用于混合动力车辆的高低温双循环冷却系统的制作方法

本发明属于汽车混合动力技术领域，尤其是涉及一种用于混合动力车辆的高低温双循环冷却系统。

背景技术：

随着汽车节能减排要求的日益提高，混合动力车辆发动机及发电机热管理系统面临新的挑战。多数混合动力车辆都面临着两套冷却系统，即柴油机冷却系统，冷却介质适宜工作温度在80℃-95℃左右，相对温度较高，发电机及控制器冷却系统内工作介质适宜温度在50-70℃左右，相对温度较低。由于两套冷却系统工作温度存在差别，因此在车辆上应用多数要配套两套循环系统，需要配置两个水泵，两个膨胀水箱，此外还需要两套水泵驱动系统，因此系统比较负载，体积相对较大。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于混合动力车辆的高低温双循环冷却系统，以解决混合动力车辆两套冷却系统带来的结构复杂、系统繁琐等问题，同时本发明还可用于其他需要两套甚至多套冷却系统的领域。

本发明的主要发明构思是：针对混合动力车辆为了精简冷却系统、减小冷却系统体积和质量，本发明采用了一个水泵和一个水箱的双循环冷却系统。系统由一个水泵、一个流量调节阀、一个节温器、两套风扇散热器总成、一个电子控制单元和若干温度采集设备组成。其中节温器的设计是为了加快发动机起动时冷却介质温度的升温速度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

用于混合动力车辆的高低温双循环冷却系统，包括水泵、流量调节阀、节温器、高温散热器、高温冷却风扇、低温散热器、低温冷却风扇、电子控制单元和若干温度传感器，所述水泵通过管路连接用于冷却柴油机的高温冷却系统，所述柴油机高温冷却系统的出水口连接流量调节阀，所述的流量调节阀有两路流量调节装置，一路出口通过高温散热器连通水泵，另一路出口依次通过节温器、低温散热器连通用于冷却发电机及控制器的低温冷却系统，所述低温冷却系统的出水口连通水泵；所述多个温度传感器均信号连接电子控制单元，分别用来采集发动机入口温度、发动机出口温度、发电机入口温度、发电机出口温度，所述流量调节阀、高温冷却风扇和低温冷却风扇均信号连接电子控制单元。

进一步的，所述的流量调节阀采用两路基于数字pid控制原理的流量调节装置。

进一步的，所述高温冷却风扇和低温冷却风扇均通过直流电源驱动，风扇转速由电子控制单元进行调节，通过高电平有效数字pwm输入转速信号，同时还具备高电平有效反馈信号输出。

进一步的，所述的节温器为蜡式节温器或者电子节温器。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明采用一个水泵实现两套循环系统冷却介质的流动，减少了一套水泵及驱动系统，将高温循环系统经过高温散热器后的冷却介质与低温循环系统经过热源(发电机及控制器)或节温器后的冷却介质混合，二者在正常工作时的温度比较接近，避免混合带来的温度大幅度波动，同时将经过柴油机高热源后的冷却介质分为两路冷却，一路分配到了低温循环系统的低温散热器，降低了对高温循环系统的冷却要求。另外在冷起动时由于流量调节阀和节温器的存在可以实现柴油机和发电机串联工作，加快冷却介质的快速升温。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述用于混合动力车辆的高低温双循环冷却系统的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

用于混合动力车辆的高低温双循环冷却系统，如图1所示，包括水泵、流量调节阀、节温器、高温散热器、高温冷却风扇、低温散热器、低温冷却风扇、电子控制单元和若干温度传感器，

所述水泵通过管路连接用于冷却柴油机的高温冷却系统，所述柴油机高温冷却系统的出水口连接流量调节阀，所述的流量调节阀有两路流量调节装置，一路出口通过高温散热器连通水泵，另一路出口依次通过节温器、低温散热器连通用于冷却发电机及控制器的低温冷却系统，所述低温冷却系统的出水口连通水泵；

所述多个温度传感器均信号连接电子控制单元，分别用来采集发动机入口温度、发动机出口温度、发电机入口温度、发电机出口温度，所述流量调节阀、高温冷却风扇和低温冷却风扇均信号连接电子控制单元。

本发明的水泵、用于冷却柴油机的高温冷却系统、流量调节阀(高温分支)、高温散热器、高温冷却风扇、电子控制单元和若干温度传感器构成高温循环系统；

本发明的水泵、用于冷却柴油机的高温冷却系统、流量调节阀(低温分支)、节温器、低温散热器、低温冷却风扇、用于冷却发电机及控制器的低温冷却系统、电子控制单元和若干温度传感器构成低温循环系统。

本发明的技术方案主要是电子控制单元通过流量调节阀控制高、低温循环系统的冷却介质流量，通过风扇控制各循环冷却介质的散热量，从而实现各循环冷却介质温度的闭环实时控制。

所述的流量调节阀采用两路基于数字pid控制原理的流量调节装置，一路用来控制进入低温冷却系统的冷却介质流量，一路用来控制进入高温冷却系统的冷却介质流量，两路之间相互独立不干扰。同时流量调节阀还包括步进电机、手动平衡阀和流量传感器等辅助元件。

所述的高温散热器和低温散热器，目前广泛采用翅片式散热器，但不局限于翅片式散热器。

所述的高温冷却风扇和低温冷却风扇均通过直流电源驱动，风扇转速由电子控制单元进行调节，通过高电平有效数字pwm输入转速信号，同时还具备高电平有效反馈信号输出。

所述的节温器可以采用蜡式节温器，也可以采用电子节温器，主要作用是根据介质温度选择介质流通管路，温度高于50℃(不局限于此温度，可根据发电机及控制器需求设定)选择不经过低温散热器管路，反之经过散热器管路。

所述的温度采集主要包括发动机入口、出口温度，电机及控制器入口、出口温度。这些用于温度采集的温度传感器均与冷却液直接接触，通过自身热敏特性改变，将温度变化信号转变成电信号向电子控制单元传递温度信息。

本发明所述的高温、低温冷却系统通过同一水泵维持高低温循环介质流动，经高温散热器后的冷却液和发电机及控制器后的冷却液相互混合，进入冷却水泵，温度和循环水流量通过电子控制单元来调节。

所述的电子控制单元主要起控制发动机的冷却系统，集成在柴油机ecu中，主要控制策略表现在电子控制单元向流量调节阀(低温)和节温器传递信号，调节进入低温冷却系统和低温散热器的流量，同时通过向低温冷却风扇传递pwm电压信号控制风扇转速使低温散热器交换热量满足低温冷却系统的散热需求，低温冷却介质与高温冷却介质混合后的温度信号即为发动机入口温度信号，此温度的高低可通过流量调节阀(高温)和高温冷却风扇来调节。

具体的，本发明的高温循环系统是根据发动机的入口和出口温度通过电子控制单元实时控制流量调节阀，实现对高温循环系统的流量调节，根据进入柴油机的高温冷却系统前的介质温度实现对高温循环系统的高温冷却风扇的转速的闭环控制，保证柴油机在适宜温度下工作。

本发明的低温循环系统是通过电子控制单元控制流量调节阀，实现对低温循环系统的流量调节，根据进入电机及其控制器的低温冷却系统前的介质温度实现对低温循环系统的低温冷却风扇转速的闭环控制，保证发电机及其控制器在适宜温度下工作，此外通常在冷起动工况时循环介质温度低于50℃，由于冷却介质温度较低，需要快速升温，通过节温器断路低温循环系统的低温散热器总成，冷却介质不流经低温散热器使柴油机和发电机热源串联，加快了冷却介质的升温速率，这对于混合动力系统的频繁起停工况有很好的促进作用；当冷却介质温度高于50℃时开启，冷却介质流经低温散热器进入发电机等设备。

本发明采用一个水泵实现两套循环系统冷却介质的流动，减少了一套水泵及驱动系统，将高温循环系统经过高温散热器后的冷却介质与低温循环系统经过热源(发电机及控制器)或节温器后的冷却介质混合，二者在正常工作时的温度比较接近，避免混合带来的温度大幅度波动，同时将经过柴油机高热源后的冷却介质分为两路冷却，一路分配到了低温循环系统的低温散热器，降低了对高温循环系统的冷却要求，另外在冷起动时由于流量调节阀和节温器的存在可以实现柴油机和发电机串联工作，加快冷却介质的快速升温。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。