用于电动卡车的热管理系统以及电动卡车的制作方法

本发明涉及一种用于电动卡车、尤其是电动重型卡车的热管理系统。本发明还涉及一种具有所述热管理系统的电动卡车，尤其是电动重型卡车。

背景技术：

1、随着新能源重型卡车技术的快速发展，对适用于大负荷、低能耗、高稳定性的热管理控制技术提出更加急迫和严峻的挑战。

2、单个热泵模块能力受限于泵能力及回路流阻，单个热泵模块难以满足整车系统较大的水流量需求。此外，单个热泵模块能力还受限于压缩机和膨胀阀能力，单个热泵模块制冷或制热能力难以满足大负载重卡整车需求。

3、此外，重型卡车的热管理系统与乘用车的热管理系统差异明显，因此很难将乘用车的热管理系统转用到重型卡车中。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，至少部分地克服以上提到技术缺陷，以实现一种满足电动卡车的整车热需求的、并且具备扩展能力的稳定高效的热管理系统。

2、本发明涉及一种用于电动卡车的热管理系统，所述热管理系统包括：控制模块；多个热泵模块，多个热泵模块被相同地构造，所述多个热泵模块中的每个包括一个或多个受控设备和一个接口单元；其中，每个热泵模块中的接口单元分别通过一个总线与所述控制模块连接，所述控制模块分别向每个热泵模块中的接口单元传输控制信息，所述接口单元根据与受控设备的类型唯一关联的标识符从所述控制信息解析出针对相应受控设备的信息；并且其中，所述接口单元将针对相应受控设备的信息传输给相应受控设备。

3、本发明的热管理系统实现了热泵模块化设计，尤其是一种双热泵模块系统。相对于单热泵模块系统，双热泵模块系统更加复杂，不仅要具备单热泵工作功能，还要具备双热泵模块协同工作功能，使双热泵模块系统在整车全场景下均能稳定高效运行，满足整车热需求。双热泵模块系统和传统单热泵模块系统一样，可以实现整车热量的转移、回收、蓄热再利用等，降低能耗。然而单一热泵系统能力难以高效满足重型卡车各系统超大热负荷需求，双热泵模块解决了新能源重型卡车热负荷高、能耗高的问题，进一步促进了新能源重型卡车技术的发展。本发明提出的双热泵模块控制系统，控制模块可以对称地控制第一冷却剂回路和第二冷却剂回路，因此在大多数场景下，双热泵模块是同步同频同速运行的，整车热需求由两热泵模块平均分担，这样不仅使系统能力加倍，也可使每个热泵模块的零部件长期工作在较为高效的区间范围，提升了热泵模块的零部件的使用寿命。在本发明范畴中，对于速度、温度、开度等参数的“相同”指的是不超过5%的偏差。

4、此外，因两个热泵模块的实车零部件或布置状态很难做到完全一致或对称，水路系统表现也很难做到完全一致，将会影响制冷剂回路的能力输出和控制稳定性。而按照本发明，各模块制冷剂回路在模块内独立闭环控制，可以解决因水回路的不稳定性影响制冷剂回路的控制稳定性的技术问题。因两制冷剂回路有相同的控制目标，通过各制冷剂回路闭环调节，最终协同实现整车热管理需求。

5、在根据本发明的实施例中，所述多个热泵模块包括第一热泵模块和第二热泵模块；所述第一热泵模块中的多个受控设备形成第一冷却剂回路和第一制冷剂回路，所述第一热泵模块中的接口单元为第一接口单元，所述控制模块通过第一总线与所述第一接口单元连接；所述第二热泵模块中的多个受控设备形成第二冷却剂回路和第二制冷剂回路，所述第二热泵模块中的接口单元为第二接口单元，所述控制模块通过第二总线与所述第二接口单元连接；并且其中，所述第一制冷剂回路与所述第二制冷剂回路彼此独立，并且所述第一冷却剂回路和所述第二冷却剂回路并联。

6、在根据本发明的实施例中，所述第一热泵模块中的接口单元通过第一总线与所述控制模块连接，所述控制模块通过所述第一总线向所述第一热泵模块中的接口单元传输控制信息；并且所述第二热泵模块中的接口单元通过第二总线与所述控制模块连接，所述控制模块通过所述第二总线向所述第二热泵模块中的接口单元传输控制信息。

7、在根据本发明的实施例中，所述第一冷却剂回路包括第一换热器，和作为受控设备的第一多通阀、第一泵；所述第一制冷剂回路包括第一冷凝器、第一蒸发器、作为受控设备的第一压缩机和第一膨胀阀和，其中，所述第一换热器与所述第一冷凝器和/或所述第一蒸发器耦合；并且所述第二冷却剂回路包括第二换热器、和作为受控设备的第二多通阀和第二泵，所述第二制冷剂回路包括第二冷凝器、第二蒸发器、作为受控设备的第二压缩机和第二膨胀阀，其中，所述第二换热器与所述第二冷凝器和/或所述第二蒸发器耦合。

8、在根据本发明的实施例中，所述第一接口单元根据第一标识符解析的信息被发送给第一多通阀，根据第二标识符解析的信息被发送给第一泵，根据第三标识符解析的信息被发送给第一压缩机，以及根据第四标识符解析的信息被发送给第一膨胀阀；并且第二接口单元根据所述第一标识符解析的信息被发送给第二多通阀，根据所述第二标识符解析的信息被发送给第二泵，根据所述第三标识符解析的信息被发送给第二压缩机，以及根据所述第四标识符解析的信息被发送给第二膨胀阀。

9、在根据本发明的实施例中，根据目标需求，所述控制模块利用所述第一接口单元发出的根据第一标识符解析的信息调节所述第一多通阀的开度，利用所述第一接口单元发出的根据第二标识符解析的信息调节所述第一泵的转速；并且所述控制模块利用所述第二接口单元发出的根据第一标识符解析的信息调节所述第二多通阀的开度，利用所述第二接口单元发出的根据第二标识符解析的信息调节所述第二泵的转速；其中，所述第一泵的转速和所述第二泵的转速被调节为使得所述第一热泵模块和所述第二热泵模块的冷却剂流量相同。

10、在根据本发明的实施例中，在所述第一多通阀被切换之前的2至10秒，所述第一泵的转速先降至最低转速，并在所述第一多通阀切换完成后再恢复到正常运行；同样，在所述第二多通阀被切换之前的2至10秒，所述第二泵的转速先降至最低转速，并在所述第二多通阀切换完成后再恢复到正常运行。

11、在根据本发明的实施例中，根据相同的目标需求，所述控制模块利用所述第一接口单元发出的根据第四标识符解析的信息调节所述第一压缩机的转速，利用所述第一接口单元发出的根据第六标识符解析的信息调节所述第一膨胀阀的开度；并且利用所述第二接口单元发出的根据第四标识符解析的信息调节所述第二压缩机的转速，利用所述第二接口单元发出的根据第六标识符解析的信息调节所述第二膨胀阀的开度。

12、在根据本发明的实施例中，所述控制模块包括电池热管理单元、电驱电控热管理单元、空调热管理单元、热管理模式选择单元以及单元能力分配单元，其中，所述热管理模式选择单元根据电池热管理单元、电驱电控热管理单元和空调热管理单元的需求选择热管理模式，并且所述单元能力分配单元根据所选择的热管理模式向所述第一热泵模块分配输出能力、并且向所述第二热泵模块分配输出能力。

13、在根据本发明的实施例中，所述第一冷却剂回路和所述第二冷却剂回路通过阀装置并联后与电动卡车的整车冷却剂回路连接，其中，阀装置是三通阀，其中，所述整车冷却剂回路包括电池包冷却剂回路和电驱电控冷却剂回路，其中，所述第一多通阀和所述第二多通阀分别与所述电池包冷却剂回路和/或所述电驱电控冷却剂回路连接。在此所述的阀装置是三通阀，根据不同场景也可以是其他类型的阀。在此，通过第一多通阀和第二多通阀能够实现双热泵模块系统与电池包冷却剂回路和/或电驱电控冷却剂回路的串联。对于第一多通阀和第二多通阀而言，冷却剂回路中回流的冷却剂的温度和流速均有不同，因此可以调节第一多通阀和第二多通阀的开度，必要时调节第一泵和第二泵的转速，以实现基本相同的冷却剂流量。同样，根据分配的能力，各模块中的压缩机和膨胀阀也可以被调节，以提供不同的制冷能力或制热能力，以满足整车需求。因此，制冷剂回路的独立控制对于各热泵模块之间的能力差异（例如由于长期使用而导致）提供了补偿和平衡。

14、本发明另一方面还涉及一种电动卡车，其具有根据本发明所述的热管理系统。关于热管理系统的实施方式和优点也自然适用于按照本发明的电动卡车。

15、总体而言，本发明提出的双热泵模块系统控制架构，为新能源重型卡热管理控制技术提供一种新型控制思路，更加高效的热管理技术发展，使新能源重型卡车突破更大动力性能、更大充电功率、更高能效要求成为可能。