车辆、车辆热管理系统及其控制方法、装置与流程

1.本技术涉及电动汽车热量管理技术领域，特别是涉及一种车辆、车辆热管理系统及其控制方法、装置和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.当前电动汽车的电池和空调均需要对热量进行有效的管理，确保其在适宜的温度区间工作。为了简化系统回路，降低热管理系统成本，通常电池和空调共用一个加热热源，可通过管路的设计和对阀组的控制来实现对加热热源所提供的热量的有效分配。但传统技术中的车辆热管理系统存在着热量损失较为严重的问题，导致能耗升高，从而影响电动汽车的续航。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低热量损失的车辆、车辆热管理系统及其控制方法、装置和计算机可读存储介质。
4.一方面，本发明实施例提供一种车辆热管理系统，包括：暖风芯体和电池冷却装置；第一支路，包括相互串联的空调热源和第一水泵；第二支路，包括相互串联的电池包和第二水泵；电池加热装置，包括能够相互发生热交换的第一换热部和第二换热部；第一三通模块，第一三通模块的第一端连接第一支路，第一三通模块的第二端通过暖风芯体连接第一支路，第一三通模块的第三端通过第一换热部连接第一支路；第二三通模块，第二三通模块的第一端连接第二支路，第二三通模块的第二端通过电池冷却装置连接第二支路，第二三通模块的第三端通过第二换热部连接第二支路。
5.在其中一个实施例中，第一水泵的进液端连接暖风芯体和第一换热部，第一水泵的出液端连接空调热源的进液端，空调热源的出液端连接第一三通模块的第一端。
6.在其中一个实施例中，电池包的进液端连接第二三通模块的第一端，电池包的出液端连接第二水泵的进液端，第二水泵的出液端连接电池冷却装置和第二换热部。
7.在其中一个实施例中，电池冷却装置与空调冷源连接，空调冷源用于为电池冷却装置降温。
8.在其中一个实施例中，空调热源包括ptc加热器。
9.在其中一个实施例中，第一三通模块在处于第一状态时，第一三通模块的第一端和第二端之间导通且第一三通模块的第一端和第三端之间关闭；第一三通模块在处于第二状态时，第一三通模块的第一端和第二端之间关闭且第一三通模块的第一端和第三端之间导通；第一三通模块在处于第三状态时调节从第一三通模块的第一端流入后从第一三通模块的第二端、第三端分别流出的换热介质的流量；第二三通模块在处于第一状态时，第二三通模块的第一端和第二端之间导通且第二三通模块的第一端和第三端之间关闭，第二三通模块在处于第二状态时，第二三通模块的第一端和第二端之间关闭且第二三通模块的第一端和第三端之间导通。
10.另一方面，本发明实施例还提供一种车辆热管理系统的控制方法，应用于如上述的车辆热管理系统，控制方法包括：在电池包无需加热且需要暖风芯体向车辆供暖的情况下，控制第一三通模块处于第一状态；在电池包需加热且不需要暖风芯体向车辆供暖的情况下，控制第一三通模块处于第二状态并控制第二三通模块处于第一状态；在电池包需加热且需要暖风芯体向车辆供暖的情况下，控制第一三通模块处于第三状态并控制第二三通模块处于第一状态。
11.又一方面，本发明实施例还提供一种车辆热管理系统的控制装置，应用于如上述的车辆热管理系统，控制装置包括：第一控制模块，用于在电池包无需加热且需要暖风芯体向车辆供暖的情况下，控制第一三通模块处于第一状态；第二控制模块，用于在电池包需加热且不需要暖风芯体向车辆供暖的情况下，控制第一三通模块处于第二状态并控制第二三通模块处于第一状态；第三控制模块，用于在电池包需加热且需要暖风芯体向车辆供暖的情况下，控制第一三通模块处于第三状态并控制第二三通模块处于第一状态。
12.再一方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
13.再一方面，本发明实施例还提供一种车辆，包括如上述的车辆热管理系统。
14.基于上述任一实施例，暖风芯体和电池加热装置的第一换热部通过第一三通模块与第一支路连接，使得暖风芯体和电池加热装置即可以独立使用空调热源提供的热量，又可以通过对第一三通模块的控制实现对空调热源提供的热量进行分配，在各种工作状态下均不会互相干扰而发生热量损失。同时，电池冷却装置和电池加热装置通过第二三通模块与第二支路连接，通过对第二三通模块的控制使得电池包的冷却和加热过程不会相互干扰而发生热量损失。该车辆热管理系统即实现了电池包和暖风芯体共用同一热源，又保证在各种状态下不会存在热量损失问题，从而保证车辆热管理系统有很好的节能效果也提高了车辆的续航能力。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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的附图。
16.图1为一个实施例中车辆热管理系统的结构示意图；
17.图2为一个实施例中车辆热管理系统的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
18.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
19.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
20.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。
21.空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
22.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
23.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
24.正如背景技术所述，现有技术中的车辆热管理系统有热量损失较为严重的问题，经发明人研究发现，出现这种问题的原因在于，由于加热热源和暖风芯体串联在同一管路上，在车内无需暖风芯体供暖而电池需要加热时，被加热热源加热过的换热介质总会流经暖风芯体而损失掉一部分热量。另外，电池包和电池加热装置、电池冷却装置也串联在同一管路，在电池包需要被加热时，换热介质在被电池加热装置加热后总会流经电池冷却装置而损失掉一部分热量。由此可见，加热热源提供的热量在一些工作情况下会被浪费，从而导致耗升高，影响电动汽车的续航。
25.本发明实施例提供一种车辆热管理系统，包括暖风芯体110、电池冷却装置130、电池加热装置150、第一支路170、第二支路190、第一三通模块230和第二三通模块250。暖风芯体110用于对空调吹入车辆内部的气体进行加热，即在车辆内部温度较低，需要供暖的时候，车辆的空调系统从车辆外部吸入空气，空气与暖风芯体110发生热交换而变为暖风后吹入车辆内部，为车辆内部保暖。第一支路170包括相互串联的空调热源171和第一水泵173。电池加热装置150包括能够相互发生热交换的第一换热部151和第二换热部153。第一换热部151可以和空调热源171管路连通，第二换热部153可以和电池包管路连通，第一换热部151和第二换热部153又可以发生热交换，空调热源171即可将热量通过第一换热部151和第二换热部153传递至电池包，为电池包加热，使得电池包可以和暖风芯体110共用空调热源171，简化了车辆热管理系统的结构。第一三通模块230的第一端231连接第一支路170，第一三通模块230的第二端232通过暖风芯体110连接第一支路170，第一三通模块230的第三端233通过第一换热部151连接第一支路170。可以理解，第一水泵173可以驱动换热介质在第一支路170中流动，第一支路170中又串联有空调热源171，因此第一支路170中的换热介质可被空调热源171加热后流经第一三通模块230的第一端231。换热介质可以为冷却液、防冻液等。由于暖风芯体110和第一换热部151分别连接在第一三通模块230的第二端232和第三
端233，可以通过对第一三通模块230的控制实现对第一三通模块230的第二端232和第三端233的换热介质的流量控制，从而实现将空调热源171所提供的热量按照需求分配给暖风芯体110和第一换热部151。在利用空调热源171为电池包加热时换热介质无需流过暖风芯体110，减少了热量损失。
26.第二支路190包括相互串联的电池包191和第二水泵193。第二三通模块250的第一端251连接第二支路190，第二三通模块250的第二端252通过电池冷却装置130连接第二支路190，第二三通模块250的第三端253通过第二换热部153连接第二支路190。可以理解，第二水泵193可以驱动换热介质在第二支路190中流动，第二支路190中又串联有电池包191，通过控制第二三通模块250可以控制第二支路190中的换热介质流经电池冷却装置130还是电池加热装置150的第二换热部153，使得电池冷却装置130和电池加热装置150可以独立对电池包191进行作用，而不会互相干扰。例如，在需要对电池包191加热时，控制第二三通模块250的第一端251和第三端253之间导通、第一端251和第二端252之间关闭，使得第二支路190仅与第二换热部153连通，换热介质不会在电池包191加热过程中流过电池冷却装置130而发生热量损失。
27.基于本实施例中的车辆热管理系统，暖风芯体110和电池加热装置150的第一换热部151通过第一三通模块230与第一支路170连接，使得暖风芯体110和电池加热装置150即可以独立使用空调热源171提供的热量，又可以通过对第一三通模块230的控制实现对空调热源171提供的热量进行分配，在各种工作状态下均不会互相干扰而发生热量损失。同时，电池冷却装置130和电池加热装置150通过第二三通模块250与第二支路190连接，通过对第二三通模块250的控制使得电池包191的冷却和加热过程不会相互干扰而发生热量损失。该车辆热管理系统即实现了电池包191和暖风芯体110共用同一热源，又保证在各种状态下不会存在热量损失问题，从而保证车辆热管理系统有很好的节能效果也提高了车辆的续航能力。
28.在一个实施例中，请参阅图1，第一支路170的具体结构可以为：第一水泵173的进液端连接暖风芯体110和第一换热部151，第一水泵173的出液端连接空调热源171的进液端，空调热源171的出液端连接第一三通模块230的第一端231。在另一个实施例中，也可以将空调热源171和第一水泵173的位置交换。具体而言，空调热源171的进液端连接暖风芯体110和第一换热部151，空调热源171的出液端连接第一水泵173的进液端，第一水泵173的出液端连接第一三通模块230的第一端231。
29.在一个实施例中，请参阅图1，第二支路190的具体结构可以为：电池包191的进液端连接第二三通模块250的第一端251，电池包191的出液端连接第二水泵193的进液端，第二水泵193的出液端连接电池冷却装置130和第二换热部153。在另一个实施例中，也可以将电池包191和第二水泵193的位置交换。第二水泵193的进液端连接第二三通模块250的第一端251，第二水泵193的出液端连接电池包191的进液端，电池包191的出液端连接电池冷却装置130和第二换热部153。
30.在一个实施例中，电池冷却装置130与空调冷源连接，空调冷源用于为电池冷却装置130降温。可以理解，为了进一步简化系统回路，降低热管理系统成本，电池包191可以和车辆内部制冷共用同一冷源。
31.在一个实施例中，空调热源171包括ptc(positive temperature coefficient，正
温度系数)加热器。常见的ptc加热器包括ptc陶瓷发热元件与铝管等组件具有热阻小、换热效率高的优点，是一种自动恒温、省电的电加热器。其还具有突出的安全性能，任何应用情况下均不会产生如电热管类加热器的表面“发红”现象，从而引起烫伤，火灾等安全隐患。
32.在一个实施例中，第一三通模块230可以为电动三通比例阀，第二三通模块250可以为电动比例阀，车辆热管理系统可以包括控制器，控制器可以分别对电动三通比例阀以及电动比例阀进行控制。第一三通模块230在处于第一状态时，第一三通模块230的第一端231和第二端232之间导通且第一三通模块230的第一端231和第三端233之间关闭。第一三通模块230在处于第二状态时，第一三通模块230的第一端231和第二端232之间关闭且第一三通模块230的第一端231和第三端233之间导通。第一三通模块230在处于第三状态时调节从第一三通模块230的第一端231流入后从第一三通模块230的第二端232、第三端233分别流出的换热介质的流量。可以理解，第一三通模块230在处于第一状态时，换热介质会在第一水泵173的驱动下流经暖风芯体110、空调热源171，若空调热源171对换热介质进行加热，暖风芯体110即可向车辆内部供暖。第一三通模块230在处于第二状态时，换热介质会在第一水泵173的驱动下流经第一换热部151、空调热源171，若空调热源171对换热介质进行加热，第一换热部151可以将空调热源171传递至第二换热部153，第二换热部153即可为电池包191的加热提供热量。第一三通模块230在处于第三状态时，换热介质会在第一水泵173的驱动下流经空调热源171，再经过第一三通模块230对换热介质的分配，分别流经第一换热部151和暖风芯体110，实现对空调热源171所提供的热量的分配。
33.第二三通模块250在处于第一状态时，第二三通模块250的第一端251和第二端252之间导通且第二三通模块250的第一端251和第三端253之间关闭，第二三通模块250在处于第二状态时，第二三通模块250的第一端251和第二端252之间关闭且第二三通模块250的第一端251和第三端253之间导通。可以理解，第二三通模块250在处于第一状态时，换热介质会在第二水泵193的驱动下流经电池包191、电池冷却装置130，可以利用电池冷却装置130为电池包191降温。第二三通模块250在处于第二状态时，换热介质会在第二水泵193的驱动下流经电池包191、第二换热部153，若第一换热部151将空调热源171提供的热量传递至第二换热部153，则可以利用第二换热部153为电池包191加热。
34.本发明实施例还提供一种车辆热管理系统的控制方法，应用于如上述的车辆热管理系统，请参阅图2，控制方法包括步骤s201至步骤s207。
35.s201，判断电池包191和暖风芯体110的状态。
36.可以理解，由于电池包191和暖风芯体110都共用同一热源(空调热源171)，而对第一三通模块230和第二三通模块250的控制取决于空调热源171的热量需要分配给电池包191和暖风芯体110中的哪一个。因此需要判断电池包191和暖风芯体110的状态。具体而言，判断电池包191是否需要加热以及是否需要暖风芯体110向车辆供暖。可以通过在电池包191设置用于检测电池包191温度的温度传感器，在电池包191温度低于下限阈值温度时，判断电池包191需要加热。对于是否需要暖风芯体110向车辆供暖，可以根据是否接收到暖风空调控制命令进行判断，暖风空调控制命令可以为用户通过操作暖风空调控制命令对应的按键、触摸屏等后发出的。
37.s203，在电池包191无需加热且需要暖风芯体110向车辆供暖的情况下，控制第一三通模块230处于第一状态。
38.可以理解，第一三通模块230处于第一状态时，空调热源171提供的热量由暖风芯体110使用。换热介质经过空调热源171的加热后与暖风芯体110发生热交换，使得暖风芯体110可以加热吹入车辆内部的空气。
39.s205，在电池包191需加热且不需要暖风芯体110向车辆供暖的情况下，控制第一三通模块230处于第二状态并控制第二三通模块250处于第一状态。
40.可以理解，第一三通模块230处于第二状态且第二三通模块250处于第一状态时，空调热源171提供的热量会传递至电池包191。第一三通模块230处于第二状态时，换热介质经过空调热源171的加热后与第一换热部151发生热交换，第一换热部151将热量传递至第二换热部153。同时，第二三通模块250处于第一状态，使得第二换热部153中经过加热的换热介质可以流经电池包191，为电池包191加热。
41.s207，在电池包191需加热且需要暖风芯体110向车辆供暖的情况下，控制第一三通模块230处于第三状态并控制第二三通模块250处于第一状态。
42.可以理解，第一三通模块230处于第三状态且第一三通模块230处于第一状态时，空调热源171提供的热量在第一三通模块230的分配下分别提供给暖风芯体110以及传递至电池包191。具体而言，通过向第一三通模块230发送控制信号控制第一三通模块230处于第三状态，第一三通模块230根据控制信号调节从第一三通模块230的第一端231流入后分别从第二端232和第三端233流出的换热介质的流量，第一换热部151和暖风芯体110所流过的换热介质的流量越大，意味着被分配到的热量越多。
43.基于本实施例中的车辆热管理系统的控制方法，根据电池包191和暖风芯体110的状态确定如何控制第一三通模块230和第二三通模块250，以实现空调热源171所提供热量的合理分配。由于暖风芯体110和电池加热装置150的第一换热部151通过第一三通模块230与第一支路170连接，使得暖风芯体110和电池加热装置150即可以独立使用空调热源171提供的热量，在各种工作状态下均不会互相干扰而发生热量损失。同时，电池冷却装置130和电池加热装置150通过第二三通模块250与第二支路190连接，使得电池包191的冷却和加热过程不会相互干扰而发生热量损失。该控制方法即实现了电池包191和暖风芯体110共用同一热源，又保证在各种状态下不会存在热量损失问题，从而保证车辆热管理系统有很好的节能效果也提高了车辆的续航能力。
44.应该理解的是，虽然图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
45.本发明实施例还提供一种车辆热管理系统的控制装置，应用于如上述的车辆热管理系统，控制装置包括第一控制模块、第二控制模块以及第三控制模块。第一控制模块用于在电池包191无需加热且需要暖风芯体110向车辆供暖的情况下，控制第一三通模块230处于第一状态。第二控制模块用于在电池包191需加热且不需要暖风芯体110向车辆供暖的情况下，控制第一三通模块230处于第二状态并控制第二三通模块250处于第一状态。第三控制模块用于在电池包191需加热且需要暖风芯体110向车辆供暖的情况下，控制第一三通模
块230处于第三状态并控制第二三通模块250处于第一状态。
46.基于本实施例中的车辆热管理系统的控制装置，根据电池包191和暖风芯体110的状态确定如何控制第一三通模块230和第二三通模块250，以实现空调热源171所提供热量的合理分配。由于暖风芯体110和电池加热装置150的第一换热部151通过第一三通模块230与第一支路170连接，使得暖风芯体110和电池加热装置150即可以独立使用空调热源171提供的热量，在各种工作状态下均不会互相干扰而发生热量损失。同时，电池冷却装置130和电池加热装置150通过第二三通模块250与第二支路190连接，使得电池包191的冷却和加热过程不会相互干扰而发生热量损失。该控制装置即实现了电池包191和暖风芯体110共用同一热源，又保证在各种状态下不会存在热量损失问题，从而保证车辆热管理系统有很好的节能效果也提高了车辆的续航能力。
47.关于车辆热管理系统的控制装置的具体限定可以参见上文中对于车辆热管理系统的控制方法的限定，在此不再赘述。上述车辆热管理系统的控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本技术实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
48.再一方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
49.再一方面，本发明实施例还提供一种车辆，包括如上述的车辆热管理系统。
50.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。
51.在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
52.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
53.以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。