新能源汽车热管理方法与流程

本发明涉及一种新能源商用车散热，具体涉及一种新能源汽车热管理方法。

背景技术：

1、在新能源平台中，由于没有发动机提供机械能，各散热模块中的冷却风扇无法采用直连式、电磁离合器式、温控或电控硅油离合器式，取而代之的是电控的电子风扇。

2、新能源商用车的能源储备量是固定的，当能源消耗完毕，要么电池包充电或者换电，要么燃料电池充氢，由于国内充电桩数量少，分布不均，且充电速度慢，因此整车oem和终端客户最关注的就是续航能力。目前提升续航能力有两种途径：一种是不断提升燃料电堆功率或电池包容量，目前300kw的燃料电池车已投入市场使用；另一种将低压电气部件的电压提升到整车等级，通过电压的提升来提升部件的能效，例如，最近的高压电子风扇就是将低压电子风扇的供电电压从24v提升到整车级别，风量和能效得到了大幅提升。

3、随着燃料电堆功率或电池包容量的提升，整车散热需求会同步增加，以燃电平台为例，当电堆的功率超过300kw时，整车的散热需求会超过了400kw，高散热需求对传统的热管理方法提出了严峻挑战。目前主流的热管理方法为集中式散热，即单一散热器匹配一组低压电子风扇，通过风扇的冷却风来降低电堆或者电池包的水温，集中式散热的设计简单，但是散热器的面积大，布置所需的空间也大，同时单个低压电子风扇的风量小、能效低，布置上还需要额外线束、上位控制器、dc-dc转换器等零件，因此整个散热模块的成本高。随着整车散热需求的增加，集中散热越来越无法满足市场需求，分布式散热逐步成为主流，即若干个散热模块灵活布置于整车不同的位置，模块间通过水路的串并联共同给电堆或电池包冷却，散热模块中除了搭配低压电子风扇外，还引入了高压电子风扇。分布式散热中单一模块的布置空间小，同时搭配高压电子风扇的模块散热量大、能效高。

4、不同工况下，新能源商用车的热负荷是不同的，分布式散热中的各模块的散热功率也是实时不同的，如何高效分配各模块的散热功率是热管理的一个难题，若管理不够高效，则会浪费模块的冷却功率，产生不必要的能源消耗，缩短续航能力，甚至会加剧噪音，影响终端客户的体验，同时随着高压电子风扇的引入，因风量大，能效高，噪音大，提升了热管理难度。

技术实现思路

1、为解决以上问题，本发明提供一种新能源汽车热管理方法，采用分段控制法，可根据热负荷大小，分段打开各散热模块的全部或者部分冷却能力，提升散热能效，降低整车的总能耗。

2、本发明采用的技术方案是：一种新能源汽车热管理方法，用于对热管理系统进行散热，其特征在于：所述热管理系统包括主散热器、高压电子风扇、辅助散热器、低压电子风扇和喷淋装置，所述主散热器搭配高压电子风扇用于给动力单元散热，多个所述辅助散热器对应搭配多个低压电子风扇，起到辅助主散热器散热的作用；所述喷淋装置位于主散热器附近，通过蒸发冷却降低吹向主散热器的自然风温度；热管理方法的具体步骤为：

3、s1、当主散热器进水口的温度低于设定温度t0时，高压电子风扇和低压电子风扇均不工作；

4、s2、当主散热器进水口的温度高于设定温度t0时，高压电子风扇不工作，低压电子风扇进入高效转速区间，运行设定时间t,使主散热器进水口的温度降低；

5、s3、当主散热器进水口的温度再次高于设定温度t0时，高压电子风扇在额定转速下工作，低压电子风扇保持在高效转速区间，运行设定时间t,使主散热器进水口的温度降低；

6、s4、当主散热器进水口的温度再次高于设定温度t0时，高压电子风扇保持在额定转速下工作，低压电子风扇保持在高效转速区间，喷淋装置开始工作，运行设定时间t,使主散热器进水口的温度降低；

7、s5、当主散热器进水口的温度再次高于设定温度t0时，高压电子风扇保持在额定转速下工作，低压电子风扇突破高效转速区间进入额定转速工作，喷淋装置保持工作，使主散热器进水口的温度降低。

8、作为优选，s2步骤中，当主散热器进水口的温度低于设定温度t1时，返回步骤s1。

9、作为优选，s3步骤中，当主散热器进水口的温度低于设定温度t1时，返回步骤s2。

10、作为优选，s4步骤中，当主散热器进水口的温度低于设定温度t1时，返回步骤s3。

11、作为优选，s5步骤中，当主散热器进水口的温度低于设定温度t1时，返回步骤s4。

12、作为优选，多个所述辅助散热器串联后与主散热器并联。辅助散热模块的水路串并联取决于整车布置空间以及散热模块间散热量的差异，当散热模块的散热能力差异较大，一般采用串联方式；当散热能力相当，一般采用并联方式。

13、作为优选，所述低压电子风扇的高效转速区间为1/2～2/3的额定转速。

14、作为优选，动力单元为燃料电堆或电池包。

15、作为优选，t0为80～90度，t1为70～75度。

16、作为优选，t为10～30s。

17、本发明取得的有益效果是：本发明采用分段控制法，以电堆或者电池包的进水温度为输入，模块的噪音、能效为输出，可根据热负荷大小以及电堆或电池包的温度，分段打开各散热模块的全部或者部分冷却能力，提升散热能效，降低整车的总能耗；通过引入了高压模块和高压电子风扇，大大提升了散热模块的散热上限，可以适用于大发热量的新能源平台；本发明可以使整车大部分工况运行在高能耗、低噪音的区间，提升了整车的续航能力，同时保证驾驶人员的舒适性。

18、1、采用分段控制法，并以电堆或者电池包的水温为输入量，以散热的能效和噪音为输出量，控制方法灵活，不像传统的on-off控制方法，仅能打开或关闭散热器上的电子风扇工作，使得电子风扇要么全传，要么不转，可以分步控制电子风扇转动，使其优先工作在高效区间内；

19、2、可根据热负荷大小以及电堆或电池包的温度，分段打开各散热模块，灵活分配了热负荷需求，提升整车的散热能效，降低整车的总能耗，并使整车大部分工况运行在高能耗、低噪音的区间，提升了整车的续航能力，同时保证驾驶人员的舒适性；

20、3、实现了高压电子风扇和低压电子风扇的联动控制并结合了两者的优点，即具备低压电子风扇的能耗低和噪音小和高压电子风扇的风量大、能效高等特点，相较于纯低压电子风扇的热管理控制方法，可以实现散热模块能耗、能效和噪音全面提升；

21、4、具备平台适用性，对于不同的散热模块仅需要修改部分参数就可以直接适用，例如打开温度t0、关闭温度t1、各散热部件的最大功率、电子风扇的高效区间等。

技术特征：

1.一种新能源汽车热管理方法，用于对热管理系统进行散热，其特征在于：所述热管理系统包括主散热器、高压电子风扇、辅助散热器、低压电子风扇和喷淋装置，所述主散热器搭配高压电子风扇用于给动力单元散热，多个所述辅助散热器对应搭配多个低压电子风扇，起到辅助主散热器散热的作用；所述喷淋装置位于主散热器附近，通过蒸发冷却降低吹向主散热器的自然风温度；热管理方法的具体步骤为：

2.根据权利要求1所述的新能源汽车热管理方法，其特征在于：s2步骤中，当主散热器进水口的温度低于设定温度t1时，返回步骤s1。

3.根据权利要求2所述的新能源汽车热管理方法，其特征在于：s3步骤中，当主散热器进水口的温度低于设定温度t1时，返回步骤s2。

4.根据权利要求1所述的新能源汽车热管理方法，其特征在于：s4步骤中，当主散热器进水口的温度低于设定温度t1时，返回步骤s3。

5.根据权利要求1所述的新能源汽车热管理方法，其特征在于：s5步骤中，当主散热器进水口的温度低于设定温度t1时，返回步骤s4。

6.根据权利要求1所述的新能源汽车热管理方法，其特征在于：所述低压电子风扇的高效转速区间为1/2～2/3的额定转速。

7.根据权利要求1所述的新能源汽车热管理方法，其特征在于：动力单元为燃料电堆或电池包。

8.根据权利要求1所述的新能源汽车热管理方法，其特征在于：t0为80～90度，t1为70～75度。

9.根据权利要求1所述的新能源汽车热管理方法，其特征在于：t为10～30s s。

技术总结
本发明涉及一种新能源汽车热管理方法，该热管理方法采用分段控制法，以电堆或者电池包的进水温度为输入，模块的噪音、能效为输出，可根据热负荷大小以及电堆或电池包的温度，分段打开各散热模块的全部或者部分冷却能力，提升散热能效，降低整车的总能耗；通过引入了高压模块和高压电子风扇，大大提升了散热模块的散热上限，可以适用于大发热量的新能源平台；本发明可以使整车大部分工况运行在高能耗、低噪音的区间，提升了整车的续航能力，同时保证驾驶人员的舒适性。

技术研发人员：彭斯,张飞,王宁
受保护的技术使用者：东风马勒热系统有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16