本申请涉及车辆热管理,特别涉及一种汽车低温环境热管理系统及方法。
背景技术:
1、随着新能源车辆的普及与发展,当前社会对新能源车型的续航里程要求越来越高,抛开硬件本身的能力,在低温环境下,乘客舱由于舒适性要求所带来的能耗影响较大,决定了在冬季或寒带地区下,新能源车型能达成的续航里程,所以乘客舱的能耗对新能源车型的续航尤其重要。
2、相关技术中,存在单纯根据乘客舱的舒适性或车辆能耗,来对车辆进行热管理的方法;而单纯根据乘客舱的舒适性对车辆进行热管理,可能出现车辆能耗较大,影响车辆续航能力的问题,而单纯根据车辆能耗对车辆进行热管理,可能出现因追求能耗而降低乘客的舒适感知的问题,
3、故相关技术中的热管理方法,均没有做到乘客舱的舒适性与车辆能耗之间的均衡,不能保证乘客舱舒适性的基础上,能耗最低。
技术实现思路
1、鉴于此,本申请提供一种汽车低温环境热管理系统及方法,能够平衡乘客舱的舒适性和车辆能耗,能够以最低能耗满足乘客舱的舒适性。
2、具体而言,包括以下的技术方案:
3、本申请实施例提供一种汽车低温环境热管理系统,包括:电池回路、电机回路、hvh和暖风回路;
4、电池回路包括电池板换热器;
5、电机回路与第一四通阀的端口b连通,第一四通阀的端口c与hvh连通,hvh还与第二四通阀的端口b连通;第二四通阀的端口a与电池板换热器连通,第二四通阀的端口c与暖风回路连通;暖风回路与电机回路还均通过水泵和第一四通阀的端口a连通,暖风回路和电池板换热器还均与电机回路连通;第一四通阀的端口d与第二四通阀的端口d连通。
6、在一个可选的实施例中,还包括冷媒回路;
7、冷媒回路包括蒸发器和冷凝器;
8、电池回路还包括水壶;
9、冷凝器的出口分别连接水壶和蒸发器;蒸发器和水壶还均与冷凝器的入口连通;
10、冷凝器与电机回路进行热量交换。
11、在一个可选的实施例中,电机回路包括驱动电机、电控单元和低温散热器;驱动电机、电控单元和低温散热器串联形成闭合回路;暖风回路和电池板换热器均接入电控单元与低温散热器之间;冷凝器与低温散热器进行热量交换。
12、在一个可选的实施例中,电池板换热器和暖风回路均与第三三通阀连通,第三三通阀与电控单元与低温散热器之间管路连通,第三三通阀还经水泵与第一四通阀的端口a连通。
13、在一个可选的实施例中,当暖风回路和电池板换热器均与电机回路导通,电机回路、暖风回路和电池板换热器还均与第一四通阀导通,第一四通阀与第二四通阀导通,第二四通阀与电池板换热器和暖风回路均导通时,能够通过电机为乘客舱和电池供热;
14、当暖风回路和电机回路均与第一四通阀导通,暖风回路与电机回路导通,第一四通阀与第二四通阀导通,第二四通阀与暖风回路导通时,能够通过电机为乘客舱供热;
15、当暖风回路、电池板换热器和电机回路均与第一四通阀导通,电池板换热器和暖风回路均与电机回路导通,第一四通阀经hvh与第二四通阀导通,第二四通阀与电池板换热器和暖风回路均导通时,能够通过hvh为电机、电池和乘客舱供热,或能够通过电机和hvh为乘客舱和电池供热;
16、当暖风回路和电机回路均与第一四通阀导通,暖风回路与电机回路导通,第一四通阀经hvh与第二四通阀导通,第二四通阀与暖风回路导通时,能够通过hvh为电机和乘客舱供热,或能够通过电机和hvh为乘客舱供热;
17、当暖风回路和电池板换热器均与第一四通阀导通,第一四通阀经hvh与第二四通阀导通,第二四通阀与电池板换热器和暖风回路均导通时,能够通过hvh为电池和乘客舱供热;
18、当暖风回路与第一四通阀导通,第一四通阀经hvh与第二四通阀导通,第二四通阀与暖风回路导通时,能够通过hvh为乘客舱供热。
19、本申请实施例还提供一种汽车低温环境热管理系统的采暖方法,包括:
20、获取乘客舱温度调节所需边界条件;
21、根据边界条件,确定电机运行经济点温度、电机当前运行状态下对比经济点温度下运行功耗损失、乘客舱采暖需求功率、电池最佳运行点温度、电池当前运行状态下对比最佳运行点温度下运行功耗损失及电机水温和热量;
22、根据电机运行经济点温度和电池最佳运行点温度,确定电机温升所需功耗和电池温升所需功耗;
23、计算电机的功耗损失和所需功耗的差值,电池的功耗损失和所需功耗的差值,及hvh热量与电机热量的差值;
24、根据电机的功耗损失和所需功耗的差值、电池的功耗损失和所需功耗的差值、hvh热量与电机热量的差值及乘客舱采暖需求功率,确定hvh功率、各多通阀开度和水泵转速;
25、根据hvh功率、各多通阀开度和水泵转速,对hvh、各多通阀和水泵进行控制。
26、在一个可选的实施例中,根据电机的功耗损失和所需功耗的差值、电池的功耗损失和所需功耗的差值,确定为乘客舱供热、为电池供热和为电机供热的优先级;
27、根据乘客舱采暖需求功率与电机热量的差值,确定采暖热源的优先级;
28、根据为乘客舱供热、为电池供热和为电机供热的优先级,采暖热源优先级,电机的功耗损失和所需功耗的差值,电池的功耗损失和所需功耗的差值,hvh热量与电机热量的差值及乘客舱采暖需求功率,确定hvh功率、各多通阀开度和水泵转速。
29、在一个可选的实施例中,当乘客舱采暖需求功率大于0,且电机的功耗损失和所需功耗的差值小于等于0,或,电池的功耗损失和所需功耗的差值小于等于0时,仅为乘客舱供热;
30、当乘客舱采暖需求功率大于0,且电机的功耗损失和所需功耗的差值大于0,或/和,电池的功耗损失和所需功耗的差值大于0时,为乘客舱和电机或/和电池供热。
31、在一个可选的实施例中,当乘客舱采暖需求功率与电机热量的差值小于等于0时,仅通过电机供热;
32、当乘客舱采暖需求功率与电机热量的差值大于0时,通过电机和hvh供热。
33、在一个可选的实施例中,当电机参与供热时,如果电机水温小于等于经济点温度,停止通过电机供热乘客舱,并判断电机是否失温;当判定电机失温时,对电机进行供热。
34、本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括:通过设置第一四通阀和第二四通阀,将电池回路、电机回路、hvh和暖风回路连通起来,除能够利用hvh对乘客舱进行加热外,还可以通过电机为电池和乘客舱进行加热,且在对乘客舱的温度进行调控时,根据环境温度、车速、电池soc和hvh热量,来确定车辆能耗最低时的hvh功率、多通阀开度和水泵转速,进而对hvh、多通阀和水泵进行控制,实现各部件的热量最大化利用,在满足乘客舱舒适性的基础上,降低整车能耗。
1.一种汽车低温环境热管理系统,其特征在于,包括:电池回路、电机回路、hvh和暖风回路;
2.如权利要求1所述的一种汽车低温环境热管理系统,其特征在于,还包括冷媒回路;
3.如权利要求2所述的一种汽车低温环境热管理系统,其特征在于,电机回路包括驱动电机、电控单元和低温散热器;驱动电机、电控单元和低温散热器串联形成闭合回路;暖风回路和电池板换热器均接入电控单元与低温散热器之间;冷凝器与低温散热器进行热量交换。
4.如权利要求1所述的一种汽车低温环境热管理系统,其特征在于,电池板换热器和暖风回路均与第三三通阀连通,第三三通阀与电控单元与低温散热器之间管路连通,第三三通阀还经水泵与第一四通阀的端口a连通。
5.如权利要求1所述的一种汽车低温环境热管理系统,其特征在于,当暖风回路和电池板换热器均与电机回路导通,电机回路、暖风回路和电池板换热器还均与第一四通阀导通,第一四通阀与第二四通阀导通,第二四通阀与电池板换热器和暖风回路均导通时,能够通过电机为乘客舱和电池供热;
6.如权利要求1-5任一项所述的一种汽车低温环境热管理系统的采暖方法,其特征在于,包括:
7.如权利要求6所述的一种汽车低温环境热管理系统的采暖方法,其特征在于,根据电机的功耗损失和所需功耗的差值、电池的功耗损失和所需功耗的差值,确定为乘客舱供热、为电池供热和为电机供热的优先级;
8.如权利要求7所述的一种汽车低温环境热管理系统的采暖方法,其特征在于,当乘客舱采暖需求功率大于0,且电机的功耗损失和所需功耗的差值小于等于0,或,电池的功耗损失和所需功耗的差值小于等于0时,仅为乘客舱供热;
9.如权利要求7所述的一种汽车低温环境热管理系统的采暖方法,其特征在于,当乘客舱采暖需求功率与电机热量的差值小于等于0时,仅通过电机供热;
10.如权利要求7所述的一种汽车低温环境热管理系统的采暖方法,其特征在于,当电机参与供热时,如果电机水温小于等于经济点温度,停止通过电机供热乘客舱,并判断电机是否失温;当判定电机失温时,对电机进行供热。
