CN104890500A - 插电式混合动力汽车冷却系统 - Google Patents

Abstract

一种插电式混合动力汽车冷却系统，属于汽车技术领域。本发明的目的是在发动机和电机之间连接了分支管路和两位三通阀来设计一套整体冷却系统的插电式混合动力汽车冷却系统。本发明在电机上端的冷却水管上连接一号分支管路，一号分支管路上安装有一号两位三通阀，一号分支管路的另一端连接在二号两位三通阀上，二号两位三通阀安装在发动机上端的管路上；电机下端的电机冷却水泵后面的管路上安装有三号两位三通阀，三号两位三通阀通过三号分支管路连接在发动机下端的发动机冷却水泵下面的管路上；一号两位三通阀通过二号分支管路与三号分支管路连接。本发明将发动机、电机、乘员舱以及电池的温度控制统一考虑在内，设计一套整体的冷却系统，将发动机、电机、乘员舱以及电池的冷却部件集成到一个系统中，使得该冷却系统的结构相对简单。

Description

插电式混合动力汽车冷却系统

技术领域

本发明属于汽车技术领域。

背景技术

插电式混合动力汽车是一种新型的混合动力汽车。区别于传统汽油动力与电驱动结合的混合动力，插电式混合动力驱动原理、驱动单元都与电动车无异，之所以称其为插电式混合动力，是因为插电式混合动力汽车的电池容量相对比较大，可以利用外部电网对电池进行充电，可以用纯电模式行驶。车辆行驶过程中，发动机、电机和电池等部件在工作过程中都将产生大量热量，使得这些动力部件的温度不断升高，而发动机、电机及电池的工作效率、工作寿命及工作这就要求混合动力汽车需要配备一套区别于传统汽车的冷却系统，这套冷却系统能保证将发动机、电机和电池在工作时的温度控制在一个合理的范围之内。

混合动力汽车冷却系统（申请号为200288231.9）是将动力合成箱布置在电机控制器冷却箱内，在低温环境下，电机控制器冷却箱内的冷却液能够加温动力合成箱冷却装置内的冷却油，降低动力合成箱冷却装置油阻，提高冷却效率。该技术主要作用是节省了冷却装置的布置空间，并利用电机控制器冷却液对动力合成箱冷却液进行加温，提高冷却效率。但该技术只是在结构上做出了部分改进，并没有对冷却系统的整体设计做出解释。一种混合动力车的动力冷却装置（申请号为201020226169.6）是将水冷散热器分为2个腔体，2个腔体分别与发动机和电机系统相连，使得冷却系统水冷散热器结构简单，成本较低。但该技术只是简单地将水冷散热器分为2个腔体，以起到简化散热器结构的作用，也没有涉及混合动力汽车冷却系统的整体设计。油电混合动力汽车及其动力电池温控系统（申请号为201220410460.8）主要涉及一种电池温控系统，主要是利用气体来给动力电池加热或是冷却，气体是直接由发动机处得来。这一专利主要是针对电池温控系统来说，并没有对电机及发动机的冷却系统部分做出相关说明。

这些专利基本上是针对混合动力汽车的某一动力部件或是混合动力汽车冷却系统中的某一部件做出的改进创新，或是在结构上做出优化，节省布置空间，或是降低了冷却系统中冷却介质的流动阻力减少能量消耗，或是针对电池做出温度控制，没有同时考虑发动机、电机和电池等动力部件的温度控制，没有针对混合动力冷却系统的整体做出足够的设计说明。

发明内容

本发明的目的是在发动机和电机之间连接了分支管路和两位三通阀来设计一套整体冷却系统的插电式混合动力汽车冷却系统。

本发明在电机上端的冷却水管上连接一号分支管路，一号分支管路上安装有一号两位三通阀，一号分支管路的另一端连接在二号两位三通阀上，二号两位三通阀安装在发动机上端的管路上；电机下端的电机冷却水泵后面的管路上安装有三号两位三通阀，三号两位三通阀通过三号分支管路连接在发动机下端的发动机冷却水泵下面的管路上；一号两位三通阀通过二号分支管路与三号分支管路连接。

本发明有益效果是：

1、本发明所述的一种插电式混合动力汽车冷却系统是将发动机、电机、乘员舱以及电池的温度控制统一考虑在内，设计一套整体的冷却系统，将发动机、电机、乘员舱以及电池的冷却部件集成到一个系统中，使得该冷却系统的结构相对简单。

2、本发明所述的一种插电式混合动力汽车冷却系统统一控制所有冷却部件，同时利用冷却水管的连接，设计出4中不同的工作模式，能够满足在不影响发动机、电机正常工作的基础上，将发动机、电机和乘员舱在工作时的温度控制在一个合理的温度范围之内。

3、本发明所述的一种插电式混合动力汽车冷却系统通过对冷却系统冷却回路的选择、切换，使得发动机、电机在工作时散发的热量得到一定程度上的合理利用，将发动机冷启动时的启动温度适当提高，使得发动机启动过程更加高效稳定，降低了冷却系统的能量消耗。

4、本发明所述的一种插电式混合动力汽车冷却系统的控制策略简单易行，适用于各种混合动力车型，在构型方面可根据实际车型的动力源部件数量、布置做出相应调整，还可根据实际车型不同动力部件的参数，对本冷却系统的控制策略进行调整，方便运用到不同的车型中。

附图说明

图1是本发明修改部分结构示意图；

图2是整体结构包括本发明改进部分的结构示意图；

其中：管路o和p构成一号分支管路22；管路k和i构成三号分支管路23，管路j是二号分支管路24；

图3是本发明所述的插电式混合动力汽车冷却系统的模式一：电机独立冷却模式冷却回路示意图；

图4为本发明所述的插电式混合动力汽车冷却系统的模式二：电机给发动机预热模式冷却回路示意图；

图5为本发明所述的插电式混合动力汽车冷却系统的模式三：发动机和电机独立冷却、发动机小循环冷却模式冷却回路示意图；

图6为本发明所述的插电式混合动力汽车冷却系统的模式四：发动机和电机独立冷却、发动机大循环冷却模式冷却回路示意图；

图7为本发明所述的插电式混合动力汽车冷却系统的模式五：发动机与电机串联冷却模式冷却回路示意图；

图8 为乘员舱取暖单元利用发动机热量供暖示意图；

图9为乘员舱取暖单元利用PTC加热供暖示意图；

图10为乘员舱制冷单元制冷示意图；

图11为插电式混合动力汽车冷却系统的系统流程框图；

图12为发动机温度变化率曲线；

图13为单个US06循环；

图14为发动机、电机温度变化曲线；

图15为电池耗电量曲线；

图16为连续US06循环；

图17为环境温度为-30度时，连续US06循环下发动机、电机温度变化曲线；

图18为电机散热随时间的变化曲线；

图19为发动机温升随时间的变化曲线；

图20为发动机的温升率随时间的变化曲线；

图21为发动机温升率随时间变化曲线；

图22为连续循环之下每个循环的温升曲线；

图23为不同缸体温度下，发动机输出功率和热效率对比图。

具体实施方式

本发明在电机15上端的冷却水管上连接一号分支管路22，一号分支管路22上安装有一号两位三通阀14，一号分支管路22的另一端连接在二号两位三通阀13上，二号两位三通阀13安装在发动机12上端的管路上；电机15下端的电机冷却水泵16后面的管路上安装有三号两位三通阀17，三号两位三通阀17通过三号分支管路23连接在发动机12下端的发动机冷却水泵11下面的管路上；一号两位三通阀14通过二号分支管路24与三号分支管路23连接。

以下结合附图对本发明做进一步详细的描述：

图2中：1.风扇，2.低温散热片（制冷单元冷凝器），3.高温散热片，4.两位三通阀，5.取暖水阀，6.储液罐，7.压缩机，8.热交换器，9.PTC加热器，10.鼓风机，11.发动机冷却水泵，12.发动机，13.二号两位三通阀，14.一号两位三通阀，15.电机，16.电机冷却水泵，17.三号两位三通阀，19.电池包冷却风扇，20.电池包，21膨胀阀。

本发明提供了一套插电式混合动力汽车冷却系统。该系统能够克服现有的混合动力汽车冷却方案中的只针对混合动力汽车的某一动力部件或是混合动力汽车冷却系统中的某一部件做出的改进创新，或是在结构上做出优化，节省布置空间，或是降低了冷却系统中冷却介质的流动阻力减少能量消耗，或是针对电池做出温度控制，并没有同时考虑发动机、电机和电池等动力部件的温度控制，没有针对混合动力冷却系统的整体做出足够的设计说明等问题。该系统能够将发动机、电机、乘员舱以及电池的温度控制统一考虑在内，设计一套整体的冷却系统，将发动机、电机、乘员舱以及电池的冷却部件集成到一个系统中，统一控制所有冷却部件，同时利用冷却水管的连接，设计出四中不同的工作模式，能够满足在不影响发动机、电机正常工作的基础上，将发动机、电机和乘员舱在工作时的温度控制在一个合理的温度范围之内，通过对冷却系统冷却回路的选择、切换，使得发动机、电机在工作时散发的热量得到一定程度上的合理利用，将发动机冷启动时的启动温度适当提高，使得发动机启动过程更加高效稳定，降低了冷却系统的能量消耗，并且控制策略简单易行，适用于各种混合动力车型，在构型方面可根据实际车型的动力源部件数量、布置做出相应调整，还可根据实际车型不同动力部件的参数，对本冷却系统的控制策略进行调整，方便运用到不同的车型中。

一、参阅图2，本发明所述的插电式混合动力汽车冷却系统主要由发动机冷却循环单元、电机冷却循环单元、乘员舱取暖单元、乘员舱制冷单元、电池散热单元组成。

1、所述发动机冷却循环单元包括高温散热器3、风扇1，发动机水泵11、高温散热器3和二号两位三通阀13通过水管连接。发动机12工作时，冷却水管中的冷却液与发动机进行热交换，将发动机12散发出的热量吸收，冷却液温度升高，使得发动机温度保持在一定温度范围，发动机水泵11运转使得冷却液保持流动，冷却液流经高温散热器3，高温散热器3与冷却液进行热交换吸收冷却液中的热量，同时空气与高温散热器进行热交换，使得空气吸收高温散热器表面的热量，温度升高，风扇1运转吹动空气不断流经高温散热器3，不停吸收高温散热器3的热量。这样就实现了发动机12散发出的热量由冷却液吸收，再由高温散热器吸收冷却液的热量，最后由空气吸收高温散热器的热量。这样保证了发动机的工作温度范围始终保持在一个合理的温度范围内。

2、所述电机冷却循环单元包括电机水泵16、电机15、低温散热器2以及风扇1，电机水泵16、电机15、低温散热器2和两位三通阀17通过水管连接，风扇1通过自身电机带动。电机15工作时，冷却水管中的冷却液与电机进行热交换，将电机15散发出的热量吸收，冷却液温度升高，使得电机温度保持在一定温度范围，电机水泵16运转使得冷却液保持流动，冷却液流经低温散热器2，低温散热器2与冷却液进行热交换吸收冷却液中的热量，同时空气与低温散热器进行热交换，使得空气吸收低温散热器表面的热量，温度升高，风扇1运转吹动空气不断流经低温散热器2，不停吸收低温散热器2的热量。这样就实现了电机15散发出的热量由冷却液吸收，再由低温散热器吸收冷却液的热量，最后由空气吸收高温散热器的热量。这样保证了电机的工作温度范围始终保持在一个合理的温度范围内。

3、所述乘员舱取暖单元包括取暖阀门5、热交换器8、鼓风机10和PTC加热器9，取暖阀门5、热交换器8通过水管连接，并接入发动机冷却循环单元。当乘员舱需要供暖时，当发动机工作时，取暖阀门5、热交换器8、鼓风机10以及冷却水管q、e、h组成乘员舱取暖循环回路。此时采暖阀门5开启，发动机冷却循环中的冷却液流过采暖阀门5和热交换器8，冷却液已经从发动机处吸收了热量，此时热交换器8吸收冷却液中的热量，同时空气与热交换器8进行热交换，使得空气吸收热交换器表面热量，温度升高，鼓风机10转动吹动空气不断流经热交换器8，不停吸收热交换器8的热量，之后空气进入乘员舱，乘员舱与空气之间进行热交换，则乘员舱内温度升高，这样就实现了发动机12产生的热量由冷却液吸收，再由热交换器8吸收冷却液的热量，之后由空气吸收高温散热器的热量，最后空气进入乘员舱，乘员舱吸收空气的热量，温度升高，从而实现了乘员舱取暖的要求。

当发动机不工作时，此时不需要冷却水管的连接，取暖阀门5关闭，PTC加热器9工作产生热量，热交换器8吸收PTC加热器产生的热量，同时空气与热交换器8进行热交换，使得空气吸收热交换器表面热量，温度升高，鼓风机10转动吹动空气不断流经热交换器8，不停吸收热交换器8的热量，之后空气进入乘员舱，乘员舱与空气之间进行热交换，则乘员舱内温度升高，这样就实现了PTC加热器9产生的热量由热交换器8吸收，之后空气吸收高温散热器的热量，最后空气进入乘员舱，乘员舱吸收空气的热量，温度升高，从而实现了乘员舱取暖的要求。

4、所述乘员舱制冷单元包括压缩机7、冷凝器2、储液罐6、热交换器8、膨胀阀21以及鼓风机10，压缩机7、冷凝器2、储液罐6、热交换器8通过水管连接，压缩机7通过自身电机带动，鼓风机10通过自身电机带动。压缩机7、冷凝器2、储液罐6、热交换器8、膨胀阀21、鼓风机10以及冷却水管b、f、r、v组成乘员舱冷却循环回路。当乘员舱需要制冷时，压缩机7在自身电机带动下开始工作，驱使制冷剂在密封的空调系统中循环流动，压缩机7将气态制冷剂压缩成高温高压的制冷剂气体后排出压缩机。高温高压制冷剂气体经管路流入冷凝器2后，在冷凝器2内散热、降温,冷凝成高温高压的液态制冷剂流出。高温高压液态制冷剂经管路进入干燥储液罐6内，经过干燥、过滤后流进膨胀阀。高温高压液态制冷剂经膨胀阀21节流，状态发生急剧变化，变成低温低压的液态制冷剂。低温低压液态制冷剂立即进入热交换器8内，在热交换器8内吸收流经蒸发器的空气热量，使空气温度降低，鼓风机10运转吹动冷风进入乘员舱，产生制冷效果，制冷剂本身因吸收了热量而蒸发成低温低压的气态制冷剂。低温低压的气态制冷剂经管路被压缩机7吸入，进行压缩，进入下一个循环，只要压缩机连续工作，制冷剂就在空调系统中连续循环，产生制冷效果。

5、所述电池散热单元包括风扇19以及电池包20，风扇19通过自身电机带动，电池包采用风冷散热，冷却介质为空气。

当电池包20工作产生热量自身温度上升时，风扇19转动吹动空气不断流经电池包20，不停吸电池包20的热量。保证了电池包20的工作温度范围始终保持在一个合理的温度范围内。

6、该系统包括相应的连接管路和两位三通阀4、二号两位三通阀13、一号两位三通阀14、三号两位三通阀17，通过对各个阀的位置控制来实现对工作模式的切换，控制器18实现对两位三通阀4、二号两位三通阀13、一号两位三通阀14、三号两位三通阀17位置的控制。

参阅参阅图3到图6，本发明所述的插电式混合动力汽车冷却系统包括5种工作模式，分别是模式一：电机独立冷却模式，模式二：电机给发动机预热模式，模式三：发动机和电机独立冷却、发动机小循环冷却模式，模式四：发动机和电机独立冷却、发动机大循环冷却模式，模式五：发动机与电机串联冷却模式。

参阅图3，本发明所述的插电式混合动力汽车冷却系统模式一：电机独立冷却模式工作时，此时三号两位三通阀17连通冷却水管d冷却水管L，阀4连通冷却水管g与冷却水管s。二号两位三通阀13连通冷却水管p与冷却水管t，一号两位三通阀14连通冷却水管j与冷却水管p，电机水泵16工作带动冷却液流动，由电机冷却循环单元中电机水泵16、电机15、低温散热器2、三号两位三通阀17以及冷却水管a、d、L、m、n组成一个电机独立冷却回路。此时风扇1转动，电机独立散热。

参阅图4，本发明所述的插电式混合动力汽车冷却系统模式二：电机给发动机预热模式工作时，二号两位三通阀13连通冷却水管p与冷却水管t，一号两位三通阀14连通冷却水管o与冷却水管p，三号两位三通阀17连通冷却水管k与冷却水管L，阀4连通冷却水管c与冷却水管s，发动机水泵11和电机水泵16工作带动冷却液流动，由电机水泵16、电机15、一号两位三通阀14、阀门13、发动机12、发动机水泵11和三号两位三通阀17以及冷却水管h、i、k、L、m、n、o、p、t、u组成一个模式二中的电机给发动机预热的回路。此时可将电机散发出的热量利用冷却液的传递给发动机进行预热。

参阅图5，本发明所述的插电式混合动力汽车冷却系统模式三：发动机和电机独立冷却、发动机小循环冷却模式工作时，二号两位三通阀13连通冷却水管p与冷却水管t，一号两位三通阀14连通冷却水管j与冷却水管p，三号两位三通阀17连通冷却水管d与冷却水管L，阀4连通冷却水管c与冷却水管s，发动机水泵11和电机水泵16工作分别带动冷却液流动，由电机冷却循环单元中电机水泵16、电机15、低温散热器2、三号两位三通阀17以及冷却水管a、d、L、m、n组成一个电机独立冷却回路；由发动机水泵11、发动机12、二号两位三通阀13、一号两位三通阀14以及冷却水管h、i、j、p、t、u组成一个发动机独立小循环冷却回路。

参阅图6，本发明所述的插电式混合动力汽车冷却系统模式四：发动机和电机独立冷却、发动机大循环冷却模式工作时，阀4连通冷却水管g与冷却水管s，二号两位三通阀13连通冷却水管s与冷却水管t，三号两位三通阀17连通冷却水管k与冷却水管L，一号两位三通阀14连通冷却水管j与冷却水管p，发动机水泵11和电机水泵16工作分别带动冷却液流动，由电机冷却循环单元中的电机水泵16、电机15、低温散热器2、阀门4、二号两位三通阀13，由发动机冷却循环单元中的发动机12、发动机水泵11高温散热器3、三号两位三通阀17以及冷却水管a、d、L、m、n、g、h、u、t、s组成一个模式四中的发动机和电机独立冷却、发动机大循环冷却回路。风扇1工作，此时冷却液从电机出来之后的温度依然不高，可继续对发动机进行冷却。

参阅图7，本发明所述的插电式混合动力汽车冷却系统模式五：发动机与电机串联冷却模式工作时，此时阀4连通冷却水管c与冷却水管s，二号两位三通阀13连通冷却水管s与冷却水管t，三号两位三通阀17连通冷却水管k与冷却水管L，一号两位三通阀14连通冷却水管j与冷却水管p，发动机水泵11和电机水泵16工作带动冷却液流动，由电机水泵16、电机15、低温散热器2、阀门4、高温散热器3、二号两位三通阀13、发动机12、发动机水泵11和三号两位三通阀17以及冷却水管a、c、s、t、u、h、i、k、L、m、n组成一个模式五中的发动机和电机串联冷却模式的回路。风扇1工作，此时冷却液从电机出来之后的温度依然不高，可继续对发动机进行冷却。

参阅图8，本发明所述的插电式混合动力汽车冷却系统的乘员舱取暖单元工作时，当发动机工作时，乘员舱取暖单元利用发动机热量供暖时，此时取暖水阀5从常关状态下打开，发动机冷却循环中的冷却液流过采暖阀门5和热交换器8，冷却液已经从发动机处吸收了热量，此时热交换器8吸收冷却液中的热量，同时空气与热交换器8进行热交换，使得空气吸收热交换器表面热量，温度升高，鼓风机10转动吹动空气不断流经热交换器8，不停吸收热交换器8的热量，之后空气进入乘员舱，乘员舱与空气之间进行热交换，则乘员舱内温度升高，这样就实现了发动机12产生的热量由冷却液吸收，再由热交换器8吸收冷却液的热量，之后由空气吸收高温散热器的热量，最后空气进入乘员舱，乘员舱吸收空气的热量，温度升高，从而实现了乘员舱取暖的要求。此时由取暖阀门5、热交换器8、发动机12、发动机水泵 11以及冷却水管e、h、u组成循环回路。

参阅图9，本发明所述的插电式混合动力汽车冷却系统的乘员舱取暖单元工作时，当发动机不工作时，取暖阀门5关闭，PTC加热器9工作产生热量，热交换器8吸收PTC加热器产生的热量，同时空气与热交换器8进行热交换，使得空气吸收热交换器表面热量，温度升高，鼓风机10转动吹动空气不断流经热交换器8，不停吸收热交换器8的热量，之后空气进入乘员舱，乘员舱与空气之间进行热交换，则乘员舱内温度升高，这样就实现了PTC加热器9产生的热量由热交换器8吸收，之后空气吸收高温散热器的热量，最后空气进入乘员舱，乘员舱吸收空气的热量，温度升高，从而实现了乘员舱取暖的要求。

参阅图10，本发明所述的插电式混合动力汽车冷却系统的乘员舱制冷单元工作时，压缩机7在自身电机带动下开始工作，驱使制冷剂在密封的空调系统中循环流动，压缩机7将气态制冷剂压缩成高温高压的制冷剂气体后排出压缩机。高温高压制冷剂气体经管路流入冷凝器2后，在冷凝器2内散热、降温,冷凝成高温高压的液态制冷剂流出。高温高压液态制冷剂经管路进入干燥储液罐6内，经过干燥、过滤后流进膨胀阀。高温高压液态制冷剂经膨胀阀21节流，状态发生急剧变化，变成低温低压的液态制冷剂。低温低压液态制冷剂立即进入热交换器8内，在热交换器8内吸收流经蒸发器的空气热量，使空气温度降低，鼓风机10运转吹动冷风进入乘员舱，产生制冷效果，制冷剂本身因吸收了热量而蒸发成低温低压的气态制冷剂。低温低压的气态制冷剂经管路被压缩机7吸入，进行压缩，进入下一个循环，只要压缩机连续工作，制冷剂就在空调系统中连续循环，产生制冷效果。此时由压缩机7、冷凝器2、储液罐6、热交换器8、膨胀阀21、鼓风机10以及冷却水管b、f、r、v组成乘员舱冷却循环回路。

参阅图11插电式混合动力汽车冷却系统的系统流程框图，插电式混合动力汽车冷却系统的执行过程为：

1.插电式混合动力汽车启动后，控制器18检测电池包20的SOC(State of Charge),判断电池内所含电量的多少。当满足条件电池包内所含电量SOC大于汽车纯电动行驶所需要的最低电量要求SOCmin时,则汽车以纯电动形式行驶。当不满足条件电池包内所含电量SOC不大于汽车纯电动行驶所需要的最低电量要求SOCmin时,则汽车以混合动力模式即HEV模式行驶。

2.当汽车以纯电动模式行驶时，控制器18检测发动机温度TICE，当满足条件发动机温度TICE小于发动机可以正常启动的最低温度TICEmin时，控制器18根据检测得出的发动机温度TICE计算得出ΔTICE,这里ΔTICE=TICEmin-TICE，进而计算出利用汽车纯电动行驶时电机散发出的热量对发动机进行预热所需要消耗的电池包电量ΔSOC₀,同时计算出电池包实际的可用于汽车纯电动行驶的电量ΔSOC，这里ΔSOC=SOC-SOC_min，当满足条件电池包内所含实际电量大于利用汽车纯电动行驶时电机散发出的热量对发动机进行预热所需要消耗的电池包电量时，冷却系统以模式二即电机给发动机预热模式工作，此时二号两位三通阀13连通冷却水管p与冷却水管t，一号两位三通阀14连通冷却水管o与冷却水管p，三号两位三通阀17连通冷却水管k与冷却水管L，阀4连通冷却水管c与冷却水管s，发动机水泵11和电机水泵16工作带动冷却液流动，由电机水泵16、电机15、一号两位三通阀14、二号两位三通阀13、发动机12、发动机水泵11和三号两位三通阀17以及冷却水管h、i、k、L、m、n、o、p、t、u组成一个模式二中的电机给发动机预热的回路。此时可将电机散发出的热量利用冷却液的传递给发动机进行预热。此时当乘员舱需要供暖时，PTC加热器9工作产生热量，乘员舱取暖单元工作向乘员舱供暖；当乘员舱需要制冷时，乘员舱制冷单元工作对乘员舱制冷。

3.当汽车以纯电动模式行驶时，当满足条件发动机温度T_ICE小于发动机可以正常启动的最低温度TICEmin时，控制器18根据检测得出的发动机温度TICE计算得出ΔTICE,这里ΔTICE=TICEmin-TICE，进而计算出利用汽车纯电动行驶时电机散发出的热量对发动机进行预热所需要消耗的电池包电量ΔSOC₀,同时计算出电池包实际的可用于汽车纯电动行驶的电量ΔSOC，这里ΔSOC=SOC-SOC_min，当不满足条件电池包内所含实际电量小于利用汽车纯电动行驶时电机散发出的热量对发动机进行预热所需要消耗的电池包电量时，冷却系统以模式一即电机独立冷却模式工作，风扇1转动，此时三号两位三通阀17连通冷却水管d冷却水管L，阀4连通冷却水管g与冷却水管s。二号两位三通阀13连通冷却水管p与冷却水管t，一号两位三通阀14连通冷却水管j与冷却水管p，电机水泵16工作带动冷却液流动，由电机冷却循环单元中电机水泵16、电机15、低温散热器2、三号两位三通阀17以及冷却水管a、d、L、m、n组成一个电机独立冷却回路。此时风扇1转动，电机独立散热。此时当乘员舱需要供暖时，PTC加热器9工作产生热量，乘员舱取暖单元工作向乘员舱供暖；当乘员舱需要制冷时，乘员舱制冷单元工作对乘员舱制冷。

4. 当汽车以纯电动模式行驶时，控制器18检测发动机温度TICE，当不满足条件发动机温度TICE大于发动机可以正常启动的最低温度TICEmin时，冷却系统以模式一即电机独立冷却模式工作，风扇1转动，此时三号两位三通阀17连通冷却水管d冷却水管L，阀4连通冷却水管g与冷却水管s。二号两位三通阀13连通冷却水管p与冷却水管t，一号两位三通阀14连通冷却水管j与冷却水管p，电机水泵16工作带动冷却液流动，由电机冷却循环单元中电机水泵16、电机15、低温散热器2、三号两位三通阀17以及冷却水管a、d、L、m、n组成一个电机独立冷却回路。此时风扇1转动，电机独立散热。此时当乘员舱需要供暖时，PTC加热器9工作产生热量，乘员舱取暖单元工作向乘员舱供暖；当乘员舱需要制冷时，乘员舱制冷单元工作对乘员舱制冷。

5.当汽车以混合动力模式即HEV模式行驶时，控制器18检测发动机温度T_ICE，当满足条件发动机温度T_ICE小于发动机可以正常启动的最低温度TICEmin时，此时发动机是在工作状态，温度是在升高的，控制器18检测电机温度TM，当满足条件电机温度大于发动机温度时，冷却系统以模式二即电机给发动机预热模式工作，此时二号两位三通阀13连通冷却水管p与冷却水管t，一号两位三通阀14连通冷却水管o与冷却水管p，三号两位三通阀17连通冷却水管k与冷却水管L，阀4连通冷却水管c与冷却水管s，发动机水泵11和电机水泵16工作带动冷却液流动，由电机水泵16、电机15、一号两位三通阀14、二号两位三通阀13、发动机12、发动机水泵11和三号两位三通阀17以及冷却水管h、i、k、L、m、n、o、p、t、u组成一个模式二中的电机给发动机预热的回路。此时可将电机散发出的热量利用冷却液的传递给发动机进行预热。此时当乘员舱需要供暖时，PTC加热器9工作产生热量，乘员舱取暖单元工作向乘员舱供暖；当乘员舱需要制冷时，乘员舱制冷单元工作对乘员舱制冷。

6. 当汽车以混合动力模式即HEV模式行驶时，控制器18检测发动机温度T_ICE，当满足条件发动机温度T_ICE小于发动机可以正常启动的最低温度TICEmin时，控制器18检测电机温度TM，当不满足条件电机温度小于发动机温度时，冷却系统以模式三即发动机和电机独立冷却、发动机小循环冷却模式工作，此时风扇1工作。此时二号两位三通阀13连通冷却水管p与冷却水管t，一号两位三通阀14连通冷却水管j与冷却水管p，三号两位三通阀17连通冷却水管d与冷却水管L，阀4连通冷却水管c与冷却水管s，发动机水泵11和电机水泵16工作分别带动冷却液流动，由电机冷却循环单元中电机水泵16、电机15、低温散热器2、三号两位三通阀17以及冷却水管a、d、L、m、n组成一个电机独立冷却回路；由发动机水泵11、发动机12、二号两位三通阀13、一号两位三通阀14以及冷却水管h、i、j、p、t、u组成一个发动机独立小循环冷却回路。此时风扇1转动，电机独立散热，发动机小循环散热。此时当乘员舱需要供暖时，乘员舱取暖单元工作，利用发动机产生热量向乘员舱供暖；当乘员舱需要制冷时，乘员舱制冷单元工作对乘员舱制冷。

7. 当汽车以混合动力模式即HEV模式行驶时，控制器18检测发动机温度T_ICE，当不满足条件发动机温度T_ICE大于发动机可以正常启动的最低温度TICEmin时，继续判断，当满足条件发动机温度T_ICE大于发动机可以正常启动的最低温度TICEmin但小于发动机不需要大循环冷却的最高温度TICEmax时，控制器18检测电机温度TM，当满足条件电机温度小于电机不需要开启风扇进行冷却的最高温度TMmax时，冷却系统以模式三即发动机和电机独立冷却、发动机小循环冷却模式工作，此时风扇1不工作。此时二号两位三通阀13连通冷却水管p与冷却水管t，一号两位三通阀14连通冷却水管j与冷却水管p，三号两位三通阀17连通冷却水管d与冷却水管L，阀4连通冷却水管c与冷却水管s，发动机水泵11和电机水泵16工作分别带动冷却液流动，由电机冷却循环单元中电机水泵16、电机15、低温散热器2、三号两位三通阀17以及冷却水管a、d、L、m、n组成一个电机独立冷却回路；由发动机水泵11、发动机12、二号两位三通阀13、一号两位三通阀14以及冷却水管h、i、j、p、t、u组成一个发动机独立小循环冷却回路。此时风扇1不转动，电机独立散热，发动机小循环散热。此时当乘员舱需要供暖时，乘员舱取暖单元工作，利用发动机产生热量向乘员舱供暖；当乘员舱需要制冷时，乘员舱制冷单元工作对乘员舱制冷。

8. 当汽车以混合动力模式即HEV模式行驶时，控制器18检测发动机温度T_ICE，当不满足条件发动机温度T_ICE大于发动机可以正常启动的最低温度TICEmin时，继续判断，当满足条件发动机温度T_ICE大于发动机可以正常启动的最低温度TICEmin但小于发动机不需要大循环冷却的最高温度TICEmax时，控制器18检测电机温度TM，当不满足条件电机温度大于电机不需要开启风扇进行冷却的最高温度TMmax时，冷却系统以模式三即发动机和电机独立冷却、发动机小循环冷却模式工作，此时风扇1工作。此时二号两位三通阀13连通冷却水管p与冷却水管t，一号两位三通阀14连通冷却水管j与冷却水管p，三号两位三通阀17连通冷却水管d与冷却水管L，阀4连通冷却水管c与冷却水管s，发动机水泵11和电机水泵16工作分别带动冷却液流动，由电机冷却循环单元中电机水泵16、电机15、低温散热器2、三号两位三通阀17以及冷却水管a、d、L、m、n组成一个电机独立冷却回路；由发动机水泵11、发动机12、二号两位三通阀13、一号两位三通阀14以及冷却水管h、i、j、p、t、u组成一个发动机独立小循环冷却回路。此时风扇1转动，电机独立散热，发动机小循环散热。此时当乘员舱需要供暖时，乘员舱取暖单元工作，利用发动机产生热量向乘员舱供暖；当乘员舱需要制冷时，乘员舱制冷单元工作对乘员舱制冷。

9. 当汽车以混合动力模式即HEV模式行驶时，控制器18检测发动机温度T_ICE，当不满足条件发动机温度T_ICE大于发动机可以正常启动的最低温度TICEmin时，继续判断，当不满足条件发动机温度T_ICE大于发动机不需要大循环冷却的最高温度TICEmax时，控制器18检测电机温度TM，当满足条件电机温度小于电机不需要开启风扇进行冷却的最高温度TMmax时，冷却系统以模式五即发动机和电机串联冷却模式工作，此时风扇1工作。此时阀4连通冷却水管c与冷却水管s，二号两位三通阀13连通冷却水管s与冷却水管t，三号两位三通阀17连通冷却水管k与冷却水管L，一号两位三通阀14连通冷却水管j与冷却水管p，发动机水泵11和电机水泵16工作带动冷却液流动，由电机水泵16、电机15、低温散热器2、阀门4、高温散热器3、阀门13、发动机12、发动机水泵11和三号两位三通阀17以及冷却水管a、c、s、t、u、h、i、k、L、m、n组成一个模式五中的发动机和电机串联冷却模式的回路。风扇1工作，此时冷却液从电机出来之后的温度依然不高，可继续对发动机进行冷却。此时当乘员舱需要供暖时，乘员舱取暖单元工作，利用发动机产生热量向乘员舱供暖；当乘员舱需要制冷时，乘员舱制冷单元工作对乘员舱制冷。

10. 当汽车以混合动力模式即HEV模式行驶时，控制器18检测发动机温度T_ICE，当不满足条件发动机温度T_ICE大于发动机可以正常启动的最低温度TICEmin时，继续判断，当不满足条件发动机温度T_ICE大于发动机不需要大循环冷却的最高温度TICEmax时，控制器18检测电机温度TM，当不满足条件电机温度大于电机不需要开启风扇进行冷却的最高温度TMmax时，冷却系统以模式四即发动机和电机独立冷却、发动机大循环冷却模式工作，此时风扇1工作。此时阀4连通冷却水管g与冷却水管s，二号两位三通阀13连通冷却水管s与冷却水管t，三号两位三通阀17连通冷却水管k与冷却水管L，一号两位三通阀14连通冷却水管j与冷却水管p，发动机水泵11和电机水泵16工作分别带动冷却液流动，由电机冷却循环单元中的电机水泵16、电机15、低温散热器2、阀门4、二号两位三通阀13，由发动机冷却循环单元中的发动机12、发动机水泵11高温散热器3、三号两位三通阀17以及冷却水管a、d、L、m、n、g、h、u、t、s组成一个模式四中的发动机和电机独立冷却、发动机大循环冷却回路。风扇1工作，此时冷却液从电机出来之后的温度依然不高，可继续对发动机进行冷却。此时当乘员舱需要供暖时，乘员舱取暖单元工作，利用发动机产生热量向乘员舱供暖；当乘员舱需要制冷时，乘员舱制冷单元工作对乘员舱制冷。

11. 插电式混合动力汽车启动后，控制器18检测电池包20的温度TB，当满足条件电池包温度TB小于电池包不需要进行冷却的最高温度TBmax时，则风扇19不工作。当不满足条件电池包温度TB大于电池包不需要进行冷却的最高温度TBmax时，此时电池包20需要进行冷却，则风扇19工作，吹动空气对电池包进行冷却。

Claims (2)

1.一种插电式混合动力汽车冷却系统，其特征在于：在电机（15）上端的冷却水管上连接一号分支管路（22），一号分支管路（22）上安装有一号两位三通阀（14），一号分支管路（22）的另一端连接在二号两位三通阀（13）上，二号两位三通阀（13）安装在发动机（12）上端的管路上；电机（15）下端的电机冷却水泵（16）后面的管路上安装有三号两位三通阀（17），三号两位三通阀（17）通过三号分支管路（23）连接在发动机（12）下端的发动机冷却水泵（11）下面的管路上；一号两位三通阀（14）通过二号分支管路（24）与三号分支管路（23）连接。

2.根据权利要求1所述的插电式混合动力汽车冷却系统，其特征在于：由发动机冷却循环单元、电机冷却循环单元、乘员舱取暖单元、乘员舱制冷单元、电池散热单元组成；

a、发动机冷却循环单元包括高温散热器（3）、风扇（1），发动机水泵（11）和二号两位三通阀（13）通过水管连接；

b、电机冷却循环单元包括电机水泵（16）、电机（15）、低温散热器（2）以及风扇（1），电机水泵（16）、电机（15）、低温散热器（2）和两位三通阀（17）通过水管连接；

c、乘员舱取暖单元包括取暖阀门（5）、热交换器（8）、鼓风机（10）和PTC加热器（9），取暖阀门（5）、热交换器（8）通过水管连接，并接入发动机冷却循环单元；

d、乘员舱制冷单元包括压缩机（7）、冷凝器（2）、储液罐（6）、热交换器（8）、膨胀阀（21）以及鼓风机（10），压缩机（7）、冷凝器（2）、储液罐（6）、热交换器（8）通过水管连接，压缩机（7）通过自身电机带动，鼓风机（10）通过自身电机带动；

e、电池散热单元包括风扇（19）以及电池包（20），风扇（19）通过自身电机带动，电池包采用风冷散热，冷却介质为空气；

f、系统包括相应的连接管路和两位三通阀4、二号两位三通阀13、一号两位三通阀14、三号两位三通阀17，通过对各个阀的位置控制来实现对工作模式的切换，控制器18实现对两位三通阀4、二号两位三通阀13、一号两位三通阀14、三号两位三通阀17位置的控制。