CN205714394U - 新型的混合动力总成冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及新型的混合动力总成冷却系统，属于发动机的冷却技术领域。其解决了现有技术存在的冷却效率低以及无法集成等缺陷。本实用新型包括发动机冷却系统和电机冷却系统，发动机冷却系统和电机冷却系统相互并联；发动机冷却系统包括依次相连的发动机、水泵Ⅰ、散热器Ⅰ、油散热器Ⅰ、变量马达及风扇Ⅰ和HCU冷却控制模块Ⅰ，电机冷却系统包括依次相连的电机、电机控制器、水泵Ⅱ、散热器Ⅱ、油散热器Ⅱ和变量马达及风扇Ⅱ。本实用新型利用液压风扇转速由冷却需求决定，不必受限于发动机转速的优点，使得电机冷却系统与发动机冷却系统得到较好的温度控制，且液压风扇可独立安装，易于布置；可以广泛运用于发动机的冷却场合。

Description

新型的混合动力总成冷却系统

技术领域

本实用新型涉及新型的混合动力总成冷却系统，属于发动机的冷却技术领域。

背景技术

近年来，随着石油储备的减少，环境污染问题的加剧，以及政府对燃油经济性和排放要求的提高，节能、环保的混合动力汽车日益受到欢迎。与传统汽车相比，混合动力汽车增加了电机、电机控制器、动力电池等有冷却需求的零部件。但是，由于电机、动力电池与发动机的冷却要求不同，无法共用一套冷却系统，导致增加了汽车的空间需求，使得整车布置更加困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有混合动力车辆存在的上述缺陷，提出了一种新型的混合动力总成冷却系统，利用液压风扇转速由冷却需求决定，不必受限于发动机转速的优点，使得电机冷却系统与发动机冷却系统得到较好的温度控制，且液压风扇可独立安装，易于布置。

本实用新型是采用以下的实用新型实现的：一种新型的混合动力总成冷却系统，包括发动机冷却系统和电机冷却系统，发动机冷却系统和电机冷却系统相互并联；发动机冷却系统包括依次相连的发动机、水泵Ⅰ、散热器Ⅰ、油散热器Ⅰ、变量马达及风扇Ⅰ和HCU冷却控制模块Ⅰ，发动机冷却系统还包括HCU冷却控制模块Ⅰ、温度传感器Ⅰ和油温传感器Ⅰ，HCU冷却控制模块Ⅰ分别与变量马达及风扇Ⅰ、温度传感器Ⅰ和油温传感器Ⅰ相连；电机冷却系统包括依次相连的电机、电机控制器、水泵Ⅱ、散热器Ⅱ、油散热器Ⅱ和变量马达及风扇Ⅱ，电机冷却系统还包括HCU冷却控制模块Ⅱ、油温传感器Ⅱ、温度传感器Ⅱ、温度传感器Ⅲ和温度传感器Ⅳ，HCU冷却控制模块Ⅱ分别与变量马达及风扇Ⅱ、油温传感器Ⅱ、温度传感器Ⅱ、温度传感器Ⅲ和温度传感器Ⅳ相连。

进一步地，温度传感器Ⅰ位于发动机的出水口；油温传感器Ⅰ位于变量马达及风扇Ⅰ的周围。

进一步地，变量马达及风扇Ⅰ通过调节变量马达Ⅰ的斜盘摆角调节风扇Ⅰ的转速。

进一步地，油温传感器Ⅱ位于电机控制器的出水口；温度传感器Ⅱ、温度传感器Ⅲ和温度传感器Ⅳ位于变量马达及风扇Ⅱ周围。

进一步地，电机控制器入口温度不超过60℃；电机入口温度不超过65℃。

进一步地，总成冷却系统包括电机驱动模式、发动机驱动模式、在线充电模式、共同驱动模式和再生制动模式。

进一步地，电机驱动模式下，发动机保持怠速，定量泵安装于发动机上。

进一步地，发动机驱动模式下，发动机熄火，定量泵安装于变速箱的后取力端上。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型所述的新型的混合动力总成冷却系统，通过HCU对冷却介质温度及风扇系统油温的收集及分析，从而控制液压马达排量，实现液压马达转速由冷却介质温度控制，保证发动机、电机、电机控制器在合适的温度下运行；

(2)本实用新型所述的新型的混合动力总成冷却系统，液压风扇转速不必受限于发动机转速，可随冷却介质温度调节，保证发动机在低转速下具有更高的冷却功率；

(3)本实用新型所述的新型的混合动力总成冷却系统，采用的液压泵可从发动机或变速箱上取力，来满足不同混合动力车辆整车控制策略和工作模式需求，简单易实现；

(4)本实用新型所述的新型的混合动力总成冷却系统，采用的液压风扇、液压马达模块结构紧凑，布置位置不必受限于发动机，易于整车布置。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1发动机，2离合器，3电机，4变速箱，5电机控制器，6定量泵，7散热器Ⅰ，8油散热器Ⅰ，9变量马达及风扇Ⅰ，10水泵Ⅰ，11温度传感器Ⅰ，12油温传感器Ⅰ，13散热器Ⅱ，14油散热器Ⅱ，15变量马达及风扇Ⅱ，16水泵Ⅱ，17油温传感器Ⅱ，18温度传感器Ⅱ，19温度传感器Ⅲ，20温度传感器Ⅳ，21油箱，22控制阀块，23HCU冷却控制模块Ⅰ，24HCU冷却控制模块Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型包括发动机冷却系统和电机冷却系统，发动机冷却系统和电机冷却系统相互并联；发动机冷却系统包括依次相连的发动机1、水泵Ⅰ10、散热器Ⅰ7、油散热器Ⅰ8、变量马达及风扇Ⅰ9和HCU冷却控制模块Ⅰ23，发动机冷却系统还包括HCU冷却控制模块Ⅰ23、温度传感器Ⅰ11和油温传感器Ⅰ12，HCU冷却控制模块Ⅰ23分别与变量马达及风扇Ⅰ9、温度传感器Ⅰ11和油温传感器Ⅰ12相连；电机冷却系统包括依次相连的电机3、电机控制器5、水泵Ⅱ16、散热器Ⅱ13、油散热器Ⅱ14和变量马达及风扇Ⅱ15，电机冷却系统还包括HCU冷却控制模块Ⅱ24、油温传感器Ⅱ17、温度传感器Ⅱ18、温度传感器Ⅲ19和温度传感器Ⅳ20，HCU冷却控制模块Ⅱ24分别与变量马达及风扇Ⅱ15、油温传感器Ⅱ17、温度传感器Ⅱ18、温度传感器Ⅲ19和温度传感器Ⅳ20相连。

温度传感器Ⅰ11位于发动机1的出水口；油温传感器Ⅰ12位于变量马达及风扇Ⅰ9的周围。变量马达及风扇Ⅰ9通过调节变量马达Ⅰ的斜盘摆角调节风扇Ⅰ的转速。油温传感器Ⅱ17位于电机控制器5的出水口；温度传感器Ⅱ18、温度传感器Ⅲ19和温度传感器Ⅳ20位于变量马达及风扇Ⅱ15周围。电机控制器5入口温度不超过60℃；电机3入口温度不超过65℃。定量泵6安装于发动机1上或者安装于变速箱4的后取力端。总成冷却系统包括电机驱动模式、发动机驱动模式、在线充电模式、共同驱动模式和再生制动模式。

本文提出一种新型的混合动力总成冷却方案，将液压风扇驱动冷却系统应用于混合动力车辆的冷却中，利用液压风扇转速无级变速的优点，使得电机冷却系统与发动机冷却系统得到较好的温度控制，保证电机3、电机控制器5、发动机1工作在正常工作范围，系统原理图如图1所示。

本冷却方案主要分为两部分，一部分为发动机冷却系统，主要功能是冷却发动机1及其润滑系统、空调系统。HCU冷却控制模块Ⅰ23收集温度传感器Ⅰ11和油温传感器Ⅰ12传递的发动机1出水口温度和风扇Ⅰ油温，通过分析后发出控制指令给变量马达Ⅰ，通过调节变量马达Ⅰ的斜盘摆角调节风扇Ⅰ的转速，这就实现了风扇Ⅰ的转速由被冷却介质温度控制，而与发动机1转速无关。

另一部分为电机冷却系统，主要功能是冷却电机3、电机控制器5等电气元件。HCU冷却控制模块Ⅱ24收集油温传感器Ⅱ17和温度传感器Ⅱ18、温度传感器Ⅲ19、温度传感器Ⅳ20传递的风扇Ⅱ油温和电机3、电机控制器5进出水口温度，通过分析后发出控制指令给变量马达Ⅱ，通过调节变量马达Ⅱ的斜盘摆角调节风扇Ⅱ的转速，使得电机控制器5及电机3冷却水温度保持在要求的温度范围，一般电机控制器5入口温度不超过60℃，电机3入口温度不超过65℃。

该混合动力车辆中两套冷却系统共用一个液压泵，也就是定量泵6。该定量泵6根据整车的控制侧率需求可以安装于发动机1上或者变速箱4的后取力端。如整车控制策略中纯电动模式下，发动机1保持怠速，定量泵6可直接安装于发动机1上；若纯电动模式下，发动机1熄火，则需将液压泵安装于变速箱4的后取力端上。

根据混合动力车辆工作模式的不同，由HCU判定发动机冷却系统、电机冷却系统是否启用，或是两套冷却系统同时启用，通过控制阀块22实现各个冷却系统的启用。当发动机1或电机3单独工作时，由HCU发送指令给控制阀块22，关闭不工作的液压油路，多余的液压油通过控制阀块22回油箱21。

本实用新型的核心在于：发动机1与电机3系统各采用一套液压冷却系统，根据冷却系统的散热需求来调节液压马达排量，从而调节液压风扇转速，满足混合动力车辆中发动机1、电机3、电机控制器5的冷却问题。液压风扇转速由被冷却介质温度控制，不必受限于发动机1转速，且液压风扇可独立安装，易于布置。

需要说明的是：1、本实用新型中电机冷却系统可同时用于冷却DC/DC转换器、DC/AC逆变器等混合动力车辆上需要冷却的其他电气元件；2、本实用新型中定量泵6+变量马达组合可以由定量泵6+比例溢流阀+定量马达组合、变量泵+比例流量阀+定量马达组合来实现。

并联式混合动力总成中，根据行驶工况的不同，发动机1与电机3可以分别独立地向车辆传动系统提供扭矩，也可共同驱动车辆，主要有以下五个工作模式：

电机驱动模式：车辆起步及低速行驶时，发动机1处于熄火或怠速工况，由电机3提供车辆起步的动力，消除发动机1起步加速黑烟，减排效果明显；

发动机驱动模式：车辆行驶达到一定车速后，电机3倒拖起动发动机1，由发动机1提供车辆驱动力；

在线充电模式：若发动机1提供的功率大于行驶所需功率，则富余的功率用来驱动电机3给动力电池充电；

共同驱动模式：车辆加速工况下，发动机1提供的功率无法满足行驶功率需求，则由电机3提供剩余功率；

再生制动模式：车辆减速制动时，发动机1熄火或怠速，车轮带动电机3运行于发电模式，给动力电池充电，节约能源并减少刹车片的磨损。

当然，上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定对本实用新型的实施例范围。本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围内。

Claims (8)

1.一种新型的混合动力总成冷却系统，其特征在于：包括发动机冷却系统和电机冷却系统，发动机冷却系统和电机冷却系统相互并联；发动机冷却系统包括依次相连的发动机(1)、水泵Ⅰ(10)、散热器Ⅰ(7)、油散热器Ⅰ(8)、变量马达及风扇Ⅰ(9)和HCU冷却控制模块Ⅰ(23)，发动机冷却系统还包括HCU冷却控制模块Ⅰ(23)、温度传感器Ⅰ(11)和油温传感器Ⅰ(12)，HCU冷却控制模块Ⅰ(23)分别与变量马达及风扇Ⅰ(9)、温度传感器Ⅰ(11)和油温传感器Ⅰ(12)相连；电机冷却系统包括依次相连的电机(3)、电机控制器(5)、水泵Ⅱ(16)、散热器Ⅱ(13)、油散热器Ⅱ(14)和变量马达及风扇Ⅱ(15)，电机冷却系统还包括HCU冷却控制模块Ⅱ(24)、油温传感器Ⅱ(17)、温度传感器Ⅱ(18)、温度传感器Ⅲ(19)和温度传感器Ⅳ(20)，HCU冷却控制模块Ⅱ(24)分别与变量马达及风扇Ⅱ(15)、油温传感器Ⅱ(17)、温度传感器Ⅱ(18)、温度传感器Ⅲ(19)和温度传感器Ⅳ(20)相连。

2.根据权利要求1所述的新型的混合动力总成冷却系统，其特征在于：温度传感器Ⅰ(11)位于发动机(1)的出水口；油温传感器Ⅰ(12)位于变量马达及风扇Ⅰ(9)的周围。

3.根据权利要求1所述的新型的混合动力总成冷却系统，其特征在于：变量马达及风扇Ⅰ(9)通过调节变量马达Ⅰ的斜盘摆角调节风扇Ⅰ的转速。

4.根据权利要求1所述的新型的混合动力总成冷却系统，其特征在于：油温传感器Ⅱ(17)位于电机控制器(5)的出水口；温度传感器Ⅱ(18)、温度传感器Ⅲ(19)和温度传感器Ⅳ(20)位于变量马达及风扇Ⅱ(15)周围。

5.根据权利要求1所述的新型的混合动力总成冷却系统，其特征在于：电机控制器(5)入口温度不超过60℃；电机(3)入口温度不超过65℃。

6.根据权利要求1所述的新型的混合动力总成冷却系统，其特征在于：总成冷却系统包括电机驱动模式、发动机驱动模式、在线充电模式、共同驱动模式和再生制动模式。

7.根据权利要求6所述的新型的混合动力总成冷却系统，其特征在于：电机驱动模式下，发动机(1)保持怠速，定量泵(6)安装于发动机(1)上。

8.根据权利要求6所述的新型的混合动力总成冷却系统，其特征在于：发动机驱动模式下，发动机(1)熄火，定量泵(6)安装于变速箱(4)的后取力端上。