CN110682762A - 一种纯电动汽车暖风系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纯电动汽车暖风系统，包括通过管路依次连接的水泵、电机控制器的冷却管路、驱动电机的冷却管路、水箱，水箱的出水管路与水泵进水口相连接，形成整车冷却循环回路，在水箱出水口与水泵进水口之间的管路上并联连接有供暖支管路，供暖支管路进水端连接在靠近水泵进水口的管路上，供暖支管路出水端连接在靠近水箱出水口的管路上，供暖支管路上布设有监测系统和执行系统，监测系统用于采集信号并将采集的信号发送到控制系统，由控制系统对信号进行处理并下达指令给执行系统，通过执行系统执行管路的不同连接方式实现对驾驶室内高低暖风的供给。本发明可降低纯电动汽车的电能消耗，提升续航里程，同时节约整车布置空间、方便整车维护。

Description

一种纯电动汽车暖风系统及控制方法

技术领域

本发明涉及纯电动车技术领域，具体涉及一种纯电动汽车暖风系统及控制方法。

背景技术

随着能源危机的不断加剧及环保要求的提高，车辆的电动化已经成为一种趋势。由于没有了发动机，整车的NVH性能得到了显著的提升，提升了驾乘人员的舒适性，而在舒适性指标中冷暖风的性能也同样重要。但也正因没有了发动机，电机及其他部件工作时，不能像发动机一样提供充足的热量，以满足暖风的需求，从而需要辅助制热装置，如采用PTC液体加热器。现有电动车暖风系统一般是将整车冷却水路中的冷却水通过单独的PTC水泵，输送给PTC液体加热器，经加热后输送给车身里的暖风水箱，将鼓风机送来的空气与加热后的冷却液进行热交换，空气加热后被鼓风机通过各出风口送入车内，冷却水经过暖风水箱后再次回到整车冷却水路中。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中存在以下问题：

（1）目前的暖风系统中，PTC液体加热器加热的冷却水来自整车的冷却循环水路，在驾乘人员选择较高暖风温度时，因为通过PTC液体加热器的冷却水是加热、热交换后的冷却水进入冷却循环水路后的混合水，混合水的温度比经过PTC液体加热器加热、热交换后水的温度要低，从而使得PTC液体加热器为了保证预设温度、长时间处于加热状态，浪费整车电能，造成续航里程缩减；

（2）暖风系统采用单独冷却循环水路时会另外增加一个暖风副水箱，但是不便于冷却液加注，且在机舱空间紧凑时，不利于整体布置。

发明内容

为了解决现有暖风系统造成的电能浪费、及占用机舱空间问题，本发明提出了一种纯电动汽车暖风系统及控制方法。

为此本发明的技术方案为：一种纯电动汽车暖风系统，包括整车冷却循环水路，整车冷却循环水路包括通过管路依次连接的水泵、电机控制器的冷却管路、驱动电机的冷却管路、水箱，水箱的出水口与水泵的进水口之间通过管路相连接，形成整车冷却循环回路，水箱的出水口与水泵的进水口之间的管路上通过管路连通整车的副水箱出水口，水箱的上水室通过管路与副水箱的除气接头连接，其特征在于：

在水箱的出水口与水泵的进水口之间的管路上并联连接有供暖支管路，其中：供暖支管路的进水端连接在靠近水泵进水口的管路上，供暖支管路的出水端连接在靠近水箱出水口的管路上；供暖支管路上布设有监测系统和执行系统，监测系统用于采集信号并将采集的信号发送到控制系统，由控制系统对信号进行处理并下达指令给执行系统，通过执行系统执行管路的不同连接方式实现对驾驶室内高低暖风的供给；

供暖支管路包括设在其进水端到出水端之间通过管路依次连接的第一三通电磁阀、PTC水泵、具有超温及过流保护的PTC液体加热器、暖风水箱、第二三通电磁阀，其中，第一三通电磁阀和第二三通电磁阀之间还另外通过管路直接连接，PTC水泵与所述水泵的扬程相适应；所述第一三通电磁阀、PTC水泵、PTC液体加热器、第二三通电磁阀共同构成执行系统；

监测系统包括大循环流量传感器、小循环流量传感器、整车仪表，大循环流量传感器串联在第二三通电磁阀与供暖支管路出水端之间的管路上，用于监测流经该管路的流量数据并发送到整车控制器；小循环流量传感器串联在第一三通电磁阀与第二三通电磁阀之间的管路上，用于监测流经该管路的流量数据并发送到整车控制器；整车仪表安装在驾驶室内，用于反映各系统的工作状况；

控制部分包括暖风控制开关和整车控制器，暖风控制开关上设有用于控制暖风温度的高温开关和低温开关，暖风控制开关和整车控制器安装于驾驶室内，暖风控制开关通过电路与整车控制器相连接，整车控制器通过电路与整车仪表相连接，整车仪表安装于驾驶室内；

所述第一三通电磁阀、PTC水泵、PTC液体加热器、第二三通电磁阀与整车控制器电性连接并通过整车控制器控制；

所述大循环流量传感器和小循环流量传感器与整车控制器之间通过数据线连接。

所述纯电动汽车暖风系统的控制方法：

所述PTC液体加热器在整车控制器中设置有冷却水加热温度预设值范围，大循环流量传感器与小循环流量传感器在整车控制器中设置有流量预设值，第一三通电磁阀和第二三通电磁阀通过整车控制器发送的电信号进行相应不同连接方式的切换，其中：

大循环流量传感器与小循环流量传感器除了暖风系统在自检状态下需要同时满足预设值外，正常运行状态下，仅有其中一个传感器接收的流量信息满足预设值，否则整车控制器判定暖风系统工作异常，整车仪表显示暖风系统工作异常的错误信息；

使用时，当打开暖风控制开关的高温开关或低温开关，通过整车控制器发出指令：整个暖风系统先进行5秒钟的自检，自检过程中，暖风支管路上所有部件的管路连接均处于打开互通状态，冷却水流过所有部件并排除管路中的空气，此时PTC液体加热器不工作，大、小循环流量传感器均处于工作状态，且在第5秒钟时大、小循环流量传感器接收的流量信息都应满足预设值，否则将延长5秒钟自检；再次自检后，两个传感器中至少有一个传感器接收的流量信息未满足预设值，则判定暖风系统工作异常，整车仪表显示暖风系统工作异常的错误信息；在一个使用周期内暖风系统仅自检一次；

当设定的暖风温度较低时，打开暖风控制开关的低温开关，暖风系统自检完成后，通过整车控制器发出指令：PTC液体加热器处于不工作状态、第一三通电磁阀和第二三通电磁阀之间的管路处于切断状态；冷却水的循环路径为：依次经过水箱出水口与水泵进入口之间的管路、第一三通电磁阀、PTC水泵、PTC液体加热器、暖风水箱、第二三通电磁阀、大循环流量传感器，回到水箱出水口与水泵进入口之间的管路；

当设定的暖风温度较高时，打开暖风控制开关的高温开关，暖风系统自检完成后，通过整车控制器发出指令：PTC液体加热器处于工作状态、第一三通电磁阀与冷却循环水路的连接切断、第二三通电磁阀与大循环流量传感器的连接切断、第一三通电磁阀和第二三通电磁阀之间的管路处于打开互通状态；冷却水的循环路径为：依次经过第一三通电磁阀、PTC水泵、PTC液体加热器、暖风水箱、第二三通电磁阀、小循环流量传感器，再回到第一三通电磁阀，冷却水在供暖支管路中进行内循环，这个过程中当冷却水温度低于PTC液体加热器的预设最低温度，PTC液体加热器开始工作，当冷却水超过PTC液体加热器的预设最高温度，PTC液体加热器停止工作；当出现渗漏，流量不能满足小循环流量传感器的预设值时，整车仪表显示暖风系统工作异常的错误信息。

有益效果：本发明的暖风系统可以有效降低纯电动汽车暖风系统的电能消耗，提升续航里程，同时节约整车布置空间、方便整车维护。

设定暖风温度较低时，采用电机及其他部件的热量供热；

设定暖风温度较高时，采用独立的暖风循环水路供热，当冷却水温度低于PTC液体加热器的预设最低温度，PTC液体加热器开始工作，当冷却水超过PTC液体加热器的预设最高温度，PTC液体加热器停止工作，从而达到节能效果。

附图说明

图1是现有整车冷却循环水路布置图。

图2是本发明的暖风系统结构示意图。

图3是本发明的暖风系统自检时暖风冷却水路示意图。

图4是本发明的暖风系统当设定暖风温度较低时暖风冷却水路示意图。

图5是本发明的暖风系统当设定暖风温度较高时暖风冷却水路示意图。

图6本发明的暖风系统监测与控制流程示意图。

图中所示：1、副水箱；2、水泵；3、电机控制器；4、驱动电机；5、水箱；6、大循环流量传感器；7、暖风水箱；8、第二三通电磁阀；9、PTC液体加热器； 10、小循环流量传感器；11、PTC水泵；12、第一三通电磁阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。

本发明如图1至图6所示：

一种纯电动汽车暖风系统，包括整车冷却循环水路，整车冷却循环水路包括通过管路依次连接的水泵2、电机控制器3的冷却管路、驱动电机4的冷却管路、水箱5，水箱5的出水口与水泵2的进水口之间通过管路相连接，形成整车冷却循环回路，水箱5的出水口与水泵2的进水口之间的管路上通过管路连通整车的副水箱1出水口，水箱的上水室通过管路与副水箱的除气接头连接，主要目的是通过副水箱实现对冷却循环水路的供水和除气功能；

在水箱5的出水口与水泵2的进水口之间的管路上并联连接有供暖支管路，其中：供暖支管路的进水端连接在靠近水泵进水口的管路上，供暖支管路的出水端连接在靠近水箱出水口的管路上，供暖支管路上布设有监测系统和执行系统，监测系统用于采集信号并将采集的信号发送到控制系统，由控制系统对信号进行处理并下达指令给执行系统，通过执行系统执行管路的不同连接方式实现对驾驶室内高低暖风的供给；

供暖支管路包括设在其进水端到出水端之间通过管路依次连接的第一三通电磁阀12、PTC水泵11、具有超温及过流保护的PTC液体加热器9、暖风水箱7、第二三通电磁阀8，其中，第一三通电磁阀12和第二三通电磁阀8之间还另外通过管路直接连接，PTC水泵11与所述水泵2的扬程相适应；所述第一三通电磁阀12、PTC水泵11、PTC液体加热器9、第二三通电磁阀8共同构成执行系统；

监测系统包括大循环流量传感器6、小循环流量传感器10、整车仪表，大循环流量传感器6串联在第二三通电磁阀8与供暖支管路出水端之间的管路上，用于监测流经该管路的流量数据并发送到整车控制器；小循环流量传感器10串联在第一三通电磁阀12与第二三通电磁阀8之间的管路上，用于监测流经该管路的流量数据并发送到整车控制器；整车仪表安装在驾驶室内，用于反映各系统的工作状况；

控制部分包括暖风控制开关和整车控制器，暖风控制开关上设有用于控制暖风温度的高温开关和低温开关，暖风控制开关和整车控制器安装于驾驶室内，暖风控制开关通过电路与整车控制器相连接，整车控制器通过电路与整车仪表相连接，整车仪表安装于驾驶室内；

所述第一三通电磁阀12、PTC水泵11、PTC液体加热器9、第二三通电磁阀8与整车控制器电性连接并通过整车控制器控制；

所述大循环流量传感器6和小循环流量传感器10与整车控制器之间通过数据线连接。

所述纯电动汽车暖风系统的控制方法为：

所述PTC液体加热器在整车控制器中设置有冷却水加热温度预设值范围，大循环流量传感器与小循环流量传感器在整车控制器中设置有流量预设值，第一三通电磁阀和第二三通电磁阀通过整车控制器发送的电信号进行相应不同连接方式的切换，其中：

大循环流量传感器与小循环流量传感器除了暖风系统在自检状态下需要同时满足预设值外，正常运行状态下，仅有其中一个传感器接收的流量信息满足预设值，否则整车控制器判定暖风系统工作异常，整车仪表显示暖风系统工作异常的错误信息；

如图3所示：使用时，当打开暖风控制开关的高温开关或低温开关，通过整车控制器发出指令：整个暖风系统先进行5秒钟的自检，自检过程中，暖风支管路上所有部件的管路连接均处于打开互通状态，冷却水流过所有部件并排除管路中的空气，此时PTC液体加热器不工作，大、小循环流量传感器均处于工作状态，且在第5秒钟时大、小循环流量传感器接收的流量信息都应满足预设值，否则将延长5秒钟自检；再次自检后，两个传感器中至少有一个传感器接收的流量信息未满足预设值，则判定暖风系统工作异常，整车仪表显示暖风系统工作异常的错误信息；在一个使用周期内暖风系统仅自检一次，即：高温切换低温或低温切换高温时，不再重复自检操作；

如图4所示：当设定的暖风温度较低时，打开暖风控制开关的低温开关，暖风系统自检完成后，通过整车控制器发出指令：PTC液体加热器处于不工作状态、第一三通电磁阀和第二三通电磁阀之间的管路处于切断状态；冷却水的循环路径为：依次经过水箱出水口与水泵进入口之间的管路、第一三通电磁阀、PTC水泵、PTC液体加热器、暖风水箱、第二三通电磁阀、大循环流量传感器，回到水箱出水口与水泵进入口之间的管路；

如图5所示：当设定的暖风温度较高时，打开暖风控制开关的高温开关，暖风系统自检完成后，通过整车控制器发出指令：PTC液体加热器处于工作状态、第一三通电磁阀与冷却循环水路的连接切断、第二三通电磁阀与大循环流量传感器的连接切断、第一三通电磁阀和第二三通电磁阀之间的管路处于打开互通状态；冷却水的循环路径为：依次经过第一三通电磁阀、PTC水泵、PTC液体加热器、暖风水箱、第二三通电磁阀、小循环流量传感器，再回到第一三通电磁阀，冷却水在供暖支管路中进行内循环，这个过程中当冷却水温度低于PTC液体加热器的预设最低温度，PTC液体加热器开始工作，当冷却水超过PTC液体加热器的预设最高温度，PTC液体加热器停止工作；当出现渗漏，流量不能满足小循环流量传感器的预设值时，整车仪表显示暖风系统工作异常的错误信息。

本说明书中未作详细说明之处，为本领域公知的技术。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种纯电动汽车暖风系统，包括整车冷却循环水路，整车冷却循环水路包括通过管路依次连接的水泵、电机控制器的冷却管路、驱动电机的冷却管路、水箱，水箱的出水口与水泵的进水口之间通过管路相连接，形成整车冷却循环回路，水箱的出水口与水泵的进水口之间的管路上通过管路连通整车的副水箱出水口，水箱的上水室通过管路与副水箱的除气接头连接，其特征在于：

在水箱的出水口与水泵的进水口之间的管路上并联连接有供暖支管路，其中：供暖支管路的进水端连接在靠近水泵进水口的管路上，供暖支管路的出水端连接在靠近水箱出水口的管路上；供暖支管路上布设有监测系统和执行系统，监测系统用于采集信号并将采集的信号发送到控制系统，由控制系统对信号进行处理并下达指令给执行系统，通过执行系统执行管路的不同连接方式实现对驾驶室内高低暖风的供给；

供暖支管路包括设在其进水端到出水端之间通过管路依次连接的第一三通电磁阀、PTC水泵、具有超温及过流保护的PTC液体加热器、暖风水箱、第二三通电磁阀，其中，第一三通电磁阀和第二三通电磁阀之间还另外通过管路直接连接，PTC水泵与所述水泵的扬程相适应；所述第一三通电磁阀、PTC水泵、PTC液体加热器、第二三通电磁阀共同构成执行系统；

监测系统包括大循环流量传感器、小循环流量传感器、整车仪表，大循环流量传感器串联在第二三通电磁阀与供暖支管路出水端之间的管路上，用于监测流经该管路的流量数据并发送到整车控制器；小循环流量传感器串联在第一三通电磁阀与第二三通电磁阀之间的管路上，用于监测流经该管路的流量数据并发送到整车控制器；整车仪表安装在驾驶室内，用于反映各系统的工作状况；

控制部分包括暖风控制开关和整车控制器，暖风控制开关上设有用于控制暖风温度的高温开关和低温开关，暖风控制开关和整车控制器安装于驾驶室内，暖风控制开关通过电路与整车控制器相连接，整车控制器通过电路与整车仪表相连接，整车仪表安装于驾驶室内；

所述第一三通电磁阀、PTC水泵、PTC液体加热器、第二三通电磁阀与整车控制器电性连接并通过整车控制器控制；

所述大循环流量传感器和小循环流量传感器与整车控制器之间通过数据线连接。

2.一种权利要求1所述纯电动汽车暖风系统的控制方法，其特征在于：所述纯电动汽车暖风系统的控制方法为：

所述PTC液体加热器在整车控制器中设置有冷却水加热温度预设值范围，大循环流量传感器与小循环流量传感器在整车控制器中设置有流量预设值，第一三通电磁阀和第二三通电磁阀通过整车控制器发送的电信号进行相应不同连接方式的切换，其中：

大循环流量传感器与小循环流量传感器除了暖风系统在自检状态下需要同时满足预设值外，正常运行状态下，仅有其中一个传感器接收的流量信息满足预设值，否则整车控制器判定暖风系统工作异常，整车仪表显示暖风系统工作异常的错误信息；

使用时，当打开暖风控制开关的高温开关或低温开关，通过整车控制器发出指令：整个暖风系统先进行5秒钟的自检，自检过程中，暖风支管路上所有部件的管路连接均处于打开互通状态，冷却水流过所有部件并排除管路中的空气，此时PTC液体加热器不工作，大、小循环流量传感器均处于工作状态，且在第5秒钟时大、小循环流量传感器接收的流量信息都应满足预设值，否则将延长5秒钟自检；再次自检后，两个传感器中至少有一个传感器接收的流量信息未满足预设值，则判定暖风系统工作异常，整车仪表显示暖风系统工作异常的错误信息；在一个使用周期内暖风系统仅自检一次；

当设定的暖风温度较低时，打开暖风控制开关的低温开关，暖风系统自检完成后，通过整车控制器发出指令：PTC液体加热器处于不工作状态、第一三通电磁阀和第二三通电磁阀之间的管路处于切断状态；冷却水的循环路径为：依次经过水箱出水口与水泵进入口之间的管路、第一三通电磁阀、PTC水泵、PTC液体加热器、暖风水箱、第二三通电磁阀、大循环流量传感器，回到水箱出水口与水泵进入口之间的管路；

当设定的暖风温度较高时，打开暖风控制开关的高温开关，暖风系统自检完成后，通过整车控制器发出指令：PTC液体加热器处于工作状态、第一三通电磁阀与冷却循环水路的连接切断、第二三通电磁阀与大循环流量传感器的连接切断、第一三通电磁阀和第二三通电磁阀之间的管路处于打开互通状态；冷却水的循环路径为：依次经过第一三通电磁阀、PTC水泵、PTC液体加热器、暖风水箱、第二三通电磁阀、小循环流量传感器，再回到第一三通电磁阀，冷却水在供暖支管路中进行内循环，这个过程中当冷却水温度低于PTC液体加热器的预设最低温度，PTC液体加热器开始工作，当冷却水超过PTC液体加热器的预设最高温度，PTC液体加热器停止工作；当出现渗漏，流量不能满足小循环流量传感器的预设值时，整车仪表显示暖风系统工作异常的错误信息。

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