一种插电强混新能源车用全功能加热系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种插电强混新能源车用全功能加热系统，包括热管理控制器、发动机、电机、高压电加热器、燃料加热器、乘客舱热交换器、电池热交换器和发动机油路热交换器，发动机串联有发动机水泵，电机串联有电机水泵和电机控制器，高压电加热器串联有电加热水泵，燃料加热器串联有燃料加热水泵，乘客舱热交换器串联有节流阀一，电池热交换器串联有节流阀二，发动机油路热交换器串联有节流阀三，上述各串联后的元件相互并联后连接于热管理控制器。本实用新型专利技术的有益效果为：本实用新型专利技术极大地满足了整车平台化开发的要求，实现了在极低环境温度下的整车启动，延长了电池寿命，提高了电池在低温情况下的效率，增加了插电强混新能源车的巡航里程。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种插电强混新能源车用全功能加热系统。
技术介绍
随着全球能源日趋紧张，各国都加紧了对节能车和新能源车的研究。在国务院常务会议通过的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2010年)》指出，要以纯电驱动为汽车工业转型的主要战略取向，当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化，提升我国汽车产业整体技术水平。可外接充电混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV),是由传 统的内燃机和电力驱动系统所组成的混合驱动系统。插电强混新能源车可以通过充电装置从供电网络中获取电能，既可用家用电源对其进行慢充，也可在专用充电站上对其进行 快充；从而实现了在保证整车动力性能的前提下有较长的全电力续驶里程(All ElectricRange，AER)。插电强混新能源车优先使用电力驱动车辆，极大地降低了油耗和尾气排放，是从传统车过度到纯电动车中的一种高效节能的新能源车。目前的各种插电强混新能源车的制热方案中，仍然存在一些劣势I、插电强混新能源车的启动都是在纯电模式下进行的，而插电强混新能源车中动力电池的正常工作温度范围是-10°c到50°C，超过此范围，电池的放电功率和寿命就会受到很大的影响。所以当前很多插电强混新能源车由于没有电池加热系统只能保证在-io°c以上的环境温度下才能实现整车启动。虽然一些插电强混新能源车采用了发动机冷却水加热电池,但这只能解决在发动机启动成功后让动力电池能够输出更大的发电功率,而无法解决发动机在极冷环境中的冷启动问题。插电强混新能源车中发动机是通过ISG电机来实现启动的，而ISG电机也是高压部件,需要动力电池提供能量,所以发动机冷启动仍然受到动力电池正常工作温度的限制。2、发动机过冷时，热量损失增加，不仅功率降低，燃烧不良，机油粘度过大，缸套，活塞，活塞环的磨损量急剧加大，机件运转阻力增加，加速了机件的磨损。所以一般在_30°C以下的极端环境中在启动发动机之前需要进行预热。插电强混新能源车中的发动机一般都没有预热系统。3、由于插电强混新能源车中的发动机一般是在动力不足或电量不足的情况下才进行工作的，所以在寒冷环境下整车乘客舱的供暖都只采用PTC (正温度系数热敏电阻)加热来实现的，这样在电池电量不足的情况下，乘客舱的制热难以满足要求，同时也降低了整车的纯电行驶里程。4、在插电强混新能源车中，一般都采用低压PTC加热器，导致功率不够，难以满足相关的除霜除雾法规要求。所以一般都是通过强制启动发动机来实现除霜除雾功能的，这样带来的问题是发动机基本上是在低转速甚至是怠速工况下运行的，增加了油耗和排放。5、在插电强混新能源车中，一般都没有将电机及其逆变器控制器的热量利用起来，只是通过散热器将其热量排到环境中。插电强混新能源车中都设计有2个以上的电机及逆变器，还有DCDC及电机控制器，这些都是一直处于工作状态的，会产生大量的热能；寒冷的冬季中这些热能无疑是有利用价值的，尤其对于新能源车来说，意义更大。6、在插电强混新能源车中，没有专门独立的控制器来协调管理各个冷却系统及热源驱动。一般发动机热源的启动是由整车控制器和发动机控制器来实现的；PTC加热器的启动是由空调控制器ATC来实现的；电机冷却水回路上的节流阀和水泵都是由电机控制器来控制的；这样分散的控制方法，既无法统筹高效利用各种热源，又无法实现加热系统的整车平台化需求，在更换系统方案或车型之后，往往还要重新设计各控制器的硬件接口和软件功能，增加了整车开发成本。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述目前插电强混新能源车加热系统存在的缺陷，提供了一个全功能加热系统解决方案，通过单独的整车热管理单元与整车控制器协同工作，统一控制车上所有加热元件，充分利用整车上的各种热源，实现插电强混新能源车在-30°C的 低温环境下仍能正常启动，使各动力部件处于更优的工作效率区间，在满足乘客舱制热需求、除霜除雾需求和驾驶员扭矩需求的条件下保持最低的油耗和排放，显著提升了整车的性能和加热功能。本技术的目的是通过以下技术方案来实现一种插电强混新能源车用全功能加热系统，包括热管理控制器、发动机、电机、高压电加热器、燃料加热器、乘客舱热交换器、电池热交换器和发动机油路热交换器，所述发动机串联有发动机水泵，所述电机串联有电机水泵和电机控制器，所述高压电加热器串联有电加热水泵，所述燃料加热器串联有燃料加热水泵，所述乘客舱热交换器串联有节流阀一，所述电池热交换器串联有节流阀二，所述发动机油路热交换器串联有节流阀三；串联的发动机和发动机水泵、串联的电机与电机水泵和电机控制器、串联的高压电加热器与电加热水泵、串联的燃料加热器与燃料加热水泵、串联的乘客舱热交换器与节流阀一、串联的电池热交换器与节流阀二以及串联的发动机油路热交换器与节流阀三相互并联后连接于热管理控制器。优选的，所述发动机水泵、电机水泵、电加热水泵和燃料加热水泵为电子水泵。优选的，所述节流阀一、节流阀二和节流阀三为电磁开关阀或线性电磁阀。本技术的有益效果为本技术充分利用了整车上各种热源的最佳工作区间，极大地满足了整车平台化开发的要求，满足了控制器功能专一的模块化需求，实现了接口标准化的现代控制系统的发展趋势，提高了开发效率，降低了开发成本，实现了在极低环境温度下的整车启动，延长了电池寿命，提高了电池在低温情况下的效率，增加了插电强混新能源车的巡航里程。附图说明下面根据附图对本技术作进一步详细说明。图I是本技术实施例所述的一种插电强混新能源车用全功能加热系统冷却水回路的结构不意图。图中I、热管理控制器；2、发动机；3、电机；4、高压电加热器；5、燃料加热器；6、乘客舱热交换器；7、电池热交换器；8、发动机油路热交换器；9、发动机水泵；10、电机水泵；11、电机控制器；12、电加热水泵；13、燃料加热水泵；14、节流阀一 ；15、节流阀二 ； 16、节流阀三。具体实施方式如图I所示，本技术实施例所述的一种插电强混新能源车用全功能加热系统，包括热管理控制器I、发动机2、电机3、高压电加热器4、燃料加热器5、乘客舱热交换器6、电池热交换器7和发动机油路热交换器8，所述发动机2串联有发动机水泵9，所述电机3串联有电机水泵10和电机控制器11，所述高压电加热器4串联有电加热水泵12，所述燃料加热器5串联有燃料加热水泵13，所述乘客舱热交换器6串联有节流阀一 14，所述电池热交换器7串联有节流阀二 15，所述发动机油路热交换器8串联有节流阀三16 ;串联的发 动机2与发动机水泵9、串联的电机3与电机水泵10和电机控制器11、串联的高压电加热器4与电加热水泵12、串联的燃料加热器5与燃料加热水泵13、串联的乘客舱热交换器6与节流阀一 14、串联的电池热交换器7与节流阀二 15以及串联的发动机油路热交换器8与节流阀三16相互并联后连接于热管理控制器I ;所述发动机水泵9、电机水泵10、电加热水泵12和燃料加热水泵13为电子水泵；所述节流阀一 14、节流阀二 15和节流阀三16为电磁开关阀。具体实施时，所述发动机冷却水系统是发动机2的大循环冷却回路的旁路，实现将发动机2工作时散发的热量传递到需要制热的整车部件中。所述电机及控制器冷却水系统是电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种插电强混新能源车用全功能加热系统，包括热管理控制器（1）、发动机（2）、电机（3）、高压电加热器（4）、燃料加热器（5）、乘客舱热交换器（6）、电池热交换器（7）和发动机油路热交换器（8），其特征在于：所述发动机（2）串联有发动机水泵（9），所述电机（3）串联有电机水泵（10）和电机控制器（11），所述高压电加热器（4）串联有电加热水泵（12），所述燃料加热器（5）串联有燃料加热水泵（13），所述乘客舱热交换器（6）串联有节流阀一（14），所述电池热交换器（7）串联有节流阀二（15），所述发动机油路热交换器（8）串联有节流阀三（16）；串联的发动机（2）和发动机水泵（9）、串联的电机（3）与电机水泵（10）和电机控制器（11）、串联的高压电加热器（4）和电加热水泵（12）、串联的燃料加热器（5）和燃料加热水泵（13）、串联的乘客舱热交换器（6）和节流阀一（14）、串联的电池热交换器（7）和节流阀二（15）以及串联的发动机油路热交换器（8）和节流阀三（16）相互并联后连接于热管理控制器（1）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔海龙，高史贵，
申请(专利权)人：北京智行鸿远汽车技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：