一种电动汽车的集成热管理系统的制作方法

1.本技术涉及热管理技术领域，具体而言，涉及一种电动汽车的集成热管理系统。


背景技术：

2.近年来，我国新能源汽车进入了飞速发展时代，特别纯电动汽车，在新能源市场渗透率已达到20％，但随着能源“双碳”目标的政策压力，电动汽车的能耗目标变得愈加苛刻，研究更为高效的整车热管理技术愈加必要。
3.现有技术中，通常电动汽车的电驱、电池、电源等部件都需要热管理控制，其中电驱和电源以散热为主，动力电池既有散热亦有加热需求，两种需求的差异导致进行整车热管理统筹控制较为复杂。如何将电驱和电池及空调的热管理综合考虑来整体提升能效，特别将电驱系统的余热利用，是当前的热管理技术研究热点。目前的热管理系统的耦合设计，使得冷却回路变得复杂，在使用时需要对冷却液加注和排空就变得复杂和棘手；对冷却液的加注和排空缺乏考虑，一定程度上带来应用的局限性。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种电动汽车的集成热管理系统及液体加注方法，可以实现提高热管理的可靠性和能量利用率的技术效果。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种电动汽车的集成热管理系统，包括电驱热管理回路机构、电池热管理回路机构、暖风回路机构和多通阀机构；
6.所述电驱热管理回路机构包括电驱机构、电驱水泵和电驱机构散热器，所述电驱机构、所述电驱水泵、所述电驱机构散热器串联在多通阀机构的第一控制端口；
7.所述电池热管理回路机构包括电池水泵和动力电池，所述电池水泵、所述动力电池串联在所述多通阀机构的第二控制端口；
8.所述暖风回路机构包括暖风水泵、暖风加热ptc机构、热交换器和电控三通阀，所述暖风水泵、所述暖风加热ptc机构、所述电控三通阀和所述热交换器串联在所述多通阀机构的第三控制端口。
9.在上述实现过程中，该电动汽车的集成热管理系统通过采用多通阀机构的一体化设计，即通过多通阀集成了电驱热管理回路机构、电池热管理回路机构、暖风回路机构，在普通方案的结构上进行精简，提高可靠性；通过调整多通阀机构的通路路径，能够根据环境温度和整车工况，采用灵活的控制方法，实现多种热管理控制模式的灵活切换，适用于低温工况、高温工况，常温工况、停车快充/满充等，充分利到电驱系统的余热，各系统的能力之间能够互补，有效提升了热管理系统的能量利用率，对整车的续航里程提升明显；因此，该电动汽车的集成热管理系统可以实现热管理的可靠性和能量利用率的技术效果。
10.进一步地，所述第一控制端口包括第一控制接口和第二控制接口，所述第一控制接口、所述电驱水泵、所述电驱机构、所述电驱机构散热器、所述第二控制接口依次连接。
11.进一步地，所述第一控制端口还包括第三控制接口，所述第三控制接口连接在所
述电驱机构、所述电驱机构散热器之间。
12.进一步地，所述第二控制端口包括第四控制接口和第五控制接口，所述第四控制接口、所述电池水泵、所述动力电池、所述第五控制接口依次连接。
13.进一步地，所述第三控制端口包括第六控制接口和第七控制接口，所述第六控制接口、所述暖风水泵、所述暖风加热ptc机构、所述电控三通阀、所述热交换器、所述第七控制接口依次连接。
14.进一步地，所述电控三通阀与所述第六控制接口连接。
15.进一步地，所述系统还包括空调机构，所述空调机构与所述热交换器耦合连接。
16.进一步地，所述系统通过控制所述多通阀机构的各个控制端口的通断，所述系统的循环模式包括：
17.第一循环模式，所述电驱热管理回路机构为独立内循环模式，所述电池热管理回路机构、所述暖风回路机构串联为大循环模式；
18.第二循环模式，所述电驱热管理回路机构、所述电池热管理回路机构、所述暖风回路机构为独立内循环模式；
19.第三循环模式，所述电池热管理回路机构为独立内循环模式，所述电驱热管理回路机构、所述暖风回路机构串联为大循环模式；
20.第四循环模式，所述电驱热管理回路机构、所述电池热管理回路机构、所述暖风回路机构串联为大循环模式。
21.第二方面，本技术实施例提供了一种液体加注方法，应用于第一方面任一项所述的电动汽车的集成热管理系统，所述方法包括：
22.控制所述集成热管理系统进入预设控制模式或进入诊断模式；
23.控制所述集成热管理系统进入加注历程；
24.控制所述多通阀机构遍历多个循环模式，并对遍历到的所述循环模式执行以下处理：控制所述电驱水泵、所述电池水泵、所述暖风水泵的转速为预设转速并持续运行预设时间；判断所述电驱水泵、所述电池水泵、所述暖风水泵是否干转故障，若是，对所述集成热管理系统进行排空处理；若否，进行下一个循环模式的处理；遍历完成，生成加注结果信息。
25.进一步地，在所述控制所述电驱水泵、所述电池水泵、所述暖风水泵的转速为预设转速并持续运行预设时间的步骤之前，所述方法还包括：
26.控制所述电控三通阀的位置为预设开度。
27.本技术公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本技术公开的上述技术即可得知。
28.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
30.图1为本技术实施例提供的一种电动汽车的集成热管理系统的结构示意图；
31.图2为本技术实施例提供的一种第一循环模式的通路示意图；
32.图3为本技术实施例提供的另一种第一循环模式的通路示意图；
33.图4为本技术实施例提供的第二循环模式的通路示意图；
34.图5为本技术实施例提供的第三循环模式的通路示意图；
35.图6为本技术实施例提供的一种第四循环模式的通路示意图；
36.图7为本技术实施例提供的另一种第四循环模式的通路示意图；
37.图8为本技术实施例提供的一种液体加注方法的流程示意图。
具体实施方式
38.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域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，都属于本技术保护的范围。
39.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
40.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
41.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或点连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的联通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
42.此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
43.本技术实施例提供了一种电动汽车的集成热管理系统及液体加注方法，可以应用于电动汽车的整车热管理过程中；该电动汽车的集成热管理系统通过采用多通阀机构的一体化设计，即通过多通阀集成了电驱热管理回路机构、电池热管理回路机构、暖风回路机构，在普通方案的结构上进行精简，提高可靠性；通过调整多通阀机构的通路路径，能够根据环境温度和整车工况，采用灵活的控制方法，实现多种热管理控制模式的灵活切换，适用于低温工况、高温工况，常温工况、停车快充/满充等，充分利到电驱系统的余热，各系统的能力之间能够互补，有效提升了热管理系统的能量利用率，对整车的续航里程提升明显；因此，该电动汽车的集成热管理系统可以实现热管理的可靠性和能量利用率的技术效果。
44.请参见图1，图1为本技术实施例提供的一种电动汽车的集成热管理系统的结构示
意图，该电动汽车的集成热管理系统包括电驱热管理回路机构、电池热管理回路机构、暖风回路机构和多通阀机构。
45.示例性地，电驱热管理回路机构100包括电驱机构110、电驱水泵120和电驱机构散热器130，电驱机构110、电驱水泵120、电驱机构散热器130串联在多通阀机构400的第一控制端口。
46.示例性地，电驱机构110即电动汽车的驱动机构，是电动汽车的动力来源；通过将电驱水泵120和电驱机构散热器130与其串联，对电驱机构110进行热管理。
47.示例性地，电池热管理回路机构200包括电池水泵210和动力电池220，电池水泵210、动力电池220串联在多通阀机构400的第二控制端口。
48.示例性地，动力电池220即电动车辆的储能装置，通过动力电池220提供给电驱机构110以电力，从而驱动电驱机构的运转；通过将电池水泵120和动力电池220与其串联，对动力电池220进行热管理。
49.示例性地，暖风回路机构300包括暖风水泵310、暖风加热ptc机构320、热交换器330和电控三通阀340，暖风水泵310、暖风加热ptc机构320、电控三通阀340和热交换器330串联在多通阀机构400的第三控制端口。
50.示例性地，暖风回路机构300为电动汽车提高车内温度调节，设置有暖风水泵310、暖风加热ptc机构320、热交换器330和电控三通阀340等；其中，正温度系数(ptc，positive temperature coefficient)，泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件。
51.示例性地，如图1所示，多通阀机构地第一控制端口包括p1、p2、p3，第二控制端口包括p4、p5，第三控制端口包括p6、p7。
52.示例性地，该电动汽车的集成热管理系统通过采用多通阀机构400的一体化设计，即通过多通阀集成了电驱热管理回路机构100、电池热管理回路机构200、暖风回路机构300，在普通方案的结构上进行精简，提高可靠性；通过调整多通阀机构400的通路路径，能够根据环境温度和整车工况，采用灵活的控制方法，实现多种热管理控制模式的灵活切换，适用于低温工况、高温工况，常温工况、停车快充/满充等，充分利到电驱系统的余热，各系统的能力之间能够互补，有效提升了热管理系统的能量利用率，对整车的续航里程提升明显；因此，该电动汽车的集成热管理系统可以实现热管理的可靠性和能量利用率的技术效果。
53.示例性地，第一控制端口包括第一控制接口p1和第二控制接口p2，第一控制接口p1、电驱水泵120、电驱机构110、电驱机构散热器130、第二控制接口p2依次连接。
54.示例性地，第一控制端口还包括第三控制接口p3，第三控制接口p3连接在电驱机构110、电驱机构散热器130之间。
55.示例性地，第二控制端口包括第四控制接口p4和第五控制接口p5，第四控制接口p4、电池水泵210、动力电池220、第五控制接口p5依次连接。
56.示例性地，第三控制端口包括第六控制接口p6和第七控制接口p7，第六控制接口p6、暖风水泵310、暖风加热ptc机构320、电控三通阀340、热交换器330、第七控制接口p7依次连接。
57.示例性地，电控三通阀340与第六控制接口p6连接。
58.示例性地，该系统还包括空调机构500，空调机构500与热交换器330耦合连接。
59.请参见图2至图7：
60.图2为本技术实施例提供的一种第一循环模式的通路示意图，图3为本技术实施例提供的另一种第一循环模式的通路示意图；
61.图4为本技术实施例提供的第二循环模式的通路示意图；
62.图5为本技术实施例提供的第三循环模式的通路示意图；
63.图6为本技术实施例提供的一种第四循环模式的通路示意图，图7为本技术实施例提供的另一种第四循环模式的通路示意图。
64.示例性地，电动汽车的集成热管理系统通过控制多通阀机构400的各个控制端口的通断，系统的循环模式包括：
65.第一循环模式，电驱热管理回路机构100为独立内循环模式，电池热管理回路机构200、暖风回路机构300串联为大循环模式；
66.第二循环模式，电驱热管理回路机构100、电池热管理回路机构200、暖风回路机构300为独立内循环模式；
67.第三循环模式，电池热管理回路机构200为独立内循环模式，电驱热管理回路机构100、暖风回路机构300串联为大循环模式；
68.第四循环模式，电驱热管理回路机构100、电池热管理回路机构200、暖风回路机构300串联为大循环模式。
69.示例性地，如图2至图7所示：
70.第一循环模式适用于整车低温工况，便于电池低温加热和乘员舱加热，也可以适用于整车高温工况，便于电池高温下快冷，还可以适用于整车快充工况，便于电池快充下的快冷；
71.第二循环模式适用于整车常温静态或小功率运行工况，便于电池均温；
72.第三循环模式适用于整车低温工况，便于电驱系统余热对乘员舱的利用；
73.第四循环模式适用于整车低温工况，便于电驱系统余热对电池的加热，也可以适用于整车常温工况，便于电池慢冷策略。
74.请参见图8，图8为本技术实施例提供的一种液体加注方法的流程示意图，该液体加注方法应用于图1至图7所示的电动汽车的集成热管理系统，该液体加注方法包括：
75.s100：控制集成热管理系统进入预设控制模式或进入诊断模式；
76.s200：控制集成热管理系统进入加注历程；
77.s300：控制多通阀机构遍历多个循环模式，并对遍历到的循环模式执行以下处理：
78.s310：控制电驱水泵、电池水泵、暖风水泵的转速为预设转速并持续运行预设时间；
79.320：判断电驱水泵、电池水泵、暖风水泵是否干转故障，若是，对所述集成热管理系统进行排空处理；若否，进行下一个循环模式的处理；
80.s400：遍历完成，生成加注结果信息。
81.示例性地，在s310：控制电驱水泵、电池水泵、暖风水泵的转速为预设转速并持续运行预设时间的步骤之前，方法还包括：
82.控制电控三通阀的位置为预设开度。
83.在一些实施场景中，结合图1至图8，本技术实施例提供的液体加注方法，具体实现
步骤包括如下：
84.s1：设定电动汽车的集成热管理系统为特定控制模式或诊断模式，进入加注历程；
85.s2：控制集成热管理系统为第四循环模式(图6)，电控三通阀位置为0度，控制使能电驱水泵，转速设置为n1，持续运行t1；
86.s3：控制使能电池水泵，转速设置为n2，持续运行t2；
87.s4：控制使能暖风水泵，转速设置为n3，持续运行t3；
88.s5：设定电控三通阀位置为50％，各个水泵的转速维持不变，持续t4；
89.s6：电驱水泵、电池水泵和暖风水泵的干转故障判定，任意水泵如有干转故障，则维持等待；如水泵干转故障均无，且持续t5后，进入下一步骤；
90.s7：控制多通阀机构为第四循环模式(图7)，各个水泵转速维持不变，持续t6；
91.s8：电驱水泵、电池水泵和暖风水泵的干转故障判定，任意水泵如有干转故障，则维持等待；如水泵干转故障均无，且持续t7后，进入下一步骤；
92.s9：设定智能集成控制多通阀为第一循环控制模式(图1)，各个水泵转速维持不变，持续t8；
93.s10：电驱水泵、电池水泵和暖风水泵的干转故障判定，任意水泵如有干转故障，则维持等待；如水泵干转故障均无，且持续t9，进入下一步骤；
94.s11：设定智能集成控制多通阀为第一循环模式(图3)，各个水泵转速维持不变，持续t10；
95.s12:电驱水泵、电池水泵和暖风水泵的干转故障判定，任意水泵如有干转故障，则跳转回步骤s6，重新进行排空处理；如各个水泵干转故障均无，且持续t11后，进入下一步骤；
96.s13：结束。
97.其中，n1/n2/n3表示为水泵转速，单位为rpm；t1/t2/t3/t4/t5/t6/t7/t8/t9/t10/t11表示为持续时间，单位为秒。
98.示例性地，以上s1-s13，其中步骤s1/s2/s3/s4/s5/s6/s9/s10是必不可少的，s7/s8/s11/s12为优选项，增加的优选步骤是为了更有效的实现加注时空气泡沫的排空，避免排空不够充分。
99.需要说明的是，以上步骤中设定的具体参数(如转速和持续时间)，可以根据具体情况进行标定确认，本技术仅作为示例而非限定。
100.本技术实施例提出的集成热管理系统，采用了集成多通阀的一体化设计，将电驱热管理回路机构、电池热管理回路机构、暖风回路机构有序耦合，比现有方案中的三通阀或四通阀的组合设计，在结构上要明显精简，提高可靠性；而且灵活的控制方法，能够根据环境温度和整车工况，实现多种热管理控制模式的灵活切换，如在技术方案中明确的，适用于低温工况、高温工况，常温工况、停车快充/满充等，充分利到电驱系统的余热，各系统的能力之间能够互补，有效提升了热管理系统的能量利用率，对整车的续航里程提升明显。
101.示例性地，本技术实施例提供的液体加注方法，兼顾考虑了冷却液的加注和排空，提出一种加注的策略控制方法，创新意义显著，该方法能够在冷却液首次加注时，通过控制特定的模式，进行冷却液的加注和自动排空判定，加注效果明显，且可反复使用，方便于车辆调试时加注或车辆维护保养的加注。
102.在本技术所有实施例中，“大”、“小”是相对而言的，“多”、“少”是相对而言的，“上”、“下”是相对而言的，对此类相对用语的表述方式，本技术实施例不再多加赘述。
103.应理解，说明书通篇中提到的“在本实施例中”、“本技术实施例中”或“作为一种可选的实施方式”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在本实施例中”、“本技术实施例中”或“作为一种可选的实施方式”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本技术所必须的。
104.在本技术的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
105.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应与权利要求的保护范围为准。