CN217495777U - 热管理控制系统及工程机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工程机械技术领域，具体涉及一种热管理控制系统及工程机械。热管理控制系统包括：整车控制器、一个热管理控制器、空调系统、电池冷却系统、电机冷却系统及液压油冷却系统，空调系统、电池冷却系统、电机冷却系统及液压油冷却系统均与热管理控制器电性连接，以通过一个热管理控制器直接对空调系统、电池冷却系统、电机冷却系统及液压油冷却系统进行集中管控。本实用新型通过一个热管理控制器实现空调系统、电池冷却系统、电机冷却系统及液压油冷却系统的集中管控，缓解整车控制器资源，降低成本，降低能耗。

Description

热管理控制系统及工程机械

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，具体涉及一种热管理控制系统及工程机械。

背景技术

目前，国家大力推行电动化产品，电动挖掘机中的热管理模块中各个系统的控制器是相互独立的，影响整车内部的空间布局，造成整车控制器资源紧张，而且各系统的控制器通常由不同的厂家设计，控制器内部均有很大部分功能过剩，浪费资源。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的热管理模块中各个系统的控制器相互独立造成整车控制器资源紧张、能耗高的缺陷，从而提供一种热管理控制系统及工程机械。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种热管理控制系统，包括：整车控制器、一个热管理控制器、空调系统、电池冷却系统、电机冷却系统及液压油冷却系统，空调系统、电池冷却系统、电机冷却系统及液压油冷却系统均与热管理控制器电性连接，以通过一个热管理控制器直接对空调系统、电池冷却系统、电机冷却系统及液压油冷却系统进行集中管控。

可选的，空调系统包括压缩机和第一开关阀，第一开关阀用于控制空调系统的打开或关闭，电池冷却系统包括压缩机和第二开关阀，第二开关阀用于控制电池冷却系统的打开或关闭，空调系统和电池冷却系统共用一个压缩机。

可选的，第一开关阀和第二开关阀均为电磁阀。

可选的，空调系统还包括电加热器、第一电动泵、第一液位传感器、冷媒温度压力传感器、冷凝风扇、蒸发风机及风门，电加热器用于加热液体，第一电动泵用于输送液体，第一液位传感器用于检测液体的液位，冷媒温度压力传感器用于检测冷媒的压力和温度，冷凝风扇用于加快换热，蒸发风机用于加快换热，风门用于控制出风。

可选的，电池冷却系统还包括冷媒温度压力传感器、冷凝风扇、第二液位传感器、第二电动泵及第一温度传感器，冷媒温度压力传感器用于检测冷媒的压力和温度，第二液位传感器用于检测液体的液位，第二电动泵用于输送液体，第一温度传感器用于检测液体的温度。

可选的，空调系统和电池冷却系统均还包括压缩机继电器和预充继电器，预充继电器用于保护压缩机继电器，压缩机继电器用于控制压缩机。

可选的，电机冷却系统包括第三电动泵、第三液位传感器、散热风扇及第二温度传感器，第三电动泵用于输送液体，第三液位传感器用于检测液体的液位，散热风扇用于加快换热，第二温度传感器用于检测液体的温度。

可选的，电池冷却系统还包括电池管理系统及直流转换器，电池管理系统用于管理电池，直流转换器用于电能的转换。

可选的，液压油冷却系统包括油温传感器和散热风扇，油温传感器用于检测液压油的温度，散热风扇用于加快换热。

本实用新型还提供了一种工程机械，包括：上述的热管理控制系统。

本实用新型具有以下优点：

1、将空调系统、电池冷却系统、电机冷却系统及液压油冷却系统四部分控制集成到一个热管理控制器中，通过一个热管理控制器直接采集空调系统、电池冷却系统、电机冷却系统及液压油冷却系统中各传感器所检测的信号，同时直接控制空调系统、电池冷却系统、电机冷却系统及液压油冷却系统中各个部件动作，实现空调系统、电池冷却系统、电机冷却系统及液压油冷却系统的集中管控，避免整车控制器资源浪费，降低成本，降低能耗。

2、通过第一开关阀的开闭实现对驾驶室的冷却控制，通过第二开关阀实现对电池的冷却控制，通过两个开关阀的开闭实现空调系统和电池冷却系统的切换，控制更简便。

3、在冬天或温度较低的区域时，通过空调系统的电加热器为驾驶室进行制热，进而提高驾驶室的舒适度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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实用新型的一些实施方式，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示出了本实用新型实施例的热管理控制系统的简易示意图。

附图标记说明：

10、整车控制器；20、热管理控制器；30、空调系统；31、压缩机；32、第一开关阀；33、冷媒温度压力传感器；34、冷凝风扇；35、蒸发风机；36、风门；37、风道温度传感器；38、环境温度传感器；40、电池冷却系统；41、第二开关阀；42、第二液位传感器；43、第二电动泵；44、第一温度传感器；45、压缩机继电器；46、预充继电器；47、直流转换器；48、电池管理系统；50、电机冷却系统；51、第三电动泵；52、第三液位传感器；53、散热风扇；54、第二温度传感器；60、液压油冷却系统；61、油温传感器；71、电加热器；72、第一电动泵；73、第一液位传感器；74、加热继电器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，本实施例的热管理控制系统包括：整车控制器10、一个热管理控制器20、空调系统30、电池冷却系统40、电机冷却系统50及液压油冷却系统60，空调系统30、电池冷却系统40、电机冷却系统50及液压油冷却系统60均与热管理控制器20电性连接，以通过一个热管理控制器20直接对空调系统30、电池冷却系统40、电机冷却系统50及液压油冷却系统60进行集中管控。

应用本实施例的热管理控制系统，将空调系统30、电池冷却系统40、电机冷却系统50及液压油冷却系统60四部分控制集成到一个热管理控制器20中，通过一个热管理控制器20直接采集空调系统30、电池冷却系统40、电机冷却系统50及液压油冷却系统60中各传感器所检测的信号，同时直接控制空调系统30、电池冷却系统40、电机冷却系统50及液压油冷却系统60中各个部件动作，实现空调系统30、电池冷却系统40、电机冷却系统50及液压油冷却系统60的集中管控，避免整车控制器资源浪费，降低成本，降低能耗。

在本实施例中，空调系统30包括压缩机31和第一开关阀32，第一开关阀32用于控制空调系统30的打开或关闭，电池冷却系统40包括压缩机31和第二开关阀41，第二开关阀41用于控制电池冷却系统40的打开或关闭，空调系统30和电池冷却系统40共用一个压缩机31。

通过第一开关阀32的开闭实现对驾驶室的冷却控制，通过第二开关阀41实现对电池的冷却控制，通过两个开关阀的开闭实现空调系统30和电池冷却系统的切换，控制更简便。

在本实施例中，空调系统30还包括电加热器71、第一电动泵72、第一液位传感器73、冷媒温度压力传感器33、冷凝风扇34、蒸发风机35及风门36，电加热器71用于加热液体，第一电动泵72用于输送液体，第一液位传感器73用于检测液体的液位，可以及时补充液体，冷媒温度压力传感器33用于检测冷媒的压力和温度，冷凝风扇34用于加快换热，蒸发风机35用于加快换热，风门36用于控制出风，通过风门36来切换出风风道。采用电加热器71对驾驶室进行制热，具有热效率高、升温块、可控性强等优点。在冬天或温度较低的区域时，通过空调系统的电加热器71为驾驶室进行制热，进而提高驾驶室的舒适度。

具体地，空调系统30还包括暖风换热器、第一储液容器及加热继电器74，第一储液容器用于储存液体，暖风换热器、电加热器71及第一电动泵72依次连接并形成第一液体循环回路，第一储液容器的进口和出口均与第一液体循环回路连通，加热继电器74用于保护电加热器71，第一液位传感器73用于检测第一储液容器中的液体的液位且负责检测第一液体循环回路中液体的容量，当达到液位要求时，开启空调系统30的制热模式，第一电动泵72开启，加热继电器74闭合，电加热器71工作并加热液体，通过暖风换热器散热水的热量，热风通过风门36流入驾驶室中，进而对驾驶室进行制热。需要说明的是，根据制热需求可以控制电加热器71的输入功率的大小。

在本实施例中，空调系统30还包括冷凝器、蒸发器、风道温度传感器37和环境温度传感器38，冷凝风扇34与冷凝器对应设置，蒸发风机35与蒸发器对应设置，风道温度传感器37用于检测风道中的温度，环境温度传感器38用于检测大气环境中的温度。当驾驶室有制冷需求时，热管理控制器控制第一开关阀32打开，蒸发风机35开启，风门36变换位置，冷凝风扇34开启，压缩机31工作，根据冷媒温度压力传感器33检测冷媒的状态，根据控制策略实时调整压缩机31的转速和冷凝风扇34的转速。

在本实施例中，电池冷却系统40还包括冷媒温度压力传感器33、冷凝风扇34、第二液位传感器42、第二电动泵43及第一温度传感器44，冷媒温度压力传感器33用于检测冷媒的压力和温度，第二液位传感器42用于检测液体的液位，可以及时补充液体，第二电动泵43用于输送液体，第一温度传感器44用于检测液体的温度。

具体地，电池冷却系统40还包括电池管理系统48(简称BMS)及直流转换器47(简称DCDC)，电池管理系统48用于管理电池，直流转换器47用于电能的转换。电池冷却系统40还包括电池换热器和第二储液容器，电池换热器与蒸发器并联设置，电池换热器、电池、第二电动泵43依次连接并形成第二液体循环回路，第二储液容器的进口和出口均与第二液体循环回路连通，第二液位传感器42用于检测第二储液容器中的液体的液位且负责监测电池冷却系统40的液体的容量，当达到液位要求时，电池冷却系统40正常工作，BMS监测电池的电芯的温度，第一温度传感器44负责监测电池的进出水口的温度，将温度信息反馈到热管理控制器20，当温度达到设定阈值时，热管理控制器20控制第二开关阀41打开，压缩机31工作，热管理控制器20通过冷媒温度压力传感器33监测冷媒的压力和温度，同时通过第一温度传感器44监测液体的温度，根据控制策略实时调整压缩机31的转速、冷凝风扇34的转速以及第二电动泵43的停转。

优选地，第一开关阀32和第二开关阀41均为电磁阀，电磁阀通电时，电磁阀打开，电磁阀断电时，电磁阀断开，采用电磁阀作为第一开关阀32和第二开关阀41，具有动作快速、功率小等优点。

在本实施例中，空调系统30和电池冷却系统40均还包括压缩机继电器45和预充继电器46，预充继电器46用于保护压缩机继电器45，压缩机继电器45用于控制压缩机31。当空调系统30工作时，预充继电器46先闭合，压缩机继电器45再闭合，然后压缩机31开始工作。

在本实施例中，电机冷却系统50包括第三电动泵51、第三液位传感器52、散热风扇53及第二温度传感器54，第三电动泵51用于输送液体，第三液位传感器52用于检测液体的液位，散热风扇53用于加快换热，第二温度传感器54用于检测液体的温度。电机冷却系统50还包括水散热器和第三储液器，水散热器、电动泵、电机、控制器依次连接并形成第三液体循环回路，第三储液器的进口和出口均与第三液体循环回路连通，第三液位传感器52用于检测第三储液容器中的液体的液位且负责监测电机冷却系统50中液体的容量，当达到液位要求时，电机冷却系统50正常工作，整车上高压电后，第三电动泵51固定转速运行，第二温度传感器54负责监测第三液体循环回路中液体的温度，当第二温度传感器54所检测的液体的温度达到设定阈值时，热管理控制器20控制散热风扇53开启，通过监测液体的温度，根据控制策略实时调整散热风扇53的转速。

在本实施例中，液压油冷却系统60包括油温传感器61和散热风扇53，油温传感器61用于检测液压油的温度，散热风扇53用于加快换热。油温传感器61负责监测液压油的温度，当油温传感器61所检测的液压油的温度达到设定阈值时，热管理控制器20控制散热风扇53开启，通过监测液压油的温度，根据控制策略实时调整散热风扇53的转速。

需要说明的是，电机冷却系统50中的第三电动泵51所输送的液体、空调系统30中的第一电动泵72输送的液体及电池冷却系统40中的第二电动泵43所输送的液体均为冷却液，第一电动泵72、第二电动泵43及第三电动泵51均为电子水泵，电加热器为PTC电加热器，此时加热继电器为PTC继电器。可以理解，电加热器也可以为红外线加热器或电磁加热器。

本实用新型还提供了一种工程机械，其包括：上述的热管理控制系统。该热管理控制系统将现有技术中的控制空调系统的控制器、控制电池冷却系统的控制器以及控制电机冷却系统及液压油冷却系统的控制器集成一个热管理控制器20，实现对整车热管理系统的集中管控，对于缓解整车控制器资源紧张、降低能耗具有重大的实际意义。

在本实施例中，工程机械为电动工程机械，电动工程机械为挖掘机、起重机等等。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型的上述的实施例实现了如下技术效果：

1、热管理控制器20直接管理空调系统30、电池冷却系统40、电机冷却系统50及液压油冷却系统60中各个部件，实现空调系统、电机冷却系统、液压油冷却系统、集成式电池冷却系统的集中管控，进而实现电动挖掘机等工程机械的热管理集成控制，缓解整车控制器资源，降低成本，降低能耗；

2、集成式热管理控制器20控制两个电磁阀的开闭实现驾驶室制冷和电池包的冷却。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种热管理控制系统，其特征在于，包括：整车控制器(10)、一个热管理控制器(20)、空调系统(30)、电池冷却系统(40)、电机冷却系统(50)及液压油冷却系统(60)，所述空调系统(30)、所述电池冷却系统(40)、所述电机冷却系统(50)及所述液压油冷却系统(60)均与所述热管理控制器(20)电性连接，以通过一个所述热管理控制器(20)直接对所述空调系统(30)、所述电池冷却系统(40)、所述电机冷却系统(50)及所述液压油冷却系统(60)进行集中管控。

2.根据权利要求1所述的热管理控制系统，其特征在于，所述空调系统(30)包括压缩机(31)和第一开关阀(32)，所述第一开关阀(32)用于控制空调系统(30)的打开或关闭，所述电池冷却系统(40)包括所述压缩机(31)和第二开关阀(41)，所述第二开关阀(41)用于控制所述电池冷却系统(40)的打开或关闭，所述空调系统(30)和所述电池冷却系统(40)共用一个所述压缩机(31)。

3.根据权利要求2所述的热管理控制系统，其特征在于，所述第一开关阀(32)和所述第二开关阀(41)均为电磁阀。

4.根据权利要求2所述的热管理控制系统，其特征在于，所述空调系统(30)还包括电加热器(71)、第一电动泵(72)、第一液位传感器(73)、冷媒温度压力传感器(33)、冷凝风扇(34)、蒸发风机(35)及风门(36)，所述电加热器(71)用于加热液体，所述第一电动泵(72)用于输送液体，所述第一液位传感器(73)用于检测液体的液位，所述冷媒温度压力传感器(33)用于检测冷媒的压力和温度，所述冷凝风扇(34)用于加快换热，所述蒸发风机(35)用于加快换热，所述风门(36)用于控制出风。

5.根据权利要求2所述的热管理控制系统，其特征在于，所述电池冷却系统(40)还包括冷媒温度压力传感器(33)、冷凝风扇(34)、第二液位传感器(42)、第二电动泵(43)及第一温度传感器(44)，所述冷媒温度压力传感器(33)用于检测冷媒的压力和温度，所述第二液位传感器(42)用于检测液体的液位，所述第二电动泵(43)用于输送液体，所述第一温度传感器(44)用于检测液体的温度。

6.根据权利要求5所述的热管理控制系统，其特征在于，所述电池冷却系统(40)还包括电池管理系统(48)及直流转换器(47)，所述电池管理系统(48)用于管理电池，所述直流转换器(47)用于电能的转换。

7.根据权利要求2所述的热管理控制系统，其特征在于，所述空调系统(30)和所述电池冷却系统(40)均还包括压缩机继电器(45)和预充继电器(46)，所述预充继电器(46)用于保护所述压缩机继电器(45)，所述压缩机继电器(45)用于控制所述压缩机(31)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的热管理控制系统，其特征在于，所述电机冷却系统(50)包括第三电动泵(51)、第三液位传感器(52)、散热风扇(53)及第二温度传感器(54)，所述第三电动泵(51)用于输送液体，所述第三液位传感器(52)用于检测液体的液位，所述散热风扇(53)用于加快换热，所述第二温度传感器(54)用于检测液体的温度。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的热管理控制系统，其特征在于，所述液压油冷却系统(60)包括油温传感器(61)和散热风扇(53)，所述油温传感器(61)用于检测液压油的温度，所述散热风扇(53)用于加快换热。

10.一种工程机械，其特征在于，包括：权利要求1至9中任一项所述的热管理控制系统。

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