CN117325612B - 一种混合动力汽车热管理控制系统及方法 - Google Patents

一种混合动力汽车热管理控制系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117325612B
CN117325612B CN202311273243.8A CN202311273243A CN117325612B CN 117325612 B CN117325612 B CN 117325612B CN 202311273243 A CN202311273243 A CN 202311273243A CN 117325612 B CN117325612 B CN 117325612B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
heat exchanger
vehicle
heat
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202311273243.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117325612A (zh
Inventor
周英超
薛博峰
张俊贤
蒙心蕊
田瑛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University of Technology
Original Assignee
Shandong University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University of Technology filed Critical Shandong University of Technology
Priority to CN202311273243.8A priority Critical patent/CN117325612B/zh
Publication of CN117325612A publication Critical patent/CN117325612A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117325612B publication Critical patent/CN117325612B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00357—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • B60H1/004—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell for vehicles having a combustion engine and electric drive means, e.g. hybrid electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/0073—Control systems or circuits characterised by particular algorithms or computational models, e.g. fuzzy logic or dynamic models
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00735—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00735—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
    • B60H1/00764—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models the input being a vehicle driving condition, e.g. speed
    • B60H1/00771—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models the input being a vehicle driving condition, e.g. speed the input being a vehicle position or surrounding, e.g. GPS-based position or tunnel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00735—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
    • B60H1/00807—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models the input being a specific way of measuring or calculating an air or coolant temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B60K11/04—Arrangement or mounting of radiators, radiator shutters, or radiator blinds
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H04L67/125—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks involving control of end-device applications over a network

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车热管理控制系统及方法，属于汽车热管理技术领域。包括车联网地图、云端模块、远程信息控制单元、车载电子控制单元和车辆热管理系统，车联网地图与云端模块连接，云端模块与远程信息控制单元连接，远程信息控制单元分别与车载电子控制单元和车辆热管理系统连接。本发明提供的一种混合动力汽车热管理控制系统及方法，通过车联网技术对系统温度进行预测，针对不同的天气、天气、前方交通状况、信号灯信息、道路类型、道路坡度、曲率等。对整车集成热管理系统进行预见性控制，使得整车集成热管理系统能够及时准确地调节汽车零部件温度、延长零部件寿命、节能减排、提高整车性能。

Description

一种混合动力汽车热管理控制系统及方法
技术领域
本发明涉及汽车热管理技术领域，尤其是涉及一种混合动力汽车热管理控制系统及方法。
背景技术
新能源汽车是全球目前的重要发展领域之一。新能源汽车的发展将有助于提高能源利用效率、减少能源消耗和碳排放等环保目标的实现。混合动力汽车作为传统燃油车向纯电动汽车发展的过渡车型，兼具燃油汽车长续航与纯电动汽车节能低排放的优点。
由于混合动力汽车具有多个动力源，其热管理系统较传统燃油车和纯电动汽车也更为复杂。现有的车辆热管理系统往往通过监测零部件温度来被动调节系统温度，而整车集成热管理系统、主动地调节零部件温度，有助于提高驾驶舒适度、增强车辆续航、延长零部件寿命、节约能源、减少排放。
在车辆工况发生显著变化的情况下，从工况变化到零部件温度产生变化，再到传感器实现对零部件温度检测，直至热管理系统响应，各环节都需要一定的时间，这导致热管理系统反应相对滞后。尤其是针对工况骤变，热管理系统如果不能及时响应，往往会导致能量浪费、续航减少、排放增加、零部件损耗加剧等情况发生。随着车联网技术的发展，车辆行驶过程能获取天气、前方交通状况、信号灯信息、道路类型、道路坡度、曲率等前瞻信息。因此，利用已知的前瞻信息来改善汽车热管理系统的滞后性，对于准确调节热管理系统温度、减小系统能耗具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种混合动力汽车热管理控制系统及方法，解决了不能准确调节热管理系统温度和系统能耗大的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种混合动力汽车热管理控制系统，包括车联网地图、云端模块、远程信息控制单元、车载电子控制单元和车辆热管理系统，所述车联网地图与云端模块连接，所述云端模块与所述远程信息控制单元连接，所述远程信息控制单元分别与所述车载电子控制单元和所述车辆热管理系统连接。
优选的，所述云端模块包括整车动力学模型和整车热力学模型。
优选的，所述车辆热管理系统包括舱外换热回路、电池回路和动力系统余热回收回路，所述舱外换热回路与所述电池加热回路连接，所述电池回路与所述动力系统余热回收回路连接。
优选的，所述舱外换热回路包括舱外换热器截止阀，所述舱外换热器截止阀分别与舱外换热器电子膨胀阀、乘员舱换热器截止阀、乘员舱换热器电子膨胀阀、舱外换热器、压缩机四通换向阀、乘员舱换热器、电池换热器截止阀、电池换热器电子膨胀阀和电池空调换热器连接，所述压缩机四通换向阀与热泵空调压缩机。
优选的，所述电池回路包括动力电池，所述动力电池分别与所述电池空调换热器、电池循环液泵、电池循环三通阀和电池加热换热器连接。
优选的，所述动力系统余热回收回路包括PTC、驱动电机和发动机，所述PTC分别与发动机四通阀和电机电控四通阀连接，所述发动机四通阀分别与制热循环液泵、电机电控散热器、DC/DC连接，所述电机电控四通阀分别与乘员舱暖风芯体、发动机散热器、电子节温器和发动机循环液泵连接，所述电子节温器和所述发动机循环液泵均与所述发动机连接，所述驱动电机分别与所述DC/DC、电机控制单元和电机电控循环液泵连接。
一种混合动力汽车热管理控制方法，包括以下步骤：
S1、当车辆处于车联网地图覆盖路段且信号良好时，车联网地图提供车辆前方路段中的道路坡度信息，远程信息控制单元提供车辆的基本信息；
S2、云端模块通过已知信息预测前方路段中车辆各零部件的温度变化，云端模块中的车辆动力学模型根据输入的坡度信息和车辆的基本信息判断车辆在前方道路中的功率需求，车辆热力学模型根据功率需求，预测车辆各零部件温度变化，并将温度变化信息通过远程信息控制单元下发至车载电子控制单元；
S3、车载电子控制单元根据接收到的温度变化信息制定相应的修正策略并发送控制指令给热管理系统中的液泵、风扇、压缩机等执行单元，从而及时有效的控制热管理系统温度、降低热管理系统能耗。
优选的，在步骤S2中，当车辆前方道路中有爬坡、加速车辆动力需求增加的情景时，整车动力学模型根据输入的道路信息与环境信息计算车辆的动力需求，整车热力学模型根据动力需求预测出车辆热管理系统中各零部件的温度上升，根据温度变化量与修正系数关系对照，确定温度上升部件所在回路中的液泵、电子风扇、压缩机修正系数，提高散热性能，控制系统温度。
优选的，当车辆前方道路中有下坡车辆动力需求减小的情景时，整车动力学模型根据输入的道路信息与环境信息计算车辆的动力需求，整车热力学模型根据动力需求预测出车辆热管理系统中动力部件的温度下降，根据温度变化量与修正系数关系对照，确定温度下降部件所在回路中的液泵、电子风扇、压缩机修正系数，减小散热性能，降低系统能耗。
因此，本发明采用上述结构的一种混合动力汽车热管理控制系统及方法，具备以下有益效果：
本发明通过车联网技术对系统温度进行预测，针对不同的环境、路况、驾驶工况对整车集成热管理系统进行预见性控制，使得整车集成热管理系统能够及时准确地调节汽车零部件温度、延长零部件寿命、节能减排、提高整车性能。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明一种混合动力汽车热管理控制系统的结构示意图；
图2为本发明一种混合动力汽车热管理控制系统的车辆热管理系统结构示意图；
附图标记
1、舱外换热器截止阀，2、舱外换热器电子膨胀阀，3、乘员舱换热器截止阀，4、乘员舱换热器电子膨胀阀，5、舱外换热器，6、压缩机四通换向阀，7、乘员舱换热器，8、电池换热器截止阀，9、电池换热器电子膨胀阀，10、电池空调换热器，11、动力电池，12、电池循环液泵，13、电池循环三通阀，14、电池加热换热器，15、热泵空调压缩机，16、制热循环液泵，17、乘员舱暖风芯体，18、PTC，19、发动机四通阀，20、电机电控四通阀，21、电机电控循环液泵，22、电机控制单元，23、驱动电机，24、DC/DC，25、发动机散热器，26、电子节温器，27、发动机，28、发动机循环液泵，29、电机电控散热器。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
实施例1
如图1-2所示，本发明提供了一种混合动力汽车热管理控制系统，包括车联网地图、云端模块、远程信息控制单元、车载电子控制单元和车辆热管理系统，车联网地图与云端模块连接，云端模块与远程信息控制单元连接，远程信息控制单元分别与车载电子控制单元和车辆热管理系统连接。
云端模块包括整车动力学模型和整车热力学模型。
车辆热管理系统包括舱外换热回路、电池回路和动力系统余热回收回路，舱外换热回路与电池回路连接，电池回路与动力系统余热回收回路连接。
舱外换热回路包括舱外换热器截止阀1，舱外换热器截止阀1分别与舱外换热器电子膨胀阀2、乘员舱换热器截止阀3、乘员舱换热器电子膨胀阀4、舱外换热器5、压缩机四通换向阀6、乘员舱换热器7、电池换热器截止阀8、电池换热器电子膨胀阀9和电池空调换热器10连接，压缩机四通换向阀6与热泵空调压缩机15。
电池回路包括动力电池11，动力电池11分别与电池空调换热器10、电池循环液泵12、电池循环三通阀13和电池加热换热器14连接。
动力系统余热回收回路包括PTC18、驱动电机23和发动机27，PTC18分别与发动机四通阀19和电机电控四通阀20连接，发动机四通阀19分别与制热循环液泵16、电机电控散热器29、DC/DC24连接，电机电控四通阀20分别与乘员舱暖风芯体17、发动机散热器25、电子节温器26和发动机循环液泵28连接，电子节温器26和发动机循环液泵28均与发动机27连接，驱动电机23分别与DC/DC24、电机控制单元22和电机电控循环液泵21连接。
一种混合动力汽车热管理控制方法，采用云端控制模式，包括以下步骤：
S11、当车辆处于车联网地图覆盖路段且信号良好时，车联网地图提供车辆前方路段中的道路坡度信息，远程信息控制单元提供车辆的基本信息；
S12、云端模块通过已知信息预测前方路段中车辆各零部件的温度变化，云端模块中的车辆动力学模型根据输入的坡度信息和车辆的基本信息判断车辆在前方道路中的功率需求，车辆热力学模型根据功率需求，预测车辆各零部件温度变化，并将温度变化信息通过远程信息控制单元下发至车载电子控制单元；
S13、车载电子控制单元根据接收到的温度变化信息制定相应的修正策略并发送控制指令给热管理系统中的液泵、风扇、压缩机等执行单元，从而预测到发动机、电机、动力电池发量热增加，提前对其进行冷却。
表1温度变化量与修正系数关系对照
当车辆前方道路中有爬坡、加速车辆动力需求增加的情景时，整车动力学模型根据输入的道路信息与环境信息计算车辆的动力需求，整车热力学模型根据动力需求预测出车辆热管理系统中各零部件的温度上升，根据温度变化量与修正系数关系对照，确定温度上升部件所在回路中的液泵、电子风扇、压缩机修正系数，提高散热性能，控制系统温度。
当预测热管理系统温度上升在2-4℃之间时，为温度上升部件所在回路的执行单元制定修正策略，液泵修正系数Y1，电子风扇修正系数D1，压缩机修正系数K1，执行单元功率提高。
当预测热管理系统温度上升在4-6℃之间时，为温度上升部件所在回路的执行单元制定修正策略，液泵修正系数Y2，电子风扇修正系数D2，压缩机修正系数K2，执行单元功率提高。
当预测热管理系统温度上升在6-8℃之间时，为温度上升部件所在回路的执行单元制定修正策略，液泵修正系数Y3，电子风扇修正系数D3，压缩机修正系数K3，执行单元功率提高。
当预测热管理系统温度上升在8-10℃之间时，温度上升部件所在回路的液泵修正系数Y4，电子风扇修正系数D4，压缩机修正系数K4，执行单元功率提高。
当预测热管理系统温度上升在10℃以上时，为温度上升部件所在回路的执行单元制定修正策略，液泵修正系数Y5，电子风扇修正系数D5，压缩机修正系数K5，执行单元功率提高。
实施例2
一种混合动力汽车热管理控制方法，采用本地控制模式，包括以下步骤：
S21、发动机预热:发动机启动时，发动机温度较低时，发动机循环液泵启动，电子节温器通过监测循环介质温度，控制循环介质经由子循环回到发动机，帮助发动机快速升温。当发动机温度逐渐升高，电子节温器控制主循环流量逐渐增大，子循环流量逐渐减小。
S22、发动机散热:发动机温度较高时，子循环完全关闭，循环介质在主循环中流经发动机带走热量，经发动机液泵、电子节温器到达发动机散热器释放热量，最后回到发动机，完成发动机散热循环。
S23、乘员舱制冷:压缩机工作，冷媒从压缩机流经压缩机四通换向阀流向舱外换热器。舱外换热器电子膨胀阀关闭，舱外换热器截止阀打开，冷媒流经舱外换热器冷凝散热，继续流向乘员舱换热器，乘员舱换热器截止阀关闭，乘员舱换热器电子膨胀阀打开，冷媒流经乘员舱换热器吸收热量为乘员舱制冷，经压缩机四通换向阀回到压缩机，完成乘员舱制冷循环。
S24、乘员舱制热:
S241、车辆使用纯发动机驱动模式。通过发动机四通换向阀，制热循环与发动机循环相连接。冷却介质从发动机带走热量，流经乘员舱暖风芯体释放热量为乘员舱制热。经电池换热器、制热循环液泵、电机电控四通阀、PTC、发动机四通换向阀、到达发动机散热器释放余热后回到发动机完成循环。当乘员舱温度达到舒适温度时，通过控制发动机四通换向阀使制热循环与发动机循环断开，直到乘员舱需要继续加热时重新连接。
S242、车辆使用混合动力驱动模式，优先通过发动机四通换向阀，制热循环与发动机循环相连接。冷却介质从发动机带走热量，流经乘员舱暖风芯体释放热量为乘员舱制热。若发动机产生热量较高，且乘员舱温度达到舒适温度并继续升高时，制热循环与发动机循环断开。制热循环通过电机电控四通换向阀与电机电控循环相连接，循环介质经MCU(电机控制单元)、驱动电机、DC/DC、带走热量，经电机电控四通换向阀到乘员舱换热器释放热量为乘员舱制热，经电池加热换热器、制热循环液泵到到达电池电控散热器释放多余热量，回到MCU(电机控制单元)、驱动电机、DC/DC完成循环。
当电机电控温度不足以维持乘员舱舒适温度，乘员舱温度开始下降时，制热循环与电机电控循环断开，通过通过发动机四通换向阀，制热循环与发动机循环相连接，切换到发动机余热制热方式。
S243、车辆使用纯电驱动模式，环境温度在热泵空调高效率工作温度阈值以上，压缩机工作，冷媒经压缩机四通换向阀流向乘员舱暖风芯体，乘员舱换热器电子膨胀阀关闭，乘员舱换热器截止阀打开，冷媒流经乘员舱暖风芯体冷凝散热，继续流向舱外换热器，舱外换热器截止阀关闭，舱外换热器电子膨胀阀开启，冷媒流向舱外换热器蒸发吸热经压缩机四通换向阀回到压缩机，完成乘员舱制热循环。
当环境温度在热泵空调高效率工作温度阈值以下，制热循环液泵开启，PTC开启，循环介质从PTC带走热量经乘员舱暖风芯体释放热量为乘员舱制热，经电池加热换热器、制热循环液泵回到PTC完成循环。
S25、动力电池散热:压缩机工作，冷媒从压缩机流经压缩机四通换向阀流向舱外换热器。舱外换热器电子膨胀阀关闭，舱外换热器截止阀打开，冷媒流经舱外换热器冷凝散热，继续流向电池空调换热器，乘员舱换热器截止阀关闭，乘员舱换热器电子膨胀阀打开，冷媒流经电池空调换热器吸收热量，经压缩机四通换向阀回到压缩机；电池循环三通阀接通电池空调换热器子回路，电池循环液泵工作，循环介质从动力电池带走热量，经过电池空调换热器将热量传递到冷媒后经电池循环三通阀回到电池，完成电池散热循环。
S26、动力电池加热:
S261、车辆使用混合动力驱动模式，优先通过发动机四通换向阀，使制热循环与发动机循环相连接。冷却介质从发动机带走热量，经发送机循环液泵、发动机四通换向阀、乘员舱换热器到达电池加热换热器。
若发动机产生热量较高，且电池温度达到适宜工作温度范围并继续升高时，制热循环与发动机循环断开。制热循环通过电机电控四通换向阀与电机电控循环相连接，循环介质经MCU(电机控制单元)、驱动电机、DC/DC、带走热量，经电机电控四通换向阀、乘员舱换热器到达电池加热换热器释放热量，经制热循环液泵到到达电池电控散热器释放多余热量，回到MCU(电机控制单元)、驱动电机、DC/DC完成循环。
当电机电控温度不足以维持乘员舱舒适温度，乘员舱温度开始下降时，制热循环与电机电控循环断开，通过发动机四通换向阀，制热循环与发动机循环相连接，切换到发动机余热制热方式。
电池循环液泵启动，电池循环三通阀接通电池加热换热器子回路，循环介质从电池加热换热器带走热量经电池循环三通阀、电池循环液泵、到达动力电池为电池制热后回到电池加热换热器完成循环。
S262、车辆使用纯电驱动模式，环境温度在热泵空调高效率工作温度阈值以上，压缩机工作，冷媒经压缩机四通换向阀流向电池空调换热器，电池换热器电子膨胀阀开启，电池换热器截止阀关闭，冷媒流经电池空调换热器冷凝散热，继续流向舱外换热器，舱外换热器截止阀，舱外换热器电子膨胀阀关闭，冷媒流向舱外换热器蒸发吸热经压缩机四通换向阀回到压缩机，完成乘员舱制热循环。
电池循环液泵启动，电池循环三通阀接通电池空调换热器子回路，循环介质从电池空调换热器带走热量经电池循环三通阀、电池循环液泵、到达动力电池为电池制热后回到电池空调换热器完成循环。
当环境温度在热泵空调高效率工作温度阈值以下，制热循环液泵开启，PTC开启，循环介质从PTC带走热量经乘员舱换热器、到达电池加热换热器释放热量，经制热循环液泵回到PTC完成循环。
电池循环液泵启动，电池循环三通阀接通电池加热换热器子回路，循环介质从电池加热换热器带走热量经电池循环三通阀、电池循环液泵、到达动力电池为电池制热后回到电池加热换热器完成循环。
S27、电机电控散热:车辆使用纯电驱动模式或混合动力驱动模式，电机电控循环液泵工作，循环介质经MCU(电机控制单元)、驱动电机、DC/DC带走热量，经电机电控四通阀到达电机电控散热器释放热量，回到电机电控循环液泵完成循环。
因此，本发明采用上述的一种混合动力汽车热管理控制系统及方法，通过车联网技术对系统温度进行预测，针对不同的环境、路况、驾驶工况对整车集成热管理系统进行预见性控制，使得整车集成热管理系统能够及时准确地调节汽车零部件温度、延长零部件寿命、节能减排、提高整车性能。
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进行限制，尽管参照较佳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：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种混合动力汽车热管理控制系统，其特征在于，包括车联网地图、云端模块、远程信息控制单元、车载电子控制单元和车辆热管理系统，所述车联网地图与云端模块连接，所述云端模块与所述远程信息控制单元连接，所述远程信息控制单元分别与所述车载电子控制单元和所述车辆热管理系统连接；
所述车辆热管理系统包括舱外换热回路、电池回路和动力系统热量回收回路，所述舱外换热模块与电池加热模块连接，所述电池加热模块与所述动力模块连接；
所述舱外换热回路包括舱外换热器截止阀，所述舱外换热器截止阀分别与舱外换热器电子膨胀阀、乘员舱换热器截止阀、乘员舱换热器电子膨胀阀、舱外换热器、压缩机四通换向阀、乘员舱换热器、电池换热器截止阀、电池换热器电子膨胀阀和电池空调换热器连接，所述压缩机四通换向阀与热泵空调压缩机；
所述电池回路包括动力电池，所述动力电池分别与所述电池空调换热器、电池循环液泵、电池循环三通阀和电池加热换热器连接；
所述动力系统热量回收回路包括PTC、驱动电机和发动机，所述PTC分别与发动机四通阀和电机电控四通阀连接，所述发动机四通阀分别与制热循环液泵、电机电控散热器、DC/DC连接，所述电机电控四通阀分别与乘员舱暖风芯体、发动机散热器、电子节温器和发动机循环液泵连接，所述电子节温器和所述发动机循环液泵均与所述发动机连接，所述驱动电机分别与所述DC/DC、电机控制单元和电机电控循环液泵连接；
一种混合动力汽车热管理控制方法，包括以下步骤：
S1、当车辆处于车联网地图覆盖路段且信号良好时，车联网地图提供车辆前方路段中的道路坡度信息，远程信息控制单元提供车辆的基本信息；
S2、云端模块通过已知信息预测前方路段中车辆各零部件的温度变化，云端模块中的车辆动力学模型根据输入的坡度信息和车辆的基本信息判断车辆在前方道路中的功率需求，车辆热力学模型根据功率需求，预测车辆各零部件温度变化，并将温度变化信息通过远程信息控制单元下发至车载电子控制单元；
S3、车载电子控制单元根据接收到的温度变化信息执行相应的修正策略并发送控制指令给热管理系统中的液泵、风扇、压缩机执行单元，从而及时有效的控制热管理系统温度、降低热管理系统能耗；
在步骤S2中，当车辆前方道路中有爬坡、加速车辆动力需求增加的情景时，整车动力学模型根据输入的天气、前方交通状况、信号灯信息、道路类型、道路坡度、曲率信息计算车辆的动力需求，整车热力学模型根据动力需求预测出车辆热管理系统中各零部件的温度上升，根据温度变化量与修正系数关系对照，确定温度上升部件所在回路中的液泵、电子风扇、压缩机修正系数，提高散热性能，控制系统温度；
当车辆前方道路中有下坡车辆动力需求减小的情景时，整车动力学模型根据输入的道路信息与环境信息计算车辆的动力需求，整车热力学模型根据动力需求预测出车辆热管理系统中动力部件的温度下降，根据温度变化量与修正系数关系对照，确定温度下降部件所在回路中的液泵、电子风扇、压缩机修正系数，减小散热性能，降低系统能耗；
采用本地控制模式，包括以下步骤：
S21、发动机预热:发动机启动时，发动机温度较低时，发动机循环液泵启动，电子节温器通过监测循环介质温度，控制循环介质经由子循环回到发动机，帮助发动机快速升温；当发动机温度逐渐升高，电子节温器控制主循环流量逐渐增大，子循环流量逐渐减小；
S22、发动机散热:发动机温度较高时，子循环完全关闭，循环介质在主循环中流经发动机带走热量，经发动机液泵、电子节温器到达发动机散热器释放热量，最后回到发动机，完成发动机散热循环；
S23、乘员舱制冷:压缩机工作，冷媒从压缩机流经压缩机四通换向阀流向舱外换热器；舱外换热器电子膨胀阀关闭，舱外换热器截止阀打开，冷媒流经舱外换热器冷凝散热，继续流向乘员舱换热器，乘员舱换热器截止阀关闭，乘员舱换热器电子膨胀阀打开，冷媒流经乘员舱换热器吸收热量为乘员舱制冷，经压缩机四通换向阀回到压缩机，完成乘员舱制冷循环；
S24、乘员舱制热:
S241、车辆使用纯发动机驱动模式；通过发动机四通换向阀，制热循环与发动机循环相连接；冷却介质从发动机带走热量，流经乘员舱暖风芯体释放热量为乘员舱制热；经电池换热器、制热循环液泵、电机电控四通阀、PTC、发动机四通换向阀、到达发动机散热器释放余热后回到发动机完成循环；当乘员舱温度达到舒适温度时，通过控制发动机四通换向阀使制热循环与发动机循环断开，直到乘员舱需要继续加热时重新连接；
S242、车辆使用混合动力驱动模式，优先通过发动机四通换向阀，制热循环与发动机循环相连接；冷却介质从发动机带走热量，流经乘员舱暖风芯体释放热量为乘员舱制热；若发动机产生热量较高，且乘员舱温度达到舒适温度并继续升高时，制热循环与发动机循环断开；制热循环通过电机电控四通换向阀与电机电控循环相连接，循环介质经MCU、驱动电机、DC/DC、带走热量，经电机电控四通换向阀到乘员舱换热器释放热量为乘员舱制热，经电池加热换热器、制热循环液泵到达电池电控散热器释放多余热量，回到MCU、驱动电机、DC/DC完成循环；
当电机电控温度不足以维持乘员舱舒适温度，乘员舱温度开始下降时，制热循环与电机电控循环断开，通过发动机四通换向阀，制热循环与发动机循环相连接，切换到发动机余热制热方式；
S243、车辆使用纯电驱动模式，环境温度在热泵空调高效率工作温度阈值以上，压缩机工作，冷媒经压缩机四通换向阀流向乘员舱暖风芯体，乘员舱换热器电子膨胀阀关闭，乘员舱换热器截止阀打开，冷媒流经乘员舱暖风芯体冷凝散热，继续流向舱外换热器，舱外换热器截止阀关闭，舱外换热器电子膨胀阀开启，冷媒流向舱外换热器蒸发吸热经压缩机四通换向阀回到压缩机，完成乘员舱制热循环；
当环境温度在热泵空调高效率工作温度阈值以下，制热循环液泵开启，PTC开启，循环介质从PTC带走热量经乘员舱暖风芯体释放热量为乘员舱制热，经电池加热换热器、制热循环液泵回到PTC完成循环；
S25、动力电池散热:压缩机工作，冷媒从压缩机流经压缩机四通换向阀流向舱外换热器；舱外换热器电子膨胀阀关闭，舱外换热器截止阀打开，冷媒流经舱外换热器冷凝散热，继续流向电池空调换热器，乘员舱换热器截止阀关闭，乘员舱换热器电子膨胀阀打开，冷媒流经电池空调换热器吸收热量，经压缩机四通换向阀回到压缩机；电池循环三通阀接通电池空调换热器子回路，电池循环液泵工作，循环介质从动力电池带走热量，经过电池空调换热器将热量传递到冷媒后经电池循环三通阀回到电池，完成电池散热循环；
S26、动力电池加热:
S261、车辆使用混合动力驱动模式，优先通过发动机四通换向阀，使制热循环与发动机循环相连接；冷却介质从发动机带走热量，经发送机循环液泵、发动机四通换向阀、乘员舱换热器到达电池加热换热器；
若发动机产生热量较高，且电池温度达到适宜工作温度范围并继续升高时，制热循环与发动机循环断开；制热循环通过电机电控四通换向阀与电机电控循环相连接，循环介质经MCU、驱动电机、DC/DC、带走热量，经电机电控四通换向阀、乘员舱换热器到达电池加热换热器释放热量，经制热循环液泵到达电池电控散热器释放多余热量，回到MCU、驱动电机、DC/DC完成循环；
当电机电控温度不足以维持乘员舱舒适温度，乘员舱温度开始下降时，制热循环与电机电控循环断开，通过发动机四通换向阀，制热循环与发动机循环相连接，切换到发动机余热制热方式；
电池循环液泵启动，电池循环三通阀接通电池加热换热器子回路，循环介质从电池加热换热器带走热量经电池循环三通阀、电池循环液泵、到达动力电池为电池制热后回到电池加热换热器完成循环；
S262、车辆使用纯电驱动模式，环境温度在热泵空调高效率工作温度阈值以上，压缩机工作，冷媒经压缩机四通换向阀流向电池空调换热器，电池换热器电子膨胀阀开启，电池换热器截止阀关闭，冷媒流经电池空调换热器冷凝散热，继续流向舱外换热器，舱外换热器截止阀，舱外换热器电子膨胀阀关闭，冷媒流向舱外换热器蒸发吸热经压缩机四通换向阀回到压缩机，完成乘员舱制热循环；
电池循环液泵启动，电池循环三通阀接通电池空调换热器子回路，循环介质从电池空调换热器带走热量经电池循环三通阀、电池循环液泵、到达动力电池为电池制热后回到电池空调换热器完成循环；
当环境温度在热泵空调高效率工作温度阈值以下，制热循环液泵开启，PTC开启，循环介质从PTC带走热量经乘员舱换热器、到达电池加热换热器释放热量，经制热循环液泵回到PTC完成循环；
电池循环液泵启动，电池循环三通阀接通电池加热换热器子回路，循环介质从电池加热换热器带走热量经电池循环三通阀、电池循环液泵、到达动力电池为电池制热后回到电池加热换热器完成循环；
S27、电机电控散热:车辆使用纯电驱动模式或混合动力驱动模式，电机电控循环液泵工作，循环介质经MCU、驱动电机、DC/DC带走热量，经电机电控四通阀到达电机电控散热器释放热量，回到电机电控循环液泵完成循环。
2.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车热管理控制系统，其特征在于，所述云端模块包括整车动力学模型和整车热力学模型。
CN202311273243.8A 2023-09-28 2023-09-28 一种混合动力汽车热管理控制系统及方法 Active CN117325612B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311273243.8A CN117325612B (zh) 2023-09-28 2023-09-28 一种混合动力汽车热管理控制系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311273243.8A CN117325612B (zh) 2023-09-28 2023-09-28 一种混合动力汽车热管理控制系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117325612A CN117325612A (zh) 2024-01-02
CN117325612B true CN117325612B (zh) 2024-05-17

Family

ID=89292561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311273243.8A Active CN117325612B (zh) 2023-09-28 2023-09-28 一种混合动力汽车热管理控制系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117325612B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117634051B (zh) * 2024-01-18 2024-04-09 中汽研汽车检验中心（天津）有限公司 基于真实道路环境的热泵空调系统仿真预测方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111806240A (zh) * 2020-07-24 2020-10-23 江淮大众汽车有限公司 一种基于中国工况的电动汽车续驶里程预测方法
CN113002269A (zh) * 2021-04-13 2021-06-22 奇瑞商用车（安徽）有限公司 混合动力汽车整车热管理系统及其控制方法
CN115610186A (zh) * 2022-11-04 2023-01-17 东风商用车有限公司 预见性整车热管理控制方法及系统
WO2023071164A1 (zh) * 2021-10-26 2023-05-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种热管理方法、系统、域控制器和存储介质
FR3132793A1 (fr) * 2022-02-15 2023-08-18 Psa Automobiles Sa Systeme de pre-conditionnement thermique de batterie d’un vehicule automobile, procede et vehicule sur la base d’un tel systeme

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4194236A4 (en) * 2021-10-26 2023-08-30 Contemporary Amperex Technology Co., Limited THERMAL MANAGEMENT METHOD AND SYSTEM, AS WELL AS DOMAIN CONTROL AND STORAGE MEDIUM

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111806240A (zh) * 2020-07-24 2020-10-23 江淮大众汽车有限公司 一种基于中国工况的电动汽车续驶里程预测方法
CN113002269A (zh) * 2021-04-13 2021-06-22 奇瑞商用车（安徽）有限公司 混合动力汽车整车热管理系统及其控制方法
WO2023071164A1 (zh) * 2021-10-26 2023-05-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种热管理方法、系统、域控制器和存储介质
FR3132793A1 (fr) * 2022-02-15 2023-08-18 Psa Automobiles Sa Systeme de pre-conditionnement thermique de batterie d’un vehicule automobile, procede et vehicule sur la base d’un tel systeme
CN115610186A (zh) * 2022-11-04 2023-01-17 东风商用车有限公司 预见性整车热管理控制方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN117325612A (zh) 2024-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109649119B (zh) 一种充分利用废热的新能源汽车整车热管理系统
CN212517260U (zh) 一种燃料电池汽车热管理系统
CN109159657B (zh) 燃料电池整车热管理系统
CN107839433B (zh) 插电式混合动力汽车的整车热管理系统
US9680190B1 (en) Intelligent multiple-loop electric vehicle cooling system
CN108461868B (zh) 汽车热管理系统及汽车
CN103625242B (zh) 一种电动汽车热管理系统
CN107298001A (zh) 一种纯电动汽车整车热管理系统及控制方法
CN117325612B (zh) 一种混合动力汽车热管理控制系统及方法
CN109383229B (zh) 一体化热管理系统
CN110588280A (zh) 集三热管理及余热回收功能的新能源汽车热管理系统
CN110254175B (zh) 一种新能源汽车用余热回收式热泵热管理装置
CN113771589B (zh) 一种热管理系统及其控制方法
CN108110372A (zh) 动力电池智能温控系统及其控制方法
CN113432339B (zh) 一种基于相变蓄热的多热源热泵型电动汽车热管理系统
CN114335595A (zh) 一种燃料电池汽车热管理系统及其控制方法
CN211654994U (zh) 一种应用于电动汽车动力电池的整车热管理系统
CN113787938A (zh) 电动汽车热管理系统、控制方法、装置及车辆
CN113503660A (zh) 一种基于相变蓄热的空气源热泵型电动汽车热管理系统
CN111422026A (zh) 一种增程式电动车冷却系统水路结构
CN111244575A (zh) 一种应用于电动汽车动力电池的整车热管理系统
CN113602055B (zh) 新能源电动汽车热管理系统及控制方法
CN110077194B (zh) 一种基于热泵技术的电动汽车及其热管理系统
CN110884324A (zh) 一种纯电动车驾驶室的加热控制方法
CN112977009B (zh) 一种电动汽车热管理系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant