CN206914132U - 混合动力汽车冷却系统及具有该系统的汽车 - Google Patents

Abstract

一种混合动力汽车冷却系统及混合动力汽车，包括电池散热器、空调冷凝器、控制器散热器、油冷器及发动机散热器，电池散热器、空调冷凝器、控制器散热器、油冷器及发动机散热器设置于发动机舱的格栅与散热风扇之间，在格栅与散热风扇之间形成四层冷却层，从格栅所在的位置至散热风扇所在的位置，依次为第一冷却层、第二冷却层、第三冷却层及第四冷却层，电池散热器位于第一冷却层上，空调冷凝器位于第二冷却层上，油冷器及控制器散热器并列设置，且位于第三冷却层上，发动机散热器位于第四冷却层上。本实用新型根据综合考虑散热量、工作温度及自身体积优化各散热元件的排列顺序，能够较好地平衡各散热元件之间的散热需求。

Description

混合动力汽车冷却系统及具有该系统的汽车

技术领域

本实用新型涉及混合动力汽车领域，尤其是一种混合动力汽车冷却系统及具有该混合动力汽车冷却系统的汽车。

背景技术

随着环境污染的日益严重，节能减排已经成为了汽车的重要发展方向，混合动力汽车，尤其是插电式混合动力汽车(plug-in hybrid electric vehicle简称PHEV)的相关技术在近几年得到了越来越多的研究与应用。混合动力汽车在快速发展的同时，也遇到了各种各样的挑战和困难。

相比于传统能源汽车，混合动力汽车的结构更加复杂，电气元件的数量也更多，各电气元件在工作时产生的热量也会更多，这就意味着其对冷却性能的要求也更加的苛刻。

混合动力汽车由于动力结构的形式不同，相比于传统能源汽车，需要额外对电池包、电机及电机控制器进行散热，因此混合动力汽车的冷却系统就会较为复杂，该冷却系统的开发与研究受到很多车辆生产厂商及实验室的关注。

混合动力汽车的冷却系统一方面需要车辆在不同的极限工况下，如高速高温大负荷工况及低速高温大负荷工况下，依然可以满足冷却需求，保证不同零部件的散热性能，避免零部件过热导致寿命缩短或产生热害风险；但从另一方面来说，冷却系统又需要防止因散热性能过高导致的冷却能力的过剩，使混合动力系统更契合节能减排的发展趋势。因此，如何使混合动力汽车的冷却系统平衡各散热元件之间的散热需求，成为了冷却系统设计的关键。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种混合动力汽车冷却系统及具有该混合动力汽车冷却系统的汽车，该冷却系统能够较好地平衡各散热元件之间的散热需求。

本实用新型提供一种混合动力汽车冷却系统，包括电池散热器、空调冷凝器、控制器散热器、油冷器及发动机散热器，所述电池散热器、所述空调冷凝器、所述控制器散热器、所述油冷器及所述发动机散热器设置于发动机舱的格栅与散热风扇之间，在所述格栅与所述散热风扇之间形成四层冷却层，从所述格栅所在的位置至所述散热风扇所在的位置，依次为第一冷却层、第二冷却层、第三冷却层及第四冷却层，所述电池散热器位于所述第一冷却层上，所述空调冷凝器位于所述第二冷却层上，所述油冷器及所述控制器散热器并列设置，且位于所述第三冷却层上，所述发动机散热器位于所述第四冷却层上。

进一步地，所述格栅包括上格栅及下格栅，所述油冷器在汽车高度方向上的位置与所述上格栅的位置相对应，所述控制器散热器在汽车高度方向上的位置与所述下格栅的位置相对应。

进一步地，所述格栅包括上格栅及下格栅，所述电池散热器在汽车高度方向上的位置与所述上格栅的位置相对应。

进一步地，所述混合动力汽车冷却系统包括电池散热总成，所述电池散热总成包括所述电池散热器、膨胀水箱、第一水泵、动力电池包、液液热交换器、加热器及第一三通阀，所述第一水泵与所述动力电池包串联组成所述电池散热总成的第一支路，所述液液热交换器与所述加热器串联组成电池散热总成的第二支路，所述电池散热总成的第一支路及第二支路并联，所述电池散热器的一端经过所述膨胀水箱后分别与所述第一水泵及所述液液热交换器的一端相连，所述电池散热器的另一端经 过所述第一三通阀后分别与所述加热器及所述动力电池包的一端相连。

进一步地，所述混合动力汽车冷却系统包括空调散热总成，所述空调散热总成包括所述空调冷凝器、第一膨胀阀、空调蒸发器、第二膨胀阀、液液热交换器、第二三通阀及空调压缩机，所述第一膨胀阀与所述空调蒸发器串联组成所述空调散热总成的第一支路，所述第二膨胀阀与所述液液热交换器串联组成所述空调散热总成的第二支路，所述空调散热总成的第一支路及第二支路并联，所述空调冷凝器的一端分别与所述第一膨胀阀及所述第二膨胀阀的一端相连，所述空调冷凝器的另一端依次经过所述空调压缩机及所述第二三通阀后分别与所述空调蒸发器及所述液液热交换器的一端相连。

进一步地，所述混合动力汽车冷却系统包括电池散热总成和空调散热总成，所述电池散热总成包括所述电池散热器、膨胀水箱、第一水泵、动力电池包、液液热交换器及加热器，所述空调散热总成包括所述空调冷凝器、空调蒸发器、液液热交换器及空调压缩机，所述电池散热总成和空调散热总成共用一个液液热交换器。

进一步地，所述混合动力汽车冷却系统包括控制器散热总成，所述控制器散热总成包括所述控制器散热器、第二水泵、充电机、DC/DC稳压器及电机控制器，所述控制器散热总成、所述第二水泵、所述充电机、所述DC/DC稳压器及所述电机控制器依次串联成一个完整的回路。

进一步地，所述混合动力汽车冷却系统包括变速器散热总成，所述变速器散热总成包括所述油冷器、油泵及变速器，所述油冷器、所述油泵及所述变速器依次串联成一个完整的回路。

进一步地，所述混合动力汽车冷却系统包括所述发动机散热器、第三水泵及发动机，所述发动机散热总成、所述第三水泵及所述发动机依次串联成一个完整的回路。

本实用新型还提供了一种混合动力汽车，包括本实用新型提供的混 合动力汽车冷却系统。

综上所述，本实用新型通过将五个散热元件设置成四层冷却层，并根据综合考虑散热量、工作温度及自身体积优化各散热元件的排列顺序，能够较好地平衡各散热元件之间的散热需求。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型提供的混合动力汽车冷却系统的系统框图。

图2为图1中四层冷却层的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，详细说明如下。

本实用新型提供了一种混合动力汽车冷却系统及具有该混合动力汽车冷却系统的汽车，该冷却系统能够较好地平衡各散热元件之间的散热需求，即可保证不同散热元件的散热性能，满足不同的汽车零部件的散热需求，又符合节能减排的要求。

图1为本实用新型提供的混合动力汽车冷却系统的系统框图，图2为图1中四层冷却层的结构示意图，如图1及图2所示，本实用新型提供的混合动力汽车冷却系统包括用于冷却动力电池的电池散热总成、用于冷却空调系统饱和的冷媒蒸汽的空调散热总成、用于冷却电机控制器的控制器散热总成、用于冷却变速器油液的变速器散热总成、用于冷却发动机缸体内循环水的发动机散热总成，其中，电池散热总成包括电池 散热器11，空调散热总成包括空调冷凝器21，控制器散热总成包括控制器散热器31，变速器散热总成包括油冷器41、发动机散热总成包括发动机散热器51。在上述散热总成中，电池散热器11、空调冷凝器21、控制器散热器31、油冷器41及发动机散热器51设置于发动机舱的格栅62与散热风扇61之间，并在格栅62与散热风扇61之间形成四层冷却层，从格栅62所在的位置至散热风扇61所在的位置，依次设置第一冷却层71、第二冷却层72、第三冷却层73及第四冷却层74，电池散热器11位于第一冷却层71上，空调冷凝器21位于第二冷却层72上，油冷器41及控制器散热器31并列设置，且位于第三冷却层73上，发动机散热器51位于第四冷却层74上。也即，在汽车的X方向，即汽车的长度方向上，电池散热器11位于四层冷却层的最前端并与格栅62相邻，发动机散热器51位于四层冷却层的最后端并与散热风扇61相邻，空调冷凝器21位于电池散热器11远离格栅62的一侧，并与电池散热器11相邻，油冷器41及控制器散热器31设置于空调冷凝器21与发动机散热器51之间。

可以理解地，在发动机舱中，从格栅62进入的冷却空气经过散热元件后其温度会增高，因此越向靠近散热风扇61方向流动，冷却空气的温度会越高。在电池散热器11、空调冷凝器21、油冷器41、控制器散热器31及发动机散热器51这五个散热元件中，电池散热器11的工作温度最低、散热量最小且电池的工作温度对电池的剩余电量(State of Charge简称SOC)影响较大，因此在本实施例中，电池散热器11放置于四层冷却层的第一冷却层71，当冷却空气从格栅62进入后，电池散热器11不会受到其他散热元件散发热量的干扰，防止因冷却空气温度过高而造成电池散热器11无法散热，同时其散发的热量也不会对后排散热元件造成干扰，使后排散热元件同样能够顺利散热。

发动机散热器51在上述五个散热元件中的工作温度最高且散热量 最大，另外相比于其他元件，温度对发动机的工作造成的影响不太明显，因此，将发动机散热器51放置于四层冷却层的第四冷却层74，防止其较高的散热量对其它散热元件造成影响，同时也保证了自身能够进行正常的散热。

空调冷凝器21、油冷器41、控制器散热器31的散热量大致相等，但油冷器41的工作温度要高于空调冷凝器21及控制器散热器31的工作温度，因此油冷器41设置于四层冷却层的第三冷却层73，位于发动机散热器51远离散热风扇61的一侧，并与发动机散热器51相邻，由于空调冷凝器21的体积较大，而油冷器41及控制器散热器31的体积较小，因此空调冷凝器21单独位于四层冷却层的第二冷却层72，油冷器41及控制器散热器31共同位于四层冷却层的第三冷却层73。

在本实用新型中，由于从四层冷却层的最前端至最后端各散热元件的工作温度及散热量基本呈增大趋势，因此冷却空气经过位于较前位置的散热元件后，还可以继续冷却位于较后位置的散热元件，不仅能使整个散热系统的工作温度分布的较为均衡，降低整个发动机舱的温度，且不会造成散热性能过高，节省能源。通过将体积较小的油冷器41及控制器散热器31设置于同一冷却层，可以减小散热系统的布设空间，节省散热系统的连接元件，减轻散热系统的重量。

综上所述，本实用新型通过改变五个散热元件的布设位置，能够较好地平衡各散热元件之间的散热需求。

进一步地，格栅62包括上格栅621及下格栅622，在汽车运行过程中，上格栅621处冷却空气的进气量要比下格栅622处冷却空气的进气量大，因此，为了使油冷器41能够较好地进行散热，油冷器41在竖直方向的位置与上格栅621的位置相对应，而控制器散热器31在竖直方向的位置与下格栅622的位置相对应，也就是说，在车辆的Z方向上，即车辆的高度方向上，油冷器41位于控制器散热器31的上部。

同样地，为了能够更好地使电池散热器11更好地进行散热，电池散热器11在车辆的高度方向上的位置与上格栅621的位置相对应。

进一步地，除了电池散热器11外，电池散热总成还包括膨胀水箱12、第一水泵13、动力电池包14、液液热交换器15、加热器16及第一三通阀17，第一水泵13与动力电池包14串联组成电池散热总成的第一支路，液液热交换器15与加热器16串联组成电池散热总成的第二支路，电池散热总成的第一支路及第二支路并联，电池散热器11的一端经过膨胀水箱12后分别与第一水泵13及液液热交换器15的一端相连，电池散热器11的另一端经过第一三通阀17后分别与加热器16及动力电池包14的一端相连。通过对第一三通阀17的控制，可以使流经膨胀水箱12的冷却液可选择地经过电池散热总成的第一支路或第二支路，并再次流回电池散热器11内，以完成电池散热总成的循环。

除了空调冷凝器21外，空调散热总成还包括第一膨胀阀22、空调蒸发器23、第二膨胀阀24、液液热交换器15、第二三通阀25及空调压缩机26，第一膨胀阀22与空调蒸发器23串联组成空调散热总成的第一支路，第二膨胀阀24与液液热交换器15串联组成空调散热总成的第二支路，空调散热总成的第一支路及第二支路并联，空调冷凝器21的一端分别与第一膨胀阀22及第二膨胀阀24的一端相连，空调冷凝器21的另一端依次经过空调压缩机26及第二三通阀25后分别与空调蒸发器23及液液热交换器15的一端相连。通过对第二三通阀25的控制，可以使空调冷凝器21中的冷却液可选择地经过空调散热总成的第一支路或第二支路，然后经过空调压缩机26后再次进入空调冷凝器21中。也即液液热交换器15同时设置于电池散热总成及空调散热总成的循环内。

除了控制器散热器31外，控制器散热总成还包括第二水泵32、充电机33、DC/DC稳压器34及电机控制器35，控制器散热器31、第二水泵32、充电机33、DC/DC稳压器34及电机控制器35依次相连，并 形成一个完整的回路。

除了油冷器41外，变速器散热总成还包括油泵42及变速器43，在本实用新型中，变速器43优选为混动变速器，油冷器41、油泵42及变速器43依次相连，并形成一个完整的回路。

除了发动机散热器51外，发动机散热总成还包括第三水泵52及发动机53，发动机散热器51、第三水泵52及发动机53依次相连，并形成一个完整的回路。

在本实施例中，为了减少布设难度，优化发动机舱空间，从散热风扇61至驾驶舱的方向，发动机53、变速器43、电机控制器35、空调蒸发器23、液液热交换器15及动力电池包14依序设置。

综上所述，本实用新型通过将五个散热元件设置成四层冷却层，并综合考虑散热量、工作温度及自身体积优化各散热元件的排列顺序，能够较好地平衡各散热元件之间的散热需求。

本发明还提供了一种混合动力汽车，包括上述的混合动力汽车冷却系统，关于该混合动力汽车的其它技术特征，请参见现有技术，在此不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种混合动力汽车冷却系统，其特征在于：其包括电池散热器、空调冷凝器、控制器散热器、油冷器及发动机散热器，所述电池散热器、所述空调冷凝器、所述控制器散热器、所述油冷器及所述发动机散热器设置于发动机舱的格栅与散热风扇之间，在所述格栅与所述散热风扇之间形成四层冷却层，从所述格栅所在的位置至所述散热风扇所在的位置，依次为第一冷却层、第二冷却层、第三冷却层及第四冷却层，所述电池散热器位于所述第一冷却层上，所述空调冷凝器位于所述第二冷却层上，所述油冷器及所述控制器散热器并列设置，且位于所述第三冷却层上，所述发动机散热器位于所述第四冷却层上。

2.如权利要求1所述的混合动力汽车冷却系统，其特征在于：所述格栅包括上格栅及下格栅，所述油冷器在汽车高度方向上的位置与所述上格栅的位置相对应，所述控制器散热器在汽车高度方向上的位置与所述下格栅的位置相对应。

3.如权利要求1所述的混合动力汽车冷却系统，其特征在于：所述格栅包括上格栅及下格栅，所述电池散热器在汽车高度方向上的位置与所述上格栅的位置相对应。

4.如权利要求1所述的混合动力汽车冷却系统，其特征在于：所述混合动力汽车冷却系统包括电池散热总成，所述电池散热总成包括所述电池散热器、膨胀水箱、第一水泵、动力电池包、液液热交换器、加热器及第一三通阀，所述第一水泵与所述动力电池包串联组成所述电池散热总成的第一支路，所述液液热交换器与所述加热器串联组成电池散热总成的第二支路，所述电池散热总成的第一支路及第二支路并联，所述电池散热器的一端经过所述膨胀水箱后分别与所述第一水泵及所述液液热交换器的一端相连，所述电池散热器的另一端经过所述第一三通阀后分别与所述加热器及所述动力电池包的一端相连。

5.如权利要求1所述的混合动力汽车冷却系统，其特征在于：所述混合动力汽车冷却系统包括空调散热总成，所述空调散热总成包括所述空调冷凝器、第一膨胀阀、空调蒸发器、第二膨胀阀、液液热交换器、第二三通阀及空调压缩机，所述第一膨胀阀与所述空调蒸发器串联组成所述空调散热总成的第一支路，所述第二膨胀阀与所述液液热交换器串联组成所述空调散热总成的第二支路，所述空调散热总成的第一支路及第二支路并联，所述空调冷凝器的一端分别与所述第一膨胀阀及所述第二膨胀阀的一端相连，所述空调冷凝器的另一端依次经过所述空调压缩机及所述第二三通阀后分别与所述空调蒸发器及所述液液热交换器的一端相连。

6.如权利要求1所述的混合动力汽车冷却系统，其特征在于：所述混合动力汽车冷却系统包括电池散热总成和空调散热总成，所述电池散热总成包括所述电池散热器、膨胀水箱、第一水泵、动力电池包、液液热交换器及加热器，所述空调散热总成包括所述空调冷凝器、空调蒸发器、液液热交换器及空调压缩机，所述电池散热总成和空调散热总成共用一个液液热交换器。

7.如权利要求1所述的混合动力汽车冷却系统，其特征在于：所述混合动力汽车冷却系统包括控制器散热总成，所述控制器散热总成包括所述控制器散热器、第二水泵、充电机、DC/DC稳压器及电机控制器，所述控制器散热总成、所述第二水泵、所述充电机、所述DC/DC稳压器及所述电机控制器依次串联成一个完整的回路。

8.如权利要求1所述的混合动力汽车冷却系统，其特征在于：所述混合动力汽车冷却系统包括变速器散热总成，所述变速器散热总成包括所述油冷器、油泵及变速器，所述油冷器、所述油泵及所述变速器依次串联成一个完整的回路。

9.如权利要求1所述的混合动力汽车冷却系统，其特征在于：所 述混合动力汽车冷却系统包括所述发动机散热器、第三水泵及发动机，所述发动机散热总成、所述第三水泵及所述发动机依次串联成一个完整的回路。

10.一种混合动力汽车，其特征在于：包括权利要求1至权利要求9中任意一项所述的混合动力汽车冷却系统。