发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种车辆供热系统控制方法、装置和计算机可读介质,实现车辆的电池包加热与乘员舱加热的协调与高效。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种车辆供热系统控制方法,所述车辆供热系统包括电池包加热水泵、水量调节阀门、加热元件和暖风芯体,所述电池包加热水泵、水量调节阀门、加热元件和暖风芯体通过水流管路连接,所述控制方法包括以下步骤:根据加热请求信号和电池包工况确定所述车辆供热系统的工作模式;根据所述车辆供热系统的工作模式确定所述电池包加热水泵的控制电压波形、所述加热元件的目标温度和所述水量调节阀门的开度控制方式;其中,所述加热请求信号包括电池包温度是否达到第一阈值条件和车辆的乘员舱温度是否达到第二阈值条件;所述水量调节阀门通过开度控制调节流向所述电池包加热水泵的管路和所述暖风芯体的管路的水量比例,所述加热元件对所述水流管路中的水进行加热。
在本发明的一实施例中,所述第一阈值条件包括电池包的最低温度和平均温度。
在本发明的一实施例中,所述平均温度包括所述电池包内N个温度采样点的平均值;所述最低温度包括所述电池包内N个温度采样点的最小值;N为正整数。
在本发明的一实施例中,根据加热请求信号和电池包充电工况确定所述车辆供热系统的工作模式包括:当所述加热请求信号电池包温度达到第一阈值条件且所述车辆的乘员舱温度未达到第二阈值条件时,所述车辆供热系统进入第一工作模式;当所述加热请求信号电池包温度达到第一阈值条件且所述车辆的乘员舱温度达到第二阈值条件时,判断所述电池包工况;当所述电池包处于慢充工况时,所述车辆供热系统进入第二工作模式;当所述电池包处于快充工况时,所述车辆供热系统进入第三工作模式。
在本发明的一实施例中,根据所述车辆供热系统的工作模式确定所述电池包加热水泵的控制电压波形、所述加热元件的目标温度和所述水量调节阀门的开度控制方式包括:当所述车辆供热系统进入第一工作模式时,所述电池包加热水泵的控制电压波形为占空比为DF1的矩形波,所述加热元件的目标温度为T2,所述水量调节阀门的开度控制方式为C3朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧;70%≤DF1≤80%,55℃≤T2≤65℃;C3≥50%。
在本发明的一实施例中,根据所述车辆供热系统的工作模式确定所述电池包加热水泵的控制电压波形、所述加热元件的目标温度和所述水量调节阀门的开度控制方式包括:当所述车辆供热系统进入第二工作模式时,根据所述电池包的最低温度和平均温度确定所述电池包加热水泵的控制电压波形的占空比DF2,所述加热元件的目标温度为T3,所述水量调节阀门的开度控制方式为C4朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧;55℃≤T3≤65℃;C4≥50%。
在本发明的一实施例中,根据所述车辆供热系统的工作模式确定所述电池包加热水泵的控制电压波形、所述加热元件的目标温度和所述水量调节阀门的开度控制方式包括:当所述车辆供热系统进入第三工作模式时,根据所述电池包加热水泵的进水温度确定控制方式;当所述进水温度小于第一设定值时,所述电池包加热水泵的控制电压波形为占空比为DF3的矩形波,所述加热元件的目标温度为T4,所述水量调节阀门的开度控制方式为C5朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧;70%≤DF3≤80%,55℃≤T4≤65℃;C5≥90%;当所述进水温度达到第一设定值而小于第二设定值时,所述水量调节阀门的开度控制方式为C6朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧;70℃≤C6<90%;
当所述进水温度达到第二设定值时,所述水量调节阀门的开度控制方式为C7朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧;C7≤20%。
在本发明的一实施例中,所述加热元件的目标温度和所述水量调节阀门的开度控制方式还包括:当所述进水温度从达到第二设定值状态回落至低于第四设定值时,所述电池包加热水泵的控制电压波形为占空比为DF3的矩形波,所述加热元件的目标温度为T4,所述水量调节阀门的开度控制方式为C5朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧;70%≤DF3≤80%,55℃≤T4≤65℃;C5≥90%;其中,所述第四设定值小于所述第一设定值。
在本发明的一实施例中,所述水量调节阀门包括三通阀。
在本发明的一实施例中,所述加热元件包括PTC元件。
本发明还提供一种车辆供热系统控制装置,包括:存储器,用于存储可由处理器执行的指令;处理器,执行所述指令以实现如前任一项所述的方法。
本发明还提供一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质,所述计算机程序代码在由处理器执行时实现如前任一项所述的方法。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:通过对车辆供热系统中的电池包加热水泵的控制电压波形、加热元件的目标温度和水量调节阀门的开度控制方式的调节与控制,实现对车辆电池包和乘员舱的协调加热,既保证电池包的使用性能,还可保证乘员舱的舒适性。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明,图中相同标号代表相同结构或操作。
如本申请和权利要求书中所示,除非上下文明确提示例外情形,“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数,也可包括复数。一般说来,术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
此外,需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外,尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的,但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的,其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外,要求不仅仅通过所使用的实际术语,而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。
本申请的实施例描述一种车辆供热系统控制方法、装置和计算机可读介质。
图1是本申请一实施例的车辆供热系统的组成示意图。车辆供热系统亦是车辆温控系统的组成部分。图1亦可表示车辆温控系统的示意图。
参考图1,车辆供热系统(或车辆温控系统)100包括电池包加热水泵102、水量调节阀门111、加热元件PTC和暖风芯体115。其中,电池包加热水泵102、水量调节阀门111、加热元件113和暖风芯体115通过水流管路连接。加热元件113和暖风芯体115(也可称为车辆空调暖风芯体)可用于给车辆的乘员舱提供暖风,实际还可用到鼓风机对乘员舱的空气进行鼓风循环,以实现空气加热。加热元件113亦可对水流管路中的水进行加热。
在图1中,车辆空调机COND、压缩机和蒸发器芯体是车辆空调系统的组成部分示意图。在图1的车辆供热系统的组成示意图中,还可包括车辆的发电机和电动机温控模块181及相应的电机与电控模块182,此部分在本申请技术方案中不作详细说明,图1中的模块181和模块182仅用于为展示完整的车辆温控系统的示意。
继续参考图1,车辆温控系统还可包括冷水机总成118,冷水机总成118可用于对管路中的水流进行冷却,防止水温过高,以及调节电池包的温度,避免其温度过高,例如达到50摄氏度或55摄氏度以上。膨胀壶119可用于调节水流管路的热胀冷缩等影响因素。
在本申请的一些实施例中,车辆供热系统控制方法包括步骤121,根据加热请求信号和电池包工况确定所述车辆供热系统的工作模式。步骤122,根据所述车辆供热系统的工作模式确定所述电池包加热水泵的控制电压波形、所述加热元件的目标温度和所述水量调节阀门的开度控制方式。
在一些实施例中,所述加热请求信号包括电池包温度是否达到第一阈值条件和车辆的乘员舱温度是否达到第二阈值条件。
水量调节阀门111通过开度控制调节流向所述电池包加热水泵的管路和所述暖风芯体的管路的水量比例,所述加热元件113对所述水流管路中的水进行加热。
在一些实施例中,第一阈值条件包括电池包的最低温度和平均温度。例如,当电池包的最低温度小于等于1摄氏度(℃),平均温度小于等于3摄氏度(℃)。
在一些实施例中,所述平均温度包括所述电池包内N个温度采样点的平均值;所述最低温度包括所述电池包内N个温度采样点的最小值;N为正整数。N的取值例如为3、4、5、6等数值。
在一些实施例中,第二阈值条件为乘员舱的温度的阈值,具体可根据需要进行设定,例如设置第二阈值条件为乘员舱的温度低于5摄氏度、8摄氏度或10摄氏度等。
在一些实施例中,根据加热请求信号和电池包充电工况确定所述车辆供热系统的工作模式包括,步骤301,当所述加热请求信号电池包温度达到第一阈值条件且所述车辆的乘员舱温度未达到第二阈值条件时,所述车辆供热系统进入第一工作模式;步骤302,当所述加热请求信号电池包温度达到第一阈值条件且所述车辆的乘员舱温度达到第二阈值条件时,判断所述电池包工况;步骤3021,当所述电池包处于慢充工况时,所述车辆供热系统进入第二工作模式;当所述电池包处于快充工况时,所述车辆供热系统进入第三工作模式。
在一些实施例中,根据所述车辆供热系统的工作模式确定所述电池包加热水泵的控制电压波形、所述加热元件的目标温度和所述水量调节阀门的开度控制方式包括:
当所述车辆供热系统进入第一工作模式时,所述电池包加热水泵的控制电压波形为占空比为DF1的矩形波(或称为方波),所述加热元件的目标温度为T2,所述水量调节阀门的开度控制方式为C3朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧;70%≤DF3≤80%,55℃≤T2≤65℃;C3≥50%。在一实施例中,例如,所述电池包加热水泵的控制电压波形为占空比为75%的矩形波(或称为方波),所述加热元件的目标温度为55℃,所述水量调节阀门的开度控制方式为75%朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧。在另一实施例中,例如,所述电池包加热水泵的控制电压波形为占空比为80%的矩形波(或称为方波),所述加热元件的目标温度为60℃,所述水量调节阀门的开度控制方式为80%朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧。
在一些实施例中,矩形波的电压值例如在24V和0V两者上变化。
电池包加热水泵的控制电压波形为占空比大,则在相同条件下,控制电压产生的功率也越大,管路内的水流速亦越快,电池包的加热升温也就越快。
在一些实施例中,根据所述车辆供热系统的工作模式确定所述电池包加热水泵的控制电压波形、所述加热元件的目标温度和所述水量调节阀门的开度控制方式包括:
当所述车辆供热系统进入第二工作模式时,根据所述电池包的最低温度和平均温度确定所述电池包加热水泵的控制电压波形的占空比DF2,所述加热元件的目标温度为T3,所述水量调节阀门的开度控制方式为C4朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧;55℃≤T3≤65℃;C4≥50%。在一实施例中,例如,所述加热元件的目标温度为55℃,所述水量调节阀门的开度控制方式为75%朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧。在另一实施例中,例如,所述加热元件的目标温度为60℃,所述水量调节阀门的开度控制方式为80%朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧。如前述,第二工作模式对应电池包的慢充工况。
关于第二工作模式时所述电池包加热水泵的控制电压波形的占空比DF2,如前述,根据所述电池包的最低温度和平均温度确定所述电池包加热水泵的控制电压波形的占空比DF2,具体可根据电池包的最低温度和平均温度的不同,确定不同的电池包加热水泵的控制电压波形的占空比DF2。在实际情形中,还可通过测试形成温度与占空比这两者的参数调整对照表,而后实现查表控制。
在一些实施例中,根据所述车辆供热系统的工作模式确定所述电池包加热水泵的控制电压波形、所述加热元件的目标温度和所述水量调节阀门的开度控制方式包括:
当所述车辆供热系统进入第三工作模式时,根据所述电池包加热水泵的进水温度确定控制方式;当所述进水温度小于第一设定值时,所述电池包加热水泵的控制电压波形为占空比为DF3的矩形波,所述加热元件的目标温度为T4,所述水量调节阀门的开度控制方式为C5朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧;70%≤DF3≤80%,55℃≤T4≤65℃;C5≥90%;当所述进水温度达到第一设定值而小于第二设定值时,所述水量调节阀门的开度控制方式为C6朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧;70℃≤C6<90%;当所述进水温度达到第二设定值时,所述水量调节阀门的开度控制方式为C7朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧;C7≤20%。如前述,第三工作模式对应电池包的快充工况。
在一些实施例中,电池包加热水泵的进水温度的第一设定值例如为30℃、32℃或35℃等数值;当所述进水温度小于第一设定值时,所述电池包加热水泵的控制电压波形为占空比为75%的矩形波,所述加热元件的目标温度为55℃,所述水量调节阀门的开度控制方式为90%朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧。在另一实施例中,当所述进水温度小于第一设定值时,所述电池包加热水泵的控制电压波形为占空比为80%的矩形波,所述加热元件的目标温度为60℃,所述水量调节阀门的开度控制方式为100%朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧。
在一些实施例中,电池包加热水泵的进水温度的第二设定值例如为50℃、52℃、55℃等。当所述进水温度达到第二设定值时,所述水量调节阀门的开度控制方式为10%朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧,或5%朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧;在一实施例中,水量调节阀门的开度控制方式可为0%朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧。因电池包加热到第二设定值时,电池包的温度已较高,故水量调节阀门的开度控制方式为降低朝向流向电池包加热水泵的管路一侧的开度比例。
在一些实施例中,所述加热元件的目标温度和所述水量调节阀门的开度控制方式还包括:当所述进水温度从达到第二设定值状态回落至低于第四设定值时,所述电池包加热水泵的控制电压波形为占空比为DF3的矩形波,所述加热元件的目标温度为T4,所述水量调节阀门的开度控制方式为C5朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧;70%≤DF3≤80%,55℃≤T4≤65℃;C5≥90%;其中,所述第四设定值小于所述第一设定值。
在一些实施例中,第四设定值例如为30℃、32℃或34℃等数值。当所述进水温度从达到第二设定值状态回落至低于第四设定值时,所述电池包加热水泵的控制电压波形为占空比为75%的矩形波,所述加热元件的目标温度为55℃,所述水量调节阀门的开度控制方式为90%朝向流向所述电池包加热水泵的管路一侧。按此控制方式进入回滞区间控制方式。
本申请技术方案中,电池包加热水泵的控制电压波形占空比在70%至80%的范围内调节,可有效保证车辆供热系统的控制稳定性,实现较佳的技术效果。
在一些实施例中,所述水量调节阀门包括三通阀。所述加热元件包括PTC(Positive Temperature Coefficient,正温度系数)元件。
本申请的车辆供热系统控制方法的技术方案,在电池包单独加热的情况下,能够快速对电池包进行加热,保证电池包在适宜的温度范围工作;当乘员舱和电池包同时存在加热需求时,在优先加热电池包,保证电池包的使用性能的同时,协调加热乘员舱,以保证乘员舱的舒适性。
图2示出了根据本申请一实施例示出的车辆供热系统控制装置的组成示意图。车辆供热系统控制装置200可包括内部通信总线201、处理器(Processor)202、只读存储器(ROM)203、随机存取存储器(RAM)204、以及通信端口205。车辆供热系统控制装置200通过通信端口连接网络,并可与其他设备连接。内部通信总线201可以实现车辆供热系统控制装置200组件间的数据通信。处理器202可以进行判断和发出提示。在一些实施例中,处理器202可以由一个或多个处理器组成。通信端口205可以实现从网络发送和接受信息及数据。车辆供热系统控制装置200还可以包括不同形式的程序储存单元以及数据储存单元,例如只读存储器(ROM)203和随机存取存储器(RAM)204,能够存储计算机处理和/或通信使用的各种数据文件,以及处理器202所执行的可能的程序指令。处理器执行这些指令以实现方法的主要部分。处理器处理的结果可通过通信端口传给用户设备,在用户界面上显示。
上述的车辆供热系统控制装置200可以实施为计算机程序,保存在存储器中,并可记载到处理器202中执行,以实施本申请的车辆供热系统控制方法。
本申请还提供了一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质,所述计算机程序代码在由处理器执行时实现如上所述的车辆供热系统控制方法。
本申请的一些方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。处理器可以是一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DAPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器或者其组合。此外,本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品,该产品包括计算机可读程序编码。例如,计算机可读介质可包括,但不限于,磁性存储设备(例如,硬盘、软盘、磁带……)、光盘(例如,压缩盘CD、数字多功能盘DVD……)、智能卡以及闪存设备(例如,卡、棒、键驱动器……)。
计算机可读介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号,例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式,包括电磁形式、光形式等等、或合适的组合形式。计算机可读介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质,该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播,包括无线电、电缆、光纤电缆、射频信号、或类似介质、或任何上述介质的组合。
同理,应当注意的是,为了简化本申请披露的表述,从而帮助对一个或多个发明实施例的理解,前文对本申请实施例的描述中,有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是,这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上,实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
虽然本申请已参照当前的具体实施例来描述,但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本申请,在没有脱离本申请精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换,因此,只要在本申请的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。