一种混合动力源一体式冷热调节装置及其工作方法
阅读说明：本技术 一种混合动力源一体式冷热调节装置及其工作方法 (Hybrid power source integrated cold and hot adjusting device and working method thereof ) 是由 罗云行 杨柳清 罗蓉琅 于 2020-06-01 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种混合动力源一体式冷热调节装置及其工作方法,该装置包括柴油机风扇冷热调节组件、发电和储电冷热调节组件、空调冷却调节组件、风扇组件,柴油机风扇冷热调节组件、发电和储电冷热调节组件、空调冷却调节组件均设置在风扇组件的一侧；柴油机风扇冷热调节组件包括第一燃油水加热器和柴油机机体；发电和储电冷热调节组件包括第二燃油水加热器、蒸发器以及发热器件；空调冷却调节组件与发电和储电冷热调节组件共用蒸发器,空调冷却调节组件还包括冷凝组件,冷凝组件与蒸发器之间设置有制冷剂管道。本发明还提供上述装置的工作方法。本发明的装置适用的场景更宽,满足恶劣条件下的使用。(The invention provides a hybrid power source integrated cold and hot adjusting device and a working method thereof, wherein the device comprises a diesel engine fan cold and hot adjusting component, a power generation and electricity storage cold and hot adjusting component, an air conditioner cooling adjusting component and a fan component, wherein the diesel engine fan cold and hot adjusting component, the power generation and electricity storage cold and hot adjusting component and the air conditioner cooling adjusting component are all arranged on one side of the fan component; the cold and hot adjusting assembly of the diesel engine fan comprises a first fuel water heater and a diesel engine body; the power generation and storage cold and heat regulation assembly comprises a second fuel water heater, an evaporator and a heating device; the air conditioner cooling adjusting assembly and the power generation and electricity storage cold and heat adjusting assembly share the evaporator, the air conditioner cooling adjusting assembly further comprises a condensation assembly, and a refrigerant pipeline is arranged between the condensation assembly and the evaporator. The invention also provides a working method of the device. The device provided by the invention is wider in applicable scene and meets the use requirement under severe conditions.)
技术领域
本发明属于新能源车辆控制领域，尤其涉及的是一种混合动力源一体式冷热调节装置以及这种装置的工作方法。
背景技术
随着信息化和智能化技术的发展，在国家节能环保的政策下，对应用于无人操作等特殊应用场所的无人车需求量也越来越大。目前一部分无人车使用混合动力源提供动力，混合动力源通常包括一个电池组，电池组内设置有多个电池。但是，目前混合动力汽车所使用的动力电池组普遍存在能量密度低、成本高、高低温环境条件下不能正常充放电的缺点，导致目前新能源汽车目前还大量采用混合动力源的形式满足其动力需求。
但是目前大量的混合动力源都因为动力电池在高低温环境条件下不能正常充放电、柴油机低温下启动困难的缺陷，应用范围和领域受限，尤其不适合我国东北等高寒地区使用。为了解决以上问题，常规的做法是通过外置多个水箱散热器及风扇进行散热，但这种方式所使用的散热器占用的孔径空间较大，且散热效率低下，基本达不到高温下冷却和低温下保温的性能，不能满足混合动力源所需的正常工作温度范围，而且还容易出现故障。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的一个目的是提供一种混合动力源一体式冷热调节装置，以解决现有的混合动力源散热不理想而导致的应用范围和领域受限的问题。
本发明的另一个目的是提供上述混合动力源一体式冷热调节装置的工作方法。
为实现上述的第一目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种混合动力源一体式冷热调节装置包括柴油机风扇冷热调节组件、发电和储电冷热调节组件、空调冷却调节组件、风扇组件，柴油机风扇冷热调节组件、发电和储电冷热调节组件、空调冷却调节组件均设置在风扇组件的一侧；柴油机风扇冷热调节组件包括第一燃油水加热器和柴油机机体，第一燃油水加热器与柴油机机体之间连接有第一防冻液管道；发电和储电冷热调节组件包括第二燃油水加热器、蒸发器以及发热器件，第二燃油水加热器与发热器件、蒸发器之间连接有第二防冻液管道；空调冷却调节组件与发电和储电冷热调节组件共用蒸发器，空调冷却调节组件还包括冷凝组件，冷凝组件与蒸发器之间设置有制冷剂管道。
优选的，柴油机风扇冷热调节组件还包括柴油机散热器、中冷器、机油散热器、第一水泵，柴油机散热器正对柴油机机体，柴油机散热器、中冷器、机油散热器、第一水泵与第一燃油水加热器之间依次连接有第一防冻液管道。
优选的，发热器件包括发电机、发电机控制器、能量管理单元以及动力电池，发电和储电冷热调节组件还包括电机散热器以及第二水泵，电机散热器、蒸发器、第二水泵、动力电池、能量管理单元、发电机控制器、发动机与第二燃油水加热器之间依次连接有第二防冻液管道。
优选的，冷凝组件包括冷凝器、柴油机压缩机、储液干燥器和节流膨胀阀，冷凝器、储液干燥器、节流膨胀阀、蒸发器与柴油机压缩机之间依次设置有制冷剂管道。
优选的，风扇组件为电动风扇，电动风扇包括直流电机以及由直流电机驱动的扇叶，直流电机与开关电连接。
为实现上述的第二目的，本发明的混合动力源一体式冷热调节装置的工作方法包括：在环境温度为-40℃～0℃时，第一燃油水加热器及第二燃油水加热器将冷却液加热至0℃以上；在环境温度为25℃～40℃时，启动风扇组件对柴油机机体、发热器件散热；在环境温度为40℃～60℃时，启动风扇组件对柴油机机体、发热器件散热的同时，启动空调冷却调节组件。
优选的，在环境温度为-40℃～0℃时，启动第一燃油水加热器，通过第一燃油水加热器加热柴油机机体内的防冻液；当环境温度高于0℃时，关闭第一燃油水加热器，通过风扇组件对柴油机机体进行冷却。
优选的，在环境温度为-40℃～0℃时，启动第二燃油水加热器，通过第二燃油水加热器对防冻液进行加热；在环境温度为0℃～40℃时，关闭第二燃油水加热器，通过风扇组件对发热器件进行冷却；在环境温度为40℃～60℃时，通过风扇组件及空调冷却调节组件对发热器件进行冷却。
优选的，在环境温度为40℃～60℃时，通过制冷剂的汽化对发热器件进行冷却。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的混合动力源一体式冷热调节装置实现高温下冷却、低温下加热保温为一体的功能，采用柴油机自带的压缩机提供空调冷却所需的高压制冷剂，且柴油机散热器、电机散热器和冷凝器设计为一体式结构，共用一套电动式风扇进行统一冷却，形成一体化的冷热调节设计的方式，解决目前混合动力源在60℃以下的高温冷却和在-40℃以上的加热保温的问题，满足混合动力源正常工作时的温度（范围0℃～40℃）需求，从而使混合动力源能够正常起动、通风散热、保温和工作，可拓宽应用范围和领域，适合于我国东北等高寒地区使用，具有全天候工作的优点。
附图说明
图1为应用本发明混合动力源一体式冷热调节装置实施例的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，本发明体用的一种混合动力源一体式冷热调节装置包括风扇组件10、柴油机风扇冷热调节组件、发电和储电冷热调节组件以及空调冷却调节组件。
柴油机风扇冷热调节组件包括中冷器21、机油散热器22、第一水泵23、第一燃油水加热器24、柴油机机体25以及柴油机散热器26，其中，柴油机散热器26正对柴油机机体25并且对柴油机机体25进行散热，且柴油机散热器26、中冷器21、机油散热器22、第一水泵23与第一燃油水加热器24、柴油机机体25之间依次连接，并且一次连接有第一防冻液管道，第一防冻液管道依次将柴油机散热器26、中冷器21、机油散热器22、第一水泵23与第一燃油水加热器24、柴油机机体25连通，使得防冻液能够通过第一防冻液管道依次流经柴油机散热器26、中冷器21、机油散热器22、第一水泵23与第一燃油水加热器24、柴油机机体25。
发电和储电冷热调节组件包括第二燃油水加热器38、蒸发器32、电机散热器31以及多个发热器件，其中，多个发热器件包括发电机37、发电机控制器36、能量管理单元35以及动力电池34，并且，第二燃油水加热器37与发热器件、蒸发器32之间连接有第二防冻液管道，具体的，电机散热器31、蒸发器32、第二水泵33、动力电池34、能量管理单元35、发电机控制器36、发电机37以及第二燃油水加热器38之间依次连接，并且通过第二防冻液管道依次连通。使得防冻液能够通过第二防冻液管道依次流经电机散热器31、蒸发器32、第二水泵33、动力电池34、能量管理单元35、发电机控制器36、发电机37以及第二燃油水加热器38。
本实施例中，空调冷却调节组件与发电和储电冷热调节组件共用蒸发器32，空调冷却调节组件还包括冷凝组件，其中该冷凝组件与蒸发器之间设置有制冷剂管道，具体的，冷凝组件包括冷凝器41、柴油机压缩机44、储液干燥器42和节流膨胀阀43，冷凝器41、储液干燥器42、节流膨胀阀43、蒸发器32与柴油机压缩机44依次连接，并且冷凝器41、储液干燥器42、节流膨胀阀43、蒸发器32与柴油机压缩机44之间依次通过制冷剂管道连通，制冷剂可以在制冷剂管道内流通。
图1中的实线为第一防冻液管道以及第二防冻液管道，而虚线为制冷剂管道。
并且，风扇组件10为电动风扇，电动风扇包括直流电机以及由直流电机驱动的扇叶，直流电机与开关电连接，通过开关的闭合和断开控制直流电的启动和停机，进而控制电动风扇的工作。当混合动力源在高温的环境条件下需要进行冷却时，可通过闭合开关启动电动风扇，从而冷却混合动力源的发热器件；当混合动力源在低温的环境条件下需要加热保温时，可通过断开开关停止电动风扇工作，从而不对混合动力源进行冷却，保持混合动力源当前的保温状态。
从图1可见，柴油机风扇冷热调节组件、发电和储电冷热调节组件、空调冷却调节组件均设置在风扇组件10的一侧，这样，冷风可以从风扇组件10的一侧被吹入至柴油机风扇冷热调节组件、发电和储电冷热调节组件从而对混合动力源内的发热器件进行散热。
本实施例的混合动力源一体式冷热调节装置用于混合动力源在60℃以下的高温冷却和在-40℃以上的加热保温，以满足混合动力源正常工作时的温度（范围0℃～40℃）需求，从而使混合动力源能够正常起动、通风散热、保温和工作。具体的，当在低温-40℃～0℃的环境温度下，通过柴油机风扇冷热调节组件的第一燃油水加热器24、发电和储电冷热调节组件中的第二燃油水加热器38将防冻液加热至0℃以上，对混合动力源各部件进行加热和保温，从而满足混合动力源的启动和工作要求。当在高于25℃～40℃的环境温度下，通过启动电动风扇对混合动力源进行冷却，满足动力源常温下的通风散热的要求；当在40℃～60℃的高温环境条件下，仅通过电动风扇对以上部件的散热是不够的，因此需通过启动空调冷却调节组件进行冷却，以满足动力电池在充放电工作时的散热要求。通过以上的加热保温和冷却的冷热调节装置，实现混合动力源在-40℃～60℃范围内的环境条件下起动、通风散热、保温和工作的要求。
具体的，在环境温度为-40℃～0℃时，第一燃油水加热器24及第二燃油水加热器38将防冻液管道内的防冻液加热至0℃以上；在环境温度为25℃～40℃时，启动风扇组件对柴油机机体、发热器件进行散热；在环境温度为40℃～60℃时，启动风扇组件10对柴油机机体25、发热器件散热的同时，还启动空调冷却调节组件对发电和储电冷热调节组件的发热器件进行散热。
例如，在环境温度为-40℃～0℃时，启动第一燃油水加热器24，通过第一燃油水加热器24对燃油进行加热，通过燃油的燃烧发出的热量对柴油机机体25内的防冻液进行加热。当环境温度高于0℃时，关闭第一燃油水加热器24，当环境温度超过25℃时，还通过风扇组件对柴油机机体25进行冷却。
并且，在环境温度为-40℃～0℃时，启动第二燃油水加热器38，通过第二燃油水加热器28对燃油进行加热，通过燃油的燃烧发出的热量对防冻液进行加热。在环境温度为0℃～40℃时，关闭第二燃油水加热器38，通过风扇组件10对发热器件进行冷却。在环境温度为40℃～60℃时，通过风扇组件10及空调冷却调节组件对发热器件进行冷却。具体的，在环境温度为40℃～60℃时，启动空调冷却调节组件，空调冷却调节组件的制冷剂在制冷剂管道内流动，制冷剂流经蒸发器32时对蒸发器降温，从而使得蒸发器的温度下降，并通过制冷剂的汽化对发热器件进行冷却。
可见，本发明通过柴油机自带的压缩机44提供空调冷却所需的高压制冷剂，整个装置的成本较低，且柴油机散热器26、电机散热器31和冷凝器4设计为一体式结构，共用一套电动风扇进行统一冷却，形成一体化的冷热管理设计。
此外，本发明的混合动力源一体式冷热调节装置可以解决现有混合动力源中的柴油机在低温-40℃情况下的难于启动、动力电池不能放电的问题，还能够解决混合动力源中的动力电池在高温60℃下不能充放电、易产生因发热引起的爆炸安全隐患的问题。通过本发明的技术，可以实现混合动力源在60℃以下的高温冷却和在-40℃以上的加热保温，以满足混合动力源正常工作时的温度（范围0℃～40℃）需求，从而使混合动力源能够正常起动、通风散热、保温和工作。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。