專(zhuān)利名稱(chēng)：一種插電強(qiáng)混新能源車(chē)用全功能加熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種插電強(qiáng)混新能源車(chē)用全功能加熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著全球能源日趨緊張，各國(guó)都加緊了對(duì)節(jié)能車(chē)和新能源車(chē)的研究。在國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議通過(guò)的《節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2010年)》指出，要以純電驅(qū)動(dòng)為汽車(chē)工業(yè)轉(zhuǎn)型的主要戰(zhàn)略取向，當(dāng)前重點(diǎn)推進(jìn)純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化，提升我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平?？赏饨映潆娀旌蟿?dòng)力汽車(chē)(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV),是由傳 統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)和電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所組成的混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。插電強(qiáng)混新能源車(chē)可以通過(guò)充電裝置從供電網(wǎng)絡(luò)中獲取電能，既可用家用電源對(duì)其進(jìn)行慢充，也可在專(zhuān)用充電站上對(duì)其進(jìn)行 快充；從而實(shí)現(xiàn)了在保證整車(chē)動(dòng)力性能的前提下有較長(zhǎng)的全電力續(xù)駛里程(All ElectricRange，AER)。插電強(qiáng)混新能源車(chē)優(yōu)先使用電力驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，極大地降低了油耗和尾氣排放，是從傳統(tǒng)車(chē)過(guò)度到純電動(dòng)車(chē)中的一種高效節(jié)能的新能源車(chē)。目前的各種插電強(qiáng)混新能源車(chē)的制熱方案中，仍然存在一些劣勢(shì)I、插電強(qiáng)混新能源車(chē)的啟動(dòng)都是在純電模式下進(jìn)行的，而插電強(qiáng)混新能源車(chē)中動(dòng)力電池的正常工作溫度范圍是-10°c到50°C，超過(guò)此范圍，電池的放電功率和壽命就會(huì)受到很大的影響。所以當(dāng)前很多插電強(qiáng)混新能源車(chē)由于沒(méi)有電池加熱系統(tǒng)只能保證在-io°c以上的環(huán)境溫度下才能實(shí)現(xiàn)整車(chē)啟動(dòng)。雖然一些插電強(qiáng)混新能源車(chē)采用了發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水加熱電池,但這只能解決在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)成功后讓動(dòng)力電池能夠輸出更大的發(fā)電功率,而無(wú)法解決發(fā)動(dòng)機(jī)在極冷環(huán)境中的冷啟動(dòng)問(wèn)題。插電強(qiáng)混新能源車(chē)中發(fā)動(dòng)機(jī)是通過(guò)ISG電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)的，而ISG電機(jī)也是高壓部件,需要?jiǎng)恿﹄姵靥峁┠芰?所以發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)仍然受到動(dòng)力電池正常工作溫度的限制。2、發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)冷時(shí)，熱量損失增加，不僅功率降低，燃燒不良，機(jī)油粘度過(guò)大，缸套，活塞，活塞環(huán)的磨損量急劇加大，機(jī)件運(yùn)轉(zhuǎn)阻力增加，加速了機(jī)件的磨損。所以一般在_30°C以下的極端環(huán)境中在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)之前需要進(jìn)行預(yù)熱。插電強(qiáng)混新能源車(chē)中的發(fā)動(dòng)機(jī)一般都沒(méi)有預(yù)熱系統(tǒng)。3、由于插電強(qiáng)混新能源車(chē)中的發(fā)動(dòng)機(jī)一般是在動(dòng)力不足或電量不足的情況下才進(jìn)行工作的，所以在寒冷環(huán)境下整車(chē)乘客艙的供暖都只采用PTC (正溫度系數(shù)熱敏電阻)加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣在電池電量不足的情況下，乘客艙的制熱難以滿(mǎn)足要求，同時(shí)也降低了整車(chē)的純電行駛里程。4、在插電強(qiáng)混新能源車(chē)中，一般都采用低壓PTC加熱器，導(dǎo)致功率不夠，難以滿(mǎn)足相關(guān)的除霜除霧法規(guī)要求。所以一般都是通過(guò)強(qiáng)制啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)除霜除霧功能的，這樣帶來(lái)的問(wèn)題是發(fā)動(dòng)機(jī)基本上是在低轉(zhuǎn)速甚至是怠速工況下運(yùn)行的，增加了油耗和排放。5、在插電強(qiáng)混新能源車(chē)中，一般都沒(méi)有將電機(jī)及其逆變器控制器的熱量利用起來(lái)，只是通過(guò)散熱器將其熱量排到環(huán)境中。插電強(qiáng)混新能源車(chē)中都設(shè)計(jì)有2個(gè)以上的電機(jī)及逆變器，還有DCDC及電機(jī)控制器，這些都是一直處于工作狀態(tài)的，會(huì)產(chǎn)生大量的熱能；寒冷的冬季中這些熱能無(wú)疑是有利用價(jià)值的，尤其對(duì)于新能源車(chē)來(lái)說(shuō)，意義更大。6、在插電強(qiáng)混新能源車(chē)中，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)獨(dú)立的控制器來(lái)協(xié)調(diào)管理各個(gè)冷卻系統(tǒng)及熱源驅(qū)動(dòng)。一般發(fā)動(dòng)機(jī)熱源的啟動(dòng)是由整車(chē)控制器和發(fā)動(dòng)機(jī)控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的；PTC加熱器的啟動(dòng)是由空調(diào)控制器ATC來(lái)實(shí)現(xiàn)的；電機(jī)冷卻水回路上的節(jié)流閥和水泵都是由電機(jī)控制器來(lái)控制的；這樣分散的控制方法，既無(wú)法統(tǒng)籌高效利用各種熱源，又無(wú)法實(shí)現(xiàn)加熱系統(tǒng)的整車(chē)平臺(tái)化需求，在更換系統(tǒng)方案或車(chē)型之后，往往還要重新設(shè)計(jì)各控制器的硬件接口和軟件功能，增加了整車(chē)開(kāi)發(fā)成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述目前插電強(qiáng)混新能源車(chē)加熱系統(tǒng)存在的缺陷，提供了一個(gè)全功能加熱系統(tǒng)解決方案，通過(guò)單獨(dú)的整車(chē)熱管理單元與整車(chē)控制器協(xié)同工作，統(tǒng)一控制車(chē)上所有加熱元件，充分利用整車(chē)上的各種熱源，實(shí)現(xiàn)插電強(qiáng)混新能源車(chē)在-30°C的 低溫環(huán)境下仍能正常啟動(dòng)，使各動(dòng)力部件處于更優(yōu)的工作效率區(qū)間，在滿(mǎn)足乘客艙制熱需求、除霜除霧需求和駕駛員扭矩需求的條件下保持最低的油耗和排放，顯著提升了整車(chē)的性能和加熱功能。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種插電強(qiáng)混新能源車(chē)用全功能加熱系統(tǒng)，包括熱管理控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、高壓電加熱器、燃料加熱器、乘客艙熱交換器、電池?zé)峤粨Q器和發(fā)動(dòng)機(jī)油路熱交換器，所述發(fā)動(dòng)機(jī)串聯(lián)有發(fā)動(dòng)機(jī)水泵，所述電機(jī)串聯(lián)有電機(jī)水泵和電機(jī)控制器，所述高壓電加熱器串聯(lián)有電加熱水泵，所述燃料加熱器串聯(lián)有燃料加熱水泵，所述乘客艙熱交換器串聯(lián)有節(jié)流閥一，所述電池?zé)峤粨Q器串聯(lián)有節(jié)流閥二，所述發(fā)動(dòng)機(jī)油路熱交換器串聯(lián)有節(jié)流閥三；串聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)水泵、串聯(lián)的電機(jī)與電機(jī)水泵和電機(jī)控制器、串聯(lián)的高壓電加熱器與電加熱水泵、串聯(lián)的燃料加熱器與燃料加熱水泵、串聯(lián)的乘客艙熱交換器與節(jié)流閥一、串聯(lián)的電池?zé)峤粨Q器與節(jié)流閥二以及串聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)油路熱交換器與節(jié)流閥三相互并聯(lián)后連接于熱管理控制器。優(yōu)選的，所述發(fā)動(dòng)機(jī)水泵、電機(jī)水泵、電加熱水泵和燃料加熱水泵為電子水泵。優(yōu)選的，所述節(jié)流閥一、節(jié)流閥二和節(jié)流閥三為電磁開(kāi)關(guān)閥或線(xiàn)性電磁閥。本實(shí)用新型的有益效果為本實(shí)用新型充分利用了整車(chē)上各種熱源的最佳工作區(qū)間，極大地滿(mǎn)足了整車(chē)平臺(tái)化開(kāi)發(fā)的要求，滿(mǎn)足了控制器功能專(zhuān)一的模塊化需求，實(shí)現(xiàn)了接口標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)代控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，提高了開(kāi)發(fā)效率，降低了開(kāi)發(fā)成本，實(shí)現(xiàn)了在極低環(huán)境溫度下的整車(chē)啟動(dòng)，延長(zhǎng)了電池壽命，提高了電池在低溫情況下的效率，增加了插電強(qiáng)混新能源車(chē)的巡航里程。

下面根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種插電強(qiáng)混新能源車(chē)用全功能加熱系統(tǒng)冷卻水回路的結(jié)構(gòu)不意圖。圖中[0020]I、熱管理控制器；2、發(fā)動(dòng)機(jī)；3、電機(jī)；4、高壓電加熱器；5、燃料加熱器；6、乘客艙熱交換器；7、電池?zé)峤粨Q器；8、發(fā)動(dòng)機(jī)油路熱交換器；9、發(fā)動(dòng)機(jī)水泵；10、電機(jī)水泵；11、電機(jī)控制器；12、電加熱水泵；13、燃料加熱水泵；14、節(jié)流閥一 ；15、節(jié)流閥二 ； 16、節(jié)流閥三。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種插電強(qiáng)混新能源車(chē)用全功能加熱系統(tǒng)，包括熱管理控制器I、發(fā)動(dòng)機(jī)2、電機(jī)3、高壓電加熱器4、燃料加熱器5、乘客艙熱交換器
6、電池?zé)峤粨Q器7和發(fā)動(dòng)機(jī)油路熱交換器8，所述發(fā)動(dòng)機(jī)2串聯(lián)有發(fā)動(dòng)機(jī)水泵9，所述電機(jī)3串聯(lián)有電機(jī)水泵10和電機(jī)控制器11，所述高壓電加熱器4串聯(lián)有電加熱水泵12，所述燃料加熱器5串聯(lián)有燃料加熱水泵13，所述乘客艙熱交換器6串聯(lián)有節(jié)流閥一 14，所述電池?zé)峤粨Q器7串聯(lián)有節(jié)流閥二 15，所述發(fā)動(dòng)機(jī)油路熱交換器8串聯(lián)有節(jié)流閥三16 ;串聯(lián)的發(fā) 動(dòng)機(jī)2與發(fā)動(dòng)機(jī)水泵9、串聯(lián)的電機(jī)3與電機(jī)水泵10和電機(jī)控制器11、串聯(lián)的高壓電加熱器4與電加熱水泵12、串聯(lián)的燃料加熱器5與燃料加熱水泵13、串聯(lián)的乘客艙熱交換器6與節(jié)流閥一 14、串聯(lián)的電池?zé)峤粨Q器7與節(jié)流閥二 15以及串聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)油路熱交換器8與節(jié)流閥三16相互并聯(lián)后連接于熱管理控制器I ;所述發(fā)動(dòng)機(jī)水泵9、電機(jī)水泵10、電加熱水泵12和燃料加熱水泵13為電子水泵；所述節(jié)流閥一 14、節(jié)流閥二 15和節(jié)流閥三16為電磁開(kāi)關(guān)閥。具體實(shí)施時(shí)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)2的大循環(huán)冷卻回路的旁路，實(shí)現(xiàn)將發(fā)動(dòng)機(jī)2工作時(shí)散發(fā)的熱量傳遞到需要制熱的整車(chē)部件中。所述電機(jī)及控制器冷卻水系統(tǒng)是電機(jī)3與電機(jī)控制器11串聯(lián)冷卻水回路的旁路，實(shí)現(xiàn)將電機(jī)3和電機(jī)控制器11工作中產(chǎn)生的熱量傳遞到需要制熱的整車(chē)部件中。所述高壓電加熱器冷卻水系統(tǒng)是采用高壓供電的PTC加熱器所形成的冷卻水回路。在插電強(qiáng)混新能源車(chē)中，由于能量型動(dòng)力電池的總能量較大，同時(shí)主要的電能來(lái)自電網(wǎng)，所以PTC加熱器可以采用高壓供電，從而可以產(chǎn)生更高的熱功率來(lái)滿(mǎn)足各種工況下的制熱需求。高壓PTC由于安全因素?zé)o法布置在乘客艙中直接對(duì)空氣進(jìn)行加熱，都是布置在發(fā)動(dòng)機(jī)艙中直接對(duì)冷卻水加熱，再由冷卻水將熱量傳遞到需要制熱的整車(chē)部件中。所述的燃料加熱器冷卻水系統(tǒng)是通過(guò)燃燒汽油，或乙醇，或乙醚來(lái)直接加熱被控對(duì)象，熱效率高，用于在極低環(huán)境溫度下對(duì)動(dòng)力電池和乘客艙制熱以及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)2預(yù)熱。還可以在發(fā)動(dòng)機(jī)2不工作的情況下，獨(dú)立給乘客艙進(jìn)行除霜除霧，從而有效地減少了發(fā)動(dòng)機(jī)2的油耗和排放。所述乘客艙熱交換器6是用于加熱乘客艙的；所述電池?zé)峤粨Q器7是用于加熱動(dòng)力電池的；所述發(fā)動(dòng)機(jī)油路熱交換器8是用于預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)2的；所述的水泵是可進(jìn)行流量調(diào)節(jié)的電子水泵，用于每個(gè)發(fā)熱源回路的冷卻水流量的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)供熱量的準(zhǔn)確控制；所述的節(jié)流閥是電磁開(kāi)關(guān)閥，用于實(shí)現(xiàn)每個(gè)被加熱對(duì)象冷卻水回路的通斷控制。本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本實(shí)用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請(qǐng)相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種插電強(qiáng)混新能源車(chē)用全功能加熱系統(tǒng)，包括熱管理控制器(I)、發(fā)動(dòng)機(jī)(2)、電機(jī)(3)、高壓電加熱器(4)、燃料加熱器(5)、乘客艙熱交換器(6)、電池?zé)峤粨Q器(7)和發(fā)動(dòng)機(jī)油路熱交換器(8)，其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)(2)串聯(lián)有發(fā)動(dòng)機(jī)水泵(9)，所述電機(jī)(3)串聯(lián)有電機(jī)水泵(10)和電機(jī)控制器(11)，所述高壓電加熱器(4)串聯(lián)有電加熱水泵(12)，所述燃料加熱器(5)串聯(lián)有燃料加熱水泵(13)，所述乘客艙熱交換器(6)串聯(lián)有節(jié)流閥一(14)，所述電池?zé)峤粨Q器(7)串聯(lián)有節(jié)流閥二(15)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)油路熱交換器(8)串聯(lián)有節(jié)流閥三(16 );串聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)(2 )和發(fā)動(dòng)機(jī)水泵(9 )、串聯(lián)的電機(jī)(3 )與電機(jī)水泵(10 )和電機(jī)控制器(11)、串聯(lián)的高壓電加熱器(4)和電加熱水泵(12)、串聯(lián)的燃料加熱器(5)和燃料加熱水泵(13)、串聯(lián)的乘客艙熱交換器(6)和節(jié)流閥一(14)、串聯(lián)的電池?zé)峤粨Q器(7)和節(jié)流閥二(15)以及串聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)油路熱交換器(8)和節(jié)流閥三(16)相互并聯(lián)后連接于熱管理控制器(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種插電強(qiáng)混新能源車(chē)用全功能加熱系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)水泵(9 )、電機(jī)水泵(10 )、電加熱水泵(12 )和燃料加熱水泵(13 )為電子水泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種插電強(qiáng)混新能源車(chē)用全功能加熱系統(tǒng)，其特征在于所述節(jié)流閥一(14)、節(jié)流閥二(15)和節(jié)流閥三(16)為電磁開(kāi)關(guān)閥或線(xiàn)性電磁閥。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種插電強(qiáng)混新能源車(chē)用全功能加熱系統(tǒng)，包括熱管理控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、高壓電加熱器、燃料加熱器、乘客艙熱交換器、電池?zé)峤粨Q器和發(fā)動(dòng)機(jī)油路熱交換器，發(fā)動(dòng)機(jī)串聯(lián)有發(fā)動(dòng)機(jī)水泵，電機(jī)串聯(lián)有電機(jī)水泵和電機(jī)控制器，高壓電加熱器串聯(lián)有電加熱水泵，燃料加熱器串聯(lián)有燃料加熱水泵，乘客艙熱交換器串聯(lián)有節(jié)流閥一，電池?zé)峤粨Q器串聯(lián)有節(jié)流閥二，發(fā)動(dòng)機(jī)油路熱交換器串聯(lián)有節(jié)流閥三，上述各串聯(lián)后的元件相互并聯(lián)后連接于熱管理控制器。本實(shí)用新型的有益效果為本實(shí)用新型極大地滿(mǎn)足了整車(chē)平臺(tái)化開(kāi)發(fā)的要求，實(shí)現(xiàn)了在極低環(huán)境溫度下的整車(chē)啟動(dòng)，延長(zhǎng)了電池壽命，提高了電池在低溫情況下的效率，增加了插電強(qiáng)混新能源車(chē)的巡航里程。
文檔編號(hào)B60H1/00GK202657025SQ20122022833
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者崔海龍, 高史貴 申請(qǐng)人:北京智行鴻遠(yuǎn)汽車(chē)技術(shù)有限公司