[发明专利]一种增程式混合动力汽车集成热管理系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种增程式混合动力汽车热管理系统及其控制方法，该系统包括增程器冷却单元、乘员舱制热空调单元、电驱动冷却单元和电池热管理单元，乘员舱制热空调单元设置有热交换器，热交换器分别与电池热管理单元、增程器冷却单元连接，以实现乘员舱制热单元与电池热管理单元之间的热交换；热交换器还通过四通电磁阀与电驱动冷却单元相连接，以切换电池热管理回路和电驱动冷却回路的串、并联模式，在低温环境中实现电池的快速加热。与现有技术相比，本发明充分利用增程器、电驱动系统运行时产生的废热，并将其用于低温环境下乘员舱和电池的加热，能够有效提高乘员舱的热舒适性以及动力电池的运行效率和使用寿命，并减少加热过程中的能量损耗。

技术领域

本发明涉及混合动力汽车热管理技术领域，尤其是涉及一种增程式混合动力汽车集成热管理系统及其控制方法。

背景技术

从汽车节能减排的趋势来看，纯电动车因其“零油耗、零排放”的特点而被视为最理想的新能源汽车类型。然而，由于纯电动汽车续航里程不足、电池成本高等问题在短期内无法取得突破，因此，兼具燃油车和电动车优点的增程式混合动力汽车成为了向纯电动汽车过渡的最佳技术方案。增程式混合动力汽车是在纯电动车的基础上配置增程器，利用增程器发电进行电池电能补充或驱动车辆，在充分利用电网充入的低成本电能的同时，能够延伸电动车的续驶里程，从而在长距离行驶中更具优势。

但在冬季低温条件下，电池的功率和可用容量衰退严重，充放电效率下降，再加上对乘员舱和电池组加热产生的能量损耗，使得增程式混动动力汽车的综合续驶里程大幅下降。增程式混合动力汽车一般具有增程器冷却回路、电驱动系统冷却回路、电池热管理回路和乘员舱制热空调回路。目前普遍采用的分布式热管理系统由于没有将各回路耦合，导致动力总成工作产生的大量废热散失在外部环境中，无法被有效利用起来。而在低温环境下，若能将增程器废热和电驱动系统废热用于动力电池和乘员舱的加热，将在很大程度上缓解动力电池低温充放电效率低和容量衰退的问题，并降低PTC消耗的能量，提高增程式电动车的经济性和乘员舱的热舒适性。因此，有必要提出改进的技术方案，以优化现有增程式热管理中存在的问题，充分协调整车热流，实现精准、全面和节能的热控制。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种增程式混合动力汽车集成热管理系统及其控制方法，能够在低温条件下充分利用增程器、电驱动系统运行时产生的废热，并将其用于低温环境下乘员舱和电池的加热，以提高乘员舱的热舒适性以及动力电池的运行效率和使用寿命，并减少加热过程中的能量损耗。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种增程式混合动力汽车热管理系统，包括增程器冷却单元、乘员舱制热空调单元、电驱动冷却单元和电池热管理单元，所述增程器冷却单元包括增程器本体，所述增程器本体分别连接有机械水泵和调温器，所述调温器连接至第一散热器；

所述乘员舱制热空调单元包括依次连接的第二电子水泵、PTC电加热器、暖风芯体和热交换器，所述暖风芯体的一侧设置有鼓风机，所述第二电子水泵的进口分别连接至第三储液罐、调温器，所述热交换器分别与电池热管理单元、增程器冷却单元连接，以实现乘员舱制热单元与电池热管理单元之间的热交换；

所述增程器冷却单元出口的高温冷却液依次经过调温器、第二电子水泵、PTC电加热器、暖风芯体，以实现对乘员舱的加热，之后经过热交换器再进入增程器冷却单元，以实现对电池的间接加热；

所述热交换器还通过四通电磁阀与电驱动冷却单元相连接，以进行回路串、并联模式的切换，经热交换器间接加热后的高温冷却液体再流经电驱动冷却单元进行废热回收，实现电池的二次加热。

进一步地，所述第一散热器一侧设置有前端冷却风扇。