混合动力汽车加热管理系统的制作方法
【专利摘要】本发明揭示了一种混合动力汽车加热管理系统，包括发动机制热大循环和电加热小循环；所述发动机制热大循环用于加热水路依次经由发动机的循环水泵、节温器、三通阀B入口，三通阀C出口、过水PTC加热器和驾驶舱加热单元构成循环回路；所述电加热小循环用于加热水路依次经由PTC水泵、三通阀A入口，三通阀C出口、过水PTC加热器和驾驶舱加热单元构成循环回路。本发明加热管理系统在于混合动力模式下(发动机工作)，利用从发动机流出的高温冷却水经过过水PTC加热器对乘员舱进行加热，从而达到乘员制暖的需求外还可以实现除霜除雾的功能，降低了能耗，延长了纯电动模式下的续驶里程，提高了整车的经济性，更加体现了混合动力车的环保特性。
【专利说明】混合动力汽车加热管理系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及混合动力汽车领域，尤其涉及混合动力汽车的加热管理系统。
【背景技术】
[0002]随着现代高新技术的发展和当今世界环境、能源两大难题的日益突出，插电式混合动力汽车以优越的环保特性，成为汽车行业关注的重点，但是插电式混合动力汽车既有传动汽车发动机的工作模式，又有纯电动工作模式，在这种模式工作下，只有电动机驱动车辆工作。传统的乘客舱制暖和除霜除雾功能不能满足，需要增加一套PTC电加热器实现此功能，如果在混合动力工作模式下，也使用此PTC电加热器，会消耗高压电池的能量，降低纯电动的续驶里程。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是实现一种能够降低混合动力汽车加热能耗的系统。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为:混合动力汽车加热管理系统，包括发动机制热大循环和电加热小循环；所述发动机制热大循环用于加热水路依次经由发动机的循环水泵、节温器、三通阀B入口，三通阀C出口、过水PTC加热器和驾驶舱加热单元构成循环回路；所述电加热小循环用于加热水路依次经由PTC水泵、三通阀A入口，三通阀C出口、过水PTC加热器和驾驶舱加热单元构成循环回路。
[0005]所述驾驶舱加热单元包括附有散热片的管路，以及向驾驶室内鼓风的鼓风机。
[0006]当乘客舱启动制暖和加热除霜除雾时，通过控制三通阀的通路，在纯电动工作模式下，启动PTC水泵使用电加热小循环，在发动机工作模式下，启动循环水泵使用发动机制热大循环。
[0007]发动机制热大循环和电加热小循环的切换方法为，在驾驶员有取暖请求下，如果发动机工作且转速在500转每分钟以上时，PTC水泵关闭，过水PTC加热器关闭，启动循环水泵，三通阀B、C方向导通，大制热循环开始；如果发动机不工作，且车辆在纯电动模式下，循环水泵关闭，启动PTC水泵和过水PTC加热器，三通阀A、C方向导通，小制热循环开始。
[0008]从电加热小循环切换到发动机制热大循环下之前，比较节温器冷却水出水温度与过水PTC加热器出水温度，当温差小于设定温度时进行切换，若温差大于设定温度，则延迟切换，直至温差小于设定温度再进行切换。
[0009]电加热小循环控制驾驶舱的温度方法为，乘员设定取暖温度值减去实际驾驶舱内温度值，差值进行PID控制，得到需要控制的过水PTC加热器加热目标温度，目标温度再减去实际过水PTC加热器实际温度，差值进行PID控制，得到需要控制的过水PTC加热器加热功率，根据PTC加热功率控制过水PTC加热器加热输出。
[0010]发动机制热大循环控制驾驶舱的温度方法为，乘员设定取暖温度值减去实际驾驶舱内温度值，差值进行PID控制，得到需要控制加热目标温度，目标温度再减去实际节温器冷却水出水温度，差值进行PID控制，得到需要控制的节温器输出流量，根据输出流量控制节温器的热水流出量。
[0011]本发明加热管理系统在于混合动力模式下(发动机工作)，利用从发动机流出的高温冷却水经过过水PTC加热器对乘员舱进行加热，从而达到乘员制暖的需求外还可以实现除霜除雾的功能，降低了能耗，延长了纯电动模式下的续驶里程，提高了整车的经济性，更加体现了混合动力车的环保特性。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:
[0013]图1为驾驶舱制热管理系统循环示意图；
[0014]图2为加热大循环回路和小循环回路切换条件不意图；
[0015]图3为驾驶舱温度设定控制流程图；
[0016]上述图中的标记均为:1、发动机；2、循环水泵；3、节温器；4、PTC水泵；5、三通阀；
6、过水PTC加热器；7、驾驶舱加热单元。
【具体实施方式】
[0017]本发明的目的是提出一种插电式混合动力汽车乘客舱室制热管理系统方案，插电式混合动力既有传统汽车发动机工作模式，也有纯电动工作模式，在纯电动工作模式下，传统的驾驶舱制暖和除霜除雾功能不能满足，因此增加一套过水PTC加热器6满足此需求，但是在混合动力工作模式下，继续使用此过水PTC加热器6进行加热，会消耗高压电池的能量，降低了纯电动的续驶里程，本专利设计的加热管理系统，新颖点在于混合动力模式下，利用从发动机流出的高温冷却水经过过水过水PTC加热器6对乘客舱进行加热，从而达到乘客制暖的需求外还可以实现除霜除雾的功能。降低了能耗，延长了纯电动模式下的续驶里程，提高了整车的经济性，更加体现了混合动力车的环保特性。
[0018]如图1所示，本发明利用三通阀5实现了两路循环，分别为发动机制热大循环和电加热小循环，其中发动机制热大循环用于加热水路依次经由发动机I的循环水泵2、节温器
3、三通阀5B入口，三通阀5C出口、过水PTC加热器6和驾驶舱加热单元7构成循环回路；电加热小循环用于加热水路依次经由PTC水泵4、三通阀5A入口，三通阀5C出口、过水PTC加热器6和驾驶舱加热单元7构成循环回路。驾驶舱加热单元7包括附有散热片的管路，以及向驾驶室内鼓风的鼓风机，管路即驾驶室内空调管路。
[0019]过水PTC加热器是一个电加热器，所用电取自高压电池，它靠自身材料的特性，根据环境温度的改变来调节自身的热功率输出，将加热器的电能消耗优化控制在最小。
[0020]如图2所示，当乘客舱启动制暖和加热除霜除雾时，通过控制三通阀5的通路，在纯电动工作模式下，启动PTC水泵4使用电加热小循环，在发动机工作模式下，启动循环水泵2使用发动机制热大循环。即驾驶员有取暖和除霜、除雾功能请求时，混合动力控制器根据车辆工作模式，发动机工作，或者纯电动工作模式(发动机不工作)启动不同的热循环回路。大循环则为发动机冷却水循环回路，小循环则为电加热过水PTC水循环回路。在大循环模式下，PTC水泵4关闭，过水PTC加热器6关闭，水从三通阀5的B 口流入，从C 口流出。在小循环模式下，PTC水泵4开启，过水PTC加热器6开启，水从三通阀5的A 口流入，从C口流出。
[0021]从小循环模式切换到大循环模式下之前，小循环中的热水温度(电动PTC加热)比发动机流出的冷却水温度高，为了避免切换的时刻温度跳变，必须要确保过水PTC中水温度值不能比发动机流出的冷却水温度高10摄氏度。
[0022]发动机制热大循环和电加热小循环的切换方法为，在驾驶员有取暖求请求的下，如果发动机工作且转速在500转每分钟以上时，PTC水泵4关闭，过水PTC加热器6关闭，启动循环水泵2，三通阀5B、C方向导通，大制热循环开始；如果发动机不工作，且车辆在纯电动模式下，循环水泵2关闭，启动PTC水泵4和过水PTC加热器6，三通阀5A、C方向导通，小制热循环开始。
[0023]为了更好地控制驾驶舱室内的温度，发动机制热大循环和电加热小循环控制驾驶舱的温度方法如下:
[0024]电加热小循环控制驾驶舱的温度方法:三通阀5 A、C导通后，延迟I秒开启PTC水泵4，开始水循环，如图3所示，乘员设定取暖温度值减去实际驾驶舱内温度值，差值进行PID控制，得到需要控制的过水PTC加热器6加热目标温度，目标温度再减去实际过水PTC加热器6实际温度，差值进行PID控制，得到需要控制的过水PTC加热器6加热功率，根据PTC加热功率控制过水PTC加热器6加热输出。为了避免在同一温度点振荡跳变，在乘客舱内温度上升和下降间内，设置不同的温差点，进行PTC功率控制。
[0025]发动机制热大循环控制驾驶舱的温度方法为，乘员设定取暖温度值减去实际驾驶舱内温度值，差值进行PID控制，得到需要控制加热目标温度，目标温度再减去实际节温器3冷却水出水温度，差值进行PID控制，得到需要控制的节温器3输出流量，根据输出流量控制节温器3的热水流出量。即节温器3冷却水出水温度与出水量呈反比关系。
[0026]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.混合动力汽车加热管理系统，其特征在于:包括发动机制热大循环和电加热小循环； 所述发动机制热大循环用于加热水路依次经由发动机的循环水泵、节温器、三通阀B入口，三通阀C出口、过水PTC加热器和驾驶舱加热单元构成循环回路； 所述电加热小循环用于加热水路依次经由PTC水泵、三通阀A入口，三通阀C出口、过水PTC加热器和驾驶舱加热单元构成循环回路。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车加热管理系统，其特征在于:所述驾驶舱加热单元包括附有散热片的管路，以及向驾驶室内鼓风的鼓风机。
3.根据权利要I所述的混合动力汽车加热管理系统的控制方法，其特征在于:当乘客舱启动制暖和加热除霜除雾时，通过控制三通阀的通路，在纯电动工作模式下，启动PTC水泵使用电加热小循环，在发动机工作模式下，启动循环水泵使用发动机制热大循环。
4.根据权利要3所述的混合动力汽车加热管理系统的控制方法，其特征在于:发动机制热大循环和电加热小循环的切换方法为，在驾驶员有取暖求请求的下，如果发动机工作且转速在500转每分钟以上时，PTC水泵关闭，过水PTC加热器关闭，启动循环水泵，三通阀B、C方向导通，大制热循环开始；如果发动机不工作，且车辆在纯电动模式下，循环水泵关闭，启动PTC水泵和过水PTC加热器，三通阀A、C方向导通，小制热循环开始。
5.根据权利要3或4所述的混合动力汽车加热管理系统的控制方法，其特征在于:从电加热小循环切换到发动机制热大循环下之前，比较节温器冷却水出水温度与过水PTC加热器出水温度，当温差小于设定温度时进行切换，若温差大于设定温度，则延迟切换，直至温差小于设定温度再进行切换。
6.根据权利要3所述的混合动力汽车加热管理系统的控制方法，其特征在于:电加热小循环控制驾驶舱的温度方法为，乘员设定取暖温度值减去实际驾驶舱内温度值，差值进行PID控制，得到需要控制的过水PTC加热器加热目标温度，目标温度再减去实际过水PTC加热器实际温度，差值进行PID控制，得到需要控制的过水PTC加热器加热功率，根据PTC加热功率控制过水PTC加热器加热输出。
7.根据权利要3所述的混合动力汽车加热管理系统的控制方法，其特征在于:发动机制热大循环控制驾驶舱的温度方法为，乘员设定取暖温度值减去实际驾驶舱内温度值，差值进行PID控制，得到需要控制加热目标温度，目标温度再减去实际节温器冷却水出水温度，差值进行PID控制，得到需要控制的节温器输出流量，根据输出流量控制节温器的热水流出量。
【文档编号】B60H1/03GK104191933SQ201410478401
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】张兴林 申请人:奇瑞汽车股份有限公司