一种模块化换电车型的热管理架构及控制方法与流程

1.本发明涉及汽车热管理领域，具体涉及一种模块化换电车型的热管理架构及控制方法。


背景技术：

2.电动汽车换电模式是指，通过集中型充电站对大量电池集中存储、集中充电、统一配送。相比于传统模式，换电模式有许多优点：车电分离降低首购成本、实现快换慢充延长电池使用寿命、解决充电时间过长快速补能。基于换电补能的诸多优势换电市场蓬勃发展，越来越多的电池厂家推出了换电方案。换电电池容量一般不会太大，一般以40kwh～60kwh为主，部分车型尤其是商用车领域由于里程和功率需求多个动力电池，
3.按传统热管理架构一般是如图1和图2所示回路，电池简单串联或者是并联在一起。串并联在一起温度均匀性较差，如图所示架构按包2出水温度控制电池循环水路后导致包1电池温度过冷或过热；并联在一起在回水温度控制电池循环水路，由于电池包的布置和整车输出功率或者是换电导致电池包温度差异，无法按实际的工况差异管理不同支路的需求。
4.此外，当前电动汽车上一般配备有单一电池包，热管理系统也仅仅是对于该电池包进行热交换，当电动车上布置有两组或者多组电池包时，往往无法实现高效的热管理控制，特别是在电动车内部分电池包换电完成后，电动车上更换后的电池包与未更换的电池包存在较大的温差，如果对每个电池包提供相同流量的循环水路往往会导致热管理效率过低，使得温度较高/低的电池包得不到更多的冷却/加热流量，无法实现电动车内的多组电池包快速、高效的达到理想温度。


技术实现要素：

5.基于上述问题，本发明提供一种模块化换电车型的热管理架构及控制方法，用于克服现有技术中电动车上多组电池包温度有差异而无法按照实际工况差异管理不同支路流量的技术问题。
6.为达到上述目的，本发明的技术方案是一种模块化换电车型的热管理架构，该热管理框架适用于布置有两组或多组电池包的电动车，当电动车在完成部分电池包换电后，由于换电后的电池包与电动车内未更换的电池包电量不同，在使用过程中必然存在电池温度有较大差异，因此，该热管理框架主要针对电动车内不同温度电池包而采用的温度控制系统，具体为，当电动车内的电池包为两组时，所述热管理架构包括电池包1和电池包2；所述电池包1和电池包2并联连接；电池包1所在的第一支路上设置第一温度传感器，所述第一温度传感器实时采集的温度为t1；电池包2所在的第二支路上设置第二温度传感器，所述第二温度传感器实时采集的温度为t2；所述电池包1和电池包2的总回路上设置第三温度传感器，所述第三温度传感器实时采集的温度为t3，第一支路、第二支路和总回路之间通过三通比例阀连接；根据所述第一温度传感器和所述第二温度传感器实时采集的温度t1和t2实时
调整三通比例阀开度，使得温度较高的电池包能获得较大的流量。
7.所述模块化换电车型的热管理架构的控制方法，所述三通比例阀通过占空比n调整开度，其中：占空比n为0时，所述第一支路的流量为0，所述第二支路的流量等于总回路流量；占空比n为1时，所述第一支路的流量等于总回路流量，所述第二支路的流量为0，其余占空比按线性调整。
8.当bms请求为加热模式时，所述线性调整依据如下方式调整：
9.当t1≥t2且|t1|≥|t2|时，n＝|t2|/(|t1|+|t2|)；
10.当t1≥t2且|t1|《|t2|时，n＝|t1|/(|t1|+|t2|)；
11.当t1《t2且|t1|≥|t2|时，n＝|t1|/(|t1|+|t2|)；
12.当t1《t2且|t1|《|t2|时，n＝|t2|/(|t1|+|t2|)。
13.当bms请求为制冷模式时，所述线性调整依据如下方式调整：n＝|t1|/(|t1|+|t2|)。
14.当bms请求为均温模式时，所述占空比n＝50％。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.1、本发明的热管理框架及方法所针对的换电车型为车上设置有两组或多组电池包，电动车在更换部分电池后，使得未更换的电池与更换后的电池由于电池电量不同其必然会导致温度有较大差别，通过调整各个电池热管理系统的流量可有效提高电池的热管理效率；
17.2、本发明通过分别在第一支路和第二支路上设置温度传感器测量各个支路的实时温度，从而判断各个支路的需求差异，根据bms请求的模式不同，控制三通比例阀的开度，从而满足不同支路差异的热管理需求，避免了在每个支路上设置有单独的控制阀来控制各个支路的流体，极大的提高了流量控制效率和节约了设备的成本；
18.3、本发明中各个支路的流量控制是依据支路上的温度传感器上所监测的温度大小进行调节的，该调节方式不需要通过精确的算法来调控各个支路流量的大小，相反，通过较为简单的线性调整公式即可控制流量的大小，进而简单、高效的实现不同电池包的温度调节。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明一些实施方式，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。
20.图1为现有技术中串联模块化换电方案热管理架构；
21.图2为现有技术中并联模块化换电方案热管理架构；
22.图3为本发明的模块化换电方案热管理架构；
23.图4为本发明的模块化换电方案热管理架构的控制方法流程图。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描
述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分，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的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。
25.本技术涉及的热管理框架适用于布置有两组或多组电池包的电动车，当电动车在完成部分电池包换电后，由于换电后的电池包与电动车内未更换的电池包电量不同，在使用过程中必然存在电池温度有较大差异，因此，该热管理框架主要针对电动车内不同温度电池包而采用的温度控制系统，参见附图3，所述热管理架构包括电池包1和电池包2；所述电池包1和电池包2并联连接；电池包1所在的第一支路上设置第一温度传感器，所述第一温度传感器实时采集的温度为t1；电池包2所在的第二支路上设置第二温度传感器，所述第二温度传感器实时采集的温度为t2；所述电池包1和电池包2的总回路上设置第三温度传感器，所述第三温度传感器实时采集的温度为t3，第一支路、第二支路和总回路之间通过三通比例阀连接；根据所述第一温度传感器和所述第二温度传感器实时采集的温度t1和t2实时调整三通比例阀开度。
26.参见附图4，所述模块化换电车型的热管理架构的控制方法，所述三通比例阀通过占空比n调整开度，其中：占空比n为0时，所述第一支路的流量为0，所述第二支路的流量等于总回路流量；占空比n为1时，所述第一支路的流量等于总回路流量，所述第二支路的流量为0，其余占空比按线性调整。
27.当bms请求为加热模式时，所述线性调整依据如下方式调整：
28.当t1≥t2且|t1|≥|t2|时，n＝|t2|/(|t1|+|t2|)；
29.当t1≥t2且|t1|《|t2|时，n＝|t1|/(|t1|+|t2|)；
30.当t1《t2且|t1|≥|t2|时，n＝|t1|/(|t1|+|t2|)；
31.当t1《t2且|t1|《|t2|时，n＝|t2|/(|t1|+|t2|)。
32.当bms请求为制冷模式时，所述线性调整依据如下方式调整：n＝|t1|/(|t1|+|t2|)。
33.当bms请求为均温模式时，所述占空比n＝50％。
34.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，应当理解，本发明公开的申请的优选实施例是对本发明的实施方案的原理的说明，并不用于限制本发明。凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。