓄水壶的出水口与发动机水泵的进水口连接,进行泵前补水;所述中冷低温系统包括中冷器、第二电子水泵、第二蓄水壶和低温散热器,所述第二电子水泵从第二蓄水壶进水,其出水依次连接第一低温散热器、中冷器和第二蓄水壶,形成水路循环;所述电池低温系统包括第三电子水泵、电机控制器、充电机、驱动电机、第二三通阀、第三三通阀、第二低温散热器、换热器、电池和第三蓄水壶,连接关系为:第三电子水泵的出水依次连接电机控制器、充电机、驱动电机,至第二三通阀的A口,冷却水通过第二三通阀后分成两路,一路通过其B口连接第二低温散热器,然后循环回第三电子水泵;另一路通过第二三通阀C口后又分成两路出水,一路出水连接第三三通阀C口,另一路出水依次连接第四电子水泵、换热器和电池,再连接到第三三通阀的B口;冷却液经过第三三通阀后,通过其A口循环回第三电子水泵;换热器制冷剂侧与整车空调系统相连,当电池水温较高时,通过换热器提供的冷量对电池进行冷却;第三蓄水壶的出水与第三电子水泵的进水连接,进行泵前补水。2.根据权利要求1所述的插电式混合动力汽车的整车热管理系统,其特征在于:在发动机冷启动阶段,缸体调温器(4)和散热器调温器(15)全部断开,并启动PTC加热器(7)和发动机水泵(1),停止启动第一电子水泵(8),接通第一三通阀(9)的A口、B口及C口;在发动机暖机阶段,缸体调温器(4)连通,散热器调温器(15)断开,并启动发动机水泵(1),停止启动第一电子水泵(8),接通第一三通阀(9)的A口、B口及C口;在发动机高温阶段,缸体调温器(4)和散热器调温器(15)都连通,并启动发动机水泵(1),停止启动第一电子水泵(8),接通第一三通阀(9)的A口、...

【专利技术属性】
技术研发人员:欧阳梅余小东曾庆强朱肃敬
申请(专利权)人:重庆长安汽车股份有限公司
类型:发明
国别省市:重庆,50

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