确定电气化车辆的电池热管理系统中的冷却剂泵的运行状态的方法_2

文档序号:9566155阅读:来源:国知局
用以将电能转换为动能,从而输出扭矩到连接到动力传输单元30的轴38。因为发电机18可操作地连接到发动机14,发动机14的速度可以由发电机18控制。
[0037]动力传输单元30的环形齿轮32可以连接到轴40,轴40通过第二动力传输单元44连接到车辆驱动轮28。第二动力传输单元44可以包括具有多个齿轮46的齿轮组。其他动力传输单元也可能是合适的。齿轮46传递来自发动机14的扭矩到差速器48以最终向车辆驱动轮28提供牵引力。差速器48可以包括实现到车辆驱动轮28的扭矩传递的多个齿轮。在一实施例中,第二动力传输单元44通过差速器48机械地耦接到轮轴50以将扭矩分配到车辆驱动轮28。
[0038]通过输出扭矩到也连接到第二动力传输单元44的轴52,马达22也可以用于驱动车辆驱动轮28。在一实施例中,马达22和发电机18配合作为再生制动系统的一部分,马达22和发电机18两者在再生制动系统中可以用作马达以输出扭矩。例如,马达22和发电机18可以各自输出电力到电池总成24。
[0039]电池总成24是示例类型的电气化车辆电池总成。电池总成24可以包括高电压电池组,高电压电池组包括能够输出电力以操作马达22和发电机18的多个电池阵列。其他类型的储能装置和/或输出装置也可以用于电驱动电气化车辆12。
[0040]在一非限制性实施例中,电气化车辆12具有两个基本操作模式。电气化车辆12可以在电动车辆(EV)模式下操作,在电动车辆模式下,马达22用于车辆推进(通常没有来自发动机14的帮助),从而消耗电池总成24荷电状态直到在特定驾驶模式/循环下其最大容许放电率。EV模式是用于电气化车辆12的电荷消耗操作模式的示例。在EV模式期间,电池总成24的荷电状态在某些情况下可以增加,例如归因于再生制动阶段。发动机14在默认EV模式下通常关闭,但是必要时可以基于车辆系统状态或如操作者所允许地进行操作。
[0041]电气化车辆12可以附加地在混合动力(HEV)模式下操作,在混合动力模式下发动机14和马达22两者都用于车辆推进。HEV模式是用于电气化车辆12的电荷维持操作模式的示例。在HEV模式期间,电气化车辆12可以减少马达22推进的使用,以便通过增加发动机14推进的使用而将电池总成24的荷电状态维持在恒定或近似恒定的水平。电气化车辆12在本公开范围内可以在除EV和HEV模式之外的其他操作模式下操作。
[0042]图2说明比如图1的电气化车辆12这样的电气化车辆的高电压电池热管理系统56。然而,本公开可扩展到其他电气化车辆并且不限于图1中所示的具体配置。在图2,用实线表明装置和流体通道或管道,并且用虚线说明电气连接。
[0043]热管理系统56可以用于管理由比如电池总成24这样的各种车辆组件生成的热负荷。例如,热管理系统56可以选择性地将冷却剂传送到电池总成24以冷却或者加热电池总成24,这取决于环境条件和/或其他条件。在一实施例中,热管理系统56包括冷却剂子系统58和制冷剂子系统60。这些子系统中的每个将在下面详细地描述。
[0044]冷却剂子系统58或冷却剂回路,可以使冷却剂C循环到电池总成24。冷却剂C可以是传统类型的冷却剂混合物,比如和乙二醇混合的水。其他冷却剂也可以由热管理系统56使用。在一非限制性实施例中,冷却剂子系统58的冷却剂C可以用于热管理电池总成24的电池组62。虽然未示出,电池组62可以包括在操作期间产生热量的多个电池单元。其他车辆组件可以可选地或附加地由热管理系统56调节。
[0045]在一非限制性实施例中,热管理系统56的冷却剂子系统58包括散热器64、阀66、冷却剂栗68、传感器70、电池组62、以及冷却器76。附加组件可以由冷却剂子系统58使用。在一实施例中,阀66、冷却剂栗68和传感器70可以位于电池组62和散热器64之间。
[0046]在操作中,热的冷却剂C1可以退出电池组62的出口 63。热的冷却剂C1可以在管路72里面传送到散热器64。热的冷却剂C1在散热器64里面冷却。在一实施例中,气流F可以传输穿过散热器64以完成气流和热的冷却剂C1之间的热传递。凉的冷却剂C2可以退出散热器64并且进入管路73。
[0047]凉的冷却剂C2接着传送到阀66。在一实施例中,阀66是经由控制模块78有选择地驱动以控制冷却剂C的流量的电操作阀。其他类型的阀可以可选地在冷却剂子系统58中使用。
[0048]冷却剂栗68使冷却剂C通过冷却剂子系统58循环。冷却剂栗68可以由电力或非电力动力源提供动力。在一实施例中,冷却剂栗68位于阀66和传感器70之间的管路73里面。
[0049]传感器70可以位于靠近电池组62的入口 61。传感器70配置成监控返回到电池组62的冷却剂C的温度。在一实施例中,传感器70是温度传感器。
[0050]电池组62也可以包括多于一个传感器65。传感器65监控电池组62的各个电池单元(未示出)的温度。如同传感器70,传感器65可以是温度传感器。
[0051]冷却剂子系统58可以附加地包括冷却器回路74。冷却器回路74包括在一定条件下用于提供冷却的冷却剂C3的冷却器76。例如,当环境温度超过预定义的阈值时,可以驱动阀66以允许来自冷却器回路74的冷却的冷却剂C3流到管路73中。来自电池组62的热的冷却剂C1的一部分可以在旁通管路75进入冷却器回路74并且与制冷剂子系统60的制冷剂R在冷却器76里面交换热量,以在冷却器模式期间提供冷却的冷却剂C3。也就是说,冷却器76可以在冷却器模式期间促进冷却剂子系统58和制冷剂子系统60之间的热能的传递。在冷却器模式期间,驱动阀66打开,其阻止来自散热器64的流动并且到电池组62的所有冷却剂流是来自冷却器回路74。相反,当驱动阀关闭时,到电池组62的所有冷却剂流是来自散热器64。
[0052]制冷剂子系统60、或制冷剂回路,可以包括压缩机80、冷凝器82、蒸发器84、冷却器76、第一膨胀装置86和第二膨胀装置88。压缩机80使制冷剂R增压并且使制冷剂R通过制冷剂子系统60循环。压缩机80可以由电力或非电力动力源提供动力。压力传感器95可以监控退出压缩机80的制冷剂R的压力。
[0053]退出压缩机80的制冷剂R可以传送到冷凝器82。通过将制冷剂R从蒸气冷凝到液体,冷凝器82将热量传递到周围环境。鼓风机85可以选择性地驱动以使气流传送穿过冷凝器82以实现制冷剂R和气流之间的热量传递。
[0054]退出冷凝器82的液体制冷剂R的一部分可以传输通过第一膨胀装置86并且然后到蒸发器84。第一膨胀装置86适合于改变制冷剂R的压力。在一非限制性实施例中,第一膨胀装置86是电子控制膨胀阀(EXV)。在另一实施例中,第一膨胀装置86是热膨胀阀(TXV)。液体制冷剂R在蒸发器84里面从液体蒸发到气体,同时吸收热量。气态制冷剂R然后可以返回到压缩机80。可选地,第一膨胀装置86可以关闭以绕过蒸发器84。
[0055]退出冷凝器82的液体制冷剂R的另一部分(或者如果第一膨胀装置86关闭,所有的制冷剂R)可以通过第二膨胀装置88循环并且进入冷却器76。第二膨胀装置88—一其也可以是EXV或TXV——适合于改变制冷剂R的压力。制冷剂R与热的冷却剂C1在冷却器76里面交换热量以在冷却器模式期间提供冷却的冷却剂C3。
[0056]热管理系统56可以附加地包括控制模块78。虽然在说明性实施例中示意性地说明为单个模块,控制模块78可以是较大的控制系统的一部分并且可以由整个电气化车辆的各种其他控制器控制,比如包括动力传动系控制单元、变速器控制单元、发动机控制单元、BECM(电池能量控制模块)等的车辆系统控制器(VSC)。因此应该理解的是,控制模块78和一个或多个其他控制器可以共同地被称为“控制模块”,“控制模块”响应于来自各种传感器的信号比如通过多个集成算法控制各种驱动器以控制与车辆有关一一以及在这种情况下与热管理系统56有关一一的功能。组成VSC的各种控制器可以使用共同的总线协议(例如,CAN(控制器局域网))彼此通信。
[0057]在一非限制性实施例中,控制模块78可以控制冷却剂子系统58和制冷剂子系统60的操作以实现电池组62所需的加热和/或冷却。例如,控制模块78可以控制或与阀66、冷却剂栗68、传感器70、传感器65、压缩机80、压力传感器95、鼓风机85、第一膨胀装置86和第二膨胀装置88以及其他装置通信。如下面进一步地讨论,控制模块78也可以确定冷却剂栗68的运行状态。
[0058]继续参考图1和2,图3示意性地说明用于控制电气化车辆12的热管理系统56的操作的控制策略100。例如,控制策略100可以在一定条件下执行以确定冷却剂子系统58的冷却剂栗68的运行状态。当然,
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