车用热管理系统及控制方法与流程

1.本发明涉及车用空调技术领域，尤其涉及一种车用热管理系统及控制方法。


背景技术：

2.新能源汽车产业的发展速度越来越快，特别是纯电动汽车，已经成为现代汽车产业发展的重要方向，电动汽车的整车热管理技术也越来越重要。
3.现有技术中，纯电动汽车的驾驶室制冷和电池的热管理共用一套空调系统，即，空调系统要同时满足驾驶室和电池的热管理需求，在环境温度较高时，空调的制冷量无法同时满足驾驶室和电池的热管理需求，则会影响驾驶室的制冷效果或者限制电池的输出。若增大空调系统的压缩机的功率，则会导致制冷需求量小时，造成能耗的增加。
4.因此，如何提供一种车用热管理系统，空调的制冷量既能同时满足驾驶室和电池的热管理需求，又避免造成制冷需求量小时能耗的增加是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明提供一种车用热管理系统及控制方法，用以解决现有技术中空调系统要么不能满足驾驶室和电池的热管理需求，要么造成能耗较高的缺陷。
6.本发明提供一种车用热管理系统，包括：
7.驾驶室制冷循环回路，用于提供制冷动力；包括驾驶室制冷干路、以及并联的第一驾驶室制冷支路和第二驾驶室制冷支路；
8.电池冷媒制冷循环回路，包括冷媒制冷干路、所述第一驾驶室制冷支路和/或所述第二驾驶室制冷支路；且所述冷媒制冷干路与所述驾驶室制冷干路并联；
9.电池冷却自循环回路；与所述冷媒制冷干路共用冷却器。
10.根据本发明提供的一种车用热管理系统，所述驾驶室制冷干路上设置有蒸发器；所述第一驾驶室制冷支路上布置有第一压缩机、第一换热器和第一截止阀；所述第二驾驶室制冷支路上布置有第二压缩机、第二换热器和第二截止阀；所述驾驶室制冷干路上布置有蒸发器和第一膨胀阀。
11.根据本发明提供的一种车用热管理系统，所述第一压缩机的上游设置有第一压力传感器，所述第一压缩机和第一换热器之间设置有第一温度压力传感器，所述第一换热器的下游设置有第一温度传感器；所述第二压缩机的上游设置有第二压力传感器，所述第二压缩机和第二换热器之间设置有第二温度压力传感器，所述第二换热器的下游设置有第二温度传感器。
12.根据本发明提供的一种车用热管理系统，所述第一膨胀阀为热力膨胀阀，所述第一换热器和所述第二换热器均为冷凝器。
13.根据本发明提供的一种车用热管理系统，所述冷媒制冷干路上设置有第二膨胀阀和第三温度传感器，且所述第二膨胀阀设置于所述冷却器的上游，所述第三温度传感器设
置于所述冷却器的下游。
14.根据本发明提供的一种车用热管理系统，所述第一驾驶室制冷支路和所述第二驾驶室制冷支路的一侧均设置有散热器。
15.根据本发明提供的一种车用热管理系统，所述电池冷却自循环回路包括电池包、水泵和所述冷却器，所述水泵用于驱动冷媒流动；所述电池包的上游设置有第四温度传感器，所述电池包和所述水泵之间设置有第五温度传感器。
16.本发明还提供一种双极制冷的车用热管理控制方法，利用上述的车用热管理系统，包括：当电池需要制冷、空调不需要制冷时，第一驾驶室制冷支路导通，驾驶室制冷干路切断，冷媒制冷干路导通，电池冷媒制冷循环回路导通；
17.当电池不需要制冷、空调需要制冷时，所述第一驾驶室制冷支路导通，所述驾驶室制冷干路导通，驾驶室制冷循环第一回路导通；所述冷媒制冷干路切断，所述电池冷媒制冷循环回路切断；
18.当电池和空调均需要制冷时，所述第一驾驶室制冷支路导通，所述驾驶室制冷干路导通；所述电池冷媒制冷循环回路导通；当制冷量不够时，第二驾驶室制冷支路导通。
19.根据本发明提供的一种双极制冷的车用热管理的控制方法，当需要快速制冷时，所述第一驾驶室制冷支路和所述第二驾驶室制冷支路同时导通；
20.当所述第一驾驶室制冷支路和所述第二驾驶室制冷支路其中一者发生故障时，可以采用另一者满足制冷需求。
21.本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述双极制冷的车用热管理的控制方法的步骤。
22.本发明提供的车用热管理系统及控制方法，通过驾驶室制冷循环回路提供制冷动力，第一驾驶室制冷支路和第二驾驶室制冷支路并联设置，能够实现双极制冷，制冷量大，能够快速响应制冷需求，而且驾驶室和电池只需其中之一制冷时，可以仅将第一驾驶室制冷支路或第二驾驶室支路导通，只要能满足制冷需求即可，降低能耗；另外，当第一驾驶室制冷支路和第二驾驶室制冷支路其中一者发生故障时，可以通过另一者进行满足使用需求，形成备用方案。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本发明提供的车用热管理系统的结构框图；
25.图2是本发明提供的电子设备的结构示意图；
26.附图标记：
27.100、驾驶室制冷干路；101、蒸发器；102、第一膨胀阀；
28.200、第一驾驶室制冷支路；201、第一压缩机；202、第一换热器；203、第一截止阀；204、第一压力传感器；205、第一温度压力传感器；206、第一温度传感器；
29.300、第二驾驶室制冷支路；301、第二压缩机；302、第二换热器；303、第二截止阀；304、第二压力传感器；305、第二温度压力传感器；306、第二温度传感器；
30.400、冷媒制冷干路；401、冷却器；402、第二膨胀阀；403、第三温度传感器；
31.501、电池包；502、水泵；503、第四温度传感器；504、第五温度传感器；
32.601、散热器；
33.a、驾驶室制冷循环第一回路；b、驾驶室制冷循环第二回路；c、电池冷媒制冷循环回路；d、电池自循环回路；
34.210、处理器；220、通信接口；230、存储器；240、通信总线。
具体实施方式
35.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.下面结合图1描述本发明的提供的车用热管理系统，包括驾驶室制冷循环回路、电池冷媒制冷循环回路和电池冷却自循环回路，其中，驾驶室制冷循环回路用于提供制冷动力；包括驾驶室制冷干路100、以及并联的第一驾驶室制冷支路200和第二驾驶室制冷支路300；驾驶室制冷干路100和第一驾驶室制冷支路200形成驾驶室制冷循环第一回路a；驾驶室制冷干路100和第二驾驶室制冷支路300形成驾驶室制冷循环第二回路b；在需要制冷作业时，驾驶室制冷干路100导通，第一驾驶室制冷支路200和第二驾驶室制冷支路300可以同时导通，也可以择一导通，根据制冷需求自行选择；电池冷媒制冷循环回路c包括冷媒制冷干路400、第一驾驶室制冷支路200和/或第二驾驶室制冷支路300；当电池需要制冷时，电池冷媒制冷循环回路c需要导通，对冷却器注入冷媒；电池冷媒制冷循环回路c导通时，需要冷媒制冷干路400导通，第一驾驶室制冷支路200和第二驾驶室制冷支路300可以同时导通，也可以择一导通；冷媒制冷干路400与驾驶室制冷干路100并联，目的为了实现二者的工作互不影响；当驾驶室需要制冷、电池不需要制冷时，驾驶室制冷干路100导通，冷媒制冷干路400切断；当驾驶室不需要制冷、电池需要制冷时，驾驶室制冷干路100切断，冷媒制冷干路400导通；其中，冷媒制冷干路400和电池冷却自循环回路共用冷却器401；即，当电池冷媒制冷循环回路导通c时，电池自循环回路d具有冷媒通过，能够实现对电池的冷却。
38.其中，第一驾驶室制冷支路200和第二驾驶室制冷支路300可以设置为一个优先顺序，下面以将第一驾驶室制冷支路200设置为优先级为例进行说明。即，将第一驾驶室制冷支路200设置为主系统，第二驾驶室制冷支路300设置为辅助系统。
39.如图1所示，在本发明的实施例中，驾驶室制冷干路100上设置有蒸发器101，蒸发
器101是低温的冷凝液体通过蒸发器101与外界的空气进行热交换，气化吸热，达到制冷的目的。第一驾驶室制冷支路200上布置有第一压缩机201、第一换热器202和第一截止阀203；第一压缩机201的上游设置有第一压力传感器204，第一压缩机201和第一换热器202之间设置有第一温度压力传感器205；第一换热器202的下游设置有第一温度传感器206；第二驾驶室制冷支路300上布置有第二压缩机301、第二换热器302和第二截止阀303；第二压缩机301的上游设置有第二压力传感器304，第二压缩机301和第二换热器302之间设置有第二温度压力传感器305，第二换热器302的下游设置有第二温度传感器306；驾驶室制冷干路100上布置有第一膨胀阀102。
40.第一压缩机201和第二压缩机301是将低压气体提升为高压气体的一种从动的流体机械，从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩-冷凝-膨胀-蒸发的制冷循环。为了便于控制，第一压缩机201和第二压缩机301均采用电动压缩机。
41.其中，第一换热器202和第二换热器302均为冷凝器，能把气体或蒸汽转变成液体，将管子里的热量以很快的方式传到管子附近的空气中。第一膨胀阀102为热力膨胀阀，热力膨胀阀可以通过蒸发器101出口气态制冷剂的过热度来控制进入蒸发器101的制冷剂流量。
42.在本发明的实施例中，冷媒制冷干路400上设置有第二膨胀阀402和第三温度传感器403，第二膨胀阀402设置于冷却器401的上游，第三温度传感器403设置于冷却器401的下游；其中，第二膨胀阀402为电子膨胀阀，当驾驶室和电池同时需要制冷时，可以通过调节电子膨胀阀的开度来满足制冷需求。
43.在本发明的实施例中，第一驾驶室制冷支路200和第二驾驶室制冷支路300的一侧均设置有散热器601，散热器601可以为风扇，也可以为气体的散热装置，散热器601用于对第一换热器202和第二换热器302的降温，确保正常使用。
44.在本发明的实施例中，电池冷却自循环回路包括电池包501、水泵502和冷却器401，水泵502用于驱动冷媒流动；电池包501的上游设置有第四温度传感器503，电池包501和水泵502之间设置有第五温度传感器504。
45.其中，第一温度传感器206、第二温度传感器306、第三温度传感器403、第四温度传感器503和第五温度传感器504用来对所在的管路进行温度监测，并将监测到的温度通过电信号传递给控制器，控制器能够对热管理系统实现远程控制。第一温度压力传感器205和第二温度压力传感器305用于对所在回路的温度和压力进行监测。
46.本提供的车用热管理系统，使用两套压缩机和冷凝器，第一压缩机201和第一换热器202为主系统，第二压缩机301和第二换热器302为辅助系统，具有四种工作模式，如图1所示：
47.驾驶室制冷循环第一回路a：第一驾驶室制冷支路200和驾驶室制冷干路100导通，第一压缩机201-第一温度压力传感器205-第一换热器202-第一温度传感器206-第一截止阀203-第一膨胀阀102-蒸发器101-第一压力传感器204-第一压缩机201。
48.驾驶室制冷循环第二回路b：此时第二驾驶室制冷支路300和驾驶室制冷干路100导通，第二压缩机301-第二温度压力传感器305-第二换热器302-第二温度传感器306-第二截止阀303-第一膨胀阀102-蒸发器101-第二压力传感器304-第二压缩机301。
49.电池冷媒制冷循环回路c：此时第一驾驶室制冷支路200和冷媒制冷干路400导通，
第一压缩机201-第一温度压力传感器205-第一换热器202-第一温度传感器206-第二膨胀阀402-冷却器401-第三温度传感器403-第一压力传感器204-第一压缩机201。
50.当然，电池冷媒制冷循环回路c还可以是第二驾驶室制冷支路300和冷媒制冷干路导通，在此不再赘述。
51.电池自循环回路d：电池包501-第五温度传感器504-水泵502-冷却器401-第四温度传感器503-电池包501。
52.本发明提供的车用热管理系统的使用过程为：
53.当电池需要制冷、空调不需要制冷时，第一截止阀203、第二截止阀303关闭，第二膨胀阀402打开，形成上述电池冷媒制冷循环回路c；其中，第二膨胀阀402和第一压缩机201根据温度进行调节。
54.当电池不需要制冷、空调需要制冷时，优先使用第一压缩机201开启，第一截止阀203打开，第二压缩机301关闭，第二截止阀303关闭，第一膨胀阀102打开，第二膨胀阀402关闭；形成驾驶室制冷循环第一回路a。
55.当电池和空调同时需要制冷时，先打开第一压缩机201，第二压缩机301关闭，第一截止阀203打开，第二截止阀303关闭，第一膨胀阀102和第二膨胀阀402打开，驾驶室制冷循环第一回路a和电池冷媒制冷循环回路c导通；当压缩机的制冷能力不够时，第二压缩机301和第二截止阀303打开，给驾驶室制冷，驾驶室制冷循环第二回路b也导通；通过调节第一截止阀203和第二膨胀阀402，满足制冷需求。
56.当驾驶室需要快速制冷时，可以开启快速制冷功能，将第一压缩机201和第二压缩机301同时打开，第一截止阀203和第二截止阀303同时打开，驾驶室制冷循环第一回路a和驾驶室制冷循环第二回路b同时工作，达到快速制冷的功能。
57.当驾驶室制冷循环第一回路a出现故障时，可以开启驾驶室制冷循环第二回路b进行制冷，不影响整车工作。此时，第一压缩机201和第一截止阀203关闭，第二压缩机301和第二截止阀303打开，满足整车制冷需求。
58.综上，本发明提供的车用热管理系统，拥有驾驶室制冷循环第一回路a和驾驶室制冷循环第二回路b两套制冷系统，双极制冷，制冷量大，能够快速响应制冷需求；另外，能够根据使用需求选择驾驶室制冷循环第一回路a和驾驶室制冷循环第二回路b同时工作还是择一工作，既能满足高制冷量的需求，又能保证低制冷量时的低能耗。
59.下面对本发明提供的双极制冷的车用热管理控制方法进行描述，下文描述的双极制冷的车用热管理控制方法与上文描述的车用热管理系统可相互对应参照。
60.本发明的另一方面实施例在于提供一种双极制冷的车用热管理控制方法，包括以下步骤：
61.当电池需要制冷、空调不需要制冷时，第一驾驶室制冷支路200导通，驾驶室制冷干路100切断；冷媒制冷干路400导通，电池冷媒制冷循环回路c导通；
62.当电池不需要制冷、空调需要制冷时，第一驾驶室制冷支路200导通，驾驶室制冷干路100导通，驾驶室制冷循环第一回路a导通；冷媒制冷干路400切断，电池冷媒制冷循环回路c切断；
63.当电池和空调均需要制冷时，第一驾驶室制冷支路200导通，驾驶室制冷干路100导通；电池冷媒制冷循环回路c导通；当制冷量不够时，第二驾驶室制冷支路300导通。
64.在本发明的实施例中，当需要快速制冷时，第一驾驶室制冷支路200和第二驾驶室制冷支路300同时导通；
65.当第一驾驶室制冷支路200和第二驾驶室制冷支路300其中一者发生故障时，可以采用另一者满足制冷需求。
66.本发明提供的双极制冷的车用热管理控制方法，通过控制拥有驾驶室制冷循环第一回路a和驾驶室制冷循环第二回路b两套制冷系统，双极制冷，制冷量大，能够快速响应制冷需求；另外，能够根据使用需求选择驾驶室制冷循环第一回路a和驾驶室制冷循环第二回路b同时工作还是择一工作，既能满足高制冷量的需求，又能保证低制冷量时的低能耗。
67.图2示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图2所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)210、通信接口(communications interface)220、存储器(memory)230和通信总线240，其中，处理器210，通信接口220，存储器230通过通信总线240完成相互间的通信。处理器210可以调用存储器230中的逻辑指令，以执行车用热管理控制方法，该方法包括：当电池需要制冷、空调不需要制冷时，第一驾驶室制冷支路200导通，驾驶室制冷干路100切断；冷媒制冷干路400导通，电池冷媒制冷循环回路c导通；
68.当电池不需要制冷、空调需要制冷时，第一驾驶室制冷支路200导通，驾驶室制冷干路100导通；冷媒制冷干路400切断，电池冷媒制冷循环回路c切断；
69.当电池和空调均需要制冷时，第一驾驶室制冷支路200导通，驾驶室制冷干路100导通；电池冷媒制冷循环回路c导通；当制冷量不够时，第二驾驶室制冷支路300导通。
70.此外，上述的存储器230中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
71.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
72.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
73.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以
是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
74.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“方式”、“具体方式”、或“一些方式”等的描述意指结合该实施例或方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或方式中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或方式以及不同实施例或方式的特征进行结合和组合。
75.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。