混合动力汽车的快速启动预热装置及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及混合动力汽车预热技术领域，具体涉及混合动力汽车的快速启动预热 装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002] 在北方及西部高原地带的冬季，由于环境温度很低，对发动机启动造成很大影响。 为了使发动机在不同温度的低温条件下快速启动，有必要安装改善启动的辅助装置，以促 进燃料的充分利用和减少启动阻力，燃油加热器作为一种普遍通用的加热器，如中国发明 专利申请201410625694. 8中介绍了一种汽车发动机低温启动装置，通过对冷空气的限制， 提供一种方便发动机低温启动的装置，但由于冬季气温低，燃油粘度增高，启动阻力矩增 大，存在点火速度慢，热能转化时间长的问题，所以在低温状态下改变预热能源能够有助于 提高加热效率，但现在普遍使用过程中加热能源未能随着外界环境温度变化而变化，断开 与导通也不能及时操控，造成能源浪费，同时换热效率低，热损耗过大也是低温启动加热过 程中不可避免的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明提供混合动力汽车的快速启动预热装置及其控制方法，目的是解决发动机 在低温条件下快速启动并且调节启动后加热电流及换热液体量的问题，提供一种升温传热 速度快，热损耗小，热能转换率高，节约能耗，在不同温度下可调节预热装置中加热板电流 强度及开关，同时也可根据不同温差调节换热液体量的预热装置。
[0004] 本发明是这样实现的：
[0005] 混合动力汽车的快速启动预热装置，包括：
[0006] 加热室，其内部设置有至少一个加热板，所述加热板横向贯穿所述加热室，所述加 热板上涂有加热膜，用于通电后加热加热室内空气，所述加热板与电流控制器相连，其用于 根据温度控制加热板电流量及开关；
[0007] 其中，所述加热膜为节能纳米电热器件。
[0008] 空气流通装置，其设置在加热室外侧，包括加热空气入口、加热后暖空气出口及空 气风扇，预加热空气通过所述空气风扇吸入作用，从加热空气入口流入通过加热室外侧，与 加热室壁进行热交换后，从加热后暖空气出口流出；
[0009] 液体流动装置，其包括至少一根换热水管及发动机水套，所述换热水管设置在加 热室内部，平行分布于所述加热板两侧，用于在加热室内与热气流进行热交换，所述发动机 水套设置在发动机外侧，通过水泵作用，所述换热水管与发动机水套相连构成封闭循环系 统；
[0010] 其中，所述换热水管为耐高温材质制成；
[0011] 流量阀，其与所述换热水管进水口相连，用于开关所述换热水管；
[0012] 温度传感器，其设置在换热水管进出水口处及加热板外表面处，用于测量换热水 管进出水口液体温度及加热板温度；
[0013] 流量控制器，其根据所述换热水管进出水口液体温度，控制所述流量阀的开关，根 据所述换热水管进出水口液体温度控制水泵的进水量；
[0014] 其中，电流控制器与流量控制器组成控制装置，其与所述温度传感器相连。
[0015] 优选的是，所述空气流通装置中设有热传导片结构，用于增加加热室与所述空气 流通装置内通过的预加热空气的热交换。
[0016] 优选的是，所述加热板两侧设有热传导片结构，用于增加加热板与所述加热室内 空气的热交换。
[0017] 优选的是，所述换热水管中具有内夹层结构，以用于填充防冻液。
[0018] 优选的是，所述加热室内部中心位置设置导流装置，用于加热使内部热气流均匀。
[0019] 优选的是，所述加热后暖空气出口与驾驶室相连，用于驾驶室供暖需求。
[0020] 一种混合动力汽车的快速启动预热装置的控制方法，通过所述的控制 装置；其进行调节加热板电流L，通电加热板数rii及换热水管进水管数n 2，通过
【主权项】
1. 混合动力汽车的快速启动预热装置，其特征在于，包括： 加热室，其内部设置有至少一个加热板，所述加热板横向贯穿所述加热室，所述加热板 上涂有加热膜，用于通电后加热加热室内空气，所述加热板与电流控制器相连，其用于根据 温度控制加热板电流量及开关； 其中，所述加热膜为节能纳米电热器件。 空气流通装置，其设置在加热室外侧，包括加热空气入口、加热后暖空气出口及空气风 扇，预加热空气通过所述空气风扇吸入作用，从加热空气入口流入通过加热室外侧，与加热 室壁进行热交换后，从加热后暖空气出口流出； 液体流动装置，其包括至少一根换热水管及发动机水套，所述换热水管设置在加热室 内部，平行分布于所述加热板两侧，用于在加热室内与热气流进行热交换，所述发动机水套 设置在发动机外侧，以及通过水泵作用，所述换热水管与发动机水套相连构成封闭循环系 统； 其中，所述换热水管为耐高温材质制成； 流量阀，其与所述换热水管进水口相连，用于开关所述换热水管； 温度传感器，其设置在换热水管进出水口处及加热板外表面处，用于测量换热水管进 出水口液体温度及加热板温度； 流量控制器，其根据所述换热水管进出水口液体温度，控制所述流量阀的开关，根据所 述换热水管进出水口液体温度控制水泵的进水量； 其中，电流控制器与流量控制器组成控制装置，其与所述温度传感器相连。
2. 如权利要求1所述的混合动力汽车的快速启动预热装置，其特征在于，所述空气流 通装置中设有热传导片结构，用于增加加热室与所述空气流通装置内通过的预加热空气的 热交换。
3. 如权利要求1或2所述的混合动力汽车的快速启动预热装置，其特征在于，所述加热 板两侧设有热传导片结构，用于增加加热板与所述加热室内空气的热交换。
4. 如权利要求1所述的混合动力汽车的快速启动预热装置，其特征在于，所述换热水 管中具有内夹层结构，以用于填充防冻液。
5. 如权利要求1所述的混合动力汽车的快速启动预热装置，其特征在于，所述加热室 内部中心位置设置导流装置，用于加热使内部热气流均匀。
6. 如权利要求1、2、4、5中任一项所述的混合动力汽车的快速启动预热装置，其特征在 于，所述加热后暖空气出口与驾驶室相连，用于驾驶室供暖需求。
7. -种混合动力汽车的快速启动预热装置的控制方法，其特征在于，通过如权利要求 1-6中任一项所述的混合动力汽车的快速启动预热装置；其进行调节加热板电流I 1，通电加 热板数Ii1及换热水管进水管数η 2，通句
计算，其中 Ttl是所述发动机启动时发动机水套指定温度，T 1是换热水管进水口液体温度，T 3是加热板 加热前温度，T4是加热板加热后温度，C i是所述液体流动装置内液体比热容，C 2是所述加热 板比热容，Hi1是液体流动装置内液体总质量，m2是通电加热的加热板质量，η是加热室热能 转化为水套内液体热能的转化效率，A是常数，e为自然对数的底数；调节通电加热的加热 板数^按如下方式调节：
，此时加热板全部通电，其中 !^是换热水管出水口液体温度，N 1是所述加热板的总数；调节换热水管进水管数η 2按如下 方式调节：
，此时进水管全部开放，其中 1~2是换热水管出水口液体温度，\是所述换热水管的总水管数。
8. 如权利要求7所述的混合动力汽车的快速启动预热装置的控制方法，其特征在于， 当T1达到T ^时，所述电流控制器断开电流，当T i未达到T ^时，所述电流控制器导通电流，其 中Ttl是发动机启动时所述发动机水套指定温度。
9. 如权利要求7所述的混合动力汽车的快速启动预热装置的控制方法，其特征在于， 通过如权利要求5所述混合动力汽车的快速启动预热装置，导流装置按照以下方式调节： 步骤一：当O彡I T2-T11 < 20时，所述导流装置关闭；步骤二：当20彡I T2-T11时，所述导流 装置开启。
10. 如权利要求8所述的混合动力汽车的快速启动预热装置的控制方法，其特征在于， 所述水泵进水量按照以下方式调节：步骤一：当OS IT2-T1I <35时，所述水泵进水量调节 至进水量低档；步骤二：当35 < IT2-T1I时，所述水泵进水量调节至进水量高档。
【专利摘要】本发明公开了混合动力汽车的快速启动预热装置及其控制方法，包括：加热室，其外侧设有空气流通装置，内部设置有加热板及换热水管，分别通过电流控制器及流量控制器与加热室相连，在换热水管进出水口处及加热板设置温度传感器，温度传感器同时也与电流控制器及流量控制器相连，控制电流量及换热流体量，同时也可以控制电流的导通与断开。由于控制器的设置，使本发明同时具有电流量及换热流体量可控和电流开关可控的特点，从而也使本发明具有升温传热速度快，热损耗小，热能转换率高，节约能耗等特点。
【IPC分类】F02N19-10, F02D45-00
【公开号】CN104863774
【申请号】CN201510290147
【发明人】王加雪, 陈学交, 刘乃章, 张建国, 黄永生, 齐凤军, 杨柏春, 周珣, 王雪, 张洪才, 修立刚
【申请人】中国人民解放军装甲兵技术学院
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年6月1日