CN107989687A - 一种增程式电动车发动机进气冷却系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增程式电动车发动机进气冷却系统，包括：用于将进入其中的气体压缩成增压气体的增压器；用于对增压气体进行初步冷却的第一冷却装置；用于对增压气体进行二次冷却的第二冷却装置；用于持续获取增压气体的温度并发送给控制模块的温度传感器；温度传感器设置在发动机的进气管路上；控制模块用于判断增压气体的温度是否超过预设阈值；在超过预设阈值时，控制第二冷却装置处于工作状态；在不超过预设阈值时，控制第二冷却装置处于非工作状态。本发明还公开了一种增程式电动车发动机进气冷却控制方法。本发明能够最大程度消除环境温度对进气温度的影响、降低发动机油耗，提高发动机性能。

Description

一种增程式电动车发动机进气冷却系统及控制方法

技术领域

本发明涉及发动机领域，具体涉及一种增程式电动车发动机进气冷却系统及控制方法。

背景技术

目前随着国家油耗以及排放法规的不断加严，越来越多的主机厂投身于混合动力车型的开发来应对越来越严苛的油耗法规，电动汽车是一种串联式结构的混合动力汽车，既有电动汽车结构简单的特点，又弥补了当前电池能量密度不足的性能缺陷，成为当前混合动力汽车发展的主要方向之一，其应用越来越广泛。由于增程式电动汽车采用串联式结构，其主要能源是电能，备用能源是燃油，因此，增程式电动汽车的发动机工作工况与车速并无强相关性。

当增程式电动车搭载增压发动机时，由于低速状态下前端进风量不足，会引起进气冷却难以稳定控制、进气温度过高的问题，进而导致发动机油耗上升、性能大幅下降。在特殊工况下，特别是在高温环境下，还会伴随发动机抖动等状况。现有的进气冷却方案多采用传统车型的风冷或者水冷方案，但对风扇要求高，前端冷却模块尺寸大，不利于布置，且无法解决高温环境下进气温度高导致的发动机性能大幅降低的问题。

因此，有必要提供一种增程式电动车发动机进气冷却技术方案以解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种增程式电动车发动机进气冷却系统，具体技术方案如下所述：

一种增程式电动车发动机进气冷却系统，包括：

用于将进入其中的气体压缩成增压气体的增压器；

用于对所述增压气体进行初步冷却的第一冷却装置；

用于对所述增压气体进行二次冷却的第二冷却装置；

用于持续获取所述增压气体的温度并发送给控制模块的温度传感器；所述温度传感器设置在发动机的进气管路上；

所述控制模块用于判断所述增压气体的温度是否超过预设阈值；在超过预设阈值时，控制所述第二冷却装置处于工作状态；在不超过预设阈值时，控制所述第二冷却装置处于非工作状态。

进一步地，所述第一冷却装置为中冷器。

进一步地，所述第二冷却装置包括膨胀阀、激冷器和空调系统；

所述膨胀阀设置在所述激冷器上，所述膨胀阀与所述控制模块连接；

所述激冷器包括气侧和制冷侧，所述气侧的进口与所述第一冷却装置的出口连通，所述气侧的出口与所述发动机的进气管路连通，所述制冷侧与所述空调系统中的冷媒管路并联连接形成供制冷剂循环流通的回路；

所述空调系统具有空压机，所述空压机与所述控制模块连接。

进一步地，所述控制模块用于在所述进气温度超过预设阈值时，控制所述膨胀阀处于打开状态，控制所述空压机处于工作状态。

进一步地，所述控制模块用于在所述进气温度不超过预设阈值时，控制所述膨胀阀处于关闭状态，控制所述空压机处于非工作状态。

本发明还提供了一种增程式电动车发动机进气冷却控制方法，具体技术方案如下所述：

一种增程式电动车发动机进气冷却控制方法，包括如下步骤：

增压器将进入其中的气体压缩成增压气体；

第一冷却装置对所述增压气体进行初步冷却；

温度传感器持续获取所述增压气体的温度并发送给控制模块；所述温度传感器设置在发动机的进气管路上；

所述控制模块判断所述增压气体的温度是否超过预设阈值；

若超过所述预设阈值，则控制第二冷却装置处于工作状态；若不超过所述预设阈值，则控制所述第二冷却装置处于非工作状态。

进一步地，所述第一冷却装置为中冷器。

进一步地，所述第二冷却装置包括膨胀阀、激冷器和空调系统；

所述膨胀阀设置在所述激冷器上，所述膨胀阀与所述控制模块连接；

所述激冷器包括气侧和制冷侧，所述气侧的进口与所述第一冷却装置的出口连通，所述气侧的出口与所述发动机的进气管路连通，所述制冷侧与所述空调系统中的冷媒管路并联连接形成供制冷剂循环流通的回路；

所述空调系统具有空压机，所述空压机与所述控制模块连接。

进一步地，所述则控制所述第二冷却装置处于工作状态，包括：

控制所述膨胀阀处于打开状态，控制所述空压机处于工作状态。

进一步地，所述则控制所述第二冷却装置处于非工作状态，包括：

控制所述膨胀阀处于关闭状态，控制所述空压机处于非工作状态。

实施本发明具有以下有益效果：

1、本发明以第一冷却装置为主要散热点，当进气温度高于预设阈值后，使用第二冷却装置对进气进行辅助冷却，从而保证进气温度一直控制在合理的范围内，解决了特殊工况(例如高温环境)下发动机进气温度过高的问题，最大程度消除环境温度对进气温度的影响。

2、本发明可根据容置空间的大小形状适当缩小第一冷却装置的尺寸，有利于布置。

3、本发明通过将进气温度控制在较低水平，降低了发动机油耗、解决了特殊工况(例如高温环境)下，发动机抖动的问题。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是实施例1提供的增程式电动车发动机进气冷却系统的结构框图；

图2是实施例2提供的增程式电动车发动机进气冷却控制方法的流程图。

其中，1-增压器，2-第一冷却装置，3-第二冷却装置，31-激冷器，32-空调系统，4-温度传感器，5-发动机，6-控制模块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以使直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

图1是实施例1提供的增程式电动车发动机进气冷却系统的结构框图，为简化起见，仅示出了与文中所述的主题相关的那些元件，总体的增程式电动车发动机进气冷却系统可具有许多其他构造和可使用许多其他类型的装备。如图1所示，本实施例提供了一种增程式电动车发动机进气冷却系统，包括：

用于将进入其中的气体压缩成增压气体的增压器2；

优选地，所述增压器2为涡轮增压器2；

用于对所述增压气体进行初步冷却的第一冷却装置2；

用于对所述增压气体进行二次冷却的第二冷却装置3；

用于持续获取所述增压气体的温度并发送给控制模块5的温度传感器4；所述温度传感器4设置在发动机1的进气管路上；

所述控制模块5用于判断所述增压气体的温度是否超过预设阈值；在超过预设阈值时，控制所述第二冷却装置3处于工作状态；在不超过预设阈值时，控制所述第二冷却装置3处于非工作状态。

具体地，所述发动机1为机械增压发动机1或涡轮增压发动机1。

具体地，所述第一冷却装置2为中冷器，所述中冷器为风冷中冷器或水冷中冷器。

公知的是，风冷中冷器是利用外界空气对通过中冷器的增压气体进行冷却，其优点是整个冷却系统的组成部件少、结构简单、制造成本低，其缺点是冷却效率比水冷式中冷器低，一般需要较长的连接管路，空气通过阻力较大。因此，当所述发动机1为涡轮增压发动机1时，优选地，所述中冷器为风冷中冷器。

公知的是，水冷中冷器是利用循环冷却水对通过中冷器的空气进行冷却，其优点是冷却效率较高，而且安装位置比较灵活，无需使用很长的连接管路，使得整个进气管路更加顺畅。缺点是需要1个与发动机1冷却系统相对独立的循环水系统与之配合，整个系统的组成部件较多、结构复杂、制造成本较高。因此，当发动机1在车辆上中置、后置，或者发动机1为大排量发动机1时，优选地，所述中冷器为水冷中冷器。

具体地，所述第二冷却装置3包括膨胀阀、激冷器6和空调系统7；

所述膨胀阀设置在所述激冷器6上，所述膨胀阀与所述控制模块5连接；

所述激冷器6包括气侧和制冷侧，所述气侧的进口与所述第一冷却装置2的出口连通，所述气侧的出口与所述发动机1的进气管路连通，所述制冷侧与所述空调系统7中的冷媒管路并联连接形成供制冷剂循环流通的回路；

所述空调系统7具有空压机，所述空压机与所述控制模块5连接。

具体地，所述控制模块5用于在所述进气温度超过预设阈值时，控制所述膨胀阀处于打开状态，控制所述空压机处于工作状态。

具体地，所述控制模块5用于在所述进气温度不超过预设阈值时，控制所述膨胀阀处于关闭状态，控制所述空压机处于非工作状态。

增程式电动车发动机1进气冷却系统的各元件的连接关系如下所述：发动机1的排气侧与增压器2的涡轮进口相连，增压器2的压轮出口端与第一冷却装置2的进口相连，第一冷却装置2的出口与激冷器6的气侧进口连接，激冷器6的气侧出口与发动机1的进气气管连接，激冷器6的制冷侧并联在空调系统7中。温度传感器4设置在发动机1的进气气管上，膨胀阀设置在激冷器6上，温度传感器4、膨胀阀以及空压机均通过导线与控制模块5连接。

增程式电动车发动机1进气冷却系统的工作流程如下所述：发动机1排气侧排出的废气推动增压器2的涡轮进口的涡轮叶轮旋转，从而带动增压器2的压轮出口端的压气机叶轮转动；压气机叶轮把空气从进风口强制吸进，并经叶片的旋转压缩后，再进入管径越来越大的扩压通道流出形成增压气体；增压气体经过所述第一冷却装置2后温度降低、密度升高；冷却后的增压气体经所述第二冷却装置3和发动机1的进气管路进入汽缸，参与燃烧做工；燃烧后的废气从发动机1的排气侧排出进入涡轮，再次推动增压器2的涡轮进口的涡轮叶轮旋转。

本实施例具有以下有益效果：

1、本实施例以第一冷却装置为主要散热点，当进气温度高于预设阈值后，使用第二冷却装置对进气进行辅助冷却，从而保证进气温度一直控制在合理的范围内，解决了在高温环境下发动机进气温度过高的问题，最大程度消除环境温度对进气温度的影响。

2、本实施例可根据容置空间的大小形状适当缩小第一冷却装置的尺寸，有利于布置。

3、本实施例通过将进气温度控制在较低水平，降低了发动机油耗、解决了特殊工况(例如高温环境)下，发动机抖动的问题。

实施例2

图2是实施例2提供的增程式电动车发动机进气冷却控制方法的流程图，如图2所示，本实施例提供了一种增程式电动车发动机进气冷却控制方法，包括如下步骤：

S1：增压器2将进入其中的气体压缩成增压气体；

S2：第一冷却装置2对所述增压气体进行初步冷却；

S3：温度传感器4持续获取所述增压气体的温度并发送给控制模块5；所述温度传感器4设置在发动机1的进气管路上；

S4：所述控制模块5判断所述增压气体的温度是否超过预设阈值；

S5：若超过所述预设阈值，则控制第二冷却装置3处于工作状态；

S6：若不超过所述预设阈值，则控制所述第二冷却装置3处于非工作状态。

具体地，所述发动机1为机械增压发动机1或涡轮增压发动机1。

具体地，所述第一冷却装置2为中冷器，所述中冷器为风冷中冷器或水冷中冷器。

具体地，所述第二冷却装置3包括膨胀阀、激冷器6和空调系统7；

所述膨胀阀设置在所述激冷器6上，所述膨胀阀与所述控制模块5连接；

所述激冷器6包括气侧和制冷侧，所述气侧的进口与所述第一冷却装置2的出口连通，所述气侧的出口与所述发动机1的进气管路连通，所述制冷侧与所述空调系统7中的冷媒管路并联连接形成供制冷剂循环流通的回路；

所述空调系统7具有空压机，所述空压机与所述控制模块5连接。

具体地，所述则控制所述第二冷却装置3处于工作状态，包括：

控制所述膨胀阀处于打开状态，控制所述空压机处于工作状态。

具体地，所述则控制所述第二冷却装置3处于非工作状态，包括：

控制所述膨胀阀处于关闭状态，控制所述空压机处于非工作状态。

具体地，预设阈值的设定需要标定数据，平衡空调系统7的功耗；

在一个实施例中，所述预设阈值为45℃。当温度传感器4监测到的增压气体温度不超过45℃时，控制模块5控制激冷器6上的膨胀阀处于关闭状态，激冷器6不工作，只通过第一冷却装置2对增压气体进行冷却。当温度传感器4监测到的增压气体温度超过45℃时，控制模块5控制激冷器6上的膨胀阀处于打开状态，激冷器6工作，并且控制空压机处于工作状态，保证制冷剂在所述制冷侧与所述空调系统7中的冷媒管路并联连接形成的回路内循环流动。这时增压气体先通过第一冷却装置2进行冷却后再通过第二冷却装置3进行辅助冷却，从而将进气温度控制在较低水平。

在一个实施例中，所述预设阈值为50℃。当温度传感器4监测到的增压气体温度不超过50℃时，控制模块5控制激冷器6上的膨胀阀处于关闭状态，激冷器6不工作，只通过第一冷却装置2对增压气体进行冷却。当温度传感器4监测到的增压气体温度超过50℃时，控制模块5控制激冷器6上的膨胀阀处于打开状态，激冷器6工作，并且控制空压机处于工作状态，保证制冷剂在所述制冷侧与所述空调系统7中的冷媒管路并联连接形成的回路内循环流动。这时增压气体先通过第一冷却装置2进行冷却后再通过第二冷却装置3进行辅助冷却，从而将进气温度控制在较低水平。

本实施例具有以下有益效果：

1、本实施例以第一冷却装置为主要散热点，当进气温度高于预设阈值后，使用第二冷却装置对进气进行辅助冷却，从而保证进气温度一直控制在合理的范围内，解决了在高温环境下发动机进气温度过高的问题，最大程度消除环境温度对进气温度的影响。

2、本实施例可根据容置空间的大小形状适当缩小第一冷却装置的尺寸，有利于布置。

3、本实施例通过将进气温度控制在较低水平，降低了发动机油耗、解决了特殊工况(例如高温环境)下，发动机抖动的问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和变型。

Claims (10)

1.一种增程式电动车发动机进气冷却系统，其特征在于，包括：

用于将进入其中的气体压缩成增压气体的增压器(1)；

用于对所述增压气体进行初步冷却的第一冷却装置(2)；

用于对所述增压气体进行二次冷却的第二冷却装置(3)；

用于持续获取所述增压气体的温度并发送给控制模块(6)的温度传感器(4)；所述温度传感器(4)设置在发动机(5)的进气管路上；

所述控制模块(6)用于判断所述增压气体的温度是否超过预设阈值；在超过预设阈值时，控制所述第二冷却装置(3)处于工作状态；在不超过预设阈值时，控制所述第二冷却装置(3)处于非工作状态。

2.根据权利要求1所述的发动机进气冷却系统，其特征在于，所述第一冷却装置(2)为中冷器。

3.根据权利要求1所述的发动机进气冷却系统，其特征在于，所述第二冷却装置(3)包括膨胀阀、激冷器(31)和空调系统(32)；

所述膨胀阀设置在所述激冷器(31)上，所述膨胀阀与所述控制模块(6)连接；

所述激冷器(31)包括气侧和制冷侧，所述气侧的进口与所述第一冷却装置(2)的出口连通，所述气侧的出口与所述发动机(5)的进气管路连通，所述制冷侧与所述空调系统(32)中的冷媒管路并联连接形成供制冷剂循环流通的回路；

所述空调系统(32)具有空压机，所述空压机与所述控制模块(6)连接。

4.根据权利要求3所述的发动机进气冷却系统，其特征在于，所述控制模块(6)用于在所述进气温度超过预设阈值时，控制所述膨胀阀处于打开状态，控制所述空压机处于工作状态。

5.根据权利要求3所述的发动机进气冷却系统，其特征在于，所述控制模块(6)用于在所述进气温度不超过预设阈值时，控制所述膨胀阀处于关闭状态，控制所述空压机处于非工作状态。

6.一种增程式电动车发动机进气冷却控制方法，其特征在于，包括：

增压器(1)将进入其中的气体压缩成增压气体；

第一冷却装置(2)对所述增压气体进行初步冷却；

温度传感器(4)持续获取所述增压气体的温度并发送给控制模块(6)；所述温度传感器(4)设置在发动机(5)的进气管路上；

所述控制模块(6)判断所述增压气体的温度是否超过预设阈值；

若超过所述预设阈值，则控制第二冷却装置(3)处于工作状态；若不超过所述预设阈值，则控制所述第二冷却装置(3)处于非工作状态。

7.根据权利要求6所述的发动机进气冷却控制方法，其特征在于，所述第一冷却装置(2)为中冷器。

8.根据权利要求6所述的发动机进气冷却控制方法，其特征在于，所述第二冷却装置(3)包括膨胀阀、激冷器(31)和空调系统(32)；

所述膨胀阀设置在所述激冷器(31)上，所述膨胀阀与所述控制模块(6)连接；

所述激冷器(31)包括气侧和制冷侧，所述气侧的进口与所述第一冷却装置(2)的出口连通，所述气侧的出口与所述发动机(5)的进气管路连通，所述制冷侧与所述空调系统(32)中的冷媒管路并联连接形成供制冷剂循环流通的回路；

所述空调系统(32)具有空压机，所述空压机与所述控制模块(6)连接。

9.根据权利要求8所述的发动机进气冷却控制方法，其特征在于，所述则控制所述第二冷却装置(3)处于工作状态，包括：

控制所述膨胀阀处于打开状态，控制所述空压机处于工作状态。

10.根据权利要求8所述的发动机进气冷却控制方法，其特征在于，所述则控制所述第二冷却装置(3)处于非工作状态，包括：

控制所述膨胀阀处于关闭状态，控制所述空压机处于非工作状态。