CN113002269A - 混合动力汽车整车热管理系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了混合动力汽车整车热管理系统，设置空调补充制热回路；空调循环回路中设置电池换热器，电池换热器的换热器件设置在电池循环回路中；电机电控循环回路分别通过电机电控四通换向阀及暖风芯体三通阀与电池循环回路及空调补充制热回路连接；空调补充制热回路通过电池循环三通阀与电池循环回路连接；发动机循环回路通过两个PTC三通阀与空调补充制热回路连接。本发明还公开了该管理系统的控制方法。采用上述技术方案，实现各工况下发动机及电机电控热量的综合利用和能量的合理分配，提升了整车能量的利用率，进而降低了整车能耗，提高了整车续航里程，达到了优化混合动力汽车整车热管理方案的目的。

Description

混合动力汽车整车热管理系统及其控制方法
技术领域
本发明属于新能源汽车热量管理与控制的技术领域。更具体地，本发明涉及混合动力汽车整车热管理系统。本发明还涉及该热管理系统的控制方法。
背景技术
近年来，为了应对能源危机和环境污染问题，新能源汽车得到了大力发展，混合动力汽车作为其中一个方向被广泛应用。混合动力汽车由发动机和车载电池组共同提供动力系统，其中插电式混合动力汽车可以利用外界电源进行充电，具有较长的纯电动续驶里程，必要时可以在混合动力模式下工作，具有良好的燃油经济性。但是，由于零件多、结构布置复杂、行车过程中的工况变化大，使得混合动力汽车工作过程中，对散热系统要求较高。冬季纯电模式工作时电池和乘员舱经常采用PTC获得热量，则会导致续航里程大幅下降；总是采用纯发动机模式行驶利用发动机获得热量又不符合节能减排要求。
为改进现有技术方案下混合动力汽车热管理技术，本发明提出一种混合动力汽车整车热管理方案，用以优化整车热量分配，提高续航里程。
发明内容
本发明提供一种混合动力汽车整车热管理系统，其目的是优化整车热量分配和利用，提高续航里程。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的混合动力汽车整车热管理系统，包括空调循环回路、发动机循环回路、电机电控循环回路及电池循环回路；
所述的热管理系统设置空调补充制热回路；所述的空调循环回路中设置电池换热器，所述的电池换热器的换热器件设置在电池循环回路中；所述的电机电控循环回路分别通过电机电控四通换向阀及暖风芯体三通阀与电池循环回路及空调补充制热回路连接；所述的空调补充制热回路通过电池循环三通阀与电池循环回路连接；所述的发动机循环回路通过两个PTC三通阀与空调补充制热回路连接。
在所述的空调循环回路上设置压缩机、舱外换热器和舱内换热器，所述的压缩机通过空调四通换向阀连接到空调循环回路中。
在所述的舱外换热器一端的管路上设置并联连接的舱外换热截止阀和舱外换热电子膨胀阀。
在所述的舱内换热器一端的管路上设置并联连接的舱内换热截止阀和舱内换热电子膨胀阀。
在所述的电池换热器一端的管路上设置电池换热电子膨胀阀。
在所述的电池循环回路上设有电池、电池循环水泵；所述的电池循环三通阀设置在电池循环水泵与电池换热器之间的管路上。
在所述的空调补充制热回路上设置PTC、暖风芯体和暖风水泵；所述的暖风水泵的进口管路通过三通管路与电池循环三通阀连接；所述的两个PTC三通阀分别设置在PTC两端的管路上。
在所述的发动机循环回路上设置发动机和发动机高温散热器；在所述的发动机一端的管路上设置机械水泵。
在所述的电机电控循环回路上，从所述的电机电控四通换向阀开始，依次设置电机电控冷却水泵、DC/DC、电机、MCU(微控制器)和电机电控散热器。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的混合动力汽车整车热管理系统的控制方法，其技术方案是：所述的控制方法按以下模式进行热管理：
1、纯电驱动模式，其包括：乘员舱制冷：电池散热；电机电控散热；乘员舱制热；电池加热；
2、混合动力驱动模式，其包括：乘员舱制冷；电池散热；电机电控散热；发动机散热：电池加热；乘员舱制热；
3、纯发动机驱动模式，其包括：乘员舱制冷；发动机散热；乘员舱制热；
4、充电模式。
具体地：
一、在所述的纯电驱动模式下：
1、乘员舱制冷：
压缩机工作，冷媒经空调四通换向阀流向舱外换热器冷凝散热，舱外换热截止阀打开、舱外换热电子膨胀阀关闭，舱内换热截止阀关闭、舱内换热电子膨胀阀开启，冷媒在舱内换热器处蒸发吸热，经空调四通换向阀回到压缩机，完成循环，为乘员舱提供冷量；
2、电池散热：
压缩机工作，冷媒经空调四通换向阀流向舱外换热器冷凝散热，舱外换热截止阀打开、舱外换热电子膨胀阀关闭，电池换热电子膨胀阀开启，冷媒在电池换热器处蒸发吸热；电池循环水泵开启，循环介质经电池、电池换热器、电池循环三通阀，回到电池循环水泵完成循环，冷媒在电池换热器处蒸发吸热，吸收并带走电池产生的热量；
3、电机电控散热：
电机电控冷却水泵工作，循环介质经DC/DC、电机、MCU(微控制器)，并带走其产生的热量；循环介质在电机电控散热器处散热；循环介质再经过电机电控四通换向阀回到电机电控冷却水泵，完成循环；
4、乘员舱制热：
在热泵空调的合适温度范围内，压缩机工作，冷媒经空调四通换向阀流向舱内换热器冷凝散热，为乘员舱提供热量；舱内换热电子膨胀阀关闭、舱内换热截止阀开启、舱外换热电子膨胀阀打开、舱外换热截止阀开启，冷媒在舱外换热器处蒸发吸热，经空调四通换向阀回到压缩机，完成循环，为乘员舱提供热量；
由于发动机不工作，冬季外界温度过低，不在热泵空调的合适温度范围内，导致热泵空调工作效率大幅下降时，暖风水泵开启，循环介质经暖风芯体、暖风芯体三通阀、一个PTC三通阀、PTC、另一个PTC三通阀，回到暖风水泵完成循环；PTC开启，加热循环介质，为乘员舱提供热量。
5、电池加热：
在热泵空调的合适温度范围内，压缩机工作，冷媒经空调四通换向阀流向电池换热器冷凝散热，电池换热电子膨胀阀打开，舱外换热截止阀关闭、舱外换热电子膨胀阀打开，冷媒在舱外换热器处蒸发吸热，经空调四通换向阀回到压缩机；电池循环水泵开启，循环介质经电池、电池换热器、电池循环三通阀，回到电池循环水泵，完成循环；冷媒在电池换热器处冷凝散热，加热循环介质，为电池加热；
由于发动机不工作，冬季外界温度过低，不在热泵空调的合适温度范围内，导致热泵空调工作效率大幅下降时，电池循环水泵开启，循环介质经电池、电机电控四通换向阀、暖风芯体三通阀、一个PTC三通阀、PTC、另一个PTC三通阀、电池循环三通阀，回到电池循环水泵，完成循环；PTC开启，加热循环介质，为电池加热；
当电池电量低，使用PTC及热泵空调耗能严重时，电池循环水泵开启，循环介质经电池、电机电控四通换向阀、电机电控冷却水泵、DC/DC、电机、MCU(微控制器)、电机电控散热器、电机电控四通换向阀，暖风芯体三通阀、一个PTC三通阀、PTC、另一个PTC三通阀、电池循环三通阀，回到电池循环水泵，完成循环，PTC不开启，利用电机电控产生的热量加热循环介质，最终为电池加热。
二、在所述的混合动力驱动模式下：
1、乘员舱制冷：
压缩机工作，冷媒经空调四通换向阀流向舱外换热器冷凝散热，舱外换热截止阀打开、舱外换热电子膨胀阀关闭，舱内换热截止阀关闭、舱内换热电子膨胀阀开启，冷媒在舱内换热器处蒸发吸热，经空调四通换向阀回到压缩机，完成循环，为乘员舱提供冷量；
2、电池散热：
压缩机工作，冷媒经空调四通换向阀流向舱外换热器冷凝散热，舱外换热截止阀打开、舱外换热电子膨胀阀关闭，电池换热电子膨胀阀开启，冷媒在电池换热器处蒸发吸热；电池循环水泵开启，循环介质经电池、电池换热器、电池循环三通阀，回到电池循环水泵完成循环，冷媒在电池换热器处蒸发吸热，吸收并带走电池产生的热量；
3、电机电控散热：
电机电控冷却水泵工作，循环介质经DC/DC、电机、MCU(微控制器)，并带走其产生的热量；循环介质在电机电控散热器处散热；循环介质再经过电机电控四通换向阀回到电机电控冷却水泵，完成循环；
4、发动机散热：
发动机工作时，驱动机械水泵工作，循环介质经发动机高温散热器、发动机，回到机械水泵，完成循环，循环介质带出发动机的热量，在发动机高温散热器处散热；
5、电池加热：
电池温度低，导致放电容量低需加热时，电池循环水泵开启，循环介质经电池、电机电控四通换向阀、暖风芯体三通阀、一个PTC三通阀、发动机、机械水泵、另一个PTC三通阀、电池循环三通阀，回到电池循环水泵，完成循环，利用发动机产生的热量加热循环介质为电池加热；
如果发动机产生加热循环介质的热量过大，温度过高会对电池产生损伤时，电池循环水泵开启，循环介质经电池、电机电控四通换向阀、电机电控冷却水泵、DC/DC、电机、MCU(微控制器)、电机电控散热器、电机电控四通换向阀、暖风芯体三通阀、一个PTC三通阀、PTC、另一个PTC三通阀、电池循环三通阀，回到电池循环水泵，完成循环，PTC不开启，利用电机电控产生的热量加热循环介质，为电池加热。
6、乘员舱制热：
乘员舱有加热需求时，暖风水泵开启，循环介质经暖风芯体、暖风芯体三通阀、一个PTC三通阀、发动机、机械水泵、另一个PTC三通阀，回到暖风水泵，完成循环，利用发动机产生的热量加热循环介质，在暖风芯体处放热，为乘员舱提供热量。
三、在所述的纯发动机驱动模式下：
1、乘员舱制冷：
压缩机工作，冷媒经空调四通换向阀流向舱外换热器冷凝散热，舱外换热截止阀打开、舱外换热电子膨胀阀关闭，舱内换热截止阀关闭、舱内换热电子膨胀阀开启，冷媒在舱内换热器处蒸发吸热，经空调四通换向阀回到压缩机，完成循环，为乘员舱提供冷量；
2、发动机散热：
发动机工作时，驱动机械水泵工作，循环介质经发动机高温散热器、发动机，回到机械水泵，完成循环，循环介质带出发动机的热量，在发动机高温散热器处散热；
3、乘员舱制热：
乘员舱有加热需求时，暖风水泵开启，循环介质经暖风芯体、暖风芯体三通阀、一个PTC三通阀、发动机、机械水泵、另一个PTC三通阀，回到暖风水泵，完成循环，利用发动机产生的热量加热循环介质，在暖风芯体处放热，为乘员舱提供热量。
四、在充电模式下：
以纯电驱动模式处理乘员舱及电池热管理需求。
本发明采用上述技术方案，实现各工况下发动机及电机电控热量的综合利用和能量的合理分配，提升了整车能量的利用率，进而降低了整车能耗，提高了整车续航里程，达到了优化混合动力汽车整车热管理方案的目的。
附图说明
附图所示内容及图中标记的简要说明：
图1为本发明的混合动力汽车整车热管理系统结构示意图。
图中标记为：
1、PTC三通阀，2、暖风芯体三通阀，3、发动机，4、PTC，5、暖风芯体，6、机械水泵，7、PTC三通阀，8、暖风水泵，9、发动机高温散热器，10、空调四通换向阀，11、电池循环三通阀，12、电池循环水泵，13、压缩机，14、舱外换热器，15、舱内换热器，16、电池换热器(Chiller)，17、电池，18、电机电控散热器，19、舱外换热截止阀，20、舱外换热电子膨胀阀，21、舱内换热截止阀，22、舱内换热电子膨胀阀，23、电池换热电子膨胀阀，24、电机电控四通换向阀，25、MCU(微控制器，即电机控制器)，26、电机，27、DC/DC，28、电机电控冷却水泵。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1所示本发明的结构，为一种混合动力汽车整车热管理系统，包括空调循环回路、发动机循环回路、电机电控循环回路及电池循环回路。
为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现优化整车热量分配和利用，提高续航里程的发明目的，本发明采取的技术方案为：
如图1所示，本发明的混合动力汽车整车热管理系统设置空调补充制热回路；所述的空调循环回路中设置电池换热器16(Chiller)，所述的电池换热器16的换热器件设置在电池循环回路中；所述的电机电控循环回路分别通过电机电控四通换向阀24及暖风芯体三通阀2与电池循环回路及空调补充制热回路连接；所述的空调补充制热回路通过电池循环三通阀11与电池循环回路连接；所述的发动机循环回路通过PTC三通阀1、PTC三通阀7与空调补充制热回路连接。
以下对热管理系统的各组成部分进行具体分析：
一、空调循环回路：
在所述的空调循环回路上设置压缩机13、舱外换热器14和舱内换热器15，以及以上所述的电池换热器16(Chiller)；所述的压缩机13通过空调四通换向阀10连接到空调循环回路中。
具体地，所述的空调循环回路还包括以下结构：
在所述的舱外换热器14一端的管路上设置并联连接的舱外换热截止阀19和舱外换热电子膨胀阀20。
在所述的舱内换热器15一端的管路上设置并联连接的舱内换热截止阀21和舱内换热电子膨胀阀22。
在所述的电池换热器16一端的管路上设置电池换热电子膨胀阀23。
热泵空调工作时，通过空调四通换向阀10改变制冷剂流向，同时控制舱外换热截止阀19、舱内换热截止阀21与舱外换热电子膨胀阀20、舱内换热电子膨胀阀22、电池换热电子膨胀阀23开关，进而实现舱内降温或加热。
二、电池循环回路：
所述电池循环回路由三通阀、水泵、电池、电池换热器(Chiller)组成：
具体地，在所述的电池循环回路上设有电池17、电池循环水泵12；所述的电池循环三通阀11设置在电池循环水泵12与电池换热器16(Chiller)之间的管路上。
电池17工作时，通过三通阀变换及空调工作模式转变在Chiller处进行冷却或加热，或通过三通阀变换接入发动机回路利用发动机热量加热，或通过三通阀变换接入空调回路第二部分利用PTC获得热量加热，或通过四通阀及三通阀变换接入电机电控回路获得电机电控热量加热。
电池17工作时，通过电池循环三通阀11变换及空调工作模式转变在电池换热器16(Chiller)处进行冷却或加热；或通过三通阀变换接入发动机回路，利用发动机3的热量加热，或通过PTC三通阀1、暖风芯体三通阀2、PTC三通阀7、电池循环三通阀11变换接入空调补充制热回路，利用PTC获得热量加热；或通过电机电控四通换向阀24及PTC三通阀1、暖风芯体三通阀2、PTC三通阀7、电池循环三通阀11变换接入电机电控回路，获得电机、电控的热量进行加热。
三、空调补充制热回路：
所述的空调补充制热回路由PTC、三个三通阀、水泵、暖风芯体组成；乘员舱需求暖风时，可通过PTC加热提供热量，也可通过三通阀变换利用发动机循环回路获得热量。
具体地，在所述的空调补充制热回路上设置PTC4、暖风芯体5和暖风水泵8；所述的暖风水泵8的进口管路通过三通管路与电池循环三通阀11连接；所述的PTC三通阀1、PTC三通阀7分别设置在PTC4两端的管路上。
乘员舱需求暖风时，可通过PTC4加热提供热量，也可通过PTC三通阀1、暖风芯体三通阀2、PTC三通阀7变换接入发动机循环回路获得热量。
四、发动机循环回路：
所述发动机循环回路由发动机、机械水泵、高温散热器组成，发动机工作时带动机械水泵，循环介质在高温散热器处散热。
具体地，在所述的发动机循环回路上设置发动机3和发动机高温散热器9；在所述的发动机3一端的管路上设置机械水泵6。
发动机3工作时带动机械水泵6，循环介质在高温散热器9处散热。
五、电机电控循环回路：
所述电机电控循环回路由电机、MCU、DC/DC、电机电控散热器、四通阀、水泵组成。
具体地，在所述的电机电控循环回路上，从所述的电机电控四通换向阀24开始，依次设置电机电控冷却水泵28、DC/DC27、电机26、MCU25和电机电控散热器18。
在相关附件需求冷却时，通过电机电控散热器18进行冷却。
本发明以上所述三通阀的开度均可调节；截止阀控制管路通断；四通换向阀改变循环介质流向。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的混合动力汽车整车热管理系统的控制方法，其技术方案是：所述的控制方法按以下模式进行热管理：
纯电驱动模式，其包括：乘员舱制冷：电池散热；电机电控散热；乘员舱制热；电池加热；
混合动力驱动模式，其包括：乘员舱制冷；电池散热；电机电控散热；发动机散热：电池加热；乘员舱制热；
纯发动机驱动模式，其包括：乘员舱制冷；发动机散热；乘员舱制热；
充电模式，以纯电驱动模式处理乘员舱及电池热管理需求。
下面对各驱动或运行模式进行具体技术分析：
一、在所述的纯电驱动模式下：
1、乘员舱制冷：
压缩机13工作，冷媒经空调四通换向阀10流向舱外换热器14冷凝散热，舱外换热截止阀19打开、舱外换热电子膨胀阀20关闭，舱内换热截止阀21关闭、舱内换热电子膨胀阀22开启，冷媒在舱内换热器15处蒸发吸热，经空调四通换向阀10回到压缩机13，完成循环，为乘员舱提供冷量。
2、电池散热：
压缩机13工作，冷媒经空调四通换向阀10流向舱外换热器14冷凝散热，舱外换热截止阀19打开、舱外换热电子膨胀阀20关闭，电池换热电子膨胀阀23开启，冷媒在电池换热器16(Chiller)处蒸发吸热；电池循环水泵12开启，循环介质经电池17、电池换热器16(Chiller)、电池循环三通阀11，回到电池循环水泵12，完成循环，冷媒在电池换热器16(Chiller)处蒸发吸热，吸收并带走电池17产生的热量。
3、电机电控散热：
电机电控冷却水泵28工作，循环介质经DC/DC27、电机26、MCU25(微控制器，即电机控制器)，并带走其产生的热量；循环介质在电机电控散热器18处散热；循环介质再经过电机电控四通换向阀24回到电机电控冷却水泵28，完成循环。
4、乘员舱制热：
在热泵空调的合适温度范围内，压缩机13工作，冷媒经空调四通换向阀10流向舱内换热器15冷凝散热，为乘员舱提供热量；舱内换热电子膨胀阀22关闭、舱内换热截止阀21开启、舱外换热电子膨胀阀20打开、舱外换热截止阀19开启，冷媒在舱外换热器14处蒸发吸热，经空调四通换向阀10回到压缩机13，完成循环，为乘员舱提供热量。
由于发动机不工作，冬季外界温度过低，不在热泵空调的合适温度范围内，导致热泵空调工作效率大幅下降时，暖风水泵8开启，循环介质经暖风芯体5、暖风芯体三通阀2、PTC三通阀1、PTC4、PTC三通阀7，回到暖风水泵8完成循环；PTC4开启，加热循环介质，为乘员舱提供热量。
5、电池加热：
在热泵空调的合适温度范围内，压缩机13工作，冷媒经空调四通换向阀10流向电池换热器16(Chiller)冷凝散热，电池换热电子膨胀阀23打开，舱外换热截止阀19关闭、舱外换热电子膨胀阀20打开，冷媒在舱外换热器14处蒸发吸热，经空调四通换向阀10回到压缩机13；电池循环水泵12开启，循环介质经电池17、电池换热器16、电池循环三通阀11，回到电池循环水泵12，完成循环；冷媒在电池换热器16处冷凝散热，加热循环介质，为电池17加热。
由于发动机不工作，冬季外界温度过低，不在热泵空调的合适温度范围内，导致热泵空调工作效率大幅下降时，电池循环水泵12开启，循环介质经电池17、电机电控四通换向阀24、暖风芯体三通阀2、PTC三通阀1、PTC4、PTC三通阀7、电池循环三通阀11，回到电池循环水泵12，完成循环；PTC4开启，加热循环介质，为电池17加热。
当电池电量低，使用PTC及热泵空调耗能严重时，电池循环水泵12开启，循环介质经电池17、电机电控四通换向阀24、电机电控冷却水泵28、DC/DC27、电机26、MCU25(微控制器，即电机控制器)、电机电控散热器18、电机电控四通换向阀24，暖风芯体三通阀2、PTC三通阀1、PTC4、PTC三通阀7、电池循环三通阀11，回到电池循环水泵12，完成循环；PTC4不开启，利用电机电控产生的热量加热循环介质，最终为电池17加热。
二、在所述的混合动力驱动模式下：
1、乘员舱制冷，与纯电驱动模式下乘员舱制冷的工作方式相同：
压缩机13工作，冷媒经空调四通换向阀10流向舱外换热器14冷凝散热，舱外换热截止阀19打开、舱外换热电子膨胀阀20关闭，舱内换热截止阀21关闭、舱内换热电子膨胀阀22开启，冷媒在舱内换热器15处蒸发吸热，经空调四通换向阀10回到压缩机13，完成循环，为乘员舱提供冷量；
2、电池散热，与纯电驱动模式下的电池散热的工作方式相同。
压缩机13工作，冷媒经空调四通换向阀10流向舱外换热器14冷凝散热，舱外换热截止阀19打开、舱外换热电子膨胀阀20关闭，电池换热电子膨胀阀23开启，冷媒在电池换热器16处蒸发吸热；电池循环水泵12开启，循环介质经电池17、电池换热器16、电池循环三通阀11，回到电池循环水泵12完成循环，冷媒在电池换热器16处蒸发吸热，吸收并带走电池17产生的热量。
3、电机电控散热，与纯电驱动模式下电机电控散热的工作方式相同；
电机电控冷却水泵28工作，循环介质经DC/DC27、电机26、MCU25，并带走其产生的热量；循环介质在电机电控散热器18处散热；循环介质再经过电机电控四通换向阀24回到电机电控冷却水泵28，完成循环。
4、发动机散热：
发动机3工作时，驱动机械水泵6工作，循环介质经发动机高温散热器9、发动机3，回到机械水泵6，完成循环；循环介质带出发动机3的热量，在发动机高温散热器9处散热。
5、电池加热：
电池温度低，导致放电容量低需加热时，电池循环水泵12开启，循环介质经电池17、电机电控四通换向阀24、暖风芯体三通阀2、PTC三通阀1、发动机3、机械水泵6、PTC三通阀7、电池循环三通阀11，回到电池循环水泵12，完成循环；利用发动机3产生的热量加热循环介质，为电池17加热。
如果发动机3产生加热循环介质的热量过大，温度过高会对电池17产生损伤时，电池循环水泵12开启，循环介质经电池17、电机电控四通换向阀24、电机电控冷却水泵28、DC/DC27、电机26、MCU25(微控制器，即电机控制器)、电机电控散热器18、电机电控四通换向阀24、暖风芯体三通阀2、PTC三通阀1、PTC4、PTC三通阀7、电池循环三通阀11，回到电池循环水泵12，完成循环，PTC4不开启，利用电机电控产生的热量加热循环介质，为电池17加热。
6、乘员舱制热：
乘员舱有加热需求时，暖风水泵8开启，循环介质经暖风芯体5、暖风芯体三通阀2、PTC三通阀1、发动机3、机械水泵6、PTC三通阀7，回到暖风水泵8，完成循环，利用发动机3产生的热量加热循环介质，在暖风芯体5处放热，为乘员舱提供热量。
三、在所述的纯发动机驱动模式下：
乘员舱制冷、发动机散热及乘员舱制热，均与纯电驱动模式下的相应运行方式相同。
(三)、纯发动机模式：
1、乘员舱制冷，与纯电驱动模式下乘员舱制冷的工作方式相同：
压缩机13工作，冷媒经空调四通换向阀10流向舱外换热器14冷凝散热，舱外换热截止阀19打开、舱外换热电子膨胀阀20关闭，舱内换热截止阀21关闭、舱内换热电子膨胀阀22开启，冷媒在舱内换热器15处蒸发吸热，经空调四通换向阀10回到压缩机13，完成循环，为乘员舱提供冷量。
2、发动机散热，与混合动力驱动模式下发动机散热的工作方式相同：
发动机3工作时，驱动机械水泵6工作，循环介质经发动机高温散热器9、发动机3，回到机械水泵6，完成循环，循环介质带出发动机3的热量，在发动机高温散热器9处散热。
3、乘员舱制热，与混合动力驱动模式下乘员舱制热的工作方式相同：
乘员舱有加热需求时，暖风水泵8开启，循环介质经暖风芯体5、暖风芯体三通阀2、PTC三通阀1、发动机3、机械水泵6、PTC三通阀7，回到暖风水泵8，完成循环，利用发动机3产生的热量加热循环介质，在暖风芯体5处放热，为乘员舱提供热量。
四、在充电模式下：
以纯电驱动模式处理乘员舱及电池热管理需求。
本发明的上述技术方案综合考虑了各工况下发动机及电机电控热量的利用，实现了整车热量的综合利用及合理分配，进而降低了整车能耗，进而提高了整车续航里程及能量利用率，达到了优化混合动力汽车整车热管理方案的目的。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.混合动力汽车整车热管理系统，包括空调循环回路、发动机循环回路、电机电控循环回路及电池循环回路，其特征在于：所述的热管理系统设置空调补充制热回路；所述的空调循环回路中设置电池换热器(16)，所述的电池换热器(16)的换热器件设置在电池循环回路中；所述的电机电控循环回路分别通过电机电控四通换向阀(24)及暖风芯体三通阀(2)与电池循环回路及空调补充制热回路连接；所述的空调补充制热回路通过电池循环三通阀(11)与电池循环回路连接；所述的发动机循环回路通过两个PTC三通阀(1、7)与空调补充制热回路连接。
2.按照权利要求1所述的混合动力汽车整车热管理系统，其特征在于：在所述的空调循环回路上设置压缩机(13)、舱外换热器(14)和舱内换热器(15)，所述的压缩机(13)通过空调四通换向阀(10)连接到空调循环回路中。
3.按照权利要求2所述的混合动力汽车整车热管理系统，其特征在于：在所述的舱外换热器(14)一端的管路上设置并联连接的舱外换热截止阀(19)和舱外换热电子膨胀阀(20)。
4.按照权利要求2所述的混合动力汽车整车热管理系统，其特征在于：在所述的舱内换热器(15)一端的管路上设置并联连接的舱内换热截止阀(21)和舱内换热电子膨胀阀(22)。
5.按照权利要求2所述的混合动力汽车整车热管理系统，其特征在于：在所述的电池换热器(16)一端的管路上设置电池换热电子膨胀阀(23)。
6.按照权利要求1所述的混合动力汽车整车热管理系统，其特征在于：在所述的电池循环回路上设有电池(17)、电池循环水泵(12)；所述的电池循环三通阀(11)设置在电池循环水泵(12)与电池换热器(16)之间的管路上。
7.按照权利要求1所述的混合动力汽车整车热管理系统，其特征在于：在所述的空调补充制热回路上设置PTC(4)、暖风芯体(5)和暖风水泵(8)；所述的暖风水泵(8)的进口管路通过三通管路与电池循环三通阀(11)连接；所述的两个PTC三通阀(1、7)分别设置在PTC(4)两端的管路上。
8.按照权利要求1所述的混合动力汽车整车热管理系统，其特征在于：在所述的发动机循环回路上设置发动机(3)和发动机高温散热器(9)；在所述的发动机(3)一端的管路上设置机械水泵(6)。
9.按照权利要求1所述的混合动力汽车整车热管理系统，其特征在于：在所述的电机电控循环回路上，从所述的电机电控四通换向阀(24)开始，依次设置电机电控冷却水泵(28)、DC/DC(27)、电机(26)、MCU(25)和电机电控散热器(18)。
10.按照权利要求1至9中任一项所述的混合动力汽车整车热管理系统的控制方法，其特征在于：所述的控制方法按以下模式进行热管理：
纯电驱动模式，其包括：乘员舱制冷：电池散热；电机电控散热；乘员舱制热；电池加热；
混合动力驱动模式，其包括：乘员舱制冷；电池散热；电机电控散热；发动机散热：电池加热；乘员舱制热；
纯发动机驱动模式，其包括：乘员舱制冷；发动机散热；乘员舱制热；
充电模式。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113335021A (zh) * 2021-06-29 2021-09-03 东风汽车集团股份有限公司 一种增程式混合动力汽车余热回收式整车热管理系统
CN113459764A (zh) * 2021-07-09 2021-10-01 东风汽车集团股份有限公司 增程式混合动力汽车热管理系统及其控制方法
CN113650474A (zh) * 2021-08-27 2021-11-16 东风汽车集团股份有限公司 Hev混合动力汽车整车热管理系统及控制方法
CN114056047A (zh) * 2021-11-24 2022-02-18 奇瑞汽车股份有限公司 电动汽车的热管理系统及电动汽车
CN114368323A (zh) * 2022-01-04 2022-04-19 岚图汽车科技有限公司 汽车热管理系统及汽车
WO2023072032A1 (zh) * 2021-10-29 2023-05-04 比亚迪股份有限公司 热管理系统和具有其的车辆
CN117325612A (zh) * 2023-09-28 2024-01-02 山东理工大学 一种混合动力汽车热管理控制系统及方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160141680A1 (en) * 2014-11-14 2016-05-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
CN105667252A (zh) * 2016-03-24 2016-06-15 奇瑞汽车股份有限公司 车辆空调控制系统
CN106004338A (zh) * 2016-07-27 2016-10-12 宁波吉利汽车研究开发有限公司 汽车热管理系统及汽车
CN106004336A (zh) * 2016-07-05 2016-10-12 重庆长安汽车股份有限公司 一种混动汽车的整车热管理系统
CN107097664A (zh) * 2017-04-25 2017-08-29 上海思致汽车工程技术有限公司 一种智能化多回路电动汽车热管理系统
US20180029436A1 (en) * 2016-07-28 2018-02-01 Volta Air Technology Inc. Mobile Hybrid Electric Refrigeration System
CN107839433A (zh) * 2017-11-28 2018-03-27 中国第汽车股份有限公司 插电式混合动力汽车的整车热管理系统
CN107972445A (zh) * 2017-11-21 2018-05-01 重庆邮电大学 一种四驱混合动力汽车热管理系统及其控制方法
CN208263930U (zh) * 2018-03-30 2018-12-21 郑州宇通客车股份有限公司 混合动力汽车及其热管理系统
CN208559081U (zh) * 2018-05-21 2019-03-01 上海思致汽车工程技术有限公司 一种热泵型智能化多回路电动汽车热管理系统
CN109572365A (zh) * 2018-12-27 2019-04-05 重庆长安汽车股份有限公司 混合动力车型热管理系统
CN109649119A (zh) * 2018-12-23 2019-04-19 上海思致汽车工程技术有限公司 一种充分利用废热的新能源汽车整车热管理系统
US20200031250A1 (en) * 2018-07-25 2020-01-30 Nio Nextev Limited Vehicle thermal management system, vehicle thermal management method and vehicle

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160141680A1 (en) * 2014-11-14 2016-05-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
CN105667252A (zh) * 2016-03-24 2016-06-15 奇瑞汽车股份有限公司 车辆空调控制系统
CN106004336A (zh) * 2016-07-05 2016-10-12 重庆长安汽车股份有限公司 一种混动汽车的整车热管理系统
CN106004338A (zh) * 2016-07-27 2016-10-12 宁波吉利汽车研究开发有限公司 汽车热管理系统及汽车
US20180029436A1 (en) * 2016-07-28 2018-02-01 Volta Air Technology Inc. Mobile Hybrid Electric Refrigeration System
CN107097664A (zh) * 2017-04-25 2017-08-29 上海思致汽车工程技术有限公司 一种智能化多回路电动汽车热管理系统
CN107972445A (zh) * 2017-11-21 2018-05-01 重庆邮电大学 一种四驱混合动力汽车热管理系统及其控制方法
CN107839433A (zh) * 2017-11-28 2018-03-27 中国第汽车股份有限公司 插电式混合动力汽车的整车热管理系统
CN208263930U (zh) * 2018-03-30 2018-12-21 郑州宇通客车股份有限公司 混合动力汽车及其热管理系统
CN208559081U (zh) * 2018-05-21 2019-03-01 上海思致汽车工程技术有限公司 一种热泵型智能化多回路电动汽车热管理系统
US20200031250A1 (en) * 2018-07-25 2020-01-30 Nio Nextev Limited Vehicle thermal management system, vehicle thermal management method and vehicle
CN109649119A (zh) * 2018-12-23 2019-04-19 上海思致汽车工程技术有限公司 一种充分利用废热的新能源汽车整车热管理系统
CN109572365A (zh) * 2018-12-27 2019-04-05 重庆长安汽车股份有限公司 混合动力车型热管理系统

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113335021A (zh) * 2021-06-29 2021-09-03 东风汽车集团股份有限公司 一种增程式混合动力汽车余热回收式整车热管理系统
CN113335021B (zh) * 2021-06-29 2022-05-31 东风汽车集团股份有限公司 一种增程式混合动力汽车余热回收式整车热管理系统
CN113459764A (zh) * 2021-07-09 2021-10-01 东风汽车集团股份有限公司 增程式混合动力汽车热管理系统及其控制方法
CN113459764B (zh) * 2021-07-09 2022-08-30 东风汽车集团股份有限公司 增程式混合动力汽车热管理系统的控制方法
CN113650474A (zh) * 2021-08-27 2021-11-16 东风汽车集团股份有限公司 Hev混合动力汽车整车热管理系统及控制方法
CN113650474B (zh) * 2021-08-27 2023-05-16 东风汽车集团股份有限公司 Hev混合动力汽车整车热管理系统及控制方法
WO2023072032A1 (zh) * 2021-10-29 2023-05-04 比亚迪股份有限公司 热管理系统和具有其的车辆
CN114056047A (zh) * 2021-11-24 2022-02-18 奇瑞汽车股份有限公司 电动汽车的热管理系统及电动汽车
CN114056047B (zh) * 2021-11-24 2023-11-24 奇瑞汽车股份有限公司 电动汽车的热管理系统及电动汽车
CN114368323A (zh) * 2022-01-04 2022-04-19 岚图汽车科技有限公司 汽车热管理系统及汽车
CN114368323B (zh) * 2022-01-04 2023-10-13 岚图汽车科技有限公司 汽车热管理系统及汽车
CN117325612A (zh) * 2023-09-28 2024-01-02 山东理工大学 一种混合动力汽车热管理控制系统及方法

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