CN106183786A - 用于混合动力系统的冷却循环系统、汽车 - Google Patents

Abstract

一种用于混合动力系统的冷却循环系统、汽车，混合动力系统中设有内燃机、电机；冷却循环系统包括并联的第一水泵和第二水泵；冷却循环系统包括：第一循环：冷却液从第一水泵流出，依次流经电机、内燃机后回到第一水泵；第二循环：冷却液从第二水泵流出，流经内燃机后回到第二水泵。本发明一方面将内燃机、电机置于同一冷却循环系统中，可以用电机产生的热量来预热内燃机，用内燃机产生的热量预热电机，使内燃机、电机都能在合适的温度下工作，同时能量能够得到充分利用；另一方面，可以根据内燃机、电机的需求选用具有不同流量的水泵，不需要因流量过大而需要加粗经过电机的冷却管道。

Description

用于混合动力系统的冷却循环系统、汽车

技术领域

本发明涉及车辆领域，具体涉及一种用于混合动力系统的冷却循环系统、汽车。

背景技术

混合动力车中，动力源包括内燃机和电机。为了确保内燃机和电机能够在适宜的温度下工作，混合动力车中通常配备有冷却循环系统，利用冷却液流过内燃机或电机的方式，将其工作时产生的热量散发出去。

其中，由于电机工作产生的热量相对于内燃机来说要少很多，因此用于冷却电机的冷却管道较细，而用于冷却内燃机的冷却管道则粗得多。

现有一种做法是将内燃机和电机分别置于两个冷却循环系统中，两个冷却循环系统各自独立工作，互不影响，导致内燃机产生的热量不能用于预热电机，同时，电机产生的热量也不能用于预热内燃机，造成能量的浪费。

还有一些做法是将内燃机和电机置于一个冷却循环系统中，此时水泵的流量应当满足内燃机的要求。但由于水泵的流量一般不可调，那么例如在纯电动模式下，将会有大流量的冷却液流经电机，导致流经电机的冷却管道需要加粗，从而提高了成本。如果保持冷却管道粗细不变，则可能需要考虑增加分流管道，在需要分流时控制分流管道打开、以对冷却液进行分流，当不需要分流时控制分流管道关闭。但这一方面，由于需要设置控制管道通断的控制阀，从而增加了设备成本；另一方面，由于需要控制器来控制管道的通断，从而也提高了控制复杂度和控制成本。

发明内容

本发明提供一种新的用于混合动力系统的冷却循环系统，在保证冷却管道粗细不变以及不增加设备和控制成本的前提下，将内燃机和电机置于同一冷却循环系统中，并实现热量的有效利用。

为解决上述问题，本发明提供一种用于混合动力系统的冷却循环系统，所述混合动力系统中设有内燃机、电机；所述冷却循环系统包括并联的第一水泵和第二水泵；所述冷却循环系统包括：第一循环：冷却液从所述第一水泵流出，依次流经所述电机、所述内燃机后回到所述第一水泵；第二循环：冷却液从所述第二水泵流出，流经所述内燃机后回到所述第二水泵。

可选的，第一水泵的流量小于第二水泵的流量。

可选的，所述冷却循环系统还包括第一散热器，位于所述第一循环中；所述第一循环中，流过所述电机的冷却液流经所述第一散热器后，回到所述第一水泵。

可选的，所述第一散热器的输出温度与所述电机的工作温度相适应。

可选的，所述第一散热器不位于所述第二循环中。

可选的，所述冷却循环系统还包括第二散热器，位于所述第二循环中；所述第二循环中，流过所述内燃机的冷却液流经所述第二散热器后，回到所述第二水泵。

可选的，所述第二散热器的输出温度与所述内燃机的工作温度相适应。

可选的，所述第二散热器还位于所述第一循环中；所述第一循环中，所述冷却液依次流经所述第二散热器、所述第一散热器后回到所述第一水泵。

可选的，第二循环在所述内燃机和所述第二水泵之间具有并联的第一支路和第二支路，所述冷却液流过所述内燃机后、流入第一支路或第二支路，然后回到所述第二水泵；所述第二散热器位于所述第一支路中；所述冷却循环系统还包括用于控制所述第一支路、第二支路的开闭的节温器，所述节温器用于所述内燃机刚启动或关闭时、控制所述第一支路关闭、第二支路打开。

可选的，第二循环在所述内燃机和所述第二水泵之间还包括第三支路，与所述第一支路、第二支路并联，所述冷却液流过所述内燃机后、还流入第三支路，然后回到所述第二水泵；所述第三支路中设有换热器，用于将冷却液中的热量传递给乘员舱。

可选的，所述混合动力系统还包括与所述电机连接的电机控制器和/或蓄电池，所述第一循环的冷却液还流经所述电机控制器和/或蓄电池。

可选的，所述第一循环中，冷却液流经电机控制器和/或蓄电池后、流向所述电机。

本发明还提供一种汽车，其包括上述任一项所述的冷却循环系统。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

冷却循环系统中设置并联的第一水泵和第二水泵，通过第一水泵控制第一循环的流量、用于冷却电机，第二水泵控制第二循环的流量、用于冷却内燃机。本发明一方面将内燃机、电机置于同一冷却循环系统中，可以用电机产生的热量来预热内燃机，用内燃机产生的热量预热电机，使内燃机、电机都能在合适的温度下工作，同时能量能够得到充分利用；另一方面，可以根据内燃机、电机的需求选用具有不同流量的水泵，不需要因流量过大而需要加粗经过电机的冷却管道。

附图说明

图1是本发明冷却循环系统的模块图一，其中示出了纯电动模式下的冷却液流向；

图2是本发明冷却循环系统的模块图二，其中示出了内燃机模式下的冷却液流向；

图3是本发明冷却循环系统的模块图三，其中示出了混合动力模式下的冷却液流向。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

本发明实施例提供一种用于混合动力系统的冷却循环系统，参照图1，混合动力系统中设有内燃机、电机，冷却循环系统包括并联的第一水泵和第二水泵。

冷却循环系统主要包括两个循环：

(1)第一循环：第一水泵打开、冷却液从第一水泵流出，依次流经电机、内燃机后回到第一水泵。也就是说，第一循环中，沿冷却液流动方向，第一水泵、电机、内燃机依次串联。

(2)第二循环：第二水泵打开、冷却液从第二水泵流出，流经内燃机后回到第二水泵。也就是说，在第二循环中，沿冷却液流动方向，第二水泵、内燃机依次串联。

使用时，根据汽车的工作模式来确定第一循环、第二循环的工作。本实施例中，纯电动模式下，打开第一水泵，运行第一循环；内燃机模式下，打开第二水泵，运行第二循环；混合动力模式下，打开第一水泵、第二水泵，运行第一循环和第二循环。

本实施例中，冷却循环系统中设置并联的第一水泵和第二水泵，通过第一水泵控制第一循环的流量、用于冷却电机，第二水泵控制第二循环的流量、用于冷却内燃机。本发明一方面将内燃机、电机置于同一冷却循环系统中，可以用电机产生的热量来预热内燃机，用内燃机产生的热量预热电机，使能量得到充分利用；另一方面，可以根据内燃机、电机的需求选用具有不同流量的水泵，不需要因流量过大而需要加粗经过电机的冷却管道。

由此，可以设置第一水泵的流量小于第二水泵的流量。

下面针对不同的运行模式对冷却循环系统的工作原理进行详细的说明。

纯电动模式下，如图1，电机作为动力源用于驱动车辆行驶，内燃机不工作，此时只需要对电机进行冷却散热，因此只需要运行第一循环。对应地，第一水泵工作，第二水泵不工作，第一循环运行时，冷却液的流动方向如图1中空心箭头所示。

此时，内燃机也处于第一循环中，虽然内燃机不工作，但冷却液还是流经内燃机。这样设置的好处在于，冷却液可以将电机产生的热量通过冷却液带给内燃机，并对内燃机进行预热。内燃机在低温下启动造成的磨损很厉害，主要是由于低温下内燃机内的机油会变得比较粘稠，润滑性变差，流动性也差，机油要一段时间才能到达内燃机需要润滑的部位，这段时间内燃机将处于干摩擦状态，磨损比较厉害。而预热可以提高内燃机内的机油温度，增强了其润滑性和流动性，以减少内燃机启动时的磨损。

如图1所示，对于电机作为动力源的动力系统，一般还设有向电机提供电能的蓄电池以及用于控制电机工作的PEU(电机控制器)。当电机工作时，这两个部件也在工作，也会产生热量。因此，本实施例将这蓄电池和PEU也设置在第一循环中，第一循环运行时，冷却液还流经蓄电池和PEU，用于冷却这两个部件。

具体地，在第一循环中，冷却液流经蓄电池、PEU后再流经电机和内燃机，因此，冷却液可以将蓄电池、PEU产生的热量也带给电机和内燃机，参与电机和内燃机的预热。也就是说，第一循环中，蓄电池、PEU串联地位于第一水泵和电机之间。在其他实施例中，蓄电池、PEU也可以串联在电机和内燃机之间，此时，蓄电池、PEU产生的热量将传递给内燃机，参与内燃机的预热，而不参与电机的预热。

内燃机模式下，如图2，内燃机作为动力源用于驱动车辆行驶，而电机不工作，此时只需要对内燃机进行冷却散热，因此只需要运行第二循环。对应地，第二水泵工作，第一水泵可以不工作，冷却液从第二水泵中流出，流动方向如图2中带阴影的箭头所示。

对于混合动力车而言，车辆启动时一般用电机驱动，等到车辆到达一定速度时，转由内燃机驱动。因此参照图2，图2中的空心虚线箭头表示，当电机关闭、内燃机刚启动时，此时可能还需要继续对内燃机进行预热，而电机还有剩余的热量，因此第一循环仍旧会持续短时间的运行。当内燃机启动完成后，不需要再对其预热，第一水泵停止工作，则第一循环关闭。

在其他实施例中，如果第一循环工作时已经给内燃机提供了足够的预热时间，内燃机的温度也达到了相应的温度，那么也可以设置当电机关闭后，马上关闭第一水泵，第一循环即停止运行。

进一步地，还可以设置在内燃机模式下，第一水泵也处于打开状态，第一循环也运行。这样的好处在于，当内燃机工作时，冷却液可以将内燃机产生的热量通过第一循环带给蓄电池、PEU以及电机。特别是在外界环境处于低温的情况下，可以使得电机等部件不会由于温度太低而导致其内部的电解质固化，造成电机在启动时的放电电流过小，导致启动困难。

在其他实施例中，在保证电机的运行温度时，也可以设置内燃机模式下，第一水泵关闭，第一循环停止运行。

混合动力模式下，如图3，电机和内燃机同时工作，那么同时需要对这两个动力源进行冷却散热，因此需要第一循环和第二循环一并运行。

其中，图3中空心箭头表示第一循环中冷却液的流动方向，带阴影的箭头表示第二循环中冷却液的流动方向。

进一步地，如图1-3，冷却循环系统中还包括第一散热器，位于第一循环中。第一循环中，流过电机的冷却液流经第一散热器后，回到第一水泵。当第一循环运行时，冷却液经过电机后，再经过第一散热器，然后再回到第一水泵中。通过第一散热器的散热作用，将冷却液冷却至适宜的温度，并进行再循环。

本实施例中，第一散热器的输出温度与电机的工作温度相适应，以保证电机处于合适的工作温度下，以维持其正常工作。

其中，沿第一循环中冷却液的流动方向，第一散热器可以串联于电机和第一水泵之间的任何位置，其可以同时位于第二循环中或不位于第二循环中。本实施例中，不将第一散热器放置在第二循环中。这是由于，内燃机的工作温度一般比电机的工作温度高很多，而第一散热器的输出温度与电机相适应，换言之则低于内燃机的工作温度，如果将第一散热器放置在第二循环中，则会降低第二循环的冷却液温度，进而影响内燃机的工作温度。

在其他实施例中，如果有其他措施来保证内燃机的工作温度，则第一散热器也可以同时位两个循环中，第一循环、第二循环中的冷却液都经过第一散热器；或者如果有其他措施来保证电机的工作温度，则第一散热器也可以同时位于两个循环中，此时则可以设置第一散热器的输出温度与内燃机的工作温度相适应。

进一步地，如图1-3，冷却循环系统中还包括第二散热器，位于第二循环中。第二循环中，流过内燃机的冷却液流经第二散热器后，回到第二水泵。当内燃机运行时，第二循环运行，内燃机产生的热量通过冷却液带至第二散热器，通过第二散热器的散热作用使得冷却液的温度降低，然后再回到第二水泵。

其中，第二散热器的输出温度与内燃机的工作温度相适应，以保证内燃机能够在适宜的温度下工作。

其中，沿第二循环中冷却液的流动方向，第二散热器可以串联地位于内燃机和第二水泵之间的任何位置。本实施例将第二散热器同时设于第一循环中，第一循环中的冷却液依次流经第二散热器、第一散热器后回到第一水泵。可见，第一循环、第二循环的冷却液都经过第二散热器。

在内燃机模式下，冷却液经过第二散热器后回到第二水泵，然后再循环经过内燃机，以保证内燃机的工作温度。

在纯电动模式或混合动力模式下，冷却液依次经过第二散热器、第一散热器后回到第一水泵，然后再循环经过电机，以保证电机的工作温度。特别在混合动力模式下，内燃机、电机同时工作，产生的热量较高，经过内燃机后的冷却液温度也较高，此时回流至第一水泵的冷却液依次经过第二散热器、第一散热器，可以提高散热效率，保证回到第一水泵的冷却液温度，进而保证电机的工作温度。

进一步地，如图1-3，沿冷却液流动方向，第二循环在内燃机和第二水泵之间具有并联的第一支路和第二支路，冷却液流过内燃机后、流入第一支路或第二支路，然后回到第二水泵。其中，第二散热器位于第一支路中，第二支路不流经第二散热器。

冷却循环系统还包括用于控制第一支路、第二支路的开闭的节温器，冷却液流过内燃机后流入第一支路或第二支路中。第一支路、第二支路具有共同的入口端，节温器位于第一支路、第二支路的共同入口端，以此通过一个节温器同时控制第一支路、第二支路的打开或关闭。在其他实施例中，也可以在第一支路、第二支路中分别设置节温器，通过各自的节温器来控制第一支路、第二支路的通断。

内燃机刚启动或关闭时，产生的热量较少，为保证再循环到达内燃机的冷却液的温度与内燃机的工作温度相适应，节温器控制第一支路关闭，第二支路打开，则冷却液依次流经内燃机、节温器后直接回到第二水泵，不流经第二散热器。此处，内燃机关闭，一般不包括内燃机正常运转一段时间，刚关闭、尚未停止转动的时刻，因为此时内燃机的温度仍然很高，需要对内燃机进行散热，节温器会使得冷却水流过第二散热器后再回到第二水泵(而不是直接流回第二水泵)，以防止内燃机温度过高。

如果内燃机处于正常运转状态，产生的热量较高，需要对内燃机进行散热，则节温器控制第一支路打开、第二支路关闭，则冷却液依次流经内燃机、节温器、第二散热器后回到第二水泵。

进一步地，如图1-3，沿冷却液流动方向，第二循环在内燃机和第二水泵之间还具有第三支路，第三支路与第一支路、第二支路并联，冷却液流过内燃机后、还流入第三支路，然后回到第二水泵。第三支路中设有换热器，用于将冷却液中的热量传递给乘员舱，以向乘员舱提供热量，实现乘员舱的供暖。可见，流经内燃机的冷却液中有一部分可以依次经过内燃机、换热器后回到第二水泵。此时冷却液中的热量可以是电机的，也可以是内燃机的。

本发明实施例还提供一种汽车，其包括上述任一项的冷却循环系统。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (13)

1.一种用于混合动力系统的冷却循环系统，所述混合动力系统中设有内燃机、电机；其特征在于，所述冷却循环系统包括并联的第一水泵和第二水泵；

所述冷却循环系统包括：

第一循环：冷却液从所述第一水泵流出，依次流经所述电机、所述内燃机后回到所述第一水泵；

第二循环：冷却液从所述第二水泵流出，流经所述内燃机后回到所述第二水泵。

2.如权利要求1所述的冷却循环系统，其特征在于，第一水泵的流量小于第二水泵的流量。

3.如权利要求1所述的冷却循环系统，其特征在于，所述冷却循环系统还包括第一散热器，位于所述第一循环中；

所述第一循环中，流过所述电机的冷却液流经所述第一散热器后，回到所述第一水泵。

4.如权利要求3所述的冷却循环系统，其特征在于，所述第一散热器的输出温度与所述电机的工作温度相适应。

5.如权利要求3所述的冷却循环系统，其特征在于，所述第一散热器不位于所述第二循环中。

6.如权利要求3所述的冷却循环系统，其特征在于，所述冷却循环系统还包括第二散热器，位于所述第二循环中；

所述第二循环中，流过所述内燃机的冷却液流经所述第二散热器后，回到所述第二水泵。

7.如权利要求6所述的冷却循环系统，其特征在于，所述第二散热器的输出温度与所述内燃机的工作温度相适应。

8.如权利要求6所述的冷却循环系统，其特征在于，所述第二散热器还位于所述第一循环中；

所述第一循环中，所述冷却液依次流经所述第二散热器、所述第一散热器后回到所述第一水泵。

9.如权利要求6所述的冷却循环系统，其特征在于，第二循环在所述内燃机和所述第二水泵之间具有并联的第一支路和第二支路，所述冷却液流过所述内燃机后、流入第一支路或第二支路，然后回到所述第二水泵；

所述第二散热器位于所述第一支路中；

所述冷却循环系统还包括用于控制所述第一支路、第二支路的开闭的节温器，所述节温器用于所述内燃机刚启动或关闭时、控制所述第一支路关闭、第二支路打开。

10.如权利要求9所述的冷却循环系统，其特征在于，第二循环在所述内燃机和所述第二水泵之间还包括第三支路，与所述第一支路、第二支路并联，所述冷却液流过所述内燃机后、还流入第三支路，然后回到所述第二水泵；

所述第三支路中设有换热器，用于将冷却液中的热量传递给乘员舱。

11.如权利要求1所述的冷却循环系统，其特征在于，所述混合动力系统还包括与所述电机连接的电机控制器和/或蓄电池，所述第一循环的冷却液还流经所述电机控制器和/或蓄电池。

12.如权利要求11所述的冷却循环系统，其特征在于，所述第一循环中，冷却液流经电机控制器和/或蓄电池后、流向所述电机。

13.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述的冷却循环系统。