一种混合动力汽车电池包热管理控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种混合动力汽车电池包热管理控制系统及控制方法，该控制系统包括发动机冷却、空调冷媒和电池包热管理控制模块，所述发动机冷却控制模块包括依次串联的发动机水路总成、发动机水温传感器、单向阀、和换热器；空调冷媒控制模块包括依次串联的空调系统总成、电子膨胀阀和冷媒板换；电池包热管理控制模块包括依次串联的电池包内部水路总成、电子水泵、两位三通电磁阀、冷媒板换和换热器。本发明专利技术控制系统设计了中低温下的预冷却、高温下的高效换热冷却、极低温下的加热、电芯的能量均衡四种热管理控制模式，使电池包可以随着外部环境、整车负荷以及电芯温度的变化，在节能模式和高效模式下自由切换，减少了电池包的无效能耗。效能耗。效能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种混合动力汽车电池包热管理控制系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及混合动力汽车电池包热管理
，具体涉及一种混合动力汽车电池包热管理控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]混合动力汽车相比传统车增加了电池包、电机及混动变速箱。混动动力汽车的动力电池由于电容量小，在相同工况下其充放电倍率明显高于纯电动车型等能量型电池,如不进行主动进行冷却会直接导致电池包电芯温度急剧攀升；而电芯温度过低时也会对电池的输出功率和电量造成冲击，所以混动车型中动力电池的热管理控制显的尤为重要。
[0003]动力电池一般有两种冷却方式: 空气直冷和液冷.空气直冷方式的优点为:能耗少,成本低,易于维护.缺点也显而易见：冷却空气来存在与电池壁面的换热系数低，冷却、加热时间长、速度慢。随着混动车型对电池冷却效率要求越来越高，当前主机厂正在开发的混动车型有相当一部分采用了液冷方式，液冷系统虽然其冷却效率优于空气冷却，但同时也存在压缩机启动频繁、能耗高、噪音大等缺点。
[0004]当前动力电池的加热能量一般来来自本身的加热膜装置或外加PTC，这两种加热方式的具有能耗高、维护性差等缺点，而这时发动机的水温较高又无法输入给电池包进行加热而白白浪费掉综上所述，当前需要设计一种新式的混动车型电池包热管理控制系统方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了针对上述技术问题，提供一种混合动力汽车电池包热管理控制系统及控制方法，以解决现有混合动力汽车电池包在中低环境温度下能耗高、热管理系统性能不完善的问题。<br/>[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种混合动力汽车电池包热管理控制系统，包括发动机冷却控制模块、空调冷媒控制模块和电池包热管理控制模块，所述发动机冷却控制模块包括依次串联的发动机水路总成、发动机水温传感器、单向阀、和换热器；所述空调冷媒控制模块包括依次串联的空调系统总成、电子膨胀阀和冷媒板换；所述电池包热管理控制模块包括依次串联的电池包内部水路总成、电子水泵、两位三通电磁阀、冷媒板换和换热器；所述电池包内部水路总成与两位三通电磁阀之间还连接有低温散热器，所述低温散热器外部设置有电子风扇，所述电池包内部水路总成外部设置有电芯温度传感器。
[0007]还包括电池包热管理控制器，所述电池包热管理控制器的输入端分别与环境温度传感器、电芯温度传感器和发动机水温传感器电连接；所述整车热管理器的输出端分别与电子水泵、两位三通电磁阀、单向阀、电子膨胀阀和电子风扇上的子控制器电连接。
[0008]所述发动机水路总成包括水泵、发动机水套、节温器、发动机散热器和空调暖芯，所述水泵、发动机水套和节温器通过管道依次串联，所述发动机散热器和空调暖芯分别并
联至发动机水套和节温器两端构成所述发动机水路总成；所述空调系统总成包括依次串联的压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀；所述电池包内部水路总成包括电池包水冷板和与电池包水冷板相连的电池包。
[0009]需要说明的是，所述发动机水路总成指包含发动机水套、水泵、发动机散热器、节温器、空调暖芯等能满足发动机基本散热功能的系统零件总成；所述空调系统总成指包含压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等能满足乘员舱基本制冷需求的系统零件总成；所述电池包内部水路总成指包含电池包水冷板等能满足电池包自身换热需求的系统零件总成。
[0010]所述电池包热管理控制模块共有四种控制回路，分别为电池包进阶冷却回路、电池包预冷却回路、电池包加热回路和电池包循环回路；所述电池包预冷却回路的循环路径为：电池包内部水路总成—电子水泵—两位三通电磁阀—低温散热器；所述电池包进阶冷却回路、电池包加热回路和电池包循环回路的循环路径均为：电池包内部水路总成—电子水泵—两位三通电磁阀—冷媒板换—换热器；所述电池包循环回路中，冷媒板换和换热器中均不发生能量交换；所述电池包加热回路中的冷媒板换中不发生能量交换，换热器中发生能量交换；所述电池包进阶冷却回路中，冷媒板换中发生能量交换，换热器中不发生能量交换。
[0011]该技术方案中，所述电子水泵用来控制所述电池包热管理回路的流量，所述的两位三通电磁阀用来控制所述电池包回路冷却液的流向所述低温散热器或所述冷媒板换，所述的单向阀用来控制发动机水路通过换热器的水流量，所述电子膨胀阀用来控制通过所述冷媒板换的冷媒流量，所述电子风扇用来控制通过低温散热器的风量。
[0012]进一步地，所述发动机冷却回路与电池包加热回路通过换热器进行热量交换，所述发动机冷却回路和电池包加热回路中两路冷却液在温差驱动下在换热器中进行能量交换，交换到的能量由电池包加热回路冷却液带到电池包中对电池包进行加热，后续通过读取电池包的温度信号数据，经过控制器处理后得出合理的控制量，发送给单向阀和电子水泵的子控制器。
[0013]进一步地，所述电池包进阶冷却回路和空调冷媒回路通过冷媒板换进行热量交换，所述空调冷媒回路的冷媒流量和电池包进阶冷却回路中两种冷却介质的温差驱动在冷媒板换中进行能量交换，交换到的负功率由搜书电池包进阶冷却回路中的冷却液带到电池包中对电池包进行冷却，后续通过读取电池包的温度信号数据，经过控制器处理后得出合理的控制量，发送给压缩机和电子水泵的子控制器。
[0014]一种混动汽车电池包热管理控制方法，包括以下步骤：S1.电池包热管理控制器读取发动机水温传感器、电芯温度传感器（13）和环境温度传感器的温度数据，判断电池包的热管理需求；S2.根据不同的电池包热管理需求，电池包热管理控制器经过预设的逻辑换算后，分别向电子水泵、电子风扇、两位三通电磁阀、单向阀和电子膨胀阀上的子控制器发送控制信号；S3.电子水泵、电子风扇、两位三通电磁阀、单向阀和电子膨胀阀上的子控制器根据接受的控制信号，该变其工作状态，以满足电池包的热管理需求。
[0015]具体地，步骤S1中所述判断电池包的热管理需求，其判断逻辑如下：
①
当电池包最高温度＞A1且平均温度＞B1时，判断电池包处于预冷却模式，当电池包温度＜A2或平均温度＜B2时，退出预冷却模式；
②
当电池包最高温度＞A3且平均温度＞B3时，判断电池包处于进阶模式，当电池包温度＜A4或平均温度＜B4时，退出进阶冷却模式；
③
当电池包温差＞C1时，判断电池包处于循环模式，当电池包温差＜C2时，退出循环模式；
④
当电池包最低温度＜A5且平均温度＜B5且发动机水温＞D1，判断电池包处于加热模式；当电池包最低温度＞A6且平均温度＜B6时，电池包退出加热模式；
⑤
当以上条件都不满足时，判断电池包热管理需求处于无热管理需求模式。
[0016]具体地，步骤S2中所述电子水泵、电子风扇、两位三通电磁阀、单向阀和电子膨胀阀在不同电池包热管理需求下的工作状态如下：
①
当电池包处于预冷却模式时，电池包热管理控制器控制电子水泵启动，两位三通电磁阀打向A
‑
C侧，单向阀处于关闭状态，电子风扇和电子膨胀阀处于开启状态；此时的低温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合动力汽车电池包热管理控制系统，包括发动机冷却控制模块、空调冷媒控制模块和电池包热管理控制模块，其特征在于：所述发动机冷却控制模块包括依次串联的发动机水路总成（9）、发动机水温传感器（14）、单向阀（8）、和换热器（5）；所述空调冷媒控制模块包括依次串联的空调系统总成（11）、电子膨胀阀（4）和冷媒板换（3）；所述电池包热管理控制模块包括依次串联的电池包内部水路总成（10）、电子水泵（1）、两位三通电磁阀（2）、冷媒板换（3）和换热器（5）；所述电池包内部水路总成（10）与两位三通电磁阀（2）之间还连接有低温散热器（6），所述低温散热器（6）外部设置有电子风扇（7），所述电池包内部水路总成（10）外部设置有电芯温度传感器（13）。2.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车电池包热管理控制系统，其特征在于，还包括电池包热管理控制器（12），所述电池包热管理控制器（12）的输入端分别与环境温度传感器（15）、电芯温度传感器（13）和发动机水温传感器（14）电连接；所述整车热管理器（12）的输出端分别与电子水泵（1）、两位三通电磁阀（2）、单向阀（8）、电子膨胀阀（4）和电子风扇（7）上的子控制器电连接。3.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车电池包热管理控制系统，其特征在于，所述发动机水路总成（9）包括水泵（19）、发动机水套（20）、节温器（23）、发动机散热器（21）和空调暖芯（22），所述水泵（19）、发动机水套（20）和节温器（23）通过管道依次串联，所述发动机散热器（21）和空调暖芯分别并联至发动机水套（20）和节温器（23）两端构成所述发动机水路总成（9）；所述空调系统总成（11）包括依次串联的压缩机（24）、冷凝器（25）、蒸发器（27）和膨胀阀（26）；所述电池包内部水路总成（10）包括电池包水冷板（28与电池包水冷板（28）相连的电池包（29）。4.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车电池包热管理控制系统，其特征在于，所述电池包热管理控制模块共有四种控制回路，分别为电池包进阶冷却回路、电池包预冷却回路、电池包加热回路和电池包循环回路；所述电池包预冷却回路的循环路径为：电池包内部水路总成（10）—电子水泵（1）—两位三通电磁阀（2）—低温散热器（6）；所述电池包进阶冷却回路、电池包加热回路和电池包循环回路的循环路径均为：电池包内部水路总成（10）—电子水泵（1）—两位三通电磁阀（2）—冷媒板换（3）—换热器（5）；所述电池包循环回路中，冷媒板换（3）和换热器（5）中均不发生能量交换；所述电池包加热回路中的冷媒板换（3）中不发生能量交换，换热器（5）中发生能量交换；所述电池包进阶冷却回路中，冷媒板换（3）中发生能量交换，换热器（5）中不发生能量交换。5.一种混动汽车电池包热管理控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.电池包热管理控制器（12）读取发动机水温传感器（14）、电芯温度传感器（13）和环境温度传感器（15）的温度数据，判断电池包的热管理需求；S2.根据不同的电池包热管...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明敏，丁文敏，刘淑英，段龙杨，黄炯，曾志嵘，
申请(专利权)人：江铃汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：