CN220483036U - 混合动力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车辆热管理系统及车辆，混合动力车辆热管理系统包括电池冷却回路、驾驶室制冷回路、管理系统热回路以及变速器冷却回路，电池冷却回路包括依次首尾连通的换热器、电池冷却器以及电池组，电池组包括多个相互并联的电池；驾驶室制冷回路与电池冷却器连接且进行热交互；管理系统热回路与换热器连通；变速器冷却回路包括变速器、第一冷却器以及第一选通阀，第一选通阀具有第一连通口、第二连通口以及第三连通口，变速器的出口端与第一连通口连通，第一冷却器的进口端与第二连通口连通，第一冷却器的出口端和第三连通口与变速器的进口端连通，其中，第一连通口连通第二连通口或第三连通口，其能够对多个电池进行降温。

Description

混合动力车辆热管理系统及车辆

技术领域

本申请涉及车辆热管理的技术领域，尤其涉及一种混合动力车辆热管理系统及车辆。

背景技术

随着新能源技术水平的提高和国家的大力推广，新能源汽车蓬勃发展。插电式混合动力汽车(Plug-in Hybird Electric Vehichle,PHEV)是当前新能源车型中技术较为成熟并且最受欢迎的电动汽车车型。与传统燃油汽车相比，PHEV混合动力车油耗更低，续航里程更长，整车热管理系统更复杂，需要对发动机系统、驱动系统、电池系统及乘员舱系统等多个系统进行热管理，管路布置更为错综复杂，对热管理的需求更高

在相关的技术领域中，为增加PHEV车型纯电续航里程，需要增大电池电量，但受限于整车布置空间，单电池包不易体积过大，为解决这一问题，采用双电池包系统。

实用新型内容

本申请实施例提供一种混合动力车辆热管理系统及车辆，其能够对多个电池同时进行降温。

第一方面，本申请实施例提供了一种混合动力车辆热管理系统，包括电池冷却回路，包括依次首尾连通的换热器、电池冷却器以及电池组，所述电池组包括多个相互并联的电池；

驾驶室制冷回路，与所述电池冷却器连接且进行热交互；

管理系统热回路，与所述换热器连通；

变速器冷却回路，包括变速器、第一冷却器以及第一选通阀，所述第一选通阀具有第一连通口、第二连通口以及第三连通口，所述变速器的出口端与所述第一连通口连通，所述第一冷却器的进口端与所述第二连通口连通，所述第一冷却器的出口端和所述第三连通口与所述变速器的进口端连通。

基于本申请实施例的混合动力车辆热管理系统，驾驶室制冷回路与电池冷却器连接且进行热交换可降低电池冷却回路中冷却介质的温度，进而降低电池的温度，管理系统热回路与换热器连通可升高电池冷却回路中冷却介质的温度，进而提高电池冷却回路中冷却介质的温度，进而提高电池的温度，同时，本申请的电池组中的多个电池之间相互并联，即电池冷却回路中的冷却介质分流至多个电池内同时对多个电池进行降温或升温，以保证对每个电池具有同样的升温或降温效果。

另外，本申请中第一选通阀的第一连通口和第二连通口连通时，变速器和第一冷却器构成回路，由第一冷却器对变速器进行降温，第一选通阀的第一连通口和第三连通口连通时，变速器依靠自身进行降温，如此，可根据变速器的温度选择是否接通第一冷却器，有利于节省电池的电量。

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车辆热管理系统，混合动力车辆热管理系统可对多个电池同时进行降温或升温，保证多个电池处于适宜的工作温度，提高了该车来那个的安全性。

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车辆热管理系统的各器件的连接示意图。

附图标记：10、电池冷却回路；11、换热器；12、电池冷却器；13、电池；14、第三泵体；20、驾驶室制冷回路；21、蒸发器；22、压缩机；23、冷凝器；24、组合阀；25、膨胀阀；26、截止阀；30、发动机冷却回路；31、发动机；32、热量管理器；33、第一散热器；34、机油冷却件；35、增压器；36、第一泵体；37、第一节温器；40、驾驶室制热回路；41、风暖加热器；42、暖风芯体；43、第二泵体；50、第二选通阀；51、第四连通口；52、第五连通口；53、第六连通口；54、第七连通口；60、变速器冷却回路；61、变速器；62、第一冷却器；63、第一选通阀；V1、第一连通口；V2、第二连通口；V3、第三连通口；70、电机冷却回路；71、第二散热器；72、电机控制器；73、车载电源；74、电机；75、溢水罐；76、第四泵体；77、第二节温器。

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。

在相关的技术领域中，插电式混合动力汽车的整车热管理系统复杂，需要对发动机系统、驱动系统、电池系统及乘员舱系统等多个系统进行热管理，管路布置错综复杂，对热管理的需求更高，在此基础上为增加插电式混合动力汽车纯电续航里程，需要增大电池电量，但受限于整车布置空间，单电池包不易体积过大，因此，在布置多个电池后需要对插电式混合动力汽车的整车热管理系统进行调整。

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车辆热管理系统及车辆，其能够对多个电池13进行降温。

请参照图1所示，混合动力车辆热管理系统包括电池冷却回路10、驾驶室制冷回路20以及管理系统热回路以及变速器冷却回路60，电池冷却回路10包括依次首尾连通的换热器11、电池冷却器12以及电池组，电池组包括多个相互并联的电池13；驾驶室制冷回路20与电池冷却器12连接且进行热交互；管理系统热回路与换热器11连通；变速器冷却回路60包括变速器61、第一冷却器62以及第一选通阀63，第一选通阀63具有第一连通口V1、第二连通口V2以及第三连通口V3，变速器61的出口端与第一连通口V1连通，第一冷却器62的进口端与第二连通口V2连通，第一冷却器62的出口端和第三连通口V3与变速器61的进口端连通。

换热器11与管理系统热回路连通，使换热器11内的冷却介质吸收管理系统热回路中的冷却介质的热量，进而对电池13进行加热，以保证电池13处于正常的工作温度下，例如，因为冬季温度过低，电池13很难充满，电池13放电时也很难放完，电动汽车可通过安装汽车驻车加热器解决给新能源汽车电池组预热使其处于正常的工作温度，来解决新能源电动汽车在冬季低温环境下续航能力下降，避免低温充电对电池13的损害。

电池冷却器12与驾驶室制冷回路20进行热交换，使驾驶室制冷回路20吸收电池冷却器12中的热量以对电池13进行加热，以保证电池13处于正常的工作温度下，例如，在夏季温度过高时，对电池13进行降温可以有效地减少电池13内部化学反应的副反应，降低电池13内部的损耗，提高电池13的稳定性和可靠性。

电池13在车辆为电驱动模式时向车辆供电，本申请实施例中对电池13的容量、体积、形状等均不做限定，只要电池13能够向车辆供电即可。可以理解的是，本申请实施例中的多个电池13可进行串联。

变速器61是用来改变来自发动机31的转速和转矩的机构，它能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比，变速器61为行业内常规技术，本申请实施例对此不在赘述。

第一冷却器62用于减小变速器冷却回路60中冷却介质的温度，本申请实施例中对第一冷却器62的类型以及大小等均不做限定，只要第一冷却器62能够降低变速器冷却回路60中冷却介质的温度即可。

第一选通阀63用于控制变速器61和第一冷却器62连通或阻断，第一选通阀63具有第一导通状态和第二导通状态，第一选通阀63处于第一导通状态时，第一连通口V1与第三连通口V3连通，与第二连通口V2阻断，此时，变速器61与第一选通阀63构成回路，变速器61依靠自身进行降温；第二选通阀50处于第二导通状态时第一连通口V1与第二连通口V2连通，与第三连通口V3阻断，此时，变速器61、第一选通阀63以及第一冷却器62构成回路，变速器61通过第一冷却器62进行降温。在本申请的一些实施例中，第一选通阀63配置为温控三通阀。

基于本申请实施例的混合动力车辆热管理系统，驾驶室制冷回路20与电池冷却器12连接且进行热交换可降低电池冷却回路10中冷却介质的温度，进而降低电池13的温度，管理系统热回路与换热器11连通可升高电池冷却回路10中冷却介质的温度，进而提高电池冷却回路10中冷却介质的温度，进而提高电池13的温度，同时，本申请的电池组中的多个电池13之间相互并联，即电池冷却回路10中的冷却介质分流至多个电池13内同时对多个电池13进行降温或升温，以保证对每个电池13具有同样的升温或降温效果。

另外，本申请中第一选通阀63的第一连通口V1和第二连通口V2连通时，变速器61和第一冷却器62构成回路，由第一冷却器62对变速器61进行降温，第一选通阀63的第一连通口V1和第三连通口V3连通时，变速器61依靠自身进行降温，如此，可根据变速器61的温度选择是否接通第一冷却器62，有利于节省电池13的电量。

请参照图1所示，在本申请的一些实施例中，管理系统热回路包括发动机冷却回路30、驾驶室制热回路40以及第二选通阀50，驾驶室制热回路40与换热器11连通，第二选通阀50与发动机冷却回路30以及驾驶室制热回路40连通，第二选通阀50处于导通状态，发动机冷却回路30与驾驶室制热回路40串行，第二选通阀50处于阻断状态，发动机冷却回路30和驾驶室制热回路40并行，如此，若车辆需要驾驶室制热回路40对驾驶室进行加热时且车辆此时处于混合动力模式时，第二选通阀50处于导通状态以使发动机冷却回路30和驾驶室制热回路40连通，此时，发动机冷却回路30的热量将传递至驾驶室制热回路40以减少驾驶室制热回路40制热时所消耗的电量，节省车辆能源。

第二选通阀50用于控制发动机冷却回路30和驾驶室制热回路40是否连通，在本申请的一些实施例中，第二选通阀50具有第四连通口51、第五连通口52、第六连通口53以及第七连通口54，第四连通口51与热管理器的出水端连通，第五连通口52与发动机31的的进口端连通，第六连通口53和第七连通口54均与驾驶室制热回路40连通，第二选通阀50具有导通状态和阻断状态，第二选通阀50处于导通状态时第四连通口51、第五连通口52、第六连通口53以及第七连通口54连通，第二选通阀50处于阻断状态时第四连通口51与第五连通口52连通，第六连通口53与第七连通口54连通。在本申请的一具体实施例中，第二选通阀50配置为四通阀。

请参照图1所示，在本申请的一些实施例中，发动机冷却回路30包括依次首尾连通的发动机31、热量管理器32以及第一散热器33，且与热量管理器32的出水端与发动机31的进口端连通，第二选通阀50于发动机冷却回路30中任意位置与发动机冷却回路30连通，如此，通过第一散热器33对发动机冷却回路30中的冷却介质进行降温，进而对发动机31进行降温。

第一散热器33用于降低电机74的温度，可以理解的是，发动机31在燃烧燃料时会产生大量的热量，通常，发动机31工作时的最高温度在60℃至70℃，因此，在本申请的一些实施例中，第一散热器33配置为高温散热器，也即水冷散热器以快速对发动机31进行降温。

热管理器(Temperature management module，简称TMM)，能够实现发动机31暖机、目标温度控制区域以及停机后冷却控制三个运行区域的切换。

请参照图1所示，在本申请的一些实施例中，发动机冷却回路30还包括机油冷却件34以及增压器35，机油冷却件34与发动机31的内腔连通，与发动机31的出水端以及热量管理器32的进口端连通；增压器35与发动机31的出水端以及发动机31的进口端连通。

机油冷却件34与发动机31的内腔连通且构成回路，发动机31内的机油进入至冷却件内进行冷却后再回流至发动机31内，以保证发动机31的正常工作，同样为保证机油冷却件34可以快速对发动机31内的机油进行降温，在本申请的一些实施例中，机油冷却件34配置为水冷散热器。

增压器35用于对发动机冷却回路30中的冷却介质进行增压加速，本申请实施例中，经过发动机31的冷却介质部分回流至增压器35内由增压器35加压加速后再经由发动机31的进口端流回至发动机31内，以加快冷却介质流经发动机31的速度，进而提高冷却介质对发动机31的冷却效率。在本申请的一些实施例中，增压器35配置为涡轮增压器35。

请参照图1所示，在本申请的一些实施例中，发动机31具有三个出口端，三个出口端分别连通机油冷却件34、增压器35以及热量管理器32。

请参照图1所示，在本申请的一些实施例中，驾驶室制热回路40包括首尾连通的风暖加热器41以及暖风芯体42，风暖加热器41和暖风芯体42中的至少一个处于换热器11和第二选通阀50之间，如此，风暖加热器41对暖风芯体42进行加热，暖风芯体42将热量散热至驾驶室内以对驾驶室进行制热，风暖加热器41和暖风芯体42中至少一个处于换热器11和暖风芯体42之间，保证了发动机冷却回路30中的冷却介质需流经风暖集热器和/或暖风芯体42，进而保证了发动机冷却回路30中的冷却介质可提高驾驶室制热回路40中冷却介质的温度以及电池冷却回路10中冷却介质的温度；若换热器11和第二选通阀50直接连通，则发动机冷却回路30中的冷却介质进入驾驶室制热回路40中后通过驾驶室制热回路40管路直接流通至换热器11，仅能实现对电池冷却回路10的加热。

风暖加热器41用于加热暖风芯体42，在本申请的一些实施例中，风暖加热器41配置为PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数，行业内指正温度系数很大的半导体材料或元器件)加热器，PTC加热器有热阻小、换热效率高的优点，任何应用情况下均不会产生如电热管类加热器的表面“发红”现象，从而引起烫伤，火灾等安全隐患，提高了车辆的安全性。

结合上述第六连通口53和第七连通口54与驾驶室制热回路40连通，第六连通口53与风暖加热器41的进口端连通，第七连通口54与暖风芯体42的出水端连通。请参照图1所示，在本申请的一些实施例中，驾驶室制冷回路20包括截止阀26和两两连通且构成回路的蒸发器21、压缩机22以及冷凝器23，截止阀26与换热器11连通且与换热器11一同并联于蒸发器21的两端，且与电池冷却器12连接，如此，压缩机22为制冷介质提供循环动力，冷凝器23为制冷介质重新降温，蒸发器21吸收驾驶室内的温度以降低驾驶室内的温度，同时，驾驶室制冷回路20中的冷却介质通过截止阀26与电池冷却器12进行降温。

压缩机22用于将低压冷却介质提升为高压冷却介质，即压缩机22为驾驶舱制冷回路中的制冷介质提供动力。

冷凝器23用于将高温制冷介质降温为低温制冷介质，且能把气体或蒸气转变成液体，即冷凝器23可将汽化的制冷介质重新转换为液态。

蒸发器21用于吸收驾驶舱内空气的热量，即驾驶舱内空气流经蒸发器21表面时被蒸发器21吸收热量，在本申请的一些实施例中，驾驶舱制冷回路还包括邻近蒸发器21设置的第一风扇，第一风扇邻近蒸发器21设置，用于加快流过蒸发器21的空气的流速。

请参照图1所示，在本申请的一些实施例中，换热器11包括热介质流通部和冷介质流通部，热介质流通部具有与管理系统热回路连通的热介质进口和热介质出口；冷介质流通部与热介质流通部热交换连接且进行热交互，具有与电池冷却器12的进口端连通的冷介质进口，与电池13出水端连通的冷介质出口。在本申请的一些实施例中，换热器11配置为板式换热器11。具体地，热介质进口与风暖加热器41的出水端连通，热介质出口与风暖加热器41的进口连通。

请参照图1所示，在本申请的一些实施例中，混合动力车辆热管理系统还包括与电池冷却回路10连通的电机冷却回路70，电机冷却回路70包括依次首尾连通的第二散热器71、电机冷却段以及溢水罐75，溢水罐75与接入电池冷却回路10的任意位置处。如此，电池冷却回路10和电机冷却回路70公用一个溢水罐75，节省该混合动力车辆热管理系统布置空间，简化冷却液加注，降低该混合动力车辆热管理系统成本。在本申请的一具体实施例中，溢水罐75接入电池组和换热器11的冷介质流通部之间。

第二散热器71用于降低电机冷却回路70中冷却介质的温度，由于电机冷却回路70属于低温动作环境，因此，在本申请的一些实施例中，第二散热器71配置为低温散热器。

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75内，在冷却介质温度降低时冷却介质收缩，则溢水罐75内的冷却介质补入对应的冷却回路中，同时，溢水罐75了排出冷却回路中的气体，本申请实施例中对溢水罐75的类型、大小以及形状等不做限定。

请参照图1所示，在本申请的一些实施例中，电机冷却段包括依此连通的电机控制器72、车载电源73以及电机74，电机控制器72与第一散热器33连通，电机74与溢水罐75连通，电机冷却回路70中的冷却介质依此通过电机控制器72、车载电源73以及电机74，即冷却介质在经过第一散热器33散热后先通过对温度要求严格的电机控制器72，再通过对温度要求较低的车载电源73，最后通过对温度要求更低的电机74，即电机冷却回路70中先对电机控制器72进行冷却、最后对电机74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。

电机控制器72用于控制电机74，可以理解的是，本申请实施例中的电机74的数量可以是多个，且多个电机74依次串联，电机控制器72的数量可以是多个，多个电机控制器72依次串，电机控制器72与对应的电机74电连接。

本申请实施例中的车载电源为OBC(On board charger，车载充电器)和DC/DC(DC-DC converter，直流-直流转换器)集成器件。

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液。

可以理解的是，为使冷却介质能够在回路中流通，在各回路中均可设置电子泵以为各回路中的冷却介质提供动力，同时为检测各回路中冷却介质的温度，以便更好的控制各回路，在各回路中可设置节温器，请参照图1所示，例如，发动机冷却回路30还包括依次连通的第一泵体36和第一节温器37，第一泵体36与发动机31的进口端连通，第一节温器37与第一散热器33的出水端连通；驾驶室制热回路40还包括第二泵体43，第二泵体43设于第二选通阀50与风暖加热器41的进口端之间；电池冷却回路10还包括第三泵体14，第三泵体14设于溢水罐75和冷介质流通部的进口端之间；电机冷却回路70还包括依次连通的第四泵体76和第二节温器77，第四泵体76与中冷器的出水端连通，第二节温器77与电机74控制模块的进口端连通。

在且为使该混合动力车辆热管理系统更为智能化，在本申请的一些实施例中，各回路中均可设置节温器。

第二方面，本申请实施例提供了一种车辆，包括如上的混合动力车辆热管理系统。

基于本申请实施例中的车辆，由于具有上述混合动力车辆热管理系统，混合动力车辆热管理系统可对多个电池13同时进行降温或升温，保证多个电池13处于适宜的工作温度，提高了该车来那个的安全性。

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)

1.一种混合动力车辆热管理系统，其特征在于，包括：

电池冷却回路，包括依次首尾连通的换热器、电池冷却器以及电池组，所述电池组包括多个相互并联的电池；

驾驶室制冷回路，与所述电池冷却器连接且进行热交互；

管理系统热回路，与所述换热器连通；

变速器冷却回路，包括变速器、第一冷却器以及第一选通阀，所述第一选通阀具有第一连通口、第二连通口以及第三连通口，所述变速器的出口端与所述第一连通口连通，所述第一冷却器的进口端与所述第二连通口连通，所述第一冷却器的出口端和所述第三连通口与所述变速器的进口端连通，其中，所述第一连通口连通所述第二连通口或所述第三连通口。

2.如权利要求1所述的混合动力车辆热管理系统，其特征在于，所述管理系统热回路包括：

发动机冷却回路；

驾驶室制热回路，与所述换热器连通；以及

第二选通阀，与所述发动机冷却回路以及所述驾驶室制热回路连通，所述第二选通阀处于导通状态，所述发动机冷却回路与所述驾驶室制热回路串行，所述第二选通阀处于阻断状态，所述发动机冷却回路和所述驾驶室制热回路并行。

3.如权利要求2所述的混合动力车辆热管理系统，其特征在于，所述发动机冷却回路包括依次首尾连通的发动机、热量管理器以及第一散热器，且与所述热量管理器的出水端与所述发动机的进口端连通，所述第二选通阀于所述发动机冷却回路中任意位置与所述发动机冷却回路连通。

4.如权利要求3所述的混合动力车辆热管理系统，其特征在于，所述发动机冷却回路还包括：

机油冷却件，与所述发动机的内腔连通，与所述发动机的出水端以及所述热量管理器的进口端连通；

增压器，与所述发动机的出水端以及所述发动机的进口端连通。

5.如权利要求2所述的混合动力车辆热管理系统，其特征在于，所述驾驶室制热回路包括首尾连通的风暖加热器以及暖风芯体，所述风暖加热器和所述暖风芯体中的至少一个处于所述换热器和所述第二选通阀之间。

6.如权利要求1所述的混合动力车辆热管理系统，其特征在于，所述驾驶室制冷回路包括截止阀和两两连通且构成回路的蒸发器、压缩机以及冷凝器，所述截止阀与所述换热器连通且与所述换热器一同并联于所述蒸发器的两端，且与所述电池冷却器连接。

7.如权利要求1所述的混合动力车辆热管理系统，其特征在于，所述换热器包括：

热介质流通部，具有与所述管理系统热回路连通的热介质进口和热介质出口；

冷介质流通部，与所述热介质流通部热交换连接且进行热交互，具有与所述电池冷却器的进口端连通的冷介质进口，与所述电池出水端连通的冷介质出口。

8.如权利要求1所述的混合动力车辆热管理系统，其特征在于，还包括与所述电池冷却回路连通的电机冷却回路，所述电机冷却回路包括依次首尾连通的第二散热器、电机冷却段以及溢水罐，所述溢水罐接入所述电池冷却回路的任意位置处。

9.如权利要求8所述的混合动力车辆热管理系统，其特征在于，所述电机冷却段包括依此连通的电机控制器、车载电源以及电机，所述电机控制器与所述第二散热器连通，所述电机与所述溢水罐连通。

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车辆热管理系统。