CN110126610A - 一种增程式混合动力冷却系统及冷却控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种增程式混合动力冷却系统和控制方法，冷却系统包括：电力系统冷却机构，电力系统冷却机构包括由第一水泵、电流逆变器、车载充电器、电机控制器、驱动电机、发电机及液气分离器依次连接所形成的第一流通循环通路，以及与液气分离器双向连接的第一补水箱。控制方法，包括：形成第一流通循环通路；将第一补水箱与液气分离器双向连接；形成第二流通循环通路；将第二补水箱设置于第二水泵入口处；形成第三流通循环通路；和将发动机与第一补水箱双向连接。本发明由于各个零部件布置和连接合理，达到优化简便的目的，可以使得零部件在工作环境最优的条件下运行，使得油电组合模式下发挥出各自的峰值性能，从而达到续航里程长的目的。

Description

一种增程式混合动力冷却系统及冷却控制方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种增程式混合动力冷却系统及冷却控制方法。

背景技术

空气污染已经成为当前影响人们生活的一个越来越重要的问题，大气中的有害物如NO_X、HC、CO和PM2.5等，对人体的伤害越来越引起人们的担心。在汽车保有量不断增加的今天，汽车尾气排放污染物成为人们都需要面对的难题和挑战。

目前纯电动汽车由于续航里程的原因，暂时无法全面取代传统燃油车，而混合动力汽车成为过渡车辆，特别是可外接插电混合动力车辆，它能满足纯电动、混合动力、纯发动机行驶的模式选择需求。增程式混合动力车辆，它是利用发动机给蓄电池充电，增加续航里程行驶的车辆，当车辆在纯电动模式下行驶，蓄电池的电量消耗低至一定值时，发动机会启动工作给蓄电池充电，满足用户持续行驶至下一个目的地充电，在发动机启动给蓄电池充电时，发动机保持在油耗和排放工况点的条件下运行。

由于可外接插电的增程式混合动力车型既含有纯电动汽车的三电系统，又含有传统动力的发动机系统。为了满足这一系列的运行零部件在合适的温度范围下工作，需要匹配一套合理的冷却系统。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种使得零部件在工作环境最优的条件下运行的增程式混合动力冷却系统。

本发明一个进一步的目的是要使得油电组合模式下发挥出各自的峰值性能，从而达到续航里程长的目的。

特别地，本发明提供了一种增程式混合动力冷却系统，包括：电力系统冷却机构，其中，

所述电力系统冷却机构包括：由第一水泵、电流逆变器、车载充电器、电机控制器、驱动电机、发电机及液气分离器依次连接所形成的第一流通循环通路，所述第一流通循环通路作为电力系统的冷却回路；以及

与所述液气分离器双向连接的第一补水箱，所述第一补水箱配置为向所述液气分离器补水并接收其排气。

可选地，所述电力系统冷却机构还包括：设置在所述液气分离器入口处的第一散热器，设置在所述发电机的出口处的第一三通阀，所述第一三通阀为具有一个入口和两个出口的单向三通阀，所述第一三通阀的入口与所述发电机的出口相连，所述第一三通阀的其中一个出口与所述液气分离器相连，另一个出口与所述第一散热器相连。

可选地，还包括电池包冷却机构，所述电池包冷却机构包括：由第二水泵、电池包、冷交换器和热交换器依次连接所形成的第二流通循环通路，所述第二流通循环通路配置为电池包的冷却回路；以及

设置于所述第二水泵入口处的第二补水箱，所述第二补水箱配置为向所述第二流通循环通路补水并接收其排气，所述第二补水箱的入口与所述冷交换器的出口相连，所述第二补水箱的出口与所述第二水泵的入口相连。

可选地，所述电池包冷却机构还包括与所述热交换器并联的第二散热器，所述第二散热器的出口与所述第二水泵的入口相连，所述冷交换器和热交换器之间设有第二三通阀，所述第二三通阀为具有一个入口和两个出口的单向三通阀，所述第二三通阀的入口与所述冷交换器的出口相连，所述第二三通阀的其中一个出口与所述热交换器相连，另一个出口与所述第二散热器相连。

可选地，还包括机械系统冷却机构，所述机械系统冷却机构包括：由第三水泵、加热器、空调和发动机依次连接所形成的第三流通循环通路，所述第三流通循环通路配置为机械系统的冷却回路；且所述发动机与所述第一补水箱双向连接。

可选地，所述空调与所述热交换器之间通过第三三通阀相连，所述第三三通阀为具有一个入口和两个出口的单向三通阀，所述第三三通阀的入口与所述空调的出口相连，所述第三三通阀的其中一个出口与热交换器相连，另一个出口与所述发动机相连。

可选地，所述第三三通阀与所述发动机之间通过第四三通阀相连，所述第四三通阀为具有一个入口和两个出口的单向三通阀，所述第四三通阀的入口与所述第三三通阀的另一个出口相连，所述第四三通阀的其中一个出口与所述发动机相连，另一个出口与所述第三水泵相连。

可选地，所述机械机构冷却系统还包括与所述发动机双向连接的第三散热器。

特别地，本发明还提供了一种增程式混合动力冷却控制方法，其中，电力系统冷却机构包括由第一水泵、电流逆变器、车载充电器、电机控制器、驱动电机、发电机及液气分离器依次连接形成第一流通循环通路，该方法包括第一步骤：

第一补水箱向液气分离器中补水，第一水泵从所述液气分离器中泵取冷却水用于流向第一流通循环通路中的电流逆变器、车载充电器、电机控制器、驱动电机、发电机；

若检测到发电机流出的冷却水温度过高，则控制冷却水进入第一散热器进行散热冷却；

控制所述第一散热器散热冷却后的冷却水进入液气分离器中进行液气分离，并将分离后的气体直接排至第一补水箱中，且经分离后的液体再次被第一水泵泵至第一流通循环通路中进行下一次循环。

可选地，电池包冷却机构包括由第二水泵、电池包、冷交换器和热交换器依次连接所形成的第二流通循环通路，该方法还包括第二步骤：

第二水泵从第二补水箱中泵取冷却水用于流向第二流通循环通路的电池包、冷交换器和热交换器；

若检测到经过冷交换器降温后的电池包温度仍过高，则控制冷却水进入第二散热器进行散热冷却；

控制所述第二散热器散热冷却后的冷却水再次被第二水泵泵至第二流通循环通路中进行下一次循环，直至电池包的温度降低后，控制冷却水流向热交换器进行冷却水的降温，再被第二水泵泵取；

可选地，该方法还包括第三步骤：第一补水箱直接向发动机补水，若经发动机的冷却水若水温过高，则控制经发动机的冷却水流入第三散热器进行散热冷却；

第三散热器进行散热冷却后的冷却水被第三水泵泵至第三流通循环通路中的加热器、空调；

可选地，机械系统冷却机构包括：由第三水泵、加热器、空调和发动机依次连接所形成的第三流通循环通路，该方法还包括第四步骤：

若检测到电池包温度降低，则控制由空调流出的冷却水进入热交换器中进行降温；

若发动机没有工作，则控制冷却水被第三水泵泵至第三流通循环通路中的加热器和空调；

若发动机工作，则控制冷却水进入发动机中进行降温；

若检测到由发动机流出的水温不高，则控制冷却水直接被第三水泵泵取，否则控制冷却水进入第三散热器进行散热冷却。

本发明的增程式混合动力冷却系统，由于各个零部件布置和连接合理，达到优化简便的目的，因此，可以使得零部件在工作环境最优的条件下运行，使得油电组合模式下发挥出各自的峰值性能，从而达到续航里程长的目的。

本发明的增程式混合动力冷却控制方法，能够避免零部件出现在恶劣的工况下运行，避开极端的工况，延长零部件的使用寿命，提高整车可靠性。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的增程式混合动力冷却系统的架构示意图；

图2是图1所示增程式混合动力冷却系统的电力系统冷却机构的工作流程图；

图3是图1所示增程式混合动力冷却系统的电池包冷却机构的工作流程图；

图4是图1所示增程式混合动力冷却系统的机械系统冷却机构的工作流程图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的增程式混合动力冷却系统的架构示意图。参见图1，本发明一个实施例提供了一种增程式混合动力冷却系统，包括：电力系统冷却机构、电池包冷却机构和机械系统冷却机构。

参见图1，电力系统冷却机构包括：第一流通循环通路以及第一补水箱和第一散热器，第一流通循环通路由第一水泵、电流逆变器、车载充电器、电机控制器、驱动电机、发电机及液气分离器依次连接形成，第一补水箱与液气分离器双向连接。发电机的出口处设有第一三通阀，所述第一三通阀为具有一个入口和两个出口的单向三通阀，所述第一三通阀的入口与所述发电机的出口相连，所述第一三通阀的其中一个出口与所述液气分离器相连，另一个出口与所述第一散热器相连。

图2是图1所示增程式混合动力冷却系统的电力系统冷却机构的工作流程图。参见图2，电力系统冷却机构的工作流程如下：第一补水箱向液气分离器中补水，第一水泵从液气分离器中的水中泵取冷却水用于流向第一流通循环通路，冷却水由第一水泵依次走向电流逆变器、车载充电器、电机控制器、驱动电机、发电机，若由发电机走出的冷却水温度过高，则第一三通阀将冷却水送至第一散热器进行散热冷却，然后再送入液气分离器中进行液气分离，经分离后的气体直接排至第一补水箱中，经分离后的液体再次被第一水泵泵至第一流通循环通路中进行下一次循环。

这样可以保证电力系统中的电流逆变器、车载充电器、电机控制器、驱动电机、发电机均可冷却散热，保证良好的工作环境。

参见图1，电池包冷却机构包括：第二流通循环通路以及第二补水箱和第二散热器，第二流通循环通路由第二水泵、电池包、冷交换器和热交换器依次连接形成，第二补水箱设置于第二水泵入口处，第二补水箱的入口与冷交换器的出口相连，第二补水箱的出口与第二水泵的入口相连。第二散热器与所述热交换器并联。所述冷交换器和热交换器之间设有第二三通阀，所述第二三通阀为具有一个入口和两个出口的单向三通阀，所述第二三通阀的入口与所述冷交换器的出口相连，所述第二三通阀的其中一个出口与所述热交换器相连，另一个出口与所述第二散热器相连。

图3是图1所示增程式混合动力冷却系统的电池包冷却机构的工作流程图。参见图3，电池包冷却机构的工作流程如下：第二水泵从第二补水箱泵取冷却水用于流向第二流通循环通路，冷却水由第二水泵依次走向电池包、冷交换器，若经过冷交换器降温后，电池包温度仍过高，则第二三通阀将冷却水送至第二散热器进行散热冷却，然后再被第二水泵泵至第二流通循环通路中进行下一次循环降温，直至电池包的温度降低后，冷却水走向热交换器进行冷却水的降温，再被第二水泵泵取，使得冷却水可循环多次使用。在此过程中，冷交换器及第二散热器排出的气体均排至第二补水箱中。

这样可以保证电池包可冷却散热，保证良好的工作环境。

参见图1，机械系统冷却机构包括：第三流通循环通路以及第一补水箱和第三散热器。第三流通循环通路由第三水泵、加热器、空调和发动机依次连接形成。第一补水箱与发动机双向连接。空调与热交换器之间通过第三三通阀相连，所述第三三通阀为具有一个入口和两个出口的单向三通阀，所述第三三通阀的入口与所述空调的出口相连，所述第三三通阀的其中一个出口与热交换器相连，另一个出口与所述发动机相连。第三三通阀与所述发动机之间通过第四三通阀相连，所述第四三通阀为具有一个入口和两个出口的单向三通阀，所述第四三通阀的入口与所述第三三通阀的另一个出口相连，所述第四三通阀的其中一个出口与所述发动机相连，另一个出口与所述第三水泵相连。第三散热器与发动机双向连接。

图4是图1所示增程式混合动力冷却系统的机械系统冷却机构的工作流程图。参见图4，机械系统冷却机构的工作流程如下：第一补水箱直接向发动机补水，同时，由发动机走出的水若水温过高，则可以经第三散热器进行散热冷却后，再被第三水泵泵至第三流通循环通路中，冷却水依次走向加热器、空调，此时若电池包温度降低后，可以利用热交换器降温冷却水，则第三三通阀将空调走出的冷却水送至热交换器中进行冷却水的降温，此时若电池包温度没有降低，则跳过热交换器降温冷却水的步骤，直接进行下一步。接着，如果发动机没有工作，则冷却水直接被第三水泵泵至第三流通循环通路中，即仅对加热器和空调进行降温；如果发动机工作，则可以通过第四三通阀将冷却水送至发动机中进行降温，若由发动机走出的水温不高，则可以直接被第三水泵之间泵取，否则需要经第三散热器进行散热冷却后再被第三水泵之间泵取。在此过程中，冷却水对发动机冷却后排出的气体可直接排至第一补水箱中。

本发明实施例中所采用的单向三通阀是指，冷却水在三通阀中仅有唯一一条通路，即有且只有其中一个出口可以与入口连通。

本发明的增程式混合动力冷却系统，由于各个零部件布置和连接合理，达到优化简便的目的，因此，可以使得零部件在工作环境最优的条件下运行，使得油电组合模式下发挥出各自的峰值性能，从而达到续航里程长的目的。

本发明可以使得车辆在各种运行工况下都能满足冷却性能要求。

本发明另一个实施例提供了一种增程式混合动力冷却控制方法，其中，包括以下步骤：

将第一水泵、电流逆变器、车载充电器、电机控制器、驱动电机、发电机及液气分离器依次连接形成第一流通循环通路；

将第一补水箱与所述液气分离器双向连接；

将第二水泵、电池包、冷交换器和热交换器依次连接形成第二流通循环通路；

将第二补水箱设置于所述第二水泵入口处；

将第三水泵、加热器、空调和发动机依次连接形成第三流通循环通路；和

将所述发动机与所述第一补水箱双向连接。

在另一个优选实施例中，还包括如下步骤：

将第一散热器分别与所述发电机和所述液气分离器连接；

将第二散热器与所述热交换器并联；和

将第三散热器与所述发动机双向连接。

本发明另一个实施例的冷却控制方法的工作流程与前述冷却系统的工作流程相同，在此不再赘述。

本发明的增程式混合动力冷却控制方法，能够避免零部件出现在恶劣的工况下运行，避开极端的工况，延长零部件的使用寿命，提高整车可靠性。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种增程式混合动力冷却系统，包括：电力系统冷却机构，其中，所述电力系统冷却机构包括：

由第一水泵、电流逆变器、车载充电器、电机控制器、驱动电机、发电机及液气分离器依次连接所形成的第一流通循环通路，所述第一流通循环通路作为电力系统的冷却回路；以及

与所述液气分离器双向连接的第一补水箱，所述第一补水箱配置为向所述液气分离器补水并接收其排气。

2.根据权利要求1所述的增程式混合动力冷却系统，其中，所述电力系统冷却机构还包括：设置在所述液气分离器入口处的第一散热器，设置在所述发电机的出口处的第一三通阀，所述第一三通阀为具有一个入口和两个出口的单向三通阀，所述第一三通阀的入口与所述发电机的出口相连，所述第一三通阀的其中一个出口与所述液气分离器相连，另一个出口与所述第一散热器相连。

3.根据权利要求2所述的增程式混合动力冷却系统，其中，还包括电池包冷却机构，所述电池包冷却机构包括：由第二水泵、电池包、冷交换器和热交换器依次连接所形成的第二流通循环通路，所述第二流通循环通路配置为电池包的冷却回路；以及

设置于所述第二水泵入口处的第二补水箱，所述第二补水箱配置为向所述第二流通循环通路补水并接收其排气，所述第二补水箱的入口与所述冷交换器的出口相连，所述第二补水箱的出口与所述第二水泵的入口相连。

4.根据权利要求3所述的增程式混合动力冷却系统，其中，所述电池包冷却机构还包括与所述热交换器并联的第二散热器，所述第二散热器的出口与所述第二水泵的入口相连，所述冷交换器和热交换器之间设有第二三通阀，所述第二三通阀为具有一个入口和两个出口的单向三通阀，所述第二三通阀的入口与所述冷交换器的出口相连，所述第二三通阀的其中一个出口与所述热交换器相连，另一个出口与所述第二散热器相连。

5.根据权利要求4所述的增程式混合动力冷却系统，其中，还包括机械系统冷却机构，所述机械系统冷却机构包括：由第三水泵、加热器、空调和发动机依次连接所形成的第三流通循环通路，所述第三流通循环通路配置为机械系统的冷却回路；且所述发动机与所述第一补水箱双向连接。

6.根据权利要求5所述的增程式混合动力冷却系统，其中，所述空调与所述热交换器之间通过第三三通阀相连，所述第三三通阀为具有一个入口和两个出口的单向三通阀，所述第三三通阀的入口与所述空调的出口相连，所述第三三通阀的其中一个出口与热交换器相连，另一个出口与所述发动机相连。

7.根据权利要求6所述的增程式混合动力冷却系统，其中，所述第三三通阀与所述发动机之间通过第四三通阀相连，所述第四三通阀为具有一个入口和两个出口的单向三通阀，所述第四三通阀的入口与所述第三三通阀的另一个出口相连，所述第四三通阀的其中一个出口与所述发动机相连，另一个出口与所述第三水泵相连。

8.根据权利要求7所述的增程式混合动力冷却系统，其中，所述机械机构冷却系统还包括与所述发动机双向连接的第三散热器。

9.一种增程式混合动力冷却控制方法，其中，电力系统冷却机构包括由第一水泵、电流逆变器、车载充电器、电机控制器、驱动电机、发电机及液气分离器依次连接形成第一流通循环通路，该方法包括第一步骤：

第一补水箱向液气分离器中补水，第一水泵从所述液气分离器中泵取冷却水用于流向第一流通循环通路中的电流逆变器、车载充电器、电机控制器、驱动电机、发电机；

若检测到发电机流出的冷却水温度过高，则控制冷却水进入第一散热器进行散热冷却；

控制所述第一散热器散热冷却后的冷却水进入液气分离器中进行液气分离，并将分离后的气体直接排至第一补水箱中，且经分离后的液体再次被第一水泵泵至第一流通循环通路中进行下一次循环。

10.根据权利要求9所述的增程式混合动力冷却控制方法，其中，电池包冷却机构包括由第二水泵、电池包、冷交换器和热交换器依次连接所形成的第二流通循环通路，该方法还包括第二步骤：

第二水泵从第二补水箱中泵取冷却水用于流向第二流通循环通路的电池包、冷交换器和热交换器；

若检测到经过冷交换器降温后的电池包温度仍过高，则控制冷却水进入第二散热器进行散热冷却；

控制所述第二散热器散热冷却后的冷却水再次被第二水泵泵至第二流通循环通路中进行下一次循环，直至电池包的温度降低后，控制冷却水流向热交换器进行冷却水的降温，再被第二水泵泵取；

可选地，该方法还包括第三步骤：第一补水箱直接向发动机补水，若经发动机的冷却水若水温过高，则控制经发动机的冷却水流入第三散热器进行散热冷却；

第三散热器进行散热冷却后的冷却水被第三水泵泵至第三流通循环通路中的加热器、空调；

可选地，机械系统冷却机构包括：由第三水泵、加热器、空调和发动机依次连接所形成的第三流通循环通路，该方法还包括第四步骤：

若检测到电池包温度降低，则控制由空调流出的冷却水进入热交换器中进行降温；

若发动机没有工作，则控制冷却水被第三水泵泵至第三流通循环通路中的加热器和空调；

若发动机工作，则控制冷却水进入发动机中进行降温；

若检测到由发动机流出的水温不高，则控制冷却水直接被第三水泵泵取，否则控制冷却水进入第三散热器进行散热冷却。