CN108263202B - 一种多增程器发动机冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多增程器发动机冷却装置，涉及新能源领域。所述多增程器发动机冷却装置包括散热器、电子风扇、膨胀箱、驾驶舱加热器、电子水泵、单向阀和管路，可受控制器控制工作方式。所述冷却回路独立配置，即每个增程器发动机各自配备一套散热器、电子风扇、膨胀箱和驾驶舱加热器，可以根据两台增程器发动机的不同需求实现高效冷却。所述多增程器发动机可以实现一台增程器发动机单独工作或者多台增程器发动机共同工作，同时在多台增程器发动机共同工作时将先启动的增程器发动机的高温冷却液引入后启动的增程器发动机中，缩短发动机预热时间，节约能源。

Description

一种多增程器发动机冷却装置

技术领域

本发明涉及新能源领域，尤其涉及一种多增程器发动机冷却装置。

背景技术

在能源问题日益变得紧迫的当前，随着整车节能减排的要求越来越高，新能源汽车的开发越来越迫切，发展电动汽车不失为一个好的出路。电动汽车无污染，噪声低且能源效率高。特别是在城市运行，汽车走走停停，行驶速度不高，电动汽车更加适宜。

但是现阶段纯电动汽车续航里程有限，电池的寿命短，储能量小，一次充电后行驶里程不理想，因此增程式电动汽车的开发势在必行。在增程器发动机运行的过程中，先进的冷却装置是其节能减排设计的重要部分。

现有的单增程器发动机功率覆盖范围较大，难以做到所有的工况点都是高效工作区，相应的，由于单增程器发动机本身不能保证所有的工况点在高效工作区，所以导致其冷却装置也会因为即使满足了发动机的散热需求，也会因为发动机并不在高效工作区而达不到最优的冷却效果，从而影响了车辆的运行和输出功率的利用。

如今整车布置越来越紧凑，同时重卡及大型客车对用电量的需求更大，因此在重卡及大型客车的增程器的选用上更倾向于选用两个或多个增程器作为动力电池的能量补给。冷却液进行冷却时，会吸收大量热量，这些热量没有得到很好的利用，就进入冷却装置中冷却，使得这些热量在冷却过程中白白散失。尤其是在多增程器的冷却中，在预热时需要加热两次甚至多次冷却液，散失的热量更多，没有达到节能减排的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多增程器发动机冷却装置，为了能够满足节能减排的需求，并使得冷却装置的效率最大化，因此本发明提出一种具有预热回路的多增程器发动机冷却装置，具体方案如下：

一种多增程器发动机冷却装置，包括：第一冷却液循环回路、第二冷却液循环回路和预热回路。

所述第一冷却液循环回路包括第一冷却回路和第一暖风回路，所述第一冷却回路用于给第一增程器发动机冷却，所述第一暖风回路用于给驾驶舱提供暖风。

所述第二冷却液循环回路包括第二冷却回路和第二暖风回路，所述第二冷却回路用于给第二增程器发动机冷却，所述第二暖风回路用于给驾驶舱提供暖风。

所述预热回路包括单向阀和电子水泵，所述电子水泵能够将第一冷却液循环回路中的高温冷却液泵入第二冷却液循环回路中，缩短冷却液的预热时间。所述冷却回路包括节温器、散热器、电子风扇和膨胀箱，所述暖风回路包括节温器和驾驶舱加热器。

冷却回路给增程器发动机实现高效冷却，暖风回路在驾驶舱温度较低时为驾驶舱提供暖风。

进一步地，所述第一冷却液循环回路通过电子水泵向第二冷却液循环回路提供高温冷却液预热，第二冷却液循环回路通过单向阀向第一冷却液循环回路提供混合温度的冷却液，形成预热回路，缩短后启动的增程器发动机的预热时间。

两个增程器发动机通过管路连接，管路中共用的电子水泵和单向阀，控制在冷却液的流向，使得在两个增程器发动机间形成预热回路。

进一步地，还包括控制器，用于根据车辆的功率需求启动一个增程器发动机或者启动两个增程器发动机，选择多增程器发动机冷却装置的工作方式。

进一步地，当先启动的增程器发动机冷却液温度升高到设定温度时，控制器启动电子水泵并开启单向阀，预热回路打开。当后启动的增程器发动机冷却液温度升高到设定温度时，控制器关闭电子水泵和单向阀，预热回路关闭，每个增程器发动机冷却液循环回路独立工作，提高冷却效率。

进一步地，所述暖风回路工作时，增程器发动机内的高温冷却液能够进入驾驶舱加热器，加热冷空气，向驾驶舱提供暖风，同时也使得高温冷却液冷却下来，再次进入增程器发动机中。

进一步地，所述冷却回路工作时，高温冷却液通过节温器进入散热器，经过电子风扇降温后，经过膨胀箱回到增程器发动机内，完成冷却回路。

进一步地，所述冷却液循环回路能够独立工作。当一台增程器发动机单独工作时，该增程器发动机配置的冷却液循环回路工作，空闲的增程器发动机配置的冷却液循环回路不工作。当两台增程器发动机共同工作时，两台增程器发动机配置的冷却液循环回路都工作。

进一步地，所述增程器发动机个数至少为两个，所述冷却液循环回路的数量与增程器发动机数量一致。具体地，增程器发动机的个数可以根据需要，设置为两个或两个以上，同时依然是每个增程器发动机配置一套独立的冷却液循环回路，用以实现高效冷却，且能够在驾驶舱温度较低时提供暖风。

多增程器发动机冷却装置在整车装配时，能够根据增程器发动机的布置需要灵活布置在车辆的不同位置，器件之间通过管路连接。

本发明还提供了一种基于多增程器发动机冷却装置的预热方法，具体方法如下，

先启动第一增程器发动机。

检测第一增程器发动机的冷却液的温度，与设定温度比较。

达到设定温度时，说明现在的输出功率不足，需要启动第二增程器发动机。

启动电子水泵，同时打开单向阀，电子水泵将第一增程器发动机内的高温冷却液泵入第二增程器发动机，给第二增程器发动机预热，同时第二增程器发动机内的混合温度的冷却液通过单向阀流入第一增程器发动机中，形成预热回路。

检测第二增程器发动机的冷却液温度，与设定温度比较。

达到设定温度时，说明此时需要优先保证冷却效率，关闭电子水泵和单向阀，使得预热回路关闭，第一冷却液循环回路和第二冷却液循环回路各自独立工作。

本发明具有的有益效果如下：

①.启动第二个增程器发动机时，可以将先启动的增程器发动机内的高温冷却液引入后启动的增程器发动机中，再将后启动的增程器发动机中的混合温度的冷却液引入先启动的增程器发动机中，形成预热回路，缩短后启动增程器发动机的预热时间，起到节能减排，降低消耗的作用。

②.多增程器发动机的冷却装置是各自独立的，每个增程器发动机都有自己配套的冷却回路，因此可以满足每个增程器发动机的散热需求，使得发动机能够工作在高效工作区。

③.多增程器发动机在工作时，可以先启动其中一个增程器发动机，根据所需功率要求启动第二个增程器发动机，使得车辆能够灵活适应不同的负重需求。

④.与同功率的单增程器发动机冷却装置相比，多增程器发动机冷却装置在布置上更为灵活，可以分布在车辆的不同位置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本实施例提供的一种多增程器发动机冷却装置的原理图；

图2为本实施例提供的一种多增程器发动机冷却装置的冷却回路示意图；

图3为本实施例提供的一种多增程器发动机冷却装置的暖风回路示意图；

图4为本实施例提供的一种多增程器发动机冷却装置的预热回路示意图；

图5为本实施例提供的一种基于多增程器发动机冷却装置的启动预热回路的方法的流程图；

图6为本实施例提供的一种基于多增程器发动机冷却装置的关闭预热回路的方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

实施例1，本实施例提供一种双增程器发动机冷却装置，具体方案如下：

一种双增程器发动机冷却装置，包括：第一冷却液循环回路、第二冷却液循环回路和预热回路。

所述第一冷却液循环回路包括第一冷却回路和第一暖风回路，所述第一冷却回路用于给第一增程器发动机冷却，所述第一暖风回路用于给驾驶舱提供暖风。

所述第二冷却液循环回路包括第二冷却回路和第二暖风回路，所述第二冷却回路用于给第二增程器发动机冷却，所述第二暖风回路用于给驾驶舱提供暖风。

所述预热回路包括单向阀和电子水泵，所述电子水泵能够将第一冷却液循环回路中的高温冷却液泵入第二冷却液循环回路中，缩短冷却液的预热时间。

所述冷却回路包括节温器、散热器、电子风扇和膨胀箱，所述暖风回路包括节温器和驾驶舱加热器。

如图所示，图2为冷却回路，图3为暖风回路，图4为预热回路。

冷却回路给增程器发动机实现高效冷却，暖风回路在驾驶舱温度较低时为驾驶舱提供暖风。

进一步地，所述第一冷却液循环回路通过电子水泵向第二冷却液循环回路提供高温冷却液预热，第二冷却液循环回路通过单向阀向第一冷却液循环回路提供混合温度的冷却液，形成预热回路。

如图1所示，节温器、散热器、电子风扇、膨胀箱和机械泵顺次连接，形成有效的冷却回路，同时也设有节温器、驾驶舱加热器和机械泵这一条暖风回路。当驾驶人觉得驾驶舱内温度较低时，可以启动暖风回路，在冷却高温冷却液的同时为驾驶舱提供暖风。两个增程器发动机通过管路连接，管路中设有电子水泵和单向阀，控制冷却液的流向，使得在两个增程器发动机间形成预热回路。

双增程器发动机冷却装置在整车装配时，能够根据增程器发动机的布置需要灵活布置在车辆的不同位置，器件之间通过管路连接。

进一步地，双增程器发动机冷却装置设有控制器，用于根据车辆的功率需求启动一个增程器发动机或者启动两个增程器发动机，选择双增程器发动机冷却装置的工作方式。当先启动的增程器发动机水温升高到设定温度时，控制器启动另一个增程器发动机，启动电子水泵并开启单向阀，预热回路打开。当后启动的增程器发动机水温升高到设定温度时，控制器关闭电子水泵和单向阀，预热回路关闭，每个增程器发动机冷却回路独立工作，提高冷却效率，使得增程器发动机能够更好的工作在高效工作区。

进一步地，所述增程器发动机内的高温冷却液能够进入驾驶舱加热器，加热冷空气，向驾驶舱提供暖风，同时也使得高温冷却液冷却下来，再次进入增程器发动机中。

进一步地，所述增程器发动机的冷却回路工作时，高温冷却液通过节温器进入散热器，经过电子风扇降温后，经过膨胀箱回到增程器发动机内，完成冷却回路。

进一步地，所述每个增程器发动机配备的冷却回路独立工作。当一台增程器发动机单独工作时，该增程器发动机配置的冷却回路工作，空闲的增程器发动机配置的冷却回路不工作。当两台增程器发动机共同工作时，两台增程器发动机配置的冷却回路工作。双增程器发动机可以通过两个增程器发动机给动力电池充电，功率覆盖范围要求比较小，各自独立的冷却回路能够满足增程器发动机的散热需求，使得增程器发动机能够工作在高效工作区，达到最优的冷却效果。

具体地，增程器发动机中的高温冷却液经过节温器分流，可以通过散热器，也可以通过驾驶舱加热器，也可以通过电子水泵。当高温冷却液通过散热器时，冷却回路开始工作，电子风扇根据水温信号开始运转，吸入冷空气进入散热器，将高温冷却液中的热量带出，达到冷却的目的，经过冷却的冷却液再流经膨胀箱，经过机械泵回到增程器发动机中，满足增程器发动机的散热需求，让增程器发动机能够在恒温的环境中工作，保持最佳的工作状态。

当驾驶舱需要提供暖风时，高温冷却液经过驾驶舱加热器，与冷空气发生热交换，使得暖风吹入驾驶舱，高温冷却液也可以冷却下来，在回到增程器发动机中加以利用。利用热交换原理，既能使得驾驶舱获得暖风，也可以使冷却液冷却下来。

当车辆需要双增程器发动机工作时，控制器先启动其中一个增程器发动机给动力电池充电，该增程器发动机的冷却装置工作，当车辆需要更大功率时，即先启动的增程器发动机冷却液温度升高到设定温度时，控制器启动另一个增程器发动机，启动电子水泵并开启单向阀，高温冷却液经过节温器分流，由电子水泵泵入后启动的增程器发动机，后启动的增程器发动机中的混合温度的冷却液通过单向阀回到先启动的增程器发动机中，形成预热回路，缩短了后启动的增程器发动机的预热时间。

同时，当车辆处于负载状态，所需输出功率进一步增大时，此时后启动的增程器发动机冷却液的温度也升高到了一定温度时，控制器就关闭电子水泵和单向阀，关闭预热回路，让冷却液循环回路独立工作，保证冷却装置的冷却效率。根据两台增程器发动机不同的工作状态，给每个增程器发动机提供更为高效的冷却。

双增程器发动机冷却装置能够适应对发动机输出功率的不同的需求，更适用于像重型载货卡车这样的存在装载货物时就有空载和满载两种不同的运载情况，那么也就有两种不同的功率需求。车辆根据工作情况输出不同的功率，满足车辆的载重需求，双增程器发动机冷却装置则能适应不同的功率需求对发动机进行冷却，使其能够在不同的功率需求下保持良好的工作状态。

实施例2，本实施例提出一种多增程器发动机冷却装置，具体方案如下：

一种多增程器发动机冷却装置，包括：第一冷却液循环回路、第二冷却液循环回路、第三冷却液循环回路等，还包括第一预热回路和第二预热回路等。

所述冷却液循环回路都包括一个冷却回路和一个暖风回路，所述冷却回路用于给对应的增程器发动机冷却，所述暖风回路用于给驾驶舱提供暖风。

所述预热回路包括单向阀和电子水泵，所述电子水泵能够将先启动的增程器发动机的冷却液循环回路中的高温冷却液泵入后启动的增程器发动机的冷却液循环回路中，缩短冷却液的预热时间。

所述冷却回路包括节温器、散热器、电子风扇和膨胀箱，所述暖风回路包括节温器和驾驶舱加热器。

节温器、散热器、电子风扇和膨胀箱顺次连接成为冷却回路，实现高效冷却。同时，高温冷却液也可以经过驾驶舱加热器，形成暖风回路。在驾驶人感觉驾驶舱温度较低时，可以启动暖风回路，为驾驶舱提供暖风。

所述冷却液循环回路能够独立工作，在启动一个、两个或者三个增程器发动机，甚至更多增程器发动机时分别为相应的增程器发动机冷却高温冷却液，能够提高冷却效率，从而实现高效冷却。同时，在车辆负载发生变化时，由控制器根据不同的功率需求控制增程器发动机的启动个数，控制冷却装置的工作方式，让增程器发动机能够在最佳工作温度下工作。

两个增程器发动机间设有一套预热回路，所述预热回路包括电子水泵和单向阀。先启动的增程器发动机中的高温冷却液可以引入后启动的增程器发动机中，后启动的增程器发动机中的冷却液也可以回到先启动的增程器发动机中，形成预热回路，缩短了增程式发动机的预热时间。

进一步地，当车辆所需功率较大时，控制器能够切断预热回路，使每个增程器发动机的冷却液循环回路独立工作，根据每个增程器发动机所需要的不同的工作需求，冷却液循环回路分别来实现高效冷却。

进一步地，所述多增程器发动机冷却装置中，配套增程器发动机的冷却液循环回路的数目与增程器发动机的数目一致。

实施例3，本实施例提出一种基于多增程器发动机冷却装置的发动机预热方法，如图5所示，为预热回路的启动过程，具体如下：

S1.先启动第一增程器发动机。

当车辆所需的输出功率较小，比如说汽车空载时，可以先启动一台增程器发动机为汽车提供动力。

S2.检测第一增程器发动机的冷却液温度是否达到设定温度。

当冷却液温度达到设定温度时，说明仅仅启动一个增程器发动机难以负荷，此时需要启动第二增程器发动机，提供更大的输出功率。这种情况可能是车辆有了一定负重，而不是空载的状态。

S3.启动第二增程器发动机。

当冷却液温度已经达到设定时，启动第二增程器发动机为汽车提供更大的功率输出。

S4.启动第二增程器发动机的同时启动电子水泵，同时打开单向阀，电子水泵迅速将第一增程器发动机内的高温冷却液泵入第二增程器发动机，为第二增程器发动机预热，缩短预热时间。使得第二增程器发动机能够迅速开始工作，同时也利用了高温冷却液的热量，使得热量不会白白散失，而是能够被循环利用。

第二增程器发动机内的冷却液经过单向阀回到第一增程器发动机内，构成预热回路，为第一增程器发动机补充冷却液，使得所有增程器发动机都工作在高效工作区。

通过上述方法，在两个增程器发动机间形成一个预热回路，有效利用高温冷却液中的大量热量，缩短了预热时间，达到了节能减排的目的。同时当预热完毕，车辆需要更大的功率输出时，需要优先保证冷却液循环回路的运行，如图6所示，为预热回路的关闭过程。

S01.检测第二增程器发动机的冷却液温度，与设定温度比较。

由于需要优先保证冷却效果，在启动了预热回路的同时，冷却液会流经冷却液循环回路以外的区域，使得冷却液不能及时回流，冷却效果变差。因此，需要实时监控着第二增程器发动机的冷却液温度，当温度上升到设定温度时，判断此时已经预热完毕，需要优先保证冷却效果，使得增程器发动机能够工作在高效工作区。

S02.关闭电子水泵。关闭电子水泵和单向阀，切断第二増程器发动机到第一增程器发动机之间的通路，切断第一增程器发动机到第二增程器发动机之间的通路，使得不再给第二增程器发动机提供高温冷却液。使得预热回路关闭，第一冷却液循环回路和第二冷却液循环回路各自独立工作。

此时，预热已经完成，预热回路关闭，每个增程器发动机的冷却液循环回路独立工作，优先保证冷却效果，为汽车提供更大的输出功率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多增程器发动机冷却装置，其特征在于，包括：控制器、第一冷却液循环回路、第二冷却液循环回路和预热回路；

所述第一冷却液循环回路包括第一冷却回路和第一暖风回路，所述第一冷却回路用于给第一增程器发动机冷却，所述第一暖风回路用于给驾驶舱提供暖风；

所述第二冷却液循环回路包括第二冷却回路和第二暖风回路，所述第二冷却回路用于给第二增程器发动机冷却，所述第二暖风回路用于给驾驶舱提供暖风；

所述预热回路包括单向阀和电子水泵，所述电子水泵能够将第一冷却液循环回路中的高温冷却液泵入第二冷却液循环回路中，缩短冷却液的预热时间；

所述控制器用于控制所述多增程器发动机冷却装置的工作状态，当车辆需要双增程器发动机工作时，控制器启动第一增程器发动机和对应的第一冷却液循环回路；

当第一增程器发动机中的冷却液温度升高到预设温度，表征车辆的功率需求增加时，控制器启动第二增程器发动机和对应的第二冷却液循环回路，启动电子水泵并开启单向阀，由电子水泵将第一增程器发动机中的冷却液泵入第二增程器发动机，所述第二增程器发动机中的冷却液通过单向阀回到第一增程器发动机中；

当第二增程器发动机冷却液的温度升高到预设温度，表征车辆的功率需求增加时，控制器就关闭电子水泵和单向阀，第一冷却液循环回路和第二冷却液循环回路独立工作。

2.根据权利要求1所述的多增程器发动机冷却装置，其特征在于，

所述第一冷却液循环回路通过电子水泵向第二冷却液循环回路提供高温冷却液预热，第二冷却液循环回路通过单向阀向第一冷却液循环回路提供混合温度的冷却液，形成预热回路。

3.根据权利要求2所述的多增程器发动机冷却装置，其特征在于，还包括：控制器，用于选择多增程器发动机冷却装置的工作方式，根据车辆的功率需求启动第一冷却液循环回路，或者先启动第一冷却液循环回路，再启动第二冷却液循环回路。

4.根据权利要求3所述的多增程器发动机冷却装置，其特征在于，当第一冷却液循环回路中冷却液的温度升高到设定温度时，控制器启动电子水泵并开启单向阀，启动预热回路。

5.根据权利要求3所述的多增程器发动机冷却装置，其特征在于，当第二冷却液循环回路中冷却液的温度升高到设定温度时，控制器关闭电子水泵和单向阀，关闭预热回路。

6.根据权利要求1所述的多增程器发动机冷却装置，其特征在于，所述暖风回路包括节温器和驾驶舱加热器；

高温冷却液通过节温器进入驾驶舱加热器，加热冷空气，向驾驶舱提供暖风，再回到增程器发动机内，形成暖风回路。

7.根据权利要求1所述的多增程器发动机冷却装置，其特征在于，所述冷却回路包括节温器、散热器、电子风扇和膨胀箱；

高温冷却液通过节温器进入散热器，经过电子风扇降温后，经过膨胀箱回到增程器发动机内，形成冷却回路。

8.根据权利要求1所述的多增程器发动机冷却装置，其特征在于，所述冷却液循环回路能够独立工作。

9.根据权利要求1到8任意一项所述的多增程器发动机冷却装置，其特征在于，增程器发动机的数量至少为两个，所述冷却液循环回路的数量与增程器发动机数量一致。

10.一种基于权利要求1到9任意一项所述的多增程器发动机冷却装置的发动机预热方法，其特征在于，

先启动第一增程器发动机；

检测第一增程器发动机的冷却液的温度，与设定温度比较，并获取当前功率需求；

再启动第二增程器发动机；

启动电子水泵，同时打开单向阀，电子水泵将第一增程器发动机内的高温冷却液泵入第二增程器发动机；

检测第二增程器发动机的冷却液温度，与设定温度比较，并获取当前功率需求；

关闭电子水泵和单向阀，使得预热回路关闭，第一冷却液循环回路和第二冷却液循环回路各自独立工作。

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