适用于混合动力汽车的多介质集成换热器及其控制方法

本发明涉及换热器，具体涉及一种用于混合动力汽车的多介质换热器及该换热器的控制方法。

背景技术：

1、换热器是一种广泛应用于包括混合动力汽车在内的工业领域的热交换装置，其在各工业领域中均发挥不可或缺的关键作用。

2、混合动力汽车中，换热器能够降低发动机、电机等动力部件的热负荷，保证整车部件的正常工作。混合动力汽车的散热需求包含发动机热负荷散热、电机热负荷散热及乘员舱环境散热，相较于内燃机汽车和纯电动汽车，对散热量提出了更高的要求。

3、现有技术中，汽车的冷凝器、发动机散热器及电机散热器通常以串联的形式布置，多个散热器部件在换热空间有限的发动舱内交互影响，导致整车换热效率低、发动机超温和电机超温等问题，难以较为理想地实现良好的整车散热效果。因此，提高混合动力汽车换热器的集成度与换热效率对推动混合动力汽车工业发展具有重要意义。

4、通过现有技术检索，存在以下已知的技术方案：

5、现有技术1：集成散热器及集成冷却系统

6、申请号：202220357241.1，申请日：2020.12.22，公开（公告）日：2021.04.06。

7、现有技术1公开了一种集成散热器，包括出水水室外壳、进水水室外壳以及散热器芯体，所述散热器芯体包括左侧主板、右侧主板以及多个散热管，所述出水水室外壳与所述左侧主板连接并且两者之间形成出水水室内腔，所述进水水室外壳与所述右侧主板连接并且两者之间形成进水水室内腔，多个所述散热管均能够使所述出水水室内腔以及进水水室内腔相连通，所述进水水室外壳上设置有一个进水口，所述出水水室外壳上设置有两个出水口，该集成散热器具有一个进水口和两个出水口。本实用新型还公开了一种集成冷却系统，包括中冷器冷却回路、电机控制器冷却回路、补液壶、电子水泵以及集成散热器，该集成冷却系统能够减少零部件数量，降低整车布置难度。

8、但现有技术1的换热面积在冷却液与空气温差较小时保持不变，存在冷却液与空气间换热量过小的问题，不适用于换热量要求较大的应用场合；同时，现有技术1主要用于电机控制器和中冷器等部件，而并未给出热负荷较大且散热问题较为突出的发动机、电机和乘员舱的集成散热方案，不能较好地解决混合动力汽车散热的实际问题。

9、现有技术2：混合动力汽车的冷却装置和混合动力汽车

10、申请号：202011529239.x，申请日：2020.12.22，公开（公告）日：2021.04.06。

11、现有技术2公开了一种混合动力汽车的冷却装置和混合动力汽车，该冷却装置包括：冷却风扇；第一换热模块，包括布置于同一平面上的油冷器和冷凝器；第二换热模块，包括布置于同一平面上的发动机散热器和低温散热器；在所述冷却风扇的转轴的轴向上，所述第二换热模块和所述第一换热模块沿远离所述冷却风扇的方向依次并排布置，所述油冷器与所述发动机散热器相对，所述冷凝器的过冷区与所述低温散热器相对。本公开能够在保证换热性能的前提下，缩小混合动力汽车的冷却装置的整体尺寸。

12、但现有技术2第一模块的冷凝器与第二模块的发动机散热器仍是串联布置形式，换热器之间存在较为严重的温度交互影响，难以实现较好的整车散热效果；同时，现有技术2发动机散热器和电机散热器的热器面积固定，在发动机或电机的热负荷较大时，换热量无法相应增大，难以较好地适应不同工况的散热需求。

13、通过以上的检索发现，以上技术方案没有影响本发明的新颖性；并且以上现有技术的相互组合没有破坏本发明的创造性。

技术实现思路

1、本发明正是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种适用于混合动力汽车的多介质集成换热器及其控制方法。

2、本发明为解决技术问题采用如下技术方案：一种适用于混合动力汽车的多介质集成换热器，包括集成流道和至少两个介质流道单元，所述集成流道内具有供介质流通的集成容腔，且其内设有至少一块可开合的集成隔板，至少一块所述集成隔板闭合时将所述集成容腔分隔为与所述介质流道单元一一对应的互不连通的集成介质腔；每个所述集成介质腔底部均连通设有供介质流出的集成出口管；

3、所述介质流道单元设有一对集流管和至少一根设于一对所述集流管之间的介质管；

4、一对所述集流管中任一作为第一集流管，其前端口为介质流入的进口，末端口封堵，另一作为第二集流管，其末端口与对应的所述集成介质腔连通，并设有端部隔板，该集成介质腔的所述集成出口管为介质流出的出口；所述第一集流管、介质管、第二集流管和集成介质腔依次连通形成单向介质流道。

5、进一步的，还包括设于所述集流管内的至少两块可开合的集流隔板，至少两块所述集流隔板闭合时将所述集流管内的管腔分隔为至少三个互不连通的管介质腔；所述第一集流管的各所述管介质腔与所述第二集流管的各所述管介质腔由前端至后端一一对应，分别通过至少一根所述介质管连通，形成以所述第一集流管的前端为进口、依次流经每个所述管介质腔及每根所述介质管且以所述第二集流管的末端口为出口的单向介质流道。

6、进一步的，所述管介质腔的底部连通设有供介质流出的介质出口管。

7、进一步的，所述集成换热器设有三个周向均布设置于所述集成流道外的所述介质流道单元，且三个所述介质流道单元整体布满所述集成流道外整周。

8、进一步的，各所述介质流道单元以所述集成流道为中心周向布置，所述介质流道单元的一对所述集流管由所述集成流道处径向外展设置，该介质流道单元的各介质管布置于一对所述集流管之间的区域内。

9、进一步的，相邻的所述介质管之间及所述集成流道和与其相邻的所述介质管之间密布设置散热翅片。

10、进一步的，所述介质管与对应的一对所述集流管一体成型或焊接固连。

11、进一步的，所述集流管外包覆有保温层。

12、上述适用于混合动力汽车的多介质集成换热器的控制方法，包括以下步骤：判断混合动力汽车的工作模式：

13、若混合动力汽车动力系统处于串联工作模式，则三个介质流道单元分别作为制冷剂、电机冷却液和发动机冷却液三种介质的流道，均匀进行三种介质的热交换；

14、若混合动力汽车动力系统处于纯电工作模式，则三个所述介质流道单元中的一个作为制冷剂的流道，其余两个所述介质流道单元中，任一所述介质流道单元的一部分作为发动机冷却液的流道，该介质流道单元的剩余部分与另一所述介质流道单元连通，构成电机冷却液的流道；

15、若混合动力汽车动力系统处于并联工作模式，则三个所述介质流道单元中的一个作为制冷剂的流道，其余两个所述介质流道单元中，任一所述介质流道单元的一部分作为电机冷却液的流道，该介质流道单元的剩余部分与另一所述介质流道单元连通，构成发动机冷却液的流道。

16、本发明提供了一种适用于混合动力汽车的多介质集成换热器，具有以下有益效果：

17、1、本发明设有多个相对独立的介质流道单元，制冷剂、电机冷却液和发动机冷却液经不同的介质流道单元流动换热，有效减弱了制冷剂、电机冷却液和发动机冷却液换热时的热量交互影响效应，利于整车散热量集散热效率的提高。

18、2、本发明的空气流动方向垂直于集成换热器的主要散热面布置，各介质流道单元于空气流动作用下同时与空气进行热交换，换热过程中的风温和风速一致性均较高，进一步降低了各介质换热过程中的热量交互影响。

19、3、本发明可通过集成隔板和集流隔板的开闭控制，实现各介质介质流道长度的灵活调节，即实现各介质换热面积的调节，能够根据实际情况针对性地主动增大发动机或电机的散热面积以提高其散热效率，能更好地适应换热工作中不同工况的需求。