CN220929524U - 一种传统能源商用车热管理系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种传统能源商用车热管理系统及车辆。传统能源商用车热管理系统，包括发动机组热管理单元、辅助降温热管理单元，发动机组热管理单元包括发动机主冷却流路和发动机辅助冷却流路，发动机主冷却流路包括通过管道连接的发动机换热器、主散热器、发动机水泵，发动机辅助冷却流路包括通过管道连接的发动机换热器、三通阀、第二换热器、发动机水泵，辅助降温热管理单元包括通过管道连接的第二压缩机、第二冷凝器、第二膨胀阀、第二换热器。本实用新型实现辅助降温热管理单元在特殊工况下辅助发动机冷却的功能，进而降低了发动机高温过热的风险。

Description

一种传统能源商用车热管理系统及车辆

技术领域

本实用新型属于汽车散热技术领域，特别涉及一种传统能源商用车热管理系统及车辆。

背景技术

发动机是汽车的核心部件，其工作状况直接影响汽车的性能和安全性。然而，汽车行驶时，发动机工作温度较高，因此需要有效的冷却系统对其进行降温冷却。目前，卡车等重型车辆主要采用单独的冷却模块对发动机进行冷却降温。但是，这种冷却模块的散热性能受限于整车布置空间，以及随着车辆行驶里程的增加，冷却模块的工作效率也会有所下降。

在高温环境下，如车辆长时间行驶在长上坡公路时，发动机长时间大功率输出，此时发动机散热需求剧增，易引发发动机限扭或高温报警问题。这些问题不仅影响了汽车的正常使用，也时常引发客户抱怨。

尽管现有技术中已经存在多种发动机冷却系统，但它们都存在一些不足之处，例如冷却效率不高、散热性能受限、使用寿命较短等问题，无法满足日益严格的使用要求。

因此，有必要开发一种新型的发动机冷却系统，以提高发动机的冷却效率，延长冷却模块的使用寿命，以适应汽车工业的发展需要。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种传统能源商用车热管理系统，实现辅助降温热管理单元在特殊工况下辅助发动机冷却的功能，进而降低了发动机高温过热的风险。

本实用新型的另一目的是提供一种包括上述热管理系统的车辆。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种传统能源商用车热管理系统，包括发动机组热管理单元、辅助降温热管理单元，发动机组热管理单元包括发动机主冷却流路和发动机辅助冷却流路，发动机主冷却流路包括通过管道连接的发动机换热器、主散热器、发动机水泵，发动机辅助冷却流路包括通过管道连接的发动机换热器、三通阀、第二换热器、发动机水泵，辅助降温热管理单元包括通过管道连接的第二压缩机、第二冷凝器、第二膨胀阀、第二换热器，当发动机需要启动辅助换热时，换热介质在发动机水泵的驱动下经过发动机换热器吸热，然后分别进入主散热器和三通阀，换热介质在主散热器降温后回流到发动机水泵中，三通阀将换热介质导入第二换热器中降温，然后回流到发动机水泵中。

第二膨胀阀可采用电子式膨胀阀，换热介质可以为制冷剂。

热管理系统还包括驾驶室热管理单元，驾驶室热管理单元包括驾驶室空调制冷流路、驾驶室采暖制热流路和驾驶室辅助除雾流路。

驾驶室空调制冷流路包括通过管道连接的第一冷凝器、第一膨胀阀、蒸发器和第一压缩机。

第一冷凝器与主散热器在同一散热区域中，通过发动机风扇散热。

其中，第一膨胀阀可采用机械式膨胀阀，换热介质可以为制冷剂。

驾驶室采暖制热流路包括通过管道连接的发动机换热器、第二电磁阀、第一换热器、三通阀、第二换热器和发动机水泵，当启动驾驶室制热功能时，换热介质在发动机水泵的驱动下经过发动机换热器吸热，经过第二电磁阀进入第一换热器散热，然后经过三通阀进入第二换热器散热，最后回流到发动机水泵。

驾驶室辅助除雾流路包括通过管道连接的第二换热器、电子水泵、第一电磁阀、第一换热器和三通阀。

其中，第一电磁阀为电子开关阀，可通过调节阀的通断进而控制驾驶室辅助除雾模式的工作状态；第二电磁阀为比例流量阀，通过调节阀的开度可调节整个回路的换热介质的流量。

该传统能源商用车热管理系统还包括发动机风扇和电子风扇。发动机风扇和电子风扇均被配置为加速周围环境中的空气流动，发动机风扇用于提高主散热器和第一冷凝器的换热速率，电子风扇用于提高第二冷凝器的换热速率。

一种传统能源商用车，包括热管理系统，热管理系统为上述任意一项所述的热管理系统。

本实用新型的有益效果是：

1)实现辅助降温热管理单元在特殊工况下辅助发动机冷却的功能，进而降低了发动机高温过热的风险。

2)发动机组热管理单元用于对发动机进行热管理，通过发动机主冷却流路和发动机辅助冷却流路进行热交换为发动机冷却降温，以防止发动机的温度过高。

3)驾驶室热管理单元用于对驾驶室进行热管理，通过驾驶室空调制冷流路、驾驶室采暖制热流路和驾驶室辅助除雾流路调节驾驶室内的温度和湿度，以使驾驶员处于舒适的环境中。

4)辅助降温热管理单元用于对发动机辅助冷却流路和驾驶室辅助除雾流路中的换热介质进行热交换。

附图说明

附图1是本实用新型一种传统能源商用车热管理系统原理示意图。

附图2是本实用新型一种传统能源商用车热管理系统结构示意图。

附图3是本实用新型一种传统能源商用车热管理系统结构示意图。

附图4是本实用新型一种传统能源商用车热管理系统结构示意图。

附图5是本实用新型一种传统能源商用车热管理系统结构示意图。

附图6是本实用新型一种传统能源商用车热管理系统结构示意图。

图中，1、发动机换热器；2、发动机风扇；3、主散热器；4、第一冷凝器；5、第一膨胀阀；6、蒸发器；7、第一压缩机；8、鼓风机；9、电子水泵；10、第一电磁阀；11、第一换热器；12、三通阀；13、第二换热器；14、第二压缩机；15、第二冷凝器；16、电子风扇；17、第二膨胀阀；18、第二电磁阀；19、发动机水泵；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型，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。

实施例1

如图1、2，一种传统能源商用车热管理系统，包括发动机组热管理单元、辅助降温热管理单元，发动机组热管理单元包括发动机主冷却流路和发动机辅助冷却流路，发动机主冷却流路包括通过管道连接的发动机换热器1、主散热器3、发动机水泵19，发动机辅助冷却流路包括通过管道连接的发动机换热器1、三通阀12、第二换热器13、发动机水泵19，辅助降温热管理单元包括通过管道连接的第二压缩机14、第二冷凝器15、第二膨胀阀17、第二换热器13，当发动机需要启动辅助换热时，换热介质在发动机水泵19的驱动下经过发动机换热器1吸热，然后分别进入主散热器3和三通阀12，换热介质在主散热器3降温后回流到发动机水泵19中，三通阀12将换热介质导入第二换热器13中降温，然后回流到发动机水泵19中。

发动机主冷却流路中，发动机水泵19被配置为驱动换热介质在发动机主冷却流路流动，发动机换热件用于与发动机换热。发动机与换热介质通过发动机换热器1进行热交换，即发动机的热量传递给换热介质，换热介质的温度升高，发动机的温度降低，之后发动机水泵19驱动换热介质从发动机换热器1流动至主散热器3，换热介质通过主散热器3将热量散发至周围环境中，换热介质的温度降低，最终使发动机的热量经主散热器3排出，如此循环往复，从而不断为发动机降温，以防止发动机温度过高。此时，主散热器3被配置为发动机主散热。

发动机辅助冷却流路中，发动机水泵19被配置为驱动换热介质在发动机辅助冷却流路流动。当主散热器3不足以满足发动机的散热需求时，发动机辅助冷却模式工作，此时，三通阀12处于B口和A口连通状态，C口处于关闭状态，从发动机换热器1流出的一部分高温换热介质在发动机水泵19的驱动下经过三通阀12进入第二换热器13，换热介质通过第二换热器13与辅助降温热管理单元进行热交换释放热量，换热介质温度降低，最终使发动机的一部分热量经第二换热器13排出，如此循环往复，从而辅助发动机降温，以防止发动机温度过高。此时，第二换热器13被配置为发动机辅助散热。

辅助降温热管理单元工作时，换热介质经第二压缩机14排出后流入第二冷凝器15散热，再经第二膨胀阀17节流降压进入第二换热器13第二通道，与流经第二换热器13第一通道内换热介质进行热交换，吸收第二换热器13第一通道内换热介质的热量，从而配合实现发动机辅助冷却和驾驶室辅助除雾功能。

其中，换热介质可以为冷却液。

第二膨胀阀17可采用电子式膨胀阀，换热介质可以为制冷剂。

在具体实现时，辅助降温单元换热流路上还可以设置有第一检测组件，所述第一检测组件被配置为检测辅助降温单元换热流路中第二换热器13与第二压缩机14之间换热介质的温度压力状态，检测信号用于控制第二压缩机14的工作转速、电子风扇16工作转速和第二膨胀阀17的开度状态。

热管理系统还包括驾驶室热管理单元，驾驶室热管理单元包括驾驶室空调制冷流路、驾驶室采暖制热流路和驾驶室辅助除雾流路。

驾驶室空调制冷流路包括通过管道连接的第一冷凝器4、第一膨胀阀5、蒸发器6和第一压缩机7。

当驾驶室有降温需求时，驾驶室空调制冷功能工作，驾驶室空调制冷流路用于为驾驶室制冷降温。换热介质经第一压缩机7排出后流入第一冷凝器4散热，再经第一膨胀阀5节流降压和蒸发器6膨胀蒸发吸热，最后流回第一压缩机7。换热介质通过蒸发器6吸收周围空气的热量，周围空气温度降低，鼓风机8将蒸发器6周围的冷空气吹入驾驶室，从而调节驾驶室内的温度，依次循环实现驾驶室空调制冷功能。此时，蒸发器6被配置为驾驶室空调制冷。

在具体实现时，驾驶室空调制冷流路上和驾驶室内部设置有第二检测组件，所述第二检测组件被配置为检测驾驶室空调制冷流路中蒸发器6与第一压缩机7之间的换热介质的压力状态和驾驶室内温度，检测信号用用于控制第一压缩机7的工作转速、第二电磁阀18的开度以及鼓风机8的转速等参量。

第一冷凝器4与主散热器3在同一散热区域中，通过发动机风扇2散热。

其中，第一膨胀阀5可采用机械式膨胀阀，换热介质可以为制冷剂。

驾驶室采暖制热流路包括通过管道连接的发动机换热器1、第二电磁阀18、第一换热器11、三通阀12、第二换热器13和发动机水泵19，当启动驾驶室制热功能时，换热介质在发动机水泵19的驱动下经过发动机换热器1吸热，经过第二电磁阀18进入第一换热器11散热，然后经过三通阀12进入第二换热器13散热，最后回流到发动机水泵19。

发动机水泵19被配置为驱动换热介质在驾驶室采暖制热流路流动。当驾驶室有采暖需求时，驾驶室采暖制热功能工作，驾驶室采暖制热流路用于为驾驶室采暖制热，此时，第一电磁阀10处于关闭状态，第二电磁阀18处于连通状态，三通阀12处于B口和C口连通状态，A口处于关闭状态。从发动机换热器1流出的一部分高温换热介质在发动机水泵19的驱动下经过第二电磁阀18进入第一换热器11，最后经过三通阀12流回发动机换热器1。换热介质通过第一换热器11将热量释放至周围空气，换热介质温度降低，周围空气温度升高,鼓风机8将第一换热器11周围的热空气吹入驾驶室，从而调节驾驶室内的温度，依次循环实现驾驶室采暖制热功能。此时，第一换热器11被配置为驾驶室制热采暖。

驾驶室辅助除雾流路包括通过管道连接的第二换热器13、电子水泵9、第一电磁阀10、第一换热器11和三通阀12。

电子水泵9被配置为驱动换热介质在驾驶室辅助除雾流路流动。当驾驶室仅有除雾需求时，驾驶室辅助除雾功能工作，驾驶室辅助除雾流路用于为驾驶室除雾，此时，第一电磁阀10处于连通状态,第二电磁阀18处于关闭状态，三通阀12处于B口和C口连通状态，A口处于关闭状态。换热介质在电子水泵9的驱动下，先流经第二换热器13进行热交换释放热量，再流经第一换热器11吸收热量，最后流回第二换热器13。换热介质通过第一换热器11吸收周围的空气热量，换热介质温度升高，周围空气温度降低，鼓风机8将第一换热器11周围的冷空气吹入驾驶室，从而实现驾驶室除雾功能，此时，第一换热器11被配置为驾驶室辅助除雾。

其中，第一电磁阀10为电子开关阀，可通过调节阀的通断进而控制驾驶室辅助除雾模式的工作状态；第二电磁阀18为比例流量阀，通过调节阀的开度可调节整个回路的换热介质的流量。

需要说明的是，三通阀12存在两种工作状态，状态一：B口和A口处于连通状态，C口处于关闭状态；状态二：B口和C口处于连通状态，A口处于关闭状态。

在具体实现时，第二换热器13上设有至少两个换热通道，其中一个换热通道与辅助降温单元换热流路连通，另一个换热通道与发动机辅助冷却流路连通。

这样，发动机辅助冷却流路的换热介质可通过第一个换热通道进入第二换热器13内，辅助降温热管理单元的换热介质可通过第二个换热通道进入第二换热器13内，以使辅助降温热管理单元的换热介质与发动机辅助冷却流路的换热介质在第二换热器13内进行热交换。

需要说明的是，当发动机辅助冷却功能或驾驶室辅助除雾功能工作时，辅助降温热管理单元需要同时工作，辅助降温单元换热流路用于为第二换热器13降温，即换热介质经第二压缩机14压缩送入第二冷凝器15散热，再经第二膨胀阀17节流降压和第二换热器13的第二换热通道进行热交换，为流经第一换热通道的换热介质降温冷却。

该传统能源商用车热管理系统还包括发动机风扇2和电子风扇16。发动机风扇2和电子风扇16均被配置为加速周围环境中的空气流动，发动机风扇2用于提高主散热器3和第一冷凝器4的换热速率，电子风扇16用于提高第二冷凝器15的换热速率。

一种传统能源商用车，包括热管理系统，热管理系统为上述任意一项所述的热管理系统。

下面以图2的实施例为例，结合图2至图6来详细描述本公开提供的车辆热管理系统在不同模式下的循环过程及原理。

模式一：当车辆行驶在高温环境下，发动机和驾驶室同时有降温需求时，如图3所示。在该模式下，第一电磁阀10和第二电磁阀18处于关闭状态，三通阀12处于B口和C口处于连通状态，A口处于关闭状态。发动机水泵19的驱动冷却液在发动机主冷却流路流通，冷却液由发动机换热器1流出，经过主散热器3释放热量后流回发动机换热器1，发动机的全部热量通过主散热器3散失，发动机主冷却功能工作；第一压缩机7排出的制冷剂进入第一冷凝器4释放热量，再经第一膨胀阀5节流降压和蒸发器6膨胀蒸发吸热，经蒸发器6降温的冷空气在鼓风机8的作用下吹入驾驶室，实现驾驶室制冷功能，最后制冷剂再回到第一压缩机7中，驾驶室制冷功能工作。

模式二：当车辆行驶在高温环境下，发动机和驾驶室同时有降温需求，且主散热器3的散热能力不足以满足发动机的散热需求时，如图4所示。在该模式下，第一电磁阀10和第二电磁阀18处于关闭状态，三通阀12处于B口和A口处于连通状态，C口处于关闭状态。发动机水泵19的驱动冷却液在发动机主冷却流路和发动机辅助冷却流路流通，冷却液由发动机换热器1流出，大部分冷却液经过主散热器3释放热量后流回发动机换热器1；一部分冷却液流入第二换热器13第一通道进行热交换，释放热量后流回发动机换热器1，发动机主冷却功能和发动机辅助冷却功能工作；制冷剂经压缩机排出后流入第一冷凝器4散热，再经第一膨胀阀5节流降压和蒸发器6膨胀蒸发吸热，经蒸发器6降温的冷空气在鼓风机8的作用下吹入驾驶室，实现驾驶室制冷，最后制冷剂再回到第一压缩机7中，驾驶室制冷功能工作。此模式下，辅助降温热管理单元工作，制冷剂经第二压缩机14排出后流入第二冷凝器15散热，再经第二膨胀阀17节流降压进入第二换热器13第二通道，与流经第二换热器13第一通道的换热介质进行热交换，实现发动机辅助冷却功能。

模式三：当车辆正常行驶，发动机有降温需求，同时驾驶室仅有除雾需求时，如图5所示。在该模式下，第一电磁阀10处于导通状态，第二电磁阀18处于关闭状态，三通阀12处于B口和C口处于连通状态，A口处于关闭状态。发动机水泵19的驱动冷却液在发动机主冷却流路流通，冷却液由发动机换热器1流出，经过主散热器3释放热量后流回发动机换热器1，发动机的全部无用热量通过主散热器3散失，发动机主冷却功能工作；电子水泵9驱动冷却液驾驶室辅助除雾流路流通，冷却液从第二换热器13第一通道流出，经第一换热器11吸收周围空气热量后再次流回第二换热器13第一通道，经第一换热器11降温的冷空气在鼓风机8的作用下吹入驾驶室，实现驾驶室辅助除雾功能，驾驶室辅助除雾功能工作。此模式下，辅助降温热管理单元工作，制冷剂经第二压缩机14压缩送入第二冷凝器15散热，再经第二膨胀阀17节流降压进入第二换热器13第二通道，与流经第二换热器13第一通道的换热介质进行热交换，实现驾驶室辅助冷却功能。

模式四：当车辆行驶在低温环境下，发动机有降温需求，驾驶室有制热需求时，如图6所示。在该模式下，第一电磁阀10处于关闭状态，第二电磁阀18处于导通状态，三通阀12处于B口和C口处于连通状态，A口处于关闭状态。发动机水泵19的驱动冷却液在发动机主冷却流路和驾驶室采暖制热流路流通，冷却液由发动机换热器1流出，经过主散热器3和第一换热器11释放热量后流回发动机换热器1，大部分发动机热量通过主散热器3散失，发动机主冷却模式功能工作，一部分发动机热量通过第一换热器11释放至周围空气中，经第一换热器11升温的热空气在鼓风机8的作用下吹入驾驶室，实现驾驶室制热功能，驾驶室采暖制热功能工作。

以上内容仅仅是对本实用新型的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种传统能源商用车热管理系统，包括发动机组热管理单元、辅助降温热管理单元，其特征是，发动机组热管理单元包括发动机主冷却流路和发动机辅助冷却流路，发动机主冷却流路包括通过管道连接的发动机换热器、主散热器、发动机水泵，发动机辅助冷却流路包括通过管道连接的发动机换热器、三通阀、第二换热器、发动机水泵，辅助降温热管理单元包括通过管道连接的第二压缩机、第二冷凝器、第二膨胀阀、第二换热器，当发动机需要启动辅助换热时，换热介质在发动机水泵的驱动下经过发动机换热器吸热，然后分别进入主散热器和三通阀，换热介质在主散热器降温后回流到发动机水泵中，三通阀将换热介质导入第二换热器中降温，然后回流到发动机水泵中。

2.如权利要求1所述的一种传统能源商用车热管理系统，其特征是，热管理系统还包括驾驶室热管理单元，驾驶室热管理单元包括驾驶室空调制冷流路、驾驶室采暖制热流路和驾驶室辅助除雾流路。

3.如权利要求2所述的一种传统能源商用车热管理系统，其特征是，驾驶室空调制冷流路包括通过管道连接的第一冷凝器、第一膨胀阀、蒸发器和第一压缩机。

4.如权利要求3所述的一种传统能源商用车热管理系统，其特征是，第一冷凝器与主散热器在同一散热区域中，通过发动机风扇散热。

5.如权利要求2所述的一种传统能源商用车热管理系统，其特征是，驾驶室采暖制热流路包括通过管道连接的发动机换热器、第二电磁阀、第一换热器、三通阀、第二换热器和发动机水泵，当启动驾驶室制热功能时，换热介质在发动机水泵的驱动下经过发动机换热器吸热，经过第二电磁阀进入第一换热器散热，然后经过三通阀进入第二换热器散热，最后回流到发动机水泵。

6.如权利要求2所述的一种传统能源商用车热管理系统，其特征是，驾驶室辅助除雾流路包括通过管道连接的第二换热器、电子水泵、第一电磁阀、第一换热器和三通阀。

7.一种车辆，包括热管理系统，其特征是，热管理系统为权利要求1-6任意一项所述的热管理系统。