混动车辆和用于混动车辆的热管理系统
技术领域
本公开涉及车辆领域，具体地，涉及一种混动车辆和用于混动车辆的热管理系统。
背景技术
目前，大部分混动车辆的乘员舱供暖(包含除霜除雾)和电池包加热均采用正温度系数(Positive Temperature Coefficient，PTC)加热系统或热泵电加热系统，成本均较高。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种混动车辆和用于混动车辆的热管理系统，能够降低混动车辆取暖的成本。
根据本公开的第一实施例，提供一种用于混动车辆的热管理系统，该系统包括：消音器废热回收模块，用于回收消音器内部的废气热量；乘员舱供暖模块和/或电池包加热模块，其中，所述乘员舱供暖模块用于获取所述消音器废热回收模块释放的热量以对乘员舱供暖，所述电池包加热模块用于获取所述消音器废热回收模块释放的热量以对电池包进行加热；以及控制模块，用于基于预设条件来控制所述消音器废热回收模块的状态，其中所述状态包括热量回收状态、热量释放状态和关闭状态。
可选地，所述消音器废热回收模块包括储能子模块、导热介质储存腔和导热介质循环驱动控制子模块，其中：所述导热介质循环驱动控制子模块驱动所述导热介质储存腔中的导热介质在所述储能子模块与所述导热介质储存腔之间循环，以将所述导热介质吸收的废气热量存储在所述储能子模块中。
可选地，所述导热介质储存腔被布置在所述消音器的表面上。
可选地，所述储能子模块包括第一储能子模块和第二储能子模块，所述导热介质储存腔包括第一导热介质储存腔和第二导热介质储存腔，所述导热介质循环驱动控制子模块包括第一导热介质循环驱动控制子模块和第二导热介质循环驱动控制子模块，其中：所述第一导热介质循环驱动控制子模块驱动所述第一导热介质储存腔中的导热介质在所述第一储能子模块与所述第一导热介质储存腔之间循环，以将所述第一导热介质储存腔中的导热介质吸收的废气热量存储在所述第一储能子模块中，而且所述第一储能子模块中存储的热量用于对所述乘员舱供暖；以及所述第二导热介质循环驱动控制子模块驱动所述第二导热介质储存腔中的导热介质在所述第二储能子模块与所述第二导热介质储存腔之间循环，以将所述第二导热介质储存腔中的导热介质吸收的废气热量存储在所述第二储能子模块中，而且所述第二储能子模块中存储的热量用于对所述电池包加热。
可选地，所述乘员舱供暖模块包括乘员舱换热子模块和乘员舱导热介质管路，其中：在所述乘员舱导热介质管路中流动的导热介质从所述消音器废热回收模块获取热量并将所获取的热量传递给所述乘员舱换热子模块，以及所述乘员舱换热子模块用于对所述乘员舱进行供暖。
可选地，所述乘员舱供暖模块还包括乘员舱风机，用于将所述乘员舱换热子模块所获取的热量吹向所述乘员舱。
可选地，所述电池包加热模块包括电池包换热子模块、电池包导热介质管路、水管、水泵和电芯底部水加热板，其中：在所述电池包导热介质管路中流动的导热介质从所述消音器废热回收模块获取热量并将所获取的热量传递给所述电池包换热子模块，所述电池包换热子模块用于将所获取的热量传递给在所述水管中流动的水，所述水在所述水泵的驱动下载所述水管中流动并将从所述电池包换热子模块获取到的热量传递给所述电芯底部水加热板，所述电芯底部水加热板用于对所述电池包进行加热。
可选地，所述控制模块还用于：在所述混动车辆的发动机处于开启状态的情况下，控制所述消音器废热回收模块进行热量回收；在接收到乘员舱供暖需求的情况下，控制所述消音器废热回收模块向所述乘员舱供暖模块释放热量；以及在未接收到乘员舱供暖需求且所述发动机处于关闭状态的情况下，控制所述消音器废热回收模块关闭。
可选地，所述控制模块还用于：在所述混动车辆的发动机处于开启状态的情况下，控制所述消音器废热回收模块进行热量回收；在所述电池包的环境温度低于第二预设温度阈值且电池包加热板水温低于第三预设温度阈值的情况下，控制所述消音器废热回收模块向所述电池包加热模块释放热量；以及在所述电池包加热板水温高于所述第三预设温度阈值且所述发动机处于关闭状态的情况下，控制所述消音器废热回收模块关闭。
根据本公开的第二实施例，提供一种混动车辆，包括根据本公开第一实施例所述的热管理系统。
通过采用上述技术方案，能够利用发动机消音器内部的废气热量进行乘员舱的供暖和电池包的加热，因此最大化地回收了发动机排气废热能量，减少了能源浪费，而且在消音器内部废热能量得到利用的同时降低了消音器表面的温度，降低了消音器周围热害件(例如后保险杠、备胎盆等)的热害风险，甚至可以取消隔热罩以降低成本。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1示出一种根据本公开实施例的用于混动车辆的热管理系统的示意框图。
图2示出了根据本公开实施例的热管理系统的示意结构图。
图3示出了根据本公开实施例的热管理系统的又一示意结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
图1示出一种根据本公开实施例的用于混动车辆的热管理系统的示意框图，如图1所示，该系统包括：消音器废热回收模块11，用于回收消音器内部的废气热量；乘员舱供暖模块12和/或电池包加热模块13，其中，所述乘员舱供暖模块12用于获取所述消音器废热回收模块11释放的热量以对乘员舱供暖，所述电池包加热模块13用于获取所述消音器废热回收模块11释放的热量以对电池包进行加热；以及控制模块14，用于基于预设条件来控制所述消音器废热回收模块11的状态，其中所述状态包括热量回收状态、热量释放状态和关闭状态。
其中，根据本公开实施例的用于混动车辆的热管理系统可以包括乘员舱供暖模块12和电池包加热模块13中的任意一者或两者，优选两者都包括。
另外，在本公开中，乘员舱的供暖包括对乘员舱整个环境的供暖，也包括乘员舱的除雾除霜。
通过采用上述技术方案，能够利用发动机消音器内部的废气热量进行乘员舱的供暖和电池包的加热，因此最大化地回收了发动机排气废热能量，减少了能源浪费，而且在消音器内部废热能量得到利用的同时降低了消音器表面的温度，降低了消音器周围热害件(例如后保险杠、备胎盆等)的热害风险，甚至可以取消隔热罩以降低成本。
图2示出了根据本公开实施例的热管理系统的示意结构图。如图2所示，所述消音器废热回收模块11包括储能子模块、导热介质储存腔和导热介质循环驱动控制子模块，其中：所述导热介质循环驱动控制子模块驱动所述导热介质储存腔中的导热介质在所述储能子模块与所述导热介质储存腔之间循环，以将所述导热介质吸收的废气热量存储在所述储能子模块中。这样，通过导热介质的循环流动，就能够将消音器内部的废气热量存储在储能子模块中。
在图2的图示中，储能子模块被示为包括第一储能子模块110a和第二储能子模块110b，所述导热介质储存腔被示为包括第一导热介质储存腔111a和第二导热介质储存腔111b，所述导热介质循环驱动控制子模块被示为包括第一导热介质循环驱动控制子模块112a和第二导热介质循环驱动控制子模块112b，其中：所述第一导热介质循环驱动控制子模块112a驱动所述第一导热介质储存腔111a中的导热介质在所述第一储能子模块110a与所述第一导热介质储存腔111a之间循环，以将所述第一导热介质储存腔111a中的导热介质吸收的废气热量存储在所述第一储能子模块110a中，而且所述第一储能子模块110a中存储的热量用于对所述乘员舱供暖；以及所述第二导热介质循环驱动控制子模块112b驱动所述第二导热介质储存腔111b中的导热介质在所述第二储能子模块110b与所述第二导热介质储存腔111b之间循环，以将所述第二导热介质储存腔111b中的导热介质吸收的废气热量存储在所述第二储能子模块110b中，而且所述第二储能子模块110b中存储的热量用于对所述电池包加热。
在本公开中，储能子模块可以利用已知的各种热储能技术来储存热量，例如显热储存技术、潜热储存技术、利用相变材料的热储能技术、利用热传导的储能技术等等。
在本公开中，导热介质循环驱动控制子模块可以由各种泵结构来实现，以便能够驱动导热介质进行循环流动。
另外，所述导热介质储存腔(例如第一导热介质储存腔111a和第二导热介质储存腔111b)被布置在消音器2的表面上。这样有利于导热介质储存腔中的导热介质吸收消音器2内部的废气热量。
本领域技术人员应当理解的是，虽然图2中示出了2个储能子模块、2个导热介质循环驱动控制子模块和2个导热介质储存腔，但是实际上，本公开对这些部件的数量不做限制，只要能够实现将消音器内部的废气热量存储在储能子模块的目的即可。也即储能子模块、导热介质循环驱动控制子模块和导热介质储存腔各自的数量可以是1个、3个或者更多数量，而且储能子模块、导热介质循环驱动控制子模块和导热介质储存腔各自的数量也可以是相等或者不相等的，例如储能子模块有1个、导热介质储存腔有3个、而导热介质循环驱动控制子模块有2个也是可以的。
进一步参考图2，所述乘员舱供暖模块12包括乘员舱换热子模块120和乘员舱导热介质管路121，其中：在所述乘员舱导热介质管路121中流动的导热介质从所述消音器废热回收模块11获取热量并将所获取的热量传递给所述乘员舱换热子模块120，以及所述乘员舱换热子模块120用于对所述乘员舱1进行供暖。
在图2所示的示例结构中，乘员舱导热介质管路121与第一导热介质储存腔111a是连通的，这样储存热能过程中所使用的导热介质与向乘员舱1供暖的导热介质可以共用，也即第一导热介质储存腔111a中的导热介质既可以被用来实现热量储存，又能够被用来实现向乘员舱1供暖。当然，因为乘员舱导热介质管路121与第一导热介质储存腔111a是连通的，所以当第一储能子模块110a正在进行储能时，第一导热介质储存腔111a中的导热介质也会流经乘员舱换热子模块120。也即，这种结构没有将储存热量的循环与释放热量的循环隔离。
另外，乘员舱换热子模块120可以利用现有的各种换热器结构来实现，例如其可以是被铺设在乘员舱1地面下的金属管，其还可以是类似于暖气片形式的换热器，其还可以是类似于暖风机之类的换热器等。
进一步参考图2，所述乘员舱供暖模块12还包括乘员舱风机122，用于将所述乘员舱换热子模块120所获取的热量吹向所述乘员舱1，这样能够提高乘员舱1的供暖效率。
进一步参考图2，所述电池包加热模块13包括电池包换热子模块130、电池包导热介质管路131、水管132、水泵133和电芯底部水加热板134，其中：在所述电池包导热介质管路131中流动的导热介质从所述消音器废热回收模块11获取热量并将所获取的热量传递给所述电池包换热子模块130，所述电池包换热子模块130用于将所获取的热量传递给在所述水管132中流动的水，所述水在所述水泵133的驱动下载所述水管132中流动并将从所述电池包换热子模块130获取到的热量传递给所述电芯底部水加热板134，所述电芯底部水加热板134用于对所述电池包进行加热。
在本公开中，电池包换热子模块130可以利用现有的各种换热结构来实现，例如其可以是金属等。
另外，在图2所示的示例结构中，电池包导热介质管路131与第二导热介质储存腔111b是连通的，这样储存热能过程中所使用的导热介质与向电池包供热的导热介质可以共用，也即第二导热介质储存腔111b中的导热介质既可以被用来实现热量储存，又能够被用来实现向电池包供热。当然，因为电池包导热介质管路131与第二导热介质储存腔111b是连通的，所以当第二储能子模块110b正在进行储能时，第二导热介质储存腔111b中的导热介质也会流经电池包换热子模块130。也即，这种结构没有将储存热量的循环与释放热量的循环隔离。
图3示出了根据本公开又一实施例的热管理系统的示意结构图。图3与图2的区别在于，储存热量的循环回路与释放热量的循环回路是独立的。例如，第一导热介质储存腔111a和第一储能子模块110a构成了一个独立的储存热量的循环回路，第一储能子模块110a和乘员舱导热介质管路121构成了一个独立的释放热量的循环回路，在图3中，这两个循环回路共用第一导热介质循环驱动控制子模块112a，但是实际应用中，这两个循环回路也可以使用各自的导热介质循环驱动控制子模块。再例如，第二导热介质储存腔111b和第二储能子模块110b构成了一个独立的储存热量的循环回路，第二储能子模块110b和电池包导热介质管路131构成了一个独立的释放热量的循环回路，在图3中，这两个循环回路共用第二导热介质循环驱动控制子模块112b，但是实际应用中，这两个循环回路也可以使用各自的导热介质循环驱动控制子模块。
下面描述控制模块14如何控制消音器废热回收模块11如何回收热量和释放热量。控制模块14的基本控制原理是：在发动机处于开启状态时，因为消音器内部会有废气排放，所以此时就可以控制进行废热回收；在乘客舱有功能需求或者在电池包有加热需要时，就控制进行热量释放。
以图2所示的结构为例。
在所述混动车辆的发动机处于开启状态的情况下，控制模块14控制第一储能子模块110a和第二储能子模块110b进行热量回收，此时第一储能子模块110a和第二储能子模块110b均处于热量回收状态。
在接收到乘员舱供暖需求的情况下，控制模块14控制第一储能子模块110a向所述乘员舱供暖模块12释放热量，此时第一储能子模块110a处于热量释放状态。其中，乘员舱供暖需求可以包括以下中的一者或者多者：(1)乘员舱的环境温度低于第一预设温度阈值；(2)乘客输入了乘员舱供暖请求。例如，控制模块14可以在所述乘员舱1的环境温度低于第一预设温度阈值而不管有没有接收到乘员舱供暖请求的情况下，就控制第一储能子模块110a启动并向乘员舱供暖模块12释放热量。再例如，控制模块14可以在接收到乘员舱供暖请求而不管乘员舱的环境温度是否低于第一预设温度阈值的情况下，就控制第一储能子模块110a启动并向乘员舱供暖模块12释放热量。再例如，控制模块14也可以在乘员舱的环境温度低于第一预设温度阈值且控制模块14接收到乘员舱供暖请求这两个条件同时满足的情况下，才会控制第一储能子模块110a启动并向乘员舱供暖模块12释放热量。另外，如果控制模块14在发动机处于开启状态时接收到了乘员舱供暖需求，则此时控制模块14控制第一储能子模块110a同时进行热量的储存和释放。
在控制模块14未接收到乘员舱供暖需求且所述发动机处于关闭状态的情况下，控制模块14控制所述第一储能子模块110a关闭，此时第一储能子模块110a就处于关闭状态。
在所述电池包的环境温度低于第二预设温度阈值且电池包加热板水温低于第三预设温度阈值的情况下，控制模块14控制第二储能子模块110b向所述电池包加热模块13释放热量。另外，如果在发动机处于开启状态时，所述电池包的环境温度低于第二预设温度阈值且电池包加热板水温低于第三预设温度阈值的条件也得到了满足，则此时控制模块14控制第二储能子模块110b同时进行热量的储存和释放。
在所述电池包加热板水温高于所述第三预设温度阈值且所述发动机处于关闭状态的情况下，控制模块14控制第二储能子模块110b关闭。
另外，控制模块14可以利用本领域中公知的各种控制器来实现，例如现场可编程门阵列、单片机等控制器。
另外，电池包的环境温度、乘员舱的环境温度以及电池包加热板水温都可以利用已知的各种温度传感器来检测。
另外，如果根据本公开实施例的热管理系统只包括一个储能子模块，则该储能子模块需要在乘员舱供暖模块12和电池包加热模块13中的任意一者有供热需求时都保持打开状态，以便能够向乘员舱供暖模块12、电池包加热模块13提供热量。
根据本公开的又一实施例，提供一种混动车辆，其包括前面所述的热管理系统。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
