CN102529690B - 一种温度控制***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温度控制***及方法。该温度控制***包括：通过CAN网络依次与电池管理器、电机控制器、车载充电机，直流转换器相连的，控制冷却***、加热***、第一控制回路以及第二控制回路的温度控制器；该冷却***包括：蒸发器、空调压缩机、冷凝器、冷却风扇、膨胀阀；该加热***包括：电动水泵、加热器、暖通芯体；该第一控制回路包括：鼓风机、该蒸发器、所述暖通芯体、动力电池；该第二控制回路包括：散热器、电动水泵、直流转换器、车载充电机、电机控制器以及驱动电机。通过利用本发明所提供的方案，可以保证电动汽车中各个动力部件工作在工作温度范围内。

Description

一种温度控制***及方法

技术领域

本发明涉及电动汽车温控技术领域，特别是涉及一种温度控制***及方法。

背景技术

随着全球石油资源的日益枯竭以及对排放要求的日益提高，相比常规汽车更加经济环保的电动汽车成了各大汽车厂商的设计重点。凭借低耗能、零污染的特性，纯电动汽车成为众多汽车厂商的首要选择。

在电动汽车的发展过程中，如何对电动汽车的动力***进行适当的冷却或加热的温度调节，以使得电动汽车的动力***工作在最佳的温度范围内，对整个电动汽车的工作效率以及寿命而言都是至关重要的。例如：对于电动汽车的动力电池而言，当其所处的温度过高或过低时，其放电量、寿命等都会受到不良影响。

因此，如何有效控制电动汽车动力***的温度是一个值得关注的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种温度控制***及方法，以实现有效控制电动汽车的动力***的温度，技术方案如下：

一种温度控制***，适用于电动汽车，所述电动汽车包括：电池管理器、电机控制器、车载充电机，直流转换器，该温度控制***包括：

通过CAN网络依次与所述电池管理器、电机控制器、车载充电机，直流转换器相连的，控制冷却***、加热***、第一控制回路以及第二控制回路的温度控制器；

所述冷却***包括：蒸发器、空调压缩机、冷凝器、冷却风扇、膨胀阀；其中，流经所述蒸发器中的制冷剂汽化吸收热量后，经过所述空调压缩机形成高温高压气体，所述高温高压气体经过所述冷凝器时受到冷却风扇带来的冷空气的冷却处理形成低温高压气体，所述低温高压气体经过所述膨胀阀形成低温低压液体，并流入所述蒸发器汽化吸收热量；

所述加热***包括：电动水泵、加热器、暖通芯体；其中，所述电动水泵驱动冷却水流动，所述冷却水通过加热器进行热量交换被加热后，流经暖通芯体释放热量；

所述第一控制回路包括：鼓风机、所述蒸发器、所述暖通芯体、动力电池；其中，所述鼓风机吸入外界空气，所述外界空气依次流经所述蒸发器、所述暖通芯体后进入所述动力电池内部的冷却/加热通道；

所述第二控制回路包括：散热器、电动水泵、直流转换器、车载充电机、电机控制器以及驱动电机；其中，所述散热器出水口输出的制冷剂由所述电动水泵驱动，依次流经所述直流转换器、车载充电机、电机控制器以及驱动电机的冷却通路后，流入所述散热器的入水口。

相应的，本发明实施例还提供一种温度控制方法，适用于电动汽车，所述方法包括：

接收所述电动汽车中各个部件对应的当前温度值；所述各个部件包括：动力电池、驱动电机、电机控制器、直流转换器、车载充电机；

当检测得到所述动力电池的当前温度高于第一工作温度范围中高阈值时，控制冷却***以及第一控制回路对所述动力电池进行冷却处理；

当检测得到所述动力电池的当前温度低于所述第一工作温度范围中低阈值时，控制加热***以及第一控制回路对所述动力电池进行加热处理；

当检测得到所述驱动电机、电机控制器、直流转换器或车载充电机的当前温度高于第二工作温度范围中高阈值时，控制所述第二控制回路对所述驱动电机、电机控制器、直流转换器、车载充电机进行冷却处理。

本发明实施例所提供的技术方案中，通过CAN网络依次与电动汽车的电池管理器、电机控制器、车载充电机，直流转换器相连的，控制冷却***、加热***、第一控制回路以及第二控制回路的温度控制器检测电动汽车中各个动力部件，并在检测到一动力部件的当前温度不在工作温度范围内时，通过控制冷却***、加热***、第一控制回路或第二控制回路的相互配合实现对所述动力部件的温度调控，以此保证电动汽车中各个动力部件工作在工作温度范围内。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种温度控制***的网络连接图；

图2为本发明实施例所提供的一种温度控制***的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种温度控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了对电动汽车中动力***的各个动力部件进行有效的温度调控，本发明实施例提供一种温度控制***及方法。

下面首先对本发明实施例所提供的一种温度控制***进行介绍。

如图1和图2所示，一种温度控制***，适用于电动汽车，所述电动汽车包括：电池管理器11、电机控制器12、车载充电机13，直流转换器14；该温度控制***包括：

通过CAN网络依次与电池管理器11、电机控制器12、车载充电机13，直流转换器14相连的，控制冷却***、加热***、第一控制回路以及第二控制回路的温度控制器15；

冷却***可以包括：蒸发器201、空调压缩机202、冷凝器203、冷却风扇204、膨胀阀205；该冷却***的工作原理为：流经蒸发器201中的制冷剂汽化吸收热量后，经过空调压缩机202形成高温高压气体，该高温高压气体经过冷凝器203时受到冷却风扇204带来的冷空气的冷却处理形成低温高压气体，该低温高压气体经过膨胀阀205形成低温低压液体，并流入蒸发器201汽化吸收热量，完成一次循环；

加热***可以包括：电动水泵206、加热器207、暖通芯体208；该加热***的工作原理为：电动水泵206驱动冷却水流动，该冷却水通过加热器207进行热量交换被加热后，流经暖通芯体208释放热量，完成一次循环；

第一控制回路可以包括：鼓风机209、蒸发器201、暖通芯体208、动力电池210；其中，利用第一控制回路冷却动力电池210的工作原理为：鼓风机209吸入外界空气，该外界空气在流经蒸发器201时与冷却***进行热交换后成为冷空气，并经由暖通芯体208进入动力电池210内部的冷却/加热通道，以此实现对动力电池210的冷却处理；利用第一控制回路加热动力电池210的工作原理为：鼓风机209吸入外界空气，该外界空气依次流经蒸发器201、暖通芯体208，在经过暖通芯体208时与加热***进行热交换后成为热空气，并进入动力电池210内部的冷却/加热通道，以此实现对动力电池210的加热处理；

第二控制回路可以包括：散热器211、电动水泵206、直流转换器14、车载充电机13、电机控制器12以及驱动电机212；其中，第二控制回路对直流转换器14、车载充电机13、电机控制器12以及驱动电机212进行冷却处理的工作原理为：散热器211出水口输出的制冷剂由电动水泵206驱动，依次流经直流转换器14、车载充电机13、电机控制器12以及驱动电机212的冷却通路后，流入散热器211的入水口，完成一次循环。

本发明实施例所提供的温度控制***中，通过CAN网络依次与电动汽车的电池管理器、电机控制器、车载充电机，直流转换器相连的，控制冷却***、加热***、第一控制回路以及第二控制回路的温度控制器检测电动汽车中各个动力部件的当前温度，并在检测到一动力部件的当前温度不在工作温度范围内时，通过控制冷却***、加热***、第一控制回路或第二控制回路的相互配合实现对所述动力部件的温度调控，以此保证电动汽车中各个动力部件工作在工作温度范围内。

可以理解的是，加热器207可以为电阻加热丝，当然并不局限于电阻加热丝。

更进一步的，如图2所示，本实施例所提供的温度控制***还可以包括：

第一三通阀213、第二三通阀214、第三三通阀215、第四三通阀216、第一电磁阀217、第二电磁阀218、第一温度传感器219、第二温度传感器220；

第一三通阀213分别与散热器211、第一温度传感器219、第二电磁阀218相连；

第二三通阀214分别与第二电磁阀218、第四三通阀216、加热器207相连；

第三三通阀215分别与车载充电机13、电机控制器12、第一电磁阀217相连；

第四三通阀216分别与电动水泵206、第一电磁阀217、第二三通阀214相连；

第一温度传感器219与第一三通阀213、驱动电机212相连；

第二温度传感器220与暖通芯体208、加热器207相连。

通过第一三通阀213、第二三通阀214、第三三通阀215、第四三通阀216、第一电磁阀217、第二电磁阀218、第一温度传感器219、第二温度传感器220的相互配合可以实现第二控制回路与加热***对应加热回路之间液体的流通。具体的交互过程可以为：

在加热***工作且第二控制回路工作时，如果第二温度传感器220所采集的加热***对应加热回路的当前温度低于第一温度传感器219所采集的第二控制回路的当前温度时，则开启第一电磁阀217和第二电磁阀218，使得第二控制回路的制冷剂从驱动电机212出水口流出后，流经第一三通阀213和第二三通阀214，进入加热***对应的加热回路；加热回路的制冷剂流经第四三通阀216和第三三通阀215，流回第二控制回路中，以此实现降低第二控制回路的制冷剂的温度，同时，提高加热***对应加热回路中的液体的当前温度。

相应于上述温度控制***，本发明实施例还提供一种温度控制方法。该方法适用于具有本发明所提供的温度控制***的电动汽车。其中，假设动力电池对应的第一工作温度范围为[t1，t2]，而驱动电机、电机控制器、直流转换器或车载充电机对应的第二工作温度范围为[t3，t4]。也就是，动力电池对应的第一工作温度范围的高阈值为t2，低阈值为t1；而驱动电机、电机控制器、直流转换器或车载充电机对应的第二工作温度范围的高阈值为t4，低阈值为t3。

如图1、图2、图3所示，一种温度控制方法，可以包括：

S101，温度控制器通过CAN网络接收该电动汽车中各个部件对应的当前温度值；

在对该电动汽车进行温度控制时，需要首先进行温度控制器的低压上电以及初始化。在进行温度控制的过程中，该温度控制器通过CAN网络接收各个部件的当前温度值，其中，各个部件可以包括：动力电池、驱动电机、电机控制器、直流转换器、车载充电机。

其中，各个部件对应的控制器都与相应的温度传感器相连，在各个部件对应的控制器接收到相应温度传感器所采集的当前温度值后，将通过CAN网络发送至该温度控制器。可以理解的是，温度控制器通过CAN网络接收该电动汽车中各个部件对应的当前温度值可以实时进行，也可以定时进行。

S102，获取该电动汽车中动力电池的当前温度值ta；

S103，判断所接收到的动力电池的当前温度值ta是否在第一工作温度范围[t1，t2]内，当ta＞t2时，执行步骤S104；当ta＜t1时，执行步骤S105；否则，不作处理；

S104，控制冷却***以及第一控制回路对该动力电池进行冷却处理；

其中，如图2所示，所述冷却***的工作过程为：

流经蒸发器201中的制冷剂汽化吸收热量后，经过空调压缩机202形成高温高压气体，所述高温高压气体经过冷凝器203时受到冷却风扇204带来的冷空气的冷却处理形成低温高压气体，所述低温高压气体经过膨胀阀205形成低温低压液体，并流入蒸发器201汽化吸收热量。

当动力电池的温度ta高于t2时，为了保证电池的正常工作以及使用寿命，此时，需要对该动力电池进行冷却处理。因此，温度控制器将控制冷却***以及第一控制回路对该动力电池进行冷却处理：

外界空气被鼓风机209通过进风口吸入到第一控制回路中，当流经蒸发器201时与冷却***进行热交换，被制冷，然后进入动力电池210内部的冷却/加热通道，对动力电池210进行冷却，完成一次循环。

S105，控制加热***以及第一控制回路对该动力电池进行加热处理；

其中，如图2所示，所述加热***的工作过程为：电动水泵206驱动冷却水流动，所述冷却水通过加热器207加热后，流经暖通芯体208释放热量。

当动力电池的温度ta低于t1时，为了保证电池的正常工作以及使用寿命，此时，需要对该动力电池进行加热处理。因此，温度控制器将控制加热***以及第一控制回路对该动力电池进行加热处理：

外界空气被鼓风机209通过进风口吸入到第一控制回路，流经暖通芯体208时与加热***进行热交换，被加热，然后进入动力电池210内部的冷却/加热通道，对动力电池210进行加热，完成一次循环。

S106，获取驱动电机、电机控制器、直流转换器或车载充电机的当前温度值tb；

S107，判断所接收到的驱动电机、电机控制器、直流转换器或车载充电机的当前温度值tb是否在第二工作温度范围[t3，t4]，如果tb＞t4，则执行步骤S108；否则不作处理；

当所述驱动电机、电机控制器、直流转换器或车载充电机的当前温度tb＞t4时，为了保证驱动电机、电机控制器、直流转换器及车载充电机正常工作，则需进行相应的冷却处理；而当tb＜t4时，表明各个部件处于工作温度范围内，不需要进行冷却处理。可以理解的是，当tb＜t3时，各个部件也可以正常工作，无需进行任何处理。

S108，控制第二控制回路对所述驱动电机、电机控制器、直流转换器、车载充电机进行冷却处理。

其中，如图2所示，第二控制回路的工作过程为：

散热器211出水口输出的制冷剂由电动水泵206驱动，依次流经所述直流转换器14、车载充电机13、电机控制器12以及驱动电机212的冷却通路后，流入散热器211的入水口，完成一次循环。

可以理解的是，步骤S102与步骤S106的执行顺序并不局限于本实施例所述的顺序，在实际应用中，步骤S102与步骤S106可以同时执行，以实现对动力电池、驱动电机、电机控制器、直流转换器或车载充电机同时进行温控处理。

本实施例中，温度控制器检测电动汽车中各个动力部件，并在检测到一动力部件的当前温度不在工作温度范围内时，通过控制冷却***、加热***、第一控制回路或第二控制回路的相互配合实现对所述动力部件的温度调控，以此保证电动汽车中各个动力部件工作在工作温度范围内。

需要说明的是，在控制所述加热***以及第一控制回路对所述动力电池进行加热处理的过程中，当所述第二控制回路工作时，如图2所示，本发明所提供的温度控制方法还可以包括：判断所述加热***中对应加热回路的当前温度是否小于该第二控制回路中的当前冷却温度；如果是，则开启第一电磁阀217和第二电磁阀218，以使得第二控制回路中的制冷剂从驱动电机212出水口流出后，流经第一三通阀213和第二三通阀214后进入加热***对应的加热回路，并且进入所述加热回路的制冷剂流经第四三通阀216和第三三通阀215后流回所述第二控制回路；否则，使第一电磁阀217和第二电磁阀218处于关闭状态。通过上述交互方式，可以实现降低第二控制回路的制冷剂的温度，同时，提高加热***对应加热回路中的液体的当前温度。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种温度控制***，适用于电动汽车，所述电动汽车包括：电池管理器、电机控制器、车载充电机，直流转换器，其特征在于，该温度控制***包括：

通过CAN网络依次与所述电池管理器、电机控制器、车载充电机，直流转换器相连的，控制冷却***、加热***、第一控制回路以及第二控制回路的温度控制器；

所述冷却***包括：蒸发器、空调压缩机、冷凝器、冷却风扇、膨胀阀；其中，流经所述蒸发器中的制冷剂汽化吸收热量后，经过所述空调压缩机形成高温高压气体，所述高温高压气体经过所述冷凝器时受到冷却风扇带来的冷空气的冷却处理形成低温高压气体，所述低温高压气体经过所述膨胀阀形成低温低压液体，并流入所述蒸发器汽化吸收热量；

所述加热***包括：电动水泵、加热器、暖通芯体；其中，所述电动水泵驱动冷却水流动，所述冷却水通过加热器进行热量交换被加热后，流经暖通芯体释放热量；

所述第一控制回路包括：鼓风机、所述蒸发器、所述暖通芯体、动力电池；其中，所述鼓风机吸入外界空气，所述外界空气依次流经所述蒸发器、所述暖通芯体后进入所述动力电池内部的冷却/加热通道；

所述第二控制回路包括：散热器、电动水泵、直流转换器、车载充电机、电机控制器以及驱动电机；其中，所述散热器出水口输出的制冷剂由所述电动水泵驱动，依次流经所述直流转换器、车载充电机、电机控制器以及驱动电机的冷却通路后，流入所述散热器的入水口；

还包括：第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第一温度传感器、第二温度传感器；

所述第一三通阀分别与所述散热器、第一温度传感器、第二电磁阀相连；

所述第二三通阀分别与所述第二电磁阀、第四三通阀、加热器相连；

所述第三三通阀分别与所述车载充电机、电机控制器、第一电磁阀相连；

所述第四三通阀分别与所述电动水泵、第一电磁阀、第二三通阀相连；

所述第一温度传感器与所述第一三通阀、驱动电机相连；

所述第二温度传感器与所述暖通芯体、加热器相连。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述加热器为电阻加热丝。

3.一种温度控制方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的温度控制***中，所述方法包括：

接收所述电动汽车中各个部件对应的当前温度值；所述各个部件包括：动力电池、驱动电机、电机控制器、直流转换器、车载充电机；

当检测得到所述动力电池的当前温度高于第一工作温度范围中高阈值时，控制冷却***以及第一控制回路对所述动力电池进行冷却处理；

当检测得到所述动力电池的当前温度低于所述第一工作温度范围中低阈值时，控制加热***以及第一控制回路对所述动力电池进行加热处理；

当检测得到所述驱动电机、电机控制器、直流转换器或车载充电机的当前温度高于第二工作温度范围中高阈值时，控制所述第二控制回路对所述驱动电机、电机控制器、直流转换器、车载充电机进行冷却处理；

在控制所述加热***以及第一控制回路对所述动力电池进行加热处理的过程中，当所述第二控制回路工作时，判断所述加热***对应加热回路的当前温度是否小于所述第二控制回路中的当前温度；如果是，则开启第一电磁阀和第二电磁阀，以使得第二控制回路中的制冷剂从驱动电机出水口流出后，流经第一三通阀和第二三通阀后进入加热***对应的加热回路，并且进入所述加热回路的制冷剂流经第四三通阀和第三三通阀后流回所述第二控制回路；否则，使第一电磁阀和第二电磁阀处于关闭状态。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述冷却***的工作过程为：

所述蒸发器中的制冷剂汽化吸收热量后，经过所述空调压缩机形成高温高压气体，所述高温高压气体经过所述冷凝器时受到冷却风扇带来的冷空气的冷却处理形成低温高压气体，所述低温高压气体经过所述膨胀阀形成低温低压液体，并流入所述蒸发器。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一控制回路对所述动力电池冷却处理的过程为：

蒸发器与由鼓风机吸入的外界空气进行热交换，使得所述外界空气成为冷空气，进而进入所述动力电池内部的冷却/加热风道，以实现对所述动力电池的冷却处理。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述加热***的工作过程为：所述电动水泵驱动冷却水流动，所述冷却水通过加热器加热后，流经暖通芯体释放热量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一控制回路对所述动力电池加热处理的过程为：

暖通芯体与由鼓风机吸入的外界空气进行热交换，使得所述外界空气成为热空气，进而进入所述动力电池内部的冷却/加热风道，以实现对所述动力电池的加热处理。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二控制回路的工作过程为：

散热器出水口输出的制冷剂由电动水泵驱动，依次流经所述直流转换器、车载充电机、电机控制器以及驱动电机的冷却通路后，流入所述散热器的入水口。