CN106025442B - 一种用于混合动力车辆的加热***及其控制方法 - Google Patents

一种用于混合动力车辆的加热***及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于混合动力车辆的加热***及其控制方法，其加热***中发动机模块、控制模块、电池加热模块或乘客舱加热模块依次通过管路构成循环回路；发动机模块包括发动机、第一水泵和发动机冷却装置；电池加热模块中热交换器、第二水泵、第一加热单元和电池组依次通过管路构成循环回路；乘客舱加热模块包含第二加热单元和第二温度传感器；控制模块包括控制阀和控制器；控制模块根据第一温度传感器信号切换加热模块。控制方法步骤为控制器接收温度信号，与预设值比较进而控制切换加热模块。本发明利用发动机热量既能对动力电池组进行加热，也能保证乘客舱温度适宜，高效利用能源。

Description

一种用于混合动力车辆的加热***及其控制方法
技术领域
本发明涉及混合动力车辆技术领域，特别涉及混合动力车辆的加热***及其控制方法。
背景技术
混合动力车辆由于其节能、低排放等特点成为汽车发展方向，其中动力电池组作为其动力源之一，直接影响车辆的整体性能。动力电池对温度变化较为敏感，在环境温度过低的情况下，动力电池无法正常工作，所以需要对动力电池组进行加热。同时，汽车发动机工作时产生大量的热量堆积，影响发动机工作状态，需经冷却***冷却排除，有一定的能量浪费。另一方面，在长时间在寒冷地区行驶的车辆，乘客舱内温度也通常较低，易导致乘客感冒，一般在乘客舱设置暖风加热装置，需要单独的加热装置。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于混合动力车辆的加热***和控制方法，在环境温度较低的情况下，既能对动力电池组进行加热，也能保证乘客舱温度适宜。
为了解决上述技术问题，本发明的用于混合动力车辆的加热***，其特征在于：包括发动机模块、控制模块、还包括并联设置的电池加热模块和乘客舱加热模块，所述发动机模块、控制模块、电池加热模块或乘客舱加热模块依次通过管路构成循环回路；所述管路内具有导热介质；所述发动机模块包括发动机、第一水泵和发动机冷却装置，所述第一水泵内置于所述发动机；所述电池加热模块包括热交换器、第二水泵、第一加热单元、电池组和第一温度传感器，所述第一温度传感器内置于所述电池组，所述热交换器、第二水泵、第一加热单元和电池组依次通过管路构成电池加热循环回路；所述乘客舱加热模块包含第二加热单元和第二温度传感器，所述第二温度传感器设置于乘客舱内；所述控制模块包括控制阀和控制器；所述控制模块根据所述第一温度传感器信号切换加热模块。
为进一步完善技术方案，本发明还包括以下技术特征：
作为进一步改进，所述控制阀为三通电磁阀。
作为进一步改进，所述热交换器为板式热交换器，所述热交换器内部设有两个独立的供导热介质通过的流体通道，所述流体通道之间设有导热结构。
作为进一步改进，所述电池组具有至少一部分为导热区域的壳体，所述导热区域中设置有蓄电池单元，所述蓄电池单元将热量向内部传导。
作为进一步改进，所述第一加热单元为金属导热板，其内部设有可供所述导热介质通过的流体通道；所述金属导热板内置于所述蓄电池单元且与所述导热区域热连接。
作为进一步改进，所述第二加热单元为若干带鼓风机的侧置换热器。
作为进一步改进，所述导热介质为水或水-乙二醇混合物。
作为进一步改进，所述第一水泵为机械水泵，所述第二水泵为电子水泵。
本发明的用于混合动力车辆加热***的控制方法，其步骤为:
S1所述第一温度传感器检测所述电池组温度，将检测信号发送至所述控制器；
S2所述控制器将接收到的第一温度信号与电池温度预设值做比较；
S3当第一温度信号值小于电池温度预设值时，所述控制器控制所述控制阀切换至所述电池加热模块并控制第二水泵开启；
S4当所述电池组的温度上升至电池温度预设值时，所述控制器切换所述控制阀切换至所述乘客舱加热模块并控制第二水泵关闭；
S5所述第二温度传感器检测乘客舱温度，将检测信号发送至所述控制器；
S6所述控制器将接收到的第二温度信号与乘客舱温度预设值做比较；
S7当第二温度信号值上升至乘客舱温度预设值且第一温度信号值不小于电池温度预设值时，所述控制器控制所述第二加热单元关闭。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：设置三通电磁控制阀，可根据检测到的温度信号自动选择电池加热或是乘客舱加热；利用发动机的热量进行加热，高效利用能源。
附图说明
图1为本发明用于电动车辆加热***的结构原理图。
其中：11发动机；12发动机冷却装置；30三通电磁阀；41热交换器；42第二水泵；43第一加热单元；44电池组；50第二加热单元。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将结合附图和实施例作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，并非对本发明的限制。
请参阅图1所示，本发明用于电动车辆加热***，包括发动机模块、控制模块，还包括并联设置的电池加热模块和乘客舱加热模块，发动机模块、控制模块、电池加热模块或乘客舱加热模块依次通过管路构成循环回路。管路内具有导热介质，导热介质可以为水或水-乙二醇混合物，但并不限于此。发动机模块包括发动机11、第一水泵和发动机冷却装置12，第一水泵内置于发动机11。控制模块包括控制阀和控制器，控制阀为三通电磁阀30，电池加热模块和乘客舱加热模块分别与三通电磁阀30相连接。电池加热模块包括热交换器41、第二水泵42、第一加热单元43、电池组44和第一温度传感器，第一温度传感器内置于电池组44，用于检测电池组44的温度。电池组44的输入口和输出口还可分别增设温度传感器，用于检测导热介质温度。电池组44具有至少一部分为导热区域的壳体，在该导热区域中设置有蓄电池单元，蓄电池单元可将热量向内部传导。热交换器41为为板式热交换器，其内部设有两个独立的供导热介质通过的流体通道，流体通道之间设有导热结构。第一加热单元43为金属导热板，其内部设有可供导热介质通过的流体通道及导热结构，金属导热板内置于蓄电池单元且与导热区域热连接。通过加热后的导热介质由管路流经金属导热板，热量由金属导热板传递给导热区域，从而实现提高电池组44温度的目的。乘客舱加热模块包含第二加热单元50和第二温度传感器，第二温度传感器设置于乘客舱内，用于检测乘客舱温度。第二加热单元50为若干带鼓风机的侧置换热器，加热后的导热介质流经换热器时，将部分热量传递给换热器，换热器壳体温度上升，鼓风机抽取乘客舱内的低温气流经换热器壳体加热后形成暖气流，而后散发至乘客舱，从而实现提高乘客舱温度的目的。控制模块根据第一温度传感器的温度信号来切换开启电池加热模块或乘客舱加热模块。
电动车辆在寒冷地区运行，电池组44受环境温度影响而温度下降，第一温度传感器检测到电池组44的温度低于电池温度预设值，控制器进行信号处理，将三通电磁阀30切换至电池加热模块。此时发动机11的热量对导热介质进行加热后，第一水泵将加热后的导热介质输送经热交换器41，热交换器41吸收导热介质的部分热量后温度升高，导热介质温度降低，而后导热介质流经发动机冷却装置12回到发动机11内部，形成发动机冷却循环回路。与此同时，控制器控制第二水泵42开启，第二水泵42将导热介质输送至热交换器41，导热介质吸收热交换器41的部分热量而温度升高，加热后的导热介质输入第一加热单元43，电池组44吸收热量温度升高，导热介质温度降低，后导热介质回到第二水泵42，形成一个电池加热模块循环回路。当第一温度传感器检测到电池组44的温度上升至电池温度预设值，控制器进行信号处理，将三通电磁阀30切换至乘客舱加热模块。此时控制器控制第二加热单元50开启，经发动机10加热后的导热介质输送至第二加热单元50，第二加热单元50温度升高，导热介质温度降低，后导热介质流经发动机冷却装置12后回到发动机10进行加热，形成一个加热循环回路。与此同时，控制器控制第二水泵42关闭。第二温度传感器检测乘客舱温度，当乘客舱温度上升至乘客舱温度预设值且电池组44的温度不低于电池温度预设值时，控制器控制第二加热单元50关闭。
以上所述仅为发明的实施例，其并非用以限定本发明的专利保护范围。任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明的精神与范围内，所作的更动及润饰的等效替换，仍为本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于混合动力车辆的加热***，其特征在于：包括发动机模块、控制模块、还包括并联设置的电池加热模块和乘客舱加热模块，所述发动机模块、控制模块、电池加热模块或乘客舱加热模块依次通过管路构成循环回路；所述管路内具有导热介质；所述发动机模块包括发动机、第一水泵和发动机冷却装置，所述第一水泵内置于所述发动机；所述电池加热模块包括热交换器、第二水泵、第一加热单元、电池组和第一温度传感器，所述第一温度传感器内置于所述电池组，所述热交换器、第二水泵、第一加热单元和电池组依次通过管路构成电池加热循环回路；所述乘客舱加热模块包含第二加热单元和第二温度传感器，所述第二温度传感器设置于乘客舱内；所述控制模块包括控制阀和控制器；所述控制模块根据所述第一温度传感器信号控制控制阀切换至电池加热模块或乘客舱加热模块；所述控制阀为三通电磁阀；所述热交换器内部设有两个独立的供导热介质通过的流体通道，所述流体通道之间设有导热结构；所述导热介质能够在输送经热交换器后，流经发动机冷却装置回到发动机。
2.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆的加热***，其特征在于：所述热交换器为板式热交换器。
3.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆的加热***，其特征在于：所述电池组具有至少一部分为导热区域的壳体，所述导热区域中设置有蓄电池单元，所述蓄电池单元将热量向内部传导。
4.根据权利要求3所述的用于混合动力车辆的加热***，其特征在于：所述第一加热单元为金属导热板，其内部设有可供所述导热介质通过的流体通道；
所述金属导热板内置于所述蓄电池单元且与所述导热区域热连接。
5.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆的加热***，其特征在于：所述第二加热单元为若干带鼓风机的侧置换热器。
6.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆的加热***，其特征在于：所述导热介质为水或水-乙二醇混合物。
7.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆的加热***，其特征在于：所述第一水泵为机械水泵，所述第二水泵为电子水泵。
8.根据权利要求1-7任一所述的用于混合动力车辆加热***的控制方法，其步骤为:
S1所述第一温度传感器检测所述电池组温度，将检测信号发送至所述控制器；
S2所述控制器将接收到的第一温度信号与电池温度预设值做比较；
S3当第一温度信号值小于电池温度预设值时，所述控制器控制所述控制阀切换至所述电池加热模块并控制第二水泵开启；
S4当所述电池组的温度上升至电池温度预设值时，所述控制器切换所述控制阀切换至所述乘客舱加热模块并控制第二水泵关闭；
S5所述第二温度传感器检测乘客舱温度，将检测信号发送至所述控制器；
S6所述控制器将接收到的第二温度信号与乘客舱温度预设值做比较；
S7当第二温度信号值上升至乘客舱温度预设值且第一温度信号值不小于电池温度预设值时，所述控制器控制所述第二加热单元关闭。
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