CN115284866B - 一种混合动力车辆的热管理系统以及管理策略 - Google Patents

一种混合动力车辆的热管理系统以及管理策略 Download PDF

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Abstract

本发明涉及汽车制造技术领域，具体公开了一种混合动力车辆的热管理系统以及管理策略。本系统包括电池热管理回路、发动机热管理回路和乘员舱空调回路；第一冷却液在电池热管理回路中流通，以加热或冷却动力电池；发动机的下游选择性连通第一换热组件，第二冷却液在发动机热管理回路中流通，以冷却发动机；乘员舱空调回路上的第一支路和第二支路位于第一冷凝器的下游且并联设置，第一支路流经第二换热组件后回到第一压缩机，第二支路流经第一蒸发器后回到第一压缩机，第一冷凝器选择性连通第一支路或第二支路，第一制冷剂在乘员舱空调回路中流通。本系统通过对回路的结构改进，方便了回路之间的热量交换，减少了能量损耗，实现了能量的交互管理。

Description

一种混合动力车辆的热管理系统以及管理策略
技术领域
本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种混合动力车辆的热管理系统以及管理策略。
背景技术
随着消费水平提高，冷链物流进入了发展快车道，冷链物流车销量在2017年至2020年平均年增速超过20％。受国家双碳指标的影响，对节能减排提出更高的要求，传统动力冷链物流车市场逐渐丧失。纯电动冷链物流车续航里程短，不能从事中长距离的运输服务的缺陷逐步暴露出来，并成为行业发展的痛点。混动冷链物流车在取得路权的同时，解决了纯电车存在的里程焦虑、成本高昂问题。实际应用中，混动产品具有多种使用模式。各模式下，发动机使用工况不同，对发动机经济性、可靠性等方面提出不同的需求，相应的整车热管理系统也需要完善优化，匹配适应动力系统各个工作模式。针对城市冷链物流混联(增程式)混合动力开发全新热管理系统，实现多种模式下智能管控的热管理模式，保证整车功能、舒适性的同时，满足节能环保的需求。
因而，亟需一种能够应用于混联混动的冷链物流车的高效热管理系统以及相应的能量管理策略。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合动力车辆的热管理系统以及管理策略，以实现对各个系统的热能规划和余热回收，减少油料的损耗。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种混合动力车辆的热管理系统，包括电池热管理回路、发动机热管理回路和乘员舱空调回路；所述电池热管理回路包括第一换热组件、第二换热组件、动力电池和第一水泵，所述第一水泵用于驱动第一冷却液在所述电池热管理回路中流通，所述第一冷却液用于加热或冷却所述动力电池；所述发动机热管理回路包括第二水泵、发动机和第一散热器，所述发动机的下游选择性地连通所述第一换热组件，所述第二水泵用于驱动第三冷却液在所述发动机热管理回路中流通，所述第二冷却液用于冷却所述发动机；所述乘员舱空调回路包括第一压缩机、第一冷凝器、第一蒸发器以及第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路位于所述第一冷凝器的下游且并联设置，所述第一支路流经所述第二换热组件后回到所述第一压缩机，所述第二支路流经所述第一蒸发器后回到所述第一压缩机，所述第一冷凝器选择性地连通所述第一支路与所述第二支路中的一个，所述第一压缩机用于驱动第一制冷剂在所述乘员舱空调回路中流通。
作为混合动力车辆的热管理系统的优选技术方案，所述发动机热管理回路还并联有第三支路，所述第三支路连通所述第一换热组件，所述第三支路的上游端选择性地连通所述发动机，所述第三支路的下游端选择性地连通所述第二水泵。
作为混合动力车辆的热管理系统的优选技术方案，所述发动机热管理回路还并联有第四支路，所述第四支路连通有暖风芯体，所述第四支路的上游端选择性地连通所述发动机，所述第四支路的下游端选择性地连通所述第二水泵。
作为混合动力车辆的热管理系统的优选技术方案，所述发动机与所述第一散热器之间设有节温器，所述节温器用于测量流经所述节温器的所述第二冷却液的温度；当所述节温器检测到的温度高于第一温度时，所述节温器连通所述发动机和所述第一散热器，当所述节温器检测到的温度不高于第一温度时，所述节温器隔断所述发动机和所述第一散热器。
作为混合动力车辆的热管理系统的优选技术方案，所述电池热管理回路还包括第三换热组件；所述混合动力车辆的热管理系统还包括电机热管理回路，所述电机热管理回路包括第三水泵、电机模块和第二散热器，所述电机模块的下游选择性地连通所述第三换热组件，所述第三水泵用于驱动第三冷却液在所述电机热管理回路中流通，所述第三冷却液用于加热所述电机模块。
作为混合动力车辆的热管理系统的优选技术方案，所述电机热管理回路还包括第五支路和第六支路，所述第五支路和所述第六支路位于所述电机模块的下游且并联设置，所述第五支路连通所述第二散热器，所述第六支路流经所述第三换热组件后与所述第二散热器连通，所述电机模块选择性地连通所述第五支路与所述第六支路中的一个。
作为混合动力车辆的热管理系统的优选技术方案，所述第一水泵、所述第二水泵和所述第三水泵均为电子水泵。
作为混合动力车辆的热管理系统的优选技术方案，所述混合动力车辆的热管理系统还包括货仓制冷回路，所述货仓制冷回路包括第二压缩机、第二冷凝器和第二蒸发器，所述第二压缩机用于驱动第二制冷剂在所述电池热管理回路中流通。
作为混合动力车辆的热管理系统的优选技术方案，所述动力电池用于向所述第一水泵、所述第二水泵、所述第一压缩机和所述第二压缩机供电。
一种混合动力车辆的热管理策略，应用于上述的混合动力车辆的热管理系统，包括以下内容：当所述动力电池的温度高于第二温度时，所述电池热管理回路和所述乘员舱空调回路运行，所述第一冷凝器与所述第一支路连通，利用所述第二换热组件对所述第一冷却液降温；当所述动力电池的温度低于第三温度时，所述电池热管理回路和所述发动机热管理回路运行，所述发动机与所述第一换热组件连通，利用所述第一换热组件对所述第一冷却液升温；当所述乘员舱有降温需求时，所述乘员舱空调回路运行，所述第一冷凝器与所述第二支路连通，流经所述第一蒸发器的所述第一制冷剂对乘员舱制冷降温。
本发明的有益效果：
本混合动力车辆的热管理系统通过对电池热管理回路、发动机热管理回路和乘员舱空调回路的结构改进，调整了各个管理回路之间的布局以及连接形式。电池热管理回路利用第一冷却液加热或冷却动力电池的设计，方便了其他管理回路与电池热管理回路进行热交换，配合第一换热组件与第二换热组件的设置，提高了能量在管理回路之间传递的效率，降低了传递过程中的损耗；通过发动机的下游选择性地连通第一换热组件的设计，能够在动力电池具有升温需求时，使第二冷却液与第一冷却液在第一换热组件中进行热交换，进而实现了对第二冷却液余热的利用；乘员舱空调回路通过第一冷凝器的下游选择性地连通第二换热组件的设计，能够在动力电池具有降温需求时，使第一制冷剂与第一冷却液在第二换热组件中进行热交换，进而实现了对低温第一制冷剂的再次利用，乘员舱空调回路通过第一冷凝器的下游选择性地连通第一蒸发器的设计，能够在乘员舱具有降温需求时，使流经第一蒸发器的第一制冷剂对乘员舱制冷降温。上述设计减少了本混合动力车辆的油耗，有助于提升发动机的温升效率，提升了乘员舱降温的自主性，加快了动力电池的预热速度，避免了动力电池电量充足的情况下发动机的频繁启动工作。本混合动力车辆的热管理系统的结构改进方便了回路之间的热量交换，减少了各个管理回路能量损耗，实现了热管理系统的能量交互管理。
附图说明
图1是本发明实施例提供的混合动力车辆的热管理系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的货仓制冷系统的结构示意图。
图中：
100、动力电池；210、第一水泵；220、第一水温传感器；230、第一液气分离单元；
310、第一压缩机；320、第一冷凝器；330、第一风扇；340、第一阀门；350、第二阀门；360、第一蒸发器；370、第一鼓风机；
410、第三水泵；420、第二水温传感器；431、电机控制器；432、直流斩波器；433、P2电机；434、P3电机；441、第三阀门；442、第四阀门；450、第二散热器；460、第二风扇；470、第二液气分离单元；
510、第二水泵；520、发动机；530、节温器；540、第一散热器；550、第三风扇；560、暖风芯体；571、第五阀门；572、第六阀门；580、节流阀；590、第三液气分离单元；
610、第二压缩机；620、第二冷凝器；630、第四风扇；640、膨胀阀；650、第二蒸发器；660、第二鼓风机；
700、第一换热组件；800、第二换热组件；900、第三换热组件。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，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；可以是直接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，本实施例提供了一种混合动力车辆的热管理系统，包括电池热管理回路、发动机热管理回路和乘员舱空调回路；电池热管理回路包括第一换热组件700、第二换热组件800、动力电池100和第一水泵210，第一水泵210用于驱动第一冷却液在电池热管理回路中流通，第一冷却液用于加热或冷却动力电池100；发动机热管理回路包括第二水泵510、发动机520和第一散热器540，发动机520的下游选择性地连通第一换热组件700，第二水泵510用于驱动第二冷却液在发动机热管理回路中流通，第二冷却液用于冷却发动机520；乘员舱空调回路包括第一压缩机310、第一冷凝器320、第一蒸发器360以及第一支路和第二支路，第一支路和第二支路位于第一冷凝器320的下游且并联设置，第一支路流经第二换热组件800后回到第一压缩机310，第二支路流经第一蒸发器360后回到第一压缩机310，第一冷凝器320选择性地连通第一支路与第二支路中的一个，第一压缩机310用于驱动第一制冷剂在乘员舱空调回路中流通。
本混合动力车辆的热管理系统通过对电池热管理回路、发动机热管理回路和乘员舱空调回路的结构改进，调整了各个管理回路之间的布局以及连接形式。电池热管理回路利用第一冷却液加热或冷却动力电池100的设计，方便了其他管理回路与电池热管理回路进行热交换，配合第一换热组件700与第二换热组件800的设置，提高了能量在管理回路之间传递的效率，降低了传递过程中的损耗；通过发动机520的下游选择性地连通第一换热组件700的设计，能够在动力电池100具有升温需求时，使第二冷却液与第一冷却液在第一换热组件700中进行热交换，进而实现了对第二冷却液余热的利用；乘员舱空调回路通过第一冷凝器320的下游选择性地连通第二换热组件800的设计，能够在动力电池100具有降温需求时，使第一制冷剂与第一冷却液在第二换热组件800中进行热交换，进而实现了对低温第一制冷剂的再次利用，乘员舱空调回路通过第一冷凝器320的下游选择性地连通第一蒸发器360的设计，能够在乘员舱具有降温需求时，使流经第一蒸发器360的第一制冷剂对乘员舱制冷降温。上述设计减少了本混合动力车辆的油耗，有助于提升发动机520的温升效率，提升了乘员舱降温的自主性，加快了动力电池100的预热速度，避免了动力电池100电量充足的情况下发动机520的频繁启动工作。本混合动力车辆的热管理系统的结构改进方便了回路之间的热量交换，减少了各个管理回路能量损耗，实现了热管理系统的能量交互管理。
在第一支路上，第二换热组件800的上游设有选择性地通断的第一阀门340，在第二支路上，第一蒸发器360的上游设有选择性地通断的第二阀门350。
当动力电池100没有加热需求时，第二冷却液不流经第一换热组件700；当动力电池100没有降温需求时，第一制冷剂不流经第二换热组件800；以上设置避免了热量传导对动力电池100产生影响，能够降低用于调整动力电池100温度的电池空调系统的能量损耗。
当发动机520具有冷却需求时，发动机热管理回路启动，第二水泵510驱动第二冷却液流经发动机520，进行热交换。由此实现对发动机520的降温操作。具体地，发动机520的冷却需求由发动机520的温度判定，第二水泵510能够与发动机520解耦。
本实施例中，电池热管理回路还设有第一水温传感器220，第一水温传感器220用于监测第一冷却液的温度。
具体地，发动机520设有发动机水套，第二冷却液流经发动机水套，与发动机520进行热交换；发动机热管理回路上并联有增压器，第二冷却液还能够用于冷却增压器。
本实施例中，当第一冷凝器320连通第一支路时，第一压缩机310用于将低温低压气态的第一制冷剂压缩成高温高压的气体，然后循环至第一冷凝器320处，向外界空气释放大量热量后，冷凝成中温高压的液体形态的第一制冷剂。电池热管理回路上还设有第一储液干燥器，流经第一储液干燥器的第一制冷剂进入第二换热组件800后与第一冷却液进行热交换，恢复到低温低压气态并回到第一压缩机310。当第一冷凝器320连通第二支路时，第一蒸发器360能够进一步地降低第一制冷剂的温度和压力，最终以低温低压液体形态在蒸发器处吸热后，实现乘员舱的制冷，之后第一制冷剂又恢复气体形态，最后转回到第一冷凝器320。
具体地，第一蒸发器360与第一鼓风机370配套设置，第一鼓风机370用于提升第一蒸发器360处冷气的分散效率。
在本实施例中，发动机热管理回路还并联有第三支路，第三支路连通第一换热组件700，第三支路的上游端选择性地连通发动机520，第三支路的下游端选择性地连通第二水泵510。
以上结构设计实现了对发动机热管理回路的结构改进，确保了第一换热组件700能够选择性地连通于发动机520的下游，以上设计简单可靠，确保了发动机热管理回路得以顺利的实现与电池热管理回路的热交换操作，实现了对第二冷却液余热的有效回收利用。
具体地，在第三支路上，第一换热组件700的上游设有第五阀门571，第一换热组件700的下游设有第六阀门572，第五阀门571与第六阀门572同步开闭。以上设计实现了第三支路的选择性地连通，保证了发动机热管理回路的顺利运行。
作为优选，发动机热管理回路还并联有第四支路，第四支路连通有暖风芯体560，第四支路的上游端选择性地连通发动机520，第四支路的下游端选择性地连通第二水泵510。暖风芯体560能够在乘员舱具有升温需求时，使流经暖风芯体560的第二冷却液对乘员舱加热升温。以上设计实现了第四支路的连通，使得冷却过发动机520的第二冷却液流经暖风芯体560，从而让第二冷却液的热量能够在暖风芯体560内进行释放。使得暖风芯体560的加热操作省略了对第二冷却液进行加热的步骤，同时还起到降温第二冷却液的效果。以上结构简单可靠，实现了对发动机520冷却操作以及乘员舱加热操作结构的有效整合，大幅简化了对应的结构，减少了占用的空间。具体地，第一鼓风机370能够提升暖风芯体560的散热效果；暖风芯体560、第一鼓风机370和第一蒸发器360形成了HVAC(Heating,Ventilationand Air Conditioning，供热通风与空气调节)结构。
作为优选，当存在有乘员舱采暖或者动力电池100预热需求时，则需要发动机热管理回路利用第二冷却液进行热量传递，如果第二冷却液的温度满足换热的需求，发动机热管理回路可以在不启动发动机520的情况下运行。以上内容避免了发动机热管理回路运行时频繁启动发动机520的情况，有效的提升发动机520的可靠性和燃油经济性。
进一步地，发动机520与第一散热器540之间设有节温器530，节温器530用于测量流经节温器530的第二冷却液的温度；当节温器530检测到的温度高于第一温度时，节温器530连通发动机520和第一散热器540，当节温器530检测到的温度不高于第一温度时，节温器530隔断发动机520和第一散热器540。节温器530的设置使得电池热管理回路能够根据第二冷却液的温度自动进行流动路线的调整，使得第二冷却液的温度得以及时进行调整，降低了因意外而导致发动机热管理回路工作效果下降的风险。利用第一散热器540对第二冷却液进行冷却降温，进而得以提升发动机热管理回路对发动机520的冷却能力，进而实现了乘员舱采暖、动力电池100预热以及发动机520冷却操作的顺利完成。
在本实施例中，电池热管理回路还包括第三换热组件900；混合动力车辆的热管理系统还包括电机热管理回路，电机热管理回路包括第三水泵410、电机模块和第二散热器450，电机模块的下游选择性地连通第三换热组件900，第三水泵410用于驱动第三冷却液在电机热管理回路中流通，第三冷却液用于加热电机模块。
除了发动机520直驱工况之外，电机模块在其他很多工况下都处于工作状态。
当电机模块处于工作状态时，电机热管理回路启动，第三水泵410驱动第三冷却液流经电机模块，进行热交换。由此实现对电机模块的降温操作。通过电机模块的下游选择性地连通第三换热组件900的设计，能够在动力电池100具有升温需求时，使第三冷却液与第一冷却液在第三换热组件900中进行热交换，进而实现了对第三冷却液余热的利用。以上设计简单可靠，在保障了电机模块降温操作顺利完成的同时，还提升了对第一冷却液升温的效果，保障了动力电池100预热的顺利完成。
本实施例中，电机模块包括依次串联的电机控制器431、直流斩波器432、P2电机433和P3电机434。P2电机433与P3电机434的双电机设置以及电机控制器431和直流斩波器432的双控制器形成了一套串联的独立冷却系统。双电机中任意一个电机工作或同时工作时，根据第三冷却液的温度确认第三水泵410工作占空比进行控制器的冷却，以上结构改进实现了对第三冷却液余热的有效回收利用。
进一步地，电机热管理回路还包括第五支路和第六支路，第五支路和第六支路位于电机模块的下游且并联设置，第五支路连通第二散热器450，第六支路流经第三换热组件900后与第二散热器450连通，电机模块选择性地连通第五支路与第六支路中的一个。以上结构设计实现了对发动机热管理回路的结构改进，确保了第一换热组件700能够选择性地连通于发动机520的下游，以上设计简单可靠，确保了发动机热管理回路得以顺利的实现与电池热管理回路的热交换操作，实现了对第三冷却液余热的有效回收利用。利用第二散热器450对第三冷却液进行冷却降温，进而得以提升电机热管理回路对电机模块的冷却能力，进而实现了动力电池100预热和电机模块冷却操作的顺利完成。
具体地，在第五支路上设有第四阀门442；在第六支路上，第三换热组件900的上游设有第三阀门441。第五支路和第六支路的设置实现了对第三换热组件900。以上设计实现了对第五支路与第六支路的选择性地连通，保证了电机热管理回路的顺利运行。
本实施例中，电机热管理回路还设有第二水温传感器420，第二水温传感器420用于监测第三冷却液的温度。
作为优选，第一水泵210、第二水泵510和第三水泵410均为电子水泵。电子水泵的选取有助于进一步地减少混合动力车辆的油耗，由此减少发动机520的应用场景，提升本混合动力车辆的热管理系统的节能减排的能力。
如图1和图2所示，混合动力车辆的热管理系统还包括货仓制冷回路，货仓制冷回路包括第二压缩机610、第二冷凝器620和第二蒸发器650，第二压缩机610用于驱动第二制冷剂在电池热管理回路中流通。
当货仓存在制冷需求时，第二压缩机610工作，将低温低压气态的第二制冷剂压缩成高温高压的气体，然后循环至第二冷凝器620处，向外界空气释放大量热量后，冷凝成中温高压的液体形态的第二制冷剂。货仓制冷回路上还设有第二储液干燥器和膨胀阀640，流经第二储液干燥器和膨胀阀640后，第二制冷剂的温度和压力进一步降低，最终以低温低压液体形态循环至第二蒸发器650，第二制冷剂在第二蒸发器650处吸热后，实现货仓的制冷，第二制冷剂又恢复气体形态，最后转回到第二压缩机610。
具体地，第二蒸发器650与第二鼓风机660配套设置，第二鼓风机660用于提升第二蒸发器650处冷气的分散效率。
进一步地，第一压缩机310和第二压缩机610均为电动压缩机；动力电池100用于向第一水泵210、第二水泵510、第一压缩机310和第二压缩机610供电。具体地，动力电池100还为第三水泵410供电。
具体地，第一冷凝器320与第一风扇330配套设置，用于保证第一制冷剂处于合适的温度范围内；第二散热器450与第二风扇460配套设置，用于保证第三冷却液处于合适的温度范围内；第一散热器540与第三风扇550配套设置，用于保证第二冷却液处于合适的温度范围内；第二冷凝器620与第四风扇630配套设置，用于保证第二制冷剂处于合适的温度范围内。
本实施例中，第一换热组件700和第三换热组件900为换热器，第二换热组件800为低温制冷机。
本实施例中，电池热管理回路上设有第一液气分离单元230，电机热管理回路上设有第二液气分离单元470，发动机热管理回路上设有第三液气分离单元590，第三液气分离单元590的上游设有节流阀580；液气分离单元能够起到气液分离的效果，防止了管理回路局部沸腾的情况发生，延长了使用的寿命。具体地，第一液气分离单元230为液气分离器，第二液气分离单元470为溢水壶，第三液气分离单元590为溢水管。
在本实施例的其他实施方式中，只应用发动机520处的余热进行动力电池100预热，但发动机520运行工况会相对较多，启动会更频繁。
在本实施例的其他实施方式中，应用PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数热敏电阻)代替电机模块处第三冷却液的余热进行动力电池100预热和发动机520采暖操作，以上设计可以减少发动机520的启动工况。
本实施例适配于混联(增程式)混合动力车型，主要应用轻型商用车上，尤其包括城市冷链物流混联(增程式)混合动力车型。
本实施例还提供了一种混合动力车辆的热管理策略，应用于上述的混合动力车辆的热管理系统，包括以下内容：当动力电池100的温度高于第二温度时，电池热管理回路和乘员舱空调回路运行，第一冷凝器320与第一支路连通，利用第二换热组件800对第一冷却液降温；当动力电池100的温度低于第三温度时，电池热管理回路和发动机热管理回路运行，发动机520与第一换热组件700连通，利用第一换热组件700对第一冷却液升温；当乘员舱有降温需求时，乘员舱空调回路运行，第一冷凝器320与第二支路连通，流经第一蒸发器360的第一制冷剂对乘员舱制冷降温。本混合动力车辆的热管理策略归纳了混合动力车辆的热管理系统的运行方式，整理了不同管理回路之间运行的关联情况，实现了工作流程的简化，进而得以应对不同构件的不同温度管控需求，在保障了执行结果可靠性的同时，还提升了执行过程的效率。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种混合动力车辆的热管理系统，其特征在于，包括：
电池热管理回路，包括第一换热组件（700）、第二换热组件（800）、动力电池（100）和第一水泵（210），所述第一水泵（210）用于驱动第一冷却液在所述电池热管理回路中流通，所述第一冷却液用于加热或冷却所述动力电池（100）；
发动机热管理回路，包括第二水泵（510）、发动机（520）和第一散热器（540），所述发动机（520）的下游选择性地连通所述第一换热组件（700），所述第二水泵（510）用于驱动第二冷却液在所述发动机热管理回路中流通，所述第二冷却液用于冷却所述发动机（520）；
乘员舱空调回路，包括第一压缩机（310）、第一冷凝器（320）、第一蒸发器（360）以及第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路位于所述第一冷凝器（320）的下游且并联设置，所述第一支路流经所述第二换热组件（800）后回到所述第一压缩机（310），所述第二支路流经所述第一蒸发器（360）后回到所述第一压缩机（310），所述第一冷凝器（320）选择性地连通所述第一支路与所述第二支路中的一个，所述第一压缩机（310）用于驱动第一制冷剂在所述乘员舱空调回路中流通；
所述电池热管理回路还包括第三换热组件（900）；所述混合动力车辆的热管理系统还包括电机热管理回路，所述电机热管理回路包括第三水泵（410）、电机模块和第二散热器（450），所述电机模块的下游选择性地连通所述第三换热组件（900），所述第三水泵（410）用于驱动第三冷却液在所述电机热管理回路中流通，所述第三冷却液用于加热所述电机模块；
所述电机热管理回路还包括第五支路和第六支路，所述第五支路和所述第六支路位于所述电机模块的下游且并联设置，所述第五支路连通所述第二散热器（450），所述第六支路流经所述第三换热组件（900）后与所述第二散热器（450）连通，所述电机模块选择性地连通所述第五支路与所述第六支路中的一个。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的热管理系统，其特征在于，所述发动机热管理回路还并联有第三支路，所述第三支路连通所述第一换热组件（700），所述第三支路的上游端选择性地连通所述发动机（520），所述第三支路的下游端选择性地连通所述第二水泵（510）。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆的热管理系统，其特征在于，所述发动机热管理回路还并联有第四支路，所述第四支路连通有暖风芯体（560），所述第四支路的上游端选择性地连通所述发动机（520），所述第四支路的下游端选择性地连通所述第二水泵（510）。
4.根据权利要求3所述的混合动力车辆的热管理系统，其特征在于，所述发动机（520）与所述第一散热器（540）之间设有节温器（530），所述节温器（530）用于测量流经所述节温器（530）的所述第二冷却液的温度；当所述节温器（530）检测到的温度高于第一温度时，所述节温器（530）连通所述发动机（520）和所述第一散热器（540），当所述节温器（530）检测到的温度不高于第一温度时，所述节温器（530）隔断所述发动机（520）和所述第一散热器（540）。
5.根据权利要求1所述的混合动力车辆的热管理系统，其特征在于，所述第一水泵（210）、所述第二水泵（510）和所述第三水泵（410）均为电子水泵。
6.根据权利要求1-5任一项所述的混合动力车辆的热管理系统，其特征在于，所述混合动力车辆的热管理系统还包括货仓制冷回路，所述货仓制冷回路包括第二压缩机（610）、第二冷凝器（620）和第二蒸发器（650），所述第二压缩机（610）用于驱动第二制冷剂在所述电池热管理回路中流通。
7.根据权利要求6所述的混合动力车辆的热管理系统，其特征在于，所述动力电池（100）用于向所述第一水泵（210）、所述第二水泵（510）、所述第一压缩机（310）和所述第二压缩机（610）供电。
8.一种混合动力车辆的热管理策略，其特征在于，应用于权利要求1-7任一项所述的混合动力车辆的热管理系统，包括以下内容：当所述动力电池（100）的温度高于第二温度时，所述电池热管理回路和所述乘员舱空调回路运行，所述第一冷凝器（320）与所述第一支路连通，利用所述第二换热组件（800）对所述第一冷却液降温；当所述动力电池（100）的温度低于第三温度时，所述电池热管理回路和所述发动机热管理回路运行，所述发动机（520）与所述第一换热组件（700）连通，利用所述第一换热组件（700）对所述第一冷却液升温；当所述乘员舱有降温需求时，所述乘员舱空调回路运行，所述第一冷凝器（320）与所述第二支路连通，流经所述第一蒸发器（360）的所述第一制冷剂对乘员舱制冷降温。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108482067A (zh) * 2018-05-21 2018-09-04 上海思致汽车工程技术有限公司 一种节能型多回路电动汽车热管理系统
CN111231620A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 比亚迪股份有限公司 车辆热管理系统及其控制方法、车辆
CN111251800A (zh) * 2018-11-30 2020-06-09 宝沃汽车（中国）有限公司 车辆热管理系统及车辆
CN111746225A (zh) * 2020-06-17 2020-10-09 北京新能源汽车股份有限公司 电动汽车的热管理系统和具有它的电动汽车
CN112706577A (zh) * 2020-06-29 2021-04-27 比亚迪股份有限公司 汽车空调系统、汽车热管理系统及电动汽车

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220089163A (ko) * 2020-12-21 2022-06-28 현대자동차주식회사 모빌리티 통합열관리 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108482067A (zh) * 2018-05-21 2018-09-04 上海思致汽车工程技术有限公司 一种节能型多回路电动汽车热管理系统
CN111231620A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 比亚迪股份有限公司 车辆热管理系统及其控制方法、车辆
CN111251800A (zh) * 2018-11-30 2020-06-09 宝沃汽车（中国）有限公司 车辆热管理系统及车辆
CN111746225A (zh) * 2020-06-17 2020-10-09 北京新能源汽车股份有限公司 电动汽车的热管理系统和具有它的电动汽车
CN112706577A (zh) * 2020-06-29 2021-04-27 比亚迪股份有限公司 汽车空调系统、汽车热管理系统及电动汽车

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