CN112477699A - 热管理系统、控制方法及装置、存储介质及车辆 - Google Patents

热管理系统、控制方法及装置、存储介质及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种车辆热管理系统，包括：电驱动热管理回路，包括依次连接的电机水泵及电驱动装置冷却管路；电池热管理回路，包括依次的电池水泵及电池冷却管路；散热器；以及，水壶，所述水壶通过三位五通阀连通所述电驱动热管理回路、所述电池热管理回路、及所述散热器，所述车辆热管路系统具体有第一回路状态、第二回路状态以及第三回路状态。本发明提供的车辆热管理系统，旨在解决传统技术中，车辆电池热管理系统与电机热管理系统相互独立，占用空间较大且各自的热管理效率不高的问题。

Description

热管理系统、控制方法及装置、存储介质及车辆
技术领域
本发明属于车辆热管理技术领域，具体涉及一种热管理系统、控制方法及装置、存储介质及车辆。
背景技术
为保证纯电动汽车的电池在10-40℃温度工作区间，纯电动汽车电池热管理多采用液冷技术，当电池温度较低时，快速给电池加热，当电池温度较高时，及时给电池散热。常见的纯电动汽车液冷式热管理系统电池冷却系统和电机冷却系统相互独立，系统简单，但占用空间较大，同时存在低温环境中压缩机无法开启，低温快充过程无法及时冷却电池造成快充时长偏长等问题。
发明内容
基于此，本发明提供一种热管理系统、控制方法及装置、存储介质及车辆，旨在解决传统技术中，车辆电池热管理系统与电机热管理系统相互独立，占用空间较大且各自的热管理效率不高的问题。
实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种车辆热管理系统，包括：
电驱动热管理回路，包括依次连接的电机水泵及电驱动装置冷却管路；
电池热管理回路，包括依次的电池水泵及电池冷却管路；
散热器；以及，
水壶，所述水壶通过三位五通阀连通所述电驱动热管理回路、所述电池热管理回路、及所述散热器，所述三位五通阀具有第一通道、第二通道、第三通道、第四通道和第五通道，所述电池热管理回路的输入端连通所述第一通道、输出端连通所述第二通道、所述电驱动热管理回路的输入端连通所述第三通道，所述散热器的输入端连通所述第四通道；
所述三位五通阀的第五通道设有二位三通阀，所述二位三通阀具有第一端、第二端和第三端，所述第一端连通所述散热器的输出端，所述第二端连通所述电驱动热管理回路的输出端，所述第三端连通所述第五通道；
所述车辆热管路系统具体有第一回路状态、第二回路状态以及第三回路状态，当所述车辆热管理系统处于所述第一回路状态时，所述三位五通阀的第一通道与所述第二通道连通，所述第三通道与所述第四通道连通，所述三位二通阀的第一端和所述第二端连通；
在所述车辆热管理系统处于所述第二回路状态时，所述三位五通阀的第一通道与所述第五通道连通，所述第二通道与所述第三通道连通，所述二位三通阀的第一端和所述第三端连通；
在所述车辆热管理系统处于所述第三回路状态时，所述三位五通阀的第一通道与所述第四通道连通，所述第二通道与所述第三通道连通，所述二位三通阀的第一端和所述第二端连通。
可选地，所述电池热管理回路还包括电加热器和热交换器；
所述电加热器设于所述电池冷却管路与所述电池热管理回路的输出端之间，所述热交换器设于所述电池水泵与所述电池冷却管路之间。
本发明还提供了一种车辆，包括上述车辆热管理系统。
本发明还提供了一种车辆热管理方法，车辆包括上述车辆热管理系统，所述车辆热管理方法包括如下步骤：
获取电池的工作温度和车辆行驶状态；
当车辆处于行驶状态、且电池的工作温度低于预设温度，所述车辆热管理系统处于所述第二回路状态，所述电加热器与所述热交换器处于关闭状态；
可选地，在所述获取电池的工作温度和车辆行驶状态的步骤之后，还包括：
当车辆处于充电状态、且电池的工作温度低于预设温度，所述车辆热管理系统处于所述第一回路状态，所述热交换器处于关闭状态、所述电加热器处于开启状态。
可选地，车辆热管理方法还包括如下步骤：
获取电池的工作温度和环境温度；
当所述环境温度高于预设温度、且所述电池的工作温度高于预设温度，所述车辆热管理系统处于所述第一回路状态，所述热交换器处于开启状态，所述电加热器处于关闭状态。
可选地，在所述获取电池的工作温度和环境温度的步骤之后，还包括：
当所述环境温度低于预设温度、且所述电池的工作温度高于预设温度，所述车辆热管理系统处于所述第三回路状态，所述电加热器和所述热交换器均处于关闭状态。
本发明还提供了一种车辆热管理控制装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电动汽车热管理程序，所述电动汽车热管理程序被所述处理器执行时实现上述车辆热管理方法的步骤。
本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有车辆热管理程序，所述车辆热管理程序被处理器执行时实现上述车辆热管理方法的步骤。
本发明还提供了上述车辆热管理系统的冷却液加注方法，包括如下步骤：
向水壶加注口缓慢加注冷却液，直至冷却液加注至MIN线刻度上方5mm，并静置1min，若液位下降，则继续补加冷却液至MIN线上方5mm，若液位不下降则停止加注；
向水壶加注口缓慢加注冷却液，直至冷却液加注至MIN线刻度上方5mm，并静置1min，若液位下降，则继续补加冷却液至MIN线上方5mm，若液位不下降则停止加注；
调整车辆热管理系统至第一回路状态，开启电池水泵和电机水泵，持续观察10min，若液面下降至MIN线以下，则继续补加冷却液至MIN线以上5mm，若液位不下降则停止加注；
调整车辆热管理系统至第二回路状态，开启电池水泵和电机水泵，持续观察10min，若液面下降至MIN线以下，则继续补加冷却液至MIN线以上5mm，若液位不下降则停止加注；
调整车辆热管理系统至第三回路状态，开启电池水泵和电机水泵，持续观察10min，若液面下降至MIN线以下，则继续补加冷却液至MIN线以上5mm，若液位不下降则加注完成。
在本发明提供的技术方案中，车辆热管理系统，包括：电驱动热管理回路，包括依次连接的电机水泵及电驱动装置冷却管路；电池热管理回路，包括依次的电池水泵及电池冷却管路；散热器；以及，水壶，所述水壶通过三位五通阀连通所述电驱动热管理回路、所述电池热管理回路、及所述散热器，所述车辆热管路系统具体有第一回路状态、第二回路状态以及第三回路状态。本发明将电驱动热管理回路以及电池热管理回路整合，可实现电机余热利用，节约能源；同时将电驱动热管理回路以及电池热管理回路的各个部件高度集成，空间利用率较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述车辆管理系统一实施例的结构示意简图(处于第一回路状态)；
图2为图1中所述车辆管理系统处于第二回路状态结构示意简图；
图3为图1中所述车辆管理系统处于第三回路状态结构示意简图；
图4为本发明实施例所述车辆热管理方法一实施例的步骤示意图；
图5为本发明实施例所述车辆热管理系统的冷却液加注方法一实施例的步骤示意图。
附图标号说明：
Figure BDA0002818956990000041
Figure BDA0002818956990000051
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
为保证纯电动汽车的电池在10-40℃温度工作区间，纯电动汽车电池热管理多采用液冷技术，当电池温度较低时，快速给电池加热，当电池温度较高时，及时给电池散热。常见的纯电动汽车液冷式热管理系统电池冷却系统和电机冷却系统相互独立，系统简单，但占用空间较大，同时存在低温环境中压缩机无法开启，低温快充过程无法及时冷却电池造成快充时长偏长等问题。
鉴于此，本发明提供一种热管理系统、控制方法及装置、存储介质及车辆，需要说明的是，本发明适用于纯电动汽车，由于本发明的主要发明点在于热管理系统，因此本实施例将不再对汽车的其他部件以及结构加以赘述。本说明书附图中，图1为本发明实施例所述车辆热管理系统1000一实施例的结构示意简图(处于第一回路状态)；图2为图1中所述车辆热管理系统1000处于第二回路状态结构示意简图；图3为图1中所述车辆热管理系统1000处于第三回路状态结构示意简图；图4为本发明实施例所述车辆热管理方法一实施例的步骤示意图；图5为本发明实施例所述车辆热管理系统1000的冷却液加注方法一实施例的步骤示意图。
请参阅图1，本发明提供了一种车辆热管理系统1000，包括：电驱动热管理回路100，包括依次连接的电机水泵110及电驱动装置冷却管路120；电池热管理回路200，包括依次的电池水泵210及电池冷却管路220；散热器300；以及，水壶400，水壶400通过三位五通阀410连通电驱动热管理回路100、电池热管理回路200、及散热器300，三位五通阀410具有第一通道411、第二通道412、第三通道413、第四通道414和第五通道415，电池热管理回路200的输入端连通第一通道411、输出端连通第二通道412、电驱动热管理回路100的输入端连通第三通道413，所述散热器300的输入端连通第四通道414；三位五通阀410的第五通道415设有二位三通阀420，二位三通阀420具有第一端421、第二端422和第三端423，第一端421连通散热器300的输出端，第二端422连通电驱动热管理回路100的输出端，第三端423连通第五通道415。
请参阅图1，车辆热管路系统具体有第一回路状态、第二回路状态以及第三回路状态，当车辆热管理系统1000处于第一回路状态时，三位五通阀410的第一通道411与第二通道412连通，第三通道413与第四通道414连通，三位二通阀的第一端421和第二端422连通；请参阅图2，在车辆热管理系统1000处于第二回路状态时，三位五通阀410的第一通道411与第五通道415连通，第二通道412与所述第三通道413连通，二位三通阀420的第一端421和第三端423连通；请参阅图3，在车辆热管理系统1000处于第三回路状态时，三位五通阀410的第一通道411与第四通道414连通，第二通道412与第三通道413连通，二位三通阀420的第一端421和第二端422连通。本发明将电驱动热管理回路100以及电池热管理回路200整合，可实现电机余热利用，节约能源；同时将电驱动热管理回路100以及电池热管理回路200的各个部件高度集成，空间利用率较高。
具体地，电池热管理回路200还包括电加热器和热交换器，请参阅图1，电驱动热管理回路100包括依次连接的电机水泵110及电驱动装置冷却管路120，电驱动装置包括依次连接的DC/DC、充电机、高压接线盒、电机、减速器、电机控制器。电池热管理回路200，包括依次的电池水泵210、热交换器、电池冷却管路220、电加热器。需要说明的是，热交换器主要对管路起到制冷降温的作用，电加热器主要对管路起到加热升温的作用。本发明还提供了一种车辆，包括上述车辆热管理系统1000，在此本发明并不加以赘述。
请参阅图4，在上述车辆热管理系统1000的基础上，本实施例还提供了一种车辆热管理方法，包括如下步骤：
S10、获取电池的工作温度和车辆行驶状态；
S20、当车辆处于行驶状态、且电池的工作温度低于预设温度，所述车辆热管理系统处于所述第二回路状态，所述电加热器与所述热交换器处于关闭状态；
需要说明的是，当电池的工作温度低于预设温度时，此时为了保证电池正常的工作效率，需要对电池进行加热。由于车辆处于行驶状态，在此种状态下，车辆热管理系统1000处于第二回路状态，在第二回路状态中，三位五通阀410的第一通道411与第五通道415连通，第二通道412与所述第三通道413连通，二位三通阀420的第一端421和第三端423连通。请参阅图2，此时电驱动热管理回路100与电池热管理回路200处于连通状态，冷却液在回路中的流动路径如下：水壶400—电池水泵210—热交换器—电池冷却管路220—电加热器—电机水泵110—DC/DC—充电机—高压接线盒—电机—减速器—电机控制器—水壶400，在此种情况下，电加热器与热交换器处于关闭状态，冷却液在电池水泵210和电机水泵110的驱动下，利用电机工作中的余热为电池加热。需要说明的是，在图1-图3中，第五通道415与三位二通阀420在图中看起来重合，两者实际是分开的，由于是连通关系，因而在图中显示出了重合的效果。
进一步地，在所述获取电池的工作温度和车辆行驶状态的步骤之后，还包括：
S30、当车辆处于充电状态、且电池的工作温度低于预设温度，所述车辆热管理系统处于所述第一回路状态，所述热交换器处于关闭状态、所述电加热器处于开启状态。
需要说明的是，当电池的工作温度低于预设温度时，此时为了保证电池正常的工作效率，需要对电池进行加热。由于车辆处于充电状态，在此种状态下，车辆热管理系统1000处于第一回路状态，在第一回路状态中，三位五通阀410的第一通道411与第二通道412连通，第三通道413与第四通道414连通，三位二通阀的第一端421和第二端422连通。请参阅图1，此时电驱动热管理回路100与电池热管理回路200处于分离状态，冷却液在回路中的流动路径有两个，分别如下：水壶400—电池水泵210—热交换器—电池冷却管路220—水加热器—水壶400；水壶400—电机水泵110—DC/DC—充电机—高压接线盒—电机—减速器—电机控制器—散热器300—水壶400。此时电加热器处于开启状态、热交换器处于关闭状态，冷却液在电池水泵210的驱动下，利用电加热器加热冷却液，为电池加热。
进一步地，车辆热管理方法还包括如下步骤：
S100、获取电池的工作温度和环境温度；
S200、当所述环境温度高于预设温度、且所述电池的工作温度高于预设温度，所述车辆热管理系统处于所述第一回路状态，所述热交换器处于开启状态，所述电加热器处于关闭状态。
需要说明的是，当电池的工作温度高于预设温度时，此时为了保证电池正常的工作效率，需要对电池进行冷却。此时需要考虑到环境温度，当环境温度高于预设温度，即处于高温状态下，车辆热管理系统1000处于第一回路状态，在第一回路状态中，三位五通阀410的第一通道411与第二通道412连通，第三通道413与第四通道414连通，三位二通阀的第一端421和第二端422连通。请参阅图1，此时电驱动热管理回路100与电池热管理回路200处于分离状态，冷却液在回路中的流动路径有两个，分别如下：水壶400—电池水泵210—热交换器—电池冷却管路220—水加热器—水壶400；水壶400—电机水泵110—DC/DC—充电机—高压接线盒—电机—减速器—电机控制器—散热器300—水壶400。与前面不同的是，此时电加热器处于关闭状态、热交换器处于开启状态，冷却液在电池水泵210的驱动下，利用热交换器对冷却液进行冷却，从而达到对电池的冷却效果。
更进一步地，在所述获取电池的工作温度和环境温度的步骤之后，还包括：
S300、当所述环境温度低于预设温度、且所述电池的工作温度高于预设温度，所述车辆热管理系统处于所述第三回路状态，所述电加热器和所述热交换器均处于关闭状态。
当环境温度低于预设温度，即处于低温状态下，此时由于环境温度差较高，则比较容易对电池进行降温。此时车辆热管理系统1000处于第三回路状态，在第三回路状态中，三位五通阀410的第一通道411与第四通道414连通，第二通道412与第三通道413连通，二位三通阀420的第一端421和第二端422连通。请参阅图3，此时电驱动热管理回路100与电池热管理回路200处于连通状态，冷却液在回路中的流动路径如下：水壶400—电池水泵210—热交换器—电池冷却管路220—电加热器—电机水泵110—DC/DC—充电机—高压接线盒—电机—减速器—电机控制器—散热器300—水壶400，在此种情况下，电加热器与热交换器均处于关闭状态，冷却液在电池水泵210和电机水泵110的驱动下，利用散热器300为电池降温。
本实施例还提供了一种车辆热管理控制装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电动汽车热管理程序，所述电动汽车热管理程序被所述处理器执行时实现上述车辆热管理方法的步骤。
本实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有车辆热管理程序，所述车辆热管理程序被处理器执行时实现上述车辆热管理方法的步骤。由于本发明主要发明点在于上述车辆热管理系统1000以及车辆热管理方法，因此不再对车辆热管理控制装置以及存储介质的详细情况加以赘述。
请参阅图5，由于本发明提供的水壶400中存储有冷却液，为了防止水壶400中存在气体，冷却液无法完全填充回路，本发明还提供了上述车辆热管理系统1000的冷却液加注方法，包括如下步骤：
S1000、向水壶加注口缓慢加注冷却液，直至冷却液加注至MIN线刻度上方5mm，并静置1min，若液位下降，则继续补加冷却液至MIN线上方5mm，若液位不下降则停止加注；
S2000、调整车辆热管理系统至第一回路状态，开启电池水泵和电机水泵，持续观察10min，若液面下降至MIN线以下，则继续补加冷却液至MIN线以上5mm，若液位不下降则停止加注；
S3000、调整车辆热管理系统至第二回路状态，开启电池水泵和电机水泵，持续观察10min，若液面下降至MIN线以下，则继续补加冷却液至MIN线以上5mm，若液位不下降则停止加注；
S4000、调整车辆热管理系统至第三回路状态，开启电池水泵和电机水泵，持续观察10min，若液面下降至MIN线以下，则继续补加冷却液至MIN线以上5mm，若液位不下降则加注完成。
需要说明的是，在冷却液的加注时，通过对三种回路状态的测试，能够将冷却回路中的气体大部分派出，保证冷却液完全填充至回路，保障冷却效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种车辆热管理系统，其特征在于，包括：
电驱动热管理回路，包括依次连接的电机水泵及电驱动装置冷却管路；
电池热管理回路，包括依次的电池水泵及电池冷却管路；
散热器；以及，
水壶，所述水壶通过三位五通阀连通所述电驱动热管理回路、所述电池热管理回路、及所述散热器，所述三位五通阀具有第一通道、第二通道、第三通道、第四通道和第五通道，所述电池热管理回路的输入端连通所述第一通道、输出端连通所述第二通道、所述电驱动热管理回路的输入端连通所述第三通道，所述散热器的输入端连通所述第四通道；
所述三位五通阀的第五通道设有二位三通阀，所述二位三通阀具有第一端、第二端和第三端，所述第一端连通所述散热器的输出端，所述第二端连通所述电驱动热管理回路的输出端，所述第三端连通所述第五通道；
所述车辆热管路系统具体有第一回路状态、第二回路状态以及第三回路状态，当所述车辆热管理系统处于所述第一回路状态时，所述三位五通阀的第一通道与所述第二通道连通，所述第三通道与所述第四通道连通，所述三位二通阀的第一端和所述第二端连通；
在所述车辆热管理系统处于所述第二回路状态时，所述三位五通阀的第一通道与所述第五通道连通，所述第二通道与所述第三通道连通，所述二位三通阀的第一端和所述第三端连通；
在所述车辆热管理系统处于所述第三回路状态时，所述三位五通阀的第一通道与所述第四通道连通，所述第二通道与所述第三通道连通，所述二位三通阀的第一端和所述第二端连通。
2.如权利要求1所述的一种车辆热管理系统，其特征在于，所述电池热管理回路还包括电加热器和热交换器；
所述电加热器设于所述电池冷却管路与所述电池热管理回路的输出端之间，所述热交换器设于所述电池水泵与所述电池冷却管路之间。
3.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的车辆热管理系统。
4.一种车辆热管理方法，所述车辆包括如权利要求2所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述车辆热管理方法包括如下步骤：
获取电池的工作温度和车辆行驶状态；
当车辆处于行驶状态、且电池的工作温度低于预设温度，所述车辆热管理系统处于所述第二回路状态，所述电加热器与所述热交换器处于关闭状态。
5.如权利要求4所述的车辆热管理方法，其特征在于，在所述获取电池的工作温度和车辆行驶状态的步骤之后，还包括：
当车辆处于充电状态、且电池的工作温度低于预设温度，所述车辆热管理系统处于所述第一回路状态，所述热交换器处于关闭状态、所述电加热器处于开启状态。
6.如权利要求4所述的车辆热管理方法，其特征在于，还包括如下步骤：
获取电池的工作温度和环境温度；
当所述环境温度高于预设温度、且所述电池的工作温度高于预设温度，所述车辆热管理系统处于所述第一回路状态，所述热交换器处于开启状态，所述电加热器处于关闭状态。
7.如权利要求6所述的车辆热管理方法，其特征在于，在所述获取电池的工作温度和环境温度的步骤之后，还包括：
当所述环境温度低于预设温度、且所述电池的工作温度高于预设温度，所述车辆热管理系统处于所述第三回路状态，所述电加热器和所述热交换器均处于关闭状态。
8.一种车辆热管理控制装置，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电动汽车热管理程序，所述电动汽车热管理程序被所述处理器执行时实现如权利要求4-7中任意一项所述的车辆热管理方法的步骤。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有车辆热管理程序，所述车辆热管理程序被处理器执行时实现如权利要求4-7中任意一项所述的车辆热管理方法的步骤。
10.一种如权利要求1所述的车辆热管理系统的冷却液加注方法，其特征在于，包括如下步骤：
向水壶加注口缓慢加注冷却液，直至冷却液加注至MIN线刻度上方5mm，并静置1min，若液位下降，则继续补加冷却液至MIN线上方5mm，若液位不下降则停止加注；
调整车辆热管理系统至第一回路状态，开启电池水泵和电机水泵，持续观察10min，若液面下降至MIN线以下，则继续补加冷却液至MIN线以上5mm，若液位不下降则停止加注；
调整车辆热管理系统至第二回路状态，开启电池水泵和电机水泵，持续观察10min，若液面下降至MIN线以下，则继续补加冷却液至MIN线以上5mm，若液位不下降则停止加注；
调整车辆热管理系统至第三回路状态，开启电池水泵和电机水泵，持续观察10min，若液面下降至MIN线以下，则继续补加冷却液至MIN线以上5mm，若液位不下降则加注完成。
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