混合动力汽车热控制系统及控制方法与流程

本发明涉及混合动力汽车技术领域，具体而言，尤其涉及一种混合动力汽车热控制系统及控制方法。

背景技术：

发动机工作状态根据冷却水温度可以分为两种：热机和冷机。润滑系统受温度影响较大，当发动机处于冷机状态，不仅摩擦力较大，驱动效率低，排放差，而且频繁高扭矩输出会对发动机使用寿命产生影响。因此在发动机运行过程中尽量避免处于冷机状态运行。

混合动力车辆，尤其是插电式混合动力车辆，当系统处于电量消耗模式，车辆仅由主驱电机驱动，发动机长时间处于停机状态，发动机冷却水温度会持续降低，当需要发动机再次启动工作时，可能已经处于冷机状态。这对于发动机运行是极其不利的。

另外，对电驱系统而言，电机发热主要是绕组发热，电机控制器以igbt发热为主，为了保障电驱系统的正常运行，需要对电机和电机控制器进行冷却，如图1所示，电机和发动机的冷却系统是相对独立的。电机温度高于电机控制器温度，还需要单独的散热系统进行散热，额外增加了系统的能耗。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种混合动力汽车热控制系统及控制方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种混合动力汽车热控制系统，用于调节发动机及电机的温度，包括一发动机冷却回路，用以对发动机进行冷却，

一电机冷却回路，用以对电机进行冷却，

还包括一个用以对发动机润滑液保温的发动机保温回路，所述发动机保温回路包括温度交换组件及电磁阀，

所述温度交换组件分别连通电机冷却回路和发动机保温回路，并将两个回路的热量进行热交换；

所述电磁阀设置在所述发动机冷却回路和发动机保温回路上，并以择一的形式连接在这两个回路上。

优选的，所述发动机冷却回路包括膨胀水箱ⅰ、散热器ⅰ和机械泵，所述膨胀水箱ⅰ的冷却水通过主冷却管路由所述机械泵泵入至所述发动机侧进行冷却后，再通过所述散热器ⅰ进行散热。

优选的，所述电机冷却回路包括膨胀水箱ⅱ、散热器ⅱ和电子泵，所述膨胀水箱ⅱ的冷却水由所述电子泵泵入至所述电机侧进行冷却后，再通过所述散热器ⅱ进行散热。

优选的，所述发动机冷却回路中包括温度传感器ⅰ，所述电机冷却回路中包括温度传感器ⅱ。

优选的，所述发动机保温回路还包括相互连通并设置于所述发动机温度场两侧的保温输入管和保温输出管，所述保温输入管的一端与所述温度交换组件的排液口ⅰ连通，所述保温输出管的一端与所述温度交换组件的入液口ⅰ连通；所述发动机冷却回路包括主冷却管路，所述电磁阀选择性择一导通两路，第一路为同时导通所述保温输入管和保温输出管，第二路为仅导通所述主冷却管路。

优选的，所述保温输入管上设有单向阀和第二电子泵；所述电磁阀为两位六通电磁阀；所述温度交换组件为热交换器，其内设置有温度传感器iii。

本发明还揭示了一种混合动力汽车热控制系统的控制方法，包括如下步骤：

s1、判断发动机是否处于运行状态，如是，进入步骤s2；如否，则执行步骤s3；

s2、控制电磁阀处于位置ⅱ，并控制所述发动机冷却回路和电机冷却回路独立运行；

s3、判断所述发动机是否首次启动并读取发动机冷却水温度；

s4、当发动机为非首次启动，则判断发动机润滑液的温度是否低于阈值t2；

s5、当发动机润滑液的温度高于阈值t2，则控制电磁阀处于位置ⅱ，并控制所述发动机冷却回路和电机冷却回路独立运行；

当发动机润滑液的温度低于阈值t2，则控制电磁阀处于位置ⅰ，第二电子泵启动并设定工作时间t，所述发动机保温回路和电机冷却回路进行热交换；

s6、读取发动机润滑液温度及第二电子泵工作时间，当在预设时间t内所述发动机润滑液温度高于阈值t2，则控制电磁阀复位位置ⅱ，并控制所述发动机冷却回路和电机冷却回路独立运行。

优选的，所述步骤s5中，通过控制所述第二电子泵的转速来控制发动机保温回路的升温速度。

优选的，所述“通过控制所述第二电子泵的转速来控制发动机保温回路的升温速度”具体包括，

通过温度传感器ⅰ读取发动机润滑液的温度teng；

通过温度传感器iii读取所述温度交换组件内温度texchanger；

设定所述第二电子泵的目标转速ntareop2＝f(teng)，所述texchanger用于辅助该目标转速控制方程确保在预设时间t内所述发动机润滑液温度高于阈值t2；

读取所述第二电子泵的实际转速并驱动其达到标转速。

优选的，当在预设时间t内所述发动机润滑液温度无法达到阈值t2，则向所述电机冷却回路发送降流量系数ξ。

优选的，所述电机冷却回路的调整控制方法包括，

读取电机及电机控制器的温度；

读取电子泵的实际转速neop1；

通过温度传感器iii读取所述温度交换组件内温度texchanger；

接收所述降流量系数ξ；

计算所述电子泵的目标转速ntareop1＝f(ξ,ntareop1_n)，其中：

ntareop1_n＝max(ntareop1_m1,ntareop1_m2,ntareo

p1_inv1,ntareop1_inv2)；

ntareop1_m1＝f(电机1温度)；

ntareop1_m2＝f(电机2温度)；

ntareop1_inv1＝f(电机控制器1温度)；

ntareop1_inv2＝f(电机控制器2温度)；

所述电子泵的实际转速neop1用于转速闭环和诊断。

优选的，所述发动机冷却回路的控制方法包括，根据温度传感器ⅰ控制机械泵的转速来调整所述发动机冷却回路中的冷却水流量。

本发明的有益效果主要体现在：

(1)实现单独对电驱动系统和发动机进行冷却降温，避免温度过高而导致其使用性能降低，延长使用寿命；

(2)在发动机处于停机状态时，对发动机冷却水进行保温，起到保温作用，避免发动机处于冷机状态运行，提高发动机使用寿命；

(3)降低电子泵的运行功率，达到节能效果；

(4)本发明控制方法根据发动机工作形态及润滑液温度，自动进行温度补偿，并根据时间和温度值自动调整两个电子阀的转速，控制回路中冷却水的流速和流量，自动化、精准控制。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：现有技术冷却系统的示意图；

图2：本发明热控制系统的结构示意图；

图3：本发明热控制系统的控制方法流程图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限于本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图2所示，本发明揭示了一种混合动力汽车热控制系统，用于调节发动机1及电机2、3的温度，包括用以对发动机1进行冷却的发动机冷却回路4和用以对电机进行冷却的电机冷却回路6，所述发动机冷却回路4包括膨胀水箱ⅰ43、散热器ⅰ41和机械泵42，所述膨胀水箱ⅰ43的冷却水通过主冷却管路88由所述机械泵42泵入至所述发动机1侧进行冷却后，再通过所述散热器ⅰ41进行散热。所述膨胀水箱ⅰ43可用于收容和补偿所述散热器ⅰ41中冷却水的胀缩量，防止散热器变形，延长使用寿命。另外该结构实现单独对发动机进行冷却降温，避免温度过高而导致其使用性能降低，延长使用寿命。进一步的，所述发动机冷却回路4中包括温度传感器ⅰ89。

所述电机冷却回路6包括膨胀水箱ⅱ66、散热器ⅱ62和电子泵61，所述膨胀水箱ⅱ66的冷却水由所述电子泵61泵入至所述电机侧进行冷却后，再通过所述散热器ⅱ62进行散热。所述膨胀水箱ⅱ66可用于收容和补偿所述散热器ⅱ62中冷却水的胀缩量，防止散热器变形，延长使用寿命。所述电机冷却回路6可实现单独对电驱动系统进行冷却降温，避免温度过高而导致其使用性能降低，延长使用寿命。进一步的，所述电机冷却回路6中包括温度传感器ⅱ65。

本发明还包括一用以对发动机1润滑液保温的发动机保温回路5，其中，所述发动机保温回路5包括温度交换组件7及电磁阀8，所述温度交换组件7分别连通电机冷却回路6和发动机保温回路5，并将两个回路的热量进行热交换。所述电磁阀8设置在所述发动机冷却回路4和发动机保温回路5上，并以择一的形式连接在这两个回路上。在发动机处于停机状态时，对发动机冷却水进行保温，起到保温作用，降低摩擦力，提高驱动效率，减小频繁高扭矩输出对发动机造成的影响，同时，避免发动机处于冷机状态运行，提高发动机使用寿命。

具体的，所述发动机保温回路5还包括相互连通并设置于所述发动机温度场两侧的保温输入管51和保温输出管52，所述保温输入管51的一端与所述温度交换组件7的排液口ⅰ72连通，所述保温输出管52的一端与所述温度交换组件7的入液口ⅰ71连通。所述发动机冷却回路4包括主冷却管路88，所述电磁阀8选择性择一导通两路，第一路为同时导通所述保温输入管51和保温输出管52，第二路为仅导通所述主冷却管路88。

本实施例中，所述保温输入管51上设有单向阀54和第二电子泵55，所述单向阀54的设置可防止冷却水反向流动。所述电磁阀8为两位六通电磁阀。所述温度交换组件7为热交换器，其内设置有温度传感器iii75，所述温度传感器iii75可及时感知温度交换组件7内的温度。

如图3所示，本发明还揭示了一种混合动力汽车热控制系统的控制方法，包括如下步骤：

s1、判断发动机是否处于运行状态，如是，进入步骤s2；如否，则执行步骤s3；

s2、控制电磁阀处于位置ⅱ，并控制所述发动机冷却回路4和电机冷却回路6独立运行；

s3、判断所述发动机1是否首次启动并读取发动机冷却水温度；

s4、当发动机为非首次启动，则判断发动机润滑液的温度是否低于阈值t2；

s5、当发动机润滑液的温度高于阈值t2，则控制电磁阀处于位置ⅱ，并控制所述发动机冷却回路4和电机冷却回路6独立运行；

当发动机润滑液的温度低于阈值t2，则控制电磁阀处于位置ⅰ，第二电子泵55启动并设定工作时间t，所述发动机保温回路5和电机冷却回路6进行热交换；

s6、读取发动机润滑液温度及第二电子泵55工作时间，当在预设时间t内所述发动机润滑液温度高于阈值t2，则控制电磁阀复位位置ⅱ，并控制所述发动机冷却回路4和电机冷却回路6独立运行。

本发明控制方法根据发动机工作形态及润滑液温度，自动进行温度补偿，并根据时间和温度值自动调整两个电子阀的转速，控制回路中冷却水的流速和流量，自动化、精准控制。

上述中，所述步骤s5中，通过控制所述第二电子泵55的转速来控制发动机保温回路5的升温速度。

所述“通过控制所述第二电子泵55的转速来控制发动机保温回路5的升温速度”具体包括，

通过温度传感器ⅰ89读取发动机润滑液的温度teng；

通过温度传感器iii75读取所述温度交换组件7内温度texchanger；

设定所述第二电子泵55的目标转速ntareop2＝f(teng)，所述texchanger用于辅助该目标转速控制方程确保在预设时间t内所述发动机润滑液温度高于阈值t2；

读取所述第二电子泵55的实际转速并驱动其达到标转速；

当在预设时间t内所述发动机润滑液温度无法达到阈值t2，则向所述电机冷却回路6发送降流量系数ξ；

所述电机冷却回路6的调整控制方法包括：

读取电机及电机控制器的温度；

读取电子泵61的实际转速neop1；

通过温度传感器iii75读取所述温度交换组件7内温度texchanger；

接收所述降流量系数ξ；

计算所述电子泵61的目标转速ntareop1＝f(ξ,ntareop1_n)，其中：

ntareop1_n＝max(ntareop1_m1,ntareop1_m2,ntareo

p1_inv1,ntareop1_inv2)；

ntareop1_m1＝f(电机1温度)；

ntareop1_m2＝f(电机2温度)；

ntareop1_inv1＝f(电机控制器1温度)；

ntareop1_inv2＝f(电机控制器2温度)；

所述电子泵61的实际转速neop1用于转速闭环和诊断。

所述发动机冷却回路4的控制方法包括，根据温度传感器ⅰ89控制机械泵42的转速来调整所述发动机冷却回路4中的冷却水流量。

本发明控制方法根据发动机工作形态及润滑液温度，自动进行温度补偿，并根据时间和温度值自动调整两个电子阀的转速，控制回路中冷却水的流速和流量，自动化、精准控制。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。