汽车热管理系统及方法技术方案

技术编号:22303139 阅读:55 留言:0更新日期:2019-10-16 03:19
本发明专利技术涉及汽车热管理技术领域,公开了一种汽车热管理系统及方法。该系统应用于搭载有发动机的燃油车,包括:用于在燃油车处于冷启动过程,或者制热模式时,控制发动机排出的废气进入发动机废气余热回收水路的发动机排气管路;用于回收废气的热量,并与热泵空调循环回路进行换热的发动机废气余热回收水路;用于从外界空气和发动机废气余热回收水路中吸收热量,为燃油车的乘员舱和发动机冷却系统供暖,或者仅为燃油车的乘员舱供暖的热泵空调循环回路;用于与热泵空调循环回路共同为燃油车的乘员舱供暖的发动机循环回路。通过上述方式,解决了现有技术中寒冷地区空调制热效果差和汽车低温冷启动水温上升慢,并且不够节能环保的技术问题。

Automotive Thermal Management System and Method

【技术实现步骤摘要】
汽车热管理系统及方法
本专利技术涉及汽车热管理
,尤其涉及一种汽车热管理系统及方法。
技术介绍
随着汽车的普及与客户对舒适性要求的不断提升,汽车热管理性能受到越来越多客户的关注。我国幅员辽阔,气候差异性大,存在像黑河、漠河这样的极寒地带。对于这样的区域,客户对于车辆的采暖性能提出了更高的需求。而传统的汽车发动机冷却液供暖系统达不到客户快速供暖的要求。目前普遍的解决措施有在发动机水路中串联燃油加热器、以及在暖风风道中加装热敏电阻(PositiveTemperatureCoefficient,PTC)空气加热器。虽然,在发动机水路中增加燃油加热器,以及在暖风风道中加装PTC空气加热器能够加快制热速度。但是,燃油加热器加热速度慢,见效时间过长,因而不能在短时间内快速制热。而出于电气线路的安全,PTC空气加热器的最大功率会受到限制,因而在实际应用中也只能起到辅助加热的作用,并不能在短时间内快速制热。由于,上述两种方式均无法快速制热,并且不够节能环保。所以,亟需提供一种能够快速制热,并且节能环保的汽车热管理方案。上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案,并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种汽车热管理系统及方法,旨在解决现有技术中寒冷地区空调制热效果差和汽车低温冷启动水温上升慢,并且不够节能环保的技术问题。为实现上述目的,本专利技术提供了一种汽车热管理系统,应用于搭载有发动机的燃油车,所述系统包括:发动机排气管路、发动机废气余热回收水路、热泵空调循环回路和发动机水路循环回路;所述发动机排气管路,用于在燃油车处于冷启动过程,或者制热模式时,控制所述发动机排出的废气进入所述发动机废气余热回收水路;所述发动机废气余热回收水路,用于回收所述废气的热量,并与所述热泵空调循环回路进行换热;所述热泵空调循环回路,用于从外界空气和所述发动机废气余热回收水路中吸收热量,为所述燃油车的乘员舱和发动机冷却系统供暖,或者仅为所述燃油车的乘员舱供暖;所述发动机循环回路,用于在所述热泵空调循环回路为所述发动机冷却系统供暖,使所述发动机的冷却液温度大于预设温度阈值时,与所述热泵空调循环回路共同为所述燃油车的乘员舱供暖。优选地,所述发动机排气管路包括催化器和排气电控三通阀,所述发动机废气余热回收水路包括第一板式换热器、第一水泵和第二板式换热器;所述催化器的进气口与所述发动机的排气口连接,所述催化器的出气口与排气电控三通阀的进气口连接,用于在燃油车处于冷启动过程,或者制热模式时,快速起燃所述发动机排出的废气;所述排气电控三通阀的一侧出气口与所述第一板式换热器的第一换向口连接,用于控制起燃后的所述废气通过所述第一板式换热器的第一换向口进入所述第一板式换热器内;所述第一板式换热器,用于回收所述废气的热量,并通过第二换向口将所述废气排出;所述第一水泵的进水口与所述第一板式换热器的第三换向口连接,所述第一水泵的出水口与所述第二板式换热器的第一换向口连接,用于将所述余热传递至所述第二板式换热器内;所述第二板式换热器的第二换向口与所述热泵空调循环回路的第一换向口连接,所述第二板式换热器的第三换向口与所述热泵空调循环回路的第二换向口连接,用于与所述热泵空调循环回路进行换热。优选地,所述发动机水路循环回路包括:第二水泵、节温器、第一换热器、第二换热器和第一挡风板;所述第二水泵的出水口与所述发动机的进水口连接,所述发动机的出水口与所述节温器的进水口连接,所述节温器的第一出水口与所述第一换热器的第一换向口连接,所述节温器的第二出水口与所述第二换热器的第一换向口连接,所述第一换热器和所述第二换热器的第二换向口分别与所述第二水泵的进水口连接,所述第一挡风板设置在所述第二换热器的散热口,用于阻止外界冷空气进入所述燃油车的乘员舱,或者控制经所述第二换热器加热后的热空气进入所述燃油车的乘员舱;在所述热泵空调循环回路为所述发动机冷却系统供暖,使所述发动机的冷却液温度大于预设温度阈值时,设置所述发动机水路循环回路中所述节温器的第一出水口和第二出水口开启,控制从所述发动机的出水口流出的液体分别经所述第一出水口流入所述第一换热器,经所述第二出水口流入所述第二换热器,经所述第一换热器的第二换向口和所述第二换热器的第二换向口回到所述第二水泵,并在循环过程中,控制所述第一挡风板向上关闭,以使经所述第二换热器加热后的热空气进入所述燃油车的乘员舱,与所述热泵空调循环回路共同为所述燃油车的乘员舱供暖。优选地,所述热泵空调循环回路包括:制热循环子回路;所述制热循环子回路包括:压缩机、换向器、第三换热器、电子膨胀阀、第四换热器、第二板式换热器、气液分离器、第二挡风板、第一电控阀和第二电控阀;所述压缩机的出气口与所述换向器的第一换向口连接,所述换向器的第二换向口与所述第三换热器的第一换向口连接,所述第三换热器的第二换向口与所述电子膨胀阀的第一端连接,所述电子膨胀阀的第二端分别与所述第二电控阀的第一端、第四换热器的第二换向口和第二板式换热器的第三换向口连接,所述第二电控阀的第二端与所述第四换热器的第一换向口连接,所述第二板式换热器第二换向口与所述第一电控阀的第一端连接,所述第一电控阀的第二端与所述换向器的第三换向口连接,所述换向器的第四换向口与所述气液分离器的进气口连接,所述气液分离器的出气口与所述压缩机的进气口连接;所述第二挡风板设置在所述第三换热器的散热口,用于控制经所述第三换热器加热后的热空气的流向;在所述燃油车接收到制热指令,且所述燃油车处于冷启动过程时,设置所述制热循环子回路中的所述第二水泵开启、所述第一电控阀开启、所述第二电控阀关闭、所述第二挡风板向下关闭,设置所述发动机水路循环回路中的所述第一挡风板向上关闭,设置所述发动机排气管路中的所述排气电控三通阀与所述第一板式换热器的第一换向口连接的出气口开启,以使所述制热循环子回路从外界空气和所述发动机废气余热回收水路中吸收热量,为所述燃油车的乘员舱和发动机冷却系统供暖;在所述燃油车接收到制热指令,且所述燃油车处于热机行驶过程时,设置所述制热循环子回路中的所述第二水泵开启、所述第一电控阀开启、所述第二电控阀关闭、所述第二挡风板向上关闭,设置所述发动机排气管路中的所述排气电控三通阀与所述第一板式换热器的第一换向口连接的出气口开启,设置所述发动机水路循环回路中的所述第一挡风板向上关闭,以使所述制热循环子回路从外界空气和所述发动机废气余热回收水路中吸收热量,经所述发动机水路循环回路中的所述第二换热器加热后的热空气进入所述燃油车的乘员舱,所述发动机水路循环回路与所述热泵空调循环回路共同为所述燃油车的乘员舱供暖。优选地,所述制热循环子回路还包括:第五换热器;所述第二电控阀的第二端与所述第五换热器的第一换向口连接,所述第五换热器的第二换向口与所述第四换热器的第一换向口连接;在所述燃油车处于制热模式,且接收到除雾指令时,在所述热循环子回路中的所述第二水泵开启、所述第一电控阀开启、所述第二挡风板向上关闭的同时,设置所述第二电控阀开启,以使从所述第三换热器流出的低温低压液态冷媒,经所述电子膨胀阀进行节流后,控制部分低温低压液态冷媒流入所述第五换热器,由所述第五换热器通过所述低温低压液体冷媒对所述燃油车的循环空气进行降温,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车热管理系统,其特征在于,应用于搭载有发动机的燃油车,所述系统包括:发动机排气管路、发动机废气余热回收水路、热泵空调循环回路和发动机水路循环回路;所述发动机排气管路,用于在燃油车处于冷启动过程,或者制热模式时,控制所述发动机排出的废气进入所述发动机废气余热回收水路;所述发动机废气余热回收水路,用于回收所述废气的热量,并与所述热泵空调循环回路进行换热;所述热泵空调循环回路,用于从外界空气和所述发动机废气余热回收水路中吸收热量,为所述燃油车的乘员舱和发动机冷却系统供暖,或者仅为所述燃油车的乘员舱供暖;所述发动机循环回路,用于在所述热泵空调循环回路为所述发动机冷却系统供暖,使所述发动机的冷却液温度大于预设温度阈值时,与所述热泵空调循环回路共同为所述燃油车的乘员舱供暖。

【技术特征摘要】
1.一种汽车热管理系统,其特征在于,应用于搭载有发动机的燃油车,所述系统包括:发动机排气管路、发动机废气余热回收水路、热泵空调循环回路和发动机水路循环回路;所述发动机排气管路,用于在燃油车处于冷启动过程,或者制热模式时,控制所述发动机排出的废气进入所述发动机废气余热回收水路;所述发动机废气余热回收水路,用于回收所述废气的热量,并与所述热泵空调循环回路进行换热;所述热泵空调循环回路,用于从外界空气和所述发动机废气余热回收水路中吸收热量,为所述燃油车的乘员舱和发动机冷却系统供暖,或者仅为所述燃油车的乘员舱供暖;所述发动机循环回路,用于在所述热泵空调循环回路为所述发动机冷却系统供暖,使所述发动机的冷却液温度大于预设温度阈值时,与所述热泵空调循环回路共同为所述燃油车的乘员舱供暖。2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述发动机排气管路包括催化器和排气电控三通阀,所述发动机废气余热回收水路包括第一板式换热器、第一水泵和第二板式换热器;所述催化器的进气口与所述发动机的排气口连接,所述催化器的出气口与排气电控三通阀的进气口连接,用于在燃油车处于冷启动过程,或者制热模式时,快速起燃所述发动机排出的废气;所述排气电控三通阀的一侧出气口与所述第一板式换热器的第一换向口连接,用于控制起燃后的所述废气通过所述第一板式换热器的第一换向口进入所述第一板式换热器内;所述第一板式换热器,用于回收所述废气的热量,并通过第二换向口将所述废气排出;所述第一水泵的进水口与所述第一板式换热器的第三换向口连接,所述第一水泵的出水口与所述第二板式换热器的第一换向口连接,用于将所述余热传递至所述第二板式换热器内;所述第二板式换热器的第二换向口与所述热泵空调循环回路的第一换向口连接,所述第二板式换热器的第三换向口与所述热泵空调循环回路的第二换向口连接,用于与所述热泵空调循环回路进行换热。3.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述发动机水路循环回路包括:第二水泵、节温器、第一换热器、第二换热器和第一挡风板;所述第二水泵的出水口与所述发动机的进水口连接,所述发动机的出水口与所述节温器的进水口连接,所述节温器的第一出水口与所述第一换热器的第一换向口连接,所述节温器的第二出水口与所述第二换热器的第一换向口连接,所述第一换热器和所述第二换热器的第二换向口分别与所述第二水泵的进水口连接,所述第一挡风板设置在所述第二换热器的散热口,用于阻止外界冷空气进入所述燃油车的乘员舱,或者控制经所述第二换热器加热后的热空气进入所述燃油车的乘员舱;在所述热泵空调循环回路为所述发动机冷却系统供暖,使所述发动机的冷却液温度大于预设温度阈值时,设置所述发动机水路循环回路中所述节温器的第一出水口和第二出水口开启,控制从所述发动机的出水口流出的液体分别经所述第一出水口流入所述第一换热器,经所述第二出水口流入所述第二换热器,经所述第一换热器的第二换向口和所述第二换热器的第二换向口回到所述第二水泵,并在循环过程中,控制所述第一挡风板向上关闭,以使经所述第二换热器加热后的热空气进入所述燃油车的乘员舱,与所述热泵空调循环回路共同为所述燃油车的乘员舱供暖。4.如权利要求3所述的系统,其特征在于,所述热泵空调循环回路包括:制热循环子回路;所述制热循环子回路包括:压缩机、换向器、第三换热器、电子膨胀阀、第四换热器、第二板式换热器、气液分离器、第二挡风板、第一电控阀和第二电控阀;所述压缩机的出气口与所述换向器的第一换向口连接,所述换向器的第二换向口与所述第三换热器的第一换向口连接,所述第三换热器的第二换向口与所述电子膨胀阀的第一端连接,所述电子膨胀阀的第二端分别与所述第二电控阀的第一端、第四换热器的第二换向口和第二板式换热器的第三换向口连接,所述第二电控阀的第二端与所述第四换热器的第一换向口连接,所述第二板式换热器第二换向口与所述第一电控阀的第一端连接,所述第一电控阀的第二端与所述换向器的第三换向口连接,所述换向器的第四换向口与所述气液分离器的进气口连接,所述气液分离器的出气口与所述压缩机的进气口连接;所述第二挡风板设置在所述第三换热器的散热口,用于控制经所述第三换热器加热后的热空气的流向;在所述燃油车接收到制热指令,且所述燃油车处于冷启动过程时,设置所述制热循环子回路中的所述第二水泵开启、所述第一电控阀开启、所述第二电控阀关闭、所述第二挡风板向下关闭,设置所述发动机水路循环回路中的所述第一挡风板向上关闭,设置所述发动机排气管路中的所述排气电控三通阀与所述第一板式换热器的第一换向口连接的出气口开启,以使所述制热循环子回路从外界空气和所述发动机废气余热回收水路中吸收热量,为所述燃油车的乘员舱和发动机冷却系统供暖;在所述燃油车接收到制热指令,且所述燃油车处于热机行驶过程时,设置所述制热循环子回路中的所述第二水泵开启、所述第一电控阀开启、所述第二电控阀关闭、所述第二挡风板向上关闭,设置所述发动机排气管路中的所述排气电控三通阀与所述第一板式换热器的第一换向口连接的出气口开启,设置所述发动机水路循环回路中的所述第一挡风板向上关闭,以使所述制热循环子回路从外界空气和所述发动机废气余热回收水路中吸收热量,经所述发动机水路循环回路中的所述第二换热器加热后的热空气进入所述燃油车的乘员舱,所述发动机水路循环回路与所述热泵空调循环回路共同为所述燃油车的乘员舱供暖。5.如权利要求4所述的系统,其特征在于,所述制热循环子回路还包括:第五换热器;所述第二电控阀的第二端与所述第五换热器的第一换向口连接,所述第五换热器的第二换向口与所述第四换热器的第一换向口连接;在所述燃油车处于制热模式,且接收到除雾指令时,在所述热循环子回路中的所述第二水泵开启、所述第一电控阀开启、所述第二挡风板向上关闭的同时,设置所述第二电控阀开启,以使从所述第三换热器流出的低温低压液态冷媒,经所述电子膨胀阀进行节流后,控制部分低温低压液态冷媒流入所述第五换热器,由所述第五换热器通过所述低温低压液体冷媒对所述燃油车的循环空气进行降温,实现除雾。6.一种汽车热管理方法,其特征在于,应用于汽车热管理系统,所述系统应用于搭载有发动机的燃油车,所述系统包括:发动机排气管路、发动机废气余热回收水路、热泵空调循环回路和发动机水路循环回路;所述汽车热管理方法,包括以下步骤:所述发动机排气管路在燃油车处于冷启动过程,或者制热模式时,控制所述发动机排出的废气进入所述发动机废气余热回收水路;所述发动机废气余热回收水路回收所述废气的热量,并与所述热泵...

【专利技术属性】
技术研发人员:史雪纯刘建祥赵狐龙朱增怀吴义磊高蒙蒙王章邵海鹏
申请(专利权)人:安徽江淮汽车集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:安徽,34

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