一种集成热管理系统冷媒流量分配控制方法及系统与流程

本发明涉及热管理的，更具体地，涉及一种集成热管理系统冷媒流量分配控制方法及系统。

背景技术：

1、随着石油价格的不断升高，新能源汽车发展越来越快。新能源汽车集成热管理架构中，驾驶室冷却回路大多使用热力膨胀阀、截止阀，电池冷却回路使用电子膨胀阀。由于热力膨胀阀均是通过感温包感受蒸发器出口制冷剂温度的变化来控制膨胀阀阀针的开度，达到调节制冷剂流量的目的，导致无法手动调节驾驶室冷却回路冷媒流量。在集成热管理系统中，驾驶室冷却回路管路比电池冷却回路长很多，电池冷却回路所分配的冷媒流量总是多于驾驶室冷却回路，造成驾驶室冷却回路冷媒不足，影响驾驶室的舒适性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种集成热管理系统冷媒流量分配控制方法及系统，能够优先保证驾驶室的舒适性，同时也能够保证电池处于合适的温度范围内。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、提供一种集成热管理系统冷媒流量分配控制方法，包括以下步骤：

4、采集驾驶室室内温度、电池平均温度、电池冷却液进口水温、驾驶侧冷却回路冷媒低压侧压力值和温度值、电池侧冷却回路冷媒低压侧压力值和温度值；

5、设置并保持驾驶室侧目标吸气过热度tdri_t为t1，根据驾驶侧冷却回路冷媒低压侧压力值和温度值计算得到驾驶室侧实际吸气过热度tdri；

6、根据车辆工况、电池平均温度以及电池冷却液进口水温调节电池侧目标吸气过热度tbatt_t，根据电池侧冷却回路冷媒低压侧压力值和温度值计算得到电池侧实际吸气过热度tbatt；

7、若接收到驾驶室侧制冷需求信号，则按以下步骤响应驾驶室侧制冷需求：当驾驶室侧实际吸气过热度tdri小于驾驶室侧目标吸气过热度tdri_t，则减小驾驶室侧第一电子膨胀阀步长；当驾驶室侧实际吸气过热度值tdri大于驾驶室侧目标吸气过热度tdri_t，则增加驾驶室侧第一电子膨胀阀步长；

8、若接收到电池侧制冷需求信号，则根据电池平均温度和驾驶室室内温度判断是否响应电池侧制冷需求；若响应电池侧制冷需求，则按以下步骤响应：当电池侧实际吸气过热度tbatt小于电池侧目标吸气过热度tbatt_t，则减小电池侧第二电子膨胀阀步长；当电池侧实际吸气过热度tbatt大于电池侧目标吸气过热度tbatt_t，则增加电池侧第二电子膨胀阀步长。

9、本发明的集成热管理系统冷媒流量分配控制方法，通过设定驾驶室侧目标吸气过热度和电池侧目标吸气过热度分配驾驶室冷却回路和电池冷却回路的冷媒流量，设定驾驶室侧目标吸气过热度为一定值，而电池侧目标吸气过热度根据车辆工况、电池平均温度以及电池冷却液进口水温调节，可有效地调节驾驶室侧第一电子膨胀阀的步长和电池侧第二电子膨胀阀的步长，既能让电池维持在合适的温度范围内，又达到优先保证驾驶室舒适性的目的。

10、优选地，当车辆工况为充电工况时，设置电池侧目标吸气过热度tbatt_t为t5，t1<t5。充电过程中，电池会快速升温，需要增加电池侧冷却回路的冷媒流量，电池侧目标吸气过热度大于驾驶室侧目标吸气过热度，此时电池侧冷却回路就能分配到冷媒流量对电池进行降温。

11、优选地，当车辆工况为行车工况时，驾驶室侧和电池侧同时有制冷需求，根据电池平均温度和电池冷却液入口水温确定电池侧目标吸气过热度tbatt_t：

12、若电池平均温度tavg大于第一设定平均温度ta1，且电池冷却液入口水温tcool大于第一设定水温tc1，此时，电池散热太慢，电池平均温度太高，需增加电池侧冷却回路的冷媒流量，调低电池侧目标吸气过热度值，将电池侧目标吸气过热度tbatt_t定为t2；

13、若电池平均温度tavg大于第二设定平均温度ta2，且电池冷却液入口水温tcool大于第二设定水温tc2，此时，电池散热较慢，电池平均温度偏高，需增加电池侧冷却回路的冷媒流量，调低电池侧目标吸气过热度值，将电池侧目标吸气过热度tbatt_t定为t3；

14、若电池平均温度tavg小于第三设定平均温度ta3，或电池冷却液入口水温tcool小于第三设定水温tc3，此时，电池散热速率正常，电池冷却液入口水温基本达到目标水温，电池侧目标吸气过热度tbatt_t定为t4；

15、电池侧目标吸气过热度值、电池平均温度数值、电池冷却液入口水温值关系如下：t1<t5<t2<t3<t4；ta1>ta2>ta3；tc1＝tc2>tc3。

16、通过调节驾驶室侧目标吸气过热度和电池侧目标吸气过热度，进而调节驾驶室侧第一电子膨胀阀和电池侧第二电子膨胀阀的开度，从而达到分配冷媒流量的目的。

17、优选地，当同时存在电池侧制冷需求和驾驶室侧制冷需求时，根据驾驶室室内温度和电池平均温度判断是否响应电池侧制冷需求：

18、若电池平均温度小于ta4，驾驶室室内温度大于tc4，则暂时不响应电池侧制冷需求，待驾驶室室内温度降低到tc5后，再响应电池侧制冷需求；

19、若电池平均温度升高至ta5，则立即响应电池侧制冷需求；

20、其中：ta4<ta5，tc4>tc5。

21、根据驾驶室侧制冷需求和电池侧制冷需求，错峰分配冷媒流量，既能让电池维持在合适的温度范围内，又达到优先保证驾驶室舒适性的目的。

22、优选地，当响应驾驶室侧制冷需求过程中某一时刻、需要响应突然介入的电池侧制冷需求时，则阶梯式逐步响应电池侧制冷需求，避免驾驶室冷却回路的冷媒流量突然减少而影响驾驶室的舒适性。

23、优选地，对电池侧制冷需求的响应包括电池侧压缩机转速响应，具体步骤如下：

24、首先压缩机以转速n1运行时间t1秒；

25、接着以转速n2运行时间t2秒；

26、再以转速n3运行时间t3秒；

27、最后转速增加至n4并持续运行；

28、其中，n1<n2<n3<n4，n4为压缩机需求转速。

29、优选地，对电池侧制冷需求的响应包括第二电子膨胀阀步长响应，具体步骤如下：

30、电池侧第二电子膨胀阀初始步长s1；

31、每t4秒增加步长s2，持续时间为t5秒；

32、当电池侧压缩机转速达到压缩机需求转速时，或者t5>t1+t2+t3时，电池侧第二电子膨胀阀步长增加到s3；

33、其中，s1<s2<s3，s3为电池侧第二电子膨胀阀需求步长。

34、优选地，所述压缩机需求转速根据电池冷却液入口水温与目标水温差值查询map表得到，所述电池侧第二电子膨胀阀需求步长根据电池侧实际吸气过热度tbatt与电池侧目标吸气过热度tbatt_t差值计算得到。

35、优选地，当电池侧压缩机转速达到设定转速值nt时，则增加电池侧第二电子膨胀阀的步长；当电池侧第二电子膨胀阀的步长达到设定步长st时，则增大电池侧压缩机转速，以避免第二电子膨胀阀的步长增加到上限、及避免压缩机超负荷运行，保证工作的安全性和持续性。

36、本发明还提供了一种集成热管理系统冷媒流量分配控制系统，包括：

37、采集模块，用于采集驾驶室室内温度、电池平均温度、电池冷却液进口水温、驾驶侧冷却回路冷媒低压侧压力值和温度值、电池侧冷却回路冷媒低压侧压力值和温度值；

38、设置模块：用于设置并保持驾驶室侧目标吸气过热度tdri_t、以及用于根据车辆工况、电池平均温度以及电池冷却液进口水温调节电池侧目标吸气过热度tbatt_t；

39、计算模块：用于根据驾驶侧冷却回路冷媒低压侧压力值和温度值计算得到驾驶室侧实际吸气过热度tdri，以及用于根据电池侧冷却回路冷媒低压侧压力值和温度值计算得到电池侧实际吸气过热度tbatt；

40、比较判断模块：用于比较驾驶室侧实际吸气过热度tdri与驾驶室侧目标吸气过热度tdri_t相对大小、用于比较电池侧实际吸气过热度tbatt与电池侧目标吸气过热度tbatt_t相对大小，以及根据电池平均温度和驾驶室室内温度判断是否响应电池侧制冷需求；

41、控制模块：用于接收驾驶室侧制冷需求信号并响应驾驶室侧制冷需求，当驾驶室侧实际吸气过热度tdri小于驾驶室侧目标吸气过热度tdri_t，则减小驾驶室侧第一电子膨胀阀步长；当驾驶室侧实际吸气过热度值tdri大于驾驶室侧目标吸气过热度tdri_t，则增加驾驶室侧第一电子膨胀阀步长；以及用于接收响应电池侧制冷需求信号并响应电池侧制冷需求，当电池侧实际吸气过热度tbatt小于电池侧目标吸气过热度tbatt_t，则减小电池侧第二电子膨胀阀步长；当电池侧实际吸气过热度tdri大于电池侧目标吸气过热度tbatt_t，则增加电池侧第二电子膨胀阀步长。

42、本发明的集成热管理系统冷媒流量分配控制系统，通过设定驾驶室侧目标吸气过热度和电池侧目标吸气过热度分配驾驶室冷却回路和电池冷却回路的冷媒流量，设定驾驶室侧目标吸气过热度为一定值，而电池侧目标吸气过热度根据车辆工况、电池平均温度以及电池冷却液进口水温调节，可有效地调节驾驶室侧第一电子膨胀阀的步长和电池侧第二电子膨胀阀的步长，既能让电池维持在合适的温度范围内，又达到优先保证驾驶室舒适性的目的。

43、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

44、本发明的集成热管理系统冷媒流量分配控制方法及系统，通过设定驾驶室侧目标吸气过热度为一定值，而电池侧目标吸气过热度根据车辆工况、电池平均温度以及电池冷却液进口水温调节，优先满足驾驶室侧制冷需求，既能让电池维持在合适的温度范围内，又达到优先保证驾驶室舒适性的目的；

45、本发明的集成热管理系统冷媒流量分配控制方法及系统，同时存在电池侧制冷需求和驾驶室侧制冷需求时，根据驾驶室侧制冷需求和电池侧制冷需求，错峰分配冷媒流量，既能让电池维持在合适的温度范围内，又达到优先保证驾驶室舒适性的目的；

46、本发明的集成热管理系统冷媒流量分配控制方法及系统，当响应驾驶室侧制冷需求过程中某一时刻、需要响应突然介入的电池侧制冷需求时，则阶梯式逐步响应电池侧制冷需求，避免驾驶室冷却回路的冷媒流量突然减少而影响驾驶室的舒适性，既能让电池维持在合适的温度范围内，又达到优先保证驾驶室舒适性的目的。