热管理系统及混合动力汽车的制作方法

1.本技术涉及混合动力汽车热管理技术领域，特别是涉及一种热管理系统及混合动力汽车。


背景技术：

2.混合动力汽车采用发动机和电机双动力源的结构方案，动力电池为电机供电。相关技术中，混合动力汽车的热管理系统能够根据使用工况对电机、动力电池和发动机进行热管理，使三者在适宜温度范围内工作。目前的热管理系统结构复杂，不利于整车布置。


技术实现要素：

3.基于此，有必要提供一种热管理系统及混合动力汽车，以简化结构，便于整车布置。
4.根据本技术的第一方面，本技术实施例提供了一种热管理系统，用于对混合动力汽车的电机、动力电池和发动机进行热管理，所述热管理系统包括：
5.第一换热器，所述第一换热器的进液口与所述电机的出液口连通，所述第一换热器的出液口与所述电机的进液口连通；及
6.第一驱动机构，所述第一驱动机构设置于换热介质流入或流出所述电机的流体路径上，以驱动换热介质能够流经所述电机并与所述电机进行热交换；
7.其中，所述第一换热器设置于所述混合动力汽车前端的进风路径上，以借助迎面风使流经所述第一换热器的换热介质降温。
8.在其中一个实施例中，所述热管理系统还包括第二换热器和第二驱动机构；
9.所述第二换热器的进液口与所述动力电池的出液口连通，所述第二换热器的出液口与所述动力电池的进液口连通；
10.所述第二驱动机构设置于换热介质流入或流出所述动力电池的流体路径上，以驱动换热介质能够流经所述动力电池并与所述动力电池进行热交换。
11.在其中一个实施例中，所述热管理系统还包括第三换热器和第一电磁阀；
12.所述第三换热器具有彼此连通的第一进液口和第一出液口，以及彼此连通的第二进液口和第二出液口；所述第一进液口与所述动力电池的出液口连通，所述第一出液口与所述动力电池的进液口连通；所述第二进液口与所述发动机的出液口连通，所述第二出液口与所述发动机的进液口连通；
13.所述第一电磁阀设置于换热介质流入所述第一进液口或流出所述第一出液口的流体路径上，以调节由所述第三换热器流向所述动力电池的换热介质的流量。
14.在其中一个实施例中，所述热管理系统还包括第二电磁阀；所述第二电磁阀设置于换热介质流入所述第二进液口或流出所述第二出液口的流体路径上，以调节由所述发动机流向所述第三换热器的换热介质的流量；和/或
15.所述热管理系统还包括第三电磁阀；所述第三电磁阀设置于换热介质流入或流出
所述第二换热器的流体路径上，以调节由所述第二换热器流向所述动力电池的换热介质的流量。
16.在其中一个实施例中，所述第二换热器设置于所述混合动力汽车的后端；和/或
17.所述热管理系统还包括第一风扇，所述第一风扇被配置为能够驱动气流经过所述第二换热器，以使流经所述第二换热器的换热介质降温。
18.在其中一个实施例中，所述热管理系统还包括第一膨胀箱；
19.所述第一膨胀箱用于对所述电机所在的循环回路和所述动力电池所在的循环回路补液排气。
20.在其中一个实施例中，所述热管理系统还包括第四换热器和第三驱动机构；
21.第四换热器，所述第四换热器的进液口与所述发动机的出液口连通，所述第四换热器的出液口与所述发动机的进液口连通；及
22.第三驱动机构，所述第三驱动机构设置于换热介质流入或流出所述发动机的流体路径上，以驱动换热介质能够流经所述发动机并与所述发动机进行热交换。
23.在其中一个实施例中，所述第四换热器设置于所述混合动力汽车前端的进风路径上，以借助迎面风使流经所述第四换热器的换热介质降温；和/或
24.所述热管理系统还包括第二风扇，所述第二风扇被配置为能够驱动气流经过所述第四换热器，以使流经所述第四换热器的换热介质降温。
25.在其中一个实施例中，所述热管理系统还包括增压器和中冷器；所述增压器的进气口与所述发动机的出气口连通，所述增压器的出气口与所述中冷器的进气口连通，所述中冷器的出气口与所述发动机的进气口连通，从而使得增压空气降温后进入所述发动机；和/或
26.所述热管理系统还包括第二膨胀箱，所述第二膨胀箱用于对所述发动机所在的循环回路补液排气。
27.根据本技术的第二方面，本技术实施例还提供了一种混合动力汽车，包括电机、动力电池、发动机和上述的热管理系统；
28.所述第一换热器设置于所述混合动力汽车前端的进风路径上，以借助迎面风使流经所述第一换热器的换热介质降温。
29.上述热管理系统及混合动力汽车中，热管理系统至少包括第一换热器和第一驱动机构，第一换热器、第一驱动机构与电机组成循环回路，通过第一驱动机构驱动换热介质流经电机从而对电机进行冷却，通过第一换热器将流出电机的高温换热介质向空气散热从而使低温换热介质流入电机。第一换热器设置于混合动力汽车前端的进风路径上，以借助迎面风使流经第一换热器的换热介质降温。上述热管理系统中电机采用独立的循环回路，有助于简化结构，扩大整车布置空间。电机工作时，混合动力汽车通常处于高速行驶工况，通过在整车布置方案中将第一换热器设置于混合动力汽车前端的进风路径上，利用迎面风即可对第一换热器起到良好的散热效果，无需为第一换热器单独布置风扇，有助于进一步地简化结构，同时降低成本。
附图说明
30.图1为本技术一个实施例中热管理系统的原理示意图。
31.附图标记说明：
32.100、电机；200、动力电池；300、发动机；
33.1、第一换热器；2、第一驱动机构；3、第二换热器；4、第二驱动机构；5、第三换热器；6、第一电磁阀；7、第二电磁阀；8、第三电磁阀；9、第一风扇；10、第一膨胀箱；11、第四换热器；12、第三驱动机构；13、第二风扇；14、增压器；15、中冷器；16、第二膨胀箱。
具体实施方式
34.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
35.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
36.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。在本技术的描述中，“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。
37.在本技术中，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技术中的具体含义。
38.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
40.图1示出了本技术一个实施例中热管理系统的原理示意图。
41.在一些实施例中，参见图1，本技术实施例提供了一种热管理系统，用于对混合动力汽车的电机100、动力电池200和发动机300进行热管理。热管理系统包括第一换热器1和第一驱动机构2。第一换热器1的进液口与电机100的出液口连通，第一换热器1的出液口与
电机100的进液口连通。第一驱动机构2设置于换热介质流入或流出电机100的流体路径上，以驱动换热介质能够流经电机100并与电机100进行热交换。其中，第一换热器1设置于混合动力汽车前端的进风路径上，以借助迎面风使流经第一换热器1的换热介质降温。
42.具体地，换热介质流经第一换热器1时与第一换热器1周围的空气进行热交换向空气散热，通过加快第一换热器1周围的空气流速以及增大第一换热器1的换热面积均可以提高散热效果。第一驱动机构2用于驱动换热介质流动以实现强制循环。可选地，第一换热器1可选用管片式散热器或管带式散热器，第一驱动机构2可选用电子水泵，换热介质可选用由水、乙二醇和添加剂组成的冷却液，第一换热器1可布置于混合动力汽车的前舱进风口处。
43.由此，上述热管理系统中，第一换热器1、第一驱动机构2与电机100组成循环回路，通过第一驱动机构2驱动换热介质流经电机100从而对电机100进行冷却，通过第一换热器1将流出电机100的高温换热介质向空气散热从而使低温换热介质流入电机100。第一换热器1设置于混合动力汽车前端的进风路径上，以借助迎面风使流经第一换热器1的换热介质降温。上述热管理系统中电机100采用独立的循环回路，有助于简化结构，扩大整车布置空间。电机100工作时，混合动力汽车通常处于高速行驶工况，通过在整车布置方案中将第一换热器1设置于混合动力汽车前端的进风路径上，利用迎面风即可对第一换热器1起到良好的散热效果，无需为第一换热器1单独布置风扇，有助于进一步地简化结构，同时降低成本。
44.具体到图1所示的实施例中，第一驱动机构2设置于换热介质流入电机100的流体路径上，即第一驱动机构2的进液口与第一换热器1的出液口连通，第一驱动机构2的出液口与电机100的进液口连通。如此，能够提高电机100出液口处的液压从而提高换热效率。具体到其他实施例中，第一驱动机构2也可设置于换热介质流出电机100的流体路径上，即第一驱动机构2的进液口与电机100的出液口连通，第一驱动机构2的出液口与第一换热器1的进液口连通。
45.在一些实施例中，热管理系统还包括第二换热器3和第二驱动机构4。第二换热器3的进液口与动力电池200的出液口连通，第二换热器3的出液口与动力电池200的进液口连通。第二驱动机构4设置于换热介质流入或流出动力电池200的流体路径上，以驱动换热介质能够流经动力电池200并与动力电池200进行热交换。如此，第二换热器3、第二驱动机构4与动力电池200组成循环回路，通过第二驱动机构4驱动换热介质流经动力电池200从而对动力电池200进行加热或冷却。在热管理系统中，动力电池200采用独立的循环回路，有助于简化结构，扩大整车布置空间。
46.具体地，第二换热器3的结构和换热原理与第一换热器1类似，换热介质流经第二换热器3时与第二换热器3周围的空气进行热交换向空气散热。可以理解，由于动力电池200工作时的发热量小于电机100工作时的发热量，因此第二换热器3的换热面积可小于第一换热器1的换热面积。第二驱动机构4用于驱动换热介质流动以实现强制循环。可选地，第二换热器3可选用管片式散热器或管带式散热器，第二驱动机构4可选用电子水泵。
47.具体到图1所示的实施例中，第二驱动机构4设置于换热介质流入动力电池200的流体路径上，即第二驱动机构4的进液口与第二换热器3的出液口连通，第二驱动机构4的出液口与动力电池200的进液口连通。如此，能够提高动力电池200出液口处的液压从而提高换热效率。具体到其他实施例中，第二驱动机构4也可设置于换热介质流出动力电池200的流体路径上，即第二驱动机构4的进液口与动力电池200的出液口连通，第二驱动机构4的出
液口与第二换热器3的进液口连通。
48.在一些实施例中，热管理系统还包括第三换热器5和第一电磁阀6。第三换热器5具有彼此连通的第一进液口和第一出液口，以及彼此连通的第二进液口和第二出液口。第一进液口与动力电池200的出液口连通，第一出液口与动力电池200的进液口连通。第二进液口与发动机300的出液口连通，第二出液口与发动机300的进液口连通。第一电磁阀6设置于换热介质流入第一进液口或流出第一出液口的流体路径上，以调节由第三换热器5流向动力电池200的换热介质的流量。
49.具体地，第二换热器3、第二驱动机构4、第三换热器5与动力电池200组成循环回路。可以理解，由于发动机300工作时的发热量远大于动力电池200工作时的发热量，故从发动机300流出的换热介质的温度高于从动力电池200流出的换热介质的温度。上述两种换热介质在第三换热器5中进行热交换，使由第三换热器5流向动力电池200的换热介质被加热，从而使得动力电池200进液口处的换热介质升温以适应低温工况。如此，热管理系统充分利用发动机300的废热，有助于减少整车能源的浪费。通过控制第一电磁阀6可调节由第三换热器5流向动力电池200的换热介质的流量，从而控制分别由第二换热器3、第三换热器5流向动力电池200的换热介质的比例，进而控制动力电池200进液口处换热介质的升温幅度。
50.下面结合具体工况对动力电池200所在循环回路的工作状态进行说明。设置参数如下：环境温度为t，环境温度下限值为t0；动力电池200进液口处换热介质的温度为tb，动力电池200进液口处换热介质的下限温度为t
b0
。当tb大于等于t
b0
时，第一电磁阀6完全关闭，换热介质仅在第二换热器3和动力电池200之间循环，流经动力电池200的换热介质对动力电池200进行冷却。当t小于t0、tb小于t
b0
时，第一电磁阀6开启，换热介质在第二换热器3、第三换热器5和动力电池200之间循环，流经动力电池200的换热介质对动力电池200进行加热，以确保混合动力汽车在低温环境下行驶时，动力电池200仍能保持在适宜温度下进行工作。
51.特别说明，第三换热器5的结构和换热原理不同于第一换热器1和第二换热器3，从发动机300流出的换热介质与从动力电池200流出的换热介质在第三换热器5的内部进行换热。可选地，第三换热器5可选用板式换热器。相关技术中，为保证板式换热器的换热效果，热流体出口(第二出液口)与冷流体进口(第一进液口)位于同侧，热流体进口(第二进液口)与冷流体出口(第一出液口)位于同侧。图1仅作为热管理系统的原理示意图，不应理解为是对第三换热器5具体结构的限定。
52.在一些实施例中，热管理系统还包括第二电磁阀7。第二电磁阀7设置于换热介质流入第二进液口或流出第二出液口的流体路径上，以调节由发动机300流向第三换热器5的换热介质的流量。如此，第一电磁阀6与第二电磁阀7共同作用，分别控制在第三换热器5中进行换热的两种换热介质的流速，有助于提高第三换热器5的换热效率。
53.在一些实施例中，热管理系统还包括第三电磁阀8。第三电磁阀8设置于换热介质流入或流出第二换热器3的流体路径上，以调节由第二换热器3流向动力电池200的换热介质的流量。一方面，第三电磁阀8能够与第一电磁阀6共同作用，便于更精准控制由第二换热器3、第三换热器5流向动力电池200的换热介质的比例，从而更精准控制动力电池200进液口处换热介质的升温幅度。另一方面，第三电磁阀8能够在第一电磁阀6完全关闭时单独作用，控制换热介质流经第二换热器3时的流速，有助于提高第二换热器3的换热效率。
54.在一些实施例中，第二换热器3设置于混合动力汽车的后端。如此，能够充分利用
整车布置空间，有助于简化结构、降低成本。
55.在一些实施例中，热管理系统还包括第一风扇9，第一风扇9被配置为能够驱动气流经过第二换热器3，以使流经第二换热器3的换热介质降温。如此，通过加快第二换热器3周围的空气流速以提高散热效果。
56.在一些实施例中，热管理系统还包括第一膨胀箱10，第一膨胀箱10用于对电机100所在的循环回路和动力电池200所在的循环回路补液排气，从而保持电机100所在的循环回路和动力电池200所在的循环回路的压力稳定。电机100所在循环回路与动力电池200所在循环回路的换热介质温度相差较小，共用第一膨胀箱10补液排气在不影响各循环回路正常工作的前提下，有助于节省整车布置空间，同时简化结构、降低成本。需要说明的是，图1仅作为热管理系统的原理示意图，不应理解为是对第一膨胀箱10与电机100所在的循环回路和动力电池200所在的循环回路的连接形式的限定。
57.在一些实施例中，热管理系统还包括第四换热器11和第三驱动机构12。第四换热器11的进液口与发动机300的出液口连通，第四换热器11的出液口与发动机300的进液口连通。第三驱动机构12设置于换热介质流入或流出发动机300的流体路径上，以驱动换热介质能够流经发动机300并与发动机300进行热交换。如此，第四换热器11、第三驱动机构12与发动机300组成循环回路，通过第三驱动机构12驱动换热介质流经发动机300从而对发动机300进行冷却。在热管理系统中，发动机300采用独立的循环回路，有助于简化结构，扩大整车布置空间。
58.具体地，第四换热器11的结构和换热原理与第一换热器1类似，换热介质流经第四换热器11时与第四换热器11周围的空气进行热交换向空气散热。可以理解，由于发动机300工作时的发热量大于电机100工作时的发热量，因此第四换热器11的换热面积应大于第一换热器1的换热面积。第三驱动机构12用于驱动换热介质流动以实现强制循环。可选地，第四换热器11可选用管片式散热器或管带式散热器，第三驱动机构12可选用电子水泵。
59.具体到图1所示的实施例中，第三驱动机构12设置于换热介质流入发动机300的流体路径上，即第三驱动机构12的进液口与第四换热器11的出液口连通，第三驱动机构12的出液口与发动机300的进液口连通。如此，能够提高发动机300出液口处的液压从而提高换热效率。具体到其他实施例中，第三驱动机构12也可设置于换热介质流出发动机300的流体路径上，即第三驱动机构12的进液口与发动机300的出液口连通，第三驱动机构12的出液口与发动机300的进液口连通。
60.在一些实施例中，第四换热器11设置于混合动力汽车前端的进风路径上，以借助迎面风使流经第四换热器11的换热介质降温，从而提高第四换热器11的换热效率。进一步地，为避免迎面风对第四换热器11的散热效果无法满足发动机300的冷却需求，热管理系统还包括第二风扇13，第二风扇13被配置为能够驱动气流经过第四换热器11，以使流经第四换热器11的换热介质降温。如此，通过进一步加快第二换热器33周围的空气流速以提高散热效果。可选地，第四换热器11可布置于混合动力汽车的前舱进风口处。进一步地，第一换热器1可通过悬置软垫和支架布置于第四换热器11的下方。
61.在一些实施例中，热管理系统还包括增压器14和中冷器15。增压器14的进气口与发动机300的出气口连通，增压器14的出气口与中冷器15的进气口连通，中冷器15的出气口与发动机300的进气口连通，从而使得增压空气降温后进入发动机300，以降低发动机300的
热负荷并且提高进气量，进而提高发动机300的功率。
62.在一些实施例中，热管理系统还包括第二膨胀箱16，第二膨胀箱16用于对发动机300所在的循环回路补液排气，从而保持发动机300所在循环回路的压力稳定。
63.基于同样的发明构思，参见图1，本技术的实施例还提供一种混合动力汽车，包括电机100、动力电池200、发动机300和上述热管理系统。第一换热器1设置于混合动力汽车前端的进风路径上，以借助迎面风使流经第一换热器1的换热介质降温。
64.综上所述，本技术实施例提供的热管理系统及混合动力汽车中，热管理系统包括第一换热器1、第一驱动机构2、第二换热器3、第二驱动机构4、第三换热器5、第一电磁阀6、第二电磁阀7、第三电磁阀8、第一风扇9、第一膨胀箱10、第四换热器11、第三驱动机构12、第二风扇13、增压器14、中冷器15和第二膨胀箱16。第一换热器1、第一驱动机构2与电机100组成循环回路以对电机100进行冷却，其中，第一换热器1设置于混合动力汽车前端的进风路径上，以借助迎面风使流经第一换热器1的换热介质降温。第二换热器3、第二驱动机构4、第三换热器5与动力电池200组成循环回路以对动力电池200进行加热或冷却，第一电磁阀6、第二电磁阀7和第三电磁阀8用于根据不同工况调节动力电池200所在循环回路的工作状态，第一风扇9用于提高第二换热器3的散热效果。第一膨胀箱10用于对电机100所在的循环回路和动力电池200所在的循环回路补液排气。第四换热器11、第三驱动机构12与发动机300组成循环回路以对发动机300进行冷却，第二风扇13用于提高第四换热器11的散热效果。增压器14和中冷器15用于降低发动机300的热负荷并且提高进气量。第二膨胀箱16用于对发动机300所在的循环回路补液排气。
65.上述热管理系统中电机100、动力电池200和发动机300均采用独立的循环回路，有助于简化结构，扩大整车布置空间。电机100工作时，混合动力汽车通常处于高速行驶工况，通过在整车布置方案中将第一换热器1设置于混合动力汽车前端的进风路径上，利用迎面风即可对第一换热器1起到良好的散热效果，无需为第一换热器1单独布置风扇，有助于进一步地简化结构，同时降低成本。
66.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
67.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本专利的保护范围应以所附权利要求为准。