混合动力车辆的冷却装置及其控制方法和系统与流程

本发明涉及混合动力车辆技术领域，尤其涉及混合动力车辆的冷却装置及其控制方法和系统。

背景技术：

当今时代，世界能源问题以及环境保护问题成为限制人类社会发展的突出问题，在此背景下，新能源汽车成为汽车行业的研究热点，其中，混合动力汽车又是新能源汽车研究的重要领域。混合动力，意指将热动力和电动力这两种动力来源按照实际运转负荷大小进行灵活调控，以达到提高能量转换效率的一项技术。

混合动力车辆借助于控制技术、微处理技术、电子技术和动力源技术，通过发动机和电动机两种动力系统的协调配合，充分发挥两者优势，用电传动系统代替机械传动系统，直接调节牵引电机转速，借助传感器和电子控制系统实现人机对话，其既省略传统燃油车辆驱动系统中的变速箱、差速器及机械控制系统，减少传动中的机械磨损，提高传动效率,又具有故障率低、可控性好等优点。

通常，现有技术的混合动力车辆的混合动力系统包括发动机、电机、蓄电池，以及连接在电机和蓄电池之间的逆变器，其中，电机的数量可以为一台或者两台，相应地，逆变器的数量为一台或者两台。混合动力车辆的冷却系统的主要作用就是将发动机、电动机、逆变器等部件的热量散发到空气中以防止发动机、电动机、逆变器等部件发生过热现象，从而防止这些部件由于过热造成烧毁。

但是，在现有的混合动力车辆中，发动机冷却系统和电机冷却系统是相互独立设置的，发动机冷机起动过程无法避免，发动机冷机起动时起动性能较差，排放性能也较差。

技术实现要素：

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术的混合动力车辆中，发动机起动性能和排放性能较差。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种混合动力车辆的冷却装置，包括：用于存储冷却流体的第一容器以及用于将所述第一容器中的所述冷却流体循环输送至所述混合动力车辆的电机、逆变器、发动机的第一导流回路；所述第一导流回路包括与所述发动机并联设置的第一导流组件以及与所述第一容器并联设置的第二导流组件，所述第一导流组件置于第一状态时，所述第一导流回路中的冷却流体流过所述发动机且不流过所述第一导流组件，置于第二状态时，则不流过所述发动机且流过所述第一导流组件；所述第二导流组件置于第一状态时，所述第一导流回路中的冷却流体流过所述第一容器且不流过所述第二导流组件，置于第二状态时不流过所述第一容器且流过所述第二导流组件。

优选地，所述第一导流组件置于第二状态且第二导流组件置于第一状态时，所述冷却流体通过所述第一导流回路流过所述第一容器、电机、第一导流组件、逆变器；所述第一导流组件置于第一状态且第二导流组件置于第二状态时，所述冷却流体通过所述第一导流回路流过所述第二导流组件、电机、发动机、逆变器；所述第一导流组件、第二导流组件都置于第一状态时，所述冷却流体通过所述第一导流回路流过所述第一容器、电机、发动机、逆变器。

优选地，所述第一导流组件包括第一三通阀、第二三通阀和连接所述第一三通阀与所述第二三通阀的第一导流管，其中所述第一三通阀的第一端和第二端连接在所述第一导流回路中，所述第二三通阀的第一端和第二端连接在所述第一导流回路中，所述第一三通阀的第三端和所述第二三通阀的第三端通过所述第一导流管连通，当第一导流组件处于所述第一状态时，所述第一三通阀的第一端与第二端导通，所述第二三通阀的第一端与第二端导通，冷却流体经过所述第一三通阀的第一端与第二端流过所述发动机并流过所述第二三通阀的第一端与第二端；当第一导流组件处于所述第二状态时，第一三通阀的第二端与第三端导通，第二三通阀的第二端与第三端导通，冷却流体流过所述第一三通阀的第二端、第三端并通过所述第一导流管流过所述第二三通阀的第三端和第二端；所述第二导流组件包括第三三通阀、第四三通阀和连接所述第三三通阀与所述第四三通阀的第二导流管，其中所述第三三通阀的第一端和第二端连接在所述第一导流回路中，所述第四三通阀的第一端和第二端连接在所述第一导流回路中，所述第三三通阀的第三端和所述第四三通阀的第三端通过所述第二导流管连通，当第二导流组件处于所述第一状态时，所述第三三通阀的第一端与第二端导通，所述第四三通阀的第一端与第二端导通，冷却流体经过所述第三三通阀的第一端与第二端流过所述第一容器并流过所述第四三通阀的第一端与第二端；当第二导流组件处于所述第二状态时，第三三通阀的第二端与第三端导通，第四三通阀的第二端与第三端导通，冷却流体流过所述第三三通阀的第二端、第三端并通过所述第二导流管流过所述第四三通阀的第三端和第二端。

优选地，所述第一三通阀位于所述发动机与电机之间，所述第二三通阀位于所述发动机与所述逆变器之间，所述第三三通阀位于所述第一容器与电机之间，所述第四三通阀位于所述逆变器和第一容器之间。

优选地，所述第一导流回路还包括提供冷却流体循环动力的流体泵。

优选地，上述冷却装置还包括用于存储冷却流体的第二容器以及用于将冷却流体输送至所述发动机的第二导流回路。

本发明还提供根据上述技术方案所述的混合动力车辆的冷却装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：判断流过所述发动机的冷却流体温度是否低于发动机低温标定值；当低于发动机低温标定值时，使所述第一导流组件置于第一状态且第二导流组件置于第二状态。

优选地，上述控制方法还包括以下步骤：当不低于发动机低温标定值时，判断流过所述发动机的冷却流体温度是否高于发动机高温标定值，所述发动机高温标定值大于所述发动机低温标定值；当不高于发动机高温标定值时，使所述第一导流组件置于第二状态且第二导流组件置于第一状态。

优选地，上述控制方法还包括以下步骤：当高于发动机高温标定值时，判断发动机是否工作；当发动机工作时，使所述第一导流组件置于第二状态且第二导流组件置于第一状态；当发动机不工作时，判断流过所述电机和逆变器的冷却流体温度是否超出电机温度限值；当超出电机温度限值时，使所述第一导流组件置于第二状态且第二导流组件置于第一状态；当不超出电机温度限值时，使所述第一导流组件、第二导流组件都置于第一状态。

本发明还提供根据上述技术方案所述的混合动力车辆的冷却装置的控制系统，包括：发动机低温标定值判断模块，用于判断流过所述发动机的冷却流体温度是否低于发动机低温标定值；第一控制模块，当低于发动机低温标定值时，使所述第一导流组件置于第一状态且第二导流组件置于第二状态。

优选地，上述控制系统还包括：发动机高温标定值判断模块，用于当不低于发动机低温标定值时，判断流过所述发动机的冷却流体温度是否高于发动机高温标定值，所述发动机高温标定值大于所述发动机低温标定值；第二控制模块，用于当不高于发动机高温标定值时，使所述第一导流组件置于第二状态且第二导流组件置于第一状态。

优选地，上述控制系统还包括：发动机状态判断模块，用于当高于发动机高温标定值时，判断发动机是否工作；第三控制模块，用于当发动机工作时，使所述第一导流组件置于第二状态且第二导流组件置于第一状态；电机温度限值判断模块，用于当发动机不工作时，判断流过所述电机和逆变器的冷却流体温度是否超出电机温度限值；第四控制模块，用于当超出电机温度限值时，使所述第一导流组件置于第二状态且第二导流组件置于第一状态；第五控制模块，当不超出电机温度限值时，使所述第一导流组件、第二导流组件都置于第一状态。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明的一种混合动力车辆的冷却装置及其控制方法和系统，由于所述冷却装置包括用于存储冷却流体的第一容器以及用于将所述第一容器中的所述冷却流体循环输送至所述混合动力车辆的电机、逆变器、发动机的第一导流回路；所述第一导流回路包括与所述发动机并联设置的第一导流组件以及与所述第一容器并联设置的第二导流组件，所述第一导流组件置于第一状态时，所述第一导流回路中的冷却流体流过所述发动机且不流过所述第一导流组件，置于第二状态时，则不流过所述发动机且流过所述第一导流组件；所述第二导流组件置于第一状态时，所述第一导流回路中的冷却流体流过所述第一容器且不流过所述第二导流组件，置于第二状态时不流过所述第一容器且流过所述第二导流组件。这样，通过第一导流组件、第二导流组件的状态的切换，可以使得第一导流回路中的冷却流体为发动机暖机或者使发动机加速降温，从而提高发动机起动性能和排放性能，并且提升发动机可靠性和耐久性。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明实施例1的一种混合动力车辆的冷却装置的示意图；

图2a是本发明实施例2的一种混合动力车辆的冷却装置的示意图1；

图2b是本发明实施例2的一种混合动力车辆的冷却装置的示意图2；

图2c是本发明实施例2的一种混合动力车辆的冷却装置的示意图2；

图2d是本发明实施例2的一种混合动力车辆的冷却装置的示意图3；

图3是本发明实施例3的一种混合动力车辆的冷却装置的控制方法流程示意图；

图4是本发明实施例4的一种混合动力车辆的冷却装置的控制系统的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

图1示出了本发明实施例的一种混合动力车辆的冷却装置，所述混合动力车辆的混合动力系统包括第一电机200、第一逆变器300、发动机400。所述冷却装置包括第一容器100、第一导流回路500。第一容器100用于存储冷却流体，第一导流回路500用于将冷却流体输送至第一电机200、第一逆变器300、发动机400。其中，所述冷却流体通常为冷却水，也可以为其他冷却液体或气体。第一容器100通常为存储冷却水的水箱，也可以为存储其他冷却液体或气体的容器。

第一导流回路500包括与发动机400并联设置的第一导流组件510、与第一容器100并联设置的第二导流组件520。第一导流组件510置于第一状态时，通过第一导流回路500中的冷却流体流过发动机400且不流过所述第一导流组件510，第一导流组件510置于第二状态时，通过第一导流回路500中的冷却流体不流过发动机400且流过第一导流组件510。第二导流组件520置于第一状态时，通过第一导流回路500中的冷却流体流过第一容器100且不流过所述第二导流组件520，第二导流组件520置于第二状态时，通过第一导流回路500中的冷却流体不流过第一容器100且流过第二导流组件520。

这样，通过第一导流组件510、第二导流组件520的状态的切换，可以使得第一导流回路500中的冷却流体为发动机暖机或者使发动机加速降温，从而提高发动机起动性能和排放性能，并且提升发动机可靠性和耐久性。

具体地，第一导流组件510包括第一三通阀511、第二三通阀512和连接第一三通阀511与第二三通阀512的第一导流管513。参见图1或者图2a，第一三通阀511的第一端和第二端连接在第一导流回路500中，第二三通阀512的第一端和第二端连接在第一导流回路500中，第一三通阀511的第三端和第二三通阀512的第三端通过第一导流管513连通。当第一导流组件510处于第一状态时，第一三通阀511的第一端与第二端导通，第二三通阀512的第一端与第二端导通，冷却流体经过第一三通阀511的第一端与第二端流经发动机400并流过第二三通阀512的第一端与第二端。当第一导流组件510处于第二状态时，第一三通阀511的第二端与第三端导通，第二三通阀512的第二端与第三端导通，冷却流体流经所第一三通阀511的第二端、第三端并通过第一导流管513流过第二三通阀512的第三端和第二端。

由于第一导流组件510包括第一三通阀511、第二三通阀512和连接第一三通阀511与第二三通阀512的第一导流管513，这样不仅结构简单，方便施工，而且使第一导流组件510在所述第一状态和第二状态之间切换的稳定性高。

第二导流组件520包括第三三通阀521、第四三通阀522和连接第三三通阀521与第四三通阀522的第二导流管523。同样地，参见结合图1或者图2a，第三三通阀521的第一端和第二端连接在第一导流回路500中，第四三通阀522的第一端和第二端连接在第一导流回路500中，第三三通阀521的第三端和第四三通阀522的第三端通过第二导流管523连通。当第二导流组件520处于第一状态时，第三三通阀521的第一端与第二端导通，第四三通阀522的第一端与第二端导通，冷却流体经过第三三通阀521的第一端与第二端流经第一容器100并流过第四三通阀522的第一端与第二端。当第二导流组件520处于第二状态时，第三三通阀521的第二端与第三端导通，第四三通阀522的第二端与第三端导通，冷却流体流经第三三通阀521的第二端、第三端并通过第二导流管523流过第四三通阀522的第三端和第二端。

由于第二导流组件520包括第三三通阀521、第四三通阀522和连接第三三通阀521与第三三通阀522的第二导流管523，这样不仅结构简单，方便施工，而且使第二导流组件520在所述第一状态和第二状态之间切换的稳定性高。

优选地，第一三通阀511位于发动机400与第一电机200之间，第二三通阀512位于发动机400与第一逆变器300之间，第三三通阀位521于第一容器100与第一电机200之间，第四三通阀522位于第一逆变器300和第一容器100之间。

这样设计第一三通阀511、第二三通阀512、第三三通阀521、第四三通阀522的位置，充分发挥冷却流体的热传递效率，进一步提高冷却效果。

优选地，第一导流回路500还包括提供冷却流体循环动力的流体泵530。

这样可以为冷却流体在第一导流回路500进行循环提供动力，提高冷却装置的工作效率，进而进一步提高第一导流回路500中的冷却流体为发动机暖机或者使发动机加速降温的效率。

优选地，所述冷却装置还包括第二容器600、第二导流回路700，第二容器600用于存储冷却流体，第二导流回路700用于将冷却流体输送至发动机400。其中，第二容器600和第二导流回路700可以设置在发动机400外部，也可以将其设置在发动机400内部。

这样，第二容器600、第二导流回路700的设置可以为发动机400单独提供冷却，使发动机400降温效果更好，进一步提升发动机可靠性和耐久性。

实施例2

图2a示出了本发明实施例的又一种混合动力车辆的冷却装置，与实施例1所述的冷却装置的不同之处在于，所述混合动力车辆的混合动力系统还包括第二电机210、第二逆变器310。第一导流回路500用于将冷却流体输送至第一电机200、第一逆变器300、第二电机210、第二逆变器310、发动机400。其中，第一三通阀511位于发动机400与第一电机200之间，第二三通阀512位于发动机400与第一逆变器300之间，第三三通阀位521于第一容器100与第二电机210之间，第四三通阀522位于第二逆变器310和第一容器100之间。

如图2b所示，第一导流组件510置于第二状态，第一三通阀511的第二端与第三端导通，第二三通阀512的第二端与第三端导通，冷却流体流经所第一三通阀511的第二端、第三端并通过第一导流管513流过第二三通阀512的第三端和第二端；并且第二导流组件520置于第一状态，第三三通阀521的第一端与第二端导通，第四三通阀522的第一端与第二端导通，冷却流体经过第三三通阀521的第一端与第二端流经第一容器100并流过第四三通阀522的第一端与第二端。这样，冷却流体通过第一导流回路500流经第一容器100、第二电机210、第一电机200、第一逆变器300、第二逆变器310且不流过第二导流组件520。

由此，从图2b中可以看出，右侧的冷却回路与左侧的冷却回路相互独立，这样可以保证每个冷却回路的冷却效果。

优选地，如图2c所示，第一导流组件510置于第一状态，第一三通阀511的第一端与第二端导通，第二三通阀512的第一端与第二端导通，冷却流体经过第一三通阀511的第一端与第二端流经发动机400并流过第二三通阀512的第一端与第二端；并且第二导流组件520置于第二状态，第三三通阀521的第二端与第三端导通，第四三通阀522的第二端与第三端导通，冷却流体流经第三三通阀521的第二端、第三端并通过第二导流管523流过第四三通阀522的第三端和第二端。这样，冷却流体通过第一导流回路500流经第二电机210、第一电机200、发动机400、第一逆变器300、第二逆变器310。

由此，当发动机400温度过低时，例如冬季运行车辆时，第二电机210、第一电机200先于发动机400运行，第一导流回路500中的冷却流体的温度高于第二导流回路700中的冷却流体温度。可以利用第一导流回路500中的冷却流体的温度为发动机400进行暖机。为了保证暖机效果，第一导流回路500中的冷却流体不流过第一容器100。同样地，第二容器600和第二导流回路700可以设置在发动机400外部，也可以将其设置在发动机400内部。

优选地，如图2d所示，第一导流组件510置于第一状态，第一三通阀511的第一端与第二端导通，第二三通阀512的第一端与第二端导通，冷却流体经过第一三通阀511的第一端与第二端流经发动机400并流过第二三通阀512的第一端与第二端；并且第二导流组件520置于第一状态，第三三通阀521的第一端与第二端导通，第四三通阀522的第一端与第二端导通，冷却流体经过第三三通阀521的第一端与第二端流经第一容器100并流过第四三通阀522的第一端与第二端。这样，冷却流体通过第一导流回路500流过第一容器100、第二电机210、第一电机200、发动机400、第一逆变器300、第二逆变器310冷却流体通过所述第一导流回路流过所述第一容器、电机、发动机、逆变器且不流过第一导流组件510、第二导流组件520。

由此，当车辆长时间高负荷运行后进行减速或者停机时，发动机400停止工作，热负荷较高。通过第一导流回路500中的冷却流体为发动机400快速降温，以缓解发动机400的零部件老化，提升发动机400的可靠性和耐久性。

实施例3

图3示出了一种根据上述实施例所述的混合动力车辆的冷却装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，判断流过所述发动机的冷却流体温度是否低于发动机低温标定值。即判断流过发动机400的冷却流体温度是否低于发动机低温标定值，当低于所述发动机低温标定值时，执行步骤S2，当不低于发动机低温标定值时，执行步骤S3。当发动机的冷却流体温度低于发动机低温标定值时，发动机起动性能及排放性能较差，发动机低温标定值通常可以设定在5至15℃之间，优选地设置在10℃左右，本领域技术人员可以根据实际发动机状态来确定发动机低温标定值。

步骤S2，使所述第一导流组件置于第一状态且第二导流组件置于第二状态。即使第一导流组件510置于第一状态，并且使第二导流组件520置于第二状态。由此，当发动机400温度过低时，例如冬季运行车辆时，第二电机210、第一电机200先于发动机400运行，可以利用第一导流回路500中的冷却流体的温度为发动机400进行暖机。为了保证暖机效果，第一导流回路500中的冷却流体不流过第一容器100。

步骤S3，判断流过所述发动机的冷却流体温度是否高于发动机高温标定值。即当流过发动机400的冷却流体温度不低于发动机高温标定值时，判断流过发动机400的冷却流体温度是否高于所述发动机高温标定值，当不高于所述发动机高温标定值时，执行步骤S4。当发动机的冷却流体温度高于发动机高温标定值时，发动机自然冷却过程较长，发动机高温标定值通常可以设定在95至105℃之间，优选地设置在100℃左右，本领域技术人员可以根据实际发动机状态来确定发动机高温标定值。

步骤S4、使所述第一导流组件置于第二状态且第二导流组件置于第一状态。即使第一导流组件510置于第二状态，并且使第二导流组件520置于第一状态，由此当第一电机200、第二电机210、第一逆变器310、第二逆变器320温度过高时，第一导流回路500与第二导流回路700相互独立，使得第一导流回路500的冷却流体单独为第一电机200、第二电机210、第一逆变器310、第二逆变器320降温，以增强冷却效果。

步骤S5，当高于发动机高温标定值时，判断发动机是否工作。即判断发动机400是否工作，当发动机400工作时，执行步骤S6，当发动机400不工作时，执行步骤S7。

步骤S6、使所述第一导流组件置于第二状态且第二导流组件置于第一状态。同步骤S4。

步骤S7、判断流过所述电机和逆变器的冷却流体温度是否超出电机温度限值。当超出电机温度限值时，执行步骤S8，当不超出电机温度限值时，执行步骤S9。当流过所述电机和逆变器的冷却流体温度高于电机温度限值时，电机系统热负荷过大，存在运行风险，此时即使流过发动机的冷却流体温度高于发动机高温标定值，仍不对发动机进行冷却，目的是优先保障电机冷却系统冷却效果，使电机系统温度降低或不至于升温过快。电机温度限值通常可以设定在85至95℃之间，优选地设置在90℃左右，本领域技术人员可以根据实际发动机状态来确定电机温度限值。

步骤S8、使所述第一导流组件置于第二状态且第二导流组件置于第一状态。同步骤S4、S6。

步骤S9、使所述第一导流组件、第二导流组件都置于第一状态。即使第一导流组件510置于第一状态，并且使第二导流组件520置于第一状态。由此，当车辆长时间高负荷运行后进行减速或者停机时，发动机400停止工作，热负荷较高。此时利用第一导流回路500中冷却流体的温度低于第二导流回路700中的冷却流体的温度。通过第一导流回路500中的冷却流体为发动机400快速降温，以缓解发动机400的零部件老化，提升发动机400的可靠性和耐久性。

实施例4：

图4示出了一种根据上述实施例所述的混合动力车辆的冷却装置的控制系统，包括发动机低温标定值判断模块10、第一控制模块20。

发动机低温标定值判断模块10用于判断流过所述发动机的冷却流体温度是否低于发动机低温标定值，与实施例4中的步骤S1对应。

第一控制模块20当低于发动机低温标定值时，使所述第一导流组件置于第一状态且第二导流组件置于第二状态，与实施例4中的步骤S2对应。

当发动机的冷却流体温度低于发动机低温标定值时，发动机起动性能及排放性能较差，发动机低温标定值通常可以设定在5至15℃之间，优选地设置在10℃左右，本领域技术人员可以根据实际发动机状态来确定发动机低温标定值。

优选地，所述控制系统还包括发动机高温标定值判断模块30、第二控制模块40。

发动机高温标定值判断模块30用于当不低于发动机低温标定值时，判断流过所述发动机的冷却流体温度是否高于发动机高温标定值，所述发动机高温标定值大于所述发动机低温标定值，与实施例4中的步骤S3对应。

第二控制模块40当不高于发动机高温标定值时，使所述第一导流组件置于第二状态且第二导流组件置于第一状态，与实施例4中的步骤S4对应。

当发动机的冷却流体温度高于发动机高温标定值时，发动机自然冷却过程较长，发动机高温标定值通常可以设定在95至105℃之间，优选地设置在100℃左右，本领域技术人员可以根据实际发动机状态来确定发动机高温标定值。

优选地，所述控制系统还包括发动机状态判断模块50、第三控制模块60、电机温度限值判断模块70、第四控制模块80、第五控制模块90。

发动机状态判断模块50用于当高于发动机高温标定值时，判断发动机是否工作。与实施例3中的步骤S5对应。

第三控制模块60用于当发动机工作时，使所述第一导流组件置于第二状态且第二导流组件置于第一状态。与实施例3中的步骤S6对应。

电机温度限值判断模块70用于当发动机不工作时，判断流过所述电机和逆变器的冷却流体温度是否超出电机温度限值。与实施例3中的步骤S7对应。

第四控制模块80用于当超出电机温度限值时，使所述第一导流组件置于第二状态且第二导流组件置于第一状态。与实施例3中的步骤S8对应。

第五控制模块90用于当不超出电机温度限值时，使所述第一导流组件、第二导流组件都置于第一状态。与实施例3中的步骤S9对应。当流过所述电机和逆变器的冷却流体温度高于电机温度限值时，电机系统热负荷过大，存在运行风险，此时即使流过发动机的冷却流体温度高于发动机高温标定值，仍不对发动机进行冷却，目的是优先保障电机冷却系统冷却效果，使电机系统温度降低或不至于升温过快。电机温度限值通常可以设定在85至95℃之间，优选地设置在90℃左右，本领域技术人员可以根据实际发动机状态来确定电机温度限值。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。