电动交通工具低温管理系统及其控制方法与流程

1.本技术涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种电动交通工具低温管理系统及其控制方法。


背景技术：

2.当前纯电动汽车发展迅速，然而受限于电池能量密度和电池本身低温特性，低温充电速度慢，充电时间长，采用的电动空调温升慢能耗高，影响驾驶员乘坐舒适性，低温续航里程衰减较多。
3.针对这些问题，行业上当前普遍采用的技术手段如下：采用ptc对电池冷却液进行加热，进而加热电池，在低温充电之前把电池加热到一个合适的温度，然而此技术对电池的加热速度比较慢，而且电耗比较高；电动空调目前多采用热泵空调，热泵空调在温度为-5℃以上效率较高，制热效果良好，当温度进一步降低，热泵空调制热效果变差，而且效率也更差，乘员舱温升较慢。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种电动交通工具低温管理系统及其控制方法，能够快速提升低温状况下的电池温度和乘员舱温度，提高用户使用体验。
5.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了电动交通工具低温管理系统，包括：
6.主加热装置；
7.动力电池；
8.石墨烯电加热片；以及
9.水路系统，水路系统包括主路，第一支路和第二支路，主路包括第二水泵和暖风芯体，主路流经主加热装置，第一支路包括第一水泵，第一支路流经动力电池，第一支路和第二支路并联，主路能够选择地与第一支路或第二支路连通，主路与第一支路连通时形成第一水路系统，主路与第二支路连通时形成第二水路系统；
10.石墨烯电加热片包括电池加热片和座椅加热片，电池加热片安装在动力电池上，并能够对动力电池加热，座椅加热片安装在座椅上，并能够对座椅进行加热。
11.应用本发明的技术方案，通过设置热泵空调、动力电池、石墨烯电加热片以及水路系统，且水路系统包括主路，第一支路和第二支路，主路能够选择地与第一支路或第二支路连通，石墨烯电加热片包括电池加热片和座椅加热片，电池加热片能够对动力电池加热，座椅加热片能够对座椅进行加热，当主路与第一支路连通形成第一水路系统时，热泵空调提供热量，能够对动力电池和乘员舱进行加热。当主路与第二支路连通形成第二水路系统时，热泵空调冷凝器提供热量，仅用于乘员舱取暖。工作时，首先根据车辆运行状态和环境温度确定车辆所处工况，再根据车辆所处工况对热泵空调、动力电池、石墨烯电加热片和水路系统进行控制，能够快速提升电池温度和乘员舱温度，进而提高用户使用体验。
附图说明
12.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
13.图1示出了本发明的一个实施例的电动交通工具低温管理系统的部分结构示意图；
14.图2示出了本发明的一个实施例的电动交通工具低温管理系统的部分结构示意图；
15.图3示出了本发明的一个实施例的电动交通工具低温管理系统的控制方法流程图；
16.图4示出了本发明的一个实施例当车辆处于第一工况时的控制流程图；
17.图5示出了本发明的一个实施例当车辆处于第二工况时的控制流程图；
18.图6示出了本发明的一个实施例当车辆处于第三工况时的控制流程图；
19.图7示出了本发明的一个实施例当车辆处于第四工况时的控制流程图；
20.图8示出了本发明的一个实施例当车辆处于第五、第六、第七工况时的控制流程图；以及
21.图9示出了本发明的一个实施例的座椅加热片对使用状态的座椅进行加热的控制流程图；
22.图10示出了本发明的一个实施例的电动车能量管理系统的部分结构示意图；
23.图11示出了本发明的一个实施例的电动车能量管理系统的部分结构示意图；
24.图12示出了本发明的一个实施例当车辆处于第一工况时的控制流程图；
25.图13示出了本发明的一个实施例当车辆处于第二工况时的控制流程图；
26.图14示出了本发明的一个实施例当车辆处于第三工况时的控制流程图；
27.图15示出了本发明的一个实施例当车辆处于第四工况时的控制流程图；以及
28.图16示出了本发明的一个实施例当车辆处于第五、第六、第七工况时的控制流程图。
29.其中，上述附图包括以下附图标记：
30.10、热泵空调冷凝器；11、空调控制器；12、膨胀水箱；13、三通阀；14、直流充电桩；15、车载充电机；16、直流直流转化器；17、空调压缩机；18、ptc加热器；20、动力电池；21、低压蓄电池；30、第二水泵；40、暖风芯体；50、第一水泵；60、电池加热片；70、座椅加热片；80、整车控制器；90、电池管理系统。
具体实施方式
31.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
32.结合参见图1、图2、图10和图11所示，本发明提供了一种电动交通工具低温管理系统，包括：主加热装置；动力电池20；石墨烯电加热片；以及水路系统，水路系统包括主路，第一支路和第二支路，主路包括第二水泵30和暖风芯体40，主路流经主加热装置，第一支路包括第一水泵50，第一支路流经动力电池20，第一支路和第二支路并联，主路能够选择地与第一支路或第二支路连通，主路与第一支路连通时形成第一水路系统，主路与第二支路连通
时形成第二水路系统；石墨烯电加热片包括电池加热片60和座椅加热片70，电池加热片60安装在动力电池20上，并能够对动力电池20加热，座椅加热片70安装在座椅上，并能够对座椅进行加热。
33.上述技术方案中，当主路与第一支路连通时，主加热装置、第一水泵50、动力电池20、第二水泵30、暖风芯体40形成第一水路系统。此时，主加热装置提供热量，可用于动力电池20加热和乘员舱取暖。当主路与第二支路连通时，热泵空调冷凝器10、第二水泵30、暖风芯体40形成第二水路系统，此时，主加热装置提供的热量仅用于乘员舱取暖。另外，石墨烯电加热片包括电池加热片60和座椅加热片70，电池加热片60安装在动力电池20上，并能够对动力电池20加热，座椅加热片70安装在座椅上，并能够对座椅进行加热。在低温环境下，首先使主路与第一支路连通，开启第一水泵50和第二水泵30并且以最高转速运转，同时控制座椅加热片70对座椅进行加热。此时，主加热装置和电池加热片60可同时对动力电池20进行加热，能够快速提升动力电池20的温度，使动力电池20能够快速达到充电温度，便于后续进行充电，同时，热泵空调冷凝器10还为乘员舱提供热量，使乘员舱温度也能够快速提升，从而提高用户使用体验。
34.具体地，在本发明的实施例中，水路系统还包括补液管路，补液管路的一端连接在第二水泵30的进水口处，另一端连接在暖风芯体40的出水口处，补液管路上设置有膨胀水箱12和控制阀，控制阀能够控制补液管路通断，膨胀水箱12能够通过补液管路对主路进行冷却液补充，或者是将主路上的冷却液储存起来，以便对水路系统内的冷却液量进行调节，从而提高电动交通工具低温管理系统的工作能效。
35.在一个实施例中，主路通过三通阀13分别与第一支路和第二支路连接，利用三通阀13能够实现主路与第一支路、第二支路之间连通关系的调节。当三通阀13管口1和2连通时，主加热装置、第二水泵30、暖风芯体40等组成一个回路，主加热装置提供热量，可用于乘员舱取暖；当三通阀13管口3和2接通时，第一水泵50、动力电池20、主加热装置、暖风芯体40、第二水泵30等组成一个回路，主加热装置提供热量，可用于动力电池20加热和乘员舱取暖。
36.动力电池20为高压电池，由若干电池模组组成，模组之间通过铜排等进行连接导电，模组外围包裹着石墨烯电加热片，石墨烯电加热片外侧为电池箱体，石墨烯电加热片可以产生热量，用来对电池进行加热。此处的石墨烯电加热片为电池加热片60，单独对电池进行加热，由于电池加热片60直接设置在电池箱体内，与电池直接接触，因此可以直接对电池进行加热，加热效率较高。
37.座椅加热片70的数量为多个，可以与座椅的数量相同，也可以多于座椅的数量，每个座椅可以设置一个座椅加热片70，也可以设置两个或两个以上的座椅加热片70。
38.结合参见图1和图2所示，在本发明的一个实施例中，主加热装置为热泵空调，热泵空调包括热泵空调冷凝器10，热泵空调还包括空调压缩机17，电动交通工具低温管理系统还包括：整车控制器80；电池管理系统90；以及空调控制器11，电池管理系统90将动力电池20的参数信息发送至整车控制器80，整车控制器80对水路系统、动力电池20和石墨烯电加热片进行控制，空调控制器11与空调压缩机17连接，对空调压缩机17进行控制。
39.结合参见图10和图11所示，在本发明的一个实施例中，主加热装置为ptc加热器18；电动车能量管理系统还包括：整车控制器80；电池管理系统90；以及空调控制器11，电池
管理系统90将动力电池20的参数信息发送至整车控制器80，整车控制器80对水路系统、动力电池20和石墨烯电加热片进行控制，空调控制器11与ptc加热器18连接，对ptc加热器18进行控制。
40.电动交通工具低温管理系统还包括直流直流转化器16和低压蓄电池21，动力电池20直接为空调压缩机17供高压电(200～500v)，动力电池20通过直流直流转化器16转化成低压电(12～16v)，然后为第一水泵50、第二水泵30、电池加热片60、座椅加热片70、整车控制器80、电池管理系统90、空调控制器11等供低压电。座椅加热片70分别布置在车内座舱的五个座椅内部，可以加热座椅，座椅内部布置有温度传感器、压力传感器和人体红外探测仪，温度传感器用来监测座椅温度并反馈给整车控制器80，压力传感器用来监测座椅承受的压力并反馈给整车控制器80，人体红外探测仪用来监测座以上是否有人并将此信号反馈给整车控制器80，整车控制器80向座椅加热片70发送控制指令，控制输出功率大小，进而控制加热的速度。电池管理系统90将电池温度、电池故障状态、电池电量状态、电池电流、电池电压等信号发送给整车控制器80，第一水泵50和第二水泵30的转速由整车控制器80控制，通过控制水泵转速控制水路系统的冷却液流量，空调控制器11控制电动压缩机，进行空调温度的调节，对乘员舱进行制热；动力电池20可以通过直流充电桩14进行快速充电，也可以通过车载充电机15进行缓慢充电。
41.上述技术方案中，电池管理系统90将电池温度、电池故障状态、电池电量状态、电池电流、电池电压等参数信息发送至整车控制器80，整车控制器80通过控制第一水泵50和第二水泵30的转速，实现对水路系统的水流量的控制，整车控制器80还能够向石墨烯加热片发送控制指令，通过控制石墨烯加热片的输出功率控制其加热速度，空调控制器11则对主加热装置进行控制，实现空调温度调节和乘员舱的制热。通过上述设置，整车控制器80能够根据动力电池20的实时状态以及环境温度等对水路系统的水流量、石墨烯电加热片的输出功率等作出相应调整，进而保证电动交通工具低温管理系统的稳定和高效运行。
42.如图3所示，根据本发明的另一方面，提供了一种如上述的电动交通工具低温管理系统的控制方法，包括：获取车辆运行状态；获取环境温度；根据车辆运行状态和环境温度确定车辆所处工况；根据车辆所处工况对热泵空调、动力电池20、石墨烯电加热片和水路系统进行控制。
43.上述技术方案中，首先根据车辆运行状态和环境温度能够确定车辆所处工况，然后根据车辆所处工况对热泵空调冷凝器10的开闭状态、动力电池20内部继电器的开闭状态、石墨烯电加热片的开闭状态以及水路系统中第一水泵50和第二水泵30的开闭状态进行控制，以缩短各工况下电动车充电时间，提高乘员舱的升温速度，进而提升用户的使用体验。
44.在本实施例中，可以利用热泵空调冷凝器10同时对动力电池20和乘员舱进行加热，利用电池加热片60对电池进行加热，利用座椅加热片70对座椅进行加热。热泵空调冷凝器10通过水路系统的冷却液进行热量传输，而电池加热片60和座椅加热片70则是直接对所需加热的对象进行加热，因此，电池加热片60和座椅加热片70的热量传输效率高于热泵空调冷凝器10的热量传输效率，但电池加热片60和座椅加热片70所能提供的热量有限。热泵空调冷凝器10在低温状况下，加热效率较低，被加热对象升温较慢，在温度达到一定范围时，则具有良好的加热效率，具有较佳的工作能效；根据两者加热特点的不同，可通过对两
者加热的合理布置，充分发挥各自的长处，这样，既能够实现乘员舱和电池的快速温升，又能够保证电动交通工具低温管理系统的工作能效维持在较佳能效，在满足乘员舱和电池温度控制的同时，减少能量消耗，提升用户充电体验，在保证驾乘人员舒适性的基础上，使整体能耗更低，电池的低温续航里程更长。
45.根据车辆运行状态和环境温度确定车辆所处工况的步骤包括：当车辆处于停车充电空调开启状态，且环境温度t满足t≤a℃时，车辆处于第一工况；当车辆处于停车充电空调开启状态，且环境温度t满足a℃＜t≤b℃时，车辆处于第二工况；当车辆处于停车充电空调开启状态，且环境温度t满足b℃＜t时，车辆处于第三工况；当车辆处于停车充电空调关闭状态时，车辆处于第四工况；当车辆处于行车空调开启状态，且环境温度t满足t≤a℃时，车辆处于第五工况；当车辆处于行车空调开启状态，且环境温度t满足a℃＜t≤b℃时，车辆处于第六工况；当车辆处于行车空调开启状态，且环境温度t满足b℃＜t时，车辆处于第七工况；当车辆处于行车空调关闭状态时，车辆处于第八工况。
46.具体地，在本发明的一个实施例中，a的范围为-12～-8，b的范围为8～12，作为一个优选的实施例，a＝-10，b＝10。
47.上述的a和b可根据地域或环境的不同进行调整，并不局限于上述的限制。
48.上述的工况依据车辆状态以及室外环境进行划分，可对各种工况进行优化，方便电动交通工具低温管理系统对电动车进行控制，从而简化控制策略，降低控制难度，提高工作能效。
49.需要说明的是，在本发明的实施例中，不同工况下动力电池20加热和乘员舱取暖控制策略如下。
50.动力电池20加热控制策略：停车充电时，当动力电池20温度很低(如＜-10℃)时，不对动力电池20进行充电，当动力电池20温度上升到一定温度(如-10℃)以上时，才对其进行充电。充电时根据动力电池20温度进行判断，当动力电池20温度低于一定温度(如10℃)时，对动力电池20进行加热；当动力电池20温度非常低(如≤0℃)时，采用热泵空调冷凝器10和电池加热片60共同为动力电池20加热；当动力电池20的温度上升到一定程度(如0～10℃)时，仅采用电池加热片60对动力电池20进行加热；当动力电池20温度继续上升至一定温度(如＞10℃)时，此时不对动力电池20进行加热，而行车时不需考虑动力电池20的温度，均不对动力电池20进行加热。
51.乘员舱取暖控制策略：当环境温度很低(如＜-10℃)时，座椅内的座椅加热片70工作，此时热泵空调冷凝器10效率较低，控制其不工作；当环境温度较低(如-10℃～10℃)时，座椅内的座椅加热片70和热泵空调冷凝器10工作，此时热泵空调冷凝器10效率较高，更加节能；当环境温度继续上升至一定温度(如＞10℃)时，座椅内的座椅加热片70和热泵空调冷凝器10均工作，效率更高。
52.如图4所示，在本发明的一个实施例中，根据车辆所处工况对热泵空调、动力电池20、石墨烯电加热片和水路系统进行控制的步骤包括：当车辆处于第一工况时，获取电池温度；当电池温度tb满足tb≤a℃时，控制第一水泵50和第二水泵30开启，并以最高转速运行；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制电池加热片60开启，并以最大负荷工作；控制热泵空调开启，以中等负荷工作；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。
53.当电池温度tb满足a℃＜tb≤b℃时，控制第一水泵50和第二水泵30开启，并以最高转速运行；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制电池加热片60开启，并以中等负荷工作；控制热泵空调开启，以中等负荷工作；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
54.当电池温度tb满足b℃＜tb≤c℃时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30开启，并以中等转速运行；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制电池加热片60开启，并以中等负荷工作；控制热泵空调开启，以中等负荷工作；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
55.当电池温度tb满足c℃＜tb时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30开启，并以中等转速运行；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制电池加热片60关闭；控制热泵空调开启，以中等负荷工作；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
56.上述技术方案中，由于此时环境温度很低，热泵空调效率较低，电池加热片60的工作能效明显高于热泵空调的工作能效，因此为了减少能耗，需要降低热泵空调的工作负荷。在环境温度较低的情况下，当电池温度tb满足tb≤a℃时，此时动力电池20温度过低，并未达到动力电池20的充电温度，此时若对动力电池20进行充电，充电速度过慢，所需充电时间过长，因此，需要控制动力电池20内部继电器断开，不对动力电池20进行充电。开启电池加热片60，让电池加热片60以最大负荷工作，此时，热泵空调和电池加热片60同时为动力电池20和乘员舱提供热量，热泵空调通过对乘员舱加热来调节乘员舱的温度，使乘员舱温度能够得到有效提高。而电池加热片60也对电池进行加热，这样，在热泵空调和电池加热片60的共同加热下，动力电池20的温度得到快速提升，快速达到充电温度。另外，由于此时乘员舱内温度较低，为了提高驾乘人员舒适性，可以控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热，使得座椅的温度得到快速提升，提高乘坐舒适性。
57.当电池温度tb满足a℃＜tb≤b℃时，此时电池温度满足充电条件，可以控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电，此种情况下，由于动力电池20的温度得到提升，接近最佳充电温度，所需的热量较少，因此，电池加热片60只需以中等负荷工作即可满足电池的加热需求，进而降低能量损耗。由于室外环境温度较低，因此乘员舱内的温度仍然较低，所以仍需要开启热泵空调，使得热泵空调在对乘员舱进行升温的同时，可以和电池加热片60同时对动力电池20进行加热，在保证乘员舱温升的同时，进一步提高电池的加热速度。
58.当电池温度tb满足b℃＜tb≤c℃时，此时电池温度较高，更接近最佳充电温度，可以控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电，且此时所需的热能进一步减少，因此，可以控制第一水泵50关闭封闭第一支路，控制第二水泵30开启，使控制主路与第二支路连通，只采用电池加热片60对电池进行加热即可满足电池加热需求，无需热泵空调对动力电池20进行加热，这样，能够降低热泵空调的负荷，减小能耗，此时热泵空调主要用于对乘员舱进行升温，并不对动力电池20进行加热。为了进一步加快乘员舱温度的提升速度，可以控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热，使座椅的温度得到快速提升，提高乘坐舒适性。
59.当电池温度tb满足c℃＜tb时，此时电池温度已经达到充电温度，不需要对动力电池20进行加热，因此，关闭第一水泵50和电池加热片60，封闭第一支路。此时热泵空调主要
用于对乘员舱进行升温，控制第二水泵30开启，控制主路与第二支路连通，热泵空调产生的热量通过冷却液进行传递。为了加速乘员舱的升温速度，此时还可以控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热，使得座椅的温度与驾乘人员设定的空调目标温度相匹配，从而使座椅处的温度也能够达到空调目标温度，进一步提升驾乘人员的乘坐舒适性。通过上述设置，能够很好的平衡各部件的工作过程，降低能耗，还能有效提高动力电池20的温度和乘员舱温度调节效率，进而提高用户使用体验。
60.如图5所示，在本发明的一个实施例中，根据车辆所处工况对热泵空调、动力电池20、石墨烯电加热片和水路系统进行控制的步骤包括：当车辆处于第二工况时，获取电池温度；当电池温度tb满足tb≤a℃时，控制第一水泵50和第二水泵30开启，并以最高转速运行；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制电池加热片60开启，并以最大负荷工作；控制热泵空调开启，并按照空调目标温度进行工作；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。
61.当电池温度tb满足a℃＜tb≤b℃时，控制第一水泵50和第二水泵30开启，并以最高转速运行；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制电池加热片60开启，并以高负荷工作；控制热泵空调开启，并按照空调目标温度进行工作；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
62.当电池温度tb满足b℃＜tb≤c℃时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30开启，并以中等转速运行；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制电池加热片60开启，并以中等负荷工作；控制热泵空调开启，并按照空调目标温度进行工作；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
63.当电池温度tb满足c℃＜tb时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30开启，并以中等转速运行；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制电池加热片60关闭；控制热泵空调开启，并按照空调目标温度进行工作；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
64.上述技术方案中，当电池温度tb满足tb≤a℃时，此时动力电池20温度过低，并未达到动力电池20的充电温度，因此不对其进行充电。由于此时环境温度过低，相较于电池加热片60，热泵空调的工作能效较低，因此，开启热泵空调和电池加热片60，让电池加热片60以最大负荷工作，使热泵空调按照空调目标温度进行工作。此时热泵空调和电池加热片60同时对动力电池20进行加热，电池温度得到快速提升。另外，为了提高驾乘人员舒适性，可以控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热，使得座椅的温度得到快速提升。
65.当电池温度tb满足a℃＜tb≤b℃时，此时电池温度满足充电条件，可以通过控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。由于环境温度t满足a℃＜t≤b℃，使得车外环境能够为热泵空调提供足够的换热能量，此时热泵空调的加热效率较高，因此可以降低电池加热片60的负荷。由于电池的温度仍然相对较低，因此需要通过热泵空调和电池加热片60同时为电池进行加热，实现电池温度的快速提升。为了提高驾乘人员舒适性，可以控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热，使得座椅的温度得到快速提升。
66.当电池温度tb满足b℃＜tb≤c℃时，此时电池温度较高，接近动力电池20的充电温度，所需的能量进一步减少，因此，可以控制第一水泵50关闭封闭第一支路，控制第二水
泵30开启，使控制主路与第二支路连通，只采用电池加热片60对电池进行加热即可满足电池加热需求。另外，由于环境温度t满足a℃＜t≤b℃，此时热泵空调的工作效率较高，因此，此时主要通过热泵空调为乘员舱提供热量。
67.当电池温度tb满足c℃＜tb时，此时动力电池20的温度已经达到充电温度，不需要对动力电池20进行加热，因此，将电池加热片60和第一水泵50关闭，并且封闭第一支路。由于环境温度t满足a℃＜t≤b℃，此时热泵空调的工作效率较高，因此，这种情况下，主要通过热泵空调为乘员舱提供热量。为了加速乘员舱的升温速度，此时还可以控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热，使得座椅的温度与驾乘人员设定的空调目标温度相匹配，从而使座椅处的温度也能够达到空调目标温度，进一步提升驾乘人员的乘坐舒适性。
68.如图6所示，在本发明的一个实施例中，根据车辆所处工况对热泵空调、动力电池20、石墨烯电加热片和水路系统进行控制的步骤包括：当车辆处于第三工况时，获取电池温度；当电池温度tb满足tb≤a℃时，控制第一水泵50和第二水泵30开启，并以最高转速运行；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制电池加热片60开启，并以最大负荷工作；控制热泵空调开启，并按照空调目标温度进行工作；控制座椅加热片70关闭；控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。
69.当电池温度tb满足a℃＜tb≤b℃时，控制第一水泵50和第二水泵30开启，并以最高转速运行；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制电池加热片60开启，并以高负荷工作；控制热泵空调开启，并按照空调目标温度进行工作；控制座椅加热片70关闭；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
70.当电池温度tb满足b℃＜tb≤c℃时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30开启，并以中等转速运行；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制电池加热片60开启，并以中等负荷工作；控制热泵空调开启，并按照空调目标温度进行工作；控制座椅加热片70关闭；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
71.当电池温度tb满足c℃＜tb时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30开启，并以中等转速运行；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制电池加热片60关闭；控制热泵空调开启，并按照空调目标温度进行工作；控制座椅加热片70关闭；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
72.上述技术方案中，当电池温度tb满足tb≤a℃时，此时电池温度过低，并未达到动力电池20的充电温度，因此不对其进行充电，需要对动力电池20进行加热，使其尽快达到充电温度。因此，控制第一水泵50和第二水泵30开启，并以最高转速运行，控制主路与第一支路连通，第二支路封闭，开启电池加热片60并以最大负荷工作，开启热泵空调，使其按照空调目标温度进行工作，此时，热泵空调和电池加热片60可同时对动力电池20进行加热，能够使动力电池20的温度得到快速提升。由于工况三的环境温度t满足b℃＜t，车外环境能够为热泵空调提供足够的换热能量，此时热泵空调效率很高，因此，关闭座椅加热片70，开启控制热泵空调，使其为动力电池20和乘员舱提供热量，这样，既能够使动力电池20和成员舱的温度快速升高，还能够减少能耗。
73.当电池温度tb满足a℃＜tb≤b℃时，此时电池温度满足充电条件，可以通过控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。但是电池温度仍旧较低，需要继续对其进行加热，
由于动力电池20的温度已经有所提升，所需热量减少，且热泵空调在此环境温度下的工作效率较高，因此，可以降低电池加热片60的工作负荷，主要通过热泵空调为动力电池20和乘员舱提供热量。
74.当电池温度tb满足b℃＜tb≤c℃时，此时动力电池20的温度升高，更接近动力电池20的充电温度，所需的能量进一步减少，因此，可以控制第一水泵50关闭封闭第一支路，控制第二水泵30开启，使控制主路与第二支路连通，只采用电池加热片60对动力电池20进行加热即可。另外，由于此时的环境温度较高，热泵空调的工作效率较高，因此，可以关闭控制座椅加热片70，让热泵空调为动力电池20和乘员舱提供热量。
75.当电池温度tb满足c℃＜tb时，此时电池温度处于较佳的充电温度范围内，不需要对电池进行加热，因此，关闭第一水泵50和电池加热片60，封闭第一支路。由于此时的环境温度较高，热泵空调的工作效率较高，因此，开启热泵空调，关闭控制座椅加热片70，让热泵空调为乘员舱提供热量即可。
76.如图7所示，在本发明的一个实施例中，根据车辆所处工况对热泵空调、动力电池20、石墨烯电加热片和水路系统进行控制的步骤包括：当车辆处于第四工况时，获取电池温度；当电池温度tb满足tb≤a℃时，控制第一水泵50开启，并以最高转速运行；控制第二水泵30关闭；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制电池加热片60开启，并以最大负荷工作；控制热泵空调开启，以最大负荷工作；控制座椅加热片70不工作；控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。
77.当电池温度tb满足a℃＜tb≤b℃时，控制第一水泵50开启，并以最高转速运行；控制第二水泵30关闭；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制电池加热片60开启，并以最大负荷工作；控制热泵空调开启，以中等负荷工作；控制座椅加热片70不工作；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
78.当电池温度tb满足b℃＜tb≤c℃时，控制第一水泵50开启，并以最高转速运行；控制第二水泵30关闭；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制电池加热片60开启，并以中等负荷工作；控制热泵空调不工作；控制座椅加热片70不工作；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
79.当电池温度tb满足c℃＜tb时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30关闭；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制电池加热片60关闭；控制热泵空调不工作；控制座椅加热片70不工作；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
80.上述技术方案中，工况4车辆处于停车充电且不对车内进行加热的状态，因此，关闭热泵空调和第二水泵30，控制座椅加热片70不工作。当电池温度tb满足tb≤a℃时，此时动力电池20温度过低，未达到充电温度，需要对其进行加热以提高动力电池20的温度，因此，开启电池加热片60，并以最大负荷工作，同时控制热泵空调以最大负荷工作，通过电池加热片60和热泵空调同时对动力电池20进行加热，使得动力电池20实现快速升温。此种情况下，由于动力电池20的温度过低，并未达到充电所需满足的最低温度要求，因此需要使动力电池20内部继电器断开，不对其进行充电。
81.当电池温度tb满足a℃＜tb≤b℃时，此时动力电池20温度达到较低充电温度，因此，可以控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。由于工况4下车辆处于停车充电且不对车内进行加热的状态，因此，关闭第二水泵30和座椅加热片70，封闭第二支路，控制主路
与第一支路连通。由于此时动力电池20的温度仍然较低，并未达到最佳充电温度，充电效率较低，因此，需要继续对其进行加热，由于此时动力电池20的温度已经提升，所需的热量降低，因此可以开启电池加热片60并使其以最大负荷工作，同时控制热泵空调以中等负荷工作，通过电池加热片60和热泵空调同时对动力电池20进行加热，使得动力电池20实现快速升温，提高动力电池20的升温速度。此种情况下，可以通过降低热泵空调负荷的方式降低热泵空调的功耗，使得动力电池20的加热以电池加热片60为主，热泵空调为辅，从而在实现动力电池20快速升温的同时，实现能源利用的合理调配，提高能源利用效率，提高能效比。
82.当电池温度tb满足b℃＜tb≤c℃时，此时动力电池20温度有所升高但未达到最佳充电温度，需要继续加热，但所需热量减少。因此，开启第一水泵50并以最高转速运行，关闭第二水泵30关闭，控制主路与第一支路连通，第二支路封闭，开启电池加热片60，并以中等负荷工作。由于工况4下车辆处于停车充电且不对车内进行加热的状态，因此，为了减少能耗，需要控制座椅加热片70不工作。
83.当电池温度tb满足c℃＜tb时，控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。此时不需要对动力电池20进行加热，因此，关闭第一水泵50和电池加热片60，封闭第一支路。
84.如图8所示，在本发明的一个实施例中，根据车辆所处工况对热泵空调、动力电池20、石墨烯电加热片和水路系统进行控制的步骤包括：当车辆处于第五工况时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30开启，并以最高转速运行；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制电池加热片60关闭；控制热泵空调开启，以中等负荷工作；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。
85.上述技术方案中，工况5下车辆处于行车状态，不需要考虑电池温度，也不需要对动力电池20进行加热，且行车状态下不对动力电池20进行充电，因此，关闭电池加热片60，控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。由于环境温度t满足t≤a℃，此时热泵空调的制热效率较低，因此，开启热泵空调，使其以中等负荷工作，为了保证乘员舱内的温度提升速度，需要控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热。
86.如图8所示，在本发明的一个实施例中，根据车辆所处工况对热泵空调、动力电池20、石墨烯电加热片和水路系统进行控制的步骤包括：当车辆处于第六工况时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30开启，并以中等负荷转速运行；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制电池加热片60关闭；控制热泵空调开启，并按照空调目标温度进行工作；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。
87.上述技术方案中，工况6不需要考虑动力电池20的温度，且车辆处于行车空调开启状态，环境温度t满足a℃＜t≤b℃。行车状态下不对电池进行充电，因此，控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。由于环境温度t满足a℃＜t≤b℃，此时，热泵空调冷凝器10的制热效率较高，因此，以热泵空调为乘员舱供热为主，座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热为辅，这样既能够减少能耗还能够保证乘员舱内的温度提升速度。
88.如图8所示，在本发明的一个实施例中，根据车辆所处工况对热泵空调、动力电池20、石墨烯电加热片和水路系统进行控制的步骤包括：当车辆处于第七工况时，控制第一水
泵50关闭，控制第二水泵30开启，并以低负荷转速运行；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制电池加热片60关闭；控制热泵空调开启，并按照空调目标温度进行工作；控制座椅加热片70关闭；控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。
89.上述技术方案中，工况7不需要考虑电池温度，且车辆处于行车空调开启状态，且环境温度t满足b℃＜t。行车状态下不对动力电池20进行充电，因此，控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。由于环境温度t满足b℃＜t，此时，环境温度较高，相较于座椅加热片70，热泵空调的制热效率更高，因此，以热泵空调为乘员舱供热为主，并且由于此时环境温度相对较高，所需热泵空调制热量相对较少，因此，控制第二水泵30开启，并以低负荷转速运行即可。这样既能够减少能耗还能够保证乘员舱内的温度提升速度。
90.在本发明的一个实施例中，根据车辆所处工况对热泵空调、动力电池20、石墨烯电加热片和水路系统进行控制的步骤包括：当车辆处于第八工况时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30关闭；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制电池加热片60关闭；控制热泵空调不工作；控制座椅加热片70不工作；控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。
91.上述技术方案中，工况8下车辆处于行车空调关闭状态。行车状态下不对电池进行充电，因此，控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。由于空调处于关闭状态且车内也没有人员乘坐，因此，需要关闭第一水泵50、第二水泵30以及电池加热片60，封闭第一支路封闭，控制热泵空调和座椅加热片70不工作。
92.在一个实施例中，a的范围为-12～-8，b的范围为-2～2，c的范围为8～12，作为一个优选的实施例，a＝-10，b＝0，c＝10。上述的a、b、c可以根据地域或者环境的不同进行调整，并不局限于上述的限制。
93.上述的各实施例中，第一水泵50和第二水泵30的最高转速为额定转速，其中额定转速的30％以下为低转速，额定转速的30％～80％之间为中等转速，额定转速的80％以上为高转速。
94.如图9所示，在本发明的一个实施例中，控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热的步骤包括：采集各个座椅的压力信息，并检测各座椅是否探测到生物信息；当采集到任一座椅的压力增大至大于p1且探测到生物信息，则判断该座椅处于使用状态，并控制该座椅的座椅加热片70开启加热，并根据空调目标温度对该座椅进行加热；当采集到座椅的压力减小至小于p2或未探测到生物信息，则判断该座椅处于未使用状态，控制该座椅的座椅加热片70不开启，其中p1＞p2。
95.上述技术方案中，是通过对压力的变化量进行判断而不是根据压力的点值变化来判断，这样能够避免乘坐人员在车内短暂接触或离开座椅时，座椅加热片70频繁开启或者关闭的问题，既能够提升用户体验，还能够延长车辆的使用寿命。
96.在其它实施例中，也可以将p1和p2作为压力点值来对座椅加热片70进行控制，当座椅压力升高到p1且检测到生物特征信息时，就可以控制座椅加热片70对该座椅进行加热，当座椅压力降低到p2或未检测到生物特征信息时，就可以控制座椅加热片70关闭，认为该座椅无需加热。当压力在p2到p1之间时，则维持之前对于座椅加热片70的控制状态。
97.具体地，在本发明的实施例中，座椅加热片70的开启状态根据每个座椅配备的压力传感器和红外探测仪反馈的信号进行判断，如果压力传感器采集的压力大于等于一定值
p1(可标定)且红外信号探测仪探测到有生物体红外线，则对应的座椅加热片70开启，其工作负荷根据驾驶员设定的空调目标温度进行调节。如果压力传感器采集的压力小于等于一定值p2(可标定)或者红外信号探测仪探测到无生物体红外线，则对应的座椅加热片70不开启。
98.如图3所示，在本发明的一个实施例中，控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热的步骤还包括：当空调目标温度为低温，则控制座椅加热片70开启低负荷；当空调目标温度为中温，则控制座椅加热片70开启中负荷；当空调目标温度为高温，则控制座椅加热片70开启高负荷；其中低温tl的范围为tl≤20℃，中温tm的范围为20℃＜tm≤26℃，高温th的范围为26℃＜th，低负荷的范围为[10％，20％]，中负荷的范围为(20％，80％]，高负荷的范围为(80％，100％]。
[0099]
通过上述设置，既能够保证座椅升温速度，还能够减少不必要的能量消耗，延长座椅加热片70的使用寿命。
[0100]
具体地，在本发明的实施例中，座椅加热片70开启负荷与空调目标温度对应关系如下表：
[0101]
空调目标温度座椅加热片开启负荷low10％18～20℃20％20～22℃40％22～24℃60％24～26℃80％26～28℃90％28～30℃100％high100％
[0102]
结合参见图3至图9所示，在本发明的一个实施例中，热泵空调的运行负荷按如下方式进行划分：当空调压缩机17的负荷小于或等于30％时，热泵空调处于低负荷工作状态；当空调压缩机17的负荷在30％至80％之间时，热泵空调处于中等负荷工作状态；当空调压缩机17的负荷在80％至100％之间时，热泵空调处于高负荷工作状态；当空调压缩机17的负荷在100％时，热泵空调处于最大负荷工作状态。
[0103]
通过上述设置，既能够保证乘员舱的升温速度，还能够减少不必要的能量消耗，延长热泵空调的使用寿命。
[0104]
具体地，在本发明的实施例中，热泵空调开启负荷与空调目标温度对应关系如下表：
[0105]
空调目标温度热泵空调开启负荷low10％18～20℃20％20～22℃40％22～24℃60％24～26℃80％26～28℃90％
28～30℃100％high100％
[0106]
如图3所示，根据本发明的另一方面，提供了一种如上述的电动交通工具低温管理系统的控制方法，包括：获取车辆运行状态；获取环境温度；根据车辆运行状态和环境温度确定车辆所处工况；根据车辆所处工况对ptc加热器18、动力电池20、石墨烯电加热片和水路系统进行控制。在本实施例中，主加热装置为ptc加热器18。
[0107]
上述技术方案中，首先根据车辆运行状态和环境温度能够确定车辆所处工况，然后根据车辆所处工况对ptc加热器18的开闭状态、动力电池20内部继电器的开闭状态、石墨烯电加热片的开闭状态以及水路系统中第一水泵50和第二水泵30的开闭状态进行控制，以缩短各工况下电动车充电时间，提高乘员舱的升温速度，进而提升用户的使用体验。
[0108]
在本实施例中，可以利用ptc加热器18同时对动力电池20和乘员舱进行加热，利用电池加热片60对动力电池20进行加热，利用座椅加热片70对座椅进行加热。ptc加热器18通过水路系统的冷却液进行热量传输，而电池加热片60和座椅加热片70则是直接对所需加热的对象进行加热，因此，电池加热片60和座椅加热片70的热量传输效率高于ptc加热器18的热量传输效率，但电池加热片60和座椅加热片70所能提供的热量有限。ptc加热器18在低温状况下，加热效率较低，被加热对象升温较慢，在温度达到一定范围时，具有较佳的工作能效；根据两者加热特点的不同，可通过对两者加热的合理布置，充分发挥各自的长处，这样，既能够实现乘员舱和电池的快速温升，又能够保证电动交通工具低温管理系统的工作能效维持在较佳能效，在满足乘员舱和电池温度控制的同时，减少能量消耗，提升用户充电体验，在保证驾乘人员舒适性的基础上，使整体能耗更低，电池的低温续航里程更长。
[0109]
根据车辆运行状态和环境温度确定车辆所处工况的步骤包括：当车辆处于停车充电需要加热状态，且环境温度t满足t≤a℃时，车辆处于第一工况；当车辆处于停车充电需要加热状态，且环境温度t满足a℃＜t≤b℃时，车辆处于第二工况；当车辆处于停车充电需要加热状态，且环境温度t满足b℃＜t时，车辆处于第三工况；当车辆处于停车充电不需要加热状态时，车辆处于第四工况；当车辆处于行车需要加热状态，且环境温度t满足t≤a℃时，车辆处于第五工况；当车辆处于行车需要加热状态，且环境温度t满足a℃＜t≤b℃时，车辆处于第六工况；当车辆处于行车需要加热状态，且环境温度t满足b℃＜t时，车辆处于第七工况；当车辆处于行车不需要加热状态时，车辆处于第八工况。
[0110]
具体地，在本发明的一个实施例中，a的范围为-12～-8，b的范围为8～12，作为一个优选的实施例，a＝-10，b＝10。
[0111]
上述的a和b可根据地域或环境的不同进行调整，并不局限于上述的限制。
[0112]
上述的工况依据车辆状态以及室外环境进行划分，可对各种工况进行优化，方便电动交通工具低温管理系统对电动车进行控制，从而简化控制策略，降低控制难度，提高工作能效。
[0113]
需要说明的是，在本发明的实施例中，不同工况下动力电池20加热和乘员舱取暖控制策略如下。
[0114]
动力电池20加热控制策略：停车充电时，当动力电池20温度很低(如＜-10℃)时，不对动力电池20进行充电，当动力电池20温度上升到一定温度(如-10℃)以上时，才对其进行充电。充电时根据动力电池20温度进行判断，当动力电池20温度低于一定温度(如10℃)
时，对动力电池20进行加热；当动力电池20温度非常低(如≤0℃)时，采用ptc加热器18和电池加热片60共同为动力电池20加热；当动力电池20的温度上升到一定程度(如0～10℃)时，仅采用电池加热片60对动力电池20进行加热；当动力电池20温度继续上升至一定温度(如＞10℃)时，此时不对动力电池20进行加热，而行车时不需考虑动力电池20的温度，均不对动力电池20进行加热。
[0115]
乘员舱取暖控制策略：当环境温度很低(如＜-10℃)时，座椅内的座椅加热片70工作，ptc加热器18工作；当环境温度较低(如-10℃～10℃)时，座椅内的座椅加热片70和ptc加热器18工作，此时ptc加热器18工作负荷降低，更加节能；当环境温度继续上升至一定温度(如＞10℃)时，座椅内的座椅加热片70，ptc加热器18不工作以减少能耗。
[0116]
如图12所示，在本发明的一个实施例中，根据车辆所处工况对ptc加热器18、动力电池20、石墨烯电加热片和水路系统进行控制的步骤包括：当车辆处于第一工况时，获取电池温度；当电池温度tb满足tb≤a℃时，控制第一水泵50和第二水泵30开启，并以最高转速运行；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制ptc加热器18开启，并以最大负荷工作；控制电池加热片60开启，并以最大负荷工作；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。
[0117]
当电池温度tb满足a℃＜tb≤b℃时，控制第一水泵50和第二水泵30开启，并以最高转速运行；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制ptc加热器18开启，并以中等负荷工作；控制电池加热片60开启，并以最大负荷工作；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
[0118]
当电池温度tb满足b℃＜tb≤c℃时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30开启，并以中等转速运行；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制ptc加热器18开启，并根据设定的空调目标温度对负荷进行调节；控制电池加热片60开启，并以中等负荷工作；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
[0119]
当电池温度tb满足c℃＜tb时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30开启，并以中等转速运行；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制ptc加热器18开启，并根据设定的空调目标温度对负荷进行调节；控制电池加热片60关闭；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
[0120]
上述技术方案中，当电池温度tb满足tb≤a℃时，此时动力电池20温度过低，并未达到动力电池20的充电温度，此时若对动力电池20进行充电，充电速度过慢，所需充电时间过长，因此，需要控制动力电池20内部继电器断开，不对动力电池20进行充电。为了使动力电池20和乘员舱的温度快速提升，需要开启电池加热片60和ptc加热器18，让电池加热片60和ptc加热器18以最大负荷工作，此时，ptc加热器18同时为动力电池20和乘员舱提供热量，乘员舱温度能够得到有效提高。而电池加热片60也对电池进行加热，这样，在ptc加热器18和电池加热片60的共同加热下，动力电池20的温度得到快速提升，能够快速达到充电温度。另外，由于此时乘员舱内温度较低，为了提高驾乘人员舒适性，可以控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热，使得座椅的温度得到快速提升，进一步提高乘坐舒适性。
[0121]
当电池温度tb满足a℃＜tb≤b℃时，此时电池温度满足充电条件，可以控制动力
电池20内部继电器闭合，启动充电，此种情况下，由于动力电池20的温度已经有所提升，接近最佳充电温度，所需的热量较少，因此，电池加热片60ptc加热器18只需以中等负荷工作即可，这样既能够保证动力电池20的升温速度，还能够降低能量损耗。由于室外环境温度较低，可以控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热，使得座椅的温度得到快速提升，进一步提高乘坐舒适性。
[0122]
当电池温度tb满足b℃＜tb≤c℃时，此时电池温度较高，更接近最佳充电温度，可以控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。由于动力电池20的温度已经有所提升，因此所需的热能进一步减少，且在此环境温度条件下，相较于ptc加热器18，电池加热片60更加省电，因此，可以控制第一水泵50关闭封闭第一支路，控制第二水泵30开启，使控制主路与第二支路连通，只采用电池加热片60对动力电池20进行加热即可满足电池热量需求，以降低能耗。为了进一步加快乘员舱温度的提升速度，可以控制座椅加热片70和ptc加热器18根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热，使座椅的温度得到快速提升，提高乘坐舒适性。
[0123]
当电池温度tb满足c℃＜tb时，此时电池温度已经达到最佳充电温度，不需要对动力电池20进行加热，因此，关闭第一水泵50和电池加热片60，封闭第一支路。此时ptc加热器18主要用于对乘员舱进行升温，控制第二水泵30开启，控制主路与第二支路连通，ptc加热器18产生的热量通过冷却液进行传递。为了加速乘员舱的升温速度，此时还可以控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热，使得座椅的温度与驾乘人员设定的空调目标温度相匹配，从而使座椅处的温度也能够达到空调目标温度，进一步提升驾乘人员的乘坐舒适性。通过上述设置，能够很好的平衡各部件的工作过程，降低能耗，还能有效提高动力电池20的温度和乘员舱温度调节效率，进而提高用户使用体验。
[0124]
如图13所示，在本发明的一个实施例中，根据车辆所处工况对ptc加热器18、动力电池20、石墨烯电加热片和水路系统进行控制的步骤包括：当车辆处于第二工况时，获取电池温度；当电池温度tb满足tb≤a℃时，控制第一水泵50和第二水泵30开启，并以最高转速运行；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制ptc加热器18开启，并以最大负荷工作；控制电池加热片60开启，并以最大负荷工作；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。
[0125]
当电池温度tb满足a℃＜tb≤b℃时，控制第一水泵50和第二水泵30开启，并以最高转速运行；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制ptc加热器18开启，并以中等负荷工作；控制电池加热片60开启，并以最大负荷工作；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
[0126]
当电池温度tb满足b℃＜tb≤c℃时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30开启，并以中等转速运行；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制ptc加热器18开启，并以小负荷工作；控制电池加热片60开启，并以中等负荷工作；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
[0127]
当电池温度tb满足c℃＜tb时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30开启，并以中等转速运行；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制ptc加热器18开启，并以小负荷工作；控制电池加热片60关闭；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
[0128]
上述技术方案中，当电池温度tb满足tb≤a℃时，此时动力电池20温度过低，并未达到动力电池20的充电温度，因此，需要控制动力电池20内部继电器断开，不对动力电池20进行充电。为了使动力电池20和乘员舱的温度快速提升，需要开启电池加热片60和ptc加热器18，让电池加热片60和ptc加热器18以最大负荷工作，此时，ptc加热器18同时为动力电池20和乘员舱提供热量，乘员舱温度能够得到有效提高。而电池加热片60也对电池进行加热，这样，在ptc加热器18和电池加热片60的共同加热下，动力电池20的温度得到快速提升，能够快速达到充电温度。另外，由于此时乘员舱内温度较低，为了提高驾乘人员舒适性，可以控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热，使得座椅的温度得到快速提升，进一步提高乘坐舒适性。
[0129]
当电池温度tb满足a℃＜tb≤b℃时，此时电池温度满足充电条件，可以控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电，此种情况下，由于动力电池20的温度已经有所提升，逐渐接近最佳充电温度，所需的热量较少，因此，电池加热片60ptc加热器18只需以中等负荷工作即可，这样既能够保证动力电池20的升温速度，还能够降低能量损耗。由于室外环境温度较低，可以控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热，使得座椅的温度得到快速提升，进一步提高乘坐舒适性。
[0130]
当电池温度tb满足b℃＜tb≤c℃时，此时电池温度较高，更接近最佳充电温度，可以控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。由于动力电池20的温度已经有所提升，因此所需的热能进一步减少，且在此环境温度条件下，相较于ptc加热器18，电池加热片60更加省电，因此，可以控制第一水泵50关闭封闭第一支路，控制第二水泵30开启，使控制主路与第二支路连通，只采用电池加热片60对动力电池20进行加热即可满足电池热量需求。此时ptc加热器18仅用于为乘员舱提供热量，另外，由于第二工况的环境温度相对较高，车内温度不会很低，因此，ptc加热器18以小负荷工作即可。为了进一步加快乘员舱温度的提升速度，可以控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热，使座椅的温度得到快速提升，提高乘坐舒适性。
[0131]
当电池温度tb满足c℃＜tb时，此时电池温度已经达到最佳充电温度，不需要对动力电池20进行加热，因此，关闭第一水泵50和电池加热片60，封闭第一支路。此时ptc加热器18主要用于对乘员舱进行升温，由于第二工况的环境温度相对较高，车内温度不会很低，因此，ptc加热器18以小负荷工作即可。为了加速乘员舱的升温速度，此时还可以控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热，使得座椅的温度与驾乘人员设定的空调目标温度相匹配，从而使座椅处的温度也能够达到空调目标温度，进一步提升驾乘人员的乘坐舒适性。通过上述设置，能够很好的平衡各部件的工作过程，降低能耗，还能有效提高动力电池20的温度和乘员舱温度调节效率，进而提高用户使用体验。
[0132]
如图14所示，在本发明的一个实施例中，根据车辆所处工况对ptc加热器18、动力电池20、石墨烯电加热片和水路系统进行控制的步骤包括：当车辆处于第三工况时，获取电池温度；当电池温度tb满足tb≤a℃时，控制第一水泵50和第二水泵30开启，并以最高转速运行；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制ptc加热器18开启，并以最大负荷工作；控制电池加热片60开启，并以最大负荷工作；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。
[0133]
当电池温度tb满足a℃＜tb≤b℃时，控制第一水泵50和第二水泵30开启，并以最
高转速运行；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制ptc加热器18开启，并以中等负荷工作；控制电池加热片60开启，并以最大负荷工作；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
[0134]
当电池温度tb满足b℃＜tb≤c℃时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30开启，并以中等转速运行；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制ptc加热器18关闭；控制电池加热片60开启，并以中等负荷工作；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
[0135]
当电池温度tb满足c℃＜tb时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30开启，并以中等转速运行；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制ptc加热器18关闭；控制电池加热片60关闭；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
[0136]
上述技术方案中，当电池温度tb满足tb≤a℃时，此时动力电池20温度过低，并未达到动力电池20的充电温度，因此，需要控制动力电池20内部继电器断开，不对动力电池20进行充电。为了使动力电池20和乘员舱的温度快速提升，需要开启电池加热片60和ptc加热器18，让电池加热片60和ptc加热器18以最大负荷工作，此时，ptc加热器18同时为动力电池20和乘员舱提供热量，乘员舱温度能够得到有效提高。而电池加热片60也对电池进行加热，这样，在ptc加热器18和电池加热片60的共同加热下，动力电池20的温度得到快速提升，能够快速达到充电温度。另外，由于此时乘员舱内温度较低，为了提高驾乘人员舒适性，可以控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热，使得座椅的温度得到快速提升，进一步提高乘坐舒适性。
[0137]
当电池温度tb满足a℃＜tb≤b℃时，此时电池温度满足充电条件，可以控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电，此种情况下，由于动力电池20的温度已经有所提升，逐渐接近最佳充电温度，所需的热量较少，因此，电池加热片60和ptc加热器18只需以中等负荷工作即可，这样既能够保证动力电池20的升温速度，还能够降低能量损耗。由于室外环境温度较低，可以控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热，使得座椅的温度得到快速提升，进一步提高乘坐舒适性。
[0138]
当电池温度tb满足b℃＜tb≤c℃时，此时电池温度较高，更接近最佳充电温度，可以控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。由于动力电池20的温度已经有所提升，因此所需的热能进一步减少，因此，可以控制第一水泵50关闭封闭第一支路，控制第二水泵30开启，使控制主路与第二支路连通，只采用电池加热片60对动力电池20进行加热即可满足电池热量需求。由于在此环境温度条件下，车内的温度不会过低，为了节约能耗可以关闭ptc加热器18，仅用通过座椅加热片70为乘员舱提供热量。
[0139]
当电池温度tb满足c℃＜tb时，此时电池温度已经达到最佳充电温度，不需要对动力电池20进行加热，因此，关闭第一水泵50和电池加热片60，封闭第一支路。由于在此环境温度条件下，车内的温度不会过低，仅用通过座椅加热片70为乘员舱提供热量即可。通过上述设置，能够很好的平衡各部件的工作过程，降低能耗，还能有效提高动力电池20的温度和乘员舱温度调节效率，进而提高用户使用体验。
[0140]
如图15所示，在本发明的一个实施例中，根据车辆所处工况对ptc加热器18、动力电池20、石墨烯电加热片和水路系统进行控制的步骤包括：当车辆处于第四工况时，获取电
池温度；当电池温度tb满足tb≤a℃时，控制第一水泵50开启，并以最高转速运行；控制第二水泵30关闭；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制ptc加热器18开启，并以最大负荷工作；控制电池加热片60开启，并以最大负荷工作；控制座椅加热片70不工作；控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。
[0141]
当电池温度tb满足a℃＜tb≤b℃时，控制第一水泵50开启，并以最高转速运行；控制第二水泵30关闭；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制ptc加热器18开启，并以中等负荷工作；控制电池加热片60开启，并以中等负荷工作；控制座椅加热片70不工作；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
[0142]
当电池温度tb满足b℃＜tb≤c℃时，控制第一水泵50开启，并以中等转速运行；控制第二水泵30关闭；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制ptc加热器18开启，并以小负荷工作；控制电池加热片60开启，并以中等负荷工作；控制座椅加热片70不工作；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
[0143]
当电池温度tb满足c℃＜tb时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30关闭；控制主路与第一支路连通，第二支路封闭；控制ptc加热器18关闭；控制电池加热片60关闭；控制座椅加热片70不工作；控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。
[0144]
上述技术方案中，当电池温度tb满足tb≤a℃时，此时动力电池20温度过低，并未达到动力电池20的充电温度，因此，需要控制动力电池20内部继电器断开，不对动力电池20进行充电。为了使动力电池20和乘员舱的温度快速提升，需要开启电池加热片60和ptc加热器18，让电池加热片60和ptc加热器18以最大负荷工作，此时，ptc加热器18同时为动力电池20和乘员舱提供热量，乘员舱温度能够得到有效提高。而电池加热片60也对动力电池20进行加热，这样，在ptc加热器18和电池加热片60的共同加热下，动力电池20的温度得到快速提升，能够快速达到充电温度。另外，由于工况四车辆不需要进行加热，因此，需要关闭第二水泵30和座椅加热片70，并且使主路与第一支路连通，这样，ptc加热器18主要对动力电池20进行加热，在保证动力电池20温度提升速度的同时，还能够较少能耗。
[0145]
当电池温度tb满足a℃＜tb≤b℃时，此时动力电池20温度满足充电条件，可以控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电，此种情况下，由于动力电池20的温度已经有所提升，逐渐接近最佳充电温度，所需的热量较少，因此，电池加热片60和ptc加热器18只需以中等负荷工作即可，这样既能够保证动力电池20的升温速度，还能够降低能量损耗。由于工况四车辆不需要进行加热，因此，需要关闭第二水泵30和座椅加热片70，并且使主路与第一支路连通，这样，ptc加热器18主要对动力电池20进行加热，在保证动力电池20温度提升速度的同时，还能够较少能耗。
[0146]
当电池温度tb满足b℃＜tb≤c℃时，此时动力电池20的温度较高，更接近最佳充电温度，可以控制动力电池20内部继电器闭合，启动充电。由于动力电池20的温度已经有所提升，因此所需要的热量进一步减少，此时可以降低ptc加热器18的工作负荷，使其以小负荷工作，再配合电池加热片60对动力电池20进行加热即可满足电池热量需求。
[0147]
当电池温度tb满足c℃＜tb时，此时电池温度已经达到最佳充电温度，不需要对动力电池20进行加热，且工况四车辆不需要进行加热，因此，关闭第一水泵50、第二水泵30、电池加热片60以及座椅加热片70。
[0148]
如图16所示，在本发明的一个实施例中，根据车辆所处工况对ptc加热器18、动力
电池20、石墨烯电加热片和水路系统进行控制的步骤包括：当车辆处于第五工况时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30开启，并以最高转速运行；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制ptc加热器18开启，并根据设定的空调目标温度对负荷进行调节；控制电池加热片60关闭；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。
[0149]
上述技术方案中，工况5下车辆处于行车状态，不需要考虑电池温度，也不需要对动力电池20进行加热，且行车状态下不对动力电池20进行充电，因此，关闭电池加热片60，控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。由于环境温度t满足t≤a℃，环境温度较低，因此，为了保证乘员舱内的温度提升速度，需要开启ptc加热器18和座椅加热片70，使其根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热。
[0150]
如图16所示，在本发明的一个实施例中，根据车辆所处工况对ptc加热器18、动力电池20、石墨烯电加热片和水路系统进行控制的步骤包括：当车辆处于第六工况时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30开启，并以中等负荷转速运行；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制ptc加热器18关闭；控制电池加热片60关闭；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。
[0151]
上述技术方案中，工况6下车辆处于行车需要加热的状态，但不需要考虑电池温度，也不需要对动力电池20进行加热，且行车状态下不对动力电池20进行充电，因此，关闭电池加热片60，控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。由于此时环境温度t满足a℃＜t≤b℃，车内温度不会过低，因此，可以减少水路系统的水流量，即使第二水泵30以中等负荷转速运行，这样既能够减少能耗，还能够保证乘员舱内的温度提升速度。
[0152]
需要说明的是，当车辆处于第六工况时，ptc加热器18开启负荷与空调目标温度对应关系如下表：
[0153]
空调目标温度ptc加热器开启负荷low10％18～20℃20％20～22℃40％22～24℃50％24～26℃50％26～28℃50％28～30℃50％high50％
[0154]
如图16所示，在本发明的一个实施例中，根据车辆所处工况对ptc加热器18、动力电池20、石墨烯电加热片和水路系统进行控制的步骤包括：当车辆处于第七工况时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30开启，并以低负荷转速运行；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制ptc加热器18关闭；控制电池加热片60关闭；控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热；控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。
[0155]
上述技术方案中，工况7不需要考虑电池温度，且车辆处于行车需要加热状态，且行车状态下不对动力电池20进行充电，因此，控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。由于环境温度t满足b℃＜t，此时，环境温度较高，车内温度也相对较高，所需热量相对
较少，因此，只通过座椅加热片70为乘员舱供热即可。
[0156]
在本发明的一个实施例中，根据车辆所处工况对ptc加热器18、动力电池20、石墨烯电加热片和水路系统进行控制的步骤包括：当车辆处于第八工况时，控制第一水泵50关闭，控制第二水泵30关闭；控制主路与第二支路连通，第一支路封闭；控制ptc加热器18关闭；控制电池加热片60关闭；控制座椅加热片70不工作；控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电。
[0157]
上述技术方案中，工况8下车辆处于行车不需要的状态，且行车状态下不对动力电池20进行充电，因此，控制动力电池20内部继电器断开，不启动充电，关闭第一水泵50、第二水泵30以及电池加热片60，封闭第一支路封闭，控制ptc加热器18和座椅加热片70不工作。
[0158]
在一个实施例中，a的范围为-12～-8，b的范围为-2～2，c的范围为8～12，作为一个优选的实施例，a＝-10，b＝0，c＝10。上述的a、b、c可以根据地域或者环境的不同进行调整，并不局限于上述的限制。
[0159]
上述的各实施例中，第一水泵50和第二水泵30的最高转速为额定转速，其中额定转速的30％以下为低转速，额定转速的30％～80％之间为中等转速，额定转速的80％以上为高转速。
[0160]
如图9所示，在本发明的一个实施例中，控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热的步骤包括：采集各个座椅的压力信息，并检测各座椅是否探测到生物信息；当采集到任一座椅的压力增大至大于p1且探测到生物信息，则判断该座椅处于使用状态，并控制该座椅的座椅加热片70开启加热，并根据空调目标温度对该座椅进行加热；当采集到座椅的压力减小至小于p2或未探测到生物信息，则判断该座椅处于未使用状态，控制该座椅的座椅加热片70不开启，其中p1＞p2。
[0161]
上述技术方案中，是通过对压力的变化量进行判断而不是根据压力的点值变化来判断，这样能够避免乘坐人员在车内短暂接触或离开座椅时，座椅加热片70频繁开启或者关闭的问题，既能够提升用户体验，还能够延长车辆的使用寿命。
[0162]
在其它实施例中，也可以将p1和p2作为压力点值来对座椅加热片70进行控制，当座椅压力升高到p1且检测到生物特征信息时，就可以控制座椅加热片70对该座椅进行加热，当座椅压力降低到p2或未检测到生物特征信息时，就可以控制座椅加热片70关闭，认为该座椅无需加热。当压力在p2到p1之间时，则维持之前对于座椅加热片70的控制状态。
[0163]
具体地，在本发明的实施例中，座椅加热片70的开启状态根据每个座椅配备的压力传感器和红外探测仪反馈的信号进行判断，如果压力传感器采集的压力大于等于一定值p1(可标定)且红外信号探测仪探测到有生物体红外线，则对应的座椅加热片70开启，其工作负荷根据驾驶员设定的空调目标温度进行调节。如果压力传感器采集的压力小于等于一定值p2(可标定)或者红外信号探测仪探测到无生物体红外线，则对应的座椅加热片70不开启。
[0164]
如图3所示，在本发明的一个实施例中，控制座椅加热片70根据空调目标温度对使用状态的座椅进行加热的步骤还包括：当空调目标温度为低温，则控制座椅加热片70开启低负荷；当空调目标温度为中温，则控制座椅加热片70开启中负荷；当空调目标温度为高温，则控制座椅加热片70开启高负荷；其中低温tl的范围为tl≤20℃，中温tm的范围为20℃＜tm≤26℃，高温th的范围为26℃＜th，低负荷的范围为[10％，20％]，中负荷的范围为
(20％，80％]，高负荷的范围为(80％，100％]。
[0165]
通过上述设置，既能够保证座椅升温速度，还能够减少不必要的能量消耗，延长座椅加热片70的使用寿命。
[0166]
具体地，在本发明的实施例中，座椅加热片70开启负荷与空调目标温度对应关系如下表：
[0167]
空调目标温度座椅加热片开启负荷low10％18～20℃20％20～22℃40％22～24℃60％24～26℃80％26～28℃90％28～30℃100％high100％
[0168]
结合参见图12至图16所示，在本发明的一个实施例中，控制ptc加热器18开启，并根据设定的空调目标温度对负荷进行调节的步骤包括：当空调目标温度为低温，则控制ptc加热器18开启低负荷；当空调目标温度为中温，则控制ptc加热器18开启中负荷；当空调目标温度为高温，则控制ptc加热器18开启高负荷；其中低温tl的范围为tl≤20℃，中温tm的范围为20℃＜tm≤26℃，高温th的范围为26℃＜th，低负荷的范围为[10％，20％]，中负荷的范围为(20％，80％]，高负荷的范围为(80％，100％]。
[0169]
通过上述设置，既能够保证乘员舱的升温速度，还能够减少不必要的能量消耗，延长ptc加热器18的使用寿命。
[0170]
具体地，在本发明的实施例中，ptc加热器18开启负荷与空调目标温度对应关系如下表：
[0171][0172][0173]
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过设置热泵空调、动力电池、石墨烯电加热片以及水路系统，且水路系统包括主路，第一支路和第二支路，主路能够选择地与第一支路或第二支路连通，石墨烯电加热片包括电池加热片和
座椅加热片，电池加热片能够对动力电池加热，座椅加热片能够对座椅进行加热，当主路与第一支路连通形成第一水路系统时，热泵空调提供热量，能够对动力电池和乘员舱进行加热。当主路与第二支路连通形成第二水路系统时，热泵空调冷凝器提供热量，仅用于乘员舱取暖。工作时，首先根据车辆运行状态和环境温度确定车辆所处工况，再根据车辆所处工况对热泵空调、动力电池、石墨烯电加热片和水路系统进行控制，能够快速提升电池温度和乘员舱温度，进而提高用户使用体验。
[0174]
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0175]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0176]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。