混合動力汽車的快速啟動預熱裝置及其控制方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及混合動力汽車預熱技術領域，具體涉及混合動力汽車的快速啟動預熱 裝置及其控制方法。
【背景技術】
[0002] 在北方及西部高原地帶的冬季，由于環(huán)境溫度很低，對發(fā)動機啟動造成很大影響。 為了使發(fā)動機在不同溫度的低溫條件下快速啟動，有必要安裝改善啟動的輔助裝置，以促 進燃料的充分利用和減少啟動阻力，燃油加熱器作為一種普遍通用的加熱器，如中國發(fā)明 專利申請201410625694. 8中介紹了一種汽車發(fā)動機低溫啟動裝置，通過對冷空氣的限制， 提供一種方便發(fā)動機低溫啟動的裝置，但由于冬季氣溫低，燃油粘度增高，啟動阻力矩增 大，存在點火速度慢，熱能轉(zhuǎn)化時間長的問題，所以在低溫狀態(tài)下改變預熱能源能夠有助于 提高加熱效率，但現(xiàn)在普遍使用過程中加熱能源未能隨著外界環(huán)境溫度變化而變化，斷開 與導通也不能及時操控，造成能源浪費，同時換熱效率低，熱損耗過大也是低溫啟動加熱過 程中不可避免的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供混合動力汽車的快速啟動預熱裝置及其控制方法，目的是解決發(fā)動機 在低溫條件下快速啟動并且調(diào)節(jié)啟動后加熱電流及換熱液體量的問題，提供一種升溫傳熱 速度快，熱損耗小，熱能轉(zhuǎn)換率高，節(jié)約能耗，在不同溫度下可調(diào)節(jié)預熱裝置中加熱板電流 強度及開關，同時也可根據(jù)不同溫差調(diào)節(jié)換熱液體量的預熱裝置。
[0004] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：
[0005] 混合動力汽車的快速啟動預熱裝置，包括：
[0006] 加熱室，其內(nèi)部設置有至少一個加熱板，所述加熱板橫向貫穿所述加熱室，所述加 熱板上涂有加熱膜，用于通電后加熱加熱室內(nèi)空氣，所述加熱板與電流控制器相連，其用于 根據(jù)溫度控制加熱板電流量及開關；
[0007] 其中，所述加熱膜為節(jié)能納米電熱器件。
[0008] 空氣流通裝置，其設置在加熱室外側，包括加熱空氣入口、加熱后暖空氣出口及空 氣風扇，預加熱空氣通過所述空氣風扇吸入作用，從加熱空氣入口流入通過加熱室外側，與 加熱室壁進行熱交換后，從加熱后暖空氣出口流出；
[0009] 液體流動裝置，其包括至少一根換熱水管及發(fā)動機水套，所述換熱水管設置在加 熱室內(nèi)部，平行分布于所述加熱板兩側，用于在加熱室內(nèi)與熱氣流進行熱交換，所述發(fā)動機 水套設置在發(fā)動機外側，通過水泵作用，所述換熱水管與發(fā)動機水套相連構成封閉循環(huán)系 統(tǒng)；
[0010] 其中，所述換熱水管為耐高溫材質(zhì)制成；
[0011] 流量閥，其與所述換熱水管進水口相連，用于開關所述換熱水管；
[0012] 溫度傳感器，其設置在換熱水管進出水口處及加熱板外表面處，用于測量換熱水 管進出水口液體溫度及加熱板溫度；
[0013] 流量控制器，其根據(jù)所述換熱水管進出水口液體溫度，控制所述流量閥的開關，根 據(jù)所述換熱水管進出水口液體溫度控制水泵的進水量；
[0014] 其中，電流控制器與流量控制器組成控制裝置，其與所述溫度傳感器相連。
[0015] 優(yōu)選的是，所述空氣流通裝置中設有熱傳導片結構，用于增加加熱室與所述空氣 流通裝置內(nèi)通過的預加熱空氣的熱交換。
[0016] 優(yōu)選的是，所述加熱板兩側設有熱傳導片結構，用于增加加熱板與所述加熱室內(nèi) 空氣的熱交換。
[0017] 優(yōu)選的是，所述換熱水管中具有內(nèi)夾層結構，以用于填充防凍液。
[0018] 優(yōu)選的是，所述加熱室內(nèi)部中心位置設置導流裝置，用于加熱使內(nèi)部熱氣流均勻。
[0019] 優(yōu)選的是，所述加熱后暖空氣出口與駕駛室相連，用于駕駛室供暖需求。
[0020] 一種混合動力汽車的快速啟動預熱裝置的控制方法，通過所述的控制 裝置；其進行調(diào)節(jié)加熱板電流L，通電加熱板數(shù)rii及換熱水管進水管數(shù)n 2，通過
【主權項】
1. 混合動力汽車的快速啟動預熱裝置，其特征在于，包括： 加熱室，其內(nèi)部設置有至少一個加熱板，所述加熱板橫向貫穿所述加熱室，所述加熱板 上涂有加熱膜，用于通電后加熱加熱室內(nèi)空氣，所述加熱板與電流控制器相連，其用于根據(jù) 溫度控制加熱板電流量及開關； 其中，所述加熱膜為節(jié)能納米電熱器件。 空氣流通裝置，其設置在加熱室外側，包括加熱空氣入口、加熱后暖空氣出口及空氣風 扇，預加熱空氣通過所述空氣風扇吸入作用，從加熱空氣入口流入通過加熱室外側，與加熱 室壁進行熱交換后，從加熱后暖空氣出口流出； 液體流動裝置，其包括至少一根換熱水管及發(fā)動機水套，所述換熱水管設置在加熱室 內(nèi)部，平行分布于所述加熱板兩側，用于在加熱室內(nèi)與熱氣流進行熱交換，所述發(fā)動機水套 設置在發(fā)動機外側，以及通過水泵作用，所述換熱水管與發(fā)動機水套相連構成封閉循環(huán)系 統(tǒng)； 其中，所述換熱水管為耐高溫材質(zhì)制成； 流量閥，其與所述換熱水管進水口相連，用于開關所述換熱水管； 溫度傳感器，其設置在換熱水管進出水口處及加熱板外表面處，用于測量換熱水管進 出水口液體溫度及加熱板溫度； 流量控制器，其根據(jù)所述換熱水管進出水口液體溫度，控制所述流量閥的開關，根據(jù)所 述換熱水管進出水口液體溫度控制水泵的進水量； 其中，電流控制器與流量控制器組成控制裝置，其與所述溫度傳感器相連。
2. 如權利要求1所述的混合動力汽車的快速啟動預熱裝置，其特征在于，所述空氣流 通裝置中設有熱傳導片結構，用于增加加熱室與所述空氣流通裝置內(nèi)通過的預加熱空氣的 熱交換。
3. 如權利要求1或2所述的混合動力汽車的快速啟動預熱裝置，其特征在于，所述加熱 板兩側設有熱傳導片結構，用于增加加熱板與所述加熱室內(nèi)空氣的熱交換。
4. 如權利要求1所述的混合動力汽車的快速啟動預熱裝置，其特征在于，所述換熱水 管中具有內(nèi)夾層結構，以用于填充防凍液。
5. 如權利要求1所述的混合動力汽車的快速啟動預熱裝置，其特征在于，所述加熱室 內(nèi)部中心位置設置導流裝置，用于加熱使內(nèi)部熱氣流均勻。
6. 如權利要求1、2、4、5中任一項所述的混合動力汽車的快速啟動預熱裝置，其特征在 于，所述加熱后暖空氣出口與駕駛室相連，用于駕駛室供暖需求。
7. -種混合動力汽車的快速啟動預熱裝置的控制方法，其特征在于，通過如權利要求 1-6中任一項所述的混合動力汽車的快速啟動預熱裝置；其進行調(diào)節(jié)加熱板電流I 1，通電加 熱板數(shù)Ii1及換熱水管進水管數(shù)η 2，通句
計算，其中 Ttl是所述發(fā)動機啟動時發(fā)動機水套指定溫度，T 1是換熱水管進水口液體溫度，T 3是加熱板 加熱前溫度，T4是加熱板加熱后溫度，C i是所述液體流動裝置內(nèi)液體比熱容，C 2是所述加熱 板比熱容，Hi1是液體流動裝置內(nèi)液體總質(zhì)量，m2是通電加熱的加熱板質(zhì)量，η是加熱室熱能 轉(zhuǎn)化為水套內(nèi)液體熱能的轉(zhuǎn)化效率，A是常數(shù)，e為自然對數(shù)的底數(shù)；調(diào)節(jié)通電加熱的加熱 板數(shù)^按如下方式調(diào)節(jié)：
，此時加熱板全部通電，其中 !^是換熱水管出水口液體溫度，N 1是所述加熱板的總數(shù)；調(diào)節(jié)換熱水管進水管數(shù)η 2按如下 方式調(diào)節(jié)：
，此時進水管全部開放，其中 1~2是換熱水管出水口液體溫度，\是所述換熱水管的總水管數(shù)。
8. 如權利要求7所述的混合動力汽車的快速啟動預熱裝置的控制方法，其特征在于， 當T1達到T ^時，所述電流控制器斷開電流，當T i未達到T ^時，所述電流控制器導通電流，其 中Ttl是發(fā)動機啟動時所述發(fā)動機水套指定溫度。
9. 如權利要求7所述的混合動力汽車的快速啟動預熱裝置的控制方法，其特征在于， 通過如權利要求5所述混合動力汽車的快速啟動預熱裝置，導流裝置按照以下方式調(diào)節(jié)： 步驟一：當O彡I T2-T11 < 20時，所述導流裝置關閉；步驟二：當20彡I T2-T11時，所述導流 裝置開啟。
10. 如權利要求8所述的混合動力汽車的快速啟動預熱裝置的控制方法，其特征在于， 所述水泵進水量按照以下方式調(diào)節(jié)：步驟一：當OS IT2-T1I <35時，所述水泵進水量調(diào)節(jié) 至進水量低檔；步驟二：當35 < IT2-T1I時，所述水泵進水量調(diào)節(jié)至進水量高檔。
【專利摘要】本發(fā)明公開了混合動力汽車的快速啟動預熱裝置及其控制方法，包括：加熱室，其外側設有空氣流通裝置，內(nèi)部設置有加熱板及換熱水管，分別通過電流控制器及流量控制器與加熱室相連，在換熱水管進出水口處及加熱板設置溫度傳感器，溫度傳感器同時也與電流控制器及流量控制器相連，控制電流量及換熱流體量，同時也可以控制電流的導通與斷開。由于控制器的設置，使本發(fā)明同時具有電流量及換熱流體量可控和電流開關可控的特點，從而也使本發(fā)明具有升溫傳熱速度快，熱損耗小，熱能轉(zhuǎn)換率高，節(jié)約能耗等特點。
【IPC分類】F02N19-10, F02D45-00
【公開號】CN104863774
【申請?zhí)枴緾N201510290147
【發(fā)明人】王加雪, 陳學交, 劉乃章, 張建國, 黃永生, 齊鳳軍, 楊柏春, 周珣, 王雪, 張洪才, 修立剛
【申請人】中國人民解放軍裝甲兵技術學院
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年6月1日