集成化的热管理控制系统及控制方法、车辆与流程

本发明涉及新能源车热管理，更具体地，涉及一种集成化的热管理控制系统及控制方法、车辆。

背景技术：

1、在轻量化、小型化、集成化、节能减排、提高能源利用率的时代背景下，解决新能源汽车在冬天制热困难和电池续航大幅减少的问题是亟待解决的。

2、目前市场上的新能源汽车大多采用ptc(positive temperature coefficient)加热器进行制热。ptc加热器通过电流加热元件产生热量，进而为车内提供暖风。若ptc加热器或其相关组件发生故障，将直接导致新能源汽车的制热功能失效。此外，ptc加热器的效率在极寒条件下可能受到影响，需要更多电能来提供足够的制热效果。部分新能源汽车采用热泵空调技术进行制热，该技术通过从车外空气中吸收热量并传递到车内来实现制热。热泵制热系统在节能方面具有优势，但一旦发生故障，同样会导致车辆空调制热效果不佳。此外，热泵空调在极寒条件下从车外空气中吸收热量的效率会降低，从而影响制热效果。当车辆电量较低时，除了影响行驶性能和续航里程外，空调制热效果也会大打折扣。因为制热过程需要消耗大量电能，特别是在寒冷天气下。

3、低温环境下，动力电池的电化学活性降低，极化内阻增大。锂离子电池的充放电过程受温度影响显著，低温下电解液变得粘稠，锂离子传输速度减慢，氧化还原反应速率降低，从而导致电池性能下降。低温还会导致电池实际可用的容量减少。因为部分锂离子在低温下无法从负极移动到正极，导致部分电能无法释放。此外，锂晶枝的生长也是不可逆的容量损失之一。冬季驾驶时，驾驶员通常需要使用空调、座椅加热和大灯等附件来提供舒适的驾驶环境。这些附件的使用会显著增加电能的消耗，从而进一步降低续航能力。

4、热管理系统性能提升是解决上述问题的有效措施。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种集成化的热管理控制系统及控制方法、车辆，用以解决新能源汽车在冬天制热困难和电池续航大幅减少的问题。

2、一方面，本发明提供了一种集成化的热管理控制系统，包括：

3、压缩机，用于根据制热信号对气态制冷剂进行压缩，产生高温气态制冷剂；第一电磁阀，与所述压缩机连通；

4、室内冷凝器，与所述第一电磁阀连通。

5、可选的，集成化的热管理控制系统，还包括：

6、加热水泵；

7、七通电子水阀，包括第一口、第二口、第三口、第四口、第五口、第六口和第七口，加热水泵与七通电子水阀的第一口连通，七通电子水阀的第一口与七通电子水阀的第二口连通；

8、第一三通管，第一三通管的输入口与七通电子水阀的第二口连通；

9、第一温度传感器，第一温度传感器的第一端与第一三通管的第一输出口连通；

10、第二三通管，第二三通管的输入口与第一温度传感器的第二端连通；

11、电控，分别与第二三通管的第一输出口、以及前驱动电机电连接；

12、第三三通管，第三三通管的输入口与第二三通管的第二输出口连通；

13、多域控制器，多域控制器的输入端与第三三通管的第一输出口电连接；

14、第四三通管，第四三通管的第一输入口与第三三通管的第二输出口连通，第四三通管的第二输入口与多域控制器的输出端电连接；

15、前驱动电机，与多域控制器的输出端电连接；

16、后驱动电机，与第四三通管的输出口电连接；

17、第五三通管，第五三通管的第一输入口和第二输入口分别与前驱动电机和后驱动电机电连接；

18、电驱水泵，分别与第五三通管的输出口、七通电子水阀的第三口电连接；

19、第二温度传感器，与七通电子水阀的第四口电连接，七通电子水阀的第四口与七通电子水阀的第三口连通；

20、电池，电池与第二温度传感器电连接；

21、电池冷却板换电子膨胀阀，分别与加热水泵和电池电连接；

22、第一压力传感器，与压缩机电连接，用于检测当前管道压力为第一压力；

23、第六三通管，其输入口与压力传感器电连接；

24、九通电子阀，包括第一口、第二口、第三口、第四口、第五口、第六口、第七口、第八口、和第九口，九通电子阀的第一口与第六三通管的第一输出口连通；

25、室内冷凝器分别与第一电磁阀的第二端、以及九通电子阀的第二口连通；

26、室外冷凝器，安装在冷却风扇中，分别与九通电子阀的第三口、以及九通电子阀的第四口连通，九通电子阀的第四口与九通电子阀的第五口连通；

27、第三温度传感器，与九通电子阀的第五口连接；

28、四通管路，与第三温度传感器连通；

29、室外器电子膨胀阀，与四通管路连通；

30、前空调电子膨胀阀，与四通管路连通；

31、第七三通管，与室外器电子膨胀阀连通；

32、第二电磁阀，与第七三通管连通；

33、后蒸发器，与第二电磁阀连通；

34、前蒸发器，与前空调电子膨胀阀连通；

35、气液分离器，与后蒸发器连通，气液分离器将分离后的液态制冷剂传给第二压力传感器，由第二压力传感器检测到第二压力，将第二压力传给压缩机，比较第一压力和第二压力；

36、气液分离器还与前蒸发器连通，气液分离器将分离后的液态制冷剂传给第二压力传感器，由第二压力传感器检测到第三压力，将第二压力传给压缩机；

37、热管理域控制器，分别与压缩机电、加热水泵、七通电子水阀、电驱水泵和第三温度传感器电连接。

38、另一方面，本发明还提供了一种热管理控制方法，应用于上述集成化的热管理控制系统，包括：电池电机加热模式、电池余热给电机加热模式、电机余热给电池加热模或超低温电池加热模式，其中，

39、电池电机加热模式，电池和电机均有加热需求，电池和电驱水泵的温度传感器将温度数据上传给热管理域控制器后，热管理域控制器通过处理温度传感器的数据计算出电池、电机、电控需求的热量给加热水泵下达制热和水泵全功率运行的指令、给七通电子水阀下达切换到合适位置的指令、给电驱水泵下达全功率运行的指令；

40、电池余热给电机加热模式，电池温度比电机温度高，电机有加热需求，电池包和电驱的温度传感器将温度数据上传给热管理域控制器后，热管理域控制器通过处理温度传感器的数据后给加热水泵下达水泵全功率运行的指令、给七通电子水阀下达切换到合适位置的指令、给电驱水泵下达全功率运行的指令；

41、电机余热给电池加热模，电机温度比电池温度高，电池有加热需求，电池和电驱水泵的温度传感器将温度数据上传给热管理域控制器后，热管理域控制器通过处理温度传感器的数据后给加热水泵下达水泵全功率运行的指令、给七通电子水阀下达切换到合适位置的指令、给电驱水泵下达全功率运行的指令；

42、超低温电池加热模式，在预设温度时，用加热水泵和电机低效率模式给电池制热；电池包和电驱的温度传感器将温度数据上传给热管理域控制器后，热管理域控制器通过处理温度传感器的数据后给加热水泵下达水泵制热和全功率运行的指令、给七通电子水阀下达切换到合适位置的指令、给电驱水泵下达全功率运行的指令、给整车电脑发出启动电机低效率模式制热的请求。

43、第三方面，本发明还提供了一种车辆，包括上述集成化的热管理控制系统，实现上述热管理控制方法。

44、与现有技术相比，本发明提供的集成化的热管理控制系统及控制方法、车辆，至少实现了如下的有益效果：

45、本发明提供的热管理控制系统包括：压缩机，用于根据制热信号对气态制冷剂进行压缩，产生高温气态制冷剂；热管理域控制器，与压缩机电连接；第一电磁阀，与压缩机连通；室内冷凝器，与第一电磁阀连通。本发明通过在室内冷凝器前增加第一电磁阀(截止阀)，从而减小流阻，最后减少整个系统的能耗。搭载该系统的整车续航里程目标在-7℃cltc工况≥69％，-15℃cltc工况≥55％，提高了系统的集成化和轻量化。

46、本发明提供的热管理控制方法包括：电池电机加热模式、电池余热给电机加热模式、电机余热给电池加热模和超低温电池加热模式，不仅可以实现电池利用电机余热加热提高能效比，还能够实现超低温下电池加热，能够解决新能源汽车在冬天制热困难和电池续航大幅减少的问题。

47、当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

48、通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

技术特征：

1.一种集成化的热管理控制系统，其特征在于，包括：

2.一种热管理控制方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的集成化的热管理控制系统，包括：电池电机加热模式、电池余热给电机加热模式、电机余热给电池加热模或超低温电池加热模式，其中，

3.根据权利要求2所述的热管理控制方法，其特征在于，所述电池电机加热模式包括：

4.根据权利要求3所述的热管理控制方法，其特征在于，所述热管理域控制器向电驱水泵下发全功率运行指令，以使所述电驱水泵执行该全功率运行指令，使得热介质依次从第一管路、第一三通管、第二三通管、电控输送至前驱动电机，包括：

5.根据权利要求3所述的热管理控制方法，其特征在于，所述将第一换热后介质经由第二管路输送至电池，以通过第一换热后介质对电池进行加热，包括，

6.根据权利要求2所述的热管理控制方法，其特征在于，所述电池余热给电机加热模式，包括，

7.根据权利要求2所述的热管理控制方法，其特征在于，所述电机余热给电池加热模，包括，

8.根据权利要求2所述的热管理控制方法，其特征在于，所述超低温电池加热模式，包括，

9.根据权利要求2所述的热管理控制方法，其特征在于，所述预设温度小于等于-20℃。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1所述的集成化的热管理控制系统，实现权利要求2至9任一所述的热管理控制方法。

技术总结
本发明公开了一种集成化的热管理控制系统及控制方法、车辆，本发明通过在室内冷凝器前增加第一电磁阀(截止阀)，从而减小流阻，最后减少整个系统的能耗。本发明的热管理控制方法包括：电池电机加热模式、电池余热给电机加热模式、电机余热给电池加热模和超低温电池加热模式，能够解决新能源汽车在冬天制热困难和电池续航大幅减少的问题。

技术研发人员：姜小林,蒙祥生,黄前海,唐德润,易小峰,沈兆树,何晨曦,蒋长路
受保护的技术使用者：重庆小康动力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5