一种基于整车热流场的CNG混合动力重卡热管理系统的制作方法

一种基于整车热流场的cng混合动力重卡热管理系统
技术领域
1.本发明属于混合动力重卡整车设计技术领域，涉及一种基于整车热流场的cng混合动力重卡热管理系统。


背景技术：

2.目前混合动力重卡均在传统燃油车底盘基础上进行改进，存在以下两方面问题：
3.(1)整车需至少匹配4套热管理系统，分别为空调系统、发动机冷却系统、驱动电机及控制器冷却系统、动力电池冷却系统，其中空调系统、发动机冷却系统、驱动系统(驱动电机及控制器)冷却均需配备独立散热器，由于整车空间限制，发动机冷却散热器和空调散热器布置于发动机前端车架中部，而驱动系统散热器一般只能侧挂于前后桥中部、车架两侧位置，该位置离地间隙小、进风量小、灰尘沙石多，同时散热器吹出的热风对后部的动力电池内部电芯温度平衡有重大影响，造成散热器性能减弱、使用寿命降低、动力电池容量变小及使用寿命缩短等众多问题。
4.(2)cng混合动力车型由于天然气燃烧温度高于柴油，发动机表面温度接近200℃，尾气处理系统辐射温度高达700℃，造成整车热流场温度高，夏季高温条件下，对于车辆中部布置的高低压电器系统、制动管路的使用寿命、基本性能和整车安全性造成重大影响。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种基于整车热流场的cng混合动力重卡热管理系统，通过对高低压电器系统、制动系统增加导向机构减少整车热流场对零部件的影响；通过调整驱动电机冷却系统布置，提升冷却系统性能、寿命，同时避免对动力电池系统的影响，该结构可满足整车功能布置和热管理需求，提升整车性能。
6.本发明所采用的技术方案是，一种基于整车热流场的cng混合动力重卡热管理系统，cng气瓶框架安装在位于驾驶室后方的车架总成上；驱动系统散热器通过转接支架安装在cng气瓶框架前部，位于cng气瓶框架与驾驶室之间；集成控制器安装于车架总成的车架左纵梁上，位于cng气瓶框架和驱动系统散热器下方，集成控制器底部还安装有制动打气泵，高压集成控制器支架将集成控制器和制动打气泵包围；尾气处理系统安装于车架总成的车架右纵梁，位于cng气瓶框架和驱动系统散热器下方；低压蓄电池安装于尾气处理系统后方的车架右纵梁上；制动储气筒安装于低压蓄电池底部；动力电池系统安装在车架总成的车架右纵梁和车架左纵梁，均靠近驱动桥。
7.驱动系统散热器设置两套，左右对称布置于cng气瓶框架两端；每套驱动系统散热器均安装有散热器护壳，散热器护壳表面开有进气格栅；散热器护壳与整车中心面成20
°
夹角。
8.高压集成控制器支架通过螺栓固定于车架左纵梁，高压集成控制器支架前部、顶部和左侧均安装有热流场屏蔽挡板，且前部和左侧的热流场屏蔽挡板还开有进气格栅。
9.所述的尾气处理系统安装有隔热罩，隔热罩对尾气处理系统前侧、后侧、右侧和顶
部进行包围。
10.制动储气筒前侧，低压蓄电池底部安装有排气热流场屏蔽机构。
11.动力电池系统包括安装于车架左右纵梁的电池框架，电池框架前侧安装动力电池前端隔热挡板、顶部和左右侧安装隔热挡板，电池框架内部布置动力电池；动力电池系统的电池管理系统和电池冷却机组安装于车架左纵梁的电池框架下层。
12.本发明的有益效果是：
13.本发明提出了一种基于整车热流场的cng混合动力重卡热管理系统，驱动系统散热器的布置既减少热流场的相互影响又提升冷却系统性能；高压集成控制器支架、动力电池系统和制动储气筒的热屏蔽导向机构，既确保整车布置合理性又避免热流场的影响。
附图说明
14.图1为本发明基于整车热流场的cng混合动力重卡热管理系统整体结构示意图；
15.图2为本发明基于整车热流场的cng混合动力重卡热管理系统左45
°
角示意图；
16.图3为本发明基于整车热流场的cng混合动力重卡热管理系统右45
°
角示意图；
17.图4为本发明基于整车热流场的cng混合动力重卡热管理系统的动力电池系统热屏蔽结构示意图；
18.图5为本发明基于整车热流场的cng混合动力重卡热管理系统左视图。
19.图中：1.驾驶室；2.驱动系统散热器；3.cng气瓶框架；4.高压集成控制器支架；5.动力电池系统；6.散热器护壳；7.尾气处理系统；8.车架总成；9.转接支架；10.排气热流场屏蔽机构；11.低压蓄电池；12.制动储气筒；13.动力电池前端隔热挡板；14.车架右纵梁；15.车架左纵梁；16.集成控制器；17.制动打气泵；18.电池管理系统；19.电池冷却机组。
具体实施方式
20.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
21.如图1-5所示，一种基于整车热流场的cng混合动力重卡热管理系统，cng气瓶框架3安装在位于驾驶室1后方的车架总成8上；驱动系统散热器2通过转接支架9安装在cng气瓶框架3前部，位于cng气瓶框架3与驾驶室1之间；集成控制器16安装于车架总成8的车架左纵梁15上，位于cng气瓶框架3和驱动系统散热器2下方，靠近各高压电器件，可有效减少线束长度；集成控制器16底部还安装有制动打气泵17，高压集成控制器支架4将集成控制器16和制动打气泵17包围；尾气处理系统7安装于车架总成8的车架右纵梁14，位于cng气瓶框架3和驱动系统散热器2下方；尾气处理系统7尽量减少高温排气管长度，减少热辐射。低压蓄电池11安装于尾气处理系统7后方的车架右纵梁14上；制动储气筒12安装于低压蓄电池11底部，通过框架螺栓等方式连接，节省空间布置；动力电池系统5安装在车架总成8的车架右纵梁14和车架左纵梁15，靠近驱动桥。
22.驱动系统散热器2设置两套，左右对称布置于cng气瓶框架3两端；可避免常规散热器侧挂于车架两侧造成的热流场影响和性能影响，充分利用了驾驶室1与cng气瓶框架3之间的间隙，使得整车布置紧凑，冷却效果优化。既节约底盘空间又利于保持整车美观性。每套驱动系统散热器2均安装有散热器护壳6，散热器护壳6表面开有进气格栅；散热器护壳6与整车中心面成20
°
夹角。增加迎风面积，同时具备防护、美观、提升进气量的作用。
23.高压集成控制器支架4通过螺栓固定于车架左纵梁15，高压集成控制器支架4前部、顶部和左侧均安装有热流场屏蔽挡板，且前部和左侧的热流场屏蔽挡板还开有进气格栅。热流场屏蔽挡板可避免发动机热流场冲击集成控制器16表面。
24.所述的尾气处理系统7安装有隔热罩，隔热罩对尾气处理系统7前侧、后侧、右侧和顶部进行包围。
25.低压蓄电池11底部、制动储气筒12前侧安装有排气热流场屏蔽机构10，排气热流场屏蔽机构10通过螺栓固定于蓄电池框架上。防止排气系统热辐射气流造成制动储气筒12和制动管路内气压过高，超过零部件承压能力后可能产生爆裂漏气，影响行车安全。
26.动力电池系统5包括安装于车架左右纵梁15的电池框架，电池框架前侧安装动力电池前端隔热挡板13、顶部和左右侧安装隔热挡板，电池框架内部布置动力电池，隔热挡板防止整车热流场影响造成电池前后端电芯温度不一致。动力电池系统5的电池管理系统18和电池冷却机组19安装于车架左纵梁15的电池框架下层。该结构方案重量轻、成本低、安装便利。

技术特征：
1.一种基于整车热流场的cng混合动力重卡热管理系统，其特征在于，cng气瓶框架(3)安装在位于驾驶室(1)后方的车架总成(8)上；驱动系统散热器(2)通过转接支架(9)安装在cng气瓶框架(3)前部，位于cng气瓶框架(3)与驾驶室(1)之间；集成控制器(16)安装于车架总成(8)的车架左纵梁(15)上，位于cng气瓶框架(3)和驱动系统散热器(2)下方，集成控制器(16)底部还安装有制动打气泵(17)，高压集成控制器支架(4)将集成控制器(16)和制动打气泵(17)包围；尾气处理系统(7)安装于车架总成(8)的车架右纵梁(14)，位于cng气瓶框架(3)和驱动系统散热器(2)下方；低压蓄电池(11)安装于尾气处理系统(7)后方的车架右纵梁(14)上；制动储气筒(12)安装在低压蓄电池(11)下方；动力电池系统(5)安装在车架总成(8)的车架右纵梁(14)和车架左纵梁(15)，靠近驱动桥。2.根据权利要求1所述的一种基于整车热流场的cng混合动力重卡热管理系统，其特征在于，所述驱动系统散热器(2)设置两套，左右对称布置于cng气瓶框架(3)两端；每套驱动系统散热器(2)均安装有散热器护壳(6)，散热器护壳(6)表面开有进气格栅；散热器护壳(6)与整车中心面成20
°
夹角。3.根据权利要求1所述的一种基于整车热流场的cng混合动力重卡热管理系统，其特征在于，所述的高压集成控制器支架(4)通过螺栓固定于车架左纵梁(15)，高压集成控制器支架(4)前部、顶部和左侧均安装有热流场屏蔽挡板，且前部和左侧的热流场屏蔽挡板还开有进气格栅。4.根据权利要求1所述的一种基于整车热流场的cng混合动力重卡热管理系统，其特征在于，所述的尾气处理系统(7)安装有隔热罩，隔热罩对尾气处理系统(7)前侧、后侧、右侧和顶部进行包围。5.根据权利要求1所述的一种基于整车热流场的cng混合动力重卡热管理系统，其特征在于，所述的低压蓄电池(11)底部和制动储气筒(12)前侧安装有排气热流场屏蔽机构(10)，排气热流场屏蔽机构(10)通过螺栓固定于蓄电池框架上。6.根据权利要求1所述的一种基于整车热流场的cng混合动力重卡热管理系统，其特征在于，所述的动力电池系统(5)包括安装于车架左纵梁(15)和车架右纵梁(14)的电池框架，电池框架前侧安装动力电池前端隔热挡板(13)、顶部和左右侧安装隔热挡板，电池框架内部布置动力电池；动力电池系统(5)的电池管理系统(18)和电池冷却机组(19)安装于车架左纵梁(15)的电池框架下层。

技术总结
本发明公开了一种基于整车热流场的CNG混合动力重卡热管理系统，CNG气瓶框架安装在位于驾驶室后方的车架总成上；驱动系统散热器通过转接支架安装在CNG气瓶框架前部，位于CNG气瓶框架与驾驶室之间；集成控制器安装于车架总成的车架左纵梁上，位于CNG气瓶框架和驱动系统散热器下方，集成控制器底部还安装有制动打气泵，高压集成控制器支架将集成控制器和制动打气泵包围；尾气处理系统安装于车架总成的车架右纵梁，位于CNG气瓶框架和驱动系统散热器下方；低压蓄电池安装于尾气处理系统后方的车架右纵梁上；制动储气筒安装于低压蓄电池底部；动力电池系统安装在车架总成的车架右纵梁和车架左纵梁，靠近驱动桥。靠近驱动桥。靠近驱动桥。


技术研发人员：方慧平 王小龙 吴苗苗 候海贵 王勇 杨顺顺
受保护的技术使用者：陕汽集团商用车有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/10/8