车辆的热管理系统、热管理系统的控制方法及车辆与流程

    专利2025-05-24  42


    本技术涉及电动汽车,尤其涉及一种车辆的热管理系统、热管理系统的控制方法及车辆。


    背景技术:

    1、目前,为了能够很好的对车辆的动力系统中的各个元器件进行散热,通常将动力系统中的所有元器件进行划分,以形成多个散热循环回路,例如包括电堆循环回路和空气调节循环回路等,将多个散热循环回路看作为车辆的热管理系统。基于每个散热循环回路对各自的元器件进行散热,以满足车辆的动力系统的散热需求。但就现有技术而言,空气调节循环回路通常连接有加热器,以在车辆内环境的采暖不足时,通过加热器以为空气调节循环回路提供热源,但增加了车辆的能耗,并且热管理系统中的电堆循环回路和空气调节循环回路是独立的,空气调节循环回路无法利用电堆循环回路所产生的热量,使得热管理系统中的热量利用率低。


    技术实现思路

    1、本技术提供了一种车辆的热管理系统、热管理系统的控制方法及车辆,以解决热管理系统所存在的影响到车辆的能耗以及热管理系统的热量利用率低的问题。

    2、第一方面,本技术提供了一种车辆的热管理系统,所述热管理系统包括:车辆控制器及与所述车辆控制器连接的电堆循环回路、空气调节循环回路和第一换热器,所述车辆内设置有与所述车辆控制器连接的第一温度传感器,所述第一温度传感器用于采集所述车辆内环境的第一温度;

    3、所述第一换热器分别与所述电堆循环回路和所述空气调节循环回路连接,所述第一换热器用于利用所述电堆循环回路换热后的热量对所述空气调节循环回路中的介质进行加热;

    4、所述空气调节循环回路连接有第一加热器,所述第一加热器用于对所述空气调节循环回路中的介质进行加热;

    5、所述车辆控制器用于在所述热管理系统工作过程中,根据所述第一温度和所述车辆内环境的温度设定值,对所述第一加热器和所述第一换热器进行控制,以对所述空气调节循环回路中的介质进行加热,使得所述第一温度达到所述温度设定值。

    6、在一个可选的实施方式中,所述车辆控制器还用于在确定所述第一温度小于所述温度设定值时,控制所述第一换热器工作,以对所述空气调节循环回路中的介质进行加热,及在所述第一换热器工作后,若在第一预设时间内所述第一温度的上升速率小于预设速率阈值或在第二预设时间内所述第一温度未达到所述温度设定值,控制所述第一加热器工作,以对所述空气调节循环回路中的介质进行加热,使得所述第一温度达到所述温度设定值。

    7、在一个可选的实施方式中,所述热管理系统还包括与所述车辆控制器连接的辅件循环回路,所述车辆控制器设置于所述辅件循环回路中,所述辅件循环回路还包括第一水箱、第一水泵、空压机本体、空压机控制器、电压转换模块、氢泵控制器、电机及第一散热器;

    8、所述第一水箱、第一水泵、所述车辆控制器、所述电压转换模块、所述电机及所述第一散热器在所述辅件循环回路中依次设置,所述空压机本体和所述空压机控制器在所述辅件循环回路中依次设置,经过所述空压机本体和所述空压机控制器的管路与经过所述电压转换模块的管路并联连接,经过所述氢泵控制器的管路与经过所述电压转换模块的管路并联连接。

    9、在一个可选的实施方式中,所述热管理系统还包括与所述车辆控制器连接的第二换热器;

    10、所述第二换热器分别与所述辅件循环回路和所述空气调节循环回路连接,所述第二换热器与所述第一散热器并联连接,所述第二换热器用于利用所述辅件循环回路换热后的热量对所述空气调节循环回路中的介质进行加热;

    11、所述车辆控制器还用于在所述热管理系统工作过程中,根据所述第一温度和所述温度设定值,对所述第一加热器、所述第一换热器及所述第二换热器进行控制,以对所述空气调节循环回路中的介质进行加热,使得所述第一温度达到所述温度设定值。

    12、在一个可选的实施方式中,所述车辆控制器还用于在确定所述第一温度小于所述温度设定值时,控制所述第一换热器工作,以对所述空气调节循环回路中的介质进行加热,及在所述第一换热器工作后,若在第一预设时间内所述第一温度的上升速率小于预设速率阈值或在第二预设时间内所述第一温度未达到所述温度设定值,控制所述第一加热器和所述第二换热器工作,以对所述空气调节循环回路中的介质进行加热,使得所述第一温度达到所述温度设定值。

    13、在一个可选的实施方式中,所述电堆循环回路包括依次设置的第二水箱、第二加热装置、第二水泵及电堆,所述第二加热装置为催化放热装置;

    14、所述车辆控制器还用于在确定所述电堆需冷启动时,在所述第二水泵的作用下,所述第二水箱中的介质流入至所述电堆循环回路中循环,及控制所述第二加热装置工作,使得所述第二加热装置对所述电堆循环回路中的介质进行加热,以完成所述电堆的冷启动。

    15、在一个可选的实施方式中,所述车辆外设置有与所述车辆控制器连接的第二温度传感器,所述第二温度传感器用于采集所述车辆外环境的第二温度,所述电堆循环回路还包括与所述第二水箱连接的绝热箱且所述第二水箱与所述绝热箱之间设置有与所述车辆控制器连接的第一管路控制件;

    16、所述车辆控制器还用于在所述热管理系统停止工作且所述第二温度小于预设环境温度阈值时,控制所述第一管路控制件工作,以使得所述第二水箱中的介质流入至所述绝热箱中进行保温,及在确定所述电堆再需冷启动时,在所述第二水泵的作用下,所述绝热箱中的介质流入至所述电堆循环回路中循环,以完成所述电堆的冷启动。

    17、第二方面,本技术提供了一种车辆的热管理系统的控制方法,包括:

    18、在所述热管理系统工作过程中,获取所述车辆内环境的第一温度;

    19、在确定所述第一温度小于车辆内环境的温度设定值时,控制分别与所述热管理系统中的电堆循环回路和空气调节循环回路连接的第一换热器工作,以对所述空气调节循环回路中的介质进行加热;

    20、在所述第一换热器工作后,若在第一预设时间内所述第一温度的上升速率小于预设速率阈值或在第二预设时间内所述第一温度未达到所述温度设定值,控制所述热管理系统中的第一加热器工作,以对所述空气调节循环回路中的介质进行加热,使得所述第一温度达到所述温度设定值。

    21、在一个可选的实施方式中,所述若在第一预设时间内所述第一温度的上升速率小于预设速率阈值或在第二预设时间内所述第一温度未达到所述温度设定值,控制所述热管理系统中的第一加热器工作,以对所述空气调节循环回路中的介质进行加热,使得所述第一温度达到所述温度设定值包括:

    22、若在第一预设时间内所述第一温度的上升速率小于预设速率阈值或在第二预设时间内所述第一温度未达到所述温度设定值,控制所述第一加热器及分别与所述热管理系统中的所述电堆循环回路与辅件循环回路连接的第二换热器工作,以对所述空气调节循环回路中的介质进行加热,使得所述第一温度达到所述温度设定值。

    23、在一个可选的实施方式中,所述电堆循环回路中的电堆的介质流出口处设置有第三温度传感器,所述第三温度传感器用于采集所述电堆的介质流出口处的第三温度;

    24、在执行所述在所述热管理系统工作过程中,获取所述车辆内环境的第一温度步骤之前,所述方法,还包括:

    25、在确定需启动所述热管理系统时,获取所述电堆的介质流出口处的第三温度和所述车辆外环境的第二温度;

    26、在确定所述第二温度小于预设环境温度阈值且所述第三温度小于预设出口温度阈值时,确定所述电堆需冷启动;

    27、在所述电堆需冷启动时,控制所述电堆循环回路中的第二放热装置工作,以使得所述第二放热装置对所述电堆循环回路中的介质进行加热;

    28、在所述第二放热装置对所述电堆循环回路中的介质进行加热过程中,若所述第三温度大于或等于所述预设出口温度阈值时,控制所述第二放热装置停止工作,以完成所述电堆的冷启动及控制所述热管理系统工作。

    29、在一个可选的实施方式中,所述电堆循环回路中的所述电堆与第二水泵之间还设置有中冷器,所述电堆并联连接有第二散热器,所述电堆的介质流出口处设置有第三温度传感器,所述第三温度传感器用于采集所述电堆的介质流出口处的第三温度,所述中冷器的介质流出口处设置有第四温度传感器,所述第四温度传感器用于采集所述中冷器的介质流出口处的第四温度;

    30、所述方法,还包括:

    31、在所述热管理系统中的所述电堆循环回路工作过程中,获取所述电堆的介质流出口处的第三温度及所述中冷器的介质流出口处的第四温度;

    32、确定所述第四温度与所述电堆循环回路的第一预设工作温度之间的第一比较结果及所述第三温度与所述第四温度之间的第一温差;

    33、确定所述第一温差与第一温差阈值之间的第二比较结果,所述第一温差阈值表征所述第三温度与所述第四温度之间允许的最大温差;

    34、根据所述第一比较结果和pid控制算法对所述第二散热器进行控制及根据所述第二比较结果和pid控制算法对所述第二水泵进行控制。

    35、在一个可选的实施方式中,所述辅件循环回路中的第一水泵的介质流出口处设置有第五温度传感器,所述第五温度传感器用于采集所述第一水泵的介质流出口处的第五温度,所述辅件循环回路中的电机的介质流出口处设置有第六温度传感器,所述第六温度传感器用于采集所述电机的介质流出口处的第六温度;

    36、所述方法,还包括:

    37、在所述热管理系统中的所述辅件循环回路工作过程中,获取所述第一水泵的介质流出口处的第五温度及所述电机的介质流出口处的第六温度;

    38、确定所述第五温度与所述辅件循环回路的第二预设工作温度之间的第三比较结果及所述第五温度与所述第六温度之间的第二温差;

    39、确定所述第二温差与第二温差阈值之间的第四比较结果,所述第二温差阈值表征所述第五温度与所述第六温度之间允许的最大温差;

    40、根据所述第三比较结果和pid控制算法对所述辅件循环回路中的第一散热器进行控制及根据所述第四比较结果和pid控制算法对所述第一水泵进行控制。

    41、在一个可选的实施方式中,所述方法,还包括:

    42、在所述热管理系统停止工作时,获取所述车辆外环境的第二温度;

    43、在所述第二温度小于预设环境温度阈值时,控制所述电堆循环回路中的第二水箱与其连接的绝热箱之间的第一管路控制件工作,以使得所述第二水箱中的介质流入至所述绝热箱中进行保温;

    44、在确定所述电堆再需冷启动时,在所述电堆循环回路中的第二水泵的作用下,所述绝热箱中的介质流入至所述电堆循环回路中循环,以完成所述电堆的冷启动。

    45、第三方面,本技术提供了一种车辆,包括处理器和存储器,所述处理器用于执行所述存储器中存储的车辆的热管理系统的控制程序,以实现如上所述的车辆的热管理系统的控制方法的步骤。

    46、本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点,本技术实施例提供的车辆的热管理系统包括车辆控制器及与车辆控制器连接的电堆循环回路、空气调节循环回路和第一换热器,车辆内设置有车辆控制器连接的第一温度传感器,第一温度传感器用于采集车辆内环境的第一温度;第一换热器分别与电堆循环回路和空气调节循环回路连接,第一换热器用于利用电堆循环回路换热后的热量对空气调节循环回路中的介质进行加热;空气调节循环回路连接有第一加热器,第一加热器用于对空气调节循环回路中的介质进行加热;车辆控制器用于在热管理系统工作过程中,根据第一温度和车辆内环境的温度设定值,对第一加热器和第一换热器进行控制,以对空气调节循环回路中的介质进行加热,使得第一温度达到温度设定值。通过以上方式,本技术通过在热管理系统中设置分别与电堆循环回路和空气调节循环回路连接的第一换热器,以使得电堆循环回路通过第一换热器进行换热,并且通过第一换热器换热后的热量对空气调节循环回路中的介质进行加热,在根据所采集的车辆内环境的第一温度确定第一温度未到达车辆内环境的温度设定值时,通过第一换热器和第一加热器的工作,以为空气调节循环回路提供热源,从而实现对空气调节循环回路中的介质进行加热,进而使得第一温度达到温度设定值,如此,不仅合理了利用了电堆循环回路所产生的热量,而且减少了第一加热器的使用,从而减少了车辆的能耗。


    技术特征:

    1.一种车辆的热管理系统,其特征在于,所述热管理系统包括:车辆控制器及与所述车辆控制器连接的电堆循环回路、空气调节循环回路和第一换热器,所述车辆内设置有与所述车辆控制器连接的第一温度传感器,所述第一温度传感器用于采集所述车辆内环境的第一温度;

    2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述车辆控制器还用于在确定所述第一温度小于所述温度设定值时,控制所述第一换热器工作,以对所述空气调节循环回路中的介质进行加热,及在所述第一换热器工作后,若在第一预设时间内所述第一温度的上升速率小于预设速率阈值或在第二预设时间内所述第一温度未达到所述温度设定值,控制所述第一加热器工作,以对所述空气调节循环回路中的介质进行加热,使得所述第一温度达到所述温度设定值。

    3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述热管理系统还包括与所述车辆控制器连接的辅件循环回路,所述车辆控制器设置于所述辅件循环回路中,所述辅件循环回路还包括第一水箱、第一水泵、空压机本体、空压机控制器、电压转换模块、氢泵控制器、电机及第一散热器;

    4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述热管理系统还包括与所述车辆控制器连接的第二换热器;

    5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述车辆控制器还用于在确定所述第一温度小于所述温度设定值时,控制所述第一换热器工作,以对所述空气调节循环回路中的介质进行加热,及在所述第一换热器工作后,若在第一预设时间内所述第一温度的上升速率小于预设速率阈值或在第二预设时间内所述第一温度未达到所述温度设定值,控制所述第一加热器和所述第二换热器工作,以对所述空气调节循环回路中的介质进行加热,使得所述第一温度达到所述温度设定值。

    6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述电堆循环回路包括依次设置的第二水箱、第二加热装置、第二水泵及电堆,所述第二加热装置为催化放热装置;

    7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述车辆外设置有与所述车辆控制器连接的第二温度传感器,所述第二温度传感器用于采集所述车辆外环境的第二温度,所述电堆循环回路还包括与所述第二水箱连接的绝热箱且所述第二水箱与所述绝热箱之间设置有与所述车辆控制器连接的第一管路控制件;

    8.一种车辆的热管理系统的控制方法,其特征在于,包括:

    9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述若在第一预设时间内所述第一温度的上升速率小于预设速率阈值或在第二预设时间内所述第一温度未达到所述温度设定值,控制所述热管理系统中的第一加热器工作,以对所述空气调节循环回路中的介质进行加热,使得所述第一温度达到所述温度设定值包括:

    10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述电堆循环回路中的电堆的介质流出口处设置有第三温度传感器,所述第三温度传感器用于采集所述电堆的介质流出口处的第三温度;

    11.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述电堆循环回路中的所述电堆与第二水泵之间还设置有中冷器,所述电堆并联连接有第二散热器,所述电堆的介质流出口处设置有第三温度传感器,所述第三温度传感器用于采集所述电堆的介质流出口处的第三温度,所述中冷器的介质流出口处设置有第四温度传感器,所述第四温度传感器用于采集所述中冷器的介质流出口处的第四温度;

    12.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述辅件循环回路中的第一水泵的介质流出口处设置有第五温度传感器,所述第五温度传感器用于采集所述第一水泵的介质流出口处的第五温度,所述辅件循环回路中的电机的介质流出口处设置有第六温度传感器,所述第六温度传感器用于采集所述电机的介质流出口处的第六温度;

    13.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法,还包括:

    14.一种车辆,其特征在于,包括处理器和存储器,所述处理器用于执行所述存储器中存储的车辆的热管理系统的控制程序,以实现权利要求7~13中任一项所述的车辆的热管理系统的控制方法的步骤。


    技术总结
    本申请涉及一种车辆的热管理系统、热管理系统的控制方法及车辆,热管理系统包括车辆控制器及与车辆控制器连接的电堆循环回路、空气调节循环回路和第一换热器;第一换热器分别与电堆循环回路和空气调节循环回路连接,第一换热器用于利用电堆循环回路换热后的热量对空气调节循环回路中的介质进行加热;空气调节循环回路连接有第一加热器;车辆控制器用于在热管理系统工作过程中,根据车辆内环境的第一温度和车辆内环境的温度设定值,对第一加热器和第一换热器进行控制,以对空气调节循环回路中的介质进行加热,使得第一温度达到温度设定值。本申请不仅合理了利用了电堆循环回路所产生的热量,而且减少了第一加热器的使用,从而减少了车辆的能耗。

    技术研发人员:黄振宇,黄猛,张永,刘智亮,王思偲
    受保护的技术使用者:珠海格力电器股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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