用于控制车辆的电池和其他电气部件的温度的系统和方法技术方案

本公开涉及用于控制车辆的电池和其他电气部件的温度的系统/布置和方法以及包括这种系统的车辆。示例性系统可以包括温度控制回路、布置在温度控制回路的第一部分中的电池、布置在温度控制回路的与第一部分并联布置的第二部分中的其他电气部件、用于在第一和第二部分之间分配温度控制介质流的流量控制装置、用于确定电池温度的电池温度传感器、用于确定其他电气部件的温度的温度传感器以及控制单元，该控制单元被配置为接收并处理来自温度传感器的输入数据并向流量控制装置输出控制信号，以便根据确定的温度控制第一和第二部分之间的温度控制介质流的分配。

A system and method for controlling the temperature of batteries and other electrical components of vehicles

The present disclosure relates to systems/arrangements and methods for controlling the temperature of batteries and other electrical components of vehicles and vehicles including such systems. An example system may include a temperature control loop, a battery arranged in the first part of the temperature control loop, other electrical components arranged in the temperature control loop in parallel with the second part of the first part, a flow control device for distributing a temperature control medium flow between the first and second parts, a battery temperature sensor for determining the temperature of the battery, and a temperature sensor for use in parallel with the first part. A temperature sensor and a control unit for determining the temperature of other electrical components are configured to receive and process input data from the temperature sensor and output control signals to the flow control device so as to control the distribution of medium flow between the first and second parts according to the determined temperature.

【技术实现步骤摘要】
用于控制车辆的电池和其他电气部件的温度的系统和方法
本公开涉及用于控制车辆的电池和其他电气部件的温度的系统和方法。此外，说明具有这种系统的车辆。
技术介绍
系统系统电动驱动系统或电动混合动力驱动系统越来越多地用于车辆中。这种驱动系统的电池(特别是用于存储驱动能量的电池)以及其它电气部件(例如电动马达——尤其是用于驱动车辆的电动马达、发电机、电力电子设备等)应该在较窄的温度范围内操作，并且该温度范围可以针对不同的电气部件而不同。目前，这种电气部件的温度控制通常通过使用具有温度控制回路的温度控制系统来实现。这些温度控制回路通常具有非常复杂的设计，以实现对电气部件的所需温度控制。例如，这种温度回路具有多个水对空气热交换器和多个电动泵。由于在车辆的前部区域中的有限的安装空间中需要较大的空间，并且由于热交换器两侧的空气侧压降过大，所以已知的温度控制系统(例如冷却系统)在许多应用中不可用，或者导致缺点，例如在空转条件下空调系统系统的功率降低。因此，本公开的目的是说明减少或消除这些缺点的可能性。该目的通过独立权利要求的主题来实现。从属权利要求包含根据本专利技术的这些解决方案的变体实施例。本公开的基本构思是通过将电池和电气部件巧妙地布置在温度控制系统中并提供附加装置(例如可切换的空气风道)来控制具有电动驱动的车辆(例如电动车辆或混合动力电动车辆)中的这些部件的温度以减少温度控制系统中的热交换器和电动泵的数量。对此，一个重要的基本前提是与例如金属部件相比，电气部件产生相对低的热流并具有高热容量(热质量)。结果是随着时间的推移温度变化相对较小。根据本公开内容，由于电池具有可以确保最佳容量以作用的非常小的温度范围，因此可以将电池与其他电气部件并联布置在温度控制回路中。用于控制并联布置的电池和其他电气部件(其并联布置)的温度的温度控制介质流以及因此电池和其他电气部件的温度可以通过流量控制装置(例如通过三通阀)经受开环或闭环控制。由于需要更少的热交换器和泵，所以根据本公开的解决方案可以减少空间需求。此外，可以实现电气部件(特别是电池)的更快加热，这是因为除了其它因素之外，还可以减少热传递过程的数量。
技术实现思路
根据本公开的用于控制车辆的电池和其他电气部件的温度的系统具有温度控制介质流过的温度控制回路、布置在温度控制回路的第一部分中的电池以及布置在第二部分中的其他电气部件，其中第一部分和第二部分彼此并联布置。温度控制回路用于控制温度，也就是说根据需要来加热或冷却电池和其他电气部件。按照惯例，温度控制回路具有用于流体连接的管路(例如管线或软管)、至少一个用于产生温度控制介质流的泵送装置以及至少一个用于在温度控制介质与另一种液体或气体介质之间热传递的热交换器。热交换器可以设计为例如低温散热器(LTR)，并且可以用于环境空气与温度控制介质之间的热传递。因为多余的热能耗散到环境空气中，例如，这种低温散热器不需要额外的能量供应。可以有帮助低温散热器热传递的风扇。然而，在高的外部温度下，例如如果环境温度高于要控制温度的电池的最佳温度范围，则低温散热器的冷却效果可能不够，因为温度控制介质可以达到的最低温度是环境温度。因此可能需要使用另一个热交换器，例如，制冷剂操作的热交换器。例如，温度控制回路中的热交换器也可以设计为温度控制介质/制冷剂热交换器，或者温度控制回路除了低温散热器之外还可以具有温度控制介质/制冷剂热交换器散热器。通过温度控制介质/制冷剂热交换器，必要时(例如当外部温度高时)，温度控制介质的温度调节至低于环境温度的温度也是可能的。但是，温度控制介质/制冷剂热交换器需要额外的能量来驱动空调压缩机和风扇来冷却冷凝器。因此，温度控制回路具有低温散热器和温度控制介质/制冷剂热交换器(其中后者仅在高外部温度下使用以便使能量需求最小化)可能是有利的。低温散热器和温度控制介质/制冷剂热交换器可以彼此并联布置在温度控制回路中，使得可以使用流量控制装置(例如三通阀)以确定温度控制介质的温度是否由低温散热器、由温度控制介质/制冷剂热交换器或其两者来控制。作为一种选择，可以设置与低温散热器并联且与温度控制介质/制冷剂热交换器并联布置的旁路，使得根据需要，温度控制介质不流过低温散热器也不流过温度控制介质/制冷剂热交换器。液体或气体介质(例如水或空气)可以用作温度控制介质。温度控制回路可以具有两个在流动方面彼此并联布置的部分：第一部分和第二部分。也就是说，从结点开始，在温度控制回路中流动的温度控制介质流在第一部分中流动的第一部分体积流与第二部分中流动的第二部分体积流之间分配，之后两个分流在第二结点处再次汇合并再次形成温度控制介质流。电池可以是用于存储用于驱动车辆的电能的电池。该电池布置在温度控制回路的第一部分中，即其温度由第一部分体积流控制。这种电池通常具有可以确保足够容量以作用的较窄的温度范围。例如，该温度范围可以在30℃和40℃之间。例如，其他电气部件可以是车辆的电力电子器件。其他电气部件通常同样具有确保足够功能的有限的温度范围。然而，与电池的温度范围相比，其他电气部件的温度范围通常较宽，并且例如可以在30℃和70℃之间。此外，根据本公开的系统可以包括流量控制装置，用于在温度控制回路的第一部分和第二部分之间分配温度控制介质流，即用于在第一和第二部分体积流之间分配。例如，流量控制装置可以设计为三通阀或三通伺服阀。温度控制介质流的分配可以是基于时间的，例如，其中温度控制介质流周期性地仅流过第一部分或仅流过第二部分，因为流量控制装置暂时打开和关闭第一和第二部分。打开或关闭状态的各个持续时间(即温度控制介质流过第一或第二部分的时间段)取决于电池和其他电气部件的所需温度控制。例如，可以规定温度控制介质流流过第一部分20至120秒，然后流过第二部分20至120秒。基于时间的分配可以容易地实现，例如通过相应控制的三通阀来实现。由于对于两个部分只有两个状态，即流动和非流动，所以温度控制介质与电池或其他电气部件之间的热传递很容易预测，因为例如流动期间的流速总是相同的。温度控制介质流也可以根据量(也就是说例如关于体积或质量)来分配。例如，可以这样分配，即温度控制介质的体积流量的80％在第一部分中流动，并将温度控制介质的体积流量的20％在第二部分中流动。此外，根据本公开的系统可以包括用于确定电池温度的电池温度传感器、用于确定其他电气部件的温度的温度传感器、以及被设计为从温度传感器接收和处理输入数据并向流量控制装置输出控制信号以便根据确定的温度控制温度控制回路的第一部分和第二部分之间的温度控制介质流的分配的控制单元。换句话说，控制单元接收来自温度传感器的输入数据、处理这些输入数据并且基于对应于一个或多个控制例程的指令响应于处理的输入数据触发作为驱动器的流量控制装置。控制单元也可以设计为闭环控制单元并且流量控制装置也可以设计为用于电池和/或其他电气部件的温度的闭环控制的流量调节装置，其中存在温度传感器的测量信号的反馈。由此可以监测对电池和/或其他电气部件指定的温度范围的依从性，并且如果存在偏差则自动执行温度控制。根据各种变体实施例，该系统还可以具有可控制的风门片系统(主动式格栅风门)，其中控制单元另外被设计成向风门片系统的风门片输出控制信号以根据所确定的温度控制温度控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制车辆的电池和其他电气部件的温度的系统，包括：温度控制介质流过的温度控制回路，布置在所述温度控制回路的第一部分中的电池，布置在所述温度控制回路的第二部分中的其他电气部件，其中所述第一部分和所述第二部分彼此并联布置，流量控制装置，用于在所述温度控制回路的所述第一部分和所述第二部分之间分配温度控制介质流，用于确定所述电池的温度的电池温度传感器，用于确定所述其他电气部件的温度的温度传感器，以及控制单元，所述控制单元被配置为接收并处理来自所述电池温度传感器和所述温度传感器的输入数据，并向所述流量控制装置输出控制信号，以便根据所述确定的温度来控制所述温度控制介质流在所述温度控制回路的所述第一部分和所述第二部分之间的所述分配。

【技术特征摘要】
2017.07.12 DE 102017211929.2;2017.10.05 DE 10201721.一种用于控制车辆的电池和其他电气部件的温度的系统，包括：温度控制介质流过的温度控制回路，布置在所述温度控制回路的第一部分中的电池，布置在所述温度控制回路的第二部分中的其他电气部件，其中所述第一部分和所述第二部分彼此并联布置，流量控制装置，用于在所述温度控制回路的所述第一部分和所述第二部分之间分配温度控制介质流，用于确定所述电池的温度的电池温度传感器，用于确定所述其他电气部件的温度的温度传感器，以及控制单元，所述控制单元被配置为接收并处理来自所述电池温度传感器和所述温度传感器的输入数据，并向所述流量控制装置输出控制信号，以便根据所述确定的温度来控制所述温度控制介质流在所述温度控制回路的所述第一部分和所述第二部分之间的所述分配。2.根据权利要求1所述的系统，包括：用于控制所述温度控制介质的所述温度的可控风门片系统，其中所述控制单元另外被配置为向所述风门片系统的风门片输出控制信号，以便根据所述确定的温度来控制所述温度控制介质的所述温度。3.根据权利要求1所述的系统，包括：布置在所述温度控制回路的所述第二部分中的温度控制介质/油热交换器，以及油温度确定装置，用于确定流过所述温度控制介质/油热交换器的油的温度；其中所述控制单元另外被配置为接收并处理来自所述油温度确定装置的输入数据，并且向所述流量控制装置输出控制信号，以便根据所述确定的温度来控制所述温度控制介质流在所述温度控制回路的所述第一部分与所述第二部分之间的分配。4.根据权利要求1所述的系统，包括：相应的空气冷却装置，所述相应的空气冷却装置被分配给所述电池和所述其他电气部件以及所述温度控制介质/油热交换器并且具有空气引导装置，其中所述控制单元另外被配置为向所述空气冷却装置输出控制信号，以便根据各自确定的温度来控制所述空气引导装置。5.根据权利要求1所述的系统，包括：用于所述温度控制回路的所述第一部分到内燃发动机的冷却回路的流体连接的管路，用于激活和停用所述流体连接的关断装置，其中所述控制单元另外被配置为向所述关断装置输出控制信号，以便根据所述确定的温度来激活和停用所述流体连接。6.一种具有权利要求1所述的系统的车辆。7.根据权利要求6所述的车辆，其中所述车辆作为电动车辆或混合动力电动车辆。8.一种用于控制车辆的电池和其他电气部件的温度的方法，其中所述电池布置在温度控制回路的第一部分中，并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝恩德·布林克曼，托马斯·尼切，朱利安·蒂策，克里斯汀·杰尔克，伯恩哈德·歌瑞尔卡，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US