一种车辆热管理系统和方法技术方案

本申请实施例公开了一种车辆热管理系统和方法，用于实现动力总成和电池包分别独立散热，从而达到最节能工况。具体包括：制冷循环系统、冷却液循环系统和控制设备；冷却液循环系统包括冷却液循环前端散热器，动力总成散热系统，电池包散热系统，主路水泵，旁路水泵，以及阀组系统；制冷循环系统与主路水泵相连；动力总成散热系统与电池包散热系统通过主路水泵、旁路水泵和阀组系统组合共用制冷循环系统和冷却液循环前端散热器；控制设备根据环境温度和动力总成进口冷却液温度控制动力总成散热系统的散热模式，以及电池包散热系统的散热模式。

【技术实现步骤摘要】
一种车辆热管理系统和方法
本申请涉及汽车领域，尤其涉及一种车辆热管理系统和方法。
技术介绍
纯电动汽车已经开始逐步普及于市场，消费者对电动汽车的动力性能、驾驶乐趣的要求愈为严苛。为满足消费者某些特殊环境的使用需求，动力总成内电机朝着高转速、高扭矩输出的方向趋势发展。这种在正常驾驶场景下使用频率较低的高扭矩、高转速的输出需求，使得动力总成(包括电机(ElectricMotor，EM)和电机控制器(MotorcontrolUnit，MCU))以及电池包系统的峰值散热需求亦大幅度的增加，如何满足散热需求对热管理系统提出了巨大的挑战。目前的车辆热管理系统通常是电池包散热与动力总成散热串联，将从电池包出来的冷却液再进入到该动力总成进行散热，但是串联方式使得电池包与动力总成必须同冷、同热。由于电池包的舒适温度区间较窄，经过电池包的冷却液出口温度不宜过低，因此，动力总成的冷却液进液温度仍然受限于电池包，无法单独自然散热，达到最节能工况。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种车辆热管理系统和方法，用于实现动力总成和电池包可以同时制冷散热，动力总成或电池包单独制冷散热以及动力总成或电池包单独自然散热，从而达到最节能工况。第一方面，本申请实施例提供一种车辆热管理系统，其具体包括：制冷循环系统、冷却液循环系统和控制设备；该冷却液循环系统包括冷却液循环前端散热器，动力总成散热系统，电池包散热系统，主路水泵，旁路水泵，以及阀组系统；该制冷循环系统与该主路水泵相连，从而实现该制冷循环系统通过该主路水泵将制冷后的冷却液泵送至该电池包散热系统和/或该动力总成散热系统；该动力总成散热系统与该电池包散热系统通过该主路水泵、该旁路水泵和该阀组系统组合共用该制冷循环系统和该冷却液循环前端散热器；该控制设备根据环境温度和动力总成进口冷却液温度控制该动力总成散热系统的散热模式，以及该电池包散热系统的散热模式。本实施例中，该动力总成进口冷却液温度是根据该动力总成的工作状态计算得到，而工作状态的参数包括该动力总成的转速、扭矩以及MCU电流等信息。具体来说，该动力总成进口冷却液温度也是用于指示进口冷却液的温度需要达到一定值，该动力总成散热系统才可以保证散热之后，动力总成的各个部件不会超温工作。本实施例提供的车辆热管理系统中，该制冷循环系统可以将冷却液进行冷冻处理，从而将该冷却液的温度降低至需求范围，而该冷却液循环系统可以通过自然散热将该冷却液的温度降低至需求范围。而该车辆热管理系统根据环境温度和该动力总成进口冷却液温度确定该电池包散热系统的散热模式，以及该动力总成散热系统的散热模式。即该动力总成散热系统和该电池包散热系统可以独立采用不同的散热模式，也可以采用相同的散热模式，这样可以根据实际情况达到最节能工况。可选的，该控制设备根据环境温度和动力总成进口冷却液温度控制该动力总成散热系统的散热模式，以及该电池包散热系统的散热模式具体可以如下：在该环境温度低于第一预设阈值，且该进口冷却液温度处于第一预设范围时，该控制设备控制该动力总成散热系统使用自然散热模式，并控制该电池包散热系统也使用自然散热模式；在该环境温度低于该第一预设阈值，且该进口冷却液温度处于第二预设范围时，该控制设备控制该动力总成散热系统使用制冷散热模式，并控制该电池包散热系统使用自然散热模式；在该环境温度高于等于该第一预设阈值，且该进口冷却液温度处于该第一预设范围时，该控制设备控制该动力总成散热系统使用自然散热模式，并控制该电池包散热系统使用制冷散热模式；在该环境温度高于等于该第一预设阈值，且该进口冷却液温度处于该第二预设范围时，该控制设备控制该动力总成散热系统使用制冷散热模式，并控制该电池包散热系统使用制冷散热模式；其中，该第一预设阈值为该电池包正常工作时的温度范围，该第一预设范围为该动力总成散热系统普通工作模式时该进口冷却液温度的所需范围，该第二预设范围为该动力总高扭矩高输出工作时该进口冷却液温度的所需范围。该动力总成高扭矩高输出工作通常是指车辆需要进行高速行驶或者需要爬坡等工作状态，而该动力总成的普通工作模式即与其相反的工作状态。本实施例中，该控制设备是根据环境温度来控制该电池包散热系统的散热模式，而该控制设备是根据该进口冷却液温度来控制该动力总成散热系统的散热模式，从而实现对该电池包散热系统和该动力总成散热系统的各自独立控制，从而达到最节能工况。基于上述方案，下面对电池包散热系统和动力总成散热系统的不同工况进行说明：一种工况下，该电池包散热系统和该动力总成散热系统均使用自然散热模式，具体如下：该控制设备控制该车辆热管理系统中的主路水泵关闭，该旁路水泵开启，而该阀组系统的开闭组合使得该冷却液循环前端散热器、该旁路水泵、该电池包散热系统和该动力总成散热系统串联；在一个循环中，处于第一温度的冷却液通过该冷却液循环前端散热器后变成处于第二温度的冷动液，此时该第二温度低于该第一温度；然后该旁路水泵泵送该处于第二温度的冷却液经过该电池包散热系统，变成处于第三温度的冷却液，此时该第三温度高于该第二温度；然后该旁路水泵泵送该处于该第三温度的冷却液经过该动力总成散热系统，变成该处于第一温度的冷却液，此时该第一温度高于该第三温度；最后该旁路水泵泵送该处于第一温度的冷却液至该冷却液循环前端散热器，然后经过该冷却液循环前端散热器之后，继续上述操作。可以理解的是，该第一温度、该第二温度、该第三温度均指示温度范围，比如该第三温度可以为该电池包的舒适温度区(比如60摄氏度至65摄氏度)，该第二温度可以为15摄氏度至20摄氏度，该第一温度可以为90摄氏度至95摄氏度等等。即只要该冷却液循环前端散热器可以满足该动力总成和该电池包不超温工作即可。一种工况下，该电池包散热系统使用自然散热模式，该动力总成散热系统使用制冷散热模式，具体如下：该控制设备控制该制冷循环系统开启，该主路水泵开启，该旁路水泵开启；该阀组系统通过各阀组的开闭组合使得该冷却液循环前端散热器、该旁路水泵、该电池包散热系统串联；该动力总成散热系统、该制冷循环系统和该主路水泵串联；该电池包散热系统和该动力总成散热系统所处的支路并联；在一个循环中，处于第四温度的冷却液通过该冷却液循环前端散热器后变成处于第五温度的冷却液；然后该旁路水泵泵送该处于第五温度的冷却液经过该电池包散热系统，变成该处于第四温度的冷却液，此时该第四温度大于该第五温度；然后该旁路水泵泵送该处于第四温度的冷却液至该冷却液前端散热器，然后经过该冷却液循环前端散热器之后，继续上述操作。同时，在一个循环中，该处于第六温度的冷却液经过该制冷循环系统的制冷变成处于第七温度的冷却液；该主路水泵泵送该处于第七温度的冷却液至该动力总成散热系统，变成该处于第六温度的冷却液；然后该主路水泵泵送该处于第六温度的冷却液至该制冷循环系统，经过该制冷循环系统之后，继续上述操作。可以理解的是，本实施例中的该第四温度、该第五温度、第六温度和该第七温度均指示温度范围。本工况中，由于车辆进行高扭矩高输出的工作模式，导致该自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆热管理系统，其特征在于，包括：/n制冷循环系统、冷却液循环系统和控制设备；/n所述冷却液循环系统包括冷却液循环前端散热器，动力总成散热系统，电池包散热系统，主路水泵，旁路水泵，以及阀组系统；/n所述制冷循环系统与所述主路水泵相连；/n所述动力总成散热系统与所述电池包散热系统通过所述主路水泵、所述旁路水泵和所述阀组系统组合共用所述制冷循环系统和所述冷却液循环前端散热器；/n所述控制设备根据环境温度和动力总成进口冷却液温度控制所述动力总成散热系统的散热模式，以及所述电池包散热系统的散热模式，所述散热模式为自然散热或制冷散热，其中，所述自然散热为利用所述冷却液循环系统进行散热，所述制冷散热为利用所述制冷循环系统进行散热。/n

【技术特征摘要】
1.一种车辆热管理系统，其特征在于，包括：
制冷循环系统、冷却液循环系统和控制设备；
所述冷却液循环系统包括冷却液循环前端散热器，动力总成散热系统，电池包散热系统，主路水泵，旁路水泵，以及阀组系统；
所述制冷循环系统与所述主路水泵相连；
所述动力总成散热系统与所述电池包散热系统通过所述主路水泵、所述旁路水泵和所述阀组系统组合共用所述制冷循环系统和所述冷却液循环前端散热器；
所述控制设备根据环境温度和动力总成进口冷却液温度控制所述动力总成散热系统的散热模式，以及所述电池包散热系统的散热模式，所述散热模式为自然散热或制冷散热，其中，所述自然散热为利用所述冷却液循环系统进行散热，所述制冷散热为利用所述制冷循环系统进行散热。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制设备根据环境温度和动力总成进口冷却液温度控制所述动力总成散热系统的散热模式，以及所述电池包散热系统的散热模式包括：
在所述环境温度低于第一预设阈值，且所述进口冷却液温度处于第一预设范围时，所述控制设备控制所述动力总成散热系统使用自然散热，并控制所述电池包散热系统使用自然散热；
在所述环境温度低于所述第一预设阈值，且所述进口冷却液温度处于第二预设范围时，所述控制设备控制所述动力总成散热系统使用制冷散热，并控制所述电池包散热系统使用自然散热；
在所述环境温度高于等于所述第一预设阈值，且所述进口冷却液温度处于所述第一预设范围时时，所述控制设备控制所述动力总成散热系统使用自然散热，并控制所述电池包散热系统使用制冷散热；
在所述环境温度高于等于所述第一预设阈值，且所述进口冷却液温度处于所述第二预设范围时，所述控制设备控制所述动力总成散热系统使用制冷散热，并控制所述电池包散热系统使用制冷散热；
其中，所述第一预设阈值为所述电池包正常工作的温度范围，所述第一预设范围为所述动力总成正常工作时所述进口冷却液温度的所需范围，所述第二预设范围为所述动力总成高扭矩高输出工作时所述进口冷却液温度的所需范围。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制设备控制所述动力总成散热系统使用自然散热，并控制所述电池包散热系统使用自然散热包括：
所述控制设备控制所述主路水泵关闭，所述旁路水泵开启，所述阀组系统使得所述冷却液循环前端散热器、所述旁路水泵、所述电池包散热系统和所述动力总成散热系统串联；
处于第一温度的冷却液通过所述冷却液循环前端散热器后变成处于第二温度的冷却液；
所述旁路水泵泵送所述处于第二温度的冷却液经过所述电池包散热系统，变成处于第三温度的冷却液；
所述旁路水泵泵送所述处于第三温度的冷却液经过所述动力总成散热系统，变成所述处于第一温度的冷却液；
所述旁路水泵泵送所述处于第一温度的冷却液至所述冷却液循环前端散热器；
其中，所述第一温度、所述第二温度和所述第三温度按照温度由高到低的排列顺序为：所述第一温度、所述第三温度、所述第二温度；
所述第一温度、所述第二温度和所述第三温度均指示温度范围。


4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制设备控制所述动力总成散热系统使用制冷散热，并控制所述电池包散热系统使用自然散热包括：
所述制冷循环系统开启，所述主路水泵开启，所述旁路水泵开启，所述阀组系统使得所述冷却液循环前端散热器、所述旁路水泵、所述电池包散热系统串联，所述阀组系统使得所述动力总成散热系统、所述制冷循环系统和所述主路水泵串联，所述电池包散热系统和所述动力总成散热系统所处的支路并联；
处于第四温度的冷却液通过所述冷却液循环前端散热器后变成处于第五温度的冷却液；
所述旁路水泵泵送所述处于第五温度的冷却液经过所述电池包散热系统，变成所述处于第四温度的冷却液；
处于第六温度的冷却液经过所述制冷循环系统的制冷变成处于第七温度的冷却液；
所述主路水泵泵送所述处于第七温度的冷却液经过所述动力总成散热系统，变成所述处于第六温度的冷却液；
其中，所述第四温度大于所述第五温度，所述第六温度大于所述第七温度；
所述第四温度、所述第五温度、所述第六温度和所述第七温度均指示温度范围。


5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制设备控制所述动力总成散热系统使用自然散热，并控制所述电池包散热系统使用制冷散热包括：
所述制冷循环系统开启，所述主路水泵开启，所述旁路水泵开启，所述阀组系统使得所述冷却液循环前端散热器、所述旁路水泵、所述动力总成散热系统串联，所述阀组系统使得所述电池包散热系统、所述制冷循环系统和所述主路水泵串联，所述电池包散热系统和所述动力总成散热系统所处的支路并联；
处于第八温度的冷却液通过所述冷却液循环前端散热器后变成处于第九温度的冷却液；
所述旁路水泵泵送所述处于第九温度的冷却液经过所述动力总成散热系统，变成所述处于第八温度的冷却液；
处于第十温度的冷却液经过所述制冷循环系统的制冷变成处于第十一温度的冷却液；
所述主路水泵泵送所述处于第十一温度的冷却液经过所述电池包散热系统，变成所述处于第十温度的冷却液；
其中，所述第八温度大于所述第九温度，所述第十温度大于所述第十一温度；
所述第八温度、所述第九温度、所述第十温度和所述第十一温度均指示温度范围。


6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制设备控制所述动力总成散热系统使用制冷散热，并控制所述电池包散热系统使用制冷散热包括：
所述控制设备控制所述制冷循环系统开启，所述主路水泵开启，所述旁路水泵关闭，所述阀组系统使得所述动力总成散热系统、所述制冷循环系统和所述主路水泵串联，所述阀组系统使得所述电池包散热系统、所述制冷循环系统和所述主路水泵串联，所述电池包散热系统和所述动力总成散热系统所处的支路并联；
冷却液经过所述制冷循环系统的制冷变成处于第十二温度的冷却液；
所述主路水泵泵送所述处于第十二温度的冷却液经过所述电池包散热系统，变成处于第十三温度的冷却液；
所述主路水泵泵送所述处于第十二温度的冷却液经过所述动力总成散热系统，变成所述处于第十四温度的冷却液；
所述主路水泵泵送所述处于第十三温度的冷却液和所述处于第十四温度的冷却液至所述制冷循环系统；
其中，所述第十三温度大于所述第十二温度，所述第十四温度大于所述第十二温度；
所述第十二温度、所述第十三温度和所述第十四温度均指示温度范围。


7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制设备还控制所述旁路水泵开启，此时所述动力总成散热系统通过所述阀组系统与所述冷却液循环前端散热器、所述旁路水泵串联；
所述旁路水泵泵送所述处于第十四温度的冷却液的第一部分冷却液至所述冷却液循环前端散热器后变成所述处于第十二温度的冷却液；
所述主路水泵泵送所述处于第十四温度的冷却液的第二部分冷却液至所述制冷循环系统；
其中所述第一部分冷却液和所述第二部分冷却液之和等于经过所述动力总成散热系统的全部冷却液。


8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制设备获取所述动力总成的进口冷却液温度；
所述控制设备根据所述进口冷却液温度控制所述旁路水泵的转速，所述旁路水泵的转速确定所述第一部分冷却液的体积。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其特征在于，所述制冷循环系统包括压缩机，冷凝器，电子膨胀阀，液冷蒸发器，储液干燥器；
所述冷却液循环系统还包括水箱。


10.一种车辆热管理方法，应用于车辆热管理系统，所述车辆热管理系统包括制冷循环系统、冷却液循环系统和控制设备，所述冷却液...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泉明，陈君，刘超鹏，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44