高效液冷系统的能量管理方法和车辆与流程

本发明涉及电池，尤其是涉及一种高效液冷系统的能量管理方法和车辆。

背景技术：

1、随着大功率氢即240kw及以上燃料电池应用在商用车辆例如重型卡车时，对大功率氢燃料电池的冷却需求提高，因此需要液冷系统提供更高的静压以及更大的风量，以提升重型卡车的散热能力。

2、在相关技术中，通过液冷系统中的低压例如24v电子风扇对车辆进行冷却，由于低压风扇的功率较小，能提供的静压和风量有限，往往需要布置多支低压风扇同时冷却，解决重型卡车的散热需求较大的问题，然而采用上述方法，占用车辆内部较大的空间，影响车辆液冷系统散热器和循环管路的布置，且液冷系统工作时，由于未对液冷系统中各个器件的散热和功耗进行合理调控，导致车辆的热管理的性能较差，无法达到整车节能需求。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本发明的一个目的在于提出一种高效液冷系统的能量管理方法，该方法在满足大功率氢燃料电池及其余热源件的散热需求值的基础上，对高效液冷系统进行能量流的管理和节能控制，从而在降低车辆功耗，提高车辆散热效率的同时，提升车辆的热管理水平，满足车辆节能环保要求。

3、为此，本发明的第二个目的在于提出一种高效液冷系统的能量管理装置。

4、为此，本发明的第三个目的在于提出一种车辆。

5、为了达到上述目的，本发明的第一方面的实施例提出了一种高效液冷系统的能量管理方法，所述高效液冷系统包括：冷却装置、高温冷却子系统、低温冷却子系统，所述冷却装置包括散热器组件和高压风扇，所述散热器组件和所述高压风扇依次设置，所述方法包括：获取室外环境温度、流经所述高温冷却子系统和所述散热器组件前的第一冷却液温度、流经所述高温冷却子系统和所述散热器组件后的第二冷却液温度、所述高效液冷系统的热量耦合值中的至少一个及流经所述低温冷却子系统的第三冷却液温度；根据所述室外环境温度、所述第一冷却液温度、所述第二冷却液温度和所述热量耦合值中的至少一个控制所述高压风扇和高温冷却子系统执行节能动作，同时，根据所述第三冷却液温度控制所述低温冷却子系统和所述高压风扇执行散热动作。

6、根据本发明实施例的高效液冷系统的能量管理方法，通过获取高效液冷系统不同位置的冷却液温度和热量耦合值，即室外环境温度、流经高温冷却子系统和散热器组件前的第一冷却液温度和流经高温冷却子系统和散热器组件后的第二冷却液温度及流经低温冷却子系统的第三冷却液温度，以及高效液冷系统的热量耦合值中的至少一个，通过对流经上述系统的冷却液温度及热量耦合值进行检测，并根据冷却液温度和热量耦合值中的至少一个对应控制高压风扇和高温冷却子系统执行节能动作，控制低温冷却子系统和高压风扇执行散热动作，在满足大功率氢燃料电池及其余热源件的散热需求值的基础上，将高压风扇、高温冷却子系统和低温冷却子系统中相关器件的运行状态调整至满足节能功耗和散热需求范围，以对高效液冷系统进行能量流的管理和节能控制，从而在降低车辆功耗，提高车辆散热效率的同时，提升车辆的热管理水平，满足车辆节能环保要求。

7、在一些实施例中，所述高温冷却子系统包括：第一流量阀、第一电池和第一传感器，根据所述室外环境温度、所述第一冷却液温度、所述第二冷却液温度和所述热量耦合值中的至少一个控制所述高压风扇和高温冷却子系统执行节能动作，包括：所述室外环境温度高于第一预设温度阈值时，根据所述第一冷却液温度、所述第二冷却液温度和所述第一传感器的温度值控制所述第一电池的水泵流量、所述第一流量阀的开度及所述高压风扇的转速。

8、在一些实施例中，根据所述第一冷却液温度、所述第二冷却液温度和所述第一传感器的温度值控制所述第一电池的水泵流量、所述第一流量阀的开度及所述高压风扇的转速，包括：计算所述第一冷却液温度和所述第二冷却液温度的第一温度差值；根据所述第一温度差值及所述第一传感器的温度值控制所述第一电池的水泵流量、所述第一流量阀的开度及所述高压风扇的转速。

9、在一些实施例中，根据所述第一温度差值及所述第一传感器的温度值控制所述第一电池的水泵流量、所述第一流量阀的开度及所述高压风扇的转速之后，还包括：根据所述热量耦合值控制所述高压风扇的转速在预设转速范围。

10、在一些实施例中，所述高温冷却子系统包括：第一流量阀、第一电池和第一传感器，根据所述室外环境温度、所述第一冷却液温度、所述第二冷却液温度和所述热量耦合值中的至少一个控制所述高压风扇和高温冷却子系统执行节能动作，包括：所述室外环境温度高于第一预设温度阈值时，根据所述热量耦合值和所述第一传感器的温度值控制所述第一电池的水泵流量、所述第一流量阀的开度及所述高压风扇的转速。

11、在一些实施例中，所述高效液冷系统还包括：空调器系统，获取所述热量耦合值，包括：获取所述高温冷却子系统、所述低温冷却子系统及所述空调系统的热量需求值及散热需求值；根据所述热量需求值及所述散热需求值获取所述热量耦合值。

12、在一些实施例中，所述高温冷却子系统包括：第一流量阀、第一电池、第一传感器和第二电池，所述高效液冷系统还包括空调系统，根据所述室外环境温度、所述第一冷却液温度、所述第二冷却液温度和所述热量耦合值中的至少一个控制所述高压风扇和高温冷却子系统执行节能动作，包括：所述室外环境温度低于或等于所述第一预设温度阈值时，启动所述第一电池，并控制所述高温冷却子系统执行第一循环动作；在所述第一电池的内部温度达到第一目标温度时，根据所述第一冷却液温度、所述第二冷却液温度及所述第一传感器的温度值控制所述第一流量阀的开度，以加热所述第二电池；在所述第二电池达到第二目标温度且所述第一电池的温度达到第三目标温度时，获取所述第二电池的功率或所述室外环境温度；在所述功率小于预设功率阈值或所述室外环境温度低于第二预设温度阈值时，控制所述冷却液按照预设流向流动，并根据所述低温冷却子系统及所述空调系统的热量耦合值控制所述高压风扇以第一预设转速运行。

13、在一些实施例中，获取所述第二电池的功率或所述室外环境温度之后，还包括：在所述功率大于所述预设功率阈值或所述室外环境温度达到所述第二预设温度阈值且所述第二电池的温度值超过第四目标温度时，控制所述高温冷却子系统的冷却液进入所述冷却装置，并根据所述第一冷却液温度、所述第二冷却液温度、所述第一传感器的温度值和所述热量耦合值中的至少一个控制所述高压风扇的转速及所述第一电池的水泵流量。

14、在一些实施例中，根据所述第一冷却液温度、所述第二冷却液温度、所述第一传感器的温度值和所述热量耦合值中的至少一个控制所述高压风扇的转速及所述第一电池的水泵流量，包括：计算所述第一冷却温度和所述第二冷却液温度的第二温度差值；根据所述第二温度差值及所述第一传感器的温度值控制所述高压风扇的转速及所述第一电池的水泵流量。

15、在一些实施例中，根据所述第二温度差值及所述第一传感器的温度值控制所述高压风扇的转速及所述第一电池的水泵流量之后，还包括：根据所述热量耦合值控制所述高压风扇的转速在预设转速范围。

16、在一些实施例中，根据所述室外环境温度、所述第一冷却液温度、所述第二冷却液温度和所述热量耦合值中的至少一个控制所述高压风扇和高温冷却子系统执行节能动作，包括：所述室外环境温度低于或等于所述第一预设温度阈值时，根据所述热量耦合值和所述第一传感器的温度值控制所述高压风扇的转速及所述第一电池的水泵流量。

17、在一些实施例中，所述高温冷却子系统还包括：水箱和去离子罐，所述方法还包括：所述高压风扇和高温冷却子系统执行节能动作的过程中，控制所述冷却液流经所述水箱和所述去离子罐。

18、在一些实施例中，所述散热器组件包括第一散热器，所述高温冷却子系统还包括：电池换热器，控制所述冷却液按照预设流向流动，包括：控制所述冷却液流流经所述电池换热器且不经过所述第一散热器。

19、在一些实施例中，所述低温冷却子系统包括：第二流量阀，第三冷却液流经所述第二流量阀后，所述低温冷却子系统分为电机冷却循环系统和其余热源冷却系统，根据所述第三冷却液温度控制所述低温冷却子系统和所述高压风扇执行散热动作，包括：根据所述第三冷却液温度与冷却温度阈值确定所述电机冷却循环系统的第一散热需求和所述其余热源冷却系统的第二散热需求；根据所述第一散热需求和所述第二散热需求控制所述低温冷却子系统和所述高压风扇执行散热动作。

20、在一些实施例中，所述散热器组件包括第二散热器，所述低温冷却子系统还包括：第三流量阀和第一水泵，根据所述第一散热需求和所述第二散热需求控制所述低温冷却子系统和所述高压风扇执行散热动作，包括：根据所述第一散热需求控制所述第二流量阀的开度、所述第一水泵的功率及所述高压风扇的转速，以调整所述第二散热器的散热性能，直至所述散热性能满足所述第一散热需求；根据所述第二散热需求控制所述第三流量阀的开度、所述第一水泵的功率及所述高压风扇的转速，以调整所述第二散热器的散热性能，直至所述散热性能满足所述第二散热需求。

21、在一些实施例中，所述散热器组件包括第一散热器和第二散热器，其中，所述第一散热器包括：高温散热器；所述第二散热器包括：低温散热器。

22、为了达到上述目的，本发明的第二方面的实施例提出了一种高效液冷系统的能量管理装置，所述装置包括：获取模块，用于获取室外环境温度、流经高温冷却子系统和散热器组件前的第一冷却液温度和流经所述高温冷却子系统、所述散热器组件后的第二冷却液温度及所述高效液冷系统的热量耦合值中的至少一个及流经低温冷却子系统的第三冷却液温度；控制模块，用于根据所述室外环境温度、所述第一冷却液温度、所述第二冷却液温度和所述热量耦合值中的至少一个控制所述高压风扇和高温冷却子系统执行节能动作，同时，根据所述第三冷却液温度控制所述低温冷却子系统和所述高压风扇执行散热动作。

23、根据本发明实施例的高效液冷系统的能量管理装置，通过获取高效液冷系统不同位置的冷却液温度和热量耦合值，即室外环境温度、流经高温冷却子系统和散热器组件前的第一冷却液温度和流经高温冷却子系统和散热器组件后的第二冷却液温度及流经低温冷却子系统的第三冷却液温度，以及高效液冷系统的热量耦合值中的至少一个，通过对流经上述系统的冷却液温度及热量耦合值进行检测，并根据冷却液温度和热量耦合值中的至少一个对应控制高压风扇和高温冷却子系统执行节能动作，控制低温冷却子系统和高压风扇执行散热动作，在满足大功率氢燃料电池及其余热源件的散热需求值的基础上，将高压风扇、高温冷却子系统和低温冷却子系统中相关器件的运行状态调整至满足节能功耗和散热需求范围，以对高效液冷系统进行能量流的管理和节能控制，从而在降低车辆功耗，提高车辆散热效率的同时，提升车辆的热管理水平，满足车辆节能环保要求。

24、为了达到上述目的，本发明的第三方面的实施例提出了一种车辆，所述车辆包括：如上述实施例所述的高效液冷系统的能量管理装置。

25、根据本发明实施例的车辆，通过获取高效液冷系统不同位置的冷却液温度和热量耦合值，即室外环境温度、流经高温冷却子系统和散热器组件前的第一冷却液温度和流经高温冷却子系统和散热器组件后的第二冷却液温度及流经低温冷却子系统的第三冷却液温度，以及高效液冷系统的热量耦合值中的至少一个，通过对流经上述系统的冷却液温度及热量耦合值进行检测，并根据冷却液温度和热量耦合值中的至少一个对应控制高压风扇和高温冷却子系统执行节能动作，控制低温冷却子系统和高压风扇执行散热动作，在满足大功率氢燃料电池及其余热源件的散热需求值的基础上，将高压风扇、高温冷却子系统和低温冷却子系统中相关器件的运行状态调整至满足节能功耗和散热需求范围，以对高效液冷系统进行能量流的管理和节能控制，从而在降低车辆功耗，提高车辆散热效率的同时，提升车辆的热管理水平，满足车辆节能环保要求。

26、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。