CN115842196A

CN115842196A - 一种冬季phev利用冬季排气余热回收装置及其控制方法

Info

Publication number: CN115842196A
Application number: CN202211616193.4A
Authority: CN
Inventors: 陈研言; 张志雨; 张宇璇; 张福双
Original assignee: FAW Group Corp
Current assignee: FAW Group Corp
Priority date: 2022-12-15
Filing date: 2022-12-15
Publication date: 2023-03-24

Abstract

本发明涉及一种冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置及其控制方法，控制方法包括，判断环境温度低，有电池冷却需求，否则，排气余热回收部分关闭；判断电池温度低，需要额外热量加热，否则，排气余热回收部分关闭；判断排气加热回路水温是否满足电池加人条件，不满则排气余热回收部分关闭；满足则三通阀Ⅰ、三通阀Ⅱ将热交换器侧回路联通，排气余热回收回路水泵Ⅱ开启，热交换器工作，对动力电池进行加热。冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置，由保护罩、换热器、支架与排气管构成。本发明利用PHEV中发动机排气管路的热量加热冷却液，再加热PHEV电池，可以提高能源使用率，提高PHEV电池的冬季充放电性能，实现排气热量重新利用。

Description

一种冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置及其控制方法

技术领域

本发明属于PHEV电池技术领域，具体涉及一种冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置及其控制方法。

背景技术

目前，在冬季零度以下，尤其是东北的冬天，PHEV电池无法保证合理的充放电环境温度(约20℃)，所以，需要通过PTC或电机消耗电能加热电池冷却液再进行电池的加热。

现有技术公开了一种节能增程式PHEV热管理系统，使用发动机余热对PHEV电池加热，同时，发动机燃料燃烧大部分热量被排气带走，被浪费掉。

综上，PHEV有发动机参与能量转换，其中燃料燃烧后的一部分能量被排气带走，造成浪费，而冬天，PHEV电池又需要一部分热量来保证PHEV电池维持充放电的合理温度(约20℃)。如果能利用PHEV中发动机排气的余热加热PHEV电池，则可以提高能源使用率，提高PHEV电池的冬季充放电性能，一举两得，预计可提升冬季续航里程10％。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置及其控制方法，以解决利用排气管路的热量加热冷却液，再加热PHEV电池，从而实现排气热量重新利用的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置的控制方法，包括以下步骤：

S1、判断环境温度。若环境温度小于T1，则判断环境温度低，有电池冷却需求，否则，排气余热回收部分关闭；T1为温度阈值根据实际情况而定；

S2、对电池温度进行判断。若电池温度小于T2，则判断电池温度低，需要额外热量加热，否则，排气余热回收部分关闭；T2为温度阈值根据实际情况而定；

S3、判断排气加热回路水温是否满足电池加人条件，若水温传感器Ⅱ温度小于T3，则满足电池加人条件，否则排气余热回收部分关闭；T3根据实际情况设定；

S4、三通阀Ⅰ、三通阀Ⅱ将热交换器侧回路联通，排气余热回收回路水泵Ⅱ开启，热交换器工作，对动力电池进行加热。

一种冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置，由保护罩、换热器、支架与排气管构成；

所述排气管与PHEV电池热管理系统中排气余热回收部分的排气管路连接，设置在地板下动力电池旁；所述排气管上安装多个支架，用于固定换热器；所述排气管通过辐射热及热传导形式与冷却液直接进行热交换；

所述换热器外套有保护罩；所述换热器与排气管表面之间设置一定的距离，可通过控制换热器与排气管的距离，使夏天极限工况下换热器内热交换的冷却液液体温度不超过90℃，冬天极寒温度下换热器内热交换的冷却液液体温度不低于40℃。

进一步地，所述排气管通过焊接与PHEV电池热管理系统中排气余热回收部分的排气管路连接。

进一步地，所述排气管通过环箍与PHEV电池热管理系统中排气余热回收部分的排气管路连接。

进一步地，所述支架为4个，4个支架等间隔分布。

进一步地，所述PHEV电池热管理系统包括中冷系统散热器、水温传感器Ⅰ、W-CAC、低温散热器、ECV1电控水阀、逆变器、发电机、驱动电机、排气加热部分以及排气余热回收部分。

更进一步地，所述排气加热部分包括水泵Ⅰ、2个三通阀、动力电池、chiller、水温传感器Ⅱ；所述chiller经三通阀Ⅰ与热交换器相连；所述三通阀Ⅱ连接热交换器；所述chiller还可经三通阀Ⅰ、水泵Ⅰ连接动力电池，且水泵Ⅰ与动力电池之间的管路上装有水温传感器Ⅱ。

更进一步地，所述排气余热回收部分由热交换器、水泵Ⅱ以及排气余热回收装置组成。

更进一步地，所述水泵Ⅱ安装在排气余热回收回路上。

更进一步地，所述2个三通阀即三通阀Ⅰ、三通阀Ⅱ能够将热交换器侧回路联通，排气余热回收回路水泵Ⅱ开启，热交换器工作，对动力电池进行加热。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置及其控制方法，利用PHEV中发动机排气管路的热量加热冷却液，再加热PHEV电池，可以提高能源使用率，提高PHEV电池的冬季充放电性能，实现排气热量重新利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置的示意图；

图2冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置的控制方法的步骤流程图；

图3冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置的拆解图；

图4冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置的安装示意图；

图5冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置水流方向示意图；

图6实施例1所示冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置的控制方法，包括以下步骤：

本发明冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置，由保护罩、换热器、支架与排气管构成。

所述排气管可通过焊接、或环箍与PHEV电池热管理系统中排气余热回收部分的排气管路连接，布置位置如图4所示，在地板下动力电池旁。

所述排气管上安装4个支架，用于固定换热器。4个支架均有的间隔分布。

所述排气管通过辐射热及热传导形式与冷却液直接进行热交换，简单高效，同时PHEV电池的快速加热，有利于动力电池充放电性能发挥。

所述换热器外套有保护罩，用于反射排气热量，提高换热器吸热效率；还能保护换热器，避免碰撞损害。

如图6所示，所述换热器与排气管表面之间设置一定的距离，可通过控制换热器与排气管的距离，使夏天极限工况下换热器内热交换的冷却液液体温度不超过90℃，冬天极寒温度下换热器内热交换的冷却液液体温度不低于40℃。

所述换热器中水流方向如图5所示。

如图1所示，所述PHEV电池热管理系统包括中冷系统散热器、水温传感器Ⅰ、W-CAC、低温散热器、ECV1电控水阀、逆变器、发电机、驱动电机、水泵Ⅰ、2个三通阀、动力电池、chiller、水温传感器Ⅱ以及排气余热回收部分。

其中，chiller、三通阀Ⅰ、三通阀Ⅱ、水泵Ⅰ、动力电池以及水温传感器Ⅱ组成排气加热部分。所述chiller经三通阀Ⅰ与热交换器相连；所述三通阀Ⅱ连接热交换器；所述chiller还可经三通阀Ⅰ、水泵Ⅰ连接动力电池，且水泵Ⅰ与动力电池之间的管路上装有水温传感器Ⅱ。

所述排气余热回收部分由热交换器、水泵Ⅱ以及排气余热回收装置组成。所述水泵Ⅱ安装在排气余热回收回路上。所述2个三通阀即三通阀Ⅰ、三通阀Ⅱ能够将热交换器侧回路联通，排气余热回收回路水泵Ⅱ开启，热交换器工作，对动力电池进行加热。

PHEV电池热管理系统除排气加热部分与排气余热回收部分外均为常规结构，连接关系如图所示，不再赘述。

实施例1

S1、判断环境温度。若环境温度小于T1，则判断环境温度低，有电池冷却需求，否则，排气余热回收部分关闭；T1≈0℃；

S2、对电池温度进行判断。若电池温度小于T2，则判断电池温度低，需要额外热量加热，否则，排气余热回收部分关闭；T2≈-5℃；

S3、判断排气加热回路水温是否满足电池加人条件，若水温传感器Ⅱ温度小于T3，则满足电池加人条件，否则排气余热回收部分关闭；T3≈50℃；

一种冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置，由保护罩、换热器、支架与排气管构成。

所述排气管可通过焊接与PHEV电池热管理系统中排气余热回收部分的排气管路连接，设置在地板下动力电池旁。

所述排气管上等间隔装有4个支架，用于固定换热器。

所述排气管通过辐射热及热传导形式与冷却液直接进行热交换，

所述换热器与排气管表面之间设置80mm的距离，可通过控制换热器与排气管的距离，使夏天极限工况下换热器内热交换的冷却液液体温度不超过90℃，冬天极寒温度下换热器内热交换的冷却液液体温度不低于40℃。

所述PHEV电池热管理系统包括中冷系统散热器、水温传感器Ⅰ、W-CAC、低温散热器、ECV1电控水阀、逆变器、发电机、驱动电机、排气加热部分以及排气余热回收部分。

所述排气加热部分包括水泵Ⅰ、2个三通阀、动力电池、chiller、水温传感器Ⅱ。所述chiller经三通阀Ⅰ与热交换器相连；所述三通阀Ⅱ连接热交换器；所述chiller还可经三通阀Ⅰ、水泵Ⅰ连接动力电池，且水泵Ⅰ与动力电池之间的管路上装有水温传感器Ⅱ。

本实施例可实施的重要前提是控制好换热器与排气管表面距离，使夏天极限工况下换热器内热交换的冷却液液体温度不超过90℃，冬天极寒温度下换热器内热交换的冷却液液体温度不低于40℃。

本发明冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置，发动机排气废热再利用，有利于能源节约；排气管通过辐射热及热传导形式与冷却液直接热交换，简单高效，同时PHEV电池的快速加热，有利于电池充放电性能发挥；本发明在利用废热的同时，不影响发动机背压，不影响发动机动力性经济性表现。

与此同时，发动机排气废热收集加热动力电池形式可结合发动机缸体余热收集、PTC加热形式组合实现对PHEV电池的加热实现。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.一种冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置，其特征在于：由保护罩、换热器、支架与排气管构成；

3.根据权利要求2所述的一种冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置，其特征在于：所述排气管通过焊接与PHEV电池热管理系统中排气余热回收部分的排气管路连接。

4.根据权利要求2所述的一种冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置，其特征在于：所述排气管通过环箍与PHEV电池热管理系统中排气余热回收部分的排气管路连接。

5.根据权利要求2所述的一种冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置，其特征在于：所述支架为4个，4个支架等间隔分布。

6.根据权利要求2所述的一种冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置，其特征在于：所述PHEV电池热管理系统包括中冷系统散热器、水温传感器Ⅰ、W-CAC、低温散热器、ECV1电控水阀、逆变器、发电机、驱动电机、排气加热部分以及排气余热回收部分。

7.根据权利要求6所述的一种冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置，其特征在于：所述排气加热部分包括水泵Ⅰ、2个三通阀、动力电池、chiller、水温传感器Ⅱ；所述chiller经三通阀Ⅰ与热交换器相连；所述三通阀Ⅱ连接热交换器；所述chiller还可经三通阀Ⅰ、水泵Ⅰ连接动力电池，且水泵Ⅰ与动力电池之间的管路上装有水温传感器Ⅱ。

8.根据权利要求6所述的一种冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置，其特征在于：所述排气余热回收部分由热交换器、水泵Ⅱ以及排气余热回收装置组成。

9.根据权利要求8所述的一种冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置，其特征在于：所述水泵Ⅱ安装在排气余热回收回路上。

10.根据权利要求9所述的一种冬季PHEV利用冬季排气余热回收装置，其特征在于：所述2个三通阀即三通阀Ⅰ、三通阀Ⅱ能够将热交换器侧回路联通，排气余热回收回路水泵Ⅱ开启，热交换器工作，对动力电池进行加热。