CN112757965B - 一种用于电动皮卡的电池与电机集成热管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于电动皮卡的电池与电机集成热管理系统。该系统包括电池加热装置，电池加热装置设置有PTC加热器，PTC加热器通过继电器连接有外接的蓄电池，水泵一与水箱一管连接，电池循环管道的出液端通过双向电磁阀一分别管连接水箱一和水箱二，电池循环管道的进液端通过单向电磁阀一与电机冷却装置的出液端管连接，电机冷却装置的出液端通过双向电磁阀二分别与水箱二、座椅加热模块的进液端管连接，座椅加热模块的出液端通过单向电磁阀二与水箱二管连接，电机冷却装置的进液端通过水泵二与水箱二管连接，集成热管理控制器与水泵、继电器、各个电磁阀、PTC加热器、各个温度传感器连接。解决了电池包冷启动负极沉积的问题，提高了电池包的能效。

Description

一种用于电动皮卡的电池与电机集成热管理系统
技术领域
本发明涉及用于电动皮卡的电池与电机集成热管理系统。
背景技术
随着科技的不断发展，新能源车辆正在慢慢地进入各个车辆领域，皮卡车也在慢慢地向新能源方向发展。纯电动皮卡的电池续航能力，驱动能力，乘坐舒适性都有着严格的挑战。对于电动皮卡来说，行驶的道路复杂多样，负载较大，环境较为恶劣，驱动行驶所需求的扭矩较大，电池电压能否正常提供给电机直接影响了车辆的驱动性能。特别是在寒冷的冬天，温度过低，动力电池在低温下性能下降，无论是在供电能力上，还是电池的容量上均会严重受损，甚至不能使用。详细的说，锂离子动力电池的正常工作温度区间一般在-20℃到55℃，电池在温度较低的情况下会出现以下问题：(1)低温下锂离子容易在负极沉积，失去电活性，电池的容量显著下降，会极大的损害电池的寿命；(2)低温下充电锂离子容易在负极沉积，内部容易发生短路，增加皮卡车安全隐患；(3)低温下电池的放电能力有限，不利于皮卡的驱动行驶。电池温度过高同样会引起电池包的爆炸、燃烧等安全隐患。这些问题无疑给纯电动皮卡的发展带来了很大的挑战，电池的冷启动加热以及高温冷却方案的制定迫在眉睫。
电池加热的方案在纯电动汽车领域是一种非常重要的技术，电池热管理策略的好坏直接影响到电动皮卡的动力性和安全性。目前有很多新型技术运用到电池加热系统上，如电池外部加保温套，还有通过红外辐射膜给电池加热，或者在电池表面附加加热贴片，这些方案大都是利用外部庞大的加热设备和电源给电池加热，加热方案单一且浪费蓄电池的能量，因此，不能在纯电动皮卡车上广泛使用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种用于电动皮卡的电池与电机集成热管理系统，在低温状态下合理的对电池包加热，解决了电池包冷启动负极沉积的问题，以提高电池包的能效和寿命。
为实现上述目的，本发明一种用于电动皮卡的电池与电机集成热管理系统的技术方案是：
一种用于电动皮卡的电池与电机集成热管理系统，包括电池包，电池包设置有电池加热装置，电池加热装置设置有插在电池间隙内的电池循环管道，电池加热装置的底部设置有PTC加热器，PTC加热器与电池循环管道接触，PTC加热器连接有外接的蓄电池，蓄电池与PTC加热器之间电连接有继电器，电池循环管道的进液端通过水泵一与水箱一管连接，电池循环管道的出液端通过双向电磁阀一分别管连接水箱一和水箱二，电池循环管道的进液端通过单向电磁阀一与电机冷却装置的出液端管连接，电机冷却装置的出液端通过双向电磁阀二分别与水箱二、座椅加热模块的进液端管连接，座椅加热模块的出液端通过单向电磁阀二与水箱二管连接，电机冷却装置的进液端通过水泵二与水箱二管连接，电池包设置有电池温度传感器，电机设置有电机温度传感器和电机控制器，座椅设置有座椅温度传感器，还包括集成热管理控制器，集成热管理控制器分别与水泵一、水泵二、双向电磁阀一、PTC加热器、单向电磁阀一、双向电磁阀二、单向电磁阀二、电池温度传感器、电机温度传感器、电机控制器、座椅温度传感器、继电器电连接，电池循环管道、电机冷却装置、座椅加热模块及管路中填充有液体的导热介质，水箱一和水箱二中储存有液体的导热介质。
电池包冷启动时，集成热管理控制器根据电池温度传感器发送的温度值，控制蓄电池给PTC加热器供电，同时给电机控制器一定电角度偏移量，让电机静止产热并通过电池循环管道把热量传递给电池包，待电池包温度升到一定值时，电动皮卡进行驱动行驶，电机控制器重新设置电机电角度偏移值，使电机的功率一部分用来驱动，一部分用来产热，同时控制电机冷却装置的循环导热介质流入电池循环管道，给电池包继续加热；当电池包加热到能够正常的工作温度时，关闭PTC加热器，并停止电机冷却装置的循环导热介质流入电池循环管道，当检测到电池包温度高于阈值，打开水泵一，通过电池循环管道对电池包进行冷却降温，当检测到电机温度高于阈值且座椅加热功能开启时，通过水泵二把电机的热量输送到座椅。
所述电池加热装置包括底板和若干个竖直的电池循环管道支架，电池循环管道支架设置于电池包的间隙中，底板上表面安装有用于加热电池包的PTC加热器，电池循环管道支架设置于PTC加热器的上侧与底板固接，电池循环管道支架上贴附有散热盘管，各个散热盘管相互并联，散热盘管的两端分别与进液管、出液管连接，散热盘管、进液管和出液管构成了电池循环管道，电池循环管道支架与电池循环管道均为导热材料。
电机控制器中的空间矢量脉冲调制算法(SVPWM)是根据采集到的A，B，C三相电流以及电机旋转的角度计算三相占空比，电机旋转的角度通过电机角度传感器采集，在进行电机调试时，首先进行电机零点位置标定，给角度传感器采集到的数值写入一定的角度偏移值进行零点对位，当写入角度偏移值θ1后的电角度值与实际的零点位置相差较大时，电机不能旋转，并且会迅速产热；当写入角度偏移值θ2后的电角度值与实际的零点位置相差较小时，电机能够旋转，但电机的效率较低，部分功率仍转化为热能，当写入角度偏移值θ3时，电机能够高效率运转，效率高达95％以上，
TsUout＝T1U1+T2U2+T0U0
Ts＝T1+T2+T0
Figure GDA0003781614180000041
Figure GDA0003781614180000042
U0为零矢量，T0为零矢量作用时间，T1,T2分别为U1,U2的作用时间，Ts为PWM周期，Udc为直流母线电压，θ为电角度值，电角度值＝机械角度×电机极对数，Duty_Ratio_A，Duty_Ratio_B，Duty_Ratio_C分别为三相占空比，
＜T1—电池包低温不适合供电的温度，
T1-T2—电池包能够供电的温度，
T2-T3—电池包正常工作温度，
＞T3—电池包高温，
T4—电机高温阈值。
电池包温度处于T1以下时，集成热管理控制器控制蓄电池的继电器闭合，给PTC加热器上电，PTC加热器产热，给电池包升温，集成热管理控制器给电机控制器发送指令，改变电机电角度的偏移量θ1，此时，电池包给电机供电，电机没有驱动能力，所有的电能转化为热能，集成热管理控制器控制单向电磁阀一开启，控制水泵二工作，控制双向电磁阀一向水箱二开启，单向电磁阀二关闭，此时水箱二的导热介质经过水泵二泵入电机冷却装置中，由电机冷却装置出液端流出，经过单向电磁阀一，流入电池包的循环管道入口，经过电池包内部的循环管道，经过双向电磁阀一流入水箱二，把电机产生的热量传递到电池包，给电池包加热，PTC加热器和电机共同给电池包加热，可使电池包在短时间内快速升温。
当电池包温度在T1-T2之间时，电池包的温度还不是处于最佳的工作温度区间之内，电动皮卡可以进入行驶状态，集成热管理控制器发出指令，控制蓄电池继电器断开，停止给PTC加热器供电；集成热管理控制器给电机控制器发动另外一个角度偏移指令θ2，电机虽然能够转动，但不是满功率旋转，其中一部分能量仍然只能转化为热能，集成热管理控制仍然控制水泵二工作，单向电磁阀一开启，单向电磁阀二关闭，双向电磁阀一向水箱二打开，电机冷却装置的循环导热介质流经电池加热装置，给电池包继续加热升温，待电池包温度处于T2-T3之间时，集成热管理控制器关闭水泵二，关闭单向电磁阀一，停止给电池包加热。
电池包温度处于T2-T3时，集成热管理控制器关闭双向电磁阀一，关闭单向电磁阀一，控制蓄电池继电器断开，电池循环管道内部水不循环，电池包正常输出供电电压。
电池包温度高于T3时，集成热管理控制器打开水泵一，控制双向电磁阀向水箱一开启，水箱一中的导热介质经过水泵一泵入电池循环管道，经过电池包换热后，经过双向电磁阀一流回水箱一中，如此循环，可使电池包温度下降，当集成热管理控制器检测到电池包的温度小于T3，则关闭水泵一和双向电磁阀一，停止给电池包降温。
座椅加热功能未开启，集成热管理控制器当检测到电机温度高于T4时，并且驾驶员关闭座椅加热功能，热管理控制器启动水泵二，控制双向电磁阀二向水箱二开启，控制单向电磁阀二、单向电磁阀一关闭，此时，水箱二中的导热介质流经电机冷却装置，经过电机换热后，经过双向电磁阀二流回水箱二中，把电机的热量带入循环的导热介质中进行冷却。
集成热管理控制器检测到电机温度高于T4时，并且驾驶员打开座椅加热功能，集成热管理控制器启动水泵二，控制双向电磁阀二向座椅管道开启，控制单向电磁阀二开启，单向电磁阀一关闭，此时，水箱二中的导热介质经过水泵二流经电机冷却装置，经过双向电磁阀二流入座椅加热模块，经过循环后，经过单向电磁阀二流回水箱二中，如此循环，把电机多余的热量用于座椅加热。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明设计了电池包与电机集成控制的热管理装置，针对电池冷启动、皮卡驱动行驶、电池电机温度过高等工况均可以做出相应的措施，以提高皮卡车的舒适性及安全性；
2、本发明首先解决电池冷启动加热问题，利用蓄电池加热PTC的同时，给电机控制器写入角度偏移值，利用电机的热量给动力电池快速加热；
3、本发明考虑到蓄电池的容量较小，在车辆行驶过程中，蓄电池停止加热PTC，给电机控制器写入角度偏移值，让电机转动的同时继续产热，给动力电池继续加热；在检测到电池温度处于正常工作区间时，关闭电机循环水，停止给电池加热；
4、本发明考虑电机和电池包的基准温度不同，在车辆正常行驶时，控制电磁阀使二者的循环系统隔离开，以提升冷却效果；
5、本发明还可以利用皮卡行驶中电机的热量给座椅加热，既提高了乘客乘坐的舒适性，又达到了节能环保的效果。
附图说明
图1为本发明电池与电机集成热管理结构示意图。
图2为本发明集成热管理控制器整体框架图。
图3为本发明集成热管理控制流程图。
图4为本发明电池加热装置示意图。
图5为本发明电机定子与转子的结构示意图。
图6为本发明电机电压空间矢量合成示意图。
1-水箱一，2-水泵一，3-双向电磁阀一，4-电池包，5-电池加热装置，6-电池温度传感器，7-PTC加热器，8-继电器，9-蓄电池，10-单向电磁阀一，11-集成热管理控制器，12-水箱二，13-水泵二，14-单向电磁阀二，15-座椅，16-座椅温度传感器，17-双向电磁阀二，18-电机控制器，19-电机，20-电机温度传感器，51-电池循环管道支架，52-散热盘管，53-进液管，54-出液管，55-底板,56-电池循环管道,191-转子，192-定子。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1、图4和图5所示，一种用于电动皮卡的电池与电机集成热管理系统，包括电池包4，电池包设置有电池加热装置5，电池加热装置5包括底板55和若干个竖直的电池循环管道支架51，电池循环管道支架51布置于电池包的间隙中，底板55上表面铺设有用于加热电池包的PTC加热器7，电池循环管道支架51布置于PTC加热器7的上侧与底板固接，电池循环管道支架上贴附有散热盘管52，各个散热盘管52相互并联，散热盘管52的两端分别与进液管53、出液管54连通，散热盘管、进液管和出液管构成了电池循环管道56，电池循环管道支架与电池循环管道均为导热材料。PTC加热器与电池循环管道接触，PTC加热器7通过继电器8连接有外接的蓄电池9，电池循环管道的进液端通过水泵一2与水箱一1管连接，电池循环管道的出液端通过双向电磁阀一3分别管连接水箱一1和水箱二12，电池循环管道的进液端通过单向电磁阀一10与电机冷却装置的出液端管连接，电机冷却装置的出液端通过双向电磁阀二17分别与水箱二12、座椅加热模块的进液端管连接，座椅加热模块的出液端通过单向电磁阀二14与水箱二12管连接，电机冷却装置的进液端通过水泵二13与水箱二12管连接，电池包设置有电池温度传感器6，电机19包括转子191和定子192(如图5所示)，电机设置有电机温度传感器20和电机控制器18，座椅15设置有座椅温度传感器16，还包括集成热管理控制器11，集成热管理控制器11分别与水泵一2、水泵二12、双向电磁阀一3、PTC加热器7、单向电磁阀一10、双向电磁阀二14、单向电磁阀二14、电池温度传感器6、电机温度传感器20、电机控制器18、座椅温度传感器16、继电器8电连接，电池循环管道、电机冷却装置、座椅加热模块及管路中填充有液体的导热介质，水箱一和水箱二中储存有液体的导热介质。
水箱一中储存导热介质，可吸收并传递热量。水泵一与水箱一相连，用于泵出水箱一中的导热介质，带动导热介质流动，促进水循环。单向电磁阀一连接着电池包与电机的循环管道，可控制两者之间循导热介质的通断。双向电磁阀一其中一端连接着电池包，另外一端可选择与水箱一相通或者水箱二相通。水泵二与水箱二相连，用于泵出水箱二的导热介质。单向电磁阀二连接着座椅加热模块与水箱二，可控制两者之间导热介质的通断。双向电磁阀二其中一端与电机相连，另外一端可选择与座椅加热模块导通，或者与水箱二导通。电池循环管道镶嵌入电池循环管道支架中，电池循环管道支架插入到电池包的电池组之间的空隙中。PTC加热器置于电池包底部与电池循环管道支架连接，PTC的热量也可以通过电池循环管道传递到导热介质中，使热量均匀的传递到电池包的每个部分。继电器与蓄电池连接，继电器的闭合与断开决定蓄电池是否给PTC加热器供电。
如图1-6所示电池包冷启动时，集成热管理控制器根据电池温度传感器发送的温度值，控制蓄电池给PTC加热器供电，同时给电机控制器一定电角度偏移量，让电机静止产热并通过电池循环管道把热量传递给电池包，待电池包温度升到一定值时，电动皮卡进行驱动行驶，电机控制器重新设置电机电角度偏移值，使电机的功率一部分用来驱动，一部分用来产热，同时控制电机冷却装置的循环导热介质流入电池循环管道，给电池包继续加热；当电池包加热到能够正常的工作温度时，关闭PTC加热器，并停止电机冷却装置的循环导热介质流入电池循环管道，当检测到电池包温度高于阈值，打开水泵一，通过电池循环管道对电池包进行冷却降温，当检测到电机温度高于阈值且座椅加热功能开启时，通过水泵二把电机的热量输送到座椅。
电机控制器中的空间矢量脉冲调制算法是根据采集到的A，B，C三相电流以及电机旋转的角度计算三相占空比，电机旋转的角度通过电机角度传感器采集，由于电机出厂时传感器的安装位置误差，在进行电机调试时，首先进行电机零点位置标定，给电机角度传感器采集到的数值写入一定的角度偏移值进行零点对位，当写入角度偏移值θ1后的电角度值与实际的零点位置相差较大时，电机不能旋转，并且会迅速产热；当写入角度偏移值θ2后的电角度值与实际的零点位置相差较小时，电机能够旋转，但电机的效率较低，部分功率仍转化为热能，当写入角度偏移值θ3时，电机能够高效率运转，效率高达95％以上，结合图6对电机电压矢量控制进行解释说明。
TsUout＝T1U1+T2U2+T0U0
Ts＝T1+T2+T0
Figure GDA0003781614180000111
Figure GDA0003781614180000112
U0为零矢量，T0为零矢量作用时间，T1,T2分别为U1,U2的作用时间，Ts为PWM周期，Udc为直流母线电压，θ为电角度值，电角度值＝机械角度×电机极对数，Duty_Ratio_A，Duty_Ratio_B，Duty_Ratio_C分别为三相占空比，可以看出电机最终的占空比输出与电角度值密切相关，本发明就是利用电角度的偏移值来改变电机三相占空比的计算，以此控制电机运行。
＜T1—电池包低温不适合供电的温度，
T1-T2—电池包能够供电的温度，
T2-T3—电池包正常工作温度，
＞T3—电池包高温，
T4—电机高温阈值。
工况①：电池包温度过低，不能进行驱动行驶，需进行静止加热
电池温度传感器6采集到电池包4的温度发给集成热管理控制器11，判断温度处于T1以下，此时，电池包的温度过低，不足以进行驱动行驶。此时，集成热管理控制器控制蓄电池9的继电器8闭合，给PTC加热器7上电，PTC加热器产热，给电池包升温。同时，集成热管理控制器给电机控制器18发送指令，改变电机电角度的偏移量θ1，此时，电池包给驱动电机供电，电机没有驱动能力，所有的电能转化为热能。集成热管理控制器控制单向电磁阀一开启，控制水泵二工作，控制双向电磁阀一向水箱二开启，此时水箱二的导热介质经过水泵二泵入电机冷却装置中，经过循环管道，由电机出水口流出，经过单向电磁阀一，流入电池包的循环管道入口，经过电池循环管道，经过双向电磁阀一流入水箱二，这样就把电机产生的热量传递到电池包，给电池包加热。此时，电机与PTC加热器产热共同给电池包加热，可使电池包在短时间内快速升温。
工况②：电池包温度低，可进行驱动行驶，行驶过程中加热
为了让电动皮卡尽快地可以驱动行驶，当电池包的温度上升到T1以上，T2以下时，电池包可以提供一定的电压，电动皮卡可以进入行驶状态。此时，电池包的温度值还不是处于最佳的工作温度区间之内，仍需要进行外部加热。由于蓄电池电池容量较小，不足以长时间用于电池包的加热，此时，集成热管理控制器发出指令，控制蓄电池继电器断开，停止给PTC加热器供电；集成热管理控制器给电机控制器发动另外一个角度偏移指令θ2，此时，电池虽然能够转动，但不是满功率旋转，其中一部分能量仍然只能转化为热能。集成热管理控制控制水泵二工作，单向电磁阀一开启，双向电磁阀向水箱二打开，此时，电机内的导热介质流经电池循环管道，给电池包继续加热升温。待电池包温度处于T2-T3之间时，集成热管理控制器关闭水泵二，关闭单向电磁阀一，停止给电池包加热。
工况③：电池温度处于合适温度区间
当电池包温度处于T2-T3时，集成热管理器关闭双向电磁阀一，关闭单向电磁阀一，控制蓄电池继电器断开，电池循环管道的导热介质停止流动，正常输出供电电压。
工况④：电池温度过高，对电池进行冷却降温
当电池包温度高于T3时，集成热管理控制器打开水泵一，控制双向电磁阀一向水箱一开启，此时，水箱一中的导热介质经过水泵一泵入电池循环管道，经过双向电磁阀一流回水箱一中，如此循环，可使电池包温度下降。当集成热管理控制器检测到电池包的温度小于T3，则关闭水泵一和双向电磁阀一，停止给电池包降温。
工况⑤：电机温度过高，座椅加热功能未开启
电机温度传感器将电机温度实时的发给集成热管理控制器，当检测到电机温度高于T4时，并且驾驶员关闭座椅加热功能，此时，热管理控制器启动水泵二，控制双向电磁阀二向水箱二开启，控制单向电磁阀二关闭。此时，水箱二中的导热介质流经电机冷却装置，经过双向电磁阀二流回水箱二中，把电机的热量带出进行冷却。
工况⑥：电机温度高于阈值，座椅加热功能开启
电机温度传感器将电机温度实时的发给集成热管理控制器，当检测到电机温度高于T4时，并且驾驶员打开座椅加热功能，此时，集成热管理控制器启动水泵二，控制双向电磁阀二向座椅管道开启，控制单向电磁阀二开启。此时，水箱二中的导热介质经过水泵二流经电机冷却装置，经过双向电磁阀二流入座椅加热模块，经过单向电磁阀二流回水箱二中，如此循环，即可把电机多余的热量用于座椅加热，避免能量的浪费，达到节能环保的目的。

Claims (9)

1.一种用于电动皮卡的电池与电机集成热管理系统，其特征在于，包括电池包，电池包设置有电池加热装置，电池加热装置设置有插在电池间隙内的电池循环管道，电池加热装置的底部设置有PTC加热器，PTC加热器与电池循环管道接触，PTC加热器连接有外接的蓄电池，蓄电池与PTC加热器之间电连接有继电器，电池循环管道的进液端通过水泵一与水箱一管连接，电池循环管道的出液端通过双向电磁阀一分别管连接水箱一和水箱二，电池循环管道的进液端通过单向电磁阀一与电机冷却装置的出液端管连接，电机冷却装置的出液端通过双向电磁阀二分别与水箱二、座椅加热模块的进液端管连接，座椅加热模块的出液端通过单向电磁阀二与水箱二管连接，电机冷却装置的进液端通过水泵二与水箱二管连接，电池包设置有电池温度传感器，电机设置有电机温度传感器和电机控制器，座椅设置有座椅温度传感器，还包括集成热管理控制器，集成热管理控制器分别与水泵一、水泵二、双向电磁阀一、PTC加热器、单向电磁阀一、双向电磁阀二、单向电磁阀二、电池温度传感器、电机温度传感器、电机控制器、座椅温度传感器、继电器电连接，电池循环管道、电机冷却装置、座椅加热模块及管路中填充有液体的导热介质，水箱一和水箱二中储存有液体的导热介质，电池包冷启动时，集成热管理控制器根据电池温度传感器发送的温度值，控制蓄电池给PTC加热器供电，同时给电机控制器一定电角度偏移量，让电机静止产热并通过电池循环管道把热量传递给电池包，待电池包温度升到一定值时，电动皮卡进行驱动行驶，电机控制器重新设置电机电角度偏移值，使电机的功率一部分用来驱动，一部分用来产热，同时控制电机冷却装置的循环导热介质流入电池循环管道，给电池包继续加热；当电池包加热到能够正常的工作温度时，关闭PTC加热器，并停止电机冷却装置的循环导热介质流入电池循环管道，当检测到电池包温度高于阈值，打开水泵一，通过电池循环管道对电池包进行冷却降温，当检测到电机温度高于阈值且座椅加热功能开启时，通过水泵二把电机的热量输送到座椅。
2.根据权利要求1所述的用于电动皮卡的电池与电机集成热管理系统，其特征在于：所述电池加热装置包括底板和若干个竖直的电池循环管道支架，电池循环管道支架设置于电池包的间隙中，底板上表面安装有用于加热电池包的PTC加热器，电池循环管道支架设置于PTC加热器的上侧与底板固接，电池循环管道支架上贴附有散热盘管，各个散热盘管相互并联，散热盘管的两端分别与进液管、出液管连接，散热盘管、进液管和出液管构成了电池循环管道，电池循环管道支架与电池循环管道均为导热材料。
3.根据权利要求1所述的用于电动皮卡的电池与电机集成热管理系统，其特征在于：电机控制器中的空间矢量脉冲调制算法是根据采集到的A，B，C三相电流以及电机旋转的角度计算三相占空比，电机旋转的角度通过电机角度传感器采集，在进行电机调试时，首先进行电机零点位置标定，给角度传感器采集到的数值写入一定的角度偏移值进行零点对位，当写入角度偏移值θ1后的电角度值与实际的零点位置相差较大时，电机不能旋转，并且会迅速产热；当写入角度偏移值θ2后的电角度值与实际的零点位置相差较小时，电机能够旋转，但电机的效率较低，部分功率仍转化为热能，当写入角度偏移值θ3时，电机能够高效率运转，效率高达95％以上，
TsUout＝T1U1+T2U2+T0U0
Ts＝T1+T2+T0
Figure FDA0003781614170000031
Figure FDA0003781614170000032
U0为零矢量，T0为零矢量作用时间，T1，T2分别为U1，U2的作用时间，Ts为PWM周期，Udc为直流母线电压，θ为电角度值，电角度值＝机械角度×电机极对数，Duty_Ratio_A，Duty_Ratio_B，Duty_Ratio_C分别为三相占空比，
<T1-电池包低温不适合供电的温度，
T1-T2-电池包能够供电的温度，
T2-T3-电池包正常工作温度，
＞T3-电池包高温，
T4-电机高温阈值。
4.根据权利要求3所述的用于电动皮卡的电池与电机集成热管理系统，其特征在于：电池包温度处于T1以下时，集成热管理控制器控制蓄电池的继电器闭合，给PTC加热器上电，PTC加热器产热，给电池包升温，集成热管理控制器给电机控制器发送指令，改变电机电角度的偏移量θ1，此时，电池包给电机供电，电机没有驱动能力，所有的电能转化为热能，集成热管理控制器控制单向电磁阀一开启，控制水泵二工作，控制双向电磁阀一向水箱二开启，单向电磁阀二关闭，此时水箱二的导热介质经过水泵二泵入电机冷却装置中，由电机冷却装置出液端流出，经过单向电磁阀一，流入电池包的循环管道入口，经过电池包内部的循环管道，经过双向电磁阀一流入水箱二，把电机产生的热量传递到电池包，给电池包加热，PTC加热器和电机共同给电池包加热，可使电池包在短时间内快速升温。
5.根据权利要求3所述的用于电动皮卡的电池与电机集成热管理系统，其特征在于：当电池包温度在T1-T2之间时，电池包的温度还不是处于最佳的工作温度区间之内，电动皮卡可以进入行驶状态，集成热管理控制器发出指令，控制蓄电池继电器断开，停止给PTC加热器供电；集成热管理控制器给电机控制器发动另外一个角度偏移指令θ2，电机虽然能够转动，但不是满功率旋转，其中一部分能量仍然只能转化为热能，集成热管理控制仍然控制水泵二工作，单向电磁阀一开启，单向电磁阀二关闭，双向电磁阀一向水箱二打开，电机冷却装置的循环导热介质流经电池加热装置，给电池包继续加热升温，待电池包温度处于T2-T3之间时，集成热管理控制器关闭水泵二，关闭单向电磁阀一，停止给电池包加热。
6.根据权利要求3所述的用于电动皮卡的电池与电机集成热管理系统，其特征在于：电池包温度处于T2-T3时，集成热管理控制器关闭双向电磁阀一，关闭单向电磁阀一，控制蓄电池继电器断开，电池循环管道内部水不循环，电池包正常输出供电电压。
7.根据权利要求3所述的用于电动皮卡的电池与电机集成热管理系统，其特征在于：电池包温度高于T3时，集成热管理控制器打开水泵一，控制双向电磁阀向水箱一开启，水箱一中的导热介质经过水泵一泵入电池循环管道，经过电池包换热后，经过双向电磁阀一流回水箱一中，如此循环，可使电池包温度下降，当集成热管理控制器检测到电池包的温度小于T3，则关闭水泵一和双向电磁阀一，停止给电池包降温。
8.根据权利要求3所述的用于电动皮卡的电池与电机集成热管理系统，其特征在于：座椅加热功能未开启，集成热管理控制器当检测到电机温度高于T4时，并且驾驶员关闭座椅加热功能，热管理控制器启动水泵二，控制双向电磁阀二向水箱二开启，控制单向电磁阀二、单向电磁阀一关闭，此时，水箱二中的导热介质流经电机冷却装置，经过电机换热后，经过双向电磁阀二流回水箱二中，把电机的热量带入循环的导热介质中进行冷却。
9.根据权利要求3所述的用于电动皮卡的电池与电机集成热管理系统，其特征在于：集成热管理控制器检测到电机温度高于T4时，并且驾驶员打开座椅加热功能，集成热管理控制器启动水泵二，控制双向电磁阀二向座椅管道开启，控制单向电磁阀二开启，单向电磁阀一关闭，此时，水箱二中的导热介质经过水泵二流经电机冷却装置，经过双向电磁阀二流入座椅加热模块，经过循环后，经过单向电磁阀二流回水箱二中，如此循环，把电机多余的热量用于座椅加热。
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