CN113580905A - 插电式混合动力汽车的热管理系统及插电式混合动力汽车 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种插电式混合动力汽车的热管理系统及插电式混合动力汽车，属于汽车热管理技术领域。所述系统包括第一换热器、第一加热回路和第一散热回路；第一换热器包括壳体和换热管，壳体的内部中空，换热管位于壳体的内部；第一加热回路连通换热管和动力电池，第一加热回路上设置有第一阀体和第一泵体，第一加热回路适于通过第一溶剂为动力电池加热；第一散热回路连通壳体的内部和变速器，第一散热回路上设置有第二阀体，第一散热回路适于通过第二溶剂为变速器散热并为换热管加热。该系统既可以解决动力电池由于低温而可能出现的电量衰减严重的问题，又可以提高插电式混合动力汽车的电力续航里程。

Description

插电式混合动力汽车的热管理系统及插电式混合动力汽车
技术领域
本申请涉及汽车热管理技术领域，特别涉及一种插电式混合动力汽车的热管理系统及插电式混合动力汽车。
背景技术
随着石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，插电式混合动力汽车正在慢慢取代传统的燃油汽车。插电式混合动力汽车(PHEV)综合了纯电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)的优点，既可实现纯电动、零排放行驶，也能通过混动模式增加车辆的续驶里程。然而，当插电式混合动力汽车所处的温度较低时，低温会导致动力电池的电量衰减严重，特别是当温度过低时，还可能导致动力电池失效。
相关技术中，当插电式混合动力汽车所处的温度较低时，一般还是先开启动力电池，通过动力电池为电机供电，使得电机工作，进而驱动位于动力电池外部的加热组件产热，以提升动力电池所处的环境温度。
然而，相关技术仍需要在低温状态下启动动力电池后，再提升其所处的环境温度，难以保证动力电池在启动状态下不会出现电量衰减严重的问题；同时，由于加热组件产热也会大量消耗动力电池的电量，因而设置加热组件会影响到插电式混合动力汽车的电力续航里程。
发明内容
鉴于此，本申请提供一种插电式混合动力汽车的热管理系统，既可以解决动力电池由于低温而可能出现的电量衰减严重的问题，又可以提高插电式混合动力汽车的电力续航里程。
具体而言，包括以下的技术方案：
一方面，本申请实施例提供了一种插电式混合动力汽车的热管理系统，所述系统包括第一加热回路和第一散热回路；
所述第一换热器包括壳体和换热管，所述壳体的内部中空，所述换热管位于所述壳体的内部；
所述第一加热回路连通所述换热管和动力电池，所述第一加热回路上设置有第一阀体和第一泵体，所述第一加热回路适于通过第一溶剂为所述动力电池加热；
所述第一散热回路连通所述壳体的内部和变速器，所述第一散热回路上设置有第二阀体，所述第一散热回路适于通过第二溶剂为所述变速器散热并为所述换热管加热。
在一些实施例中，所述第一加热回路上还设置有第二换热器；
所述第二换热器位于所述动力电池和所述第一阀体之间，并适于为所述动力电池散热。
在一些实施例中，所述第一加热回路上还设置有第一三通、第二三通和溶剂存储箱；
所述第一三通位于所述第一换热器和第一泵体之间，所述第二三通位于所述第一换热器和所述动力电池之间，所述溶剂存储箱位于所述第一三通和所述第二三通之间，并适于容纳所述第一溶剂。
在一些实施例中，所述第一散热回路还设置有第三阀体；
所述第三阀体位于所述变速器与所述第二阀体之间。
在一些实施例中，所述系统还包括第二加热回路和第二散热回路；
所述第二加热回路上设置有所述变速器和所述第三阀体，所述第二加热回路适于为所述变速器加热；
所述第二散热回路连通所述变速器和所述油冷器，所述第二散热回路上设置有所述第三阀体，所述第二散热回路适于为所述变速器散热。
在一些实施例中，所述第二散热回路上还设置有风扇；
所述风扇位于所述油冷器的一侧。
在一些实施例中，所述系统还包括第三加热回路；
所述第三加热回路连通发动机、空调系统和热敏电阻，所述第三加热回路上设置有第二泵体和第四阀体，所述第三加热回路适于通过第三溶剂为所述空调系统进行加热；其中，所述热敏电阻与所述动力电池电连接。
在一些实施例中，所述系统还包括：第四加热回路；
所述第四加热回路连通所述热敏电阻和所述空调系统，所述第四加热电路上设置有第五阀体和第三泵体，所述第四加热回路适于通过第四溶剂为所述空调系统加热。
在一些实施例中，所述第一溶剂、所述第三溶剂和所述第四溶剂为防冻液，所述第二溶剂为油。
另一方面，本申请实施例还提供了一种插电式混合动力汽车，所述插电式混合动力汽车包括如上述一方面插电式混合动力汽车的热管理系统。
本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
当需要在低温状态下需要驾乘插电式混合动力汽车时，驾驶人员可以先驱动变速器运行，使得变速器在运行过程中产热；当变速器的温度升至预设值时，通过开启第二阀体、第一泵体和第一阀体，一方面，使得第一散热回路连通，进而使得位于第一散热回路内的第二溶剂可以流入到第一换热器的壳体的内部；另一方面，使得位于第一加热回路内的第一溶剂可以进入到换热管内，由于换热管位于壳体的内部，因而第二溶剂的热量可以通过换热管传递给位于换热管内的第一溶剂，使得第一溶剂升温，即实现热量交换，进而升温后的第一溶剂可以将携带的热量传递给位于同一回路中的动力电池，使得动力电池获得热量而升温。
因此，本申请实施例提供的插电式混合动力汽车的热管理系统可以在不启动动力电池的前提下，利用变速器的余热为动力电池进行加热，不仅避免了动力电池由于低温而可能出现的电量衰减严重的问题，而且提高了插电式混合动力汽车的电力续航里程。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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他的附图。
图1为本申请实施例提供插电式混合动力汽车的热管理系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供插电式混合动力汽车的热管理系统中第一加热回路、第一散热回路、第二加热回路、第二散热回路、第三加热回路和第四加热回路结构示意图；
图3为本申请实施例提供插电式混合动力汽车的热管理系统中散热回路和冷却回路的结构示意图。
图中的附图标记分别表示为：
01-第一加热回路，02-第一散热回路，03-第二加热回路，04-第二散热回路，05-第三加热回路，06-第四加热回路，1-动力电池，2-第一换热器，201-换热管，202-进口端，203-出口端，204-壳体，3-第一阀体，4-第一泵体，5-变速器，6-第二阀体，7-第二换热器，8-溶剂存储箱，9-第三阀体，10-油冷器，11-风扇，12-空调系统，13-发动机，14-第二泵体，15-第四阀体，16-热敏电阻，17汽油节温器，18-第五阀体，19-第三泵体，20-制冷压缩机，21-冷凝器，22第六阀体。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例中所涉及的方位名词，如“上”、“下”、“侧”等，一般以图1中所示方位的相对关系为基准，且采用这些方位名词仅仅是为了更清楚地描述结构和结构之间的关系，并不是为了描述绝对的方位。在产品以不同姿态摆放时，方位可能发生变化，例如“上”、“下”可能互换。
为使本申请的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
目前，插电式混合动力汽车正在慢慢取代传统的燃油汽车。插电式混合动力汽车PHEV综合了纯电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)的优点，既可实现纯电动、零排放行驶，也能通过混动模式增加车辆的续驶里程。然而，当插电式混合动力汽车所处的温度较低时，低温会导致动力电池的电量衰减严重，特别是当温度过低时，还可能导致动力电池失效。
相关技术中，当插电式混合动力汽车所处的温度较低时，一般还是先开启动力电池，通过动力电池为电机供电，使得电机工作，进而驱动位于动力电池外部的加热组件产热，以提升动力电池所处的环境温度。
然而，相关技术仍需要在低温状态下启动动力电池后，再提升其所处的环境温度，难以保证动力电池在启动状态下不会出现电量衰减严重的问题；同时，由于加热组件产热也会大量消耗动力电池的电量，因而设置加热组件会影响到插电式混合动力汽车的电力续航里程。
为了解决相关技术中存在的问题，本申请实施例提供了一种插电式混合动力汽车的热管理系统，其结构示意图如图2所示。
参见图2，第一换热器2包括壳体204和换热管201，壳体204的内部中空，换热管201位于壳体204的内部；
第一加热回路01连通换热管201和动力电池1，第一加热回路01上设置有第一阀体3和第一泵体4，第一加热回路01适于通过第一溶剂为动力电池1加热；
第一散热回路02连通壳体204的内部和变速器5，第一散热回路02上设置有第二阀体6，第一散热回路02适于通过第二溶剂为变速器5散热并为换热管201加热。
本申请实施例提供的插电式混合动力汽车的热管理系统的工作原理为：
参见图1，当需要在低温状态下需要驾乘插电式混合动力汽车时，驾驶人员可以先驱动变速器5运行，使得变速器5在运行过程中产热；当变速器5的温度升至预设值时，通过开启第二阀体6、第一泵体4和第一阀体3，一方面，使得第一散热回路02连通，进而使得位于第一散热回路02内的第二溶剂可以、流入第一换热器2的壳体204的内部；另一方面，使得位于第一加热回路01内的第一溶剂可以进入到换热管201内，由于换热管201位于第一换热器2的内部，因而第二溶剂的热量可以通过换热管201传递给位于换热管201内的第一溶剂，使得第一溶剂升温，即实现热量交换，进而升温后的第一溶剂可以将携带的热量传递给位于同一回路中的动力电池1，使得动力电池1获得热量而升温。
因此，本申请实施例提供的插电式混合动力汽车的热管理系统，可以在不启动动力电池1的前提下，利用变速器5的余热为动力电池1进行加热，不仅避免了动力电池1由于低温而可能出现的电量衰减严重的问题，而且提高了插电式混合动力汽车的电力续航里程。
下面对本申请实施例提供的插电式混合动力汽车的热管理系统的结构进行进一步地描述说明：
在一些实施例中，第一加热回路01通过第一管线连接，第一溶剂在第一管线内部流通。
可以理解的是，动力电池1内部设有第一安装管线，将第一管线的接口、换热管201的接口，动力电池1内部第一安装管线的接口收尾相连，构成第一加热回路01。
可选的，第一散热回路02通过第二管线连接，第二溶剂在第二管线内部流通。
同样的，变速器5内部设有第二安装管线，将第二管线的接口与变速器5内部第二安装管线的接口相连，构成第一散热回路02。
可选的，壳体204具有进口端202和出口端203，进口端202与变速器5连通，出口端203与第二阀体6连通，且进口端202和出口端203均与第一换热器2的内部连通。
在一些实施例中，参见图3，第一加热回路01上还设置有第二换热器7；第二换热器7位于动力电池1和第一阀体3之间，并适于为动力电池1散热。
可选的，第一加热回路01还包括散热支路011；冷却支路上依次设置有制冷压缩机20、第二换热器7、冷凝器21和第六阀体22。
可选的，第六阀体22具有第三档位和第四档位，其中，第三档位适于连通散热支路011。
可选的，当动力电池1的温度低于其工作温度时，第六阀体22拨至第四档位，第一加热回路01中的第一溶剂流经换热管201，与第一散热回路02中的第二溶剂交换热量，使第一溶剂温度升高，进而当第一溶剂在流经动力电池1内部的第一安装管线时，对动力电池1进行加热。
可选的，当动力电池1的温度高于其工作温度时，第六阀体22拨至第三档位，散热支路011连通，制冷压缩机20向散热支路011输出高温高压的气体，气体通过冷凝器21，将高温高压的气体转变为低温液体，流动至第二换热器7中，使流经第二换热器7中的第一溶剂温度降低，进而当第一溶剂流经动力电池1第一安装管线时，对动力电池1进行散热。
在一些实施例中，参见图1，第一加热回路01上还设置有第一三通801、第二三通802和溶剂存储箱8。
第一三通801位于第一换热器2和第一泵体4之间，第二三通802位于第一换热器2和动力电池1之间，溶剂存储箱8位于第一三通801和第二三通802之间，并适于容纳第一溶剂。
在动力电池1的温度低于其工作温度时，溶剂存储箱8为第一加热回路01提供第一溶剂，通过第一泵体4驱动第一溶剂在第一加热回路01中流动，在动力电池1的温度达到其工作温度后，再通过第一泵体4将第一加热回路01中的第一溶剂吸回溶剂存储箱8中。
在一些实施例中，参见图2，第一散热回路02还设置有第三阀体9；
其中，第三阀体9位于变速器5与第二阀体6之间。
可选的，第三阀体9具有第一档位和第二档位。
其中，第一档位控制变速器5加热，第二档位控制变速器5散热。
在一些实施例中，继续参见图2，本申请实施例提供的插电式混合动力汽车的热管理系统还包括第二加热回路03和第二散热回路04；
第二加热回路03上设置有变速器5和第三阀体9，第二加热回路03适于为变速器5加热；
第二散热回路04连通变速器5和油冷器10，第二散热回路04上设置有第三阀体9，第二散热回路04适于为变速器5散热。
可选的，第二加热回路03通过第三管线连接，第二溶剂在第三管线内部流通，第二散热回路04通过第四管线连接，第二溶剂在第四管线内部流通。
可选的，第三阀体9的第一档位适于连通第二加热回路03，第三阀体9的第二档位适于连通第一散热回路02或第二散热回路04。
可以理解的是，在利用变速器5的余热为动力电池1加热之前，将第三阀体9拨至第一档位，连通第二加热回路03，适于变速器5的升温；待变速器5的温度升至预设值时，再将第三阀体9拨至第二档位，同时开启第二阀体6，连通第一散热回路02，为变速器5散热的同时为动力电池1加热；当动力电池1的温度高于其工作温度时，关闭第二阀体6，连通第二散热回路04，为变速器5散热。
在一些实施例中，继续参见图2，第二散热回路04还包括风扇11；风扇11位于油冷器10的一侧。
可以理解的是，将第三阀体9拨至第二挡位，关闭第二阀体6时，连通第二散热回路04，在第二散热回路04中，通过油冷器10和风扇11的共同作用为变速器5散热。
在一些实施例中，继续参见图2，本申请实施例提供的插电式混合动力汽车的热管理系统还包括第三加热回路05；
第三加热回路05适于通过第三溶剂为空调系统12进行加热，第三加热回路05上依次设置有发动机13、第二泵体14、第四阀体15、热敏电阻16和空调系统12；其中，热敏电阻16与动力电池1电连接。
可选的，第三加热回路05通过第五管线连接，第三溶剂在第五管线内部流通。
第三加热回路05适于驾驶舱内的空调制热功能，该回路应用于发动机13驱动汽车行驶的过程中，可以在不连接动力电池1的情况下通过发动机13为驾驶舱制热，也可以在与动力电池1连通的情况下，通过发动机13和热敏电阻16共同为驾驶舱制热。
可选的，通过将电路中的热敏电阻16串联到第三加热回路05中，实现了在启动空调制热模式时，制热速度更快，提高了驾驶舱的制热效率。
在一些实施例中，继续参见图2，第三加热回路05还包括汽油节温器17；汽油节温器17位于发动机13的一侧，适于冷却第三溶剂为发动机13散热。
可选的，在第三溶剂从第二泵体14中流出时，流经汽油节温器17，适于降低汽油节温器17内部液体的温度。
可选的，汽油节温器17通常根据第三溶剂的温度自动调节进入发动机的水量，以保证发动机在合适的温度范围内工作，可起到节约能耗的作用。
在一些实施例中，继续参见图2，本申请实施例提供的插电式混合动力汽车的热管理系统还包括第四加热回路06；
第四加热回路06适于通过第四溶剂为空调系统12进行加热，第四加热回路06上依次设置有第五阀体18、第三泵体19、热敏电阻16和空调系统12；其中，热敏电阻16与动力电池1电连接。
可选的，第四加热回路06通过第六管线连接，第四溶剂在第六管线内部流通。
第四加热回路06适于驾驶舱内的空调制热功能，该回路应用于动力电池1提供能源，电机驱动汽车行驶的过程中，可以在不连接发动机13的情况下通过热敏电阻16为驾驶舱制热。
在一些实施例中，第一溶剂、第三溶剂和第四溶剂为防冻液，第二溶剂为油。
可选的，第一泵体4为水泵，适于驱动第一溶剂在第一加热回路01中流动，第二泵体14为水泵，适于驱动第三溶剂在第三加热回路05中流动，第三泵体19为水泵，适于驱动第四溶剂在第四加热回路06中流动。
可选的，由于变速器5内部设有油泵，因此无需额外设置水泵，变速器5的内部油泵即可驱动第二溶剂在第一散热回路02、第二加热回路03和第二散热回路04中流动。
在一些实施例中，参见图3，本申请实施例提供的插电式混合动力汽车的热管理系统还包括冷却回路07；冷却回路07设置有制冷压缩机20、冷凝器21、第六阀体22和空调系统12，其中，将第六阀体22拨至第四档位连通冷却回路07。
可选的，制冷压缩机20向散热支路输出高温高压的气体，通过冷凝器21将高温高压的气体转变为低温液体，流动至空调系统12中，实现了冷却回路07适于驾驶舱内的空调制冷功能。
本申请实施例提供的插电式混合动力汽车的热管理系统，适于在低温状态下，为动力电器进行预热。具体操作可以如下：
首先，开启发动机13，发动机13驱动变速器5运行，第三阀体9拨至第一挡位，连通第二加热回路03，当变速器5温度达到第一阈值时，即变速器5的工作温度时，车辆可以被平稳驾驶；
当变速器5持续升温至第二阈值时，第三阀体9拨至第二挡位，同时开启第一阀体3和第二阀体6，连通第一加热回路01和第一散热回路02，利用变速器5的余热对动力电池1进行加热；
当动力电池1持续升温至第一阈值，即动力电池1的工作温度时，关闭发动机13，启动与动力电池1连接的电机驱动车辆行驶；
当动力电池1持续升温至第二阈值时，将第六阀体22拨至第三挡位，同时断开第二阀体6，连通散热支路011对动力电池1进行散热以及连通第二散热回路04对变速器5进行散热。
因此，本申请实施例提供的插电式混合动力汽车的热管理系统可以在不启动动力电池的前提下，利用变速器的余热为动力电池进行加热，不仅避免了动力电池由于低温而可能出现的电量衰减严重的问题，而且提高了插电式混合动力汽车的电力续航里程。
本申请实施例还提供了一种插电式混合动力汽车，该插电式混合动力汽车包括上述实施例中所限定的插电式混合动力汽车的热管理系统。
基于使用了上述插电式混合动力汽车的热管理系统，可以在不启动动力电池的前提下，利用变速器的余热为动力电池进行加热，不仅避免了动力电池由于低温而可能出现的电量衰减严重的问题，而且提高了插电式混合动力汽车的电力续航里程。
在本申请中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的本申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种插电式混合动力汽车的热管理系统，其特征在于，所述系统包括第一换热器(2)、第一加热回路(01)和第一散热回路(02)；
所述第一换热器(2)包括壳体(204)和换热管(201)，所述壳体(204)的内部中空，所述换热管(201)位于所述壳体(204)的内部；
所述第一加热回路(01)连通所述换热管(201)和动力电池(1)，所述第一加热回路(01)上设置有第一阀体(3)和第一泵体(4)，所述第一加热回路(01)适于通过第一溶剂为所述动力电池(1)加热；
所述第一散热回路(02)连通所述壳体(204)的内部和变速器(5)，所述第一散热回路(02)上设置有第二阀体(6)，所述第一散热回路(02)适于通过第二溶剂为所述变速器(5)散热并为所述换热管(201)加热。
2.根据权利要求1所述的插电式混合动力汽车的热管理系统，其特征在于，所述第一加热回路(01)上还设置有第二换热器(7)；
所述第二换热器(7)位于所述动力电池(1)和所述第一阀体(3)之间，并适于为所述动力电池(1)散热。
3.根据权利要求1所述的插电式混合动力汽车的热管理系统，其特征在于，所述第一加热回路(01)上还设置有第一三通(801)、第二三通(802)和溶剂存储箱(8)；
所述第一三通(801)位于所述第一换热器(2)和所述第一泵体(4)之间，所述第二三通(802)位于所述第一换热器(2)和所述动力电池(1)之间，所述溶剂存储箱(8)位于所述第一三通(801)和所述第二三通(802)之间，并适于容纳所述第一溶剂。
4.根据权利要求1所述的插电式混合动力汽车的热管理系统，其特征在于，所述第一散热回路(02)还设置有第三阀体(9)；
所述第三阀体(9)位于所述变速器(5)与所述第二阀体(6)之间。
5.根据权利要求4所述的插电式混合动力汽车的热管理系统，其特征在于，所述系统还包括第二加热回路(03)和第二散热回路(04)；
所述第二加热回路(03)上设置有所述变速器(5)和所述第三阀体(9)，所述第二加热回路(03)适于为所述变速器(5)加热；
所述第二散热回路(04)连通所述变速器(5)和所述油冷器(10)，所述第二散热回路(04)上设置有所述第三阀体(9)，所述第二散热回路(04)适于为所述变速器(5)散热。
6.根据权利要求5所述的插电式混合动力汽车的热管理系统，其特征在于，所述第二散热回路(04)上还设置有风扇(11)；
所述风扇(11)位于所述油冷器(10)的一侧。
7.根据权利要求1所述的插电式混合动力汽车的热管理系统，其特征在于，所述系统还包括第三加热回路(05)；
所述第三加热回路(05)连通发动机(13)、空调系统(12)和热敏电阻(16)，所述第三加热回路(05)上设置有第二泵体(14)和第四阀体(15)，所述第三加热回路(05)适于通过第三溶剂为所述空调系统(12)进行加热；其中，所述热敏电阻(16)与所述动力电池(1)电连接。
8.根据权利要求7所述的插电式混合动力汽车的热管理系统，其特征在于，所述系统还包括：第四加热回路(06)；
所述第四加热回路(06)连通所述热敏电阻(16)和所述空调系统(12)，所述第四加热电路上设置有第五阀体(18)和第三泵体(19)，所述第四加热回路(06)适于通过第四溶剂为所述空调系统(12)加热。
9.根据权利要求8所述的插电式混合动力汽车的热管理系统，其特征在于，所述第一溶剂、所述第三溶剂和所述第四溶剂为防冻液，所述第二溶剂为油。
10.一种插电式混合动力汽车，其特征在于，所述插电式混合动力汽车包括如上述权利要求1-9任一项所述的插电式混合动力汽车的热管理系统。
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