预见性整车热管理控制方法及系统与流程

1.本发明涉及新能源车热管理技术领域，具体涉及一种预见性整车热管理控制方法及系统。


背景技术：

2.现有技术中，在对电机、电池进行温度控制时，总是根据最严苛工况，对控制系统参数进行标定，将冷却液温度控制在目标值，以此来控制电机、电池温度，满足不同工况下系统散热需求。然而，车辆运行过程中并不总是处于最严苛工况，可以说大部分时间车辆运行平稳，并不需要大倍率充放电，若控制系统参数均按最严苛工况标定，系统执行单元都按最严苛工况执行，势必存在资源浪费，增加整车能耗。
3.中国专利(公开日：2021年07月30日、公开号：cn113370846a) 公开了一种电池预见性热管理方法及系统，属于电池热管理技术领域，包括采集电机参与度信息和温度影响信息，对电机参与度信息进行处理得到充放电倍率，根据充放电倍率查找预设的充放电倍率电池温度区间表得到初步温度区间，根据温度影响信息从初步温度区间中选择初步温度，对温度影响信息进行处理得到温度影响系数，利用温度影响系数对初步温度进行修正得到电池目标温度，基于电池目标温度对动力电池进行温度调节。本技术能够设计合理的电池目标温度，能够使动力电池温度调节能够满足当前和下一阶段驾驶用电需求，提高温度调节效率和精度，保证电池高压安全，降低温度调节所需能耗。但是动力电池在充放电过程中温度变化剧烈，即使得到了合理的电池目标温度，也很难将电池温度控制在目标温度，改技术对控制系统要求极高，对新能源车型而言，同时需要对电池、电机进行温度控制，但现有技术仅针对动力电池提出预见性加热、制冷方法，并不适用于电机冷却。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种预见性整车热管理控制方法及系统，针对不同道路、不同工况电池充放电倍率不同，对水泵、风扇、空调压缩机等执行单元控制参数进行修正，适当降低执行单元转速，达到降低整车热管理能耗的目的。
5.为实现上述目的，本发明所设计的预见性整车热管理控制方法，设计时按最严苛工况，对热管理控制系统进行标定，按峰值充放电倍率对车辆进行连续充放，在满足最严苛工况下系统散热需求的前提下，根据电池实际充放电倍率对执行单元控制参数进行修正，车辆行驶时，根据车联网地图提供用户行车路线及道路信息，提前对执行单元控制参数进行修正，使冷却液温度达到目标值，调节电机、电池温度。
6.优选地，包括信息输入单元、控制单元和执行单元，信息输入单元将路面信息、行车信息及电池充放电电流发送给控制单元，控制单元用于对信息输入单元输入的信息进行处理，控制执行单元运行，执行单元根据控制单元发送的指令运行。
7.优选地，所述信息输入单元包括车联网地图及电池管理系统，所述路面信息及行车信息由车联网地图提供，包括不同时刻路面海拔高度，所述行车信息包括下一阶段行车
路线以及对应的路面信息，所述电池充放电电流由电池管理系统提供，所述控制单元包括电机电池温控器，其根据当前及下一阶段路面海拔高度，得到道路坡度及坡长，根据电池充放电电流得到电池充放电倍率，再根据道路坡度及坡长、电池充放电倍率，确定执行单元控制参数的修正系数，将修正后的控制参数发送给执行单元，进而控制执行单元运行，所述执行单元包括电子风扇、电子水泵、空调压缩机，通过执行单元的合理运行，调节冷却液温度，进而控制电机、电池温度。
8.优选地，电池管理系统提供不同时刻电池充放电电流，根据电池当前容量，换算出电池充放电倍率，当0＜充放电倍率≤c1时，修正系数0＜x1＜1；当c1＜充放电倍率≤c2时，修正系数0＜x2 ＜1；当c2＜充放电倍率≤c3时，修正系数0＜x3＜1；当c3＜充放电倍率≤c4时，修正系数0＜x4＜1；当c4＜充放电倍率≤c5时，修正系数x5＝1，0＜x1＜x2＜x3＜x4＜x5＝1，充放电倍率及对应修正系数的具体数值经标定确定。
9.优选地，车联网地图提供用户行车路线及对应地面海拔高度，根据不同时刻地面海拔，换算出地面坡度及坡长，当0≤坡度＜p1 时视为平路，对应0＜充放电倍率≤c1，修正系数0＜x1＜1；当p1 ≤坡度＜p2时视为缓坡1，对应c1＜充放电倍率≤c2，修正系数0 ＜x2＜1；当p2≤坡度＜p3时视为缓坡2,对应c2＜充放电倍率≤ c3，修正系数0＜x3＜1；当p3≤坡度＜p4时视为陡坡1，对应c3 ＜充放电倍率≤c4，修正系数0＜x4＜1；当p4≤坡度≤p5时视为陡坡2,对应c4＜充放电倍率≤c5，修正系数x5＝1，0＜x1＜x2＜ x3＜x4＜x5＝1，坡度阈值、充放电倍率及修正系数的具体数值经标定确定。
10.优选地，当车辆行驶在平坦路面上时，电机功率相对较小，电池放电倍率小，电机电池温控器接收到电池管理系统发送信息，根据当前电池充放电倍率对执行单元控制参数进行修正，修正系数x1，执行单元转速最低。
11.优选地，当车辆行驶在缓坡1上时，相比在平坦路面上，电机功率增大，电池放电倍率增大，电机电池温控器接收到电池管理系统发送信息，根据当前电池充放电倍率对执行单元控制参数进行修正，修正系数x2，执行单元转速相比在平坦路面上升高；
12.当车辆行驶在缓坡2上时，相比在缓坡1上，电机功率增大，电池放电倍率增大，电机电池温控器接收到电池管理系统发送信息，根据当前电池充放电倍率对执行单元控制参数进行修正，修正系数 x3，执行单元转速相比在缓坡1上升高；
13.当车辆行驶在陡坡1上时，相比在缓坡2上，电机功率增大，电池放电倍率增大，电机电池温控器接收到电池管理系统发送信息，根据当前电池充放电倍率对执行单元控制参数进行修正，修正系数 x4，执行单元转速相比在缓坡2上升高；
14.当车辆行驶在陡坡2上时，电机功率最大，电池放电倍率最大，电机电池温控器接收到电池管理系统发送信息，根据当前电池充放电倍率对执行单元控制参数进行修正，修正系数x5，执行单元转速达到最高。
15.优选地，当车辆由平路即将进入缓坡1时，电机功率增加，电池放电倍率增大，电机电池温控器接收到车联网地图及电池管理系统发送信息，根据下一阶段路面坡度及坡长，判断电池充放电倍率，提前对执行单元控制参数进行修正，修正系数为x2，执行单元转速升高；
16.当车辆由平路或者缓坡1进入缓坡2时，电机功率增加，电池放电倍率增大，电机电池温控器接收到车联网地图及电池管理系统发送信息，根据下一阶段路面坡度及坡长，判
断电池充放电倍率，提前对执行单元控制参数进行修正，修正系数x3，执行单元转速升高；
17.当车辆由平路或者缓坡1或缓坡2即将进入陡坡1时，电机功率增加，电池放电倍率增大，电机电池温控器接收到车联网地图及电池管理系统发送信息，根据下一阶段路面坡度及坡长，判断电池充放电倍率，提前对执行单元控制参数进行修正，修正系数x4，执行单元转速升高；
18.当车辆由平路或者缓坡1或缓坡2或陡坡1即将进入陡坡2时，电机功率将最大，电池放电倍率最大，电机电池温控器接收到车联网地图及电池管理系统发送信息，根据下一阶段路面坡度及坡长，判断电池充放电倍率，提前对执行单元控制参数进行修正，修正系数x5，执行单元转速最高。
19.优选地，当车辆由陡坡2即将进入陡坡1时，电机功率将减小，电池充电倍率随之减小，电机电池温控器接收到车联网地图及电池管理系统发送信息，根据下一阶段路面坡度及坡长，判断电池充放电倍率，提前对执行单元控制参数进行修正，修正系数x4，执行单元转速降低；
20.当车辆由陡坡2或陡坡1即将进入缓坡2时，电机功率将减小，电池充电倍率随之减小，电机电池温控器接收到车联网地图及电池管理系统发送信息，根据下一阶段路面坡度及坡长，判断电池充放电倍率，提前对执行单元控制参数进行修正，修正系数x3，执行单元转速降低；
21.当车辆由陡坡2或陡坡1或缓坡2即将进入缓坡1时，电机功率将减小，电池充电倍率随之减小，电机电池温控器接收到车联网地图及电池管理系统发送信息，根据下一阶段路面坡度及坡长，判断电池充放电倍率，提前对执行单元控制参数进行修正，修正系数 x2，执行单元转速降低；
22.当车辆由陡坡2或陡坡1或缓坡2或缓坡1即将进入平路时，电机功率最小，电池充电倍率最小，电机电池温控器接收到车联网地图及电池管理系统发送信息，根据下一阶段路面坡度及坡长，判断电池充放电倍率，提前对执行单元控制参数进行修正，修正系数 x1，执行单元转速最低。
23.一种预见性整车热管理控制系统，包括信息输入单元、控制单元和执行单元，信息输入单元将路面信息、行车信息及电池充放电电流发送给控制单元，控制单元用于对信息输入单元输入的信息进行处理，控制执行单元运行，执行单元根据控制单元发送的指令运行。
24.本发明与现有技术相比，具有以下优点：
25.1、在满足最严苛工况的前提下，根据车联网导入地图及电池充放电电流信息，得到车辆行驶道路信息及电池充放电倍率，制定与路面坡度坡长相关的修正系数，以及与电池充放电倍率相关的修正系数，在此基础上，对执行元件控制参数进行修正，控制执行元件合理运行，以满足电机、电池温度，降低热管理系统能耗；
26.2、由于地图可以提供用户行车路线，本发明能够根据行车路线提前获取行车过程中下一阶段路面坡度及坡长，从而提前修正执行元件控制参数，使冷却液温度快速调节到目标温度，更好地控制电机、电池温度，提升系统散热性能。
附图说明
27.图1为本发明预见性整车热管理控制系统的原理示意图。
具体实施方式
28.下面将结合附图对本发明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做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。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.本发明一种预见性整车热管理控制方法，设计时按最严苛工况，对热管理控制系统进行标定，按峰值充放电倍率对车辆进行连续充放，在满足最严苛工况下系统散热需求的前提下，根据电池实际充放电倍率对执行单元控制参数进行修正，车辆行驶时，根据车联网地图提供用户行车路线及道路信息，提前对执行单元控制参数进行修正，使冷却液温度达到目标值，调节电机、电池温度。
32.其中，包括信息输入单元、控制单元和执行单元，信息输入单元将路面信息、行车信息及电池充放电电流发送给控制单元，控制单元用于对信息输入单元输入的信息进行处理，控制执行单元运行，执行单元根据控制单元发送的指令运行。
33.具体地，信息输入单元包括车联网地图及电池管理系统，路面信息及行车信息由车联网地图提供，包括不同时刻路面海拔高度，行车信息包括下一阶段行车路线以及对应的路面信息，电池充放电电流由电池管理系统提供，控制单元包括电机电池温控器，其根据当前及下一阶段路面海拔高度，得到道路坡度及坡长，根据电池充放电电流得到电池充放电倍率，再根据道路坡度及坡长、电池充放电倍率，确定执行单元控制参数的修正系数，将修正后的控制参数发送给执行单元，进而控制执行单元运行，执行单元包括电子风扇、电子水泵、空调压缩机，通过执行单元的合理运行，调节冷却液温度，进而控制电机、电池温度。
34.本方法中，电池管理系统提供不同时刻电池充放电电流，根据电池当前容量，换算出电池充放电倍率，如表1所示，当0＜充放电倍率≤c1时，修正系数0＜x1＜1；当c1＜充放电倍率≤c2时，修正系数0＜x2＜1；当c2＜充放电倍率≤c3时，修正系数0＜x3＜1；当c3＜充放电倍率≤c4时，修正系数0＜x4＜1；当c4＜充放电倍率≤c5时，修正系数x5＝1，0＜x1＜x2＜x3＜x4＜x5＝1，充放电倍率及对应修正系数的具体数值经标定确定。
35.表1充放电倍率与修正系数对照表
[0036][0037][0038]
车联网地图提供用户行车路线及对应地面海拔高度，根据不同时刻地面海拔，换算出地面坡度及坡长，如表2所示，当0≤坡度＜ p1时视为平路，对应0＜充放电倍率≤c1，修正系数0＜x1＜1；当 p1≤坡度＜p2时视为缓坡1，对应c1＜充放电倍率≤c2，修正系数 0＜x2＜1；当p2≤坡度＜p3时视为缓坡2,对应c2＜充放电倍率≤ c3，修正系数0＜x3＜1；当p3≤坡度＜p4时视为陡坡1，对应c3 ＜充放电倍率≤c4，修正系数0＜x4＜1；当p4≤坡度≤p5时视为陡坡2,对应c4＜充放电倍率≤c5，修正系数x5＝1，0＜x1＜x2＜ x3＜x4＜x5＝1，坡度阈值、充放电倍率及修正系数的具体数值经标定确定。
[0039]
表2道路类型与修正系数对照表
[0040]
道路类型坡度充放电倍率修正系数平路0≤坡度＜p10＜充放电倍率≤c10＜x1＜1缓坡1p1≤坡度＜p2c1＜充放电倍率≤c20＜x2＜1缓坡2p2≤坡度＜p3c2＜充放电倍率≤c30＜x3＜1陡坡1p3≤坡度＜p4c3＜充放电倍率≤c40＜x4＜1陡坡2p4≤坡度≤p5c4＜充放电倍率≤c5x5＝1
[0041]
具体地，当车辆行驶在平坦路面上时，电机功率相对较小，电池放电倍率小，电机电池温控器接收到电池管理系统发送信息，根据当前电池充放电倍率对执行单元控制参数进行修正，修正系数x1，执行单元转速最低。
[0042]
当车辆行驶在缓坡1上时，相比在平坦路面上，电机功率增大，电池放电倍率增大，电机电池温控器接收到电池管理系统发送信息，根据当前电池充放电倍率对执行单元控制参数进行修正，修正系数 x2，执行单元转速相比在平坦路面上升高；
[0043]
当车辆行驶在缓坡2上时，相比在缓坡1上，电机功率增大，电池放电倍率增大，电机电池温控器接收到电池管理系统发送信息，根据当前电池充放电倍率对执行单元控制参数进行修正，修正系数 x3，执行单元转速相比在缓坡1上升高；
[0044]
当车辆行驶在陡坡1上时，相比在缓坡2上，电机功率增大，电池放电倍率增大，电机电池温控器接收到电池管理系统发送信息，根据当前电池充放电倍率对执行单元控制参数进行修正，修正系数 x4，执行单元转速相比在缓坡2上升高；
[0045]
当车辆行驶在陡坡2上时，电机功率最大，电池放电倍率最大，电机电池温控器接收到电池管理系统发送信息，根据当前电池充放电倍率对执行单元控制参数进行修正，修正系数x5，执行单元转速达到最高。
[0046]
当车辆由平路即将进入缓坡1时，电机功率增加，电池放电倍率增大，电机电池温控器接收到车联网地图及电池管理系统发送信息，根据下一阶段路面坡度及坡长，判断电池充放电倍率，提前对执行单元控制参数进行修正，修正系数为x2，执行单元转速升高；
[0047]
当车辆由平路或者缓坡1进入缓坡2时，电机功率增加，电池放电倍率增大，电机电池温控器接收到车联网地图及电池管理系统发送信息，根据下一阶段路面坡度及坡长，判断电池充放电倍率，提前对执行单元控制参数进行修正，修正系数x3，执行单元转速升高；
[0048]
当车辆由平路或者缓坡1或缓坡2即将进入陡坡1时，电机功率增加，电池放电倍率增大，电机电池温控器接收到车联网地图及电池管理系统发送信息，根据下一阶段路面坡度及坡长，判断电池充放电倍率，提前对执行单元控制参数进行修正，修正系数x4，执行单元转速升高；
[0049]
当车辆由平路或者缓坡1或缓坡2或陡坡1即将进入陡坡2时，电机功率将最大，电池放电倍率最大，电机电池温控器接收到车联网地图及电池管理系统发送信息，根据下一阶段路面坡度及坡长，判断电池充放电倍率，提前对执行单元控制参数进行修正，修正系数x5，执行单元转速最高。
[0050]
当车辆由陡坡2即将进入陡坡1时，电机功率将减小，电池充电倍率随之减小，电机电池温控器接收到车联网地图及电池管理系统发送信息，根据下一阶段路面坡度及坡长，判断电池充放电倍率，提前对执行单元控制参数进行修正，修正系数x4，执行单元转速降低；
[0051]
当车辆由陡坡2或陡坡1即将进入缓坡2时，电机功率将减小，电池充电倍率随之减小，电机电池温控器接收到车联网地图及电池管理系统发送信息，根据下一阶段路面坡度及坡长，判断电池充放电倍率，提前对执行单元控制参数进行修正，修正系数x3，执行单元转速降低；
[0052]
当车辆由陡坡2或陡坡1或缓坡2即将进入缓坡1时，电机功率将减小，电池充电倍率随之减小，电机电池温控器接收到车联网地图及电池管理系统发送信息，根据下一阶段路面坡度及坡长，判断电池充放电倍率，提前对执行单元控制参数进行修正，修正系数 x2，执行单元转速降低；
[0053]
当车辆由陡坡2或陡坡1或缓坡2或缓坡1即将进入平路时，电机功率最小，电池充电倍率最小，电机电池温控器接收到车联网地图及电池管理系统发送信息，根据下一阶段路面坡度及坡长，判断电池充放电倍率，提前对执行单元控制参数进行修正，修正系数 x1，执行单元转速最低。
[0054]
如图1所示，一种预见性整车热管理控制系统，包括信息输入单元、控制单元和执行单元，信息输入单元将路面信息、行车信息及电池充放电电流发送给控制单元，控制单元用于对信息输入单元输入的信息进行处理，控制执行单元运行，执行单元根据控制单元发送的指令运行。
[0055]
其中，信息输入单元包括车联网地图及电池管理系统，路面信息及行车信息由车联网地图提供，包括不同时刻路面海拔高度，行车信息包括下一阶段行车路线以及对应的路面信息，电池充放电电流由电池管理系统提供，控制单元包括电机电池温控器，其根据当前及下一阶段路面海拔高度，得到道路坡度及坡长，根据电池充放电电流得到电池充放电倍率，再根据道路坡度及坡长、电池充放电倍率，确定执行单元控制参数的修正系数，将修
正后的控制参数发送给执行单元，进而控制执行单元运行，执行单元包括电子风扇、电子水泵、空调压缩机，通过执行单元的合理运行，调节冷却液温度，进而控制电机、电池温度。
[0056]
在此，需要说明的是，上述技术方案的描述是示例性的，本说明书可以以不同形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的技术方案。相反，提供这些说明将使得本发明公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本说明书所公开的范围。此外，本发明的技术方案仅由权利要求的范围限定。
[0057]
用于描述本说明书和权利要求的各方面公开的仅仅是示例，因此，本说明书和权利要求的不限于所示出的细节。在上述描述中，当相关的已知功能或配置的详细描述被确定为不必要地模糊本说明书和权利要求的重点时，将省略详细描述。
[0058]
在使用本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用否则还可以具有另一部分或其他部分，所用的术语通常可以是单数但也可以表示复数形式。
[0059]
最后，应当指出，以上内容是结合具体实施方式对发明所做的进一步详细说明，不能认为本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，所做出的简单替换，都应当视为属于本本发明的保护范围。以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
[0060]
同时，需要说明的是，上述技术方案的描述是示例性的，本说明书可以以不同形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的技术方案。相反，提供这些说明将使得本发明公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本说明书所公开的范围。此外，本发明的技术方案仅由权利要求的范围限定。本发明的各种实施方案的特征可以部分地或全部地彼此组合或者拼接，并且可以如本领域技术人员可以充分理解的以各种不同地构造来执行。本发明的实施方案可以彼此独立地执行，或者可以以相互依赖的关系一起执行。
[0061]
对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本发明的保护范围。