本发明涉及油电混合汽车热管理，具体为一种基于热泵空调的油电混合汽车热管理系统。
背景技术：
1、油电混合汽车的驱动系统由两个或多个能同时运转的驱动系统组成。其既发挥了发动机持续工作时间长，动力性好的优点，又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处。油电混合汽车由于搭载了两套动力系统，并且要求两套动力系统能够自由组合，灵活切换，为汽车提供合理动力。对于混合动力汽车，既要关注发动机的散热需求，又要保证电机及其控制系统的散热能力，还要保证电池系统的加热和散热能力，这就造成油电混合汽车拥有比传统燃油车和纯电动车更加复杂的热管理系统。
2、由于油电混合汽车热管理系统过于复杂，为了降低油电混合汽车热管理失效的风险，目前市场上油电混合汽车普遍采用各个系统相互独立的方案：1、空调系统负责乘员舱环境控制和电池降温；2、发动机冷却系统在空调系统和电池不需要热源时，只需要考虑发动机的冷却需求，空调系统和电池需要热源（如客户需要加热和除霜、除雾时，或电池需要加热时），采用发动机工作模式或者在发动机冷却系统中加水暖加热器（水 ptc），发动机冷却系统除了确保发动机正常运行，还为空调系统和（或）动力电池加热提供热源；3、电机及其控制系统的散热为独立系统，单独运行和控制。
3、现有油电混合汽车热管理系统一旦客户需要采暖、除霜、除雾时，或电池需要加热时，就采用发动机工作模式而启动发动机，将影响客户体验，也不利于节能环保。而如果为空调系统和电池加热配置水暖加热器（水ptc），虽然解决了客户体验，但水暖加热器的使用会大大降低油电混合汽车的续航里程（特别是纯电模式的续航里程）。并且，由于各系统各自相对独立，不能很好的协调利用资源，节能降耗效果不佳。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种基于热泵空调的油电混合汽车热管理系统，以实现油电混动汽车的热泵空调及热管理系统的协同工作，实现油电混动汽车安全、环保和高能效运行。
2、一种基于热泵空调的油电混合汽车热管理系统，包括热泵系统、发动机冷却系统、电机及控制系统冷却系统和电池热管理系统；所述热泵系统包括空调蒸发器、热泵制冷机、电池冷却制冷机和冷媒增焓器；所述发动机冷却系统包括空调加热器；所述电池热管理系统包括水水换热器，所述空调蒸发器用于将冷媒的制冷量传递给乘客舱，所述热泵制冷机用于将冷媒的发热量传递给发动机冷却系统，以使得发动机冷却系统通过空调加热器将冷媒的发热量传递给乘客舱；所述电池冷却制冷机用于将冷媒的制冷量传递给电池热管理系统，所述冷媒增焓器用于吸收电机及控制系统冷却系统的余热，电池热管理系统通过水水换热器从发动机冷却系统中吸收热量。
3、进一步的方案是，所述热泵系统还包括空调压缩机，空调压缩机包括吸气口和排气口，所述空调压缩机的吸气口用于吸入低温低压气体，空调压缩机的排气口用于排出高温高压气体。
4、进一步的方案是，所述空调压缩机的排气口连接所述热泵制冷机，所述热泵制冷机的出口端连接冷媒电磁阀后与第一电子膨胀阀相连接，第一电子膨胀阀的出口端连接所述空调蒸发器，所述空调蒸发器的出口端接入空调压缩机的吸气口。
5、进一步的方案是，所述空调压缩机的排气口连接有全通式电子膨胀阀，所述全通式电子膨胀阀的出口端连接有空调冷凝器，所述空调冷凝器的出口端也与第一电子膨胀阀相连接。
6、进一步的方案是，所述冷媒电磁阀的出口端还可以与第二电子膨胀阀和/或第三电子膨胀阀的进口端相连接，所述第二电子膨胀阀的出口端连接所述冷媒增焓器后接入空调压缩机的吸气口，所述第三电子膨胀阀的出口端连接所述电池冷却制冷机后接入空调压缩机的吸气口。
7、进一步的方案是，所述空调冷凝器的出口端还可以与第二电子膨胀阀和/或第三电子膨胀阀的进口端相连接，所述第二电子膨胀阀的出口端连接所述冷媒增焓器后接入空调压缩机的吸气口，所述第三电子膨胀阀的出口端连接所述电池冷却制冷机后接入空调压缩机的吸气口。
8、进一步的方案是，所述发动机冷却系统包括发动机，所述发动机的出水口接入第二发动机冷却三通阀的a端接口，所述第二发动机冷却三通阀的b端接口和c端接口分别接入空调加热器和热泵制冷机，所述热泵制冷机远离第二发动机冷却三通阀的一端连接加热器水泵，所述加热器水泵远离热泵制冷机的一端与空调加热器相连接，所述发动机远离第二发动机冷却三通阀的一端接入发动机冷却水泵，所述发动机冷却水泵远离发动机的一端也接入空调加热器。
9、进一步的方案是，所述发动机冷却系统还包括第三发动机冷却三通阀，所述第三发动机冷却三通阀的a端接口与空调加热器相连接，第三发动机冷却三通阀的c端接口接入所述水水换热器，所述第三发动机冷却三通阀的b端接口接入加热器水泵或发动机冷却水泵，所述水水换热器远离第三发动机冷却三通阀的c端接口的一端也接入加热器水泵或发动机冷却水泵。
10、进一步的方案是，所述电机及控制系统冷却系统包括依次连接的电机冷却散热器、电机冷却水泵、电机及控制系统和冷媒增焓器。
11、进一步的方案是，所述电池热管理系统包括电池组，所述电池组出水口连接水水换热器后接入电池冷却水泵的进水口，电池冷却水泵的出水口连接电池冷却制冷机后接入电池组进水口。
12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明将热泵系统和发动机冷却系统耦合在一起，热泵系统通过热泵制冷机将冷媒的发热量传递给发动机冷却系统，使得发动机冷却系统通过空调加热器将冷媒的发热量传递给乘客舱或通过水水换热器给电池加热；使得客户需要采暖、除霜、除雾或电池需要加热时，可以不启动发动机，从而不会影响客户体验，也有利于节能环保；相比采用水暖加热器给空调系统和电池加热，本发明不会大大降低油电混合汽车的续航里程；此外，空调压缩机排出的高温高压气体通过热泵制冷机与发动机冷却系统中的冷却水进行热量交换，相比高温高压气体直接加热乘客舱的鼓风，本发明换热效率更高，而且高温高压气体的发热量传递给发动机冷却系统，发动机冷却系统不仅可以将该部分热量供给乘客舱，还可以将该部分热量通过水水换热器供给电池热管理系统，使得乘客舱鼓风温度控制范围更广泛，使得乘客舱客户体验更舒适；
13、（2）本发明整车动力选择灵活，提升客户体验，本发明可确保整车可以在任何气候环境下根据需要进行动力或动力组合（发动机驱动、纯电驱动、混合驱动）的选择，提高整车运行能效的同时，提升客户体验；
14、（3）本发明利用热泵制冷机的热泵加热特性，实现低能耗乘客舱环境加热和（或）电池加热，冷媒增焓器（与电机及控制系统冷却系统共用）可吸收电机及控制系统冷却系统的余热，为热泵系统中的冷媒进行增焓，进一步提高热泵系统的能效，从而进一步降低整车能耗；
15、（4）本发明可实现任何条件下，热泵系统、发动机冷却系统、电机及控制系统冷却系统、电池热管理系统四套系统均能够协同高能效运行；
16、（5）本发明由于保留油车系统的hvac，开发风险小，成本相对较低。
1.一种基于热泵空调的油电混合汽车热管理系统，其特征在于：包括热泵系统、发动机冷却系统、电机及控制系统冷却系统和电池热管理系统；所述热泵系统包括空调蒸发器（r14）、热泵制冷机（r4）、电池冷却制冷机（r20）和冷媒增焓器（r18）；所述发动机冷却系统包括空调加热器（e14）；所述电池热管理系统包括水水换热器（b3），所述空调蒸发器（r14）用于将冷媒的制冷量传递给乘客舱，所述热泵制冷机（r4）用于将冷媒的发热量传递给发动机冷却系统，以使得发动机冷却系统通过空调加热器（e14）将冷媒的发热量传递给乘客舱；所述电池冷却制冷机（r20）用于将冷媒的制冷量传递给电池热管理系统，所述冷媒增焓器（r18）用于吸收电机及控制系统冷却系统的余热，电池热管理系统通过水水换热器（b3）从发动机冷却系统中吸收热量。
2.根据权利要求1所述的一种基于热泵空调的油电混合汽车热管理系统，其特征在于：所述热泵系统还包括空调压缩机（r1），空调压缩机（r1）包括吸气口和排气口，所述空调压缩机（r1）的吸气口用于吸入低温低压气体，空调压缩机（r1）的排气口用于排出高温高压气体。
3.根据权利要求2所述的一种基于热泵空调的油电混合汽车热管理系统，其特征在于：所述空调压缩机（r1）的排气口连接所述热泵制冷机（r4），所述热泵制冷机（r4）的出口端连接冷媒电磁阀（r10）后与第一电子膨胀阀（13）相连接，第一电子膨胀阀（13）的出口端连接所述空调蒸发器（r14），所述空调蒸发器（r14）的出口端接入空调压缩机（r1）的吸气口。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于热泵空调的油电混合汽车热管理系统，其特征在于：所述空调压缩机（r1）的排气口连接有全通式电子膨胀阀（r7），所述全通式电子膨胀阀（r7）的出口端连接有空调冷凝器（r8），所述空调冷凝器（r8）的出口端也与第一电子膨胀阀（13）相连接。
5.根据权利要求3所述的一种基于热泵空调的油电混合汽车热管理系统，其特征在于：所述冷媒电磁阀（r10）的出口端还可以与第二电子膨胀阀（r17）和/或第三电子膨胀阀（r19）的进口端相连接，所述第二电子膨胀阀（r17）的出口端连接所述冷媒增焓器（r18）后接入空调压缩机（r1）的吸气口，所述第三电子膨胀阀（r19）的出口端连接所述电池冷却制冷机（r20）后接入空调压缩机（r1）的吸气口。
6.根据权利要求4所述的一种基于热泵空调的油电混合汽车热管理系统，其特征在于：所述空调冷凝器（r8）的出口端还可以与第二电子膨胀阀（r17）和/或第三电子膨胀阀（r19）的进口端相连接，所述第二电子膨胀阀（r17）的出口端连接所述冷媒增焓器（r18）后接入空调压缩机（r1）的吸气口，所述第三电子膨胀阀（r19）的出口端连接所述电池冷却制冷机（r20）后接入空调压缩机（r1）的吸气口。
7.根据权利要求1所述的一种基于热泵空调的油电混合汽车热管理系统，其特征在于：所述发动机冷却系统包括发动机（e2），所述发动机（e2）的出水口接入第二发动机冷却三通阀（e12）的a端接口，所述第二发动机冷却三通阀（e12）的b端接口和c端接口分别接入空调加热器（e14）和热泵制冷机（r4），所述热泵制冷机（r4）远离第二发动机冷却三通阀（e12）的一端连接加热器水泵（e10），所述加热器水泵（e10）远离热泵制冷机（r4）的一端与空调加热器（e14）相连接，所述发动机（e2）远离第二发动机冷却三通阀（e12）的一端接入发动机冷却水泵（e1），所述发动机冷却水泵（e1）远离发动机（e2）的一端也接入空调加热器（e14）。
8.根据权利要求7所述的一种基于热泵空调的油电混合汽车热管理系统，其特征在于：所述发动机冷却系统还包括第三发动机冷却三通阀（e13），所述第三发动机冷却三通阀（e13）的a端接口与空调加热器（e14）相连接，第三发动机冷却三通阀（e13）的c端接口接入所述水水换热器（b3），所述第三发动机冷却三通阀（e13）的b端接口接入加热器水泵（e10）或发动机冷却水泵（e1），所述水水换热器（b3）远离第三发动机冷却三通阀（e13）的c端接口的一端也接入加热器水泵（e10）或发动机冷却水泵（e1）。
9.根据权利要求1所述的一种基于热泵空调的油电混合汽车热管理系统，其特征在于：所述电机及控制系统冷却系统包括依次连接的电机冷却散热器（m1）、电机冷却水泵（m3）、电机及控制系统和冷媒增焓器（r18）。
10.根据权利要求1所述的一种基于热泵空调的油电混合汽车热管理系统，其特征在于：所述电池热管理系统包括电池组（b1），所述电池组（b1）出水口连接水水换热器（b3）后接入电池冷却水泵（b5）的进水口，电池冷却水泵（b5）的出水口连接电池冷却制冷机（r20）后接入电池组（b1）进水口。
