一种二次回路热管理控制方法及车辆与流程

文档序号:43392275发布日期:2025-10-17 17:45阅读:49来源:国知局

本申请涉及车辆热管理控制领域,具体为一种二次回路热管理系统控制方法及车辆。


背景技术:

1、目前传统车载空调的制冷剂通常是采用r134a,r134a的温室效应指数较高,不利于保护环境,将逐渐被其他制冷剂替代。天然碳氢制冷剂r290凭借其优良的性能开始成为了业界研究的重点,r290不仅能满足各类环保法规的要求,且其热物理性能优异。但是由于r290制冷剂易燃易爆,存在安全性问题,如果采用二次回路的系统架构可以规避r290制冷剂的危险性因素,架构示意如图1所示,尽管该架构可显著降低r290直接泄露风险,但其复杂的水路循环对系统控制策略提出全新挑战。如图1的二次回路热管理系统双制冷模式热量传递路径为:电池&乘员舱→chiller(水冷蒸发器)→wcc(水冷冷凝器)+motor(电机)→radiator(散热器)→环境,针对二次回路的热系统架构需颠覆性开发系统控制策略,主要面临以下技术瓶颈:

2、二次回路架构下双制冷时冷源分配的策略难题:在采用r290二次回路热管理系统的架构中,冷源分配的核心矛盾在于电池安全需求与乘员舱舒适性需求对有限冷量的动态竞争,优先保证乘员舱降温可满足乘客舒适性,或优先保证电池冷却可满足电池热安全性,如何通过合理的策略来控制冷源分配成为二次回路应用的瓶颈。

3、双热源异温需求下的动态解耦控制难题:在二次回路热管理系统中,双制冷时冷源均来自水冷蒸发器chiller出口的低温载冷剂,而动力电池包和乘员舱制冷需求呈现显著的温域差异特性,电池热管理系统(btms)要求电池冷却时入口水温稳定在20±2℃,而座舱制冷时要求空调箱水冷芯体的进口水温维持5±0.5℃。如何通过合理的控制策略配合系统架构来满足双侧不同的入水温度请求成为二次回路架构控制策略最大的难点之一。


技术实现思路

1、本申请涉及一种二次回路热管理控制方法及车辆,用于实现在乘员舱和电池均存在冷却需求时如何尽量满足双侧不同的入水温度需求。

2、本发明的技术方案为:

3、本申请提供了一种二次回路热管理系统控制方法,所述二次回路热管理系统包括:冷媒回路,低温冷却水回路和高温冷却水回路;

4、所述冷媒回路和所述低温冷却水回路通过水冷蒸发器耦合,所述冷媒回路和所述高温冷却水回路通过水冷冷凝器耦合;

5、所述低温冷却水回路包括:第一三通阀,所述第一三通阀的冷却液入口和所述水冷蒸发器的冷却液出口连通,所述第一三通阀的第一出口和第一水泵及电池所在的第一回路连通,所述第一三通阀的第二出口和冷风芯体所在的第二回路连通,所述第一回路的出口通过单向阀接入所述第一回路的入口,所述第一回路的出口和所述第二回路的出口还与所述水冷蒸发器的冷却液入口连通;

6、所述二次回路热管理系统控制方法包括:

7、在识别到乘员舱和电池同时存在制冷需求时,获取冷风芯体目标出风温度、电池冷却请求温度、冷风芯体实际出风温度和电池入口实际温度;

8、确定满足乘员舱制冷量和电池制冷量需求之和的压缩机目标转速;

9、根据冷风芯体目标出风温度和冷风芯体实际出风温度的第一温差,确定第一三通阀的开度变化值;

10、根据电池制冷请求温度和实际入水温度的第二温差,确定第一三通阀的开度上限值以及第一水泵的目标转速;

11、根据所述压缩机目标转速对冷媒回路中的压缩机进行转速控制,根据所述目标转速进行第一水泵的转速控制,根据所述开度变化值对第一三通阀进行开度调整,且调整后的开度小于或等于所述开度上限值;其中,第一三通阀的开度大小与流入冷风芯体的冷却水流量大小正相关。

12、优选地,确定满足乘员舱制冷量和电池制冷量需求之和的压缩机目标转速的步骤包括:

13、根据所述冷风芯体目标出风温度和所述冷风芯体实际出风温度的温差进行pid计算,确定满足所述冷风芯体目标出风温度的第一压缩机目标转速;

14、根据所述电池冷却请求温度和所述电池入口实际温度的温差进行pid计算,确定满足所述冷风芯体目标出风温度的第二压缩机目标转速;

15、从所述第一压缩机目标转速和所述第二压缩机目标转速取大,得到第三压缩机目标转速;

16、将所述第三压缩机目标转速与补偿转速进行相加,得到乘员舱制冷量和电池制冷量需求之和的压缩机目标转速;

17、其中,在所述第三压缩机目标转速等于所述第一压缩机目标转速时,所述补偿转速根据所述电池冷却请求温度和所述电池入口实际温度的温差进行查表确定;

18、在所述第三压缩机目标转速等于所述第二压缩机目标转速时,所述补偿转速根据所述冷风芯体目标出风温度和所述冷风芯体实际出风温度的温差进行查表确定。

19、优选地,所述第一温差越大,所述第一三通阀的开度变化值越大。

20、优选地,所述第二温差越大,所述第一三通阀的开度上限值越小。

21、优选地,所述第二温差越大,所述第一水泵的目标转速越大。

22、优选地,通过记录有所述第一温差和所述第一三通阀的开度变化值的第一预设关系表,确定第一三通阀的开度变化值。

23、优选地,通过记录有所述第二温差和所述三通水阀的开度上限值的第二预设关系表,确定第一三通阀的开度上限值。

24、优选地,通过记录有所述第二温差和所述第一水泵的目标转速的第三预设关系表,确定第一水泵的目标转速。

25、本申请还提供了一种车辆,所述车辆通过上述的二次回路热管理系统控制方法进行二次回路热管理系统控制。

26、本发明的有益效果为:

27、对低温冷却水路的冷量优先保证乘员舱制冷需求的基础上,同时提供合理的冷量至电池侧,平衡了座舱舒适性与电池热安全性之间的博弈。

28、通过设置第一三通阀的开度上限值,能够防止冷量过度分配到乘员舱,确保电池始终有足够的冷量,从而避免电池过热。同时,通过调节第一水泵的转速来控制水温,系统能够精确满足电池的冷却需求,提高了电池的热安全性和系统的整体性能。

29、在第一水泵启动后,从电池的冷却水通道流出的高温冷却水将通过单向阀回到第一三通阀的第一出口之后与第一三通阀的第一出口流出的低温冷却水进行混合,从而使得电池的入水温度升高;如此,即可以满足冷风芯体的较低入口温度需求,又可以满足电池的较高入口水温需求。



技术特征:

1.一种二次回路热管理系统控制方法,其特征在于,所述二次回路热管理系统包括:冷媒回路,低温冷却水回路和高温冷却水回路;

2.根据权利要求1所述的二次回路热管理系统控制方法,其特征在于,确定满足乘员舱制冷量和电池制冷量需求之和的压缩机目标转速的步骤包括:

3.根据权利要求1所述的二次回路热管理系统控制方法,其特征在于,所述第一温差越大,所述第一三通阀的开度变化值越大。

4.根据权利要求1所述的二次回路热管理系统控制方法,其特征在于,所述第二温差越大,所述第一三通阀的开度上限值越小。

5.根据权利要求1所述的二次回路热管理系统控制方法,其特征在于,所述第二温差越大,所述第一水泵的目标转速越大。

6.根据权利要求1所述的二次回路热管理系统控制方法,特征在于,通过记录有所述第一温差和所述第一三通阀的开度变化值的第一预设关系表,确定第一三通阀的开度变化值。

7.根据权利要求1所述的二次回路热管理系统控制方法,特征在于,通过记录有所述第二温差和所述三通水阀的开度上限值的第二预设关系表,确定第一三通阀的开度上限值。

8.根据权利要求1所述的二次回路热管理系统控制方法,其特征在于,通过记录有所述第二温差和所述第一水泵的目标转速的第三预设关系表,确定第一水泵的目标转速。

9.一种车辆,其特征在于,所述车辆通过权利要求1-8任一项所述的二次回路热管理系统控制方法进行二次回路热管理系统控制。


技术总结
本申请涉及一种二次回路热管理控制方法及车辆,用于实现在乘员舱和电池均存在冷却需求时如何尽量满足双侧不同的入水温度需求。该方法包括:在识别到乘员舱和电池同时存在制冷需求时,获取冷风芯体目标出风温度、电池冷却请求温度、冷风芯体实际出风温度和电池入口实际温度;确定压缩机目标转速;根据冷风芯体目标出风温度和冷风芯体实际出风温度的第一温差,确定第一三通阀的开度变化值;根据电池制冷请求温度和实际入水温度的第二温差,确定第一三通阀的开度上限值以及第一水泵的目标转速;根据压缩机目标转速对压缩机进行转速控制,根据目标转速进行第一水泵的转速控制,根据开度变化值对第一三通阀进行开度调整,且调整后的开度小于或等于开度上限值。

技术研发人员:罗毅,苏岭,马文彬,刘月桥,石文泰,宋本哲,蒋露阳,毛敬波
受保护的技术使用者:辰致汽车科技集团有限公司重庆创新研究分公司
技术研发日:
技术公布日:2025/10/16
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