车辆及其热管理系统的控制方法与流程

1.本发明涉及车辆领域，尤其是涉及一种车辆及其热管理系统的控制方法。


背景技术：

2.混合动力车辆整车热管理系统分为发动机冷却系统、中冷冷却系统、电机电控冷却系统、空调系统和电池冷却系统，各系统均独立运行。由此导致以下缺陷：
3.(1)发动机暖风加热和ptc电加热只能在特定的工况下独立运行，由此造成成本增加，能耗较高；(2)电池采暖设计中，仅设计了ptc电加热器对电池加热，效率较低且会出现电池功率不足无法满足电池加热的情况。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种车辆的热管理系统的控制方法，所述控制方法具有性能好的优点。
5.本发明还提出了一种车辆，所述车辆的热管理系统应用了如上所述的热管理系统的控制方法。
6.根据本发明实施例的车辆的热管理系统的控制方法，所述热管理系统包括发动机的冷却单元、电池单元和ptc加热单元；
7.所述控制方法包括：
8.当发动机处于低温状态时，根据所述发动机的出水温度信息，所述发动机的热量对所述电池单元加热，所述ptc加热单元可选择地对所述电池单元加热。
9.根据本发明实施例的车辆的热管理系统的控制方法，当发动机处于低温状态时，结合根据发动机的出水温度信息，利用发动机的热量对电池单元进行预热，再结合ptc加热单元，使ptc加热单元可以根据具体温度信息可选择地决定是否给电池单元加热，由此可以避免相关技术中出现的由于电池功率不足而无法满足电池加热的情况。
10.在一些实施例中，所述ptc加热单元的冷却液与所述发动机的冷却单元通过第一截止阀连通，当发动机处于低温状态时，开启所述ptc加热单元，所述第一截止阀闭合，对所述发动机的出水预热，直至所述发动机的出水温度达到目标温度。
11.在一些实施例中，所述发动机的冷却单元包括节温器和小循环支路，所述小循环支路用于连接且连通所述发动机的出水口和所述节温器，所述节温器适于控制所述小循环支路的通断；
12.对所述发动机的出水预热后，当所述发动机的出水温度达到目标温度时，启动所述发动机，所述发动机的热量对所述发动机内的水路加热，受热后的水通过所述小循环支路流动，调节所述ptc加热单元至预设档位，所述小循环支路的水路与所述ptc加热单元同时对冷却液加热。
13.在一些实施例中，当常温环境温度时，所述ptc加热单元断开，所述第一截止阀断开，所述小循环支路内的水对冷却液加热；
14.当车辆处于混动模式时，先通过所述小循环支路对空调系统加热，当所述小循环支路不满足要求时再通过所述ptc加热单元对空调系统加热；
15.当车辆ev模式时，所述ptc加热单元通过三通电磁阀串联暖风芯体，直接对空调系统加热；
16.电池采暖过程中，在混动模式时，通过所述小循环支路对电池单元加热，当所述电池单元未达到预设温度要求时，所述ptc加热单元对电池单元加热。
17.在一些实施例中，所述热管理系统还包括用于空调系统和电池单元采暖的综合采暖回路，所述综合采暖回路与所述ptc加热单元并联且包括三通电磁阀、暖风芯体和板换热水侧结构；
18.空调采暖过程或者所述发动机暖机过程中，所述ptc加热单元调制预定档位，所述三通电磁阀连通所述暖风芯体处的冷却流路，所述板换热水侧结构回路断开；
19.电池采暖过程中，所述三通电磁阀连接所述板换热水侧结构回路，所述暖风芯体回路断开，当电池单元的温度达不到预定要求时，通过所述ptc电加热单元对电池单元加热；
20.当车辆处于ev模式时，所述ptc加热单元通过所述三通电磁阀串联所述板换热水侧结构，对所述电池单元加热；
21.所述发动机高温冷却过程中，截断所述综合采暖回路。
22.在一些实施例中，所述热管理系统还包括变速器油冷单元和电机电控冷却单元，所述变速器油冷单元与所述电机电控冷却单元并联。
23.在一些实施例中，所述变速器油冷单元包括串联的第二截止阀和单向阀，当发动机暖机过程中，所述第二截止阀断开，截断所述变速器冷却回路；当变速器水温高于预设数值时，所述第二截止阀闭合，所述变速器冷却回路连通。
24.在一些实施例中，当车辆处于混动模式和ev模式行驶冷却时，所述第二截止阀闭合，所述变速器冷却回路并联在所述电机电控冷却单元低温回路中。
25.在一些实施例中，所述发动机的冷却单元包括节温器、小循环支路和大循环支路，所述小循环支路用于连接且连通所述发动机的出水口和所述节温器，所述大循环支路的冷却液从所述发动机出水口流出后，流经高温散热器、所述节温器后返回到所述发动机，所述节温器适于控制所述大循环支路、所述小循环支路的通断；
26.所述发动机暖机过程中，所述小循环支路打开，所述大循环支路关闭；
27.所述发动机暖机过后，所述大循环支路打开，所述小循环支路流量逐渐减小，当所述节温器达到全开温度后，所述大循环支路打开，所述小循环支路关闭。
28.根据本发明实施例的车辆，所述车辆包括热管理系统，所述热管理系统的控制方法为如上所述的车辆的热管理系统的控制方法。
29.根据本发明实施例的车辆，当发动机处于低温状态时，结合根据发动机的出水温度信息，利用发动机的热量对电池单元进行预热，再结合ptc加热单元，使ptc加热单元可以根据具体温度信息可选择地决定是否给电池单元加热，由此可以避免相关技术中出现的由于电池功率不足而无法满足电池加热的情况。
附图说明
30.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
31.图1是根据本发明实施例的车辆的热管理系统的结构示意图。
32.附图标记：
33.1、发动机的出水口
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2、发动机的进水口
34.3、小循环支路
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4、三通电磁阀
35.5、ptc加热单元
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6、暖风芯体
36.7、板换热水侧结构
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8、板换冷水侧结构
37.9、节温器
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10、第一截止阀
38.11、电机电控散热器
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12、电动水泵二
39.13、第二截止阀
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14、变速器油冷器
40.15、单向阀
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16、电机电控冷却单元
41.17、电动水泵三
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18、冷凝器
42.19、中冷器
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20、高温散热器
43.21、涡轮增压器
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22、单向阀一
44.23、电动水泵四
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24、副水箱一
45.25、温度传感器
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26、电池包
46.27、副水箱二
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28、电动水泵五
47.29、电池包冷却器水侧
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30、电池包冷却器冷媒侧
48.31、节气门进气口
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32、发动机
49.33、电动水泵一。
具体实施方式
50.下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
51.下面参考图1描述根据本发明实施例的车辆的热管理系统的控制方法，热管理系统包括发动机32、电池单元和ptc加热单元5。需要说明的是，车辆可以为新能源汽车，其可以混合动力车；ptc加热单元5包括ptc，ptc也可以称为热敏电阻，在新能源车辆上利用电能用于给车辆相关部件或空间加热。
52.热管理系统的控制方法包括：
53.当发动机32处于低温状态时，根据发动机32的出水温度信息，发动机32的热量对电池单元加热，ptc加热单元5可选择地对电池单元加热。
54.根据本发明实施例的车辆的热管理系统的控制方法，当发动机32处于低温状态时，结合根据发动机32的出水温度信息，利用发动机32的热量对电池单元进行预热，再结合ptc加热单元5，使ptc加热单元5可以根据具体温度信息可选择地决定是否给电池单元加热，由此可以避免相关技术中出现的由于电池功率不足而无法满足电池加热的情况。
55.根据本发明的一些实施例中，如图1所示，ptc加热单元5的冷却液与发动机32的冷却单元通过第一截止阀10连通，发动机32的冷却单元包括节温器9和小循环支路3，小循环
支路3用于连接且连通发动机的出水口1和节温器9，小循环支路3用于连接且连通所述发动机的出水口1和节温器9，节温器9适于控制小循环支路3的通断。
56.热管理系统的控制方法还包括：当发动机32处于低温状态时，开启ptc加热单元5，第一截止阀10闭合，对发动机32的出水预热，直至发动机32的出水温度达到目标温度，启动发动机32，发动机32的热量对发动机32内的水路加热，受热后的水通过小循环支路流动，调节ptc加热单元5至预设档位，小循环支路的水路与ptc加热单元5同时对冷却液加热；当常温环境温度时，ptc加热单元5断开，第一截止阀10断开，小循环支路的水对冷却液加热。此时，小循环支路可以直接对冷却液加热，从而可以暖机过程中加快发动机32冷却液温度上升速度，缩短暖机时间。
57.进一步地，当车辆处于混动模式时，先通过小循环支路对空调系统加热，当小循环支路不满足要求时再通过ptc加热单元5对空调系统加热。
58.当车辆ev模式，也即纯电动模式时，ptc加热单元5通过三通电磁阀4串联暖风芯体6，直接对空调系统加热。需要说明的是，这里的“串联”可以指各部分的冷却液通道的串联。电池采暖过程中，在混动模式时，通过小循环支路对电池单元加热，当电池单元未达到预设温度要求时，ptc加热单元5对电池单元加热。由此可以综合调配车辆的热源，对车辆的热管理系统进行精细化管控，避免各个热源模块独立运行时，出现过高的能源消耗。
59.需要说明的是，当车辆车处于混动模式或者ev模式时，发动机处于工作状态，且发动机放热，发动机的水循环系统将会对发动机冷却，而被发动机处的水循环系统吸收的热量可以通过小循环支路带走，小循环支路可以将该部分热量传递给空调系统或者电池单元，从而可以实现对空调系统或者电池单元加热效果，进而达到节能效果。
60.在一些实施例中，热管理系统还包括用于空调系统和电池单元采暖的综合采暖回路，综合采暖回路与ptc加热单元5并联且包括三通电磁阀4、暖风芯体6和板换热水侧结构7。需要说明的是，这里的“并联”可以指各部分的冷却液通道的并联。空调采暖过程、或者发动机32暖机过程中，ptc加热单元5调制预定档位，三通电磁阀4连通暖风芯体6处的冷却回路，板换热水侧结构7回路断开；电池采暖过程中，三通电磁阀4连接板换热水侧结构7回路，暖风芯体6回路断开，当电池单元的温度达不到预定要求时，通过所述ptc电加热单元对电池单元加热；当车辆处于ev模式时，ptc加热单元5通过三通电磁阀4串联板换热水侧结构7，对电池单元加热；发动机32高温冷却过程中，截断综合采暖回路。与相关技术相比，可以有效地缩短暖机时间，减少油耗。此外，发动机32处于高温冷却时，可以通过第一截止阀10截断综合采暖回路，能够减少发动机32冷却流路负荷。需要说明的是，这里的“串联”可以指各部分的冷却液通道的串联。
61.在一些实施例中，热管理系统还包括变速器油冷单元和电机电控冷却单元16，变速器油冷单元与电机电控冷却单元16并联。变速器油冷单元包括串联的第二截止阀13和单向阀15。需要说明的是，这里的“串联”、“并联”可以指各部分的冷却液通道的串联、并联。相关技术中，变速器油冷器14并联在发动机32高温冷却回路里，变速器水温温度较高，从而导致变速器油温较高，且变速器油冷器14支路流量不稳定，不利于变速器润滑。
62.而在本发明的实施例中，热管理系统的控制方法包括：
63.当发动机32暖机过程中，第二截止阀13断开，截断变速器冷却回路，由此可以加快变速器水温上升速度，减少摩擦损失；
64.当变速器水温高于预设数值时，第二截止阀13闭合，变速器冷却回路连通，变速器水温和油温较低，由此可以减少高温发动机32冷却回路的负荷，提升变速器支路的水流量稳定性，有利于变速器冷却和发动机32冷却，利于变速器润滑。而，在纯电模式下，也易于实现对变速器的冷却；
65.当车辆处于混动模式和ev模式行驶冷却时，第二截止阀13闭合，变速器冷却回路并联在电机电控冷却单元16低温回路中。需要说明的是，这里的“并联”可以指各部分的冷却液通道的并联。
66.相关技术中，小循环支路旁通，节温器9全开后小循环支路3仍有流量，造成发动机32负荷增加，不利于发动机32冷却。而根据本发明的一些实施例，发动机32的冷却单元包括节温器9、小循环支路3和大循环支路，小循环支路3用于连接且连通发动机的出水口1和节温器9，大循环支路的冷却液从发动机的出水口1流出后，流经高温散热器20、节温器9后返回到发动机32，节温器9适于控制大循环支路、小循环支路3的通断；
67.发动机32暖机过程中，小循环支路3打开，大循环支路关闭；
68.发动机32暖机过后，大循环支路打开，小循环支路3流量逐渐减小，当节温器9达到全开温度后，大循环支路打开，小循环支路3关闭。由此可以减少发动机32冷却流路负荷，降低水泵的功耗需求。
69.根据本发明实施例的车辆，车辆包括热管理系统，热管理系统的控制方法为如上所述的车辆的热管理系统的控制方法。
70.如图1所示，车辆的热管理系统包括发动机的出水口1、发动机的进水口2、小循环支路3、三通电磁阀4、ptc加热单元5、暖风芯体6、板换热水侧结构7、板换冷水侧结构8、节温器9、第一截止阀10、电机电控散热器11、电动水泵二12、第二截止阀13、变速器油冷器14、单向阀15、电机电控冷却单元16、电动水泵三17、冷凝器18、中冷器19、高温散热器20、涡轮增压器21、单向阀一22、电动水泵四23、副水箱一24、温度传感器25、电池包26、副水箱二27、电动水泵五28、电池包冷却器水侧29、电池包冷却器冷媒侧30、节气门进气口31、发动机32和电动水泵一33。上述部件的连接、连通方式如图1所示，上述部件的连接方式以及工作原理对本领域技术人员来讲是熟知的，这里不再赘述。
71.根据本发明实施例的车辆，当发动机32处于低温状态时，结合根据发动机32的出水温度信息，利用发动机32的热量对电池单元进行预热，再结合ptc加热单元5，使ptc加热单元5可以根据具体温度信息可选择地决定是否给电池单元加热，由此可以避免相关技术中出现的由于电池功率不足而无法满足电池加热的情况。
72.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
73.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。