用于控制电动车辆的热管理系统的控制系统和方法与流程

本公开内容涉及用于控制电动车辆的热管理系统的方法和控制系统。本发明的各方面涉及方法、控制系统、计算机可读指令、计算机可读介质以及车辆。

背景技术：

1、电动车辆的某些部件的温度可能对这些部件的操作效率具有显著影响。例如，当温度低时，牵引电池中的化学反应可能被抑制，并且在极寒的情况下，电池电解质可能冻结，从而显著增加电池中的损耗。相反，随着牵引电池的温度升高，电池中的电阻损耗可能增加。因此，将电动车辆的牵引电池保持在一定的温度范围内可以是有益的。类似地，车辆的马达、电子器件和其他部件以及用于人类舒适度的车辆车厢可以具有它们应当理想地被保持在其内的期望温度范围。

2、然而，管理系统中部件的温度可能会从牵引电池汲取大量电力，例如在为电阻加热器供电时，这本身可能降低从牵引电池提供的电力的使用效率，并且因此缩短电动车辆的续航里程。

3、本发明的目的是解决与现有技术相关联的缺点中的一个或更多个缺点。

技术实现思路

1、本发明的各方面和各实施方式提供了如所附权利要求中所要求保护的用于控制热管理系统的方法和相关联的控制系统、计算机可读指令、计算机可读介质、以及车辆。

2、所公开的布置涉及一种用于控制电动车辆的热管理系统的控制系统，该热管理系统具有多种操作模式，该控制系统包括一个或更多个处理器，所述一个或更多个处理器被共同配置成：比较与热管理系统的操作模式相关联的能量成本，并且从操作模式之中选择操作模式。

3、因此，可以选择高效的操作模式。

4、本发明的一方面提供了一种用于控制电动车辆的热管理系统的控制系统，该热管理系统具有多种操作模式，该控制系统包括一个或更多个处理器，所述一个或更多个处理器被共同配置成：针对热管理系统的两种或更多种操作模式中的每种操作模式，获得与该操作模式相关联的能量成本；基于所获得的能量成本选择操作模式；以及提供指示所选择的操作模式的输出。

5、因此，可以考虑与操作模式相关联的能量成本来选择热管理系统的操作模式。这促进了能量效率，例如，通过允许选择具有低（或最低）能量成本的操作模式。

6、在一些示例中，操作模式的选择包括在两种或更多种操作模式之中选择具有最低能量成本的操作模式。

7、因此，可以选择具有低能量成本的操作模式，从而提高能量效率。

8、能量成本可以指示下述中的一者或更多者：转换成相应的操作模式的能量需求、在相应操作模式下操作热管理系统的能量需求、以及在操作模式下从车辆传递出的热能。

9、因此，在选择操作模式时可以考虑各种潜在的能量成本来源。

10、在一些示例中，一个或更多个处理器被共同配置成：接收电动车辆的多个部件的热能信息，该热能信息指示多个部件中的至少第一部件的至少一个热能传递需求；以及针对热管理系统的多种操作模式中的每种操作模式，获得该操作模式与至少一个热能传递需求的符合性指示，其中，操作模式的选择是基于所获得的能量成本和该操作模式与所述至少一个热能传递需求的符合性指示来进行的。

11、因此，可以考虑与操作模式相关联的能量成本以及车辆部件的能量传递需求来选择热管理系统的操作模式。这促进了能量效率，例如，通过允许从满足部件的需求的操作模式之中选择具有低（或最低）能量成本的操作模式。

12、根据所公开的实施方式，提供了一种用于控制电动车辆的热管理系统的控制系统，一个或更多个处理器被共同配置成：接收电动车辆的多个部件的热能信息，该热能信息指示多个部件中的第一部件的至少一个热能传递需求；针对热管理系统的多种操作模式中的每种操作模式，获得该操作模式与所述至少一个热能传递需求的符合性指示；针对热管理系统的一种或更多种操作模式，获得与操作模式相关联的能量成本；选择操作模式，其中，所述选择是基于一个或更多个所获得的能量成本以及操作模式与所述至少一个热能传递需求的符合性指示来进行的；以及提供指示所选择的操作模式的输出。

13、因此，可以考虑与操作模式相关联的能量成本以及车辆部件的能量传递需求来选择热管理系统的操作模式。这促进了能量效率，例如，通过允许从满足部件的需求的操作模式之中选择具有低（或最低）能量成本的操作模式。

14、在所公开的布置中，一个或更多个处理器被共同配置成：接收电动车辆的多个部件的热能信息，该热能信息指示多个部件中的第一部件的至少一个热能传递需求；针对热管理系统的多种操作模式中的每种操作模式，评估该操作模式与所述至少一个热能传递需求的符合性指示；针对热管理系统的一种或更多种操作模式，获得与操作模式相关联的能量成本；选择操作模式，其中，所述选择是基于一个或更多个所获得的能量成本以及操作模式与所述至少一个热能传递需求的符合性指示来进行的；以及提供指示所选择的操作模式的输出。

15、因此，当选择热管理系统的操作模式时，可以考虑与操作模式相关联的能量成本以及车辆部件的能量传递需求。

16、在所公开的布置中，提供了一种用于控制电动车辆的热管理系统的控制系统，一个或更多个处理器被共同配置成：接收电动车辆的多个部件的热能信息，该热能信息指示多个部件中的第一部件的至少一个热能传递需求；针对热管理系统的一种或更多种操作模式中的每种操作模式：基于所述至少一个热能传递需求，获得与操作模式相关联的能量成本；基于一个或更多个所获得的能量成本选择操作模式；以及提供指示所选择的操作模式的输出。

17、因此，可以基于与操作模式相关联的能量成本以及车辆部件的能量传递需求来选择热管理系统的操作模式。

18、根据一些示例，操作模式的选择包括：基于各自的符合性指示从多种操作模式中选择一种或更多种操作模式。

19、因此，可以针对被确定为符合所述至少一个热能传递需求的操作模式来确定能量成本。

20、在一些示例中，一个或更多个处理器被共同配置成：基于热能信息，获得请求热能的一个或更多个部件和具有过量热能的一个或更多个部件（例如，高于其目标操作温度范围以及要被冷却以接近其目标操作温度范围的部件）的指示，以及确定候选操作模式，其中，每种候选操作模式是热管理系统的向每个请求热能的部件提供热并且从每个具有过量热能的部件移除热的操作模式，其中，操作模式与所述至少一个热能传递需求的符合性指示是基于该操作模式是否是候选操作模式。

21、因此，可以可靠地选择向部件中的每一个提供适当的热传递（例如，加热或冷却）的操作模式。在一些示例中，可以以简单且可靠的方式从考虑中移除针对当前热能传递需求的不适当的操作模式。

22、在一些示例中，候选操作模式是在获得能量成本之前确定的，并且候选操作模式包括两种或更多种操作模式。

23、因此，可以在获得能量成本之前，将与系统的热需求（例如，在向部件流动的热或从部件流动的热方面）不一致的操作模式从考虑中移除，从而减少针对其获得能量成本的模式的数目。

24、在一些示例中，获得与操作模式相关联的能量成本比确定操作模式是否是候选操作模式使用更多的计算资源。

25、有利地，在获得能量成本之前确定操作模式可以减少与选择操作模式相关联的计算负担。例如，与确定操作模式是否是候选操作模式相比，获得能量成本可以使用更多的处理器时间、使用更多的操作、使用更多的存储器或这些中的一些组合。

26、在一些示例中，操作模式与所述至少一个热能传递需求的符合性指示是基于所述至少一个热能传递需求与根据该操作模式在热管理系统中能够实现的热能传递的比较。

27、因此，操作模式的选择可以考虑操作模式是否能够满足所接收的热能信息中指示的热需求。

28、根据一些示例，每种操作模式与相应的热回路集合相关联，每个热回路包括在该操作模式下经由热管理系统相互热连通的一组部件，所述至少一个热能传递需求与操作模式下能够实现的热能传递的比较包括：针对与该操作模式相关联的热回路集合中的每个热回路，确定热回路中能够实现的热能传递与热回路中的部件的热能传递需求是否一致。

29、因此，与至少一个热能传递需求的符合性指示可以考虑哪些部件彼此热连通。

30、在一些示例中，每种操作模式与相应的热回路集合相关联，每个热回路包括在该操作模式下经由热管理系统相互热连通的一组部件，其中，所述至少一个热能传递需求与操作模式下能够实现的热能传递的比较包括：针对该操作模式下的每个热回路：获得热回路中能够实现的热能传递速率的指示，获得热回路中目标热能传递速率的指示，以及将所指示的能够实现的热能传递速率与目标热能传递速率进行比较。

31、有利地，操作模式的选择可以考虑操作模式是否能够满足目标热能传递速率。

32、在一些示例中，每种操作模式与相应的热回路集合相关联，每个热回路包括在该操作模式下经由热管理系统相互热连通的一组部件，其中，至少一个热能传递需求与操作模式下能够实现的热能传递的比较包括：针对该操作模式下的每个热回路：获得热回路中的热能可用性的指示，获得热回路中的热能需求的指示，以及将所指示的热能可用性与所指示的热能需求进行比较。

33、有利地，操作模式的选择可以考虑操作模式是否能够传递一定量的热能以满足热需求。

34、在一些示例中，至少一个热能传递需求与能够实现的热能传递的比较是在获得能量成本之前执行的，其中，基于至少一个热能传递需求与能够实现的热能传递的比较，操作模式被接受或拒绝，以及被接受的操作模式包括两种或更多种操作模式。

35、有利地，可以在获得相关联的能量成本之前确定基于其能够实现的热能传递的操作模式的拒绝。因此，可以避免与被拒绝的操作模式相关联的能量成本的确定。

36、在一些示例中，不获得针对被拒绝的操作模式的能量成本。

37、因此，不执行针对被拒绝的操作模式的能量成本的确定，从而减少与获得能量成本相关联的时间或计算工作量中的至少一个。

38、在一些示例中，获得与操作模式相关联的能量成本比确定操作模式是被接受还是被拒绝使用更多的计算资源。

39、因此，在获得能量成本之前拒绝操作模式可以减少与选择操作模式相关联的计算负担。

40、操作模式与所述至少一个热能传递需求的符合性指示可以指示所述至少一个热能传递需求在该操作模式下是否被满足。

41、因此，可以基于所述至少一个热能传递需求是否被满足来选择操作模式。

42、当操作模式不满足所述至少一个热能传递需求时，操作模式与所述至少一个热能传递需求的符合性指示可以指示该操作模式不满足所述至少一个热能传递需求的程度。

43、因此，可以考虑操作模式不满足所述至少一个热能传递需求的程度。例如，如果操作模式中没有一种操作模式可以满足所述至少一个热能传递需求，则可以基于各操作模式接近满足所述至少一个热能传递需求的程度来选择操作模式。

44、在一些示例中，当操作模式不满足所述至少一个热能传递需求时，操作模式与所述至少一个热能传递需求的符合性指示可以指示目标热能传递速率与该操作模式下能够实现的热能传递速率之间的差。

45、因此，可以考虑目标热能传递速率与特定操作模式下能够实现的能量传递速率之间的差。例如，如果操作模式中没有一种操作模式可以满足所述至少一个热能传递需求，则可以基于各操作模式接近满足所述至少一个热能传递需求的程度来选择操作模式。

46、在一些示例中，当操作模式不满足所述至少一个热能传递需求时，操作模式与所述至少一个热能传递需求的符合性指示可以指示根据所述至少一个热能传递需求要传递的能量的量与该操作模式下传递的能量的量之间的差。

47、因此，可以考虑所需的热能传递与特定操作模式下能够实现的能量传递之间的差。例如，如果操作模式中没有一种操作模式可以满足所述至少一个热能传递需求，则可以基于各操作模式接近满足所述至少一个热能传递需求的程度来选择操作模式。

48、电动车辆可以包括具有各自目标温度范围的一组部件，其中，该组部件中的各部件是热需求端。热管理系统可以被布置成控制热需求端的温度，例如以使热需求端具有在各自目标温度范围内的相应温度。因此，热需求端也可以被称为受控部件或控制目标，因为热需求端可以被视为电动车辆的最终由热管理系统控制的部件。在一些示例中，热需求端不是热管理系统的部件，但是与热管理系统热连通。

49、第一部件可以是第一热需求端，并且至少一个热能传递需求可以包括多个热需求端的各自热能传递需求，多个热需求端包括第一热需求端。热需求端可以各自具有目标操作温度范围。热管理系统可以被布置成控制热需求端的温度，例如，以使热需求端具有在各自目标温度范围内的相应温度。

50、因此，热管理系统可以提供用于控制热需求端的温度的能量高效方法。

51、热需求端可以包括下述中的一者或更多者：牵引电池；电驱动单元；以及舱室空气调节单元。

52、因此，热管理系统可以管理牵引电池、电驱动单元、以及舱室空气调节单元中的一者或更多者的温度。

53、在一些示例中，车辆的多个部件包括下述中的一者或更多者：牵引电池；电驱动单元；散热器；外部热交换器；冷却剂加热器；以及舱室。

54、因此，可以基于车辆上存在的热需求端的至少一个热能传递需求来选择热管理系统的操作模式，从而便于选择在满足部件的热需求的同时将热能保留车辆上的热管理系统的操作模式。

55、根据一些示例，第一部件具有目标操作温度范围，并且至少一个热能传递需求指示当第一部件处于其目标操作温度范围内时，第一部件可以用作热能源并且可以用作热能汇。

56、因此，第一部件可以用于存储剩余热能，而不是将其从车辆传递出去。

57、在一些示例中，部件的至少一个热能传递需求包括下述中的至少一者：指示要向部件供应热能（例如，该部件请求热能）；指示要从部件提取热能（例如，该部件具有过量热能）；或者指示可以向部件供应热能或从部件提取热能（例如，部件处于目标操作温度范围内）。

58、因此，操作模式的选择可以考虑部件的热能状态。

59、在一些示例中，部件的至少一个热能传递需求包括要向部件供应热能的速率的指示或从部件提取热能的速率的指示中的至少一者。

60、因此，当选择操作模式时，可以考虑向部件供应热能的速率或从部件提取热能的速率。

61、在一些示例中，部件的至少一个热能传递需求包括要向部件供应热能的量的指示或从部件提取的热能的量的指示中的至少一者。

62、因此，当选择操作模式时，可以考虑要向部件供应的热能的量或从部件提取的热能的量。

63、在一些示例中，部件的至少一个热能传递需求是基于该部件的当前温度与同该部件相关联的目标操作温度之间的差。

64、因此，操作模式的选择可以基于部件是过热还是过冷来进行。

65、部件的目标操作温度可以是部件的目标操作温度范围的高温点或低温点。目标操作温度可以是目标操作温度范围的高温点或低温点中最接近于部件的当前温度的任一个。

66、因此，操作模式的选择可以基于部件是处于目标操作温度范围内、高于目标操作温度范围还是低于目标操作温度范围来进行。

67、在一些示例中，操作模式的能量成本包括：热能成本值，该热能成本值表示在该操作模式下从车辆传递出去的热能的量；以及致动器能量成本值，该致动器能量成本值表示与在该操作模式下操作热管理系统相关联的能量成本。

68、因此，可以评估电动车辆的热管理系统的每种潜在操作模式的能量成本，并且可以基于此选择模式（例如，具有最低能量成本的模式，使得可以选择满足车辆部件的所需热传递需求的最高效的操作模式）。特别地（但非排他性地），能量成本可以既包括操作热管理系统的成本例如操作压缩机所需的能量，而且还包括表示从车辆损失（例如，经由散热器损失到环境）的热能的量的热能成本值。因此，该方法能够为热管理系统选择下述操作模式，该操作模式在满足部件的所需冷却需求和/或加热需求的同时保留尽可能多的热能，从而致使整体效率提高。

69、在一些示例中，与操作模式相关联的致动器能量成本值表示下述中的至少一者：根据该操作模式操作压缩机的能量成本；与该操作模式相关联的阀致动能量成本；与根据该操作模式操作热交换器相关联的车辆阻力（drag）成本；根据该操作模式操作泵的能量成本；以及根据该操作模式操作风扇的能量成本。

70、因此，该方法能够考虑与热管理系统的操作相关联的一系列能量成本，包括与将热管理系统从第一操作模式切换至第二操作模式相关联的能量成本，例如阀致动成本。

71、根据一些示例，多种操作模式中的每种操作模式与热管理系统的至少两种配置中的某种配置相关联，并且每种配置限定热传递流体到多个部件中的至少一个部件的流动方向。

72、因此，该方法能够操作以为可重配置的热管理系统选择操作模式，其中，对于不同的操作模式，冷却剂回路通过车辆部件的路线可以被改变，以便于部件之间不同方向上的热能传递，从而满足各部件的热能传递需求。

73、一些示例提供了一种用于控制电动车辆的热管理系统的控制系统，该控制系统包括一个或更多个处理器，所述一个或更多个处理器被共同配置成：针对热管理系统的一种或更多种操作模式中的每种操作模式，获得与该操作模式相关联的能量成本；基于所获得的能量成本选择操作模式；以及提供指示所选择的操作模式的输出。

74、一些示例提供了一种用于控制电动车辆的热管理系统的控制系统，该控制系统包括一个或更多个处理器，所述一个或更多个处理器被共同配置成：接收电动车辆的多个部件的热能信息，该热能信息指示多个部件中的至少第一部件的至少一个热能传递需求；针对热管理系统的多种操作模式中的每种操作模式，获得该操作模式与所述至少一个热能传递需求的符合性指示；针对热管理系统的一种或更多种操作模式，获得与操作模式相关联的能量成本；选择操作模式，其中，所述选择是基于一个或更多个所获得的能量成本以及操作模式与所述至少一个热能传递需求的符合性指示来进行的；以及提供指示所选择的操作模式的输出。

75、一些示例提供了一种用于控制电动车辆的热管理系统的控制系统，该控制系统包括一个或更多个处理器，所述一个或更多个处理器被共同配置成执行本文描述的方法中的任何方法。

76、一些示例提供了一种计算机可读指令，所述计算机可读指令在由一个或更多个处理器执行时，使所述一个或更多个处理器执行本文描述的方法中的任何方法。

77、一些示例提供了一种计算机可读介质，所述计算机可读介质包括计算机可读指令，所述计算机可读指令在由处理器执行时使得执行本文描述的方法中的任何方法。

78、计算机可读介质可以是非暂态计算机可读介质。

79、一些示例提供了一种车辆，该车辆包括：本文描述的控制系统中的任何系统；以及通信地耦接至控制系统的热管理系统。

80、在本技术的范围内，明确旨在可以独立地采用或者以任意组合的方式采用在先前的段落中、在权利要求中以及/或者在以下描述和附图中阐述的各个方面、实施方式、示例和替选方案以及特别是其各个特征。也就是说，所有实施方式和/或任何实施方式的特征可以以任何方式和/或组合进行组合，除非这些特征不兼容。申请人保留更改任何原始提交的权利要求或相应地提交任何新的权利要求的权利，包括将任何原始提交的权利要求修改成从属于任何其他权利要求和/或并入任何其他权利要求的任何特征的权利，尽管最初并未以该方式要求保护。