一种热管理方法、阀门模组、计算机存储介质及控制器与流程

本发明属于热管理，尤其涉及一种热管理方法、阀门模组、计算机存储介质及控制器。

背景技术：

1、为了确保设备运行效率，需要对其工作环境进行必要的热管理；同时，为了提升设备操作人员的舒适性指标，也需要进行相应的热管理。

2、纯电动车辆，由于其动力源的特殊性，需要在节能和效率等众多因素间进行优化或折中；一方面，应满足动力、安全性等基本需求；另一方面，还要尽量满足续航、舒适性等辅助需求。

3、其中，在冬季工况下，作为电车热管理核心部件的电机、电池、乘客舱耦合系统，由于热泵系统效率的限制，相关技术热管理的效率有限；此外，基于摩擦结构的制动系统，其散热及余热利用的效率也亟需提升。

4、 不仅如此，对于持续时间较长的制动过程，制动系统的热管理，更是制约车辆安全性的重要因素；其热管理对于避免制动系统热衰减、提升热泵单元的能效比cop（coefficient of performance）、改善电池、驾驶舱的技术指标也起到关键作用。

技术实现思路

1、本发明实施例公开了一种热管理方法，用于车辆或电驱动系统的热量回收，其核心过程包括第一数据采集步骤、第二需求判定步骤、第三回路切换步骤；其第一数据采集步骤获取受控温度集用于后续处理。

2、具体地，该受控温度集可设置有第一热交换介质温度、第二热交换介质温度和/或第三热交换介质温度等参考量；其第二需求判定步骤可根据该受控温度集与监测温度集的温度偏差，结合第三回路切换步骤确定第一热交换介质、第二热交换介质和/或第三热交换介质的循环路径。

3、其中，监测温度集的各温度元素采集自循环路径预设的测温位置；第一热交换介质可用于第一热交换装置、第二热交换装置、第三热交换装置、第一单向热源、第一双向热源和/或电机热源的热交换；其第二热交换介质可用于第四热交换装置与第一热交换装置的热交换，第三热交换介质可用于第一热交换介质与制动装置或动力装置进行热交换。

4、具体地，其第一单向热源可采用电加热装置向第一热交换介质提供热量；其第一双向热源须根据自身的温度，向第一热交换介质传输热量或吸收热量。

5、进一步地，该热管理方法可用于纯电动力的车辆的热管理，其中，第一双向热源可以是电池或电池组；其电机热源可以是驱动电机；如第一双向热源和/或电机热源的温度大于预设的温度阈值，则须停止第一单向热源的热量输出。

6、进一步地，可采用第一双向热源、电机热源或第三热交换介质的温度代替第一热交换介质温度，利用相关系统现有的监测量，执行第二需求判定步骤。

7、其中，第二需求判定步骤可根据第一双向热源的当前温度和/或车辆预设位置的温度确定车辆的热需求状态；亦可根据第一双向热源冷却介质的温度和电机热源冷却介质的温度确定车辆的热回收能力状态，也即判断车辆是否有足够的能量用于符合一定能效标准的热量回收过程；此外，还可根据制动踏板开度确定制动装置的散热需求状态，也即确定是否有必要进行制动装置的热量回收。

8、具体地，其第一单向热源与第一双向热源区间的第一热交换介质可采用第一循环动力装置加强其循环过程；类似地，其电机热源与制动装置区间的第一热交换介质亦可采用第二循环动力装置加强循环过程。

9、进一步地，其第四热交换装置可采用热泵进行热量传输；如第二热交换介质或乘员舱需要提高温度且第一热交换介质温度大于第一能效温度阈值，则可通过热泵将第一热交换介质的热量传输至第二热交换介质或乘员舱。

10、具体地，如车辆处于下坡工况，则第三回路切换步骤可采用第二循环动力装置促进制动装置和/或第三热交换装置的热交换过程；其中，下坡工况包括制动装置的温度高于第一盘温阈值并持续达到第一时长阈值的工况。

11、其中，第一热交换介质和第三热交换介质可以采用液态材料来改善热交换效果，其第二热交换介质为相变介质，该第二热交换介质在热泵中存在气态或液态两种工作状态。

12、进一步地，该热管理方法还可设置有第四闭环调节步骤，用以进一步提升热管理的温度控制精度；其中，第四闭环调步骤可通过预设的阀门或阀门的组合调整第一热交换介质和/或第三热交换装置中预设热交换介质的循环路径，并将第一热交换介质温度控制在预设的温度范围之内。

13、其中，如须降低第一热交换介质温度则增加第二热交换装置的热量散失或增加第四热交换装置对热量的吸收；如须提高第一热交换介质温度则启动第一单向热源和/或采用当前温度超过温度阈值的第一双向热源提供热量。

14、相应地，本发明实施例还公开了一种阀门模组，包括第一数据采集单元、第二需求判定单元、第三回路切换单元；第一数据采集单元获取受控温度集，受控温度集包括第一热交换介质温度、第二热交换介质温度和/或第三热交换介质温度；第二需求判定单元根据受控温度集与监测温度集的温度偏差，通过第三回路切换单元确定第一热交换介质、第二热交换介质和/或第三热交换介质的循环路径。

15、其中，第一单向热源可采用电加热装置向第一热交换介质提供热量；第一双向热源须根据自身的温度，向第一热交换介质传输热量或吸收热量。

16、具体地，该阀门模组可用于纯电动力的车辆，其第一双向热源可以是电池或电池组；其电机热源可以是驱动电机；如第一双向热源和/或电机热源的温度大于预设的温度阈值，则停止第一单向热源的输出；此外，可采用第一双向热源、电机热源或第三热交换介质的温度代替第一热交换介质温度，用作第二需求判定单元的输入。

17、其中，第二需求判定单元可根据第一双向热源的当前温度和/或车辆预设位置的温度确定车辆的热需求状态；或根据第一双向热源冷却介质的温度和电机热源冷却介质的温度确定车辆热回收能力状态；或根据制动踏板开度确定制动装置散热需求状态。

18、进一步地，其第一单向热源与第一双向热源区间的第一热交换介质可采用第一循环动力装置加强循环过程；其电机热源与制动装置区间的第一热交换介质可采用第二循环动力装置加强循环过程；其第四热交换装置可采用热泵进行热量传输；如第二热交换介质或乘员舱需要提高温度且第一热交换介质温度大于第一能效温度阈值，则可通过热泵将第一热交换介质的热量传输至第二热交换介质或乘员舱。

19、具体地，如车辆处于下坡工况，则其第三回路切换单元可采用第二循环动力装置促进制动装置和/或第三热交换装置的热交换过程；其中，下坡工况包括制动装置的温度高于第一盘温阈值并持续达到第一时长阈值的工况；第一热交换介质和第三热交换介质为液态材料，第二热交换介质为相变介质，第二热交换介质在热泵中存在气态或液态两种工作状态。

20、进一步地，该阀门模组还可设置有第四闭环调节单元，通过预设的阀门或阀门的组合调整第一热交换介质和/或第三热交换装置中预设热交换介质的循环路径，并将第一热交换介质温度控制在预设的温度范围之内；其中，如须降低第一热交换介质温度则增加第二热交换装置的热量散失或增加第四热交换装置对热量的吸收：如须提高第一热交换介质温度则启动第一单向热源和/或采用当前温度超过温度阈值的第一双向热源提供热量。

21、类似地，本发明实施例还公开了一种计算机存储介质和一种控制器，其介质包括用于存储计算机程序的介质本体；计算机程序在被微处理器执行时，即可实现如上任一的热管理方法；其控制器亦包括如上任一的阀门模组和/或计算机存储介质，以同样的发明构思，解决同样的技术问题；其中，单向热源，包括仅用于对热交换介质进行加热的装置；其双向热源，包括既可以对热交换介质进行加热，也可以从热交换介质吸收热量的装置。

22、综上，本发明第一数据采集步骤/单元、第二需求判定步骤/单元、第三回路切换步骤/单元采集受控温度集，并将其与监测温度集比较，根据预设的控制逻辑确定第一热交换介质、第二热交换介质和/或第三热交换介质的循环路径，从而改善车辆或电驱动系统的热场分布和热交换效率；通过引入第一循环动力装置和/或第二循环动力装置及第四闭环调节步骤/单元进一步改善了热交换的效率和温度调节的精度和响应速度；并可有效利用制动踏板、电池、乘员舱、电机及冷却液已有的传感器或信号值提升能效比cop并兼顾技术经济指标。

23、需要说明的是，在本文中采用的“第一”、“第二”等类似的语汇，仅仅是为了描述技术方案中的各组成要素，并不构成对技术方案的限定，也不能理解为对相应要素重要性的指示或暗示；带有“第一”、“第二”等类似语汇的要素，表示在对应技术方案中，该要素至少包含一个。