一种汽车热管理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种汽车热管理系统及方法，包括客舱制冷回路、客舱制热回路、电池制冷回路、电池制热回路、电机制冷回路、设置于客舱的第一温度传感器、设置于电机芯体和/或电机驱动器的第二温度传感器、设置于电池内的第三温度传感器,以及根据第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器的输出信号控制各回路开启或关闭的控制单元。直接检测电机的主要发热部件电机芯体和/或电机驱动器温度，用于控制单元开启电机制冷回路，使得电机制冷具有快速地响应特性。根据超临界流体换热原理的电池制冷第三子回路和电机制冷第二子回路具有快速降温的效果，提高了电池使用的安全性，延长电机的使用寿命，对环境污染小。

A Automotive Thermal Management System and Method

The invention discloses an automobile thermal management system and method, which includes cabin refrigeration circuit, cabin heating circuit, battery refrigeration circuit, battery heating circuit, motor refrigeration circuit, first temperature sensor set in cabin, second temperature sensor set in motor core and/or motor driver, third temperature sensor set in battery, and according to the first temperature. The output signals of the sensor, the second temperature sensor and the third temperature sensor control the control units of opening or closing the loops. The temperature of motor core and/or motor driver, which is the main heating component of the motor, is directly measured. The control unit is used to open the motor refrigeration circuit, which makes the motor refrigeration have fast response characteristics. According to the principle of supercritical fluid heat transfer, the third electronic circuit of battery refrigeration and the second electronic circuit of motor refrigeration have the effect of rapid cooling, improving the safety of battery use, prolonging the service life of motor and minimizing environmental pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车热管理系统及方法
本专利技术涉及一种热管理系统，特别是涉及一种汽车热管理系统及方法。
技术介绍
能源短缺、石油危机和环境污染愈演愈烈，给人们的生活带来巨大影响，直接关系到国家经济和社会的可持续发展。世界各国都在积极开发新能源技术。电动汽车作为一种降低石油消耗、低污染、低噪声的新能源汽车，被认为是解决能源危机和环境恶化的重要途径。混合动力汽车同时兼顾纯电动汽车和传统内燃机汽车的优势，在满足汽车动力性要求和续驶里程要求的前提下，有效地提高了燃油经济性，降低了排放，被认为是当前节能和减排的有效路径之一。对于混合动力汽车而言增加了需要冷却的单元件，存在交叉控制，冷却和采暖的控制变得更加复杂。现有技术中电机冷却单元通常以进水口和/或出水口的温度作为温度反馈信息对电机进行温度管理，实际上电机电芯和电机控制器的温度高于该温度，存在高温控制不及时的问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种汽车热管理系统及方法。为了实现本专利技术的上述目的，根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提供了一种汽车热管理系统，包括客舱制冷回路、客舱制热回路、电池制冷回路、电池制热回路、电机制冷回路、设置于客舱的第一温度传感器、设置于电机芯体和/或电机驱动器的第二温度传感器、设置于电池内的第三温度传感器,以及根据第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器的输出信号控制各回路开启或关闭的控制单元。上述技术方案的有益效果为：通过第一温度传感器直接检测客舱实际温度来判断是否开启客舱制冷回路或客舱制热回路，用户体验好；通过第二温度传感器直接检测电机芯体和/或电机驱动器的实际温度，当电机的主要发热部件电机芯体、电机驱动器出现高温时，控制单元能够及时开启电机制冷回路，使得电机制冷具有快速地响应特性；通过第三温度传感器检测电池内的温度，并根据该温度直接控制电池制冷回路或电池制热回路，具有快速响应特性。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述电池制冷回路还包括电池制冷第三子回路，所述电池制冷第三子回路上依次设有第一循环泵、电池冷却腔和/或充电机冷却腔、第一散热器和第一储液罐，还包括并接于第一散热器两端的第一电磁阀；在电池冷却腔和/或充电机冷却腔的入口处设置有第四温度传感器、在电池冷却腔和/或充电机冷却腔设置有第一气压传感器，控制单元调节第一循环泵转速和第一电磁阀的开度，使流体喷入电池冷却腔和/或充电机冷却腔时达到超临界状态；和/或所述电机制冷回路还包括电机制冷第二子回路，所述电机制冷第二子回路上依次设有第二循环泵、电机驱动器冷却腔、电机冷却腔、第二散热器和第二储液罐，还包括并接于第二散热器两端的第二电磁阀；在电机驱动器冷却腔和/或电机冷却腔的入口处设置有第五温度传感器、在电机驱动器冷却腔和/或电机冷却腔设置有第二气压传感器，控制单元调节第二循环泵转速和第二电磁阀的开度，使流体喷入电机驱动器冷却腔和/或电机冷却腔时达到超临界状态。上述技术方案的有益效果为：根据超临界流体换热原理的电池制冷第三子回路和电机制冷第二子回路具有快速降温的效果；由于电池在高温下工作存在极大的安全隐患，电池制冷第三子回路可以与电池制冷第一子回路和电池制冷第二子回路配合使用，或者也可以单独使用，能够对电池本体和充电机进行快速冷却，提高了电池使用的安全性；由于电机在高温状态下极易故障，电机制冷第二子回路可以与电机制冷第一子回路和电机制冷第三子回路配合使用，或者也可以单独使用，能够对电机芯体和电机驱动器进行快速冷却，延长电机的使用寿命。并且超临界流体可选择CO2等，其对环境污染较小。为了实现本专利技术的上述目的，根据本专利技术的第二个方面，本专利技术提供了一种基于本专利技术所述的汽车管理系统进行汽车热管理的方法，包括：步骤S1，控制单元通过第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器获得客舱实际温度、电机实际温度和电池实际温度，并分别与客舱目标温度、电机目标温度范围和电池目标温度范围进行对比；所述客舱目标温度通过输入单元输入或者预设在控制单元中；步骤S2，根据对比结果和/或输入单元的输出信号启动或关闭客舱制冷回路、客舱制热回路、电池制冷回路、电池制热回路和电机制冷回路中的一个或多个回路。上述技术方案的有益效果为：具有上述汽车热管理系统的有益效果。附图说明图1是本专利技术一具体实施方式中汽车热管理系统的第一种系统框图；图2是本专利技术一具体实施方式中电池制冷第三子回路的结构图；图3是本专利技术一具体实施方式中电机制冷第二子回路的结构图；图4是本专利技术一具体实施方式中风扇模块的结构图；图5是本专利技术一具体实施方式中汽车热管理系统的第二种系统框图；图6是本专利技术一具体实施方式中汽车热管理系统的控制单元的电路连接示意图；图7是本专利技术一具体实施方式中汽车热管理方法中客舱制冷流程示意图；图8是本专利技术一具体实施方式中汽车热管理方法中客舱制热流程示意图；图9是本专利技术一具体实施方式中汽车热管理方法中电池制冷流程示意图；图10是本专利技术一具体实施方式中汽车热管理方法中电池制热流程示意图；图11是本专利技术一具体实施方式中汽车热管理方法中电机制冷流程示意图；图12是本专利技术一具体实施方式中汽车热管理方法中电池和客舱制冷流程示意图；图13是本专利技术一具体实施方式中汽车热管理方法中电池和客舱制热流程示意图；图14是本专利技术一具体实施方式中汽车热管理方法中除霜除雾流程示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。在本专利技术的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内单元的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本专利技术公开了一种汽车热管理系统，如图1所示，在一种优选实施方式中，该系统包括客舱制冷回路、客舱制热回路、电池制冷回路、电池制热回路、电机制冷回路、设置于客舱的第一温度传感器、设置于电机芯体和/或电机驱动器的第二温度传感器、设置于电池内的第三温度传感器,以及根据第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器的输出信号控制各回路开启或关闭的控制单元。在一种优选实施方式中，如图6所示，还包括接收用户需求的输入单元，输入单元的输出端与控制单元的需求输入端连接。在本实施方式中，输入单元优选但不限于与控制单元连接通信的手机、遥控器等移动终端，也可为与控制单元连接的各种控制按钮，如客舱制冷按钮、客舱制热按钮、电机制冷按钮、电池制冷按钮、电池制热按钮、除雾按钮或除霜按钮等。在一种优选实施方式中，如图1所示，客舱制冷回路上依次设有第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车热管理系统，其特征在于，包括客舱制冷回路、客舱制热回路、电池制冷回路、电池制热回路、电机制冷回路、设置于客舱的第一温度传感器、设置于电机芯体和/或电机驱动器的第二温度传感器、设置于电池内的第三温度传感器,以及根据第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器的输出信号控制各回路开启或关闭的控制单元。

【技术特征摘要】
1.一种汽车热管理系统，其特征在于，包括客舱制冷回路、客舱制热回路、电池制冷回路、电池制热回路、电机制冷回路、设置于客舱的第一温度传感器、设置于电机芯体和/或电机驱动器的第二温度传感器、设置于电池内的第三温度传感器,以及根据第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器的输出信号控制各回路开启或关闭的控制单元。2.如权利要求1所述的汽车热管理系统，其特征在于，还包括接收用户需求的输入单元，输入单元的输出端与控制单元的需求输入端连接。3.如权利要求1所述的汽车热管理系统，其特征在于，所述客舱制冷回路上依次设有第一截止阀、第一膨胀阀、蒸发器、压缩机和冷凝器；客舱制热回路上依次设有暖风芯体、第一膨胀水箱、第一水泵和过水PTC；电池制冷回路包括电池制冷第一子回路和/或电池制冷第二子回路；所述电池制冷第一子回路并接在第一截止阀、第一膨胀阀和蒸发器连接通路上，包括顺次连接的第二膨胀阀和Chiller冷媒部；所述电池制冷第二子回路上依次设有第二水泵、电池散热流道、充电机散热流道、换热板冷侧部和Chiller热水部，还包括并接在换热板冷侧部和Chiller热水部连接通路的第二膨胀水箱；在过水PTC和暖风芯体之间还设有第一三通阀，所述电池制热回路上设有换热板热侧部，第一三通阀的输入端与过水PTC的输出端连接，第一三通阀的第一输出端与暖风芯体的输入端连接，第一三通阀的第二输出端与换热板热侧部的输入端连接，换热板热侧部的输出端分别与暖风芯体的输出端和第一膨胀水箱的输入端连接；所述电机制冷回路包括电机制冷第一子回路，电机制冷第一子回路上依次设有第三水泵、电机驱动器散热流道、电机散热流道、第三散热器，还包括并接在第三散热器两端的第三膨胀水箱。4.如权利要求3所述的汽车热管理系统，其特征在于，所述电池制冷回路还包括电池制冷第三子回路，所述电池制冷第三子回路上依次设有第一循环泵、电池冷却腔和/或充电机冷却腔、第一散热器和第一储液罐，还包括并接于第一散热器两端的第一电磁阀；在电池冷却腔和/或充电机冷却腔的入口处设置有第四温度传感器、在电池冷却腔和/或充电机冷却腔设置有第一气压传感器，控制单元调节第一循环泵转速和第一电磁阀的开度，使流体喷入电池冷却腔和/或充电机冷却腔时达到超临界状态；和/或所述电机制冷回路还包括电机制冷第二子回路，所述电机制冷第二子回路上依次设有第二循环泵、电机驱动器冷却腔、电机冷却腔、第二散热器和第二储液罐，还包括并接于第二散热器两端的第二电磁阀；在电机驱动器冷却腔和/或电机冷却腔的入口处设置有第五温度传感器、在电机驱动器冷却腔和/或电机冷却腔设置有第二气压传感器，控制单元调节第二循环泵转速和第二电磁阀的开度，使流体喷入电机驱动器冷却腔和/或电机冷却腔时达到超临界状态。5.如权利要求4所述的汽车热管理系统，其特征在于，所述电池冷却腔上设有至少一个第一喷杆，所述第一喷杆面向的电池冷却腔内壁为电池外表面或者与电池外表面紧密面接触；所述充电机冷却腔上设有至少一个第二喷杆，所述第二喷杆面向的充电机冷却腔内壁为充电机外表面或者与充电机外表面紧密面接触；所述电机驱动器冷却腔上设有至少一个第三喷杆，所述第三喷杆面向的电机驱动器冷却腔内壁为电机驱动器外表面或者与电机驱动器外表面紧密面接触；所述电机驱动器冷却腔上设有至少一个第四喷杆，所述第四喷杆面向的电机冷却腔内壁为电机外表面或者与电机外表面紧密面接触。6.如权利要求3所述的汽车热管理系统，其特征在于，所述电池制冷回路还包括电池制冷第三子回路，所述电池制冷第三子回路上设有第一储液罐，依次串接的第二三通阀、第二水泵、电池散热流道、充电机散热流道和第三三通阀，以及并接于第一散热器两端的第一电磁阀；所述第二三通阀的输入端与Chiller热水部的输出端连接，第二三通阀的第一输出端与第二水泵的输入端连接，第二三通阀的第二输出端与第一储液罐的输出口连接；第三三通阀的输入端与充电机散热流道的输出端连接，第三三通阀的第一输出端与换热板冷侧部的输入端连接，第三三通阀的第二输出端分别与第一散热器的输入端和第一电磁阀的输入端连接；在电池散热流道和/或充电机散热流道上设置有第四温度传感器和第一气压传感器，控制单元调节第二水泵转速和第一电磁阀的开度，使流体喷入电池散热流道和/或充电机散热流道时达到超临界状态；和/或所述电机制冷回路还包括电机制冷第二子回路，所述电机制冷第二子回路上设有第二储液罐，依次串接的第三水泵、电机驱动器散热流道、电机散热流道和第三散热器，以及并接在第三散热器两端的第二电磁阀；所述第二储液罐的输出端与第三水泵的输入端连接，第五三通阀的输入端分别与第三散热器的输出端和第二电磁阀的输出端连接；在电机驱动器散热流道和/或电机散热流道上设置有第五温度传感器和第二气压传感器，控制单元调节第三水泵转速和第二电磁阀的开度，使流体喷入电机驱动器散热流道和/或电机散热流道时达到超临界状态。7.如权利要求1-6之一所述的汽车热管理系统，其特征在于，所述电机制冷回路包括电机制冷第三子回路，电机制冷第三子回路上设有风扇模块，所述风扇模块包括至少一个面向电机和/或电机驱动器吹风的风扇，控制风扇转速的第一控制电路和第二控制电路；所述第一控制电路的输入端与控制单元的第一风扇控制端连接，第一控制电路的输出端与风扇的高速启动端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓明，
申请(专利权)人：重庆市大明汽车电器有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50