一种混合动力汽车低温余热控制系统及方法与流程
本发明属于混合动力汽车，具体涉及一种混合动力汽车低温余热控制系统及方法。
背景技术：
1、随着汽车行业的蓬勃发展，混合动力汽车的市场占有率越来越大，人们对于混合动力汽车的动力性、经济性有了更高的要求。低温下混合动力汽车的电池包温度低，完全抑制了电池包的放电能力，不仅仅影响车辆的续航里程，车辆的动力性及能量回收也会受到抑制。因此，需要通过热管理系统，对电池包进行加热，提高电池包的温度，从而提升电池包的充放电能力，以达到提高车辆动力性和经济性的目的。
2、目前混合动力汽车的电池包的加热方式有以下几种：
3、(1)、电池包自然放热加热：利用电池包自身充放电产生的热量来加热电池包，其缺点是加热速度慢；
4、(2)、电池包内部加热：通过可变电阻或者恒定电阻加热元件进行加热称为ptc，另外一种通过金属加热丝进行加热称为加热膜加热，这种加热方式加热效果好，加热速度快，解决了使用电池包自然放热加热方式时加热速度慢的问题，其缺点是加热时温差偏大，靠近加热元件的部分温度增长快，远离加热元件的部分温度增长慢；
5、(3)、液体循环加热：通过液体加热器(简称wptc)对液体进行加热，使液体进行循环，达到对电池包加热的目的，且电池包温度增长均匀，解决了使用电池包内部加热方式时加热不均匀的问题；其缺点是低温下如果只使用wptc加热，能耗较高。
6、因此，如何能够降低在对低温电池包进行加热时的能耗，成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种混合动力汽车低温余热控制系统，以解决现有技术中的上述技术问题。本发明的另一目的是提供一种混合动力汽车低温余热控制方法。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
3、一种混合动力汽车低温余热控制系统，其包括主水泵、发动机、暖风水泵、四通阀、暖风芯体、液体加热器、液体换热器、电池包、电池水泵，所述主水泵、所述发动机、所述液体加热器和所述暖风芯体依次串联设置在所述四通阀的a口与c口之间的第一水路上，所述暖风水泵串联设置在所述四通阀的b口与所述液体加热器的进水口之间的第二水路上；所述液体换热器的一侧串联设置在所述液体加热器的出水口与所述四通阀的d口之间的第三水路上，所述液体换热器的另一侧串联设置在所述电池水泵和所述电池包构成的循环水路中。
4、一种混合动力汽车低温余热控制方法，其包括：
5、根据发动机水温和液体加热器的出水口水温，控制四通阀的连通模式以及液体加热器的工作状态，利用发动机余热或液体加热器对电池包和乘员舱进行加热。
6、优选地，在电池包单独加热时，当发动机水温较低时，暖风水泵和液体加热器工作，四通阀的b口和d口连通，利用液体加热器通过液体换热器对电池包进行加热。
7、优选地，当发动机水温与液体加热器的出水口水温相差在第一设定范围内时，使发动机的冷却水流向液体加热器，同时液体加热器工作，四通阀的a口和d口连通，利用发动机余热和液体加热器对电池包进行加热；随着液体加热器的出水口水温的升高，逐渐降低液体加热器的功率，当液体加热器的出水口水温升高到第一设定目标温度时，液体加热器停止工作。
8、优选地，当电池包的温度不小于设定的电池包需要加热的温度，但小于设定的电池包进行余热回收的温度时，若发动机水温大于40℃，将四通阀的连通模式切换为a口和d口连通，利用发动机余热通过液体换热器对电池包进行加热，在电池包的温度不小于设定的电池包进行余热回收的温度时，停止对电池包加热。
9、优选地，在对乘员舱进行单独加热时，若发动机水温较低，则控制暖风水泵和液体加热器工作，使四通阀的b口和c口连通，利用液体加热器通过暖风芯体对乘员舱进行加热。
10、优选地，当发动机水温与液体加热器的出水口水温相差在第二设定范围内时，使发动机的冷却水流向液体加热器，同时液体加热器工作，四通阀的a口和c口连通，利用发动机余热和液体加热器对乘员舱进行加热。
11、优选地，随着液体加热器的出水口水温的逐渐升高，逐渐降低液体加热器的加热功率，当液体加热器的出水口水温升高到第二设定目标温度时，液体加热器停止工作。
12、优选地，在乘员舱和电池包同时加热时：
13、当电池包的温度小于设定的电池包需要加热的温度时，若发动机水温较低，则控制暖风水泵和液体加热器工作，使四通阀的b口和c口、d口连通，利用液体加热器对乘员舱和电池包同时进行加热；
14、当发动机水温与液体加热器的出水口水温相差在第三设定范围内时，使发动机的冷却水流向液体加热器，同时液体加热器工作，四通阀的a口和c口、d口连通，利用发动机余热和液体加热器对乘员舱和电池包同时进行加热；随着液体加热器的出水口水温的逐渐升高，逐渐降低液体加热器的功率。
15、优选地，当电池包的温度不小于设定的电池包需要加热的温度，但小于设定的电池包进行余热回收的温度时，若发动机水温大于83℃，将四通阀的连通模式切换至a口与c口、d口连通，利用发动机余热对乘员舱和电池包进行加热；在此过程中根据乘员舱的目标温度、电池包的温度计算所述四通阀的d口打开的角度，以动态调节暖风芯体和液体换热器中冷却水的流量；当电池包的温度不小于设定的电池包进行余热回收的温度时，关闭所述四通阀的d口。
16、本发明的有益效果在于：
17、本发明的混合动力汽车低温余热控制系统及方法，其能够利用发动机余热和液体加热器对低温电池包进行加热，有效地利用了发动机余热，避免了一直单独使用液体加热器进行加热，从而能够有效地降低整车在电池包加热时的能耗。
技术特征：
1.一种混合动力汽车低温余热控制系统，其特征在于，其包括主水泵、发动机、暖风水泵、四通阀、暖风芯体、液体加热器、液体换热器、电池包、电池水泵，所述主水泵、所述发动机、所述液体加热器和所述暖风芯体依次串联设置在所述四通阀的a口与c口之间的第一水路上，所述暖风水泵串联设置在所述四通阀的b口与所述液体加热器的进水口之间的第二水路上；所述液体换热器的一侧串联设置在所述液体加热器的出水口与所述四通阀的d口之间的第三水路上，所述液体换热器的另一侧串联设置在所述电池水泵和所述电池包构成的循环水路中。
2.一种混合动力汽车低温余热控制方法，其特征在于，其包括：
3.根据权利要求2所述的混合动力汽车低温余热控制方法，其特征在于，在电池包单独加热时，当发动机水温较低时，暖风水泵和液体加热器工作，四通阀的b口和d口连通，利用液体加热器通过液体换热器对电池包进行加热。
4.根据权利要求3所述的混合动力汽车低温余热控制方法，其特征在于，当发动机水温与液体加热器的出水口水温相差在第一设定范围内时，使发动机的冷却水流向液体加热器，同时液体加热器工作，四通阀的a口和d口连通，利用发动机余热和液体加热器对电池包进行加热；随着液体加热器的出水口水温的升高，逐渐降低液体加热器的功率，当液体加热器的出水口水温升高到第一设定目标温度时，液体加热器停止工作。
5.根据权利要求3所述的混合动力汽车低温余热控制方法，其特征在于，当电池包的温度不小于设定的电池包需要加热的温度，但小于设定的电池包进行余热回收的温度时，若发动机水温大于40℃，将四通阀的连通模式切换为a口和d口连通，利用发动机余热通过液体换热器对电池包进行加热，在电池包的温度不小于设定的电池包进行余热回收的温度时，停止对电池包加热。
6.根据权利要求2所述的混合动力汽车低温余热控制方法，其特征在于，在对乘员舱进行单独加热时，若发动机水温较低，则控制暖风水泵和液体加热器工作，使四通阀的b口和c口连通，利用液体加热器通过暖风芯体对乘员舱进行加热。
7.根据权利要求6所述的混合动力汽车低温余热控制方法，其特征在于，当发动机水温与液体加热器的出水口水温相差在第二设定范围内时，使发动机的冷却水流向液体加热器，同时液体加热器工作，四通阀的a口和c口连通，利用发动机余热和液体加热器对乘员舱进行加热。
8.根据权利要求7所述的混合动力汽车低温余热控制方法，其特征在于，随着液体加热器的出水口水温的逐渐升高，逐渐降低液体加热器的加热功率，当液体加热器的出水口水温升高到第二设定目标温度时，液体加热器停止工作。
9.根据权利要求2所述的混合动力汽车低温余热控制方法，其特征在于，在乘员舱和电池包同时加热时：
10.根据权利要求9所述的一种混合动力汽车低温余热控制方法，其特征在于，当电池包的温度不小于设定的电池包需要加热的温度，但小于设定的电池包进行余热回收的温度时，若发动机水温大于83℃，将四通阀的连通模式切换至a口与c口、d口连通，利用发动机余热对乘员舱和电池包进行加热；在此过程中根据乘员舱的目标温度、电池包的温度计算所述四通阀的d口打开的角度，以动态调节暖风芯体和液体换热器中冷却水的流量；当电池包的温度不小于设定的电池包进行余热回收的温度时，关闭所述四通阀的d口。
技术总结
本发明提供了一种混合动力汽车低温余热控制系统及方法，其中该控制系统包括主水泵、发动机、暖风水泵、四通阀、暖风芯体、液体加热器、液体换热器、电池包、电池水泵，所述主水泵、所述发动机、所述液体加热器和所述暖风芯体依次串联设置在所述四通阀的A口与C口之间的第一水路上，所述暖风水泵串联设置在所述四通阀的B口与所述液体加热器的进水口之间的第二水路上；所述液体换热器的一侧串联设置在所述液体加热器的出水口与所述四通阀的D口之间的第三水路上，所述液体换热器的另一侧串联设置在所述电池水泵和所述电池包构成的循环水路中。本发明能够有效地利用发动机余热，降低整车加热时的能耗。
技术研发人员：郭金昊,张士路,黄星,徐涛,王帅,张建伟
受保护的技术使用者：安徽江淮汽车集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23