一种混合动力车辆整车热管理系统及车辆的制作方法

本发明涉及一种汽车整车热管理系统，属于汽车，特别是涉及一种混合动力车辆整车热管理系统及车辆。

背景技术：

1、出于对环境和能源问题的考虑，混合动力车辆由于其节能、低排放的特点，是当今汽车行业的主要发展方向之一。相比于传统的燃油车辆，由于电驱系统的加入，发动机不再是恒定的热量来源，在发动机停机后无法利用发动机热量进行车内采暖。相比于纯电动车辆，由于整车配电量较小，通过电ptc进行车内采暖，会影响混合动力车辆在纯电模式下整车续驶里程。

2、乘用混动车型的车内采暖主要以水暖方式为主，具体实现方式为在发动机小循环内串联水热ptc，当发动机工作时，水热ptc停机，依靠发动机热量进行车舱内加热；当发动机停机时，水热ptc启动，依靠ptc热量对水暖冷却液进行加热。采用该种加热方式，由于需增加水暖管路、水泵、水暖冷却液，整车重量增加较多；冷却液的比热容较大，水温升温速率较慢，在一定程度上影响乘客的乘坐舒适性；同时，由于水热ptc能效比低，工作耗电量大，水热ptc启动后会对整车续驶里程产生较大影响。

3、而商用混动车型的车内采暖主要以直接热泵的方式为主。相比于水暖方式，热泵采暖综合能效比高，能够较大幅度地降低整车采暖能耗，提高低温环境下的车辆纯电续驶里程。为提升热泵系统在低温环境下的制热效果及能效比，商用车型热泵空调系统冷媒主要以r407c或r410a为主，但这两种冷媒由于系统工作压力较高，对于换热器强度要求高，一般的平行流式换热器强度无法满足其工作压力要求，换热器尺寸较大，对于布置空间紧凑的乘用车车型，直接热泵系统由于换热器尺寸的限制，无法适用。

4、因此，对于混合动力车辆，需开发适用于其车辆特点的整车热管理系统，在保障整车制冷、制热效果的前提下，降低整车热管理系统运行能耗。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种混合动力车辆整车热管理系统及车辆，以解决现有技术中混合动力车辆散热器尺寸难以满足整车热泵空调采暖的问题。

2、为实现上述目的，本发明的方案包括：

3、本发明的一种混合动力车辆整车热管理系统，包括空调系统和电池热量循环，所述空调系统包括车外换热器和用于为车内制冷或制热的车内换热器，空调系统中压缩机、车外换热器、膨胀阀和车内换热器构成车内制冷回路，所述空调系统通过第一换热器与电池热量循环进行热量交换，第一换热器在空调系统中的空调换热端构成空调热泵循环的蒸发器，空调系统中压缩机、车内换热器、膨胀阀、空调换热端构成车内制热回路。

4、本发明的有益效果为：本发明使空调热泵采暖系统从电池热量循环内吸收热量，将与电池热量循环相连的换热器作为空调热泵的蒸发器，解决了热泵空调的散热器尺寸过大的问题。通过具体的空调循环管路设置，还能够实现乘客舱空调制冷，以及利用空调制冷，通过与电池热量循环相连的换热器来给电池降温。

5、进一步地，所述车辆整车热管理系统还包括发动机散热循环，所述电池热量循环通过第二换热器与发动机散热循环进行热量交换；所述电池热量循环还包括与电池换热器并联的第一旁路，通过管路切换系统实现第一旁路和电池换热器的选通。

6、本发明的有益效果为：在实现空调热泵采暖系统从电池热量循环内吸收热量的基础上，还将发动机热量循环以电池热量循环作为中转，利用发动机热量进行电池加热或提供空调热泵采暖的热源，本发明解决了混合动力乘用车车型因布置结构限制散热器尺寸，而无法使用热泵空调热泵采暖系统的问题，同时利用发动机热量进行电池加热及车内热泵采暖，降低发动机起机后的系统能耗。且在利用发动机废热进行热泵采暖时，还能够通过第一旁路将电池隔离开，避免电池温度过高影响电池寿命。

7、进一步地，所述电池热量循环还包括与第二换热器在电池热量循环中的换热端并联的第二旁路，通过管路切换系统实现第二旁路和第二换热器在电池热量循环中的换热端的选通。

8、本发明的有益效果为：当电池热量循环中冷却液温度足够高，可以将与发动机散热循环的换热器旁路掉，避免影响电池散热。

9、进一步地，所述管路切换系统为三通阀；第一旁路连接第一三通阀的第一出口，电池换热器连接第一三通阀的第二出口，第一三通阀的入口连接上游管路；第二旁路连接第二三通阀的第一出口，第二换热器在电池热量循环中的换热端连接第二三通阀的第二出口。

10、本发明的有益效果为：采用三通阀实现旁路和换热器之间的通道切换，成本低，技术成熟可靠。

11、进一步地，所述电池热量循环内动力电池温度到达最佳工作温度时，第一电控三通阀接通入口和第一出口；当动力电池温度未达到最佳工作温度时，通过第一电控三通阀接通入口和第二出口。

12、本发明的有益效果为：根据电池是否达到最佳工作温度区间来通过一个电控三通阀控制冷却液是否流经动力电池，避免动力电池温度足够时冷却液流经动力电池造成整车能量浪费，或者防止电池温度持续升高从而导致动力电池高温故障。

13、进一步地，所述电池热量循环内冷却液温度小于其目标温度时，第二电控三通阀的入口和第二出口接通；当电池热量循环内冷却液温度大于等于其目标温度时，第二电控三通阀的入口和第一出口接通。

14、本发明的有益效果为：通过控制电池热量循环是否经过发动机散热循环的换热器吸热，控制电池热量循环中冷却液温度，避免电池热量循环中的热量过高而影响电池散热。

15、进一步地，在第二电控三通阀的入口和第一出口接通的条件下，当冷却液温度下降至小于其目标温度减滞回温度的差时，第二电控三通阀的入口和第二出口接通。

16、本发明的有益效果为：设置用于切换第二三通阀的冷却液滞回温度，防止温度波动导致三通阀频繁动作进而降低寿命和可靠性。

17、进一步地，发动机还连接有散热模块，当发动机温度高于发动机最佳温度下发动机散热循环中冷却液的温度时，发动机通过散热模块散热；当发动机温度低于发动机最佳温度下发动机散热循环中冷却液的温度时，发动机不通过散热模块散热。

18、本发明的有益效果为：对发动机设置额外的对空气的散热模块，当发动机温度超过最佳温度时，说明此时通过电池热量循环已不足以满足发动机散热需求，此时利用散热模块，防止发动机高温。发动机温度根据发动机散热循环中冷却液的温度来判断。

19、进一步地，所述电池热量循环中还串联有水热ptc，当发动机散热循环内冷却液温度小于设定值，且电池热量循环内冷却液温度小于设定值时，水热ptc开启；发动机散热循环内冷却液温度大于设定值时，水热ptc关闭。

20、本发明的有益效果为：当混合动力车辆工作在纯电动模式时，发动机因未启动而无法提供热量，此时电池温度不足，还有车内采暖需求时，通过ptc加热器提供热量。

21、本发明提供一种混合动力车辆，采用了如上述的混合动力车辆整车热管理系统的方案。

技术特征：

1.一种混合动力车辆整车热管理系统，包括空调系统和电池热量循环，所述空调系统包括车外换热器和用于为车内制冷或制热的车内换热器，空调系统中压缩机、车外换热器、膨胀阀和车内换热器构成车内制冷回路，其特征在于，所述空调系统通过第一换热器与电池热量循环进行热量交换，第一换热器在空调系统中的空调换热端构成空调热泵循环的蒸发器，空调系统中压缩机、车内换热器、膨胀阀、空调换热端构成车内制热回路。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆整车热管理系统，其特征在于，所述车辆整车热管理系统还包括发动机散热循环，所述电池热量循环通过第二换热器与发动机散热循环进行热量交换；所述电池热量循环还包括与电池换热器并联的第一旁路，通过管路切换系统实现第一旁路和电池换热器的选通。

3.根据权利要求1所述的混合动力车辆整车热管理系统，其特征在于，所述电池热量循环还包括与第二换热器在电池热量循环中的换热端并联的第二旁路，通过管路切换系统实现第二旁路和第二换热器在电池热量循环中的换热端的选通。

4.根据权利要求3所述的混合动力车辆整车热管理系统，其特征在于，所述管路切换系统为三通阀；第一旁路连接第一三通阀的第一出口，电池换热器连接第一三通阀的第二出口，第一三通阀的入口连接上游管路；第二旁路连接第二三通阀的第一出口，第二换热器在电池热量循环中的换热端连接第二三通阀的第二出口。

5.根据权利要求4所述的混合动力车辆整车热管理系统，其特征在于，所述电池热量循环内动力电池温度到达最佳工作温度时，第一电控三通阀接通入口和第一出口；当动力电池温度未达到最佳工作温度时，通过第一电控三通阀接通入口和第二出口。

6.根据权利要求5所述的混合动力车辆整车热管理系统，其特征在于，所述电池热量循环内冷却液温度小于其目标温度时，第二电控三通阀的入口和第二出口接通；当电池热量循环内冷却液温度大于等于其目标温度时，第二电控三通阀的入口和第一出口接通。

7.根据权利要求5所述的混合动力车辆整车热管理系统，其特征在于，在第二电控三通阀的入口和第一出口接通的条件下，当冷却液温度下降至小于其目标温度减滞回温度的差时，第二电控三通阀的入口和第二出口接通。

8.根据权利要求2所述混合动力车辆整车热管理系统，其特征在于，发动机还连接有散热模块，当发动机温度高于发动机最佳温度下发动机散热循环中冷却液的温度时，发动机通过散热模块散热；当发动机温度低于发动机最佳温度下发动机散热循环中冷却液的温度时，发动机不通过散热模块散热。

9.根据权利要求1所述的混合动力车辆整车热管理系统，其特征在于，所述电池热量循环中还串联有水热ptc，当发动机散热循环内冷却液温度小于设定值，且电池热量循环内冷却液温度小于设定值时，水热ptc开启；发动机散热循环内冷却液温度大于设定值时，水热ptc关闭。

10.一种混合动力车辆，其特征在于，采用了如权利要求1～9任一项所述的混合动力车辆整车热管理系统。

技术总结
本发明涉及一种混合动力车辆整车热管理系统及车辆，包括空调系统和电池热量循环，所述空调系统包括车外换热器和用于为车内制冷或制热的车内换热器，空调系统中压缩机、车外换热器、膨胀阀和车内换热器构成车内制冷回路，空调系统通过第一换热器与电池热量循环进行热量交换，第一换热器在空调系统中的空调换热端构成空调热泵循环的蒸发器，空调系统中压缩机、车内换热器、膨胀阀、空调换热端构成车内制热回路。本发明解决了热泵空调的散热器尺寸过大的问题。通过具体的空调循环管路设置，还能够实现乘客舱空调制冷，以及利用空调制冷，通过与电池热量循环相连的换热器给电池降温。

技术研发人员：杨李辰,桓晓锋,王熙熙,龚新磊
受保护的技术使用者：宇通客车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15