某深度混合动力汽车冷却系统的设计开发:油电混合动力汽车排名

　　摘要：阐述了混合动力汽车各子系统热量产生的机理以及其与车辆运行工况的关系，设计了基于独立循环流而冷却关系相互促进的新型混合动力轿车冷却系统。通过参数化设计和结构性能优化，使该冷却系统在现有混合动力轿车平台上取得满意的冷却效果。
　　关键词：混合动力汽车；电机控制器；动力合成箱；散热器
　　中图分类号：U464.138 文献标志码：A 文章编号：1005-2550（2012）04-0062-05
　　A Study on Design and Development of Cooling System on a Specific Deep
　　Hybrid Electric Vehicle
　　ZHANG Bo-rong，YU Cai-guang，HE Wen-jiang
　　（Geely Automobile Research Institute，Hangzhou 311228，China）
　　Abstract：The relationship between heat-generating mechanism of each subsystem and operating behavior of vehicle is discussed with regard to a hybrid electric vehicle in this paper. The new cooling system of hybrid electric vehicle is designed based on mutual action between a separate circulation flow and cooling relation. This cooling system achieves a satisfactory cooling effect on the existing platform of hybrid electric car by parameterized design and optimization of structure and performance.
　　Key words：hybrid electric vehicle；motor controller；hybrid transmission case；radiator
　　近年来，节油、低排放等成为汽车消费的重要指标，混合动力汽车适应这种节能与环保的要求，正日益成为汽车发展的前沿方向。
　　不同于传统汽车对发动机或者自动变速器进行冷却，混合动力汽车还需要对电机控制器、动力电池等新增零部件进行冷却。由于同时装有发动机和电动机两种动力装置，在不同的运行工况下，两种动力装置运行的状态不同，对冷却的需求也不同。各个关键零部件对工作温度的要求不同，表1列出了各热源的目标工作温度。
　　按照表1所示，各大热源的目标控制温度相差较大，不能共用冷却系统，相比传统车而言，需要增加三套冷却系统，此外由于动力电池的冷却采用风冷，具有不同冷却原理。本文中将对发动机、电机控制器、动力合成箱等冷却进行较为详细讨论，动力电池的冷却只做部分介绍。
　　1 深度混合动力汽车系统分析
　　1.1 车辆运行工况以及相应的冷却系统分析
　　混合动力汽车采用发动机和电动机双动力源的结构方案［1］，典型工况包括正向行驶时，纯电动、发动机驱动、混合驱动、制动等动力模式；逆向行驶除电量不足时采用混合动力，一般为电动模式；滑行时，动能回收，具有为电池充电的动力模式；冷却系统工况分析如下。
　　（1）纯电动模式。在冷启动、怠速以及小负荷工况下，混合动力汽车以纯电动动力运行，发动机不参与驱动，不需要冷却；电机运行输出动能，控制器运行，需要进行冷却；动力合成箱传动输出能量，需要冷却。
　　（2）混合动力模式。中等负荷时，开始转变为混合动力驱动，发动机启动，耗散热能开始产生，冷却系统需要开始参与运行；电机持续运行输出能量，控制器部分需要冷却；动力合成箱传动输出能量，需要冷却。大负荷以及加速运行时，发动机与电机都有动力输出，动力合成箱传动输出能量，各部分都需要冷却。电量不足时，发动机输出动力，需要冷却；电机开始充电，电机控制器运行，需要冷却；动力合成箱传动输出能量，需要冷却。
　　（3）制动、滑行模式。制动、滑行时回收能量，发动机不输出动力，并将动能尽快转化为电能，不需要冷却；但是如果发动机不断油，则需要冷却。此时电机变为发电机，能量回收至电池，电机控制器需要冷却；动力合成箱传动输出能量，需要冷却。
　　实际车辆运行时，路况具有复杂性，热量的传导存在时间累积，运行模式会频繁转化，如果采用热量来进行计算将会很不方便，按照需要散热的功率来计算分析，问题将会得到简化。
　　1.2 系统特点
　　通过分析整车运行工况可以得出冷却系统具有下面几个特点。
　　（1）混合动力汽车冷却系统应该具有分别满足发动机、电机控制器、动力合成箱等的冷却要求的冷却系统，这三个冷却系统具有独立的动力源（泵）和循环流。
　　（2）发动机、电机控制器、动力合成箱各一套独立的冷却系统，各系统按需调节冷却流量，相对共用冷却系统更节能。
　　（3）多套系统控制难度增加。同时因发动机、电机控制器、动力合成箱布置在整车机舱中，散热器集中在机舱前端布置，对机舱布置要求较高。
　　（4）电池系统因工作温度接近乘员舱温度，采用乘员舱抽风冷却，布置便利。
　　1.3 系统原理与组成
　　基于上述特点，可设计如图1所示的整车冷却系统原理图，将发动机、电机控制器、动力合成箱的散热器通过可靠的连接组合成一个部件，布置在传统车辆散热器的位置。
　　图1所示发动机部分由发动机、散热器、水泵、水壶、压力阀、进出水管等构成一个独立的循环流，介质是按照体积比50：50配成的水和乙二醇的溶液。