CN114810452A - 混合动力车辆热管理***、控制方法及车辆 - Google Patents

混合动力车辆热管理***、控制方法及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种混合动力车辆热管理***、控制方法及车辆，热管理***包括加热器热管理单元、发动机热管理回路、乘客舱热管理回路和电池热管理回路；加热器热管理单元包括串联连接的第一开关装置、加热器附图、第二开关装置和第一水泵；发动机热管理回路包括第三开关装置、第二水泵、发动机和散热器。本发明充分利用混合动力车辆中的高压电池能量源的能量来对发动机水温进行加热，从而能够保证发动机水温达到发动机的最佳工作温度范围内时再起动，能够最大限度地降低PN和其他气态物的排放及油耗，从而有效提高整车的动力性能和经济性。

Description

混合动力车辆热管理***、控制方法及车辆
技术领域
本发明涉及混合动力车辆技术领域，尤其是涉及一种混合动力车辆热管理***、控制方法及车辆。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高和汽车技术的快速进步，车辆也日益成为人们工作和生活的必需品。同时，随着人们环保意识的提高以及全球汽车排放法规的加严对汽车的减排技术提出了更高的挑战，特别是欧洲和中国即将实行的RDE(Real Drive Emission，实际行驶污染物排放)，对发动机的低温冷起动工况的控制要求更高。
由于发动机在低温环境下缸壁温度很低，现有技术中，为了保证稳定的起动通常采用喷入更多的燃油，而较多的燃油碰到低温的缸壁很难迅速蒸发导致发动机在低温起动和催化器加热阶段排放(特别是颗粒物PN排放)很高，因此仅仅优化起动策略很难明显降低低温起动时的PN排放。为了满足严苛的RDE(特别时冷机起动工况)的相关法规的要求，发动机只能采用额外安装汽油颗粒物捕集器GPF(Gasoline Particulate Filter)的方式来减少冷起动阶段的PN排放。
现在主流的传统内燃机及混合动力车辆都通过安装颗粒物捕集器GPF作为其降低PN排放，通过RDE测试的主要技术手段。请参见图1，其示意性地给出了现有技术中颗粒物捕集器GPF的主要布置方式的示意图。根据颗粒物捕集器GPF离发动机100的远近，如图1所示，现有技术中颗粒物捕集器GPF布置位置主要有以下三种形式：紧耦合式、后置式以及四元催化器(三元催化器TWC和颗粒物捕集器GPF集成式)。由于颗粒物捕集器GPF采用的是物理捕集的原理，因此有时还需要采用主动再生的方式清除颗粒物捕集器GPF已经捕获的颗粒物，且同时需要兼顾颗粒物捕集器GPF内部温度不宜过高从而导致其被烧坏。离发动机100远的颗粒物捕集器GPF设置方式需要注意主动再生频率；而离发动机100近的颗粒物捕集器GPF布置则需要更加关注内部温度。由此可见，无论哪种布置形式其控制及诊断策略都十分复杂，且通常需要增加额外传感器；进一步地，安装颗粒物捕集器GPF，不仅价格不菲成本较高，而且增加了发动机排气背压，导致发动机效率有所降低。
由此，如何在无颗粒物捕集器GPF的情况下，提供一种能够降低PN排放且符合RDE相关规定的技术方案，日益成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种混合动力车辆热管理***、控制方法及车辆，能够保证发动机水温达到发动机的最佳工作温度范围内时再起动，能够最大限度地降低PN和其他气态物的排放及油耗，从而有效提高整车的动力性能和经济性；具有本发明提供的混合动力车辆热管理***的车辆无需安装GPF亦能满足RDE的要求，显著降低成本。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种混合动力车辆热管理***，包括加热器热管理单元、发动机热管理回路、乘客舱热管理回路和电池热管理回路；
其中，加热器热管理单元包括串联连接的第一开关装置、加热器、第二开关装置和第一水泵；所述发动机热管理回路包括第三开关装置、第二水泵、发动机和散热器，所述第三开关装置、所述第二水泵、所述发动机和所述散热器通过管路串联连接形成所述发动机热管理回路；
所述第一开关装置的一端连接所述第三开关装置和所述第二水泵之间的管路；
所述第一开关装置的另一端和所述加热器之间的管路具有一旁路连接端，所述加热器热管理单元通过所述旁路连接端以及所述第一水泵的一端与所述乘客舱热管理回路并联连接；
所述二开关装置和所述加热器之间的管路与所述发动机和所述散热器之间的管路连接；
所述电池热管理回路与所述旁路连接端以及所述乘客舱热管理回路连接；所述电池热管理回路包括电池，所述电池用于为所述加热器供电。
可选地，所述第二水泵包括发动机电子水泵，和/或所述散热器包括风扇。
可选地，所述乘客舱热管理回路包括串联连接的乘客舱热管理部件和两通比例阀；
所述第一水泵的一端连接所述乘客舱热管理部件和所述两通比例阀之间的管路；
所述乘客舱热管理部件的另一端连接所述旁路连接端；所述两通比例阀的另一端连接所述电池热管理回路。
可选地，所述电池热管理回路还包括热交换器、第三水泵和电池冷却器；所述第三水泵、所述电池、所述电池冷却器和所述热交换器通过管路串联连接形成所述电池热管理回路；
所述热交换器连接所述两通比例阀的另一端和所述旁路连接端。
可选地，所述第一开关装置、所述第二开关装置和/或所述第三开关装置包括截止阀。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种混合动力车辆热管理***的控制方法，用于上述任一项所述的混合动力车辆热管理***，所述控制方法包括：
获取混合动力车辆的当前工况以及所述混合动力车辆的需要被热管理的部件的当前工作温度；
基于获取到的所述当前工况和所述当前工作温度，控制所述加热器热管理单元的第一开关装置、第二开关装置和所述第三开关装置的启闭状态，以启动相应的热管理回路对所述需要被热管理的部件进行热管理。
可选地，在所述当前工况是混合动力车辆行驶初期且所述发动机的当前工作温度没有位于所述发动机的最佳工作温度范围内时，所述控制方法包括：
采用所述电池为所述混合动力车辆提供动力，所述发动机不工作；
关闭所述第二开关装置和所述第三开关装置，打开所述第一开关装置和所述第二水泵；
控制所述电池为所述加热器供电，所述加热器加热所述发动机以使得所述发动机的水温达到最佳工作温度范围；
起动所述发动机，使用所述发动机为所述混合动力车辆提供动力。
可选地，在所述当前工况是采用纯电模式为所述混合动力车辆提供动力、所述发动机不工作且所述乘客舱热管理回路的乘客舱热管理部件的当前工作温度没有位于所述乘客舱热管理部件的最佳工作温度范围内时，所述控制方法包括：
关闭所述第一开关装置和所述第三开关装置，打开所述第二开关装置和所述第一水泵；
控制所述电池为所述加热器供电，所述加热器加热所述乘客舱热管理部件以使得所述乘客舱热管理部件的当前工作温度达到所述乘客舱热管理部件的最佳工作温度范围。
可选地，在所述当前工况是采用纯电模式为所述混合动力车辆提供动力、所述发动机不工作且所述电池热管理回路的电池的当前工作温度没有位于所述电池的最佳工作温度范围内时，所述控制方法包括：
关闭所述第一开关装置和所述第三开关装置，打开所述第二开关装置、所述第一水泵和所述两通比例阀；
控制所述电池为所述加热器供电，所述加热器加热所述电池以使得所述电池的当前工作温度达到所述电池的最佳工作温度范围。
可选地，在所述当前工况是采用所述发动机为所述混合动力车辆提供动力、所述发动机的水温高于所述发动机的最佳工作温度范围达到第一预设阈值且所述乘客舱热管理回路的乘客舱热管理部件的当前工作温度没有位于所述乘客舱热管理部件的最佳工作温度范围内，所述控制方法包括：
打开所述第一开关装置、所述第二开关装置、所述述第三开关装置、所述第一水泵和所述第二水泵；
控制所述电池为所述加热器供电，并控制所述发动机热管理回路和所述加热器均对所述乘客舱热管理部件加热以使得所述乘客舱热管理部件的当前工作温度达到所述乘客舱热管理部件的最佳工作温度范围。
可选地，在所述当前工况是采用所述发动机为所述混合动力车辆提供动力、所述发动机的水温高于所述发动机的最佳工作温度范围达到第一预设阈值且所述电池热管理回路的电池的当前工作温度没有位于所述电池的最佳工作温度范围内时，所述控制方法包括：
打开所述第一开关装置、所述第二开关装置、所述第三开关装置、所述第一水泵、所述第二水泵和所述两通比例阀；
控制所述电池为所述加热器供电，并控制所述发动机热管理回路和所述加热器均对所述电池加热以使得所述电池的当前工作温度达到所述电池的最佳工作温度范围。
可选地，若所述发动机的水温高于所述发动机的最佳工作温度范围达到第二预设阈值、且所述乘客舱热管理回路的乘客舱热管理部件的当前工作温度没有位于所述乘客舱热管理部件的最佳工作温度范围和/或所述电池热管理回路的电池的当前工作温度没有位于所述电池的最佳工作温度范围内时，其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；所述控制方法还包括：
关闭所述加热器，并控制所述发动机对所述乘客舱热管理部件加热以使得所述乘客舱热管理部件的当前工作温度达到所述乘客舱热管理部件的最佳工作温度范围和/或对所述电池加热以使得所述电池的当前工作温度达到所述电池的最佳工作温度范围。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种混合动力车辆，所述车辆包括上述任一项所述的混合动力车辆热管理***和/或采用上述任一项所述的控制方法进行热管理控制。
与现有技术相比，本发明提供的混合动力车辆热管理***、控制方法及车辆，具有以下有益效果：
1、本发明提供的混合动力车辆热管理***，包括加热器热管理单元、发动机热管理回路、乘客舱热管理回路和电池热管理回路；其中，加热器热管理单元包括串联连接的第一开关装置、加热器、第二开关装置和第一水泵；所述发动机热管理回路包括第三开关装置、第二水泵、发动机和散热器，所述第三开关装置、所述第二水泵、所述发动机和所述散热器通过管路串联连接形成所述发动机热管理回路；所述第一开关装置的一端连接所述第三开关装置和所述第二水泵之间的管路；所述第一开关装置的另一端和所述加热器之间的管路具有一旁路连接端，所述加热器热管理单元通过所述旁路连接端以及所述第一水泵的一端与所述乘客舱热管理回路并联连接；所述二开关装置和所述加热器之间的管路与所述发动机和所述散热器之间的管路连接；所述电池热管理回路与所述旁路连接端以及所述乘客舱热管理回路连接；所述电池热管理回路包括电池，所述电池用于为所述加热器供电。由此，本发明提供的混合动力车辆热管理***，在现有的热管理***的基础上，通过在管路之间设置第一开关装置、第二开关装置和第三开关装置以及构建加热器热管理单元、发动机热管理回路、乘客舱热管理回路和电池热管理回路，从而在保证原有混合动力车辆热管理功能的同时，充分利用混合动力车辆中的高压电池能量源的能量来对发动机水温进行加热，从而能够保证发动机水温达到发动机的最佳工作温度范围内时再起动，能够最大限度地降低PN和其他气态物的排放及油耗，从而有效提高整车的动力性能和经济性。进一步地，本发明提供的混合动力车辆热管理***不仅结构简单，易于实施；而且采用本发明提供的混合动力车辆热管理***能够最大限度地建降低PN排放，因此具有本发明提供的混合动力车辆热管理***的车辆无需安装GPF亦能满足RDE的要求，从而能够显著降低成本。
2、本发明提供的混合动力车辆热管理***的控制方法充分考虑了各个需要被热管理的部件在混合动力车辆运行期间热管理的需求有所不同的事实，并进而有针对性地进行热管理，因此能够使各个需要被热管理的部件持续工作在各自的最佳工作温度范围内，进而使混合动力车辆能够长时间工作在高效区域，有效地提高了整车的动力性能和经济性，并降低了整车的油耗和排放。
由于本发明提供的车辆与本发明提供的混合动力车辆热管理***和/或混合动力车辆热管理***的控制方法属于同一发明构思，因此，至少具有与所述混合动力车辆热管理***和/或混合动力车辆热管理***的控制方法的所有优点，在此，不再赘述。
附图说明
图1为现有技术中颗粒物捕集器GPF的主要布置方式的示意图；
图2为现有技术中混合动力车辆热管理***的其中一种电池加热回路的示意图；
图3为本发明实施例一提供的混合动力车辆热管理***的结构示意图；
图4为本发明实施例二提供的混合动力车辆热管理***的控制方法的流程示意图；
图5为冷起动时加热器给发动机加热的热管理回路的示意图；
图6为发动机不起动时，加热器单独给电池/乘客舱热管理部件的加热的热管理回路示意图；
图7为(发动机和加热器同时)或(发动机单独)给电池/乘客舱热管理部件加热的热管理回路示意图；
其中，附图标记说明如下：
GPF-颗粒物捕集器，TWC-三元催化转换器，
100-发动机、200-加热器、300-电池、400-散热器、410-风扇、500-乘客舱热管理部件、600-电池冷却器、700-热交换器；
810-三通阀、820-两通比例阀、831-第一开关装置、832-第二开关装置、833-第三开关装置；
910-第一水泵、920-第二水泵、930-第三水泵。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本发明提出的混合动力车辆热管理***、控制方法及车辆作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。应当了解，说明书附图并不一定按比例地显示本发明的具体结构，并且在说明书附图中用于说明本发明某些原理的图示性特征也会采取略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。以及，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。
为了便于理解本发明，在对本发明提供的混合动力车辆热管理***、控制方法及车辆具体说明之前，先对本发明的基本原理说明如下。
如本领域技术人员所能够理解地，混合动力车辆因为其内部有两套能量供给装置，因此其热管理***相比传统发动机汽车较为复杂。通常分为高温回路(发动机回路)，中温回路(电机回路)，低温回路(电池回路)。通常中温回路相比来说比较独立，和其他冷却回路交际较少，电机、逆变器、充电器等通过水泵和风扇进行冷却。由于电池在较低和较高的温度都无法有效的工作，因此通常情况下电池回路有加热和冷却的需求。请参见图2，其示意性地给出了现有技术中混合动力车辆热管理***的其中一种电池加热回路的示意图。从图2可以看出，通过三通阀810的设置，电池回路的冷却通过电池冷却器600和空调回路热交换实现，电池回路的加热通过加热器200和发动机100实现，除此以外加热器200和发动机100还负责乘客舱的加热。
为了解决上述背景技术中所述的现有技术中发动机在冷起动工况下PN排放高的问题，本发明的发明人经过大量的调查研究和不断深入的实践探索，利用混合动力车辆有除发动机以外的能量源(高压电池)，创造性地提出了一种新的混合动力车辆热管理***，及基于该混合动力车辆热管理***的控制方法，其核心思想为：采用混合动力车辆中用来加热电池300以及乘客舱的加热器200在冷机时加热发动机100，使得发动机100在更高的温度下起动，从而在无GPF的情况下也能够有效降低PN排放物，降低其他气态排放物以及油耗。使混合动力车辆能够长时间工作在高效区域，有效提高了整车的动力性能和经济性。
实施例一
本实施例提供了一种混合动力车辆热管理***，具体地，请参见图3，其示意性地给出了本实施例提供的混合动力车辆热管理***的结构示意图。从图3可以看出，本实施例提供的混合动力车辆热管理***包括加热器热管理单元、发动机热管理回路、乘客舱热管理回路和电池热管理回路。
具体地，加热器热管理单元包括串联连接的第一开关装置831、加热器200、第二开关装置832和第一水泵910；所述发动机热管理回路包括第三开关装置833、第二水泵920、发动机100和散热器400，所述第三开关装置833、所述第二水泵920、所述发动机100和所述散热器400通过管路串联连接形成所述发动机热管理回路；所述第一开关装置831的一端连接所述第三开关装置832和所述第二水泵920之间的管路；所述第一开关装置831的另一端和所述加热器200之间的管路具有一旁路连接端，所述加热器热管理单元通过所述旁路连接端以及所述第一水泵910(即加热器水泵)的一端与所述乘客舱热管理回路并联连接；所述二开关装置832和所述加热器200之间的管路与所述发动机100和所述散热器400之间的管路连接；所述电池热管理回路与所述旁路连接端以及所述乘客舱热管理回路连接；所述电池热管理回路包括电池300，所述电池300用于为所述加热器200供电。
如此配置，本发明提供的混合动力车辆热管理***，在现有的热管理***的基础上，通过在管路之间设置第一开关装置831、第二开关装置832和第三开关装置833以及构建加热器热管理单元、发动机热管理回路、乘客舱热管理回路和电池热管理回路，从而在保证原有混合动力车辆热管理功能的同时，充分利用混合动力车辆中的高压电池能量源的能量来对发动机水温进行加热，从而能够保证发动机水温达到发动机100的最佳工作温度范围内时再起动，能够最大限度地降低PN和其他气态物的排放及油耗，从而有效提高整车的动力性能和经济性。进一步地，本发明提供的混合动力车辆热管理***不仅结构简单，易于实施；而且采用本发明提供的混合动力车辆热管理***能够最大限度地建降低PN排放，因此具有本发明提供的混合动力车辆热管理***的车辆无需安装GPF亦能满足RDE的要求，从而能够显著降低成本。
在其中一种示范性实施方式中，所述第一开关装置831、所述第二开关装置832和/或所述第三开关装置833包括截止阀。截止阀能够很好地实现全开或全关，从而提高能量的传输效率。
在其中一种示范性实施方式中，所述第二水泵920包括发动机电子水泵，如本领域技术人员可以理解地，在实际应用时，应根据车辆实际配置选择合适的所述发动机电子水泵，本发明对此不作限制。由此，本发明提供的混合动力车辆热管理***的第二水泵920采用汽车电子水泵，由于汽车电子水泵具有结构紧凑使用方便、功能强大、寿命长、性能稳定、低噪音、低耗能、高效率等诸多优点，相应地，可以提升所述混合动力车辆热管理***的相应性能。
进一步地，作为优选实施方式，所述散热器400包括风扇410，由此，通过风扇410能够让更多的空气流经散热器400，增强散热器的散热能力，加快冷却液的冷却速度，同时还可以让更多的空气流经发动机100，将发动机100散发出的热量带走。
作为优选，所述加热器200为PTC加热器，由于PTC加热器的发热件导热、散热性能优良，效率高，安全可靠。由此，PTC加热器具有热阻小、换热效率高的优点，是一种自动恒温、省电的电加热器。从而，进一步提升本发明提供的混合动力车辆热管理***的性能。
在其中一种示范性实施方式中，请继续参见图3，从图3可以看出，所述乘客舱热管理回路包括串联连接的乘客舱热管理部件500(如空调等)和两通比例阀820。所述第一水泵910的一端连接所述乘客舱热管理部件500和所述两通比例阀820之间的管路；所述乘客舱热管理部件500的另一端连接所述旁路连接端；所述两通比例阀820的另一端连接所述电池热管理回路。由此，当工况处于发动机100不起动时，所述两通比例阀820的设置，实现了所述加热器200单独为所述乘客舱热管理部件500和/或所述电池300加热的功能，从而有效地维护乘客舱的舒适度及使得所述乘客舱热管理部件500和/或所述电池300工作在其最佳工作温度范围内，使得所述乘客舱热管理部件500和/或所述电池300能够长时间工作在高效区域，进而使混合动力车辆能够长时间工作在高效区域，有效地提高了整车的动力性能和经济性，并降低了整车的油耗和排放。
进一步地，在其中一种示范性实施方式中，所述电池热管理回路还包括热交换器700、第三水泵930(电池水泵)和电池冷却器600；所述第三水泵930、所述电池300、所述电池冷却器600和所述热交换器700通过管路串联连接形成所述电池热管理回路；所述热交换器700连接所述两通比例阀820的另一端和所述旁路连接端。由此，当工况处于发动机100不起动时，所述两通比例阀820的设置，实现了所述加热器200单独为所述乘客舱热管理部件500和/或所述电池300加热的功能，从而有效地维护乘客舱的舒适度及使得所述电池300工作在其最佳工作温度范围内。
实施例二
本实例提供了一种混合动力车辆热管理***的控制方法，用于实施例一任一实施方式所述的混合动力车辆热管理***。具体地，请参见图4，从图4可以看出，所述控制方法包括：
步骤S100：获取混合动力车辆的当前工况以及所述混合动力车辆的需要被热管理的部件的当前工作温度；
步骤S200：基于获取到的所述当前工况和所述当前工作温度，控制所述加热器热管理单元的第一开关装置、第二开关装置和所述第三开关装置的启闭状态，以启动相应的热管理回路对所述需要被热管理的部件进行热管理。
如此配置，本发明提供的混合动力车辆热管理***的控制方法充分考虑了各个需要被热管理的部件在混合动力车辆运行期间热管理的需求有所不同的事实，并进而有针对性地进行热管理，因此能够使各个需要被热管理的部件持续工作在各自的最佳工作温度范围内，进而使混合动力车辆能够长时间工作在高效区域，有效地提高了整车的动力性能和经济性，并降低了整车的油耗和排放。
为了便于理解和描述，根据混合动力车辆的当前工况以及所述混合动力车辆的需要被热管理的部件的当前工作温度，主要从以下四种情形对本实例提供的控制方法予以详细说明：
一、发动机冷起动工况，加热器给发动机预热
在所述当前工况是混合动力车辆行驶初期且所述发动机的当前工作温度没有位于所述发动机的最佳工作温度范围内时，所述控制方法包括：
步骤S211：采用纯电模式为所述混合动力车辆提供动力，所述发动机100不工作；
步骤S212：关闭所述第二开关装置832和所述第三开关装置833，打开所述第一开关装置831和所述第二水泵920；
步骤S213：控制所述电池300为所述加热器200供电，所述加热器200加热所述发动机100以使得所述发动机100的水温达到最佳工作温度范围；
步骤S214：起动所述发动机100，使用所述发动机100为所述混合动力车辆提供动力。
具体地，请参见图5，其示意性地给出了冷起动时加热器给发动机加热的热管理回路的示意图。图中，箭头所示方向为加热器200加热发动机100的热循环运行示意图。由此可见，根据本发明提供的本发明提供的混合动力车辆热管理***的控制方法，混合动力车辆在低环境温度下行驶初期，通过采用纯电模式，用电池300的电量为车辆通过动力，发动机不工作；当发动机100水温达到合适的温度时起动发动机100，从而保证发动机100起动时水温和缸壁达到合适的温度，保证了起动和催化器加热阶段燃油更好雾化及湿壁减少，从而能够极大地降低PN和其他气态排放，同时也能降低相应工况的油耗。
二、发动机不起动工况，加热器单独给电池/乘客舱热管理部件加热
在所述当前工况是采用纯电模式为所述混合动力车辆提供动力、所述发动机不工作且所述乘客舱热管理回路的乘客舱热管理部件的当前工作温度没有位于所述乘客舱热管理部件的最佳工作温度范围内时，所述控制方法包括：
步骤S221：关闭所述第一开关装置831和所述第三开关装置833，打开所述第二开关装置832和所述第一水泵910；
步骤S222：控制所述电池300为所述加热器200供电，所述加热器200加热所述乘客舱热管理部件500以使得所述乘客舱热管理部件500的当前工作温度达到所述乘客舱热管理部件500的最佳工作温度范围。
具体地，请参见图6，其示意性地给出了发动机100不起动时，所述加热器200单独给电池300/乘客舱热管理部件500的加热的热管理回路示意图。图中，箭头所示方向为加热器200单独给电池300和/或乘客舱热管理部件500加热的热循环运行示意图。由此可见，根据本发明提供的混合动力车辆热管理***的控制方法，不仅能够实现混合动力车辆发动冷起动预热，还能够保证混合动力车辆的热管理的基本功能，实现了所述加热器200单独为所述乘客舱热管理部件500加热的功能，从而有效地维护乘客舱的舒适度及使得所述乘客舱热管理部件500工作在其最佳工作温度范围内。
进一步地，在其中一种示范性实施方式中，在所述当前工况是采用纯电模式为所述混合动力车辆提供动力、所述发动机100不工作且所述电池热管理回路的电池300的当前工作温度没有位于所述电池300的最佳工作温度范围内时，所述控制方法包括：
步骤S231：关闭所述第一开关装置831和所述第三开关装置833，打开所述第二开关装置832、所述第一水泵910和所述两通比例阀820；
步骤S232：控制所述电池300为所述加热器200供电，所述加热器200加热所述电池300以使得所述电池300的当前工作温度达到所述电池300的最佳工作温度范围。
具体地，请继续参见图6，箭头所示方向为加热器200单独给电池300/乘客舱热管理部件500加热的热循环运行示意图。由此可见，根据本发明提供的混合动力车辆热管理***的控制方法，不仅能够实现混合动力车辆发动冷起动预热，还能够保证混合动力车辆的热管理的基本功能，实现了所述加热器200单独为所述给电池300加热的功能，从而使得所述电池300工作在其最佳工作温度范围内，基于所述电池300能够长时间工作在高效区域，进而使混合动力车辆能够长时间工作在高效区域，有效地提高了整车的动力性能和经济性，并降低了整车的油耗和排放。
需要特别说明的时，如本领域的技术人员可以理解地，若在所述加热器200单独给所述乘客舱热管理部件500单独加热时，需要为所述电池300加热，此时，仅需开启所述两通比例阀820即可。
三、发动机和加热器同时给电池/乘客舱热管理部件加热
在所述当前工况是采用所述发动机为所述混合动力车辆提供动力、所述发动机的水温高于所述发动机的最佳工作温度范围达到第一预设阈值且所述乘客舱热管理回路的乘客舱热管理部件的当前工作温度没有位于所述乘客舱热管理部件的最佳工作温度范围内，所述控制方法包括：
步骤S241：打开所述第一开关装置831、所述第二开关装置832、所述第三开关装置932、所述第一水泵910和所述第二水泵920；
步骤S242：控制所述电池300为所述加热器200供电，并控制所述发动机热管理回路和所述加热器200均对所述乘客舱热管理部件500加热以使得所述乘客舱热管理部件500的当前工作温度达到所述乘客舱热管理部件500的最佳工作温度范围。
具体地，请参见图7，其示意性地给出了(发动机和加热器同时)或(发动机单独)给电池/乘客舱热管理部件加热的热管理回路示意图。从图7可以看出，当所述发动机100的水温较高时，所述第一开关装置831、所述第二开关装置832和所述第三开关装置833均打开，所述发动机100和所述加热器200能够同时为所述乘客舱热管理部件500加热，由此，能够进一步地快速使得所述乘客舱热管理部件500工作在其最佳工作温度范围内，从而更加有效地维护乘客舱的舒适度。
进一步地，在所述当前工况是采用所述发动机100为所述混合动力车辆提供动力、所述发动机100的水温高于所述发动机100的最佳工作温度范围达到第一预设阈值且所述电池热管理回路的电池300的当前工作温度没有位于所述电池300的最佳工作温度范围内时，所述控制方法包括：
S251：打开所述第一开关装置831、所述第二开关装置832、所述第三开关装置833、所述第一水泵910、所述第二水泵920和所述两通比例阀820；
S252：控制所述电池300为所述加热器200供电，并控制所述发动机热管理回路和所述加热器200均对所述电池300加热以使得所述电池300的当前工作温度达到所述电池300的最佳工作温度范围。
请继续参见图7，从图7可知，当所述发动机100的水温较高时，所述第一开关装置831、所述第二开关装置832和所述第三开关装置833均打开，所述发动机100和所述加热器200能够同时为所述电池300加热。由此，本发明不仅能够实现混合动力车辆发动冷起动预热，还能够保证混合动力车辆的热管理的基本功能，实现了所述发动机100和所述加热器200同时为所述给电池300加热的功能，从而使得所述电池300工作在其最佳工作温度范围内，基于所述电池300能够长时间工作在高效区域，进而使混合动力车辆能够长时间工作在高效区域，有效地提高了整车的动力性能和经济性。
四、发动机单独给电池/乘客舱热管理部件加热
当所述混合动力车辆位于所述发动机100和加热器200同时给电池300和/或乘客舱热管理部件500加热的工况时，若所述发动机100的水温高于所述发动机100的最佳工作温度范围达到第二预设阈值、且所述乘客舱热管理回路的乘客舱热管理部件500的当前工作温度没有位于所述乘客舱热管理部件500的最佳工作温度范围和/或所述电池热管理回路的电池300的当前工作温度没有位于所述电池300的最佳工作温度范围内时，其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；所述控制方法还包括：
关闭所述加热器200，并控制所述发动机100对所述乘客舱热管理部件500加热以使得所述乘客舱热管理部件500的当前工作温度达到所述乘客舱热管理部件500的最佳工作温度范围和/或对所述电池300加热以使得所述电池300的当前工作温度达到所述电池300的最佳工作温度范围。
由此，本发明不仅能够实现混合动力车辆发动冷起动预热，还能够保证混合动力车辆的热管理的基本功能，实现了所述发动机100单独为所述乘客舱热管理部件500和/或所述给电池300加热的功能，从而使得所述乘客舱热管理部件500和/或所述电池工作在各自最佳的工作温度范围，从而有效地维护乘客舱的舒适度和/或使得所述电池300能够长时间工作在高效区域，进而使混合动力车辆能够长时间工作在高效区域，有效地提高了整车的动力性能和经济性的同时，进一步节省电能。
综上，本发明提供的混合动力车辆热管理***的控制方法充分考虑了各个需要被热管理的部件在混合动力车辆运行期间热管理的需求有所不同的事实，并进而有针对性地进行热管理，因此能够使各个需要被热管理的部件持续工作在各自的最佳工作温度范围内，进而使混合动力车辆能够长时间工作在高效区域，有效地提高了整车的动力性能和经济性，并降低了整车的油耗和排放。
另外，根据本发明实施例的混合动力车辆热管理***中的加热器热管理单元及各条热管理回路(发动机热管理回路、乘客舱热管理回路和电池热管理回路)涉及的部件及各个部件的启动可以利用混合动力车辆的整车控制器(未示出)来实现，其中，整车控制器可以用于对上面描述的各条热管理回路进行统一管理与控制。当然，除了整车控制器，还可以利用针对需要被热管理的部件的单独控制器，例如电池控制单元(未示出)、发动机控制器(未示出)、加热器控制器(未示出)等，来实现相应热管理循环回路的启动，而且整车控制器用于进行统一热管理控制，而单独控制器则用于进行有针对性的热管理控制。例如，当整车控制器确定需要对发动机100进行热管理时，可以向加热器控制器发送启动命令，然后由加热器控制器启动第一开关装置831，向发动机控制器发送启动命令启动第二水泵920进行发动机进行热管理的热管理循环回路。再例如，当整车控制器确定需要对电池300进行热管理时，可以向加热器控制器发送第一水泵910和第二开关装置832的启动命令、向电池控制单元发送启动命令，然后由电池控制单元启动热交换器700、电池冷却器600和两通比例阀820来启动对电池300进行热管理的热管理循环回路。本领域的技术人员可以据此举一反三，在此不再一一赘述。另外，整车控制器与电池控制单元、发动机控制器之间可以通过控制器局域网(Controller Area Network，CAN)总线进行相互通信。
本发明的再一实施例还提供了一种混合动力车辆，所述混合动力车辆包括上述实施例一任一实施方式所述的混合动力车辆热管理***或实施例二任一实施方式所述的控制方法。
由于本发明提供的车辆与本发明提供的混合动力车辆热管理***和/或混合动力车辆热管理***的控制方法基本原理相同，因此介绍的比较粗略，详细的内容请参见上述实施例一和/或实施例二的相关说明。进一步地，由于本发明提供的车辆与本发明提供的混合动力车辆热管理***和/或混合动力车辆热管理***的控制方法属于同一发明构思属于同一发明构思，因此，至少具有与所述混合动力车辆热管理***和/或混合动力车辆热管理***的控制方法的所有优点，在此，不再赘述。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
综上所述，本发明提供的混合动力车辆热管理***、控制方法及车辆，具有以下有益效果：本发明提供的混合动力车辆热管理***，在现有的热管理***的基础上，通过在管路之间设置第一开关装置、第二开关装置和第三开关装置以及构建加热器热管理单元、发动机热管理回路、乘客舱热管理回路和电池热管理回路，从而在保证原有混合动力车辆热管理功能的同时，充分利用混合动力车辆中的高压电池能量源的能量来对发动机水温进行加热，从而能够保证发动机水温达到发动机的最佳工作温度范围内时再起动，能够最大限度地降低PN和其他气态物的排放及油耗，从而有效提高整车的动力性能和经济性。进一步地，本发明提供的混合动力车辆热管理***不仅结构简单，易于实施；而且采用本发明提供的混合动力车辆热管理***能够最大限度地建降低PN排放，因此具有本发明提供的混合动力车辆热管理***的车辆无需安装GPF亦能满足RDE的要求，从而能够显著降低成本。本发明提供的混合动力车辆热管理***的控制方法充分考虑了各个需要被热管理的部件在混合动力车辆运行期间热管理的需求有所不同的事实，并进而有针对性地进行热管理，因此能够使各个需要被热管理的部件持续工作在各自的最佳工作温度范围内，进而使混合动力车辆能够长时间工作在高效区域，有效地提高了整车的动力性能和经济性，并降低了整车的油耗和排放。
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地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
综上，上述实施例对混合动力车辆热管理***、控制方法及车辆的不同构型进行了详细说明，当然，上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (13)

1.一种混合动力车辆热管理***，其特征在于，包括加热器热管理单元、发动机热管理回路、乘客舱热管理回路和电池热管理回路；
其中，加热器热管理单元包括串联连接的第一开关装置、加热器、第二开关装置和第一水泵；所述发动机热管理回路包括第三开关装置、第二水泵、发动机和散热器，所述第三开关装置、所述第二水泵、所述发动机和所述散热器通过管路串联连接形成所述发动机热管理回路；
所述第一开关装置的一端连接所述第三开关装置和所述第二水泵之间的管路；
所述第一开关装置的另一端和所述加热器之间的管路具有一旁路连接端，所述加热器热管理单元通过所述旁路连接端以及所述第一水泵的一端与所述乘客舱热管理回路并联连接；
所述二开关装置和所述加热器之间的管路与所述发动机和所述散热器之间的管路连接；
所述电池热管理回路与所述旁路连接端以及所述乘客舱热管理回路连接；所述电池热管理回路包括电池，所述电池用于为所述加热器供电。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆热管理***，其特征在于，所述第二水泵包括发动机电子水泵，和/或所述散热器包括风扇。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆热管理***，其特征在于，所述乘客舱热管理回路包括串联连接的乘客舱热管理部件和两通比例阀；
所述第一水泵的一端连接所述乘客舱热管理部件和所述两通比例阀之间的管路；
所述乘客舱热管理部件的另一端连接所述旁路连接端；所述两通比例阀的另一端连接所述电池热管理回路。
4.根据权利要求3所述的混合动力车辆热管理***，其特征在于，所述电池热管理回路还包括热交换器、第三水泵和电池冷却器；所述第三水泵、所述电池、所述电池冷却器和所述热交换器通过管路串联连接形成所述电池热管理回路；
所述热交换器连接所述两通比例阀的另一端和所述旁路连接端。
5.根据权利要求1-4任一项所述的混合动力车辆热管理***，其特征在于，所述第一开关装置、所述第二开关装置和/或所述第三开关装置包括截止阀。
6.一种混合动力车辆热管理***的控制方法，其特征在于，用于如权利要求1-5任一项所述的混合动力车辆热管理***，所述控制方法包括：
获取混合动力车辆的当前工况以及所述混合动力车辆的需要被热管理的部件的当前工作温度；
基于获取到的所述当前工况和所述当前工作温度，控制所述加热器热管理单元的第一开关装置、第二开关装置和所述第三开关装置的启闭状态，以启动相应的热管理回路对所述需要被热管理的部件进行热管理。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在所述当前工况是混合动力车辆行驶初期且所述发动机的当前工作温度没有位于所述发动机的最佳工作温度范围内时，所述控制方法包括：
采用所述电池为所述混合动力车辆提供动力，所述发动机不工作；
关闭所述第二开关装置和所述第三开关装置，打开所述第一开关装置和所述第二水泵；
控制所述电池为所述加热器供电，所述加热器加热所述发动机以使得所述发动机的水温达到最佳工作温度范围；
起动所述发动机，使用所述发动机为所述混合动力车辆提供动力。
8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在所述当前工况是采用纯电模式为所述混合动力车辆提供动力、所述发动机不工作且所述乘客舱热管理回路的乘客舱热管理部件的当前工作温度没有位于所述乘客舱热管理部件的最佳工作温度范围内时，所述控制方法包括：
关闭所述第一开关装置和所述第三开关装置，打开所述第二开关装置和所述第一水泵；
控制所述电池为所述加热器供电，所述加热器加热所述乘客舱热管理部件以使得所述乘客舱热管理部件的当前工作温度达到所述乘客舱热管理部件的最佳工作温度范围。
9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在所述当前工况是采用纯电模式为所述混合动力车辆提供动力、所述发动机不工作且所述电池热管理回路的电池的当前工作温度没有位于所述电池的最佳工作温度范围内时，所述控制方法包括：
关闭所述第一开关装置和所述第三开关装置，打开所述第二开关装置、所述第一水泵和所述两通比例阀；
控制所述电池为所述加热器供电，所述加热器加热所述电池以使得所述电池的当前工作温度达到所述电池的最佳工作温度范围。
10.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在所述当前工况是采用所述发动机为所述混合动力车辆提供动力、所述发动机的水温高于所述发动机的最佳工作温度范围达到第一预设阈值且所述乘客舱热管理回路的乘客舱热管理部件的当前工作温度没有位于所述乘客舱热管理部件的最佳工作温度范围内，所述控制方法包括：
打开所述第一开关装置、所述第二开关装置、所述述第三开关装置、所述第一水泵和所述第二水泵；
控制所述电池为所述加热器供电，并控制所述发动机热管理回路和所述加热器均对所述乘客舱热管理部件加热以使得所述乘客舱热管理部件的当前工作温度达到所述乘客舱热管理部件的最佳工作温度范围。
11.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在所述当前工况是采用所述发动机为所述混合动力车辆提供动力、所述发动机的水温高于所述发动机的最佳工作温度范围达到第一预设阈值且所述电池热管理回路的电池的当前工作温度没有位于所述电池的最佳工作温度范围内时，所述控制方法包括：
打开所述第一开关装置、所述第二开关装置、所述第三开关装置、所述第一水泵、所述第二水泵和所述两通比例阀；
控制所述电池为所述加热器供电，并控制所述发动机热管理回路和所述加热器均对所述电池加热以使得所述电池的当前工作温度达到所述电池的最佳工作温度范围。
12.根据权利要求10或11任一项所述的控制方法，其特征在于，若所述发动机的水温高于所述发动机的最佳工作温度范围达到第二预设阈值、且所述乘客舱热管理回路的乘客舱热管理部件的当前工作温度没有位于所述乘客舱热管理部件的最佳工作温度范围和/或所述电池热管理回路的电池的当前工作温度没有位于所述电池的最佳工作温度范围内时，其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；所述控制方法还包括：
关闭所述加热器，并控制所述发动机对所述乘客舱热管理部件加热以使得所述乘客舱热管理部件的当前工作温度达到所述乘客舱热管理部件的最佳工作温度范围和/或对所述电池加热以使得所述电池的当前工作温度达到所述电池的最佳工作温度范围。
13.一种混合动力车辆，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的混合动力车辆热管理***和/或采用如权利要求6-11任一项所述的控制方法进行热管理控制。
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