电动车低温充电及采暖系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种电动车低温充电及采暖系统及其控制方法。该电动车低温充电及采暖系统，包括：电机，被配置为向电动车提供驱动车辆行进的扭矩；动力电池；风机；石墨烯电加热片；以及冷却回路，冷却回路包括主路，第一支路和第二支路，主路包括第二水泵和暖风芯体，主路流经电机，第一支路包括第一水泵，第一支路流经动力电池，第一支路和第二支路并联，主路能够选择地与第一支路或第二支路连通，风机对应暖风芯体设置，并将经过暖风芯体换热后的空气吹向乘员舱；石墨烯电加热片包括电池加热片和座椅加热片。本发明专利技术的技术方案的电动车低温充电及采暖系统，能够快速提升低温状况下的电池温度和乘员舱温度，提高用户使用体验。提高用户使用体验。提高用户使用体验。

Electric vehicle low temperature charging and heating system and its control method

【技术实现步骤摘要】
电动车低温充电及采暖系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及车辆
，具体而言，涉及一种电动车低温充电及采暖系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]当前纯电动汽车发展迅速，然而受限于电池能量密度和电池本身低温特性，低温充电速度慢，充电时间长，采用的电动空调温升慢能耗高，影响驾驶员乘坐舒适性，低温续航里程衰减较多。
[0003]针对这些问题，行业上当前普遍采用的技术手段如下：采用PTC对电池冷却液进行加热，进而加热电池，在低温充电之前把电池加热到一个合适的温度，然而此技术对电池的加热速度比较慢，而且电耗比较高；电动空调目前多采用热泵空调，热泵空调在温度为
‑
5℃以上效率较高，制热效果良好，当温度进一步降低热泵空调制热效果变差，而且效率也更差，乘员舱温升较慢。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种电动车低温充电及采暖系统及其控制方法，能够快速提升低温状况下的电池温度和乘员舱温度，提高用户使用体验。
[0005]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种电动车低温充电及采暖系统，包括：电机，被配置为向电动车提供驱动车辆行进的扭矩；动力电池；风机；石墨烯电加热片；以及冷却回路，冷却回路包括主路，第一支路和第二支路，主路包括第二水泵和暖风芯体，主路流经电机，第一支路包括第一水泵，第一支路流经动力电池，第一支路和第二支路并联，主路能够选择地与第一支路或第二支路连通，主路与第一支路连通时形成第一冷却回路，主路与第二支路连通时形成第二冷却回路，风机对应暖风芯体设置，并将经过暖风芯体换热后的空气吹向乘员舱；石墨烯电加热片包括电池加热片和座椅加热片，电池加热片安装在动力电池上，并能够对动力电池加热，座椅加热片安装在座椅上，并能够对座椅进行加热。
[0006]进一步地，电动车低温充电及采暖系统还包括：整车控制器；电池管理系统；以及电机控制器，电池管理系统将动力电池的参数信息发送至整车控制器，整车控制器对冷却回路、动力电池和石墨烯电加热片进行控制，电机控制器与电机连接，对电机进行控制。
[0007]根据本专利技术的另一方面，提供了一种如上述的电动车低温充电及采暖系统的控制方法，包括：获取车辆运行状态；获取环境温度；根据车辆运行状态和环境温度确定车辆所处工况；根据车辆所处工况对电机、风机、动力电池、石墨烯电加热片和冷却回路进行控制。
[0008]进一步地，根据车辆运行状态和环境温度确定车辆所处工况的步骤包括：当车辆处于停车充电空调开启状态，且环境温度T满足T≤a℃时，车辆处于第一工况；当车辆处于停车充电空调开启状态，且环境温度T满足a℃＜T≤b℃时，车辆处于第二工况；当车辆处于停车充电空调开启状态，且环境温度T满足b℃＜T时，车辆处于第三工况；当车辆处于停车
充电空调关闭状态时，车辆处于第四工况；当车辆处于行车空调开启状态，且环境温度T满足T≤b℃时，车辆处于第五工况；当车辆处于行车空调开启状态，且环境温度T满足b℃＜T时，车辆处于第六工况；当车辆处于行车空调关闭状态时，车辆处于第七工况。
[0009]进一步地，根据车辆所处工况对电机、风机、动力电池、石墨烯电加热片和冷却回路进行控制的步骤包括：当车辆处于第一工况时，控制电机堵转采用第一座舱加热方法为乘员舱加热；控制座椅加热片采用第一座舱加热方法对使用状态的座椅加热；控制电池加热片对电池进行加热；当车辆处于第二工况时，控制电机堵转采用第二座舱加热方法为乘员舱加热；控制座椅加热片采用第二座舱加热方法对使用状态的座椅加热；控制电池加热片对电池进行加热；当车辆处于第三工况时；控制座椅加热片采用第二座舱加热方法对使用状态的座椅加热；控制电机堵转生热，使电机和电池加热片一同对电池进行加热；当车辆处于第四工况时；控制座椅加热片不工作；控制电机堵转生热，使电机和电池加热片一同对电池进行加热。
[0010]进一步地，根据车辆所处工况对电机、风机、动力电池、石墨烯电加热片和冷却回路进行控制的步骤包括：当车辆处于第五工况时，控制电机正常工作为车辆提供驱动扭矩；控制座椅加热片采用第一座舱加热方法对使用状态的座椅加热；利用电机余热对乘员舱进行加热；控制电池加热片不工作；当车辆处于第六工况时，控制电机正常工作为车辆提供驱动扭矩；控制座椅加热片采用第二座舱加热方法对使用状态的座椅加热；利用电机余热对乘员舱进行加热；控制电池加热片不工作；当车辆处于第七工况时，控制电机正常工作为车辆提供驱动扭矩；控制座椅加热片不工作；利用电机余热对电池进行加热；控制电池加热片不工作。
[0011]进一步地，控制电机堵转采用第一座舱加热方法为乘员舱加热的步骤包括：控制第二支路与主路连通，控制第二水泵以最大负荷转速运转；控制电机进行堵转，根据设定的空调目标温度与当前乘员舱温度的差值对电机和风机进行控制；当温差
△
T满足0≤
△
T≤W1时，控制电机堵转扭矩以(0.1～0.6)*T
‑
max运行，控制风机以0.3*n
‑
max运行；当温差
△
T满足W1＜
△
T≤W2时，控制电机堵转扭矩以(0.6～1)*T
‑
max运行，控制风机以(0.1～0.3)*n
‑
max运行；当温差
△
T满足W2＜
△
T≤W3时，控制电机堵转扭矩以T
‑
max运行，控制风机不运行，其中温差
△
T与电机堵转扭矩成正比。
[0012]进一步地，控制电机堵转采用第二座舱加热方法为乘员舱加热的步骤包括：控制第二支路与主路连通，控制第二水泵以最大负荷转速的(60％～80％)运转；控制电机进行堵转，根据设定的空调目标温度与当前乘员舱温度的差值对电机和风机进行控制；当温差
△
T满足0≤
△
T≤W1时，控制电机堵转扭矩以(0.1～0.2)*T
‑
max运行，控制风机以0.3*n
‑
max运行；当温差
△
T满足W1＜
△
T≤W2时，控制电机堵转扭矩以(0.2～0.6)*T
‑
max运行，控制风机以(0.1～0.3)*n
‑
max运行；当温差
△
T满足W2＜
△
T≤W3时，控制电机堵转扭矩以(0.6～1)*T
‑
max运行，控制风机不运行，其中温差
△
T与电机堵转扭矩成正比。
[0013]进一步地，控制座椅加热片采用第一座舱加热方法对使用状态的座椅加热的步骤包括：采集各个座椅的压力信息，并检测各座椅是否探测到生物信息；当采集到任一座椅的压力增大至大于或等于P1且探测到生物信息，则判断该座椅处于使用状态，并控制该座椅的座椅加热片开启加热，并根据空调目标温度对该座椅进行加热；获取空调目标温度；当空调目标温度为低温时，控制座椅加热片以(10％～40％)最大负荷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动车低温充电及采暖系统，其特征在于，包括：电机(10)，被配置为向电动车提供驱动车辆行进的扭矩；动力电池(20)；风机(30)；石墨烯电加热片；以及冷却回路，所述冷却回路包括主路，第一支路和第二支路，所述主路包括第二水泵(40)和暖风芯体(50)，所述主路流经所述电机(10)，所述第一支路包括第一水泵(60)，所述第一支路流经所述动力电池(20)，所述第一支路和所述第二支路并联，所述主路能够选择地与所述第一支路或所述第二支路连通，所述主路与所述第一支路连通时形成第一冷却回路，所述主路与所述第二支路连通时形成第二冷却回路，所述风机(30)对应所述暖风芯体(50)设置，并将经过所述暖风芯体(50)换热后的空气吹向乘员舱；所述石墨烯电加热片包括电池加热片(70)和座椅加热片(80)，所述电池加热片(70)安装在所述动力电池(20)上，并能够对所述动力电池(20)加热，所述座椅加热片(80)安装在座椅上，并能够对所述座椅进行加热。2.一种如权利要求1所述的电动车低温充电及采暖系统的控制方法，其特征在于，包括：获取车辆运行状态；获取环境温度；根据车辆运行状态和环境温度确定车辆所处工况；根据车辆所处工况对电机(10)、风机(30)、动力电池(20)、石墨烯电加热片和冷却回路进行控制；所述根据车辆运行状态和环境温度确定车辆所处工况的步骤包括：当车辆处于停车充电空调开启状态，且环境温度T满足T≤a℃时，车辆处于第一工况；当车辆处于停车充电空调开启状态，且环境温度T满足a℃＜T≤b℃时，车辆处于第二工况；当车辆处于停车充电空调开启状态，且环境温度T满足b℃＜T时，车辆处于第三工况；当车辆处于停车充电空调关闭状态时，车辆处于第四工况；当车辆处于行车空调开启状态，且环境温度T满足T≤b℃时，车辆处于第五工况；当车辆处于行车空调开启状态，且环境温度T满足b℃＜T时，车辆处于第六工况；当车辆处于行车空调关闭状态时，车辆处于第七工况。3.根据权利要求2所述的电动车低温充电及采暖系统的控制方法，其特征在于，所述根据车辆所处工况对电机(10)、风机(30)、动力电池(20)、石墨烯电加热片和冷却回路进行控制的步骤包括：当车辆处于第一工况时，控制电机(10)堵转采用第一座舱加热方法为乘员舱加热；控制座椅加热片(80)采用第一座舱加热方法对使用状态的座椅加热；控制电池加热片(70)对电池进行加热；当车辆处于第二工况时，控制电机(10)堵转采用第二座舱加热方法为乘员舱加热；控制座椅加热片(80)采用第二座舱加热方法对使用状态的座椅加热；控制电池加热片(70)对电池进行加热；
当车辆处于第三工况时；控制座椅加热片(80)采用第二座舱加热方法对使用状态的座椅加热；控制电机(10)堵转生热，使电机(10)和电池加热片(70)一同对电池进行加热；当车辆处于第四工况时；控制座椅加热片(80)不工作；控制电机(10)堵转生热，使电机(10)和电池加热片(70)一同对电池进行加热。4.根据权利要求2所述的电动车低温充电及采暖系统的控制方法，其特征在于，所述根据车辆所处工况对电机(10)、风机(30)、动力电池(20)、石墨烯电加热片和冷却回路进行控制的步骤包括：当车辆处于第五工况时，控制电机(10)正常工作为车辆提供驱动扭矩；控制座椅加热片(80)采用第一座舱加热方法对使用状态的座椅加热；利用电机(10)余热对乘员舱进行加热；控制电池加热片(70)不工作；当车辆处于第六工况时，控制电机(10)正常工作为车辆提供驱动扭矩；控制座椅加热片(80)采用第二座舱加热方法对使用状态的座椅加热；利用电机(10)余热对乘员舱进行加热；控制电池加热片(70)不工作；当车辆处于第七工况时，控制电机(10)正常工作为车辆提供驱动扭矩；控制座椅加热片(80)不工作；利用电机(10)余热对电池进行加热；控制电池加热片(70)不工作。5.根据权利要求2所述的电动车低温充电及采暖系统的控制方法，其特征在于，所述控制电机(10)堵转采用第一座舱加热方法为乘员舱加热的步骤包括：控制第二支路与主路连通，控制第二水泵(40)以最大负荷转速运转；控制电机(10)进行堵转，根据设定的空调目标温度与当前乘员舱温度的差值对电机(10)和风机(30)进行控制；当温差
△
T满足0≤
△
T≤W1时，控制电机堵转扭矩以(0.1～0.6)*T
‑
max运行，控制风机(30)以0.3*n
‑
max运行；当温差
△
T满足W1＜
△
T≤W2时，控制电机堵转扭矩以(0.6～1)*T
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max运行，控制风机(30)以(0.1～0.3)*n
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max运行；当温差
△
T满足W2＜
△
T≤W3时，控制电机堵转扭矩以T
‑
max运行，控制风机(30)不运行，其中温差
△
T与电机堵转扭矩成正比。6.根据权利要求2所述的电动车低温充电及采暖系统的控制方法，其特征在于，所述控制电机(10)堵转采用第二座舱加热方法为乘员舱加热的步骤包括：控制第二支路与主路连通，控制第二水泵(40)以最大负荷转速的(60％～80％)运转；控制电机(10)进行堵转，根据设定的空调目标温度与当前乘员舱温度的差值对电机(10)和风机(30)进行控制；当温差
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T满足0≤
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T≤W1时，控制电机堵转扭矩以(0.1～0.2)*T
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max运行，控制风机(30)以0.3*n
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max运行；
当温差
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T满足W1＜
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T≤W2时，控制电机堵转扭矩以(0.2～0.6)*T
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max运行，控制风机(30)以(0.1～0.3)*n
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max运行；当温差
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T满足W2＜
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T≤W3时，控制电机堵转扭矩以(0.6～1)*T
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max运行，控制风机(30)不运行，其中温差
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T与电机堵转扭矩成正比。7.根据权利要求3或4所述的电动车低温充电及采暖系统的控制方法，其特征在于，所述控制座椅加热片(80)采用第一座舱加热方法对使用状态的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王燕，刘建康，于长虹，赵慧超，付磊，胡志林，吕品，张昶，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：