CN112319312B - 一种插电混动车型的电池热管理策略 - Google Patents

一种插电混动车型的电池热管理策略 Download PDF

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Abstract

一种插电混动车型的电池热管理策略，包括：建立冷媒回路状态机与电池回路状态机的交互策略，在不同状态机之间切换来达到冷却模式和冷却能力切换的目的；根据电池回路状态机对定泵的档位进行判断，建立电池回路的泵请求策略；根据电池回路状态机、电池水泵请求、电池入口水温、电池入口水温目标值、环境温度、发动机转速、压缩机请求等进行控制，建立冷却回路的风扇请求策略；建立电池回路与冷媒回路的阀门请求策略。本发明使电池回路能耗降低，且能主动控制风扇和泵的运转，大大提高工作效率。

Description

一种插电混动车型的电池热管理策略
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种插电混动车型的电池热管理策略。
背景技术
传统的燃油车没有电池系统，因此也就没有电池热管理的策略。而关于具有电池系统的插电混动型汽车，近年来国内对其电池冷却系统的控制方式的研究开发还正处于起步阶段，主机厂对于电池热管理这部分的控制策略也比较欠缺，目前主流电池回路热管理控制策略为热管理控制器根据IPU(Intelligence Processing Unit)输入控制水泵、风扇等工作，控制策略单一，只能被动接受指令，不能主动判断，存在一定的能量浪费和控制过剩。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种插电混动车型的电池热管理策略。
本发明的电池热管理策略所基于的电池回路包括电池、冷凝器、蒸发器、压缩机、充电器、热交换器、电池散热器、电磁阀、电子水泵、冷却风扇和传感器，其特征在于：所述插电混动车型的电池热管理策略包括对电池回路状态机的控制策略、对冷媒回路状态机与电池回路状态机的交互的控制策略、对电池回路泵请求的控制策略、对冷却回路的风扇请求的控制策略、对电池回路与冷媒回路的阀门请求的控制策略和对冷媒回路压缩机请求的控制策略，
所述对电池回路状态机的控制策略包括：在系统初始化成功的5秒后进入冲洗状态Flush，即使用冷却剂清洗不工作的热交换器，
若电池最高温度TBat_max大于等于电池冷却设定温度TBat_cool_thd，或车载充电机温度TOBC大于等于40℃且电池最高温度TBat_max大于0℃，或在非冬季工况下电池进水温度TBat_inlet_water大于40℃，或在冬季工况下电池进水温度TBat_inlet_water大于45℃，则进入热交换器状态判断；
当电池最高温度TBat_max小于电池冷却设定温度TBat_cool_thd3℃(电池最高温度TBat_max比电池冷却设定温度TBat_cool_thd低3℃)且车载充电机温度TOBC小于37℃时，若在非冬季工况下电池进水温度TBat_inlet_water小于40℃减去第一电池温度X的差值或在冬季工况下电池进水温度TBat_inlet_water小于45度减去第一电池温度X的差值，则切换回冲洗状态Flush；
若点火开关处于关闭状态且系统处于充电关闭状态，或水泵故障，则根据电池最高温度TBat_max进行判断：若电池最高温度TBat_max大于40℃，则系统进入后运行状态60秒，然后系统关闭；若电池最高温度TBat_max小于等于40℃，则系统关闭；
若点火开关处于开启状态，或系统处于充电开启状态的同时水泵无故障，则从系统关闭状态切换回冲洗状态Flush。
进一步地，所述电池冷却设定温度TBat_cool_thd的计算方式如下：
若环境温度小于10℃，则电池冷却设定温度TBat_cool_thd为30℃；
若环境温度大于10℃，则电池冷却设定温度TBat_cool_thd为25℃；
进一步地，所述第一电池温度X的计算方式如下：
若环境温度大于30℃，则第一电池温度X为20℃；
若环境温度小于等于30℃且大于20℃，则第一电池温度X为10℃；
若环境温度小于等于20℃，则第一电池温度X为5℃。
进一步地，所述对电池回路状态机的控制策略还包括热交换器状态判断的控制策略，其包括：
当满足冷媒回路切换到热交换器开启状态Chiller ON或热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling时：若电池最高温度TBat_max大于等于45℃，则切换到最大制冷状态；若电池最高温度TBat_max小于42℃，则切换到热交换器制冷状态；
当满足冷媒回路切换回热交换器关闭状态Chiller OFF时，则启用热交换器状态判断单元：若电池最高温度TBat_max小于等于环境温度或电池进水温度TBat_inlet_water小于等于环境温度，则进入等待保持冲洗状态；若电池最高温度TBat_max大于环境温度或电池进水温度TBat_inlet_water大于环境温度，则进入等待散热器冷却状态；
当满足电池进水温度TBat_inlet_water小于40℃减去第一电池温度X的差值的同时满足电池最高温度TBat_max小于等于28℃且系统处于充电关闭状态，或电池进水温度TBat_inlet_water小于40℃减去第一电池温度X的差值的同时满足电池最高温度TBat_max小于等于30℃且系统处于充电开启状态，或电池进水温度TBat_inlet_water小于等于10℃，或高压电处于关闭状态，或压缩机故障，或冷媒压力传感器故障时：若电池最高温度TBat_max小于环境温度或电池进水温度TBat_inlet_water小于环境温度，则进入保持冲洗状态Chiller flush，此状态下不对热交换器进行主动冷却，仅保持热交换器处于冲洗状态Flush；若电池最高温度TBat_max大于等于环境温度且电池进水温度TBat_inlet_water大于等于环境温度，则进入散热器冷却状态；
当电池进水温度TBat_inlet_water大于12℃且高压电处于开启状态且压缩机无故障且冷媒压力传感器无故障时，若电池最高温度TBat_max大于等于35℃且系统处于充电关闭状态，或电池最高温度TBat_max大于等于32℃的同时电池电量等级SoC大于30％且系统处于充电关闭状态，或电池最高温度TBat_max大于等于35℃且系统处于充电开启状态，或电池进水温度TBat_inlet_water大于40℃，则切换回热交换器状态判断单元。
进一步地，所述对冷媒回路状态机与电池回路状态机的交互的控制策略包括：
当热交换器处于热交换器开启状态Chiller ON时，若高压电处于关闭状态，或系统故障，或电池回路状态机不请求热交换器工作，则切换到热交换器关闭状态ChillerOFF；
当热交换器处于热交换器关闭状态Chiller OFF时，若高压电处于开启状态且系统无故障且电池回路状态机请求热交换器工作，则切换到热交换器开启状态Chiller ON；
当热交换器处于热交换器开启状态Chiller ON时，若电池状态机进入最大制冷状态且电池回路状态机请求热交换器工作，则切换到热交换器最大制冷状态Chiller Maxcooling；
当热交换器处于热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling时，若电池回路状态机退出最大制冷状态且电池回路状态机请求热交换器工作，则切换到热交换器开启状态Chiller ON；
当热交换器处于热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling时，若高压电处于关闭状态，或系统故障，或电池回路状态机不请求热交换器工作，则切换到热交换器关闭状态Chiller OFF；
当热交换器处于热交换器关闭状态Chiller OFF时，若系统无故障且高压电处于开启状态且电池回路状态机为最大制冷状态且电池回路状态机请求热交换器工作，则切换到热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling。
进一步地，所述对电池回路泵请求的控制策略包括电池回路状态机的第一控制策略，其包括：
若热交换器处于等待散热器冷却状态或散热器处于散热器冷却状态，则取电池回路泵的请求档位为20％，同时根据车载充电机温度TOBC和电池最高温度TBat_max判断电池回路泵的请求档位，然后取上述两个请求档位中的最大值输出；
若热交换器处于等待保持冲洗状态或保持冲洗状态Chiller flush，则输出的电池回路泵的请求档位为20％；
若热交换器处于清洗状态Flush，则输出的电池回路泵的请求档位为20％且其以300秒的周期和30秒的持续时间输出；
若系统处于后运行状态的同时热交换器处于热交换器制冷状态或热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling，则输出的电池回路泵的请求档位为100％；
若系统处于关闭状态或初始化状态，则输出的电池回路泵的请求档位为0％。
进一步地，所述对电池回路泵请求的控制策略还包括电池回路状态机的第二控制策略，其包括以下步骤：
步骤S1：判断电池最高温度TBat_max减去电池最低温度TBat_min的差值是否大于40℃，若是则取电池回路泵的请求档位为100％，若不是则取电池回路泵的请求档位为0％；
步骤S2：将步骤S1所得的电池回路泵的请求档位与电池回路状态机的第一控制策略的所得请求档位比较并取二者之间的最大值作为第二电池回路泵的请求档位输出。
进一步地，所述对电池回路泵请求的控制策略还包括电池回路状态机的第三控制策略，其包括以下步骤：
步骤S3：判断系统的充电状态，若系统处于充电开启状态则取电池回路泵的请求档位为25％，若系统处于充电关闭状态则取电池回路泵的请求档位为0％；
步骤S4：将步骤S3所得的电池回路泵的请求档位与所述电池回路状态机的第二控制策略所得的第二电池回路泵的请求档位比较并取二者之间的最大值作为第三电池回路泵的请求档位输出。
进一步地，所述对电池回路泵请求的控制策略还包括电池回路状态机的第四控制策略，其包括以下步骤：
步骤S5：判断系统停止充电时的车载充电机温度TOBC是否大于70℃，若是则取电池回路泵的请求档位为100％，若不是则取电池回路泵的请求档位为0％；
步骤S6：将步骤S5所得的电池回路泵的请求档位与所述电池回路状态机的第三控制策略所得的第三电池回路泵的请求档位比较并取二者之间的最大值作为第四电池回路泵的请求档位输出。
进一步地，所述对冷却回路的风扇请求的控制策略包括：
若电池散热器处于冷却状态且热交换器处于等待散热器冷却状态，则通过水泵的请求、电池入口水温目标值、电池入口水温和环境温度判断风扇请求；
若热交换器处于热交换器制冷状态，则通过压缩机请求判断风扇请求；
若系统处于后运行状态，则系统输出的风扇请求转速为80％；
若热交换器处于热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling，则系统输出的风扇请求转速为100％；
若热交换器处于等待保持冲洗状态或保持冲洗状态或冲洗状态，或系统处于关闭状态或初始化状态，则系统输出的风扇请求转速为0％。
进一步地，所述对电池回路阀门请求的控制策略包括：
若散热器处于冷却状态或热交换器处于等待散热器冷却状态或系统处于后运行状态，则系统输出的阀门请求为0％，使冷媒介质流经散热器；
若散热器不处于散热器冷却状态的同时热交换器不处于等待散热器冷却状态且系统不处于后运行状态，则系统输出的阀门请求为100％，使冷媒介质不经过散热器。
进一步地，所述对冷媒回路的阀门请求的控制策略包括：
若热交换器处于热交换器开启状态Chiller ON或热交换器最大制冷状态ChillerMAX cooling，则系统输出的阀门请求为100％，使冷媒介质经过热交换器；
若热交换器处于热交换器关闭状态Chiller OFF，则系统输出的阀门请求为0％，使冷媒介质不经过热交换器。
进一步地，所述对冷媒回路压缩机请求的控制策略还包括输出压缩机占空比请求，其包括：
步骤S7：当热交换器处于热交换器开启状态Chiller ON时，将电池入口水温目标值和电池入口水温输入到PI控制器并进行判断，若电池入口水温大于等于电池入口水温目标值2度，则系统根据电池入口水温和电池入口水温目标值的温度差值、环境温度和压缩机功耗要求输出一个压缩机占空比的值，然后将该值与12％进行对比，取二者之间的最大值作为第一占空比输出值；
步骤S8：判断系统是否处于充电开启状态，若是则取压缩机占空比请求为20％，若不是则取压缩机占空比请求为25％，然后将取得的压缩机占空比与所述步骤S7中的第一占空比输出值对比，取二者之间的最小值作为第二占空比输出值；
步骤S9：系统将第二占空比输出值发送给底层；
若热交换器处于热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling，则取压缩机占空比请求为25％；
若热交换器处于热交换器关闭状态Chiller OFF，则取压缩机占空比请求为0％。
本发明根据环境温度、电芯最低温度、电芯最高温度、电芯平均温度、电池入口水温、充电机温度、充电状态、整车上高压状态、整车点火状态、电池电量、Chiller(热交换器)的开闭状态、PTC(加热器)加热状态等条件进行主动判断，建立电池回路状态机的控制策略、对冷媒回路状态机与电池回路状态机的交互的控制策略、对电池回路泵请求的控制策略、对冷却回路的风扇请求的控制策略、对电池回路与冷媒回路的阀门请求的控制策略和对冷媒回路压缩机请求的控制策略，保证相关新能源部件正常运转，并适当降低输出达到降低能耗的目的。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明提供的插电混动车型的电池热管理策略的软件框图。
图2为本发明的电池热管理策略所基于的电池回路的示意图。
图3为本发明提供的电池回路状态机的示意图。
图4为本发明提供的冷媒回路状态机和电池回路状态机的交互的示意图。
图5为本发明提供的电池回路泵请求的示意图。
图6为本发明提供的冷却回路风扇请求的示意图。
图7为本发明提供的电池回路与冷媒回路的阀门请求的示意图。
图8为本发明提供的冷媒回路压缩机请求的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。
请参阅图1和图2，本发明的电池热管理策略所基于的电池回路至少包括电池、冷凝器、蒸发器、压缩机、充电器、热交换器、电池散热器、电磁阀、电子水泵、冷却风扇和传感器，在本实施例中传感器包括温度传感器和压力传感器。冷媒回路包括电磁阀ChlTxv、冷却风扇、冷凝器、蒸发器、压缩机和热交换器，电池回路包括电磁阀VlvHxRad、电池散热器、电子水泵、充电器、电池和热交换器。本发明的插电混动车型的电池热管理策略包括对电池回路状态机的控制策略、对冷媒回路状态机与电池回路状态机的交互的控制策略、对电池回路泵请求的控制策略、对冷却回路的风扇请求的控制策略、对电池回路与冷媒回路的阀门请求的控制策略和对冷媒回路压缩机请求的控制策略。
进一步地，本发明中还包括许多电池回路系统中的部件或系统的运行状态，现逐一说明如下：
冲洗状态Flush：使用冷却剂清洗不工作的热交换器；
热交换器开启状态Chiller ON：冷媒回路中的热交换器开启；
热交换器关闭状态Chiller OFF：冷媒回路中的热交换器关闭；
热交换器制冷状态：冷媒回路中的热交换器主动制冷；
热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling：
最大制冷状态：冷媒回路中的散热器处于最大制冷状态；
保持冲洗状态Chiller flush：保持热交换器处于冲洗状态Flush；
等待保持冲洗状态：不进行主动冷却，只保持热交换器处于冲洗状态Flush；
散热器冷却状态：冷媒回路中的散热器主动冷却；
等待散热器冷却状态：不进行主动冷却，等待散热器进入散热器冷却状态；进一步地，所述对电池回路状态机的控制策略包括：在系统初始化成功的5秒后进入冲洗状态Flush。所述对电池回路状态机的控制策略还包括：
若电池最高温度TBat_max大于等于电池冷却设定温度TBat_cool_thd，或车载充电机温度TOBC大于等于40℃且电池最高温度TBat_max大于0℃，或在非冬季工况下电池进水温度TBat_inlet_water大于40℃，或在冬季工况下电池进水温度TBat_inlet_water大于45℃，则启用热交换器状态判断单元，即基于电池最高温度TBat_max、环境温度和电池进水温度TBat_inlet_water切换热交换器的状态；
当电池最高温度TBat_max小于电池冷却设定温度TBat_cool_thd3℃且车载充电机温度TOBC小于37℃时，若在非冬季工况下电池进水温度TBat_inlet_water小于40℃减去第一电池温度X的差值或在冬季工况下电池进水温度TBat_inlet_water小于45度减去第一电池温度X的差值，则切换回冲洗状态Flush；
若点火开关处于关闭状态且系统处于充电关闭状态，或水泵故障，则根据电池最高温度TBat_max进行判断：若电池最高温度TBat_max大于40℃，则系统进入后运行状态60秒，然后系统关闭；若电池最高温度TBat_max小于等于40℃，则系统关闭。
若点火开关处于开启状态，或系统处于充电开启状态的同时水泵无故障，则从系统关闭状态切换回冲洗状态Flush。
具体地，所述电池冷却设定温度TBat_cool_thd的计算方式如下：
若环境温度小于10℃，则电池冷却设定温度TBat_cool_thd为30℃；
若环境温度大于10℃，则电池冷却设定温度TBat_cool_thd为25℃；
具体地，所述第一电池温度X的计算方式如下：
若环境温度大于30℃，则第一电池温度X为20℃；
若环境温度小于等于30℃且大于20℃，则第一电池温度X为10℃；
若环境温度小于等于20℃，则第一电池温度X为5℃。
进一步地，所述对电池回路状态机的控制策略还包括热交换器状态判断的控制策略，其包括：
当满足冷媒回路切换到热交换器开启状态Chiller ON或热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling时：若电池最高温度TBat_max大于等于45℃，则切换到最大制冷状态；若电池最高温度TBat_max小于42℃，则切换到热交换器制冷状态。
当满足冷媒回路切换回热交换器关闭状态Chiller OFF时：若电池最高温度TBat_max小于等于环境温度或电池进水温度TBat_inlet_water小于等于环境温度，则进入等待保持冲洗状态；若电池最高温度TBat_max大于环境温度或电池进水温度TBat_inlet_water大于环境温度，则进入等待散热器冷却状态；
当满足电池进水温度TBat_inlet_water小于40℃减去第一电池温度X的差值的同时满足电池最高温度TBat_max小于等于28℃且系统处于充电关闭状态，或电池进水温度TBat_inlet_water小于40℃减去第一电池温度X的差值的同时满足电池最高温度TBat_max小于等于30℃且系统处于充电开启状态，或电池进水温度TBat_inlet_water小于等于10℃，或高压电处于关闭状态，或压缩机故障，或冷媒压力传感器故障时：若电池最高温度TBat_max小于环境温度或电池进水温度TBat_inlet_water小于环境温度，则进入保持冲洗状态Chiller flush，不对热交换器进行主动冷却，仅保持热交换器处于冲洗状态Flush；若电池最高温度TBat_max大于等于环境温度且电池进水温度TBat_inlet_water大于等于环境温度，则进入散热器冷却状态；
当电池进水温度TBat_inlet_water大于12℃且高压电处于开启状态且压缩机无故障且冷媒压力传感器无故障时，若电池最高温度TBat_max大于等于35℃且系统处于充电关闭状态，或电池最高温度TBat_max大于等于32℃的同时电池电量等级SoC大于30％且系统处于充电关闭状态，或电池最高温度TBat_max大于等于35℃且系统处于充电开启状态，或电池进水温度TBat_inlet_water大于40℃，则切换回热交换器状态判断单元。
进一步地，所述对冷媒回路状态机与电池回路状态机的交互的控制策略包括：
当热交换器处于热交换器开启状态Chiller ON时，若高压电处于关闭状态，或系统故障，或电池回路状态机不请求热交换器工作Bat_ChlReq＝0，则切换到热交换器关闭状态Chiller OFF；
当热交换器处于热交换器关闭状态Chiller OFF时，若高压电处于开启状态且系统无故障且电池回路状态机请求热交换器工作Bat_ChlReq＝1，则切换到热交换器开启状态Chiller ON；
当热交换器处于热交换器开启状态Chiller ON时，若电池回路状态机进入最大制冷状态且电池回路状态机请求热交换器工作Bat_ChlReq＝1，则切换到热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling；
当热交换器处于热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling时，若电池回路状态机退出最大制冷状态且电池回路状态机请求热交换器工作Bat_ChlReq＝1，则切换到热交换器开启状态Chiller ON；
当热交换器处于热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling时，若高压电处于关闭状态，或系统故障，或电池回路状态机不请求热交换器工作Bat_ChlReq＝0，则切换到热交换器关闭状态Chiller OFF；
当热交换器处于热交换器关闭状态Chiller OFF时，若系统无故障且高压电处于开启状态且电池状态机为最大制冷状态且电池回路状态机请求热交换器工作Bat_ChlReq＝1，则切换到热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling。
进一步地，所述对电池回路泵请求的控制策略包括电池回路状态机的第一控制策略，其包括：
若热交换器处于等待散热器冷却状态或散热器处于散热器冷却状态，则取电池回路泵的请求档位为20％，同时根据车载充电机温度TOBC和电池最高温度TBat_max判断电池回路泵的请求档位，然后取上述两个请求档位中的最大值输出；
若热交换器处于等待保持冲洗状态或保持冲洗状态Chiller flush，则输出的电池回路泵的请求档位为20％；
若热交换器处于清洗状态Flush，则输出的电池回路泵的请求档位为20％且其以300秒的周期和30秒的持续时间输出；
若系统处于后运行状态的同时热交换器处于热交换器制冷状态或热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling，则输出的电池回路泵的请求档位为100％；
若系统处于关闭状态或初始化状态，则输出的电池回路泵的请求档位为0％。
进一步地，所述对电池回路泵请求的控制策略还包括电池回路状态机的第二控制策略，其包括以下步骤：
步骤S1：判断电池最高温度TBat_max减去电池最低温度TBat_min的差值是否大于40℃，若是则取电池回路泵的请求档位为100％，若不是则取电池回路泵的请求档位为0％；
步骤S2：将步骤S1所得的电池回路泵的请求档位与电池回路状态机的第一控制策略的所得请求档位比较并取二者之间的最大值作为第二电池回路泵的请求档位输出。
进一步地，所述对电池回路泵请求的控制策略还包括电池回路状态机的第三控制策略，其包括以下步骤：
步骤S3：判断系统的充电状态，若系统处于充电开启状态则取电池回路泵的请求档位为25％，若系统处于充电关闭状态则取电池回路泵的请求档位为0％；
步骤S4：将步骤S3所得的电池回路泵的请求档位与所述电池回路状态机的第二控制策略所得的第二电池回路泵的请求档位比较并取二者之间的最大值作为第三电池回路泵的请求档位输出。
进一步地，所述对电池回路泵请求的控制策略还包括电池回路状态机的第四控制策略，其包括以下步骤：
步骤S5：判断系统停止充电时的车载充电机温度TOBC是否大于70℃，若是则取电池回路泵的请求档位为100％，若不是则取电池回路泵的请求档位为0％；
步骤S6：将步骤S5所得的电池回路泵的请求档位与所述电池回路状态机的第三控制策略所得的第三电池回路泵的请求档位比较并取二者之间的最大值作为第四电池回路泵的请求档位输出。
进一步地，泵的请求档位计算如下：
表1：泵的档位计算
Figure GDA0003486510710000151
Figure GDA0003486510710000161
具体地，若最终输出的第四电池回路泵的请求档位为80％，大于high档位的进入范围且小于max档位的退出范围，则其处于High档位，对应的最终风扇转速请求为75％；一段时间后，若第四电池回路泵的请求档位变为65％，则其仍处于High档位，对应的最终风扇转速请求仍为75％；若第四电池回路泵的请求档位变为60％以下时，则退出High档位进入med档位，这时对应的最终风扇转速请求则为50％。
进一步地，所述对冷却回路的风扇请求的控制策略包括：
若电池散热器处于冷却状态且热交换器处于等待散热器冷却状态，则通过水泵的请求、电池入口水温目标值、电池入口水温和环境温度判断风扇请求；
若热交换器处于热交换器制冷状态，则通过压缩机请求判断风扇请求；
若系统处于后运行状态，则系统输出的风扇请求转速为80％；
若热交换器处于热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling，则系统输出的风扇请求转速为100％；
若热交换器处于等待保持冲洗状态或保持冲洗状态或冲洗状态，或系统处于关闭状态或初始化状态，则系统输出的风扇请求转速为0％。
进一步地，在本实施例中，风扇的档位计算数值范围与泵的档位计算数值范围相同，不再赘述。
进一步地，所述对电池回路阀门请求的控制策略包括：
若散热器处于冷却状态或热交换器处于等待散热器冷却状态或系统处于后运行状态，则系统输出的阀门请求为0％，电磁阀VlvHxRad使冷媒介质流经散热器；
若散热器不处于散热器冷却状态的同时、热交换器不处于等待散热器冷却状态且系统不处于后运行状态，则系统输出的阀门请求为100％，电磁阀VlvHxRad使冷媒介质不经过散热器。进一步地，所述对冷媒回路的阀门请求的控制策略包括：
若热交换器处于热交换器开启状态Chiller ON或热交换器最大制冷状态ChillerMAX cooling，则系统输出的阀门请求为100％，电磁阀ChlTxv使冷媒介质经过热交换器；
若热交换器处于热交换器关闭状态Chiller OFF，则系统输出的阀门请求为0％，电磁阀ChlTxv使冷媒介质不经过热交换器。
进一步地，所述对冷媒回路压缩机请求的控制策略还包括输出压缩机占空比请求，其包括：
步骤S7：当热交换器处于热交换器开启状态Chiller ON时，将电池入口水温目标值和电池入口水温输入到PI控制器并进行判断，若电池入口水温大于等于电池入口水温目标值2度，则系统根据电池入口水温和电池入口水温目标值的温度差值、环境温度和压缩机功耗要求输出一个压缩机占空比的值，然后将该值与12％进行对比，取二者之间的最大值作为第一占空比输出值；
步骤S8：判断系统是否处于充电开启状态，若是则取压缩机占空比请求为20％，若不是则取压缩机占空比请求为25％，然后将取得的压缩机占空比与所述步骤S7中的第一占空比输出值对比，取二者之间的最小值作为第二占空比输出值；
步骤S9：系统将第二占空比输出值发送给底层；
若热交换器处于热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling，则取压缩机占空比请求为25％。
若热交换器处于热交换器关闭状态Chiller OFF，则取压缩机占空比请求为0％。
综上所述，本发明根据环境温度、电芯最低温度、电芯最高温度、电芯平均温度、电池入口水温、充电机温度、充电状态、整车上高压状态、整车点火状态、电池电量、Chiller(热交换器)的开闭状态、PTC(加热器)加热状态等条件进行主动判断，建立电池回路状态机的控制策略、对冷媒回路状态机与电池回路状态机的交互的控制策略、对电池回路泵请求的控制策略、对冷却回路的风扇请求的控制策略、对电池回路与冷媒回路的阀门请求的控制策略和对冷媒回路压缩机请求的控制策略，保证相关新能源部件正常运转，并适当降低输出达到降低能耗的目的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (13)

1.一种插电混动车型的电池热管理策略，本发明的电池热管理策略所基于的电池回路包括电池、冷凝器、蒸发器、压缩机、充电器、热交换器、电池散热器、电磁阀、电子水泵、冷却风扇和传感器，其特征在于：所述插电混动车型的电池热管理策略包括对电池回路状态机的控制策略、对冷媒回路状态机与电池回路状态机的交互的控制策略、对电池回路泵请求的控制策略、对冷却回路的风扇请求的控制策略、对电池回路与冷媒回路的阀门请求的控制策略和对冷媒回路压缩机请求的控制策略，
所述对电池回路状态机的控制策略包括：
在系统初始化成功的5秒后进入冲洗状态Flush，即使用冷却剂清洗不工作的热交换器，
若电池最高温度TBat_max大于等于电池冷却设定温度TBat_cool_thd，或车载充电机温度TOBC大于等于40℃且电池最高温度TBat_max大于0℃，或在非冬季工况下电池进水温度TBat_inlet_water大于40℃，或在冬季工况下电池进水温度TBat_inlet_water大于45℃，则进入热交换器状态判断；
当电池最高温度TBat_max小于电池冷却设定温度TBat_cool_thd3℃且车载充电机温度TOBC小于37℃时，若在非冬季工况下电池进水温度TBat_inlet_water小于40℃减去第一电池温度X的差值或在冬季工况下电池进水温度TBat_inlet_water小于45度减去第一电池温度X的差值，则切换回冲洗状态Flush；
若点火开关处于关闭状态且系统处于充电关闭状态，或水泵故障，则根据电池最高温度TBat_max进行判断：若电池最高温度TBat_max大于40℃，则系统进入后运行状态60秒，然后系统关闭；若电池最高温度TBat_max小于等于40℃，则系统关闭；
若点火开关处于开启状态，或系统处于充电开启状态的同时水泵无故障，则从系统关闭状态切换回冲洗状态Flush。
2.根据权利要求1所述的插电混动车型的电池热管理策略，其特征在于：所述电池冷却设定温度TBat_cool_thd的计算方式如下：
若环境温度小于10℃，则电池冷却设定温度TBat_cool_thd为30℃；
若环境温度大于10℃，则电池冷却设定温度TBat_cool_thd为25℃。
3.根据权利要求1所述的插电混动车型的电池热管理策略，其特征在于：所述第一电池温度X的计算方式如下：
若环境温度大于30℃，则第一电池温度X为20℃；
若环境温度小于等于30℃且大于20℃，则第一电池温度X为10℃；
若环境温度小于等于20℃，则第一电池温度X为5℃。
4.根据权利要求1所述的插电混动车型的电池热管理策略，其特征在于：所述对电池回路状态机的控制策略还包括热交换器状态判断的控制策略，其包括：
当满足冷媒回路切换到热交换器开启状态Chiller ON或热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling时：若电池最高温度TBat_max大于等于45℃，则切换到最大制冷状态；若电池最高温度TBat_max小于42℃，则切换到热交换器制冷状态；
当满足冷媒回路切换回热交换器关闭状态Chiller OFF时，则启用热交换器状态判断单元：若电池最高温度TBat_max小于等于环境温度或电池进水温度TBat_inlet_water小于等于环境温度，则进入等待保持冲洗状态；若电池最高温度TBat_max大于环境温度或电池进水温度TBat_inlet_water大于环境温度，则进入等待散热器冷却状态；
当满足电池进水温度TBat_inlet_water小于40℃减去第一电池温度X的差值的同时满足电池最高温度TBat_max小于等于28℃且系统处于充电关闭状态，或电池进水温度TBat_inlet_water小于40℃减去第一电池温度X的差值的同时满足电池最高温度TBat_max小于等于30℃且系统处于充电开启状态，或电池进水温度TBat_inlet_water小于等于10℃，或高压电处于关闭状态，或压缩机故障，或冷媒压力传感器故障时：若电池最高温度TBat_max小于环境温度或电池进水温度TBat_inlet_water小于环境温度，则进入保持冲洗状态Chiller flush，此状态下不对热交换器进行主动冷却，仅保持热交换器处于冲洗状态Flush；若电池最高温度TBat_max大于等于环境温度且电池进水温度TBat_inlet_water大于等于环境温度，则进入散热器冷却状态；
当电池进水温度TBat_inlet_water大于12℃且高压电处于开启状态且压缩机无故障且冷媒压力传感器无故障时，若电池最高温度TBat_max大于等于35℃且系统处于充电关闭状态，或电池最高温度TBat_max大于等于32℃的同时电池电量等级SoC大于30％且系统处于充电关闭状态，或电池最高温度TBat_max大于等于35℃且系统处于充电开启状态，或电池进水温度TBat_inlet_water大于40℃，则切换回热交换器状态判断单元。
5.根据权利要求4所述的插电混动车型的电池热管理策略，其特征在于：所述对冷媒回路状态机与电池回路状态机的交互的控制策略包括：
当热交换器处于热交换器开启状态Chiller ON时，若高压电处于关闭状态，或系统故障，或电池回路状态机不请求热交换器工作，则切换到热交换器关闭状态Chiller OFF；
当热交换器处于热交换器关闭状态Chiller OFF时，若高压电处于开启状态且系统无故障且电池回路状态机请求热交换器工作，则切换到热交换器开启状态Chiller ON；
当热交换器处于热交换器开启状态Chiller ON时，若电池状态机进入最大制冷状态且电池回路状态机请求热交换器工作，则切换到热交换器最大制冷状态Chiller Maxcooling；
当热交换器处于热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling时，若电池回路状态机退出最大制冷状态且电池回路状态机请求热交换器工作，则切换到热交换器开启状态Chiller ON；
当热交换器处于热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling时，若高压电处于关闭状态，或系统故障，或电池回路状态机不请求热交换器工作，则切换到热交换器关闭状态Chiller OFF；
当热交换器处于热交换器关闭状态Chiller OFF时，若系统无故障且高压电处于开启状态且电池回路状态机为最大制冷状态且电池回路状态机请求热交换器工作，则切换到热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling。
6.根据权利要求5所述的插电混动车型的电池热管理策略，其特征在于：所述对电池回路泵请求的控制策略包括电池回路状态机的第一控制策略，其包括：
若热交换器处于等待散热器冷却状态或散热器处于散热器冷却状态，则取电池回路泵的请求档位为20％，同时根据车载充电机温度TOBC和电池最高温度TBat_max判断电池回路泵的请求档位，然后取两个请求档位中的最大值输出；
若热交换器处于等待保持冲洗状态或保持冲洗状态Chiller flush，则输出的电池回路泵的请求档位为20％；
若热交换器处于清洗状态Flush，则输出的电池回路泵的请求档位为20％且其以300秒的周期和30秒的持续时间输出；
若系统处于后运行状态的同时热交换器处于热交换器制冷状态或热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling，则输出的电池回路泵的请求档位为100％；
若系统处于关闭状态或初始化状态，则输出的电池回路泵的请求档位为0％。
7.根据权利要求6所述的插电混动车型的电池热管理策略，其特征在于：所述对电池回路泵请求的控制策略还包括电池回路状态机的第二控制策略，其包括以下步骤：
步骤S1：判断电池最高温度TBat_max减去电池最低温度TBat_min的差值是否大于40℃，若是则取电池回路泵的请求档位为100％，若不是则取电池回路泵的请求档位为0％；
步骤S2：将步骤S1所得的电池回路泵的请求档位与电池回路状态机的第一控制策略的所得请求档位比较并取二者之间的最大值作为第二电池回路泵的请求档位输出。
8.根据权利要求7所述的插电混动车型的电池热管理策略，其特征在于：所述对电池回路泵请求的控制策略还包括电池回路状态机的第三控制策略，其包括以下步骤：
步骤S3：判断系统的充电状态，若系统处于充电开启状态则取电池回路泵的请求档位为25％，若系统处于充电关闭状态则取电池回路泵的请求档位为0％；
步骤S4：将步骤S3所得的电池回路泵的请求档位与所述电池回路状态机的第二控制策略所得的第二电池回路泵的请求档位比较并取二者之间的最大值作为第三电池回路泵的请求档位输出。
9.根据权利要求8所述的插电混动车型的电池热管理策略，其特征在于：所述对电池回路泵请求的控制策略还包括电池回路状态机的第四控制策略，其包括以下步骤：
步骤S5：判断系统停止充电时的车载充电机温度TOBC是否大于70℃，若是则取电池回路泵的请求档位为100％，若不是则取电池回路泵的请求档位为0％；
步骤S6：将步骤S5所得的电池回路泵的请求档位与所述电池回路状态机的第三控制策略所得的第三电池回路泵的请求档位比较并取二者之间的最大值作为第四电池回路泵的请求档位输出。
10.根据权利要求9所述的插电混动车型的电池热管理策略，其特征在于：所述对冷却回路的风扇请求的控制策略包括：
若电池散热器处于冷却状态且热交换器处于等待散热器冷却状态，则通过水泵的请求、电池入口水温目标值、电池入口水温和环境温度判断风扇请求；
若热交换器处于热交换器制冷状态，则通过压缩机请求判断风扇请求；
若系统处于后运行状态，则系统输出的风扇请求转速为80％；
若热交换器处于热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling，则系统输出的风扇请求转速为100％；
若热交换器处于等待保持冲洗状态或保持冲洗状态或冲洗状态，或系统处于关闭状态或初始化状态，则系统输出的风扇请求转速为0％。
11.根据权利要求10所述的插电混动车型的电池热管理策略，其特征在于：所述对电池回路阀门请求的控制策略包括：
若散热器处于冷却状态或热交换器处于等待散热器冷却状态或系统处于后运行状态，则系统输出的阀门请求为0％，使冷媒介质流经散热器；
若散热器不处于散热器冷却状态的同时热交换器不处于等待散热器冷却状态且系统不处于后运行状态，则系统输出的阀门请求为100％，使冷媒介质不经过散热器。
12.根据权利要求11所述的插电混动车型的电池热管理策略，其特征在于：所述对冷媒回路的阀门请求的控制策略包括：
若热交换器处于热交换器开启状态Chiller ON或热交换器最大制冷状态Chiller MAXcooling，则系统输出的阀门请求为100％，使冷媒介质经过热交换器；
若热交换器处于热交换器关闭状态Chiller OFF，则系统输出的阀门请求为0％，使冷媒介质不经过热交换器。
13.根据权利要求12所述的插电混动车型的电池热管理策略，其特征在于：所述对冷媒回路压缩机请求的控制策略还包括输出压缩机占空比请求，其包括：
步骤S7：当热交换器处于热交换器开启状态Chiller ON时，将电池入口水温目标值和电池入口水温输入到PI控制器并进行判断，若电池入口水温大于等于电池入口水温目标值2度，则系统根据电池入口水温和电池入口水温目标值的温度差值、环境温度和压缩机功耗要求输出一个压缩机占空比的值，然后将该值与12％进行对比，取二者之间的最大值作为第一占空比输出值；
步骤S8：判断系统是否处于充电开启状态，若是则取压缩机占空比请求为20％，若不是则取压缩机占空比请求为25％，然后将取得的压缩机占空比与所述步骤S7中的第一占空比输出值对比，取二者之间的最小值作为第二占空比输出值；
步骤S9：系统将第二占空比输出值发送给底层；
若热交换器处于热交换器最大制冷状态Chiller Max cooling，则取压缩机占空比请求为25％；
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