CN215204412U - 一种氢燃料混合动力汽车采暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氢燃料混合动力汽车采暖系统，包括电驱动冷却循环回路和采暖温度控制回路；所述采暖温度控制回路包括：采暖循环管路、常闭式电磁水阀、高压电液体加热器、采暖电子水泵、采暖散热器，采暖循环管路通过三通与电驱动冷却循环回路连接，采暖循环管路上依次连接高压电液体加热器、采暖散热器、采暖电子水泵，采暖电子水泵出口通过三通与电驱动冷却循环回路中低温散热器入口连接。本实用新型充分利用了电机工作时产生的热量，当整车需要采暖，可调低高压电液体加热器功率而利用动力源热量，将冷却介质加热到需要的温度，减少了电能消耗。本实用新型结构合理，采暖效率高。

Description

一种氢燃料混合动力汽车采暖系统

技术领域

本实用新型涉及混合动力汽车采暖技术领域，特别是涉及一种氢燃料混合动力汽车采暖系统。

背景技术

氢燃料电池混合动力车可以通过燃料电池系统为驱动混合燃料电池汽车的电动机提供电能。相比传统混合动力汽车具有较大的电池容量和电机功率，同时能够从外网对动力电池充电，实现长距离纯电行驶，具有传统燃油汽车续驶里程长以及纯电动汽车低能耗无污染的优点。

因此，氢燃料混合动力汽车在现阶段受到了广泛关注和推广应用，是目前新能源汽车的研究开发热点之一。

氢燃料混合动力汽车有氢燃料发动机、电机、电机控制器、DCDC转换器、电池等部件需要进行热管理，保证各部件在不同工况下均处于合适的温度范围，现动力系统可靠稳定地输出。

混合动力汽车是以电池为动力源或者辅助动力源，因为没有燃油发动机或者发动机，功率较小，采暖时需要设立独立的热源，用电能来加热空气，送入汽车轿厢达到采暖的目的。现有的氢燃料混合动力汽车采暖系统采暖时需要设立独立的热源，用电能来加热空气，送入汽车轿厢，构存在设计不合理，效率低的问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种氢燃料混合动力汽车采暖系统，以解决现有技术中的氢燃料混合动力汽车通过独立热源采暖的结构不合理，效率低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种氢燃料混合动力汽车采暖系统，其特征在于，包括电驱动冷却循环回路和采暖温度控制回路；

所述电驱动冷却循环回路包括：低温散热器、冷却循环水泵、驱动电机、常开式电磁水阀和水箱；低温散热器、冷却循环水泵、驱动电机、常开式电磁水阀通过循环管路串联在一起，水箱与低温散热器并联；

所述采暖温度控制回路包括：采暖循环管路、常闭式电磁水阀、高压电液体加热器、采暖电子水泵、通过风道与车厢连通的采暖散热器，采暖循环管路通过三通与电驱动冷却循环回路连接，采暖循环管路上依次连接高压电液体加热器、采暖散热器、采暖电子水泵，采暖电子水泵出口通过三通与电驱动冷却循环回路中低温散热器入口连接，常闭式电磁水阀设置在高压电液体加热器的入口前。

在本实用新型的优选实施例中，在所述低温散热器处布置有低温散热风扇，用于将散热器的热量散发至空气中。进一步，低温散热风扇至少包括关闭、低速档和高速档三个工作档位，所述的低温散热风扇的低速档的速度范围通常设置在1000-1500rpm之间，高速档的速度范围通常设置在2000-2500rpm之间。

在本实用新型的优选实施例中，在所述采暖散热器处布置有采暖散热器风扇，用于将散热器的热量送至车内实现采暖。进一步，采暖散热器风扇至少包括关闭、低速档和高速档三个工作档位，采暖散热风扇的低速档的速度范围通常设置在800-1200rpm之间，高速档的速度范围通常设置在1800-2000rpm之间。

在本实用新型的优选实施例中，在所述电驱动冷却循环回路中还包括驱动电机控制器，驱动电机控制器串联在驱动电机的后面。

在本实用新型的优选实施例中，所述水箱为膨胀水箱，用于补偿冷却液体积变化。

在本实用新型的优选实施例中，所述冷却循环水泵、采暖电子水泵的工作模式分为关闭，低速档和高速档。

在本实用新型的优选实施例中，所述的冷却循环水泵、采暖电子水泵的低速档的速度范围通常设置在800-1200rpm之间，高速档的速度范围通常设置在 1800-2000rpm之间。

在本实用新型的优选实施例中，所述高压电液体加热器、采暖电子水泵、冷却循环水泵的出水口均内置温度传感器，能够向汽车的整车控制器提供相应温度信号。

本实用新型的优点在于：

1、采用本实用新型，在电机冷启动时，可以通过开启高压电液体加热器，加速提高电机温度，减少了电机冷启动低温运行时间。

2、本实用新型充分利用了电机工作时产生的热量，当整车需要采暖，可调低高压电液体加热器功率而利用动力源热量，将冷却介质加热到需要的温度，减少了电能消耗。

3、根据采暖系统状态切换液体流向有效避免了循环回路不必要的阻力带来的能量损失，提高了散热效率。

4、本实用新型能够满足在不同工作模式下制热需求，同时有效减少了能量消耗。

本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1为氢燃料混合动力汽车采暖系统的示意图。

其中，1、低温散热器，2、低温散热风扇，3、冷却循环水泵，4、驱动电机，5、驱动电机控制器，6、常开式电磁水阀，7、膨胀水箱，8、常闭式电磁水阀，9、高压电液体加热器，10、采暖散热器，11、采暖散热器风扇，12、采暖循环管路，13、采暖电子水泵。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的技术方案进行描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式；并且附图中所示的结构仅仅是示意性的，并不代表实物。需要说明的是，基于本实用新型中的这些实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需说明的是，在本文中术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同或者等同要素。

术语“上”、“下”、“内”、“外”等并不构成绝对的空间关系限制，只是一种相对位置的概念。这是本领域技术人员都能够理解的。

参见图1，冬天天气寒冷时乘客区需要进行采暖，最方便的方法是乘客区单独配备一套采暖系统，由VCU或者独立的控制单元控制。因此，合理设计车辆采暖系统并实现优化控制是保证动力系统高效可靠地工作的重要途径之一。

一种氢燃料混合动力汽车采暖系统，包括电驱动冷却循环回路和采暖温度控制回路；两个回路的详细描述如下：

电驱动冷却循环回路包括：低温散热器1、冷却循环水泵3、驱动电机4、驱动电机控制器5、常开式电磁水阀6和水箱；低温散热器1、冷却循环水泵3、驱动电机4、驱动电机控制器5、常开式电磁水阀6通过循环管路串联在一起，水箱采用膨胀水箱7，用于初始提供冷却液和补偿冷却液体积变化。膨胀水箱7 与低温散热器并联。低温散热器1处布置有低温散热风扇2，用于将散热器的热量散发至空气中。低温散热风扇2至少包括关闭、低速档和高速档三个工作档位，所述的低温散热风扇1的低速档的速度范围通常设置在1000-1500rpm 之间，高速档的速度范围通常设置在2000-2500rpm之间。

采暖温度控制回路包括：采暖循环管路12、常闭式电磁水阀8、高压电液体加热器9、采暖散热器10、采暖电子水泵13，采暖循环管路12通过三通与电驱动冷却循环回路连接，采暖循环管路12上依次连接高压电液体加热器9、采暖散热器10、采暖电子水泵13，采暖电子水泵13出口通过三通与电驱动冷却循环回路中低温散热器1入口连接，常闭式电磁水阀8设置在高压电液体加热器9的入口前。

在采暖散热器10处布置有采暖散热器风扇11，用于将散热器的热量送至车内实现采暖。采暖散热器风扇11至少包括关闭、低速档和高速档三个工作档位，采暖散热风扇11的低速档的速度范围通常设置在800-1200rpm之间，高速档的速度范围通常设置在1800-2000rpm之间。

冷却循环水泵3、采暖电子水泵13的工作模式分为关闭，低速档和高速档。冷却循环水泵3、采暖电子水泵13的低速档的速度范围通常设置在800-1200rpm 之间，高速档的速度范围通常设置在1800-2000rpm之间。

电驱动冷却循环回路采用和采暖系统温度控制回路相同的冷却介质。常闭式电磁水阀8及常开式电磁水阀6可以根据车辆是否进行采暖而切换冷却液流向。两个回路中驱动电机4、驱动电机控制器5、高压电液体加热器9、采暖电子水泵13、冷却循环水泵3以及各散热器出水口均设有温度传感器，用于采集各部件和冷却液温度信号。采暖电子水泵13、冷却循环水泵3、高压电液体加热器9、低温散热风扇2、采暖散热器风扇11、电磁水阀均由VCU控制，以实现整个采暖系统的优化控制。

VCU(整车控制器)根据系统各部件温度信号及控制需求控制两个回路中常开式电磁水阀6、常闭式电磁水阀8、高压电液体加热器9、采暖电子水泵13、冷却循环水泵3﹑低温散热风扇2、采暖散热器风扇11、采暖散热器10等执行部件，实现了冷却液流动方向和流量大小的改变以及不同回路之间的热交换﹐有效利用了系统产生的热量，减少了采暖时加热水的温度。该采暖系统在满足电驱控制系统各部件温度控制要求的基础上，进一步改善了经济性。

本实用新型的新型客车采暖系统的控制方法，包括车辆冷启动的暖机过程中﹑车辆正常工作过程中以及车辆停机过程中的冷却系统控制，所述的电驱动冷却系统控制。

乘员舱有采暖需求时的控制过程:

当乘员有采暖需求时，常开式电磁水阀6关闭，常闭式电磁水阀8打开，采暖电子水泵13根据入口水温调节功率运行、采暖散热器风扇11开启，此时电驱动冷却循环回路的冷却液经过冷却循环水泵3后，通过冷却管路回路流入高压电液体加热器9；高压电液体加热器9根据流入冷却液的温度调整功率，将冷却液温度升至75℃后通过采暖循环管路12流入采暖散热器10散热，采暖散热风扇11将热量送至为乘客区升温，冷却液经过采暖电子水泵13最后并入冷却管路回路，经过低温散热器1二次降温后流入冷却循环水泵3完成采暖循环。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种氢燃料混合动力汽车采暖系统，其特征在于，包括电驱动冷却循环回路和采暖温度控制回路；

所述电驱动冷却循环回路包括：低温散热器、冷却循环水泵、驱动电机、常开式电磁水阀和水箱；低温散热器、冷却循环水泵、驱动电机、常开式电磁水阀通过循环管路串联在一起，水箱与低温散热器并联；

所述采暖温度控制回路包括：采暖循环管路、常闭式电磁水阀、高压电液体加热器、采暖电子水泵、通过风道与车厢连通的采暖散热器，采暖循环管路通过三通与电驱动冷却循环回路连接，采暖循环管路上依次连接高压电液体加热器、采暖散热器、采暖电子水泵，采暖电子水泵出口通过三通与电驱动冷却循环回路中低温散热器入口连接，常闭式电磁水阀设置在高压电液体加热器的入口前。

2.根据权利要求1所述的氢燃料混合动力汽车采暖系统，其特征在于，在所述低温散热器处布置有低温散热风扇。

3.根据权利要求2所述的氢燃料混合动力汽车采暖系统，其特征在于，低温散热风扇至少包括关闭、低速档和高速档三个工作档位，所述的低温散热风扇的低速档的速度范围设置在1000-1500rpm之间，高速档的速度范围设置在2000-2500rpm之间。

4.根据权利要求1所述的氢燃料混合动力汽车采暖系统，其特征在于，在所述采暖散热器处布置有采暖散热器风扇。

5.根据权利要求4所述的氢燃料混合动力汽车采暖系统，其特征在于，采暖散热器风扇至少包括关闭、低速档和高速档三个工作档位，采暖散热风扇的低速档的速度范围设置在800-1200rpm之间，高速档的速度范围设置在1800-2000rpm之间。

6.根据权利要求1所述的氢燃料混合动力汽车采暖系统，其特征在于，在所述电驱动冷却循环回路中还包括驱动电机控制器，驱动电机控制器串联在驱动电机的后面。

7.根据权利要求1所述的氢燃料混合动力汽车采暖系统，其特征在于，所述水箱为膨胀水箱。

8.根据权利要求1所述的氢燃料混合动力汽车采暖系统，其特征在于，所述冷却循环水泵、采暖电子水泵的工作模式分为关闭，低速档和高速档。

9.根据权利要求8所述的氢燃料混合动力汽车采暖系统，其特征在于，所述的冷却循环水泵、采暖电子水泵的低速档的速度范围设置在800-1200rpm之间，高速档的速度范围设置在1800-2000rpm之间。

10.根据权利要求1所述的氢燃料混合动力汽车采暖系统，其特征在于，所述高压电液体加热器、采暖电子水泵、冷却循环水泵的出水口均内置温度传感器，能够向汽车的整车控制器提供相应温度信号。

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