CN213167690U - 一种混合动力车辆的热管理系统及混合动力推土机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混合动力车辆的热管理系统及混合动力推土机，涉及推土机技术领域。该混合动力车辆的热管理系统包括第一热管理系统单元和第二热管理系统单元，第一热管理系统单元和第二热管理系统单元之间设置有隔板，所述隔板能够可选择的打开或关闭，以使第一热管理系统单元和第二热管理系统单元之间可选择的实现空气流通或空气隔绝。当混合动力车辆在非低温或非极寒环境下工作时，两个热管理系统单元的舱室空气隔绝，各自能够处于适合自身的温度下，降低了因工作温度不同而造成的相互影响。

Description

一种混合动力车辆的热管理系统及混合动力推土机

技术领域

本实用新型涉及推土机技术领域，尤其涉及一种混合动力车辆的热管理系统及混合动力推土机。

背景技术

随着环境问题的日趋严重，工程机械产品动力源也在由内燃机向多元化发展，比如以天然气为动力源的设备、以电池为动力源的纯电动设备、以内燃机和电池作为动力源的混合动力设备。其中混合动力工程机械(包含推土机)在动力性、燃油经济性、续航里程方面综合优势较大，是工程机械产品未来的重要发展趋势。

混合动力推土机在设计使用过程中要解决诸多技术问题，内燃机热管理系统及电池电机热管理系统的兼容性问题尤为突出。

工程机械配套内燃机一般为柴油机，其最佳工作温度是75℃～95℃，过冷或者过热都会产生性能下降或者引发故障。因此，内燃机冷却系统的的冷却液温度范围一般也控制在这个范围内。内燃机排气管等高温件表面温度可达400℃左右，由于热辐射作用，内燃机所处的舱室平均温度一般在50℃左右。

电池的工作温度相对苛刻，从已知参数来看，其工作温度要求在25℃～35℃范围内。过冷时需要采取加热措施，一般是消耗电池自身电量对电池进行加热。过热时需要进行强制散热。当电池所处舱室温度高于35℃时，由于热辐射作用，环境会对电池起加热作用，增加了电池冷却系统的热负荷。

现有技术中混合动力车辆虽然可以实现内燃机热管理系统及电池电机热管理系统既可以独立工作也可以相互协同工作，但是内燃机热管理系统及电池电机热管理系统均处于同一舱室，内燃机和电池的工作温度不同，处于同一舱室的内燃机和电池由于空气流通对其各自的功能也造成了一定的影响。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提出一种混合动力车辆的热管理系统，该混合动力车辆的热管理系统能够可选择的实现空气流通或空气隔绝，降低因工作温度不同而造成的相互影响。

本实用新型的另一个目的在于提出一种混合动力推土机，以实现推土机的热管理系统在运行时处于最佳温度范围，同时还可以达到节能的效果。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种混合动力车辆的热管理系统，其包括第一热管理系统单元和第二热管理系统单元，所述第一热管理系统单元和所述第二热管理系统单元之间设置有隔板，所述隔板能够可选择的打开或关闭，以使所述第一热管理系统单元和所述第二热管理系统单元之间可选择的实现空气流通或空气隔绝。

可选地，所述第一热管理系统单元包括风扇，所述风扇产生的气流方向为从所述第一热管理系统单元流向所述第二热管理系统单元。

可选地，所述隔板为电动百叶窗或机械驱动隔板。

可选地，所述第一热管理系统单元和所述第二热管理系统单元之间的液体管路连通，且连通的所述液体管路上均设置有开关阀。

可选地，所述第一热管理系统单元为内燃机冷却系统，所述第二热管理系统单元为电池电机冷却系统。

可选地，所述内燃机冷却系统包括内燃机和内燃机散热器，所述电池电机冷却系统包括电池、电池散热器和电机，所述内燃机散热器的冷却液出口与所述内燃机的冷却液入口连通，所述内燃机的冷却液出口分别与所述电池散热器的冷却液入口和所述电机的冷却液入口连通，所述电池散热器的冷却液出口与所述电池的冷却液入口连通，且所述内燃机的冷却液出口与所述电池散热器的冷却液入口连通的管路和所述内燃机的冷却液出口与所述电机的冷却液入口连通的管路上均设置有开关阀。

可选地，所述电池电机冷却系统还包括电机散热器，所述电池的冷却液出口与所述电池散热器的冷却液入口连通，所述电池散热器的冷却液出口与所述内燃机的冷却液入口连通，且所述电池散热器的冷却液出口与所述内燃机的冷却液入口连通的管路上设置有开关阀；所述电机的冷却液出口与所述电机散热器的冷却液入口连通，所述电机散热器的冷却液出口与所述内燃机的冷却液入口连通，且所述电机散热器的冷却液出口与所述内燃机的冷却液入口连通的管路上设置有开关阀。

可选地，所述开关阀为电子节流阀或电磁阀。

可选地，所述风扇为吸热风扇。

一种混合动力推土机，其包括以上任一项所述的混合动力车辆的热管理系统。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的混合动力车辆的热管理系统，通过在第一热管理系统单元和第二热管理系统单元之间设置可选择的打开或关闭的隔板，以使第一热管理系统单元和第二热管理系统单元之间可选择的实现空气流通或空气隔绝。当混合动力车辆在非低温或非极寒环境下工作时，两个热管理系统的舱室空气隔绝，各自能够处于适合自身的温度下，降低了因工作温度不同而造成的相互影响。

本实用新型提供的混合动力推土机，应用上述的混合动力车辆的热管理系统，根据不同工况，设定不同控制策略，使整机各系统在运行时处于最佳温度范围，同时还可以达到节能等效果。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的混合动力车辆的热管理系统的原理图。

图中标记：

1、第一热管理系统单元；2、第二热管理系统单元；3、隔板；4、电子节流阀；

11、内燃机；12、内燃机散热器；13、风扇；21、电池；22、电池散热器；23、电机；24、电机散热器；51、第一连通管路；52、第二连通管路；53、第三连通管路；54、第四连通管路。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

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，其包括第一热管理系统单元1和第二热管理系统单元2，第一热管理系统单元1和第二热管理系统单元2之间设置有隔板3，隔板3能够可选择的打开或关闭，以使第一热管理系统单元1和第二热管理系统单元2可选择的实现空气流通或空气隔绝。

本实施例提供的混合动力车辆的热管理系统，通过在第一热管理系统单元1和第二热管理系统单元2之间设置可选择的打开或关闭的隔板3，以使第一热管理系统单元1和第二热管理系统单元2可选择的实现空气流通或空气隔绝。当混合动力车辆在非低温或非极寒环境下工作时，两个热管理系统的舱室空气隔绝，各自能够处于适合自身的温度下，降低了因工作温度不同而造成的相互影响。

在本实施例中，第一热管理系统单元1所处的舱室为第一舱室，第二热管理系统单元2所处的舱室为第二舱室。

可选地，第一热管理系统单元1包括风扇13，风扇13产生的气流方向为从第一热管理系统单元1流向第二热管理系统单元2。在本实施例中，当环境温度较低(0℃以下)时，第一热管理系统单元1运行而第二热管理系统单元2不运行时，环境温度较低会对第二热管理系统单元2中的主要部件的性能造成影响时，而第一热管理系统单元1运行会使其所处舱室的温度高于环境温度，可以将二者之间的隔板3打开，通过风扇13将第一热管理系统单元1所处舱室的热空气吹到第二热管理系统单元2所处舱室，也提高第二热管理系统单元2所处舱室的温度，避免对其内主要部件的性能造成影响。

可选地，隔板3为电动百叶窗或机械驱动隔板。在本实施例中，隔板3既可以为电动百叶窗，也可以为机械驱动隔板3，只需满足能够将第一热管理系统单元1和第二热管理系统单元2之间实现空气连通或空气隔离即可。当然，该混合动力车辆的热管理系统还包括控制器，控制器与隔板3电连接，根据环境温度控制隔板3的开关。

可选地，第一热管理系统单元1和第二热管理系统单元2之间的液体管路连通，且连通的液体管路上设置有开关阀。具体地，第一热管理系统单元1为内燃机冷却系统，第二热管理系统单元2为电池电机冷却系统。在本实施例中，风扇13为吸热风扇。图1中左侧三个箭头方向为吸热风扇引起的冷却气流方向。将内燃机冷却系统和电池电机冷却系统之间的液体管路连通，以实现交互加热，提升内燃机11冷启动能力，保证电池21放电效率等。本实施例提供的混合动力车辆的热管理系统，避免了温度过低或过高对内燃机11的性能产生影响或引发故障；同时也避免了环境对电池21的加热造成电池冷却系统热负荷的增加。

具体地，内燃机冷却系统包括内燃机11和内燃机散热器12，电池电机冷却系统包括电池21、电池散热器22和电机23，内燃机散热器12的冷却液出口与内燃机11的冷却液入口连通，内燃机11的冷却液出口分别与电池散热器22的冷却液入口和电机23的冷却液入口连通，电池散热器22的冷却液出口与电池21的冷却液入口连通，且内燃机11的冷却液出口与电池散热器22的冷却液入口连通的管路和内燃机11的冷却液出口与电机23的冷却液入口连通的管路上均设置有开关阀。在本实施例中，将内燃机11的冷却液出口与电池散热器22的冷却液入口连通的管路记为第一连通管路51，将内燃机11的冷却液出口与电机23的冷却液入口连通的管路记为第二连通管路52。由于液体的加热速度比空气流通的加热速度快，在极寒(-20℃以下)环境下，打开第一连通管路51和第二连通管路52上的开关阀，将内燃机冷却系统与电池电机冷却系统连通，利用内燃机11的高温水给电池21和电机23加热。

在本实施例中，内燃机11的冷却液出口还与内燃机散热器12的冷却液入口连接，在第一连通管路51和第二连通管路52上的开关阀关闭时，内燃机冷却系统与电池电机冷却系统不连通，内燃机冷却系统自循环冷却散热。

可选地，电池电机冷却系统还包括电机散热器24，电池21的冷却液出口与电池散热器22的冷却液入口连通，电池散热器22的冷却液出口与内燃机11的冷却液入口连通，且电池散热器22的冷却液出口与内燃机11的冷却液入口连通的管路上设置有开关阀；电机23的冷却液出口与电机散热器24的冷却液入口连通，电机散热器24的冷却液出口与内燃机11的冷却液入口连通，且电机散热器24的冷却液出口与内燃机11的冷却液入口连通的管路上设置有开关阀。在本实施例中，将电池散热器22的冷却液出口与内燃机11的冷却液入口连通的管路记为第三连通管路53，电机散热器24的冷却液出口与内燃机11的冷却液入口连通的管路记为第四连通管路54。由于内燃机11在低温环境下还存在低温启动问题，在先启动电池电机冷却系统的情况下，将第三连通管路53上的开关阀和/或第四连通管路54上的开关阀打开，实现电池电机冷却系统给内燃机11加热，提高冷启动性能，而无需增加额外的辅助启动装置。

在本实施例中，电池21的冷却液出口还与电池散热器22的冷却液入口连通，电机23的冷却液出口还与电池散热器22的冷却液入口连通，在第三连通管路53上的开关阀和第四连通管路54上的开关阀关闭时，内燃机冷却系统与电池电机冷却系统不连通，电池电机冷却系统自循环冷却散热。

可选地，开关阀为电子节流阀4或电磁阀。在本实施例中，开关阀为电子节流阀4，电子节流阀4与控制器电连接，通过电子节流阀4控制连通管路的流量和连通管路的通断，电子节流阀4能对流体起到压力缓冲的作用，当流体经过电子节流阀4流入时，电子节流阀4可以在一定程度上阻碍流体的运行从而减少冲击力。当然，在其他实施例中，开关阀也可以为电磁阀，通过电磁阀控制液体管路是否连通。

本实施例提供的混合动力车辆的热管理系统的工作原理为：

在环境温度正常(一般指0℃～40℃)时，内燃机冷却系统或电池电机冷却系统单独工作时，隔板3闭合，防止两个系统所处舱室的温度不同对内燃机11或电池21的性能造成的不利影响；

在环境温度较低(0℃以下)时，且内燃机冷却系统运行，电池电机冷却系统不运行时，将内燃机冷却系统和电池电机冷却系统二者之间的隔板3打开，通过风扇13将内燃机冷却系统所处舱室的热空气吹到电池电机冷却系统所处舱室，以提高电池电机冷却系统所处舱室的温度，对电池21和电机23加热保温，实现电池21节能；

在环境温度较低(0℃以下)时，且电池电机冷却系统运行，内燃机冷却系统不运行时，通过液体管路将内燃机冷却系统和电池电机冷却系统的液体管路连通，以实现电池电机冷却系统给内燃机11加热，提高内燃机11冷启动性能。

在极寒(-20℃以下)环境下，将内燃机冷却系统的液体管路和电池电机冷却系统的液体管路连通，利用内燃机11高温水给电池21和电机23加热，以保护电池21和电机23的性能。

本实施例还提供了一种混合动力推土机，其包括上述的混合动力车辆的热管理系统。本实施例提供的混合动力推土机，应用上述的混合动力车辆的热管理系统，根据不同工况，设定不同控制策略，使整机各系统在运行时处于最佳温度范围，同时还可以达到节能等效果。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种混合动力车辆的热管理系统，其特征在于，包括：

第一热管理系统单元(1)和第二热管理系统单元(2)，所述第一热管理系统单元(1)和所述第二热管理系统单元(2)之间设置有隔板(3)，所述隔板(3)能够可选择的打开或关闭，以使所述第一热管理系统单元(1)和所述第二热管理系统单元(2)之间可选择的实现空气流通或空气隔绝。

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，所述第一热管理系统单元(1)包括风扇(13)，所述风扇(13)产生的气流方向为从所述第一热管理系统单元(1)流向所述第二热管理系统单元(2)。

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，所述隔板(3)为电动百叶窗或机械驱动隔板。

4.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，所述第一热管理系统单元(1)和所述第二热管理系统单元(2)之间的液体管路连通，且连通的所述液体管路上设置有开关阀。

5.根据权利要求1-4任一项所述的混合动力车辆的热管理系统，其特征在于，所述第一热管理系统单元(1)为内燃机冷却系统，所述第二热管理系统单元(2)为电池电机冷却系统。

6.根据权利要求5所述的混合动力车辆的热管理系统，其特征在于，所述内燃机冷却系统包括内燃机(11)和内燃机散热器(12)，所述电池电机冷却系统包括电池(21)、电池散热器(22)和电机(23)，所述内燃机散热器(12)的冷却液出口与所述内燃机(11)的冷却液入口连通，所述内燃机(11)的冷却液出口分别与所述电池散热器(22)的冷却液入口和所述电机(23)的冷却液入口连通，所述电池散热器(22)的冷却液出口与所述电池(21)的冷却液入口连通，且所述内燃机(11)的冷却液出口与所述电池散热器(22)的冷却液入口连通的管路和所述内燃机(11)的冷却液出口与所述电机(23)的冷却液入口连通的管路上均设置有开关阀。

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，所述电池电机冷却系统还包括电机散热器(24)，所述电池(21)的冷却液出口与所述电池散热器(22)的冷却液入口连通，所述电池散热器(22)的冷却液出口与所述内燃机(11)的冷却液入口连通，且所述电池散热器(22)的冷却液出口与所述内燃机(11)的冷却液入口连通的管路上设置有开关阀；所述电机(23)的冷却液出口与所述电机散热器(24)的冷却液入口连通，所述电机散热器(24)的冷却液出口与所述内燃机(11)的冷却液入口连通，且所述电机散热器(24)的冷却液出口与所述内燃机(11)的冷却液入口连通的管路上设置有开关阀。

8.根据权利要求7所述的混合动力车辆的热管理系统，其特征在于，所述开关阀为电子节流阀(4)或电磁阀。

9.根据权利要求2所述的混合动力车辆的热管理系统，其特征在于，所述风扇(13)为吸热风扇。

10.一种混合动力推土机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的混合动力车辆的热管理系统。

Images