混合动力汽车及其热管理系统技术方案

本实用新型专利技术涉及混合动力汽车及其热管理系统，包括空调制冷循环回路、电机换热支路、电池换热支路和发动机换热支路，其中，空调制冷循环回路包括压缩机、冷凝器、蒸发器和换热器，换热器的第一组接口用于连接蒸发器，电机换热支路、电池换热支路、发动机换热支路并联连接并通过水阀连接换热器的第二组接口。本实用新型专利技术通过控制空调制冷循环回路实现车内制冷，通过空调制冷循环回路和电池换热支路实现电池制冷，通过空调制冷循环回路和电机换热支路实现电机制冷，通过电池换热支路和发动机换热支路，实现利用发动机余热为电池加热，通过电机换热支路和电池换热支路，实现利用电机的余热为电池加热，实现了整车能量的高效利用。

【技术实现步骤摘要】
混合动力汽车及其热管理系统
本技术属于汽车热管理
，具体涉及混合动力汽车及其热管理系统。
技术介绍
汽车工业可持续发展面临能源和环境挑战，发展新能源汽车已成为全球共识。混合动力汽车综合运用发动机和驱动电机两种动力，通过动力电池的功率均衡作用，最大可能地优化发动机的工作，使得燃油经济性和排放性能比传统动力汽车显著提高，被认为是目前较为理想的交通工具，由于与传统汽车的动力来源不同，混合动力汽车的热管理方式也截然不同，主要体现在两个方面：(1)不同于传统汽车的冬季采暖可以完全依靠发动机的热量，混合动力汽车必要时需要通过热泵或电加热等方式；(2)混合动力汽车的电池需在合适的温度下使用，以保证电池的工作效率以及安全性。由于热管理不当可能会导致电池燃烧、爆炸或除霜异常等直接威胁到驾驶员及乘客生命的故障，混合动力汽车的整车热管理的重要性不言而喻。混合汽车中需要冷却的部件包括动力电池、驱动电机、电机控制器；需要热量的部件包括动力电池、车内散热器、除霜器。部件的冷却可分为两种方式，一是依靠空气对流换热，二是依靠压缩机带动制冷循环。而加热则有多种热源可选，目前常用的包括热泵、电加热、燃油加热、发动机余热等。目前，混合动力汽车各个部件的加热或冷却装置相对独立，例如除霜器和车内散热器各自使用一套加热装置，而电池拥有独立的加热及制冷装置、电机自身也拥有一套制冷装置，这不仅造成了冷暖装置硬件资源的极大浪费，还降低了整车能源利用的经济性。专利号为ZL201420107661.X的专利，以及专利号为ZL201520545199.6的专利分别提出了一种新能源汽车热管理系统，这两项分别给出了将电池热管理系统、电机冷却系统、空调系统进行一体化设计的方案，专利号为ZL201220228335.5的专利设计了一种插电强混新能源车用全功能加热系统，利用燃料加热器及高压电加热器实现了发动机余热、动力电池加热、乘客舱采暖功能，满足了各工况下的制热需求，但已有的专利均未从混合动力汽车的整车冷暖一体化管理角度出发，对整车热量进行统一管理分配。公布号为CN107351640A的中国专利提出了一种增程式电动汽车热管理系统及控制方法，通过设置三个独立的循环回路，即发动机循环子系统、驱动电机循环子系统和空调制冷循环子系统，实现电动汽车的热管理，增加整车硬件资源的成本，降低了整车能源利用的经济性。
技术实现思路
本技术的目的是提供混合动力汽车及其热管理系统，用于解决现有热管理系统采用独立的制冷循环回路增加硬件成本、整车能量利用效率低的问题。为解决上述技术问题，本技术提出一种混合动力汽车热管理系统，采用以下解决方案：包括空调制冷循环回路、电机换热支路、电池换热支路和发动机换热支路，其中，空调制冷循环回路包括压缩机1、冷凝器2和换热器6，换热器6的第一组接口用于连接冷凝器2，所述电机换热支路、电池换热支路、发动机换热支路并联连接并通过水阀22连接换热器6的第二组接口；所述电机换热支路包括依次连接的电机换热管和第一水泵，所述电池换热支路包括依次连接的电池换热管和第二水泵，所述发动机换热支路包括依次连接的发动机换热管和第三水泵。本技术通过并联的电机换热支路、电池换热支路、发动机换热支路，连接空调制冷循环回路的换热器，实现了整车能量的高效利用，即通过控制空调制冷循环回路实现车内制冷，通过空调制冷循环回路和电池换热支路实现电池制冷，通过空调制冷循环回路和电机换热支路实现电机制冷，通过电池换热支路和发动机换热支路，实现了利用发动机余热为电池加热，通过电机换热支路和电池换热支路，实现了利用电机的余热为电池加热。本技术站在整车冷暖一体化管理的角度，实现空调、电池、电机、发动机、车厢等各个子系统的制冷及加热功能，实现多热源温度分阶次利用、热流智能分配、废热回收利用，提升整车能量利用效率，节省整车硬件资源，降低热管理系统的重量、体积。进一步，所述电机换热支路、电池换热支路、发动机换热支路分别连接有散热器20。本技术利用电机换热支路和散热器的连接，实现了电机的自然散热，利用电池换热支路和散热器的连接，实现了电池的自然散热，利用发动机换热支路和散热器的连接，实现发动机的自然散热，进一步提升了整车能源利用的效率。进一步，还包括除霜器15和水暖散热器16，水暖散热器16连接除霜器15形成除霜及采暖支路，除霜及采暖支路连接所述发动机换热支路和/或电机换热支路。本技术通过发动机换热支路、除霜及采暖支路的连接，利用发动机的余热实现给除霜器和水暖散热器加热；通过电机换热支路、除霜及采暖支路的连接，利用电机的余热实现给除霜器和水暖散热器加热，进一步实现多热源温度分阶次利用、热流智能分配、废热回收利用，提升整车能量利用效率。进一步，所述空调制冷循环回路还包括蒸发器4、蒸发器膨胀阀3和换热器膨胀阀5，蒸发器膨胀阀3、蒸发器4、压缩机1和冷凝器2依次连接形成回路，所述第一组接口的一端通过换热器膨胀阀5分别连接冷凝器2和蒸发器膨胀阀3，所述第一组接口的另一端分别连接蒸发器4和压缩机1。本技术通过开启蒸发器膨胀阀，利用空调实现车内制冷，通过开启换热器膨胀阀，利用空调为电池和/或电机制冷。进一步，所述散热器20设置有电子风扇。本技术通过控制与散热器配套的电子风扇的转速，调节相应部件的冷却速度。进一步，还包括连接水阀22的膨胀水箱21，膨胀水箱21布置在热管理系统的最高点。具体布置在热管理系统中液流循环系统的最高点，该液流循环系统为热管理系统中存在液流循环的部分的总称，膨胀水箱布置在液流循环系统的最高点能够起到补水及溢气功能。为解决上述技术问题，本技术还提出一种混合动力汽车，包括以下解决方案：包括热管理系统，该热管理系统包括空调制冷循环回路、电机换热支路、电池换热支路和发动机换热支路，其中，空调制冷循环回路包括压缩机1、冷凝器2和换热器6，换热器6的第一组接口用于连接冷凝器2，所述电机换热支路、电池换热支路、发动机换热支路并联连接并通过水阀22连接换热器6的第二组接口；所述电机换热支路包括依次连接的电机换热管和第一水泵，所述电池换热支路包括依次连接的电池换热管和第二水泵，所述发动机换热支路包括依次连接的发动机换热管和第三水泵。进一步，所述电机换热支路、电池换热支路、发动机换热支路分别连接有散热器20。进一步，还包括除霜器15和水暖散热器16，水暖散热器16连接除霜器15形成除霜及采暖支路，除霜及采暖支路连接所述发动机换热支路和/或电机换热支路。进一步，所述空调制冷循环回路还包括蒸发器4、蒸发器膨胀阀3和换热器膨胀阀5，蒸发器膨胀阀3、蒸发器4、压缩机1和冷凝器2依次连接形成回路，所述第一组接口的一端通过换热器膨胀阀5分别连接冷凝器2和蒸发器膨胀阀3，所述第一组接口的另一端分别连接蒸发器4和压缩机1。进一步，所述散热器20设置有电子风扇。进一步，还包括连接水阀22的膨胀水箱21，膨胀水箱21布置在热管理系统的最高点。本技术的有益效果是：本技术的目的是站在整车冷暖一体化管理的角度，实现空调、电池、电机、发动机、车厢等各个子系统的制冷及加热功能，而且可以利用电机、发动机的余热为电池加热，现多热源温度分阶次利用、热流智能分配、废热回收利用，提升整车能量利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合动力汽车热管理系统，其特征在于，包括空调制冷循环回路、电机换热支路、电池换热支路和发动机换热支路，其中，空调制冷循环回路包括压缩机(1)、冷凝器(2)和换热器(6)，换热器(6)的第一组接口用于连接冷凝器(2)，所述电机换热支路、电池换热支路、发动机换热支路并联连接并通过水阀(22)连接换热器(6)的第二组接口；所述电机换热支路包括依次连接的电机换热管和第一水泵，所述电池换热支路包括依次连接的电池换热管和第二水泵，所述发动机换热支路包括依次连接的发动机换热管和第三水泵。

【技术特征摘要】
1.一种混合动力汽车热管理系统，其特征在于，包括空调制冷循环回路、电机换热支路、电池换热支路和发动机换热支路，其中，空调制冷循环回路包括压缩机(1)、冷凝器(2)和换热器(6)，换热器(6)的第一组接口用于连接冷凝器(2)，所述电机换热支路、电池换热支路、发动机换热支路并联连接并通过水阀(22)连接换热器(6)的第二组接口；所述电机换热支路包括依次连接的电机换热管和第一水泵，所述电池换热支路包括依次连接的电池换热管和第二水泵，所述发动机换热支路包括依次连接的发动机换热管和第三水泵。2.根据权利要求1所述的混合动力汽车热管理系统，其特征在于，所述电机换热支路、电池换热支路、发动机换热支路分别连接有散热器(20)。3.根据权利要求1所述的混合动力汽车热管理系统，其特征在于，还包括除霜器(15)和水暖散热器(16)，水暖散热器(16)连接除霜器(15)形成除霜及采暖支路，除霜及采暖支路连接所述发动机换热支路和/或电机换热支路。4.根据权利要求1所述的混合动力汽车热管理系统，其特征在于，所述空调制冷循环回路还包括蒸发器(4)、蒸发器膨胀阀(3)和换热器膨胀阀(5)，蒸发器膨胀阀(3)、蒸发器(4)、压缩机(1)和冷凝器(2)依次连接形成回路，所述第一组接口的一端通过换热器膨胀阀(5)分别连接冷凝器(2)和蒸发器膨胀阀(3)，所述第一组接口的另一端分别连接蒸发器(4)和压缩机(1)。5.根据权利要求2所述的混合动力汽车热管理系统，其特征在于，所述散热器(20)设置有电子风扇。6.根据权利要求1-5任一项所述的混合动力汽车热管理系统，其特征在于，还包括连接水阀(22)的膨胀水箱(21)，膨胀水箱(21)布置在热管理系...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱光海，王熙熙，高建平，王秋杰，赵梦沙，徐贤亚，李雪莲，岑威，
申请(专利权)人：郑州宇通客车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41