基于混合动力汽车的整车热管理系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于混合动力汽车的整车热管理系统与方法，系统包括压缩机、膨胀机、换热器、水箱、泵、散热器、发动机、阀门等部件，通过控制阀门的通断，可以调节不同的运行模式，实现了电池管理、余热回收、以及空调/热泵系统的结合，满足空调制冷、制热以及发动机和电池的散热与预热需求，各个工况不相互影响，能够单独完成，本发明专利技术同时通过耦合余热回收系统和空调/热泵系统、空调/热泵系统和电池管理系统，满足余热回收并且可以同时实现制冷/制热的需求、空调/热泵系统制冷冷却电池包的需求，满足混合动力汽车不同行驶工况下的热管理需求。整套系统集成度高，并且适用多种工况，可有效提升整车能源利用效率。

Vehicle thermal management system and method based on hybrid electric vehicle

【技术实现步骤摘要】
基于混合动力汽车的整车热管理系统与方法
本专利技术属于混合动力汽车热管理
，特别涉及一种基于混合动力汽车的整车热管理系统与方法。
技术介绍
近年来，世界各国对环境保护的要求越来越严格，混合动力车由于其节能、低排放等优点成为汽车开发与研究的一个重点，并且已经开始走向商业化。该技术的核心是通过电池与发动机之间取长补短，在应对不同工况下相互匹配，使得汽车可以长期运行在高效率区间，同时发挥了发动机持续工作时间长，动力性好的优点和电动机无污染低噪声的优点。发动机余热回收技术也在不断的完善，不仅可以有效的提高能源的利用率，提高汽车经济性，环境也得到了较好的改善。对汽车整车热管理系统的合理设计，以及运用合理的管理方法，是进一步提高混合动力车能源利用效率的办法，在经济性和环境保护上也是具有很大的潜力。传统燃油汽车热管理的重点是在发动机的热管理上，相比之下，混合动力汽车的热管理系统需要从整体出发，从集成的角度考虑，统筹热量与动力总成及整车之间的关系，采用综合手段控制系统在不同模式下的运行状况以及优化热量传递。其可根据行车工况和环境条件，调节系统运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于混合动力汽车的整车热管理系统，其特征在于，包括四通换向阀(9)，四通换向阀(9)的D端口接压缩机(21)的出口，A端口接压缩机(21)的入口，C端口接四通阀一(10)的B端口，B端口接四通阀二(8)的C端口，四通阀二(8)的D端口接外部换热器(22)的入口，四通阀二(8)的B端口接膨胀机(20)的出口，四通阀二(8)的A端口接四通阀一(10)的A端口，外部换热器(22)的出口接三通阀一(6)的B端口，三通阀一(6)的A端口接膨胀阀一(23)的入口，膨胀阀一(23)的出口接三通阀二(7)的A端口，三通阀二(7)的C端口接内部换热器(24)的入口，内部换热器(24)的出口接四通阀一(1...

【技术特征摘要】
1.一种基于混合动力汽车的整车热管理系统，其特征在于，包括四通换向阀(9)，四通换向阀(9)的D端口接压缩机(21)的出口，A端口接压缩机(21)的入口，C端口接四通阀一(10)的B端口，B端口接四通阀二(8)的C端口，四通阀二(8)的D端口接外部换热器(22)的入口，四通阀二(8)的B端口接膨胀机(20)的出口，四通阀二(8)的A端口接四通阀一(10)的A端口，外部换热器(22)的出口接三通阀一(6)的B端口，三通阀一(6)的A端口接膨胀阀一(23)的入口，膨胀阀一(23)的出口接三通阀二(7)的A端口，三通阀二(7)的C端口接内部换热器(24)的入口，内部换热器(24)的出口接四通阀一(10)的D端口，三通阀一(6)的C端口接四通阀三(11)的A端口，四通阀三(11)的C端口接三通阀二(7)的B端口，四通阀三(11)的D端口接膨胀阀二(25)的入口，膨胀阀二(25)的出口接冷却器(26)一侧的入口，冷却器(26)一侧的出口接四通阀一(10)的C端口，冷却器(26)另一侧的入口通过阀二(2)接电池包(27)的出口，冷却器(26)另一侧的出口接水箱一(28)的入口，水箱一(28)的出口接泵一(29)的入口，泵一(29)的出口接电池包(27)的入口，四通阀三(11)的B端口接压缩机(18)的入口；压缩机(18)的出口接预热器(14)一侧的入口，预热器(14)一侧的出口接尾气换热器(19)的入口，尾气换热器(19)的出口接膨胀机(20)的入口，预热器(14)另一侧入口接四通阀四(12)的C端口和四通阀五(5)的C端口，四通阀四(12)的A端口接发动机(13)的出口，四通阀四(12)的D端口接电池包(27)的出口，四通阀四(12)的B端口接三通阀四(4)的A端口和四通阀五(5)的B端口，并通过阀一(1)接水箱一(28)的入口，预热器(14)另一侧出口接三通阀三(3)的A端口，三通阀三(3)的B端口接水箱一(28)的入口，三通阀三(3)的C端口接冷凝器(15)的入口，冷凝器(15)的出口接三通阀四(4)的C端口，三通阀四(4)的B端口接水箱二(16)的入口，水箱二(16)的出口接泵二(17)的入口，泵二(17)的出口接四通阀五(5)的A端口，四通阀五(5)的D端口接发动机(13)的入口。


2.根据权利要求1所述基于混合动力汽车的整车热管理系统，其特征在于，所述外部换热器(22)采用风冷换热器，置于车辆前部风道。


3.根据权利要求1所述基于混合动力汽车的整车热管理系统，其特征在于，所述外部换热器(24)置于乘员舱内。


4.根据权利要求1所述基于混合动力汽车的整车热管理系统，其特征在于，所述冷凝器(15)置于汽车前段，采用风冷换热器。


5.利用权利要求1所述基于混合动力汽车的整车热管理系统的整车热管理方法，通过调整各阀的通断，实现发动机单独散热和余热回收发电模式、电池包单独散热模式、发动机与电池包共同散热和余热回收发电模式模式、电池包与发动机相互预热模式、余热回收发电与空调制冷耦合模式、余热回收发电与空调制热耦合模式和空调制冷冷却电池模式共计七种工作模式。


6.根据权利要求5所述混合动力汽车的整车热管理方法，其特征在于：
当发动机工作，排放尾气，电池不工作，不需要制冷或制热时，发动机冷却回路、尾气余热回收回路运行，空调/热泵系统关闭，余热品位满足回收发电时，启动发动机单独散热和余热回收发电模式；
当需要电池工作，发动机不工作，不需要制冷或制热时，电池包冷却回路运行，发动机冷却回路不运行，空调/热泵系统关闭，启动电池包单独散热模式；
当发动机和电池都工作，不需要制冷或制热时，发动机和电池包都需要冷却，空调/热泵系统关闭，余热回收回路运行，启动发动机与电池包共同散热和余热回收发电模式；
当环境温度低于预设低温值时，需要给发动机和电池包预热，发动机启动时给电池包预热，电池包启动时给发动机预热，启动电池包与发动机相互预热模式；
当驾驶舱需要制冷时，空调/热泵系统处在制冷模式下，余热品味满足回收发电，启动余热回收发电与空调制冷耦合模式；
当驾驶舱需要制热时，空调/热泵系统处在制热模式下，余热品味满足回收发电，启动余热回收发电与空调制热耦合模式；
当发动机运行中电池包温度不在安全范围内，需要冷却时，启动空调制冷冷却电池模式。


7.根据权利要求5或6所述整车热管理方法，其特征在于：
所述发动机单独散热和余热回收发电模式下，三通阀三(3)AC通路，三通阀四(4)BC通路，四通阀五(5)AD通路，四通阀四(12)AC通路，四通阀二(8)BD通路以及四通阀三(11)的BD通路，发动机(13)冷却并对尾气余热回收动力循环预热的循环回路为：发动机(13)—四通阀四(12)—预热器(14)—三通阀三(3)—冷凝器(15)—三通阀四(4)—水箱二(16)—泵二(17)—四...

【专利技术属性】
技术研发人员：席奂，王美维，郝艺伟，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61