CN219667921U - 混合动力系统车辆热管理系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种混合动力系统车辆热管理系统及车辆，混合动力系统车辆热管理系统，包括废气再循环回路、电采暖回路、通断控制件热交换件以及电机冷却回路，废气再循环回路与发动机连通，通断控制件与废气再循环回路以及电采暖回路连通，通断控制件具有导通状态以及阻断状态，通断控制件处于导通状态时废气再循环回路连通电采暖回路，通断控制件处于阻断状态时废气再循环回路和电采暖回路并行，热交换件与电采暖回路、电机冷却回路以及通断控制件连通其能够节省车辆能源，且使驾驶舱温度快速升高以及减少氮氧化合物的排放量。

Description

混合动力系统车辆热管理系统及车辆

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及一种混合动力系统车辆热管理系统及车辆。

背景技术

混合动力汽车是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供，在混合动力汽车中，动力电池、发动机和乘员舱等位置均需要对温度进行控制。

在相关的技术领域中，车辆的各回路均单独进行运作，容易造成车辆能源浪费。

实用新型内容

本申请实施例提供一种混合动力系统车辆热管理系统及车辆，其能够节省车辆能源，且使驾驶舱温度快速升高以及减少氮氧化合物的排放量。

第一方面，本申请实施例提供了一种混合动力系统车辆热管理系统，包括废气再循环回路、电采暖回路、通断控制件、热交换件以及电机冷却回路，废气再循环回路与发动机连通，通断控制件与所述废气再循环回路以及所述电采暖回路连通，所述通断控制件具有导通状态以及阻断状态，所述通断控制件处于导通状态时所述废气再循环回路连通所述电采暖回路，所述通断控制件处于阻断状态时所述废气再循环回路和所述电采暖回路并行；热交换件与所述电采暖回路以及通断控制件连通；电机冷却回路包括溢水罐、电机冷却段以及第一散热器，所述溢水罐与所述热交换件连通，电机冷却段具有第一进口以及第一出口，所述第一进口与所述溢水罐连通；第一散热器具有第二进口以及两个第二出口，所述第二进口与第一出口连通，两个所述第二出口中的一个与所述溢水罐连通，另一个与所述第一进口连通。

基于本申请实施例的混合动力系统车辆热管理系统，若车辆需要电采暖回路对车辆内部进行加热时且车辆此时处于混合动力模式时，通断控制件处于导通状态以使废气再循环回路与电采暖回路连通，此时，废气再循环回路的热量将传递至电采暖回路以减少电采暖回路转换热量时所需要消耗的电量，由于废气再循环回路中的废气为具有较高的比热容的多原子气体(即多原子气体降低温度时可放出更多的热量)，可使电采暖回路可快速升温，即可使驾驶舱的温度速度提高至设定温度。

另外，流经电机冷却段的冷却介质在流经第一散热器时通过第一散热器进行降温，此时，从第一散热器流出的冷却介质分为两路，且分别流入至溢水罐以及电机冷却段的第三进口，即冷却介质通过第三进口可快速进行循环，而冷却介质受热膨胀后体积增长的部分将流入至溢水罐内，电采暖回路工作时经过热交换件与电机冷却回路进行热交换可通过电机冷却回路进行散热。

更重要的是，废气再循环回路中废气的温度降低，在废气再循环回路中的废气回送至发动机内再次燃烧时，温度更低的废气可进一步降低气缸中混合气的最高燃烧温度降低，从而减少了氮氧化合物的生成量以及降低了气缸的温度，提高了使用该混合动力系统车辆热管理系统车辆的环保性。

第二方面，本申请实施例提供了一种车辆，包括如上所述的混合动力系统车辆热管理系统。

基于本申请实施例中的车辆，由于具有上述混合动力系统车辆热管理系统，车辆可利用废气再循环回路时产生的废热进行采暖，可减少车辆消耗的能量；且车辆可减少氮氧化合物的排放具有更优的环保性，且可降低发动机的温度使车辆性能更优。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。

图1为本申请一实施例中的混合动力系统车辆热管理系统的连接结构示意图。

附图标记：1、废气再循环回路；11、废气再循环件；12、电子水泵；13、机油冷却件；14、第一节温器；2、电采暖回路；21、水暖加热器；22、暖风芯体；23、第一水泵；3、通断控制件；4、电机冷却回路；41、溢水罐；42、第一散热器；43、电机控制器；44、车载电源；45、电机；46、第二水泵；47、第二节温器；5、热交换件；6、电池冷却支路；61、冷却器；62、电池；63、第三水泵；7、降温回路；71、蒸发器；72、冷凝器；73、压缩机；8、发动机；81、机械节温器；82、第二散热器；V1、第一连接口；V2、第二连接口；V3、第三连接口；V4、第四连接口。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

混合动力汽车是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供，在混合动力汽车中，动力电池、发动机和乘员舱等位置均需要对温度进行控制。

在相关的技术领域中，车辆的各回路均单独进行运作，容易造成车辆能源浪费。

为了解决上述技术问题，请参照图1所示，本申请的第一方面提出了一种混合动力系统车辆热管理系统，其能够节省车辆能源，且使驾驶舱温度快速升高以及减少氮氧化合物的排放量。

请参照图1所示，混合动力系统车辆热管理系统包括废气再循环回路1、电采暖回路2、通断控制件3、热交换件5以及电机冷却回路4，废气再循环回路1与发动机8连通，通断控制件3与废气再循环回路1以及电采暖回路2连通，通断控制件3具有导通状态以及阻断状态，通断控制件3处于导通状态时废气再循环回路1连通电采暖回路2，通断控制件3处于阻断状态时废气再循环回路1和电采暖回路2并行；热交换件5与电采暖回路2以及通断控制件3连通；电机冷却回路4包括溢水罐41、电机冷却段以及第一散热器42，溢水罐41与热交换件5连通，电机冷却段具有第一进口以及第一出口，第一进口与溢水罐41连通；第一散热器42具有第二进口以及两个第二出口，第二进口与第一出口连通，两个第二出口中的一个与溢水罐41连通，另一个与第一进口连通。

废气再循环是指把发动机8排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸进行燃烧，由于废气中含有大量的多原子气体，而多原子气体不能燃烧却由于其比热容高而吸收大量的热，使气缸中混合气的最高燃烧温度降低，从而减少了氮氧化合物的生成量以及气缸的温度，由此，可以理解的是，废气循环件与车辆的发动机8的排气口以及进气口均连通。

在本申请的一些实施例中，混合动力系统车辆热管理系统还包括第二散热器82，发动机8与第二散热器82首位相连通，且发动机8的出水端与第二散热器82的进水端之间设有机械节温器81，冷却介质依此流经发动机8、机械节温器81以及第二散热器82后回流至发动机8。

热交换件5用于交换电采暖回路2和电机冷却回路4的热量，在本申请的一些实施例中，热交换件5包括热介质流通部以及与热介质流通部连接的冷介质流通部，热介质流通部具有与电采暖回路2连通的热介质进口和热介质出口；冷介质流通部具有与电机冷却回路4连通的冷介质进口和冷介质出口，如此，可隔绝电采暖回路2与电机冷却回路4，使电采暖回路2和电机冷却回路4之间的热量传递只能通过热交换件5进行传递，有利于整车对热量进行调控利用。

请参照图1所示，在本申请的一具体实施例中，热交换件5可配置为板式换热器，板式换热器具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小的特点，十分适用于车辆不仅要在狭小的空间内保证结构紧凑，而且需要保证换热效率的工况。可以理解的是，板式换热器通常采用对流换热的方式，即本申请中热介质流通部中的热介质和冷介质流通部中冷介质的流向相反。

冷却介质温度升高时冷却介质膨胀，则冷却介质增加的体积储存于溢水罐41内，在冷却介质温度降低时冷却介质收缩，则溢水罐41内的冷却介质补入电机冷却回路4中，本申请实施例中对溢水罐41的类型、大小以及形状等不做限定。

第一散热器42用于降低电机冷却回路4中冷却介质的温度，可以理解的是，由于电机冷却回路4属于低温动作环境，因此，在本申请的一些实施例中，第一散热器42配置为低温散热器。

基于本申请实施例的混合动力系统车辆热管理系统，若车辆需要电采暖回路2对车辆内部进行加热时且车辆此时处于混合动力模式时，通断控制件3处于导通状态以使废气再循环回路1与电采暖回路2连通，此时，废气再循环回路1的热量将传递至电采暖回路2以减少电采暖回路2转换热量时所需要消耗的电量，由于废气再循环回路1中的废气为具有较高的比热容的多原子气体(即多原子气体降低温度时可放出更多的热量)，可使电采暖回路2可快速升温，即可使驾驶舱的温度速度提高至设定温度。

另外，流经电机冷却段的冷却介质在流经第一散热器42时通过第一散热器42进行降温，此时，从第一散热器42流出的冷却介质分为两路，且分别流入至溢水罐41以及电机冷却段的第三进口，即冷却介质通过第三进口可快速进行循环，而冷却介质受热膨胀后体积增长的部分将流入至溢水罐41内。

更重要的是，废气再循环回路1中废气的温度降低，在废气再循环回路1中的废气回送至发动机8内再次燃烧时，温度更低的废气可进一步降低气缸中混合气的最高燃烧温度降低，从而减少了氮氧化合物的生成量以及降低了气缸的温度，提高了使用该混合动力系统车辆热管理系统车辆的环保性。

请参照图1所示，在本申请的一些实施例中，废气再循环回路1包括依次连通的废气再循环件11以及电子水泵12，废气再循环件11以及电子水泵12均与通断控制件3连通。

电子水泵12为流经废气循环件的冷却介质提供动力，本申请实施例对电子水泵12的类型、大小以及流量的不做限定，只要电子水泵12能够使废气再循环回路1中的冷却介质流动即可。可以理解的是，废气再循环回路1中的冷却介质流的流速越高，则电子水泵12的功率越高。

请参照图1所示，在本申请的一些实施例中，废气再循环回路1还包括第一节温器14，第一节温器14用于控制废气再循环回路1中冷却介质的流量，以调节废气再循环回路1的散热能力。废气再循环回路1中的冷却介质依此流经废气再循环件11、第一节温器14、通断控制件3以及电子水泵12后回流至废气再循环件11。

在本申请的一些实施例中，废气再循环回路1还包括机油冷却件13，与发动机8连通，具有第三进口以及第三出口，第三进口与电子水泵12的出口端连通，第三出口与电子水泵12的进水端连通，如此，机油冷却件13将发动机8内的机油导通至电子水泵12处，且与流经电子水泵12的冷却介质形成对流以冷却发动机8内的机油，由于，电子水泵12内冷却介质流速很快，可快速对发动机8内的机油进行冷却，能够提高发动机8的工作性能。

请参照图1所示，电采暖回路2包括依次连通的水暖加热器21以及暖风芯体22，水暖加热器21的进水端与通断控制件3连通，暖风芯体22的出水端与通断控制件3以及热交换件5连通，在本申请的一些实施例中，电采暖回路2还包括第一水泵23，第一水泵23可设置于电采暖回路2任意节点处，在本申请的一具体实施例中，第一水泵23设置通断控制件3和水暖加热器21之间。电采暖回路2中的加热介质由水暖加热器21依次流经暖风芯体22、通断控制件以及第一水泵23后回流至水暖加热器21。

请参照图1所示，在本申请的一些实施例中，通断控制件3具有第一连接口V1、第二连接口V2、第三连接口V3以及第四连接口V4，第一连接口V1与废气再循环件11的出水端连通，第二连接口V2与电子水泵12的进水端连通，第三连接口V3与水暖加热器21的进水端连通，第四连接口V4与暖风芯体22的出水端连通，通断控制件3处于导通状态时第一连接口V1、第二连接口V2、第三连接口V3以及第四连接口V4连通，通断控制件3处于阻断状态时第一连接口V1与第二连接口V2连通，第三连接口V3与第四连接口V4连通，如此，通断控制件3通过第一连接口V1、第二连接口V2、第三连接口V3以及第四连接口V4之间的连通关系以控制废弃再循环回路与电采暖回路2串行或并行。在本申请的一具体实施例中，通断控制件3配置为四通阀。

在本申请的一些实施例中，混合动力系统车辆热管理系统还包括连通于冷介质出口以及溢水罐41之间的电池冷却支路6，电池冷却支路6包括依次连通的冷却器61以及电池62，冷却器61与冷介质出口连通，电池62与溢水罐41连通，如此，电池冷却支路6与电机冷却回路4公用一个溢水罐41，减少该混合动力系统车辆热管理系统的零部件数量，利于该混合动力系统车辆热管理系统的布置，同时可通过电采暖回路2对电池62进行加热。在本申请的一些实施例中，电池62冷却支路6还包括第三水泵63，第三水泵63设于溢水罐41与冷介质流通部之间。电池62冷却支路6中的冷却介质由电池62依次流经溢水罐41、第三水泵63、冷介质流通部、冷却部后回流至电池62。

在本申请的一些实施例中，混合动力系统车辆热管理系统还包括降温回路7，降温回路7包括首尾相连通压缩机73、冷凝器72以及蒸发器71，冷却器61设置有换热部，换热部与冷凝器72首尾相连通，如此，压缩机73加速降温回路7中的冷却介质，被加速的冷却介质依次流向冷凝器72、蒸发器71后回流至压缩机73，冷凝器72用于降低降温回路7中冷却介质的温度，蒸发器71用于吸收驾驶舱内空气的温度以降低驾驶舱内的温度，在换热部与冷凝器72首位相连通后，冷凝器72可降低换热部的热量进而降低电池62的热量，即在车辆处于电驱动模式时，可通过冷凝器72降低电池62的热量。在本申请的一些实施例中，冷凝器72的出水端与蒸发器71的进水端之间设置有组合阀，以控制降温回路7的通断，组合阀为热力膨胀阀与电磁控制阀的组合。

请参照图1所示，在本申请的一些实施例中，电机冷却段包括依次连通的电机控制器43、车载电源44以及电机45，电机控制器43与溢水罐41连通，电机45与第一散热器42连通，如此，电机冷却回路4中的冷却介质依次通过电机控制器43、车载电源44以及电机45，即冷却介质在经过第一散热器42散热后先通过对温度要求严格的电机控制器43，再通过对温度要求较低的车载电源44，最后通过对温度要求更低的电机45，即电机冷却回路4中先对电机控制器43进行冷却、最后对电机45进行冷却。本申请中对温度要求严格是指该器件所需工作温度较低，在工作温度超过某一数值后将无法进行工作或工作不可靠。

可以理解的是，本申请实施例中的电机控制器43以及电机45的数量可以是多个，此时，多个电机控制器43依次串联，多个电机45依次串联。

请参照图1所示，在本申请的一些实施例中，电机冷却回路4还包括第一水泵23以及第二节温器47，第一水泵23用于向冷却回路中的冷却介质提供动力，第二节温器47用于控制冷却回路中的流量，可以理解的是，沿冷却回路中冷却介质的流动方向，第一水泵23或第二节温器47可设于溢水罐41至第一散热器42之间的任意位置上，为提高电机冷却回路4的冷却效率，在本申请的一些实施例中，第一水泵23和第二节温器47串联于溢水罐41和电机控制器43之间，如此，第一水泵23向冷却介质提供动力后，冷却介质可迅速通过电机控制器43、车载电源44以及电机45，然后损失动力的冷却介质可缓慢通过第一散热器42。

本申请实施例中的冷却介质可以是液体和/或空气，在本申请的一些实施例中，冷却介质配置为冷却介质。

本申请的第二方面提出了一种车辆，车辆包括如上的混合动力系统车辆热管理系统，由于具有上述混合动力系统车辆热管理系统，因此，车辆可利用废气再循环回路1时产生的废热进行采暖，可减少车辆消耗的能量；且车辆可减少氮氧化合物的排放具有更优的环保性，且可降低发动机8的温度使车辆性能更优。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合动力系统车辆热管理系统，其特征在于，包括：

废气再循环回路，与发动机连通；

电采暖回路；

通断控制件，与所述废气再循环回路以及所述电采暖回路连通，所述通断控制件具有导通状态以及阻断状态，所述通断控制件处于导通状态时所述废气再循环回路连通所述电采暖回路，所述通断控制件处于阻断状态时所述废气再循环回路和所述电采暖回路并行；

热交换件，与所述电采暖回路以及通断控制件连通；以及

电机冷却回路，包括溢水罐、电机冷却段以及第一散热器，所述溢水罐与所述热交换件连通，电机冷却段具有第一进口以及第一出口，所述第一进口与所述溢水罐连通；第一散热器具有第二进口以及两个第二出口，所述第二进口与第一出口连通，两个所述第二出口中的一个与所述溢水罐连通，另一个与所述第一进口连通。

2.如权利要求1所述的混合动力系统车辆热管理系统，其特征在于，所述废气再循环回路包括依次连通的废气再循环件以及电子水泵，所述废气再循环件以及所述电子水泵均与所述通断控制件连通。

3.如权利要求2所述的混合动力系统车辆热管理系统，其特征在于，所述废气再循环回路还包括：

机油冷却件，与所述发动机连通，具有第三进口以及第三出口，所述第三进口与所述电子水泵的出口端连通，所述第三出口与所述电子水泵的进水端连通。

4.如权利要求2所述的混合动力系统车辆热管理系统，其特征在于，所述电采暖回路包括依次连通的水暖加热器以及暖风芯体，所述水暖加热器的进水端与所述通断控制件连通，所述暖风芯体的出水端与所述通断控制件以及所述热交换件连通。

5.如权利要求4所述的混合动力系统车辆热管理系统，其特征在于，所述热交换件包括：

热介质流通部，具有与所述暖风芯体出水端连通的热介质进口和所述通断控制件连通的热介质出口；

冷介质流通部，与所述热介质流通部连接，具有与所述溢水罐连通的冷介质进口和与所述溢水罐连通的冷介质出口。

6.如权利要求4所述的混合动力系统车辆热管理系统，其特征在于，所述通断控制件具有第一连接口、第二连接口、第三连接口以及第四连接口，所述第一连接口与所述废气再循环件的出水端连通，所述第二连接口与所述电子水泵的进水端连通，所述第三连接口与所述水暖加热器的进水端连通，所述第四连接口与所述暖风芯体的出水端连通，所述通断控制件处于导通状态时所述第一连接口、第二连接口、第三连接口以及第四连接口连通，所述通断控制件处于阻断状态时所述第一连接口与所述第二连接口连通，所述第三连接口与所述第四连接口连通。

7.如权利要求5所述的混合动力系统车辆热管理系统，其特征在于，还包括连通于所述冷介质出口以及所述溢水罐之间的电池冷却支路，所述电池冷却支路包括依次连通的冷却器以及电池，所述冷却器与所述冷介质出口连通，所述电池与所述溢水罐连通。

8.如权利要求7所述的混合动力系统车辆热管理系统，其特征在于，还包括降温回路，所述降温回路包括依次首尾相连通的压缩机、冷凝器以及蒸发器，所述冷却器设置有换热部，所述换热部与所述冷凝器首尾相连通。

9.如权利要求1-8任一项所述的混合动力系统车辆热管理系统，其特征在于，所述电机冷却段包括依次连通的电机控制器、车载电源以及电机，所述电机控制器的进水端与所述溢水罐连通，所述电机与所述第一散热器的进水端连通，且所述第一散热器的出水端与所述电机控制器的进水端连通。

10.一种车辆，其特征在于，包括：

如权利要求1-9任一项所述的混合动力系统车辆热管理系统。