一种混动车辆的热管理控制方法及系统与流程

1.本发明涉及汽车热管理的技术领域，尤其涉及一种混动车辆的热管理控制方法及系统。


背景技术：

2.相较于传统车，混动汽车有传统燃油车的发动机冷却与空调冷却，还有电池、电机、电控等的热管理需求。目前混动车辆的热管理系统主要有风冷、液冷和直冷三种方式。风冷是利用自然风或电吹风配合蒸发器对电池进行冷却，但风冷受环境温度的影响较大，在过高或过低的环境温度下传热效率低。液冷是目前各大厂家应用最多的方式，冷却液流经电池内部对电池进行加热及冷却，相比风冷效率高，但结构复杂，管路、水泵等零部件多，发动机舱布置复杂。直冷是将冷媒直接引入内部，具备传热性能好、冷却快的特点，但低温下无法给电池加热，需要增加新的电池加热系统，且电池单体温差问题需要兼顾。虽然减少了ch i l l er、水泵等部件，但需增加加热系统，成本上没有优势，且控制要求更高。因此，如何对风冷、液冷和直冷设备进行兼顾管理，以提高整车进行热管理，使得整车各个模块处于最佳温度范围，提高整车经济性和动力性，以保证车辆安全行驶，具有重要的意义。


技术实现要素：

3.本发明提供一种混动车辆的热管理控制方法及系统，解决现有混动车辆的热管理存在风冷、液冷和直冷的对应设备控制不能兼顾，易造成整车热管理效率不高的问题，能使得整车各个模块处于最佳温度范围，提高整车经济性和动力性，保证车辆安全行驶。
4.为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：
5.一种混动车辆的热管理控制方法，包括：
6.将高温水壶、四通阀、暖风水泵进行集成形成暖风集成模块，所述暖风集成模块用于切换加热水路运行路线，以对乘员舱和/或动力电池进行加热管理；
7.将电池水泵、电驱水泵和低温水壶集成形成电池电机集成模块，所述电池电机集成模块用于控制冷热交换水路运行路线，以对动力电池和/或电机进行散热冷却管理；
8.通过设置冷却器、散热器、散热器风扇和冷凝器，并与所述电池电机集成模块、发动机和/或动力电池进行热交换。
9.优选的，还包括：
10.通过电子节温器控制发动机散热模式，并在发动机水温超出设定温度阈值时，通过发动机控制器发送占空比请求给整车控制器，整车控制器开启散热器风扇，以对散热器进行风冷，进而使发动机水温降温。
11.优选的，还包括：
12.设置散热器温度、车速与电驱水泵占空比的对应关系表，并在散热器温度大于i gbt和dcdc的温度时，所述电池电机集成模块按照所述对应关系表得到的占空比控制电驱水泵的运转。
13.优选的，还包括：
14.分别设置p1电机i gbt的温度、p3电机i gbt的温度或dcdc的温度与车速和电驱水泵占空比的二维查询表，所述电池电机集成模块按照所述二维查询表得到的占空比控制电驱水泵的运转。
15.优选的，还包括：
16.根据散热器温度、i gbt的温度、dcdc的温度设置车速-温度map表，整车控制器通过所述车速-温度map表计算得到电驱回路请求风扇占空比，并比较所述电驱回路请求风扇占空比与发动机请求风扇占空比的大小，并取大者的占空比控制散热器风扇的运转。
17.优选的，还包括：
18.在动力电池进行充电时，如果电池温度低于标定值，则所述暖风集成模块控制暖风水泵运转，并控制所述四通阀的导通加热器ptc与动力电池之间的加热水路，使加热器ptc仅对动力电池进行加热。
19.优选的，还包括：
20.在动力电池进行放电时，如果发动机水温大于设定水温阈值，则整车控制器控制发动机水泵运转，所述暖风集成模块控制所述四通阀的导通发动机循环水路与动力电池循环水路或乘员舱循环水路的连通，使发动机余热对动力电池和/或乘员舱进行加热。
21.本发明还提供一种混动车辆的热管理控制系统，使用上述的控制方法，包括：暖风集成模块、电池电机集成模块、加热器ptc、散热器和冷却器；
22.动力电池循环水路分别与电池电机集成模块、暖风集成模块和冷却器连接；
23.所述暖风集成模块通过所述四通阀分别与发动机循环水路、乘员舱循环水路、动力电池循环水路和冷热交换水路相连接；
24.所述电池电机集成模块通过冷却水路与所述散热器和所述冷却器连接；
25.所述加热器ptc通过加热水路分别与乘员舱和动力电池进行热交换。
26.优选的，所述暖风集成模块包括：高温水壶、四通阀和暖风水泵；
27.所述四通阀的第一连通口与发动机循环水路相连通，所述四通阀的第二连通口与动力电池循环水路相连通，所述四通阀的第三连通口与乘员舱循环水路相连通，所述四通阀的第四连通口与冷热交换水路相连通；
28.所述冷热交换水路上设有所述暖风水泵,所述暖风水泵的前端设有高温水箱，以对冷热交换水路进行补水。
29.优选的，所述电池电机集成模块包括：电池水泵、电驱水泵和低温水壶；
30.所述电驱水泵设置在电驱的冷热交换水路上，所述电池水泵设置在电池循环水路上，所述低温水壶用于对电池循环水路和电驱的冷热交换水路进行补水。
31.本发明提供一种混动车辆的热管理控制方法及系统，通过暖风集成模块和电池电机集成模块对发动机、电机、乘员舱和/或动力电池进行加热管理。解决现有混动车辆的热管理存在风冷、液冷和直冷的对应设备控制不能兼顾，易造成整车热管理效率不高的问题，能使得整车各个模块处于最佳温度范围，提高整车经济性和动力性，保证车辆安全行驶。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作
简单地介绍。
33.图1是本发明提供的一种混动车辆的热管理控制方法的示意图。
34.图2是本发明提供的一种混动车辆的热管理控制系统的示意图。
具体实施方式
35.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
36.针对当前混动车辆的热管理存在的问题，本发明提供一种混动车辆的热管理控制方法及系统，解决现有混动车辆的热管理存在风冷、液冷和直冷的对应设备控制不能兼顾，易造成整车热管理效率不高的问题，能使得整车各个模块处于最佳温度范围，提高整车经济性和动力性，保证车辆安全行驶。
37.如图1和图2所示，一种混动车辆的热管理控制方法，包括：
38.s1：将高温水壶、四通阀、暖风水泵进行集成形成暖风集成模块，所述暖风集成模块用于切换加热水路运行路线，以对乘员舱和/或动力电池进行加热管理。
39.s2：将电池水泵、电驱水泵和低温水壶集成形成电池电机集成模块，所述电池电机集成模块用于控制冷热交换水路运行路线，以对动力电池和/或电机进行散热冷却管理。
40.s3：通过设置冷却器、散热器、散热器风扇和冷凝器，并与所述电池电机集成模块、发动机和/或动力电池进行热交换。
41.具体地，通过采用暖风集成模块及电池电机集成模块，节省整车空间布置，通过合理的采用发动机水温的控制逻辑，在发动机水温较高时，采用发动机水循环对整车进行电池加热及乘客舱采暖，有效降低电池电耗，提升整车续航里程。同时，在低温时采用发动机与ptc同时加热的工作方式，快速提升整车低温热管理能力。
42.该方法还包括：通过电子节温器控制发动机散热模式，并在发动机水温超出设定温度阈值时，通过发动机控制器发送占空比请求给整车控制器，整车控制器开启散热器风扇，以对散热器进行风冷，进而使发动机水温降温。
43.该方法还包括：设置散热器温度、车速与电驱水泵占空比的对应关系表，并在散热器温度大于i gbt和dcdc的温度时，所述电池电机集成模块按照所述对应关系表得到的占空比控制电驱水泵的运转。
44.该方法还包括：分别设置p1电机i gbt的温度、p3电机i gbt的温度或dcdc的温度与车速和电驱水泵占空比的二维查询表，所述电池电机集成模块按照所述二维查询表得到的占空比控制电驱水泵的运转。
45.该方法还包括：根据散热器温度、i gbt的温度、dcdc的温度设置车速-温度map表，整车控制器通过所述车速-温度map表计算得到电驱回路请求风扇占空比，并比较所述电驱回路请求风扇占空比与发动机请求风扇占空比的大小，并取大者的占空比控制散热器风扇的运转。
46.具体地，整车控制器通过对电驱的散热器温度和油冷电机的散热器温度取大，并与驱动电机的i gbt温度、油冷电机的i gbt温度、dcdc的温度，最终通过车速-温度map表计算得到电驱水泵占空比，控制电驱水泵按要求控制。
47.该方法还包括：在动力电池进行充电时，如果电池温度低于标定值，则所述暖风集
成模块控制暖风水泵运转，并控制所述四通阀的导通加热器ptc与动力电池之间的加热水路，使加热器ptc仅对动力电池进行加热。
48.该方法还包括：在动力电池进行放电时，如果发动机水温大于设定水温阈值，则整车控制器控制发动机水泵运转，所述暖风集成模块控制所述四通阀的导通发动机循环水路与动力电池循环水路或乘员舱循环水路的连通，使发动机余热对动力电池和/或乘员舱进行加热。
49.在一实施中，设置四通阀占空比对应表，如表1所示，且四通阀连接结构如图2所示。
50.表1
[0051][0052][0053]
电池冷却：通过电池单体最高温度与电池入水口目标温度控制压缩机转速达到对电池温度的控制。
[0054]
电池加热：1)充电时：发动机禁止启动，当监测到电池温度低于标定值时，vcu控制暖风水泵开启，电池水泵按照电池入水口温度查表开启，四通阀以占空比a4控制，ptc根据电池入水口目标温度与电池入水口实际温度查表得到占空比。当电池入水口达到温度保护标定值时，ptc关闭，暖风水泵和电池水泵继续运行，四通阀占空比切换至a3。当退出电池入水口温度保护后，重新开启ptc。2)放电时，当ptc为热源时，当发动机水温达到标定值后，使用发动机热水为热源给电池进行加热，四通阀占空比切换至a2，发动机主水泵运转，当电池入水口温度达到温度保护标定值时，四通阀占空比切换至a3，水泵继续运行。当退出电池入水口温度保护后，四通阀占空比切换至a1。当发动机水温低于水温退出条件时，发动机水泵停止转动，重新开启ptc，四通阀占空比切换至a4。
[0055]
乘客舱冷却：当识别到ac发送的压缩机请求，vcu响应压缩机请求与转速，控制exv阀和压缩机。
[0056]
乘客舱加热：1)充电时：发动机禁止启动，ptc为唯一热源。当识别到ac开启后，基于空调请求温度与ptc出水口温度之差控制ptc占空比，四通阀占空比切换至a1，暖风水泵运转。2)放电时：当ptc为热源时，控制方式同1),当发使用发动机水温给电池进行加热，发动机水泵转动，四通阀占空比切换至a3，暖风水泵、ptc关闭。当发动机水温降至标定值后，四通阀占空比切换至a1，暖风水泵重新开启，ptc重新开始工作。
[0057]
乘客舱与电池同时冷却：vcu接收到ac发送的压缩机请求，控制压缩机，基于电池和乘客舱冷却请求控制exv阀开度。
[0058]
乘客舱与电池同时加热：1)充电时：发动机禁止启动，ptc为唯一热源。当识别到ac开启后，电池温度低于标定值时，vcu控制暖风水泵转动，四通阀以占空比a5控制运行，ptc
和水泵取单独电池加热和单独乘客舱采暖中大的值。当电池入水口达到温度保护标定值时，ptc关闭，暖风水泵和电池水泵继续运行，四通阀占空比切换至a3。当退出电池入水口温度保护后，重新开启ptc，四通阀占空比切换至a5。2)放电时：当ptc为热源时，当发动机水温达到标定值后，使用发动机给电池和乘客舱加热，暖风水泵停止工作，ptc关闭，发动机水泵按标定转速转动，四通阀占空比切换至a6，当电池入水口达到温度保护标定值时，四通阀占空比切换至a3。当退出电池入水口温度保护后，四通阀占空比切换至a6。
[0059]
可见，本发明提供一种混动车辆的热管理控制方法，通过暖风集成模块和电池电机集成模块对发动机、电机、乘员舱和/或动力电池进行加热管理。解决现有混动车辆的热管理存在风冷、液冷和直冷的对应设备控制不能兼顾，易造成整车热管理效率不高的问题，能使得整车各个模块处于最佳温度范围，提高整车经济性和动力性，保证车辆安全行驶。
[0060]
相应地，如图2所示，本发明还提供一种混动车辆的热管理控制系统，使用上述的控制方法，包括：暖风集成模块、电池电机集成模块、加热器ptc、散热器和冷却器。
[0061]
动力电池循环水路分别与电池电机集成模块、暖风集成模块和冷却器连接。所述暖风集成模块通过所述四通阀分别与发动机循环水路、乘员舱循环水路、动力电池循环水路和冷热交换水路相连接。所述电池电机集成模块通过冷却水路与所述散热器和所述冷却器连接。所述加热器ptc通过加热水路分别与乘员舱和动力电池进行热交换。
[0062]
进一步，所述暖风集成模块包括：高温水壶、四通阀和暖风水泵。所述四通阀的第一连通口与发动机循环水路相连通，所述四通阀的第二连通口与动力电池循环水路相连通，所述四通阀的第三连通口与乘员舱循环水路相连通，所述四通阀的第四连通口与冷热交换水路相连通。所述冷热交换水路上设有所述暖风水泵,所述暖风水泵的前端设有高温水箱，以对冷热交换水路进行补水。
[0063]
进一步，所述电池电机集成模块包括：电池水泵、电驱水泵和低温水壶。所述电驱水泵设置在电驱的冷热交换水路上，所述电池水泵设置在电池循环水路上，所述低温水壶用于对电池循环水路和电驱的冷热交换水路进行补水。
[0064]
可见，本发明提供一种混动车辆的热管理控制系统，通过暖风集成模块和电池电机集成模块对发动机、电机、乘员舱和/或动力电池进行加热管理。解决现有混动车辆的热管理存在风冷、液冷和直冷的对应设备控制不能兼顾，易造成整车热管理效率不高的问题，能使得整车各个模块处于最佳温度范围，提高整车经济性和动力性，保证车辆安全行驶。
[0065]
以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种混动车辆的热管理控制方法，其特征在于，包括：将高温水壶、四通阀、暖风水泵进行集成形成暖风集成模块，所述暖风集成模块用于切换加热水路运行路线，以对乘员舱和/或动力电池进行加热管理；将电池水泵、电驱水泵和低温水壶集成形成电池电机集成模块，所述电池电机集成模块用于控制冷热交换水路运行路线，以对动力电池和/或电机进行散热冷却管理；通过设置冷却器、散热器、散热器风扇和冷凝器，并与所述电池电机集成模块、发动机和/或动力电池进行热交换。2.根据权利要求1所述的混动车辆的热管理控制方法，其特征在于，还包括：通过电子节温器控制发动机散热模式，并在发动机水温超出设定温度阈值时，通过发动机控制器发送占空比请求给整车控制器，整车控制器开启散热器风扇，以对散热器进行风冷，进而使发动机水温降温。3.根据权利要求2所述的混动车辆的热管理控制方法，其特征在于，还包括：设置散热器温度、车速与电驱水泵占空比的对应关系表，并在散热器温度大于igbt和dcdc的温度时，所述电池电机集成模块按照所述对应关系表得到的占空比控制电驱水泵的运转。4.根据权利要求3所述的混动车辆的热管理控制方法，其特征在于，还包括：分别设置p1电机igbt的温度、p3电机igbt的温度或dcdc的温度与车速和电驱水泵占空比的二维查询表，所述电池电机集成模块按照所述二维查询表得到的占空比控制电驱水泵的运转。5.根据权利要求4所述的混动车辆的热管理控制方法，其特征在于，还包括：根据散热器温度、igbt的温度、dcdc的温度设置车速-温度map表，整车控制器通过所述车速-温度map表计算得到电驱回路请求风扇占空比，并比较所述电驱回路请求风扇占空比与发动机请求风扇占空比的大小，并取大者的占空比控制散热器风扇的运转。6.根据权利要求5所述的混动车辆的热管理控制方法，其特征在于，还包括：在动力电池进行充电时，如果电池温度低于标定值，则所述暖风集成模块控制暖风水泵运转，并控制所述四通阀的导通加热器ptc与动力电池之间的加热水路，使加热器ptc仅对动力电池进行加热。7.根据权利要求6所述的混动车辆的热管理控制方法，其特征在于，还包括：在动力电池进行放电时，如果发动机水温大于设定水温阈值，则整车控制器控制发动机水泵运转，所述暖风集成模块控制所述四通阀的导通发动机循环水路与动力电池循环水路或乘员舱循环水路的连通，使发动机余热对动力电池和/或乘员舱进行加热。8.一种混动车辆的热管理控制系统，使用权利要求1～7任一项所述的控制方法，其特征在于，包括：暖风集成模块、电池电机集成模块、加热器ptc、散热器和冷却器；动力电池循环水路分别与电池电机集成模块、暖风集成模块和冷却器连接；所述暖风集成模块通过所述四通阀分别与发动机循环水路、乘员舱循环水路、动力电池循环水路和冷热交换水路相连接；所述电池电机集成模块通过冷却水路与所述散热器和所述冷却器连接；所述加热器ptc通过加热水路分别与乘员舱和动力电池进行热交换。9.根据权利要求8所述的混动车辆的热管理控制系统，其特征在于，所述暖风集成模块
包括：高温水壶、四通阀和暖风水泵；所述四通阀的第一连通口与发动机循环水路相连通，所述四通阀的第二连通口与动力电池循环水路相连通，所述四通阀的第三连通口与乘员舱循环水路相连通，所述四通阀的第四连通口与冷热交换水路相连通；所述冷热交换水路上设有所述暖风水泵,所述暖风水泵的前端设有高温水箱，以对冷热交换水路进行补水。10.根据权利要求9所述的混动车辆的热管理控制系统，其特征在于，所述电池电机集成模块包括：电池水泵、电驱水泵和低温水壶；所述电驱水泵设置在电驱的冷热交换水路上，所述电池水泵设置在电池循环水路上，所述低温水壶用于对电池循环水路和电驱的冷热交换水路进行补水。

技术总结
本发明提供一种混动车辆的热管理控制方法及系统，该方法包括：将高温水壶、四通阀、暖风水泵进行集成形成暖风集成模块，所述暖风集成模块用于切换加热水路运行路线，以对乘员舱和/或动力电池进行加热管理。将电池水泵、电驱水泵和低温水壶集成形成电池电机集成模块，所述电池电机集成模块用于控制冷热交换水路运行路线，以对动力电池和/或电机进行散热冷却管理。通过设置冷却器、散热器、散热器风扇和冷凝器，并与所述电池电机集成模块、发动机和/或动力电池进行热交换。本发明能使得整车各个模块处于最佳温度范围，提高整车经济性和动力性，保证车辆安全行驶。保证车辆安全行驶。保证车辆安全行驶。


技术研发人员：郭金昊 张士路 刘世鹏 涂安全 马阳波 余扬
受保护的技术使用者：安徽江淮汽车集团股份有限公司
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/9/22