CN113581013A - 一种混合动力汽车电池包热管理控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合动力汽车电池包热管理控制系统及控制方法，该控制系统包括发动机冷却、空调冷媒和电池包热管理控制模块，所述发动机冷却控制模块包括依次串联的发动机水路总成、发动机水温传感器、单向阀、和换热器；空调冷媒控制模块包括依次串联的空调系统总成、电子膨胀阀和冷媒板换；电池包热管理控制模块包括依次串联的电池包内部水路总成、电子水泵、两位三通电磁阀、冷媒板换和换热器。本发明控制系统设计了中低温下的预冷却、高温下的高效换热冷却、极低温下的加热、电芯的能量均衡四种热管理控制模式，使电池包可以随着外部环境、整车负荷以及电芯温度的变化，在节能模式和高效模式下自由切换，减少了电池包的无效能耗。
Description
技术领域
本发明涉及混合动力汽车电池包热管理技术领域，具体涉及一种混合动力汽车电池包热管理控制系统及控制方法。
背景技术
混合动力汽车相比传统车增加了电池包、电机及混动变速箱。混动动力汽车的动力电池由于电容量小，在相同工况下其充放电倍率明显高于纯电动车型等能量型电池,如不进行主动进行冷却会直接导致电池包电芯温度急剧攀升；而电芯温度过低时也会对电池的输出功率和电量造成冲击，所以混动车型中动力电池的热管理控制显的尤为重要。
动力电池一般有两种冷却方式: 空气直冷和液冷.空气直冷方式的优点为:能耗少,成本低,易于维护.缺点也显而易见：冷却空气来存在与电池壁面的换热系数低，冷却、加热时间长、速度慢。随着混动车型对电池冷却效率要求越来越高，当前主机厂正在开发的混动车型有相当一部分采用了液冷方式，液冷系统虽然其冷却效率优于空气冷却，但同时也存在压缩机启动频繁、能耗高、噪音大等缺点。
当前动力电池的加热能量一般来来自本身的加热膜装置或外加PTC，这两种加热方式的具有能耗高、维护性差等缺点，而这时发动机的水温较高又无法输入给电池包进行加热而白白浪费掉
综上所述，当前需要设计一种新式的混动车型电池包热管理控制系统方法。
发明内容
本发明的目的是为了针对上述技术问题，提供一种混合动力汽车电池包热管理控制系统及控制方法，以解决现有混合动力汽车电池包在中低环境温度下能耗高、热管理系统性能不完善的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种混合动力汽车电池包热管理控制系统，包括发动机冷却控制模块、空调冷媒控制模块和电池包热管理控制模块，所述发动机冷却控制模块包括依次串联的发动机水路总成、发动机水温传感器、单向阀、和换热器；所述空调冷媒控制模块包括依次串联的空调系统总成、电子膨胀阀和冷媒板换；所述电池包热管理控制模块包括依次串联的电池包内部水路总成、电子水泵、两位三通电磁阀、冷媒板换和换热器；
所述电池包内部水路总成与两位三通电磁阀之间还连接有低温散热器，所述低温散热器外部设置有电子风扇，所述电池包内部水路总成外部设置有电芯温度传感器。
还包括电池包热管理控制器，所述电池包热管理控制器的输入端分别与环境温度传感器、电芯温度传感器和发动机水温传感器电连接；所述整车热管理器的输出端分别与电子水泵、两位三通电磁阀、单向阀、电子膨胀阀和电子风扇上的子控制器电连接。
所述发动机水路总成包括水泵、发动机水套、节温器、发动机散热器和空调暖芯，所述水泵、发动机水套和节温器通过管道依次串联，所述发动机散热器和空调暖芯分别并联至发动机水套和节温器两端构成所述发动机水路总成；
所述空调系统总成包括依次串联的压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀；
所述电池包内部水路总成包括电池包水冷板和与电池包水冷板相连的电池包。
需要说明的是，所述发动机水路总成指包含发动机水套、水泵、发动机散热器、节温器、空调暖芯等能满足发动机基本散热功能的系统零件总成；所述空调系统总成指包含压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等能满足乘员舱基本制冷需求的系统零件总成；所述电池包内部水路总成指包含电池包水冷板等能满足电池包自身换热需求的系统零件总成。
所述电池包热管理控制模块共有四种控制回路，分别为电池包进阶冷却回路、电池包预冷却回路、电池包加热回路和电池包循环回路；
所述电池包预冷却回路的循环路径为：电池包内部水路总成—电子水泵—两位三通电磁阀—低温散热器；
所述电池包进阶冷却回路、电池包加热回路和电池包循环回路的循环路径均为：电池包内部水路总成—电子水泵—两位三通电磁阀—冷媒板换—换热器；
所述电池包循环回路中，冷媒板换和换热器中均不发生能量交换；所述电池包加热回路中的冷媒板换中不发生能量交换，换热器中发生能量交换；所述电池包进阶冷却回路中，冷媒板换中发生能量交换，换热器中不发生能量交换。
该技术方案中，所述电子水泵用来控制所述电池包热管理回路的流量，所述的两位三通电磁阀用来控制所述电池包回路冷却液的流向所述低温散热器或所述冷媒板换，所述的单向阀用来控制发动机水路通过换热器的水流量，所述电子膨胀阀用来控制通过所述冷媒板换的冷媒流量，所述电子风扇用来控制通过低温散热器的风量。
进一步地，所述发动机冷却回路与电池包加热回路通过换热器进行热量交换，所述发动机冷却回路和电池包加热回路中两路冷却液在温差驱动下在换热器中进行能量交换，交换到的能量由电池包加热回路冷却液带到电池包中对电池包进行加热，后续通过读取电池包的温度信号数据，经过控制器处理后得出合理的控制量，发送给单向阀和电子水泵的子控制器。
进一步地，所述电池包进阶冷却回路和空调冷媒回路通过冷媒板换进行热量交换，所述空调冷媒回路的冷媒流量和电池包进阶冷却回路中两种冷却介质的温差驱动在冷媒板换中进行能量交换，交换到的负功率由搜书电池包进阶冷却回路中的冷却液带到电池包中对电池包进行冷却，后续通过读取电池包的温度信号数据，经过控制器处理后得出合理的控制量，发送给压缩机和电子水泵的子控制器。
一种混动汽车电池包热管理控制方法，包括以下步骤：
S1.电池包热管理控制器读取发动机水温传感器、电芯温度传感器（13）和环境温度传感器的温度数据，判断电池包的热管理需求；
S2.根据不同的电池包热管理需求，电池包热管理控制器经过预设的逻辑换算后，分别向电子水泵、电子风扇、两位三通电磁阀、单向阀和电子膨胀阀上的子控制器发送控制信号；
S3.电子水泵、电子风扇、两位三通电磁阀、单向阀和电子膨胀阀上的子控制器根据接受的控制信号，该变其工作状态，以满足电池包的热管理需求。
具体地，步骤S1中所述判断电池包的热管理需求，其判断逻辑如下：
①当电池包最高温度＞A1且平均温度＞B1时，判断电池包处于预冷却模式，当电池包温度＜A2或平均温度＜B2时，退出预冷却模式；
②当电池包最高温度＞A3且平均温度＞B3时，判断电池包处于进阶模式，当电池包温度＜A4或平均温度＜B4时，退出进阶冷却模式；
③当电池包温差＞C1时，判断电池包处于循环模式，当电池包温差＜C2时，退出循环模式；
④当电池包最低温度＜A5且平均温度＜B5且发动机水温＞D1，判断电池包处于加热模式；当电池包最低温度＞A6且平均温度＜B6时，电池包退出加热模式；
⑤当以上条件都不满足时，判断电池包热管理需求处于无热管理需求模式。
具体地，步骤S2中所述电子水泵、电子风扇、两位三通电磁阀、单向阀和电子膨胀阀在不同电池包热管理需求下的工作状态如下：
①当电池包处于预冷却模式时，电池包热管理控制器控制电子水泵启动，两位三通电磁阀打向A-C侧，单向阀处于关闭状态，电子风扇和电子膨胀阀处于开启状态；此时的低温散热器和电池包冷却水套相连通，电子水泵驱动冷却液在低温散热器和电池包之间循环散热，最后通过自然风和冷却液在低温散热器中进行热交换把电池包的热量带走；
②当电池包处于进阶冷却模式时，电池包热管理控制器控制电子水泵启动，两位三通电磁阀打向A-B侧，单向阀和电子风扇处于关闭状态，电子膨胀阀处于开启状态；此时的低温散热器和电池包内部水路相隔离，冷媒板换A-B侧和电池包水冷板相连，电子水泵驱动冷却液从电池包中带走热量，在冷媒板换中通过冷媒和水进行热交换将电池包的热量带走；
③当电池包处于加热模式时，电池包热管理控制器控制电子水泵启动，两位三通电磁阀打向A-B侧，单向阀处于开启状态，电子风扇和电子膨胀阀处于关闭状态；此时的电池包内部水路和换热器、冷媒板换相连通，发动机冷却液流过换热器，电池包冷却液和发动机冷却液通过换热器进行能量交换，最终电池包冷却液温度升高，把热量带到电池包中对电芯进行加热，实现电池包的电芯温度上升；
④当电池包处于循环模式时，电池包热管理控制器控制电子水泵启动，两位三通电磁阀打向A-B侧，单向阀、电子风扇和电子膨胀阀处于关闭状态；此时通过冷却液把电池包热量从高温部分带到低温部分，实现电池包内部的能量转移和平衡，最终电池包温差变小，直至满足电池包的热管理要求（温差小于等于2℃）后退出循环模式；
⑤当电池包处无热管理需求模式时，电池包热管理控制器控制电子水泵关闭，两位三通电磁阀打向A-B侧，单向阀、电子风扇和电子膨胀阀处于关闭状态；此时电池包内部水路中冷却液处于静止状态，没有任何能量交换。
本发明的有益效果为：
1、本发明一种混合动力汽车电池包热管理系统，用到的零部件开发成熟度高、成本低，可靠性强，系统控制稳定；
2、所述系统结构不依赖于电池包是否包含加热膜配置，无需外配PTC加热器对动力电池进行加热，通过该设计所设计的控制策略，可以提高动力电池包低温下的使用率，提高顾客动力性体验感，利用发动机废热对电池包进行加热，降低整车能耗；
3、控制策略充分考虑电池包热管理系统的无效能耗现象，通过精准判断电池包的热管理需求，来精准控制电子风扇转速、电子水泵转速、单向阀的开度、电子膨胀阀开关、两位三通电磁阀的阀门开关，尽量降低无效能耗的发生；
4、动力电池热管理控制系统主要通过一个整车热管理控制系统来实现控制对水路中或其子控制进行控制，所述的控制策略可控制电池包入口水温、电芯最高/最低温度将电池包温差稳定维持较为适宜范围内；
5、本发明的电池包热管理控制策略同时考虑了乘员舱的舒适性和发动机冷启动阶段的预热需求。
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获得其他的附图。
图1为本发明一种混合动力汽车电池包热管理系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中发动机水路总成的连接结构示意图；
图3为本发明实施例中空调系统总成的连接结构示意图；
图4为本发明实施例中电池包内部水路总成的连接结构示意图；
图5为本发明实施例中五种电池包热管理模式下的控制策略流程图。
图中的附图标记说明：1、电子水泵；2、两位三通电磁阀；3、冷媒板换；4、电子膨胀阀；5、换热器；6、低温散热器；7、电子风扇；8、单向阀；9、发动机水路总成；10、电池包内部水路总成；11、空调系统总成；12、电池包热管理控制器；13、电芯温度传感器；14、发动机水温传感器；15、环境温度传感器；16、空调冷媒回路；17、电池包热管理回路；18、发动机冷却回路；19、水泵；20、发动机水套；21、发动机散热器；22、空调暖芯；23、节温器；24、压缩机；25、冷凝器；26、膨胀阀；27、蒸发器；28、电池包水冷板；29、电池包。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。
实施例：参见图1-图5。
如图1所示，一种混合动力汽车电池包热管理控制系统，包括发动机冷却控制模块、空调冷媒控制模块和电池包热管理控制模块，所述发动机冷却控制模块包括依次串联的发动机水路总成9、发动机水温传感器14、单向阀8、和换热器5；所述空调冷媒控制模块包括依次串联的空调系统总成11、电子膨胀阀4和冷媒板换3；所述电池包热管理控制模块包括依次串联的电池包内部水路总成10、电子水泵1、两位三通电磁阀2、冷媒板换3和换热器5；
所述电池包内部水路总成10与两位三通电磁阀2之间还连接有低温散热器6，所述低温散热器6外部设置有电子风扇7，所述电池包内部水路总成10外部设置有电芯温度传感器13。
具体地，本实施例所描述的电池包热管理回路17中，电池包内部水路总成10的一端与电子水泵1进口相连接，另一端与换热器5的B口相连，两位三通电磁阀2的A口与电子水泵1的出口相连接，两位三通电磁阀2的B口和冷媒板换3的A口相连，冷媒板换3的B口与换热器5的A口相连，低温散热器6的进口和两位三通电磁阀2的C口相连接，低温散热器6的出口和电池包内部水路总成10的入口相连；在空调冷媒回路16中，冷媒板换3的C口和空调系统总成11的进口相连，冷媒板换3的D口和电子膨胀阀4的出口相连接，空调系统总成11的出口与电子膨胀阀4的入口相连；在发动机冷却回路18中，发动机水路总成9一端和单向阀8的入口相连，另一端和换热器5的D口相连，换热器5的C口和和单向阀8的出口相连接。
还包括电池包热管理控制器12，所述电池包热管理控制器12的输入端分别与环境温度传感器15、电芯温度传感器13和发动机水温传感器14电连接；所述整车热管理器12的输出端分别与电子水泵1、两位三通电磁阀2、单向阀8、电子膨胀阀4和电子风扇7上的子控制器电连接，所述电池包热管理控制器12直接给上述部件的子控制器发送控制指令，各部件控制状态的转换由子控制器来完成。
具体地，所述电子水泵1用来控制电池包热管理回路17的冷却液流量，两位三通电磁阀2用来控制电池包热管理回路17冷却液的流向，单向阀8用来控制发动机冷却回路18通过换热器5的冷却液流量，电子膨胀阀4用来控制通过冷媒板换4中D口到C口的冷媒流量，电子风扇7用来控制通过低温散热器6的风量。
如图2所示，所述发动机水路总成9包括水泵19、发动机水套20、节温器23、发动机散热器21和空调暖芯22，所述水泵19、发动机水套20和节温器23通过管道依次串联，所述发动机散热器21和空调暖芯分别并联至发动机水套20和节温器23两端构成所述发动机水路总成9；
如图3所示，所述空调系统总成11包括依次串联的压缩机24、冷凝器25、蒸发器27和膨胀阀26；
如图4所示，所述电池包内部水路总成10包括电池包水冷板28与电池包水冷板28相连的电池包29。
需要说明的是，本实施例中发动机水路总成指包含水泵19、发动机水套20、节温器23、发动机散热器21和空调暖芯22等能满足发动机基本散热功能的系统零件总成；所述空调系统总成指包含压缩机24、冷凝器25、蒸发器27和膨胀阀26等能满足乘员舱基本制冷需求的系统零件总成；所述电池包内部水路总成指包含电池包水冷板28等能满足电池包自身换热需求的系统零件总成。
所述电池包热管理控制模块共有四种控制回路，分别为电池包进阶冷却回路、电池包预冷却回路、电池包加热回路和电池包循环回路；
所述电池包预冷却回路的循环路径为：电池包内部水路总成10—电子水泵1—两位三通电磁阀2—低温散热器6；
所述电池包进阶冷却回路、电池包加热回路和电池包循环回路的循环路径均为：电池包内部水路总成10—电子水泵1—两位三通电磁阀2—冷媒板换3—换热器5；
上述的电池包进阶冷却回路、电池包加热回路和电池包循环回路串联零件相同，主要区别在于：所述电池包循环回路中，冷媒板换3和换热器5中均不发生能量交换；所述电池包加热回路中的冷媒板换3中不发生能量交换，换热器5中发生能量交换；所述电池包进阶冷却回路中，冷媒板换3中发生能量交换，换热器5中不发生能量交换。
如图5所示，一种混动汽车电池包热管理控制方法，包括以下步骤：
S1.电池包热管理控制器12读取发动机水温传感器14、电芯温度传感器13和环境温度传感器15的温度数据，判断电池包的热管理需求；
S2.根据不同的电池包热管理需求，电池包热管理控制器12经过预设的逻辑换算后，分别向电子水泵1、电子风扇7、两位三通电磁阀2、单向阀8和电子膨胀阀4上的子控制器发送控制信号；
S3.电子水泵1、电子风扇7、两位三通电磁阀2、单向阀8和电子膨胀阀4上的子控制器根据接受的控制信号，该变其工作状态，以满足电池包的热管理需求。
具体地，步骤S1中所述判断电池包的热管理需求，其判断逻辑如下：
①当电池包最高温度＞A1且平均温度＞B1时，判断电池包处于预冷却模式，当电池包温度＜A2或平均温度＜B2时，退出预冷却模式；
②当电池包最高温度＞A3且平均温度＞B3时，判断电池包处于进阶模式，当电池包温度＜A4或平均温度＜B4时，退出进阶冷却模式；
③当电池包温差＞C1时，判断电池包处于循环模式，当电池包温差＜C2时，退出循环模式；
④当电池包最低温度＜A5且平均温度＜B5且发动机水温＞D1，判断电池包处于加热模式；当电池包最低温度＞A6且平均温度＜B6时，电池包退出加热模式；
⑤当以上条件都不满足时，判断电池包热管理需求处于无热管理需求模式。
具体地，步骤S2中所述电子水泵1、电子风扇7、两位三通电磁阀2、单向阀8和电子膨胀阀4在不同电池包热管理需求下的工作状态如下：
①当电池包处于预冷却模式时，电池包热管理控制器12控制电子水泵1启动，两位三通电磁阀2打向A-C侧，单向阀8处于关闭状态，电子风扇7和电子膨胀阀8处于开启状态；此时的低温散热器6和电池包水冷板28相连通，电子水泵1驱动冷却液在低温散热器6和电池包之间循环散热，最后通过自然风和冷却液在低温散热器6中进行热交换把电池包的热量带走；
②当电池包处于进阶冷却模式时，电池包热管理控制器12控制电子水泵1启动，两位三通电磁阀2打向A-B侧，单向阀8和电子风扇7处于关闭状态，电子膨胀阀4处于开启状态；此时的低温散热器6和电池包内部水路相隔离，冷媒板换A-B侧和电池包水冷板28相连，电子水泵1驱动冷却液从电池包中带走热量，在冷媒板换3中通过冷媒和水进行热交换将电池包的热量带走；
③当电池包处于加热模式时，电池包热管理控制器12控制电子水泵1启动，两位三通电磁阀打向A-B侧，单向阀8处于开启状态，电子风扇7和电子膨胀阀4处于关闭状态；此时的电池包内部水路和换热器5、冷媒板换3相连通，发动机冷却液流过换热器5，电池包冷却液和发动机冷却液通过换热器5进行能量交换，最终电池包冷却液温度升高，把热量带到电池包中对电芯进行加热，实现电池包的电芯温度上升；
④当电池包处于循环模式时，电池包热管理控制器12控制电子水泵1启动，两位三通电磁阀打向A-B侧，单向阀8、电子风扇7和电子膨胀阀4处于关闭状态；此时通过冷却液把电池包热量从高温部分带到低温部分，实现电池包内部的能量转移和平衡，最终电池包温差变小，直至满足电池包的热管理要求温差小于等于2℃后退出循环模式；
⑤当电池包处无热管理需求模式时，电池包热管理控制器12控制电子水泵1关闭，两位三通电磁阀打向A-B侧，单向阀8、电子风扇7和电子膨胀阀4处于关闭状态；此时电池包内部水路中冷却液处于静止状态，没有任何能量交换。
综上所述，本发明混合动力汽车电池包热管理控制系统对动力电池设计了四种热管理控制模式:1、中低温下的低温散热器6预冷却模式； 2、高温下的冷媒板换3高效换热冷却模式；3、极低温下的发动机余热对电池包的加热模式；4、电芯温差大下的自循环能量均衡模式；这四种热管理模式可以随着外部环境、整车负荷以及电芯温度的变化，通过电池包热管理控制器12随时切换，为混合动力车型动力电池池的热管理提供一种全新的控制系统和控制策略。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种混合动力汽车电池包热管理控制系统，包括发动机冷却控制模块、空调冷媒控制模块和电池包热管理控制模块，其特征在于：所述发动机冷却控制模块包括依次串联的发动机水路总成（9）、发动机水温传感器（14）、单向阀（8）、和换热器（5）；所述空调冷媒控制模块包括依次串联的空调系统总成（11）、电子膨胀阀（4）和冷媒板换（3）；所述电池包热管理控制模块包括依次串联的电池包内部水路总成（10）、电子水泵（1）、两位三通电磁阀（2）、冷媒板换（3）和换热器（5）；
所述电池包内部水路总成（10）与两位三通电磁阀（2）之间还连接有低温散热器（6），所述低温散热器（6）外部设置有电子风扇（7），所述电池包内部水路总成（10）外部设置有电芯温度传感器（13）。
2.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车电池包热管理控制系统，其特征在于，还包括电池包热管理控制器（12），所述电池包热管理控制器（12）的输入端分别与环境温度传感器（15）、电芯温度传感器（13）和发动机水温传感器（14）电连接；所述整车热管理器（12）的输出端分别与电子水泵（1）、两位三通电磁阀（2）、单向阀（8）、电子膨胀阀（4）和电子风扇（7）上的子控制器电连接。
3.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车电池包热管理控制系统，其特征在于，所述发动机水路总成（9）包括水泵（19）、发动机水套（20）、节温器（23）、发动机散热器（21）和空调暖芯（22），所述水泵（19）、发动机水套（20）和节温器（23）通过管道依次串联，所述发动机散热器（21）和空调暖芯分别并联至发动机水套（20）和节温器（23）两端构成所述发动机水路总成（9）；
所述空调系统总成（11）包括依次串联的压缩机（24）、冷凝器（25）、蒸发器（27）和膨胀阀（26）；
所述电池包内部水路总成（10）包括电池包水冷板（28与电池包水冷板（28）相连的电池包（29）。
4.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车电池包热管理控制系统，其特征在于，所述电池包热管理控制模块共有四种控制回路，分别为电池包进阶冷却回路、电池包预冷却回路、电池包加热回路和电池包循环回路；
所述电池包预冷却回路的循环路径为：电池包内部水路总成（10）—电子水泵（1）—两位三通电磁阀（2）—低温散热器（6）；
所述电池包进阶冷却回路、电池包加热回路和电池包循环回路的循环路径均为：电池包内部水路总成（10）—电子水泵（1）—两位三通电磁阀（2）—冷媒板换（3）—换热器（5）；
所述电池包循环回路中，冷媒板换（3）和换热器（5）中均不发生能量交换；所述电池包加热回路中的冷媒板换（3）中不发生能量交换，换热器（5）中发生能量交换；所述电池包进阶冷却回路中，冷媒板换（3）中发生能量交换，换热器（5）中不发生能量交换。
5.一种混动汽车电池包热管理控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.电池包热管理控制器（12）读取发动机水温传感器（14）、电芯温度传感器（13）和环境温度传感器（15）的温度数据，判断电池包的热管理需求；
S2.根据不同的电池包热管理需求，电池包热管理控制器（12）经过预设的逻辑换算后，分别向电子水泵（1）、电子风扇（7）、两位三通电磁阀（2）、单向阀（8）和电子膨胀阀（4）上的子控制器发送控制信号；
S3.电子水泵（1）、电子风扇（7）、两位三通电磁阀（2）、单向阀（8）和电子膨胀阀（4）上的子控制器根据接受的控制信号，该变其工作状态，以满足电池包的热管理需求。
6.根据权利要求5所述的一种混动汽车电池包热管理控制方法，其特征在于，步骤S1中所述判断电池包的热管理需求，具体判断逻辑如下：
①当电池包最高温度＞A1且平均温度＞B1时，判断电池包处于预冷却模式，当电池包温度＜A2或平均温度＜B2时，退出预冷却模式；
②当电池包最高温度＞A3且平均温度＞B3时，判断电池包处于进阶模式，当电池包温度＜A4或平均温度＜B4时，退出进阶冷却模式；
③当电池包温差＞C1时，判断电池包处于循环模式，当电池包温差＜C2时，退出循环模式；
④当电池包最低温度＜A5且平均温度＜B5且发动机水温＞D1，判断电池包处于加热模式；当电池包最低温度＞A6且平均温度＜B6时，电池包退出加热模式；
⑤当以上条件都不满足时，判断电池包热管理需求处于无热管理需求模式。
7.根据权利要求5所述的一种混动汽车电池包热管理控制方法，其特征在于，步骤S2中所述电子水泵（1）、电子风扇（7）、两位三通电磁阀（2）、单向阀（8）和电子膨胀阀（4）在不同电池包热管理需求下的工作状态如下：
①当电池包处于预冷却模式时，电池包热管理控制器（12）控制电子水泵（1）启动，两位三通电磁阀（2）打向A-C侧，单向阀（8）处于关闭状态，电子风扇（7）和电子膨胀阀（8）处于开启状态；
②当电池包处于进阶冷却模式时，电池包热管理控制器（12）控制电子水泵（1）启动，两位三通电磁阀（2）打向A-B侧，单向阀（8）和电子风扇（7）处于关闭状态，电子膨胀阀（4）处于开启状态；
③当电池包处于加热模式时，电池包热管理控制器（12）控制电子水泵（1）启动，两位三通电磁阀打向A-B侧，单向阀（8）处于开启状态，电子风扇（7）和电子膨胀阀（4）处于关闭状态；
④当电池包处于循环模式时，电池包热管理控制器（12）控制电子水泵（1）启动，两位三通电磁阀打向A-B侧，单向阀（8）、电子风扇（7）和电子膨胀阀（4）处于关闭状态；
⑤当电池包处无热管理需求模式时，电池包热管理控制器（12）控制电子水泵（1）关闭，两位三通电磁阀打向A-B侧，单向阀（8）、电子风扇（7）和电子膨胀阀（4）处于关闭状态。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN114267906A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-04-01 | 江铃汽车股份有限公司 | 一种带充电功能汽车的电池包保温控制系统 |
| CN114347747A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-15 | 宜宾凯翼汽车有限公司 | 一种电动汽车热管理控制方法 |
| CN115014830A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-06 | 广汽埃安新能源汽车有限公司 | 一种冷媒直冷系统的台架测试方法及装置 |
| CN115107502A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-09-27 | 武汉理工大学 | 基于热电及相变材料的混合动力汽车热管理系统及方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109398032A (zh) * | 2018-12-01 | 2019-03-01 | 重庆精信汽车热能科技有限公司 | 新能源汽车高效热管理系统 |
| CN109572486A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-04-05 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 一种混合动力汽车动力电池热管理系统及控制方法 |
| CN111342168A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-06-26 | 无锡明恒混合动力技术有限公司 | 一种混动汽车电池热管理系统及混动汽车 |
-
2021
- 2021-07-14 CN CN202110793076.4A patent/CN113581013A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109572486A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-04-05 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 一种混合动力汽车动力电池热管理系统及控制方法 |
| CN109398032A (zh) * | 2018-12-01 | 2019-03-01 | 重庆精信汽车热能科技有限公司 | 新能源汽车高效热管理系统 |
| CN111342168A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-06-26 | 无锡明恒混合动力技术有限公司 | 一种混动汽车电池热管理系统及混动汽车 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114267906A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-04-01 | 江铃汽车股份有限公司 | 一种带充电功能汽车的电池包保温控制系统 |
| CN114267906B (zh) * | 2021-11-30 | 2023-12-01 | 江铃汽车股份有限公司 | 一种带充电功能汽车的电池包保温控制系统 |
| CN114347747A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-15 | 宜宾凯翼汽车有限公司 | 一种电动汽车热管理控制方法 |
| CN115107502A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-09-27 | 武汉理工大学 | 基于热电及相变材料的混合动力汽车热管理系统及方法 |
| CN115107502B (zh) * | 2022-06-02 | 2024-04-12 | 武汉理工大学 | 基于热电及相变材料的混合动力汽车热管理系统及方法 |
| CN115014830A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-06 | 广汽埃安新能源汽车有限公司 | 一种冷媒直冷系统的台架测试方法及装置 |
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