CN111354998A - 车辆及其温度控制装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提出了一种车辆及其温度控制装置,温度控制装置包括电机控制电路和换热介质循环回路;电机控制电路包括开关模块、三相逆变器、三相交流电机以及控制模块,换热介质循环回路包括与控制模块电连接的第一阀门,三相逆变器和三相交流电机中的至少一个与第一阀门通过换热介质管线构成电驱冷却回路,第一阀门和待加热部件通过换热介质管线构成冷却回路;本申请技术方案对整车管理***的改动较小,仅需增加第一阀门实现电驱冷却回路和冷却回路的串联,利用电机产热取代加热器,可有效降低待加热部件加热方案成本,提高零部件利用效率。

Description

车辆及其温度控制装置
技术领域
本申请涉及车辆技术领域,尤其涉及一种车辆及其温度控制装置。
背景技术
近几年新能源汽车蓬勃发展,基于锂离子的动力电池得到大量应用,由于电池的固有特性,在低温时动力电池的充放电能力会大幅降低,这将影响车辆在寒冷地区的使用。
为解决这一问题,现有技术中一种技术方案是通过电池管理***获取和发送动力电池单元的温度,如果低于预设温度阈值,则整车控制器通过CAN通讯命令发动机控制器控制发动机在某一转速下匀速转动,且发动机带动发电机转动,通过发电机向动力电池单元快速充电及放电,达到预热电池包的目的,该技术方案中由于能量传递路径上多了一个发动机,且发动机热效率很低,导致整个电池加热效率低下。
现有技术中另一种技术方案是当环境温度低,需要给待加热部件加热时,需要用到一个PTC加热器,导致增加成本,且PTC加热器如果损坏后,导致二次成本增加。
综上所述,现有技术中存在在低温状态下对待加热部件进行加热时采用发动机进行加热导致电池加热效率低下以及采用PTC加热器进行加热导致成本增加的问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种车辆及其温度控制装置,以解决现有技术中存在在低温状态下对待加热部件进行加热时采用发动机进行加热导致电池加热效率低下以及采用PTC加热器进行加热导致成本增加的问题。
本申请是这样实现的,本申请第一方面提供一种温度控制装置,所述温度控制装置包括电机控制电路和换热介质循环回路;
所述电机控制电路包括开关模块、三相逆变器、三相交流电机以及控制模块,所述电机控制电路通过所述开关模块连接至供电模块,所述三相交流电机的三相线圈连接所述三相逆变器的三相桥臂,所述三相交流电机的三相线圈共接点连接所述开关模块,所述控制模块连接所述供电模块、所述开关模块、所述三相逆变器以及所述三相交流电机;
所述换热介质循环回路包括与所述控制模块电连接的第一阀门,所述三相逆变器和所述三相交流电机中的至少一个与所述第一阀门通过换热介质管线构成电驱冷却回路,所述第一阀门和待加热部件通过换热介质管线构成冷却回路;
所述控制模块获取所述待加热部件需要加热时,控制所述开关模块导通以及控制所述第一阀门使所述电驱冷却回路和所述冷却回路导通,并通过控制所述三相逆变器使所述供电模块对所述储能模块和所述三相线圈的充电过程以及所述储能模块和所述三相线圈的放电过程交替进行,以使所述三相逆变器以及所述三相交流电机对通过所述电驱冷却回路流经所述三相逆变器以及所述三相交流电机中至少一个的换热介质进行加热。
本申请第二方面提供一种车辆,所述车辆还包括第一方面所述的温度控制装置。
本申请提出了一种车辆及其温度控制装置,温度控制装置包括电机控制电路和换热介质循环回路;电机控制电路包括开关模块、三相逆变器、三相交流电机以及控制模块,换热介质循环回路包括与控制模块电连接的第一阀门,三相逆变器和三相交流电机中的至少一个与第一阀门通过换热介质管线构成电驱冷却回路,第一阀门和待加热部件通过换热介质管线构成冷却回路;本申请技术方案对整车管理***的改动较小,仅需增加第一阀门实现电驱冷却回路和冷却回路的串联,利用电机产热取代加热器,可有效降低待加热部件加热方案成本,提高零部件利用效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,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地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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是本申请实施例一提供的一种车辆的温度控制装置的结构示意图;
图2是本申请实施例一提供的一种车辆的温度控制装置的另一结构示意图;
图3是本申请实施例一提供的一种车辆的温度控制装置的另一结构示意图;
图4是本申请实施例一提供的一种车辆的温度控制装置的结构图;
图5是本申请实施例二提供的一种车辆的温度控制装置的结构示意图;
图6是本申请实施例二提供的一种车辆的温度控制装置的结构图;
图7是本申请实施例三提供的一种车辆的温度控制装置的结构示意图;
图8是本申请实施例三提供的一种车辆的温度控制装置的结构图;
图9是本申请实施例四提供的一种车辆的温度控制装置的结构示意图;
图10是本申请实施例四提供的一种车辆的温度控制装置的结构图;
图11是本申请实施例五提供的一种车辆的温度控制装置的结构示意图;
图12是本申请实施例五提供的一种车辆的温度控制装置的另一结构示意图;
图13是本申请实施例五提供的一种车辆的温度控制装置的另一结构示意图;
图14是本申请实施例五提供的一种车辆的温度控制装置的另一结构示意图;
图15是本申请实施例五提供的一种车辆的温度控制装置的另一结构示意图;
图16是本申请实施例五提供的一种车辆的温度控制装置的另一结构示意图;
图17是本申请实施例五提供的一种车辆的温度控制装置的电路图;
图18是本申请实施例五提供的一种车辆的温度控制装置的电流路径图;
图19是本申请实施例五提供的一种车辆的温度控制装置的另一电流路径图;
图20是本申请实施例五提供的一种车辆的温度控制装置的另一电流路径图;
图21是本申请实施例五提供的一种车辆的温度控制装置的另一电路图;
图22是本申请实施例五提供的一种车辆的温度控制装置的另一电路图;
图23是本申请实施例六提供的一种车辆的结构示意图;
图24是本申请实施例六提供的一种车辆中的三相交流电机的内部结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
为了说明本申请的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
本申请实施例一提供一种车辆的温度控制装置,如图1所示,温度控制装置包括电机控制电路和换热介质循环回路;电机控制电路包括三相逆变器102、三相交流电机101、开关模块130以及控制模块106,电机控制电路通过开关模块130连接至供电模块104,三相交流电机101的三相线圈连接三相逆变器102的三相桥臂,三相交流电机102的三相线圈共接点连接开关模块130,控制模块106连接开关模块130、三相逆变器102、三相交流电机102以及供电模块104;
换热介质循环回路还包括与控制模块106电连接的第一阀门121,三相逆变器102和三相交流电机102中的至少一个与第一阀门101通过换热介质管线构成电驱冷却回路,第一阀门121和待加热部件通过换热介质管线构成冷却回路;
控制模块获取待加热部件需要加热时,控制开关模块130导通以及控制第一阀门121使电驱冷却回路和冷却回路导通,并通过控制三相逆变器102使供电模块104对三相线圈的充电过程以及三相线圈的放电过程交替进行,以使三相逆变器102以及三相交流电机101对通过电驱冷却回路流经三相逆变器以及三相交流电机中至少一个的换热介质进行加热,进而该被加热的换热介质再通过电池冷却回路流经待加热部件时,使待加热部件的温度升高。
其中,在图1中,粗实线表示换热介质管线,细实线表示控制信号线或者电力线;电驱冷却回路和冷却回路中的换热介质可以通过驱动模块带动回路循环,例如,通过控制水泵输出冷却液,并带动电驱冷却回路和冷却回路中的冷却液循环;第一阀门为具有多通路的阀门,例如,电子四通阀,可以根据控制信号将电驱冷却回路和冷却回路连通在一起;供电模块可以是外部供电模块,例如充电桩等充电设备,也可以是车载供电模块,例如,供电模块可以是发动机发电或者动力电池等;三相逆变器102包括六个功率开关单元,功率开关单元可以是晶体管、IGBT、MOS管等器件类型,两个功率开关单元构成一相桥臂,共形成三相桥臂,每相桥臂中两个功率开关单元的连接点连接三相交流电机101中的一相线圈。
如图2所示,待加热部件可以为动力电池104,第一阀门101和动力电池104通过换热介质管线构成电池冷却回路,其中,控制模块获取待加热部件需要加热是指动力电池的温度较低或者控制器在车辆启动前对动力电池进行提前预热,例如,电动车辆在低温充电状态下,控制模块106判断动力电池104的温度较低需要加热时,即获取动力电池104的温度低于第一预设温度时,判断电驱冷却回路中的冷却液的温度是否大于动力电池104的温度,如果冷却液的温度大于动力电池104的温度,说明可以使用冷却液提升动力电池104的温度,即可以使用三相交流电机101余热下的冷却液对动力电池104进行加热,此时控制第一阀门121导通,将电驱冷却回路和电池冷却回路串联在一起,在电驱冷却回路内受热升温的冷却液通过第一阀门121进入电池冷却回路,将热量传递给电池达到加热动力电池104的目的,如果冷却液的温度不大于动力电池104的温度,此时,控制三相逆变器102和三相交流电机101加热电池冷却回路中的冷却液,使冷却液的温度升高并将电驱冷却回路和电池冷却回路串联在一起,在电驱冷却回路内受热升温的冷却液通过第一阀门121进入电池冷却回路,将热量传递给动力电池104达到加热动力电池104的目的。
本申请实施例对整车原热管理方案的改动较小,仅需增加第一阀门实现电驱冷却回路和电池冷却回路的串联,利用电机产热取代电池加热器,该技术方案可有效降低待加热部件加热方案成本,提高零部件利用效率。
进一步的,控制模块106控制第一阀门121导通使电驱冷却回路中的冷却液流进电池冷却回路后,获取动力电池104的温度达到第二预设温度时,控制三相逆变器102和三相交流电机101停止加热,其中,第二预设温度大于第一预设温度。
其中,当控制模块106判断动力电池104温度上升至一定温度时,控制模块106发送停止加热命令给三相逆变器102,此时电机加热结束,电机加热结束时,保持第一阀门121状态不变,继续将电驱冷却回路中的冷却液导入电池冷却回路,以继续对动力电池进行加热。
更进一步的,控制模块106获取到动力电池104的温度达到第三预设温度时,控制第一阀门121关断,其中,第三预设温度大于第二预设温度。
其中,通过冷却液对动力电池104进行加热的过程中,当控制模块106判断动力电池104的温度与冷却液的温度一致时,控制第一阀门121切换为原来的状态,完成对动力电池104的加热。
另一种实施方式中,如图3所示,换热介质循环回路还包括分别与第二阀门122、第三阀门123以及第一散热器124,第二阀门122和第三阀门123均电连接控制模块106,第二阀门122和第三阀门123位于电枢冷却回路中,第二阀门122、第三阀门123以及第一散热器124构成冷却散热回路;控制模块106获取动力电池104的温度高于第四预设温度时,控制第一阀门121、第二阀门122和第三阀门123使电驱冷却回路、电池冷却回路以及冷却散热回路导通,以使第一散热器124对流经冷却散热回路中的换热介质进行降温,进而该被降温的换热介质再流经动力电池时,使动力电池的温度降低,其中,第四预设温度大于第一预设温度。
其中,第二阀门122和第三阀门123可以为三通阀,第一散热器可以为电子风扇,当动力电池104的温度过高时,控制第一阀门121导通使电池冷却回路中的冷却液流进电驱冷却回路中,第二阀门122和第三阀门123导通时,电池冷却回路中的换热介质通过电驱冷却回路流入冷却散热回路,通过设置与冷却散热回路中的电子风扇对换热介质进行散热,进而使电子风扇的散热作用实现对动力电池104的散热。
本申请实施例中,控制模块在获取到动力电池温度较低时,控制三相逆变器根据动力电池的加热需求产生不同状态的三相电流,控制三相交流电机的发热功率以实现控制动力电池加热速率的目的,三相交流电机可在充电、驻车等工况下以电机绕组生热的模式工作,三相交流电机生热所需的能量可来自动力电池包或外部电源模块,该技术方案可灵活调整能量来源以及加热功率,实现不同的动力电池加热效果。同时,该技术方案可实时监测三相逆变器、三相交流电机、动力电池和换热介质的温度,基于零部件温度或换热介质的温度实时调整加热功率,保证相交流电机的加热功能安全、高效以及可靠。
下面通过具体的结构对本申请实施例一进行具体说明,图4是本申请实施例一提供的一种温度控制装置的***结构图,其中,第一阀门121为电子四通阀4,三相逆变器102为电机控制器11,第三阀门123为电子三通阀2,第二阀门123为三通管3,第一散热器124为板式散热器5,三相交流电机101为电机1,因此,电子四通阀4的第4口、水泵10、电机控制器11、DC-DC及OBC12、三相交流电机101、电子三通阀2、三通管3以及电子四通阀4的第3口依次连接构成电驱冷却回路,三通管3、电机散热器13以及电子三通阀2构成冷却散热回路,高压***冷却液壶7通过管路加注到电机散热器13,电子四通阀4的第1口、电池热管理水泵9、动力电池104、三通管6、板式换热器5以及电子四通阀4的第2口构成电池冷却回路,三通管6还连接电池冷却液壶24。板式换热器5、三通管21、电动压缩机15、空调冷凝器16、三通管17、电磁阀18、热力膨胀阀19、空调蒸发器20以及三通管21形成乘员舱空调回路;三通管21、电动压缩机15、空调冷凝器16、三通管17、电子膨胀阀22、板式换热器5以及三通管21形成空调换热回路。本结构可以实现以下几种模式:控制电机主动产热加热电池模式、电机余热利用模式、低温电池散热模式以及乘员舱采暖模式,下面对上述几种模式进行具体说明:
控制电机主动产热加热电池模式:车辆在低温充电状态下,控制模块106判断电池温度较低需要加热时,管理器发出加热请求及命令,电机开始加热。控制模块106判断电池温度、电控水温、电机各部件等温度,作为电子四通阀4的动作条件,在满足对动力电池104的加热条件下,电子四通阀4收到控制模块106发出的控制信号产生动作,电子三通阀2动作短路电驱散热器,避免电机产生的热量散失。同时电子四通阀4动作将电驱冷却回路和电池冷却回路串联在一起,在电驱冷却回路内受热升温的冷却液通过阀体进入电池冷却回路,将热量传递给电池达到加热电池的目的。当控制模块106判断动力电池104温度上升至一定温度,控制模块106发送停止加热命令给电机控制器,此时电机加热结束。电机加热结束时,电子四通阀4状态不变,继续将电驱冷却回路中的冷却液导入电池冷却回路。当控制模块13判断动力电池最高温度与电控水温一致时,控制模块13发送电子四通阀4动作命令,电子四通阀4切换回原状态。进入电机加热模式下,加热***回路:冷却液依次经过动力电池104、电池热管理水泵9、电子四通阀4(第1口和第4口)、水泵10、电机控制器11、DC-DC及OBC12、电机1、电子三通阀2、三通管3、电子四通阀4(第3口和第2口)、板式换热器5、三通管6回到动力电池104,同时电池冷却液壶24加注冷却液参与循环。
电机余热利用模式:车辆在低温行车状态或静止状态时,控制模块106判断动力电池104温度较低需要加热时,发出加热请求及命令,控制模块106判断电池温度、电控水温、电机各部件等温度,作为电子四通阀4的动作条件,在满足对电池的加热条件下,电子四通阀收到控制器信号产生动作,电子四通阀4动作将电驱冷却回路和电池冷却回路串联在一起,在电机冷却流道内受热升温的冷却液通过电子四通阀4进入电池冷却回路,将热量传递给电池达到加热电池的目的。进入电机余热利用模式下,加热***回路:冷却液依次经过动力电池104、电池热管理水泵9、电子四通阀4(第1口和第4口)、水泵10、电机控制器11、DC-DC及OBC12、电机1、电子三通阀2、三通管3、电子四通阀4(第3口和第2口)、板式换热器5、三通管6回到动力电池104。
低温电池散热模式:当车辆在低温环境下行车或充电时,控制模块106判断电池温度过高存在冷却需求时,控制模块106发出命令,空调控制器控制四通阀动作,散热器正常接通,将电池冷却回路与电驱冷却回路串联起来,低温下电机温度较低,将电池包内较热的冷却液通入电驱冷却回路中,利用冷却风扇的散热作用实现对电池包的散热。进入低温电池散热模式下,散热回路:冷却液依次经过动力电池104、电池热管理水泵9、电子四通阀4(第1口和第4口)、水泵10、电机控制器11、DC-DC及OBC12、电机1、电子三通阀2、散热器13、三通管3、电子四通阀4(第3口和第2口)、板式换热器5、三通管6回到动力电池104,同时电池冷却液壶24加注冷却液参与循环。
乘员舱采暖模式:当乘员舱有采暖需求时,可通过使空调23加热空调蒸发器20工作,达到采暖的目的,适用于驱动及充电工况。
本申请实施例二提供一种车辆的温度控制装置,如图5所示,其构成电驱冷却回路的结构与实施例一相同,进一步的,换热介质循环回路还包括分别与控制模块106连接的第四阀门124和发动机125,第四阀门124位于电池冷却回路中,第四阀门124与发动机125构成发动机125冷却回路;控制模块106获取到发动机125的温度低于第五预设温度时,控制第四阀门124使电池冷却回路与发动机冷却回路导通,以使发动机125和动力电池104通过流经电池冷却回路与发动机冷却回路中的换热介质进行换热。
其中,在低温条件下,当需要启动发动机时,可以使电池冷却回路中的冷却液对发动机进行预热,再启动发动机,还可实现充电状态下加热电池的同时对发动机进行暖机。
下面通过具体的结构对本申请实施例二进行具体说明,图6是图5提供的温度控制装置的具体结构图,其中,第一阀门121为电子四通阀4,三相逆变器102为电机控制器11,第三阀门123为电子三通阀2,第二阀门123为三通管3,第一散热器124为板式散热器5,第四阀门125为电子四通阀66,三相交流电机101为电机1,因此,电子四通阀4的第4口、水泵10、电机控制器11、DC-DC及OBC12、电机1、电子三通阀2、四通管3以及电子四通阀4的第3口依次连接构成电驱冷却回路。四通管3、散热器13以及电子三通阀2构成冷却散热回路。电子四通阀4的第1口、电池热管理水泵9、动力电池104、电子四通阀66、板式换热器5以及电子四通阀4的第2口构成电池冷却回路。电子四通阀66的第4口、冷却液水泵24、发动机散热器25、节温器26、发动机27以及电子四通阀66的第3口构成发动机冷却回路。板式换热器5、三通管21、电动压缩机15、空调冷凝器16、三通管17、电磁阀18、热力膨胀阀19、空调蒸发器20以及三通管21形成乘员舱空调回路;三通管21、电动压缩机15、空调冷凝器16、三通管17、电子膨胀阀22、板式换热器5以及三通管21构成空调冷却回路,本结构可以实现以下几种模式:控制电机主动产热加热电池模式、电机余热利用模式、低温电池散热模式、乘员舱采暖模式以及发动机预热模式。
其中,控制电机主动产热加热电池模式、电机余热利用模式、低温电池散热模式与实施例一相同,在此不再赘述。
发动机预热模式:驱动过程中当电动车由EV模式切换至HEV模式前,可通过电机电控的冷却液加热发动机,发动机有暖机需求时,通过电子四通阀6将电池包回路的冷却液倒入发动机回路中,通过三通阀2实现电机散热器短接,最大限度降低电机及电控热损失。暖机回路为:电机1、电子三通阀2、四通管3→电子四通阀4(第3口和第2口)、板式换热器5、电子四通阀66(第1口和第4口)、发动机冷却液水泵24、发动机散热器25、节温器26、发动机27→电子四通阀66(第3口和第2口)、动力电池104、电池热管理水泵9→电子四通阀4(第1口和第4口)、水泵10、电机控制器11、DC-DC及OBC12再到电机1,当发动机暖机需求满足时,电子四通阀4切换至原状态。
本申请实施例三提供一种车辆的温度控制装置,如图7所示,其构成电驱冷却回路的结构与实施例一相同,在此不再赘述,不同点在于:换热介质循环回路还包括第五阀门127和热泵空调设备组件126,第五阀门127和热泵空调设备组件126均连接控制模块106,第五阀门127通过换热介质管线连接第一阀门121,第五阀门127与热泵空调设备组件通过换热介质管线构成空调加热回路,第五阀门127、动力电池104以及第一阀门121构成电池冷却回路;
控制模块106接收到空调加热指令时,控制第五阀门127使空调加热回路和电池冷却回路互通,使热泵空调设备组件126和动力电池104通过流经空调加热回路与所述电池冷却回路中的换热介质进行换热
控制模块106接收到空调加热指令时,控制热泵空调设备组件126工作使空调加热回路对乘员舱进行加热,当空调加热指令中的温度低于预设值时,控制第五阀门127使空调加热回路和电池冷却回路导通,使热泵空调设备组件126和动力电池104通过流经空调加热回路与电池冷却回路中的换热介质进行换热。
其中,空调设备组件126可以包括空调水泵、PTC加热器、空调散热器等,可以对乘员舱进行升温或者降温,第五阀门127可以为电子四通管,通过设置第五阀门127将空调冷却回路与电池冷却回路连接在一起,通过第五阀门127与第一阀门121的配合可以将电驱冷却回路、电池冷却回路以及空调冷却回路连接在一起,进而将电驱冷却回路中的冷却液输入到空调冷却回路中,实现了通过电驱冷却回路中的冷却液控制乘客舱内的温度。
下面通过具体的结构对本申请实施例三进行具体说明,图8是本申请实施例三提供的一种车辆的温度控制装置的结构图,其中,第一阀门121为电子四通阀60,三相逆变器102为电机控制器9,第三阀门123为电子三通阀2,第二阀门123为三通管3,第一散热器124为板式散热器5,第五阀门127为电子四通阀15,因此,电子四通阀60的第4口、三通管7、水泵8、电机控制器9、DC-DC及OBC10、电机1、电子三通阀2、三通管5以及电子四通阀6的第3口依次连接构成电驱冷却回路,三通管3、电机散热器4以及电子三通阀2构成冷却散热回路,电子四通阀60的第1口、电池热管理水泵14、三通管13、动力电池104、板式换热器16以及电子四通阀15的第2口、电子四通阀15的第1口以及电子四通阀60的第2口构成电池冷却回路。三通管7通过三通管12连接三通管13,冷却液壶11分别实现冷却***及电池***的加注。三通管30、电动压缩机22、散热器总成24、三通管25、电子膨胀阀31、板式换热器16以及三通管30构成空调冷却回路,电动压缩机22、散热器总成24、三通管25、电磁阀26、热力膨胀阀27、空调散热器28、三通管30构成乘员舱空调回路,电子四通阀15的第4口、副水箱18、空调水泵19、PTC加热器20、空调散热器21以及电子四通阀15的第3口依次连接构成空调加热回路,本结构可以实现以下几种模式:控制电机主动产热加热电池模式、电机余热利用模式、低温电池散热模式、乘员舱采暖模式。
电机主动产热加热电池模式:车辆在低温充电状态下,控制模块106判断电池温度较低需要加热时,控制模块106发出加热请求及命令,电机开始加热。控制模块106判断电池温度、电控水温、电机各部件等温度,作为电子四通阀6的动作条件,在满足对动力电池104的加热条件下,电子四通阀6收到控制模块106信号产生动作,将电驱冷却回路和电池冷却回路串联在一起,在电机冷却流道内受热升温的冷却液通过阀体进入电池冷却回路,将热量传递给动力电池104达到加热动力电池104的目的。当控制模块106判断电池温度上升至一定温度,控制模块106发送停止加热命令给电机控制器,此时电机加热结束。电机加热结束时,阀体状态不变,继续将电驱冷却回路中的冷却液导入电池冷却回路。当管理器判断电池最高温度与电控水温一致时,管理器发送阀体动作命令,空调控制器接受该命令,电子四通阀切换回原状态。进入电机加热模式下,加热***回路:电机1、电子三通阀2、三通管5、电子四通阀60(第3口和第2口)、电子四通阀15(第1口和第2口)、板式换热器16、动力电池104、三通管13、电池热管理水泵14、电子四通阀60(第1口和第4口)、三通管7、水泵8、电机控制器9、DC-DC及OBC10回到电机1。
电机余热利用模式:车辆在低温行车状态或P档静止状态下,控制模块106判断电池温度较低需要加热时,控制模块106发出加热请求及命令,判断动力电池104温度、电控水温、电机各部件等温度,作为电子四通阀的动作条件,在满足对电池的加热条件下,阀体收到控制器信号产生动作,电子四通阀动作将电驱冷却回路和电池冷却回路串联在一起,在电机的电驱冷却回路内受热升温的冷却液通过阀体进入电池冷却回路,将热量传递给电池达到加热电池的目的。进入电机余热利用模式下,加热***回路:电机1、电子三通阀2、三通管5、电子四通阀60(第3口和第2口)、电子四通阀15(第1口和第2口)、板式换热器16、动力电池104、三通管13、电池热管理水泵14、电子四通阀60(第1口和第4口)、三通管7、水泵8、电机控制器9、DC-DC及OBC10回到电机1。
低温电池散热模式:当车辆在低温环境下行车或充电时,电驱冷却回路判断动力电池104温度过高存在冷却需求时,管理器发出命令,空调控制器控制四通阀动作,散热器正常接通,将电池冷却回路与电驱冷却回路串联起来,低温下电机温度较低,将电池包内较热的冷却液通入电驱冷却回路中,利用冷却风扇的散热作用实现对电池包的散热。进入低温电池散热模式下,加热***回路:电机1、电子三通阀2、电机散热器4、三通管5、电子四通阀60(第3口和第2口)、电子四通阀15(第1口和第2口)、板式换热器16、动力电池104、三通管13、电池热管理水泵14、电子四通阀60第1口和第4口)、三通管7、水泵8、电机控制器9、DC-DC及OBC10回到电机1。
乘员舱采暖模式:本申请匹配空调风加热,可通过使空调风加热工作,达到采暖的目的,适用于驱动及充电工况。还可使用电控水路中的余热对成员仓进行辅助加热,有效利用电机产热的能量,适用于驱动及充电工况。进入成员长取暖模式下,加热***回路:电机1、电子三通阀2、三通管5、电子四通阀60(第3口和第2口)、电子四通阀15(第1口和第4口)、空调水泵19、PTC加热器20、空调散热器21、电子四通阀15(第3口和第2口)、板式换热器16、动力电池104、三通管13、电池热管理水泵14、电子四通阀6(第1口和第4口)、三通管7、水泵8、电机控制器9、DC-DC及OBC10回到电机1。乘员舱采暖可进行自由切换,当在较冷的环境下,为了暖风能更快的响应需求,可切换至加热小回路:即切换至副水箱18→空调水泵19→PCT加热器20→空调散热器21→电子四通阀15的第3口和第4口(3&4)→空调水泵19的回路,当乘员舱热量需求减少时将此热量串进电机加热回路上为电池提供更多的热量。
本申请实施例四提供一种车辆的温度控制装置,如图9所示,其构成电驱冷却回路的结构与实施例一相同,进一步的,换热介质循环回路还包括换热器129和空调设备组件130,空调设备组件130与控制模块106连接,换热器129位于电池冷却回路中,换热器129与空调设备组件126构成空调冷却回路,电池冷却回路中的换热介质与空调冷却回路中的换热介质通过换热器129进行换热,进而使空调设备组件130和动力电池104通过换热器129进行换热。
其中,空调设备组件126可以包括电动压缩机、油液分离器、车内冷凝器等,可以对乘员舱进行升温或者降温,第三散热器可以为板式散热器,通过设置板式散热将空调冷却回路与电池冷却回路连接在一起,进而将电驱冷却回路中的冷却液的热量与空调冷却回路中的热量进行交换,实现了通过电驱冷却回路中的冷却液控制乘客舱内的温度。
下面通过具体的结构对本申请实施例进行具体说明,图10是本申请实施例一提供的一种动力电池104温度控制装置的***结构图,第一阀门121为电子四通阀4,三相逆变器102为电机控制器11,第三阀门123为电子三通阀2,第二阀门123为三通管3,第一散热器124为车外散热器13,换热器129为板式换热器13,其中,电子四通阀4的第4口、水泵10、电机控制器11、DC-DC及OBC12、电机1、电子三通阀2、三通管3以及电子四通阀4的第3口依次连接构成电驱冷却回路。三通管3、车外散热器13以及电子三通阀2构成冷却散热回路,车外散热器13还连接高压***冷却液壶7,电子四通阀4的第1口、电池热管理水泵9、动力电池104、三通管6、板式换热器5以及电子四通阀4的第2口构成电池冷却回路,三通管6还连接电池冷却液壶14。板式换热器5、三通管15、三通管16、气液分离器17、三通阀18、压缩机19、油液分离器20、三通管21、车内冷凝器23、三通管24、电子电磁三通阀25、车外换热器26、三通阀27、三通阀29以及电子膨胀阀32构成空调冷却回路。三通管16、车内蒸发器31、电子膨胀阀28以及三通管27依次相连,本结构可以实现以下几种模式:控制电机主动产热加热电池模式、电机余热利用模式、低温电池散热模式以及乘员舱采暖模式,下面对上述集中模式进行具体说明:
其中,控制电机主动产热加热电池模式、电机余热利用模式与实施例一相同,在此不再赘述。
低温电池散热模式与实施例一的不同点在于:还可利用热泵对电池进行散热,空调冷却回路为:板式换热器5、三通管15、三通管16、气液分离器17、三通阀18、压缩机19、油液分离器20、三通管21、车内冷凝器23、三通管24、电子电磁三通阀25、车外换热器26、三通阀27、三通阀29、电子膨胀阀32以及板式换热器5。
乘员舱采暖:通过匹配热泵空调加热,适用于驱动及充电工况。介于热泵在低温下的加热效果不佳,加入了电机主动产热/行车废热辅助热泵在低温下进行成员仓的制热,有效利用电机产热的能量,适用于驱动及充电工况。进入乘员仓制热模式下,加热***回路为:电机1、电子三通阀2、三通管3以及电子四通阀4的第3口和第2口、板式换热器5、三通管6、动力电池104、电池热管理水泵9、电子四通阀4的第1口和第4口、水泵10、电机控制器11、DC-DC及OBC12回到电机1;预热热泵***冷媒回路:三通管15、三通管16、气液分离器17、三通阀18、压缩机19、油液分离器20、三通管21、车内冷凝器23、三通管24、电子电磁三通阀25、车外换热器26、三通阀27、三通阀29、电磁阀30回到三通管15,用于压缩机19自身加热,使压缩机19在启动后先不通过车内蒸发器31散热,从而使得在低温环境下压缩机19的温度能迅速被加热到正常使用范围,避免压缩机19长期运行在低效率工况下。
下面以具体的电路结构为例对上述四个实施例中控制电机主动产热加热动力电池时温度控制装置的结构和原理进行详细描述:
本申请实施例五提供一种温度控制装置,如图11所示,在实施例一的基础上,电机控制电路还包括储能模块105,储能模块105连接三相交流电机102的三相线圈的连接点,储能模块还连接开关模块;开关模块为第一开关模块103,温度控制装置通过第一开关模块103连接至供电模块104,三相逆变器102的第一端连接供电模块104的正极端,三相逆变器102的第二端连接供电模块104的负极端,三相交流电机101的三相线圈连接三相逆变器102的三相桥臂,储能模块105的第一端连接第一开关模块103和三相逆变器102,储能模块105的第二端连接三相交流电机101的三相线圈共接点,控制模块106连接第一开关模块103、三相逆变器102、三相交流电机101、待加热部件以及储能模块105。
控制模块104检测待加热部件需要加热时,控制第一开关模块103导通以及控制储能模块105处于工作状态,并通过控制三相逆变器102使供电模块104对储能模块105和三相交流电机101的三相线圈的充电过程以及储能模块105和三相交流电机101的三相线圈的放电过程交替进行,以使储能模块105、三相逆变器102以及三相交流电机101对流经储能模块105、三相逆变器102以及三相交流电机中101至少一个换热介质管线的换热介质进行加热,进而该被加热的换热介质流经待加热部件时,使待加热部件的温度升高。
其中,供电模块104可以是车辆内部的电源模块,也可以是车辆外部的电源模块,例如,供电模块104提供的电源可以是直流充电桩提供的直流电,也可以是单相、三相交流充电桩经过整流后输出的直流电,也可以是燃料电池发出的电能,也可以是增程器如发动机转动带动发电机发电,经发电机控制器整流后的直流电等电源形式,也可以是车辆内部的动力电池提供的电源;三相逆变器102包括六个功率开关单元,功率开关单元可以是晶体管、IGBT、MOS管等器件类型,两个功率开关单元构成一相桥臂,共形成三相桥臂,每相桥臂中两个功率开关单元的连接点连接三相交流电机101中的一相线圈,三相交流电机101包括三相线圈,三相线圈连接于一点,三相交流电机101可以是永磁同步电机或异步电机,并且该三相交流电机101为三相四线制,即在三相线圈连结点引出N线,且N线和储能模块105串联组成连接电路;开关模块103用于使供电模块104接入电路以进行充电或者与电路断开,通过控制开关模块103可以在需要供电模块104进行放电时使供电模块104接入充电回路;储能模块105用于存储动力电池120或者外部电源模块107输出的电能,储能模块105可以包括电感等储能器件111;控制模块106可以采集动力电池120的电压、电流、温度以及三相交流电机101的相电流,控制模块106可以包括整车控制器、电机控制器的控制电路和BMS电池管理器电路,三者通过CAN线连接,控制模块106中的不同模块根据所获取的信息控制三相逆变器102中功率开关的导通和关断以实现不同电流回路的导通;待加热部件可以位于储能模块105、三相逆变器102以及三相交流电机101的附近,例如待加热部件与储能模块105、三相逆变器102以及三相交流电机101中至少一个位于同一舱中,也可以通过换热介质将储能模块105、三相逆变器102以及三相交流电机101中至少一个的热量传递到待加热部件,例如,在储能模块105、三相逆变器102以及三相交流电机101上设有换热介质管线,该换热介质管线内流动换热介质,可以通过对换热介质管线的换热介质进行温度调节,以调节待加热部件的温度。
本申请实施例在三相交流电机中引出N线,进而与供电模块、储能模块以及三相逆变器组成不同的回路,通过三相交流电机内部三相线圈、三相逆变器和储能模块及其内部发热器件来提供热源,加热换热介质后经过原冷却回路实现对待加热部件的加热,不需要使用发动机或者增加加热装置就可以实现提升待加热部件的温度,并且加热效率高,待加热部件温度升高快。
在具体实施例中,待加热部件和供电模块为同一部件,如动力电池。这样,不仅在形成电路回路的过程中,动力电池因内阻会使自身温度升高,且,还可以通过将本申请中的电机控制电路所产生的热量传递给动力电池,即:在本申请中的电机控制电路既可以用于给动力电池充电,也可以用于动力电池给三相交流电机供电以驱动车轮旋转,还可以用于给需要加热的动力电池提供热源。
作为第一种实施方式,动力电池104、第一开关模块103、储能模块105、三相交流电机101以及三相逆变器102形成第一充电回路,三相交流电机101、三相逆变器102以及储能模块105形成放电回路;控制模块106通过控制三相逆变器102使第一充电回路和放电回路交替导通,以使供电模块104对储能模块105和三相线圈的充电过程以及储能模块105和三相线圈的放电过程交替进行。
其中,第一充电回路构成一个电感储能回路,控制模块106控制第一开关模块103导通并控制三相逆变器102中的功率开关单元使第一充电回路导通一段时间,之后控制模块106控制放电回路导通,储能模块105和三相交流电机101均有电流输出,使放电回路形成一个电流续流回路,控制模块106可以输出PWM信号控制三相逆变器102实现第一充电回路和放电回路交替导通,使储能模块105、三相逆变器102以及三相交流电机101处于工作状态,本实施方式中,通过控制三相逆变器使第一充电回路和放电回路交替导通,实现了使储能模块、三相逆变器以及三相交流电机对流经动力电池的冷却液进行加热。
作为一种实施方式,如图12所示,供电模块104和待加热器件均为动力电池104,其中,由于电池的固有特性,在低温状态时动力电池120的充放电能力会大幅降低,会影响新能源汽车在寒冷地区的使用,为了使动力电池120正常工作,需要在动力电池120温度过低时提升动力电池120的温度,因此,通过控制模块106获取动力电池120的温度,可以采用电池管理器来获取动力电池120的温度,将动力电池120的温度与预设温度值进行比较来判断动力电池120是否处于低温状态,当检测到动力电池120的温度低于预设温度值时,可以通过提升流经动力电池120的换热介质的温度方式提高动力电池120的温度,由于储能模块105、三相逆变器102以及三相交流电机101在工作的过程中均产生热量,因此,可以控制储能模块105、三相逆变器102以及三相交流电机101对流经动力电池120的换热介质进行加热,对换热介质加热的方式可以是使动力电池120对储能模块105和三相线圈的充电,当储能模块105和三相线圈存储完成电能后再进行放电,当储能模块105和三相线圈进行充电和放电的过程会产生热量,可以对冷却液进行加热。
储能模块105包括储能器件111和第一开关器件110,第一开关器件110连接三相交流电机101、控制模块106以及储能器件111,储能器件111连接三相逆变器102和第一开关模块103,动力电池104、第一开关模块103、储能器件111、第一开关器件110、三相交流电机101以及三相逆变器102形成第一充电回路;控制模块106控制第一开关器件110导通,并通过控制三相逆变器102使第一充电回路和放电回路交替导通。
其中,储能器件111可以为电感,通过设置第一开关器件110,可以实现控制模块106控制储能器件111接入第一充电回路或者放电回路中以及从第一充电回路或者放电回路中断开,可以实现对储能器件111工作状态的控制。
更进一步的,如图13所示,储能模块105还包括第六开关器件112,第六开关器件112的控制端连接控制模块106,第六开关器件112的连接端连接储能器件111,第六开关器件112的第一选通端连接三相逆变器102的第一端和第一开关模块103的第一端,第六开关器件112的第二选通端连接三相逆变器102的第二端和第一开关模块103的第二端,控制模块106控制第六开关器件112的连接端交替选通连接第一选通端和第二选通端,控制模块106还控制第一开关器件110导通以控制储能模块处于工作状态。
其中,第六开关器件112为单刀双掷开关,第六开关器件112的连接端可以根据控制模块106输出的信号连接第一选通端或者第二选通端,当单刀双掷开关连接第一选通端时,储能模块105连接到三相逆变器102的第一端和第一开关模块103的第一端,此时,三相逆变器102中的电流在下桥臂中的功率开关和上桥臂中的续流二极管流通,三相逆变器102每个导通的功率开关单元只有一半的功率器件流过电流,另一半不流过电流;当单刀双掷开关连接第二选通端时,储能模块105连接到三相逆变器102的第二端和第一开关模块103的第二端,此时,三相逆变器102中的电流在上桥臂中的功率开关和下桥臂中的二极管流通,三相逆变器102每个导通的功率开关单元只有一半的功率器件流过电流,另一半不流过电流;本实施方式中通过设置第六开关器件,当控制第六开关器件上下触点的周期性接合时,前半周期接第一选通端,后半周期接第二选通端,可以让三相逆变器中上下桥臂中的功率器件轮流通电加热,进而使三相逆变器在一个轮换周期内发热趋于均衡,在本申请中的电机控制电路可以实现三个功能:即可以用于给动力电池充电,也可以用于动力电池给三相交流电机供电以驱动车轮旋转,还可以用于给需要加热的动力电池提供热源,同时,减少对三相逆变器寿命的影响。
作为第二种实施方式,如图14所示,动力电池104加热装置还包括外部电源模块107和第二开关模块108,外部电源模块107连接控制模块106和第二开关模块108,第二开关模块108连接储能模块105、三相逆变器102以及控制模块106;控制模块106获取动力电池104的温度低于预设温度值时,并获取连接外部电源模块107时,控制第一开关模块103关断以及第二开关模块108导通,并通过控制三相逆变器102使外部电源模块107对储能模块105和三相线圈的充电过程以及储能模块105和三相线圈的放电过程交替进行,以使储能模块105、三相逆变器102以及三相交流电机101对流经动力电池104的冷却液进行加热。
其中,控制模块106获取动力电池104的温度低于预设温度值时,获取是否连接外部电源模块107,当连接外部电源模块107时,通过外部电源模块107对对储能模块105和三相线圈的充电,当储能模块105和三相线圈存储完成电能后再进行放电,当储能模块105和三相线圈进行充电和放电的过程会产生热量,可以对冷却液进行加热,本申请实施例在三相交流电机中引出中性线,当获取到与外部电源模块连接时,与外部电源模块、储能模块以及三相逆变器组成不同的回路,通过三相交流电机内部三相线圈、三相逆变器和储能模块及其内部发热器件来提供热源,加热冷却液后经过原冷却回路实现对动力电池的加热,不需要使用发动机或者增加加热装置就可以实现提升动力电池的温度,并且加热效率高,动力电池温度升高快。
进一步的,外部电源模块107、第二开关模块108、储能模块105、三相交流电机101以及三相逆变器102形成第二充电回路,三相交流电机101、三相逆变器102以及储能模块105形成放电回路;控制模块106通过控制三相逆变器102使第二充电回路和放电回路交替导通,以使动力电池104对储能模块105和三相线圈的充电过程以及储能模块105和三相线圈的放电过程交替进行。
其中,第二充电回路构成一个电感储能回路,控制模块106控制第一开关模块103导通并控制三相逆变器102中的功率开关单元使第二充电回路导通一段时间,之后控制模块106控制放电回路导通,储能单元和三相交流电机101均有电流输出,使放电回路形成一个电流续流回路,控制模块106可以输出PWM信号控制三相逆变器102实现第二充电回路和放电回路交替导通,使储能模块105、三相逆变器102以及三相交流电机101处于工作状态,本实施方式中,通过控制三相逆变器使第二充电回路和放电回路交替导通,实现了使储能模块105、三相逆变器102以及三相交流电机101对流经动力电池104的冷却液进行加热。
进一步的,如图15所示,储能模块105包括储能器件111和第一开关器件110,第一开关器件110连接三相交流电机101、控制模块106以及储能器件111,储能器件111连接三相逆变器102、第一开关模块103以及第二开关模块108;外部电源模块107、第二开关模块108、储能器件111、第一开关器件110、三相交流电机101以及三相逆变器102形成第二充电回路,三相交流电机101、三相逆变器102、储能器件111以及第一开关器件110形成放电回路;控制模块106控制第一开关器件110导通,并通过控制三相逆变器102使充电回路和放电回路交替导通。
进一步的,如图16所示,储能模块105还包括第六开关器件112,第六开关器件112的控制端连接控制模块106,第六开关器件112的连接端连接储能器件111,第六开关器件112的第一选通端连接三相逆变器102的第一端、第一开关模块103的第一端以及第二开关模块108的第一端,第六开关器件112的第二选通端连接三相逆变器102的第二端、第一开关模块103的第二端以及第二开关模块108的第二端,控制模块106控制第六开关器件112的连接端连接第一选通端或者第二选通端。
本实施方式中通过设置第六开关器件,当外部电源接入电路时,控制第六开关器件上下触点的周期性接合时,前半周期接第一选通端,后半周期接第二选通端,可以让三相逆变器中上下桥臂中的功率器件轮流通电加热,进而使三相逆变器在一个轮换周期内发热趋于均衡。
对于三相逆变器102,作为一种实施方式,三相逆变器102包括三相桥臂,每相桥臂包括两个串联连接的功率开关单元,三相交流电机101的三相线圈分别连接每相桥臂的两个功率开关单元的连接点;控制模块106控制三相逆变器102中至少一相桥臂上的两个功率开关单元交替导通,使动力电池104或者外部电源模块107对三相交流电机101的三相线圈和储能模块105的充电过程以及三相交流电机101和储能模块105的三相线圈对动力电池104的放电过程交替进行。
其中,对于三相逆变器102的控制可以根据需要控制切换不同的桥臂导通实现直流充电功能,例如,控制导通的桥臂可以是三相桥臂中的任一相桥臂或任两相桥臂或者以及三相桥臂共7种切换充电方式。
进一步的,控制模块106根据动力电池104的待充电功率获取三相逆变器102的桥臂导通数量,并根据桥臂导通数量控制相应数量的桥臂进行工作。
其中,可以根据动力电池104的待充电功率大小选择桥臂导通数量,动力电池104的待充电功率可以通过动力电池104输出的电压和电流获得,通过计算出动力电池104的当前功率即可得出动力电池104的待充电功率,例如,对于小功率升压充电,可以选择任一相桥臂工作进行升压充电,对于中功率升压充电,可以选择任两相桥臂工作进行升压充电,对于大功率升压充电,可以选择三相桥臂同时工作进行升压充电,本实施方式中根据动力电池104的待充电功率选择与之对应数量的桥臂工作进行升压充电,根据动力电池104的待充电功率实施相对应的控制方式,提升了对动力电池104的充电效率。
作为第一种实施方式,控制模块106获取动力电池104的待充电功率小于第一预设功率时判定三相逆变器102的桥臂导通数量为1条,控制三相桥臂中的任意一相桥臂工作或者三相桥臂轮流切换工作。
其中,控制模块106获取到动力电池104的待充电功率较小时,控制三相桥臂中的1条桥臂导通即可满足充电需求,假设三相桥臂包括A相桥臂、B相桥臂和C相桥臂,可以控制三相桥臂中的任意一相桥臂一直工作,也可以控制三相桥臂轮流切换工作,例如,先控制A相桥臂工作,B相桥臂和C相桥臂不工作,再控制B相桥臂工作,A相桥臂和C相桥臂不工作,再控制C相桥臂工作,A相桥臂和B相桥臂不工作,然后再控制三相桥臂依次轮流切换,可以实现三相逆变器102和三相线圈发热均衡。
作为第二种实施方式,控制模块106获取动力电池104的待充电功率不小于第一预设功率并且小于第二预设功率时判定三相逆变器102的桥臂导通数量为2条,控制三相桥臂中的任意2相桥臂工作或者三相桥臂中的三组两相桥臂依次工作,其中,三相逆变器包括A相桥臂、B相桥臂以及C相桥臂,第一组两相桥臂包括A相桥臂和B相桥臂,第二组两相桥臂包括A相桥臂和C相桥臂,第一组三相桥臂包括B相桥臂和C相桥臂。
其中,控制模块106获取到动力电池104的待充电功率不小于第一预设功率并且小于第二预设功率时,控制三相桥臂中的2条桥臂导通才能满足充电需求,可以控制三相桥臂中的任意二相桥臂一直工作,也可以控制三相桥臂中的三组两相桥臂轮流切换工作,例如,可以将A相桥臂和B相桥臂视为第一组两相桥臂,将A相桥臂和C相桥臂视为第二组两相桥臂,将B相桥臂和C相桥臂视为第三组两相桥臂,即先控制第一组两相桥臂工作,C相桥臂不工作,再控制第二组两相桥臂工作,B相桥臂不工作,再控制第三组两相桥臂工作,A相桥臂不工作,然后再控制三组两相桥臂依次轮流切换工作,可以实现三相逆变器102和三相线圈发热均衡。
在上述第二种实施方式中,进一步的,控制模块106分别向两相桥臂发送的PWM控制信号的相位相差180度。
其中,为了降低充电线路的总纹波,可以进行逆变器开关错相位控制方式,当只用到两相桥臂工作时,向两相桥臂分别发送的两相控制信号相差约180°相位,这样两相线圈的正负纹波相互叠加,相互抵消,从而可以使总的纹波大大降低。
作为第三种实施方式,控制模块106获取动力电池104的待充电功率不小于第二预设功率时判定三相逆变器102的桥臂导通数量为3条,控制三相桥臂同时工作。
其中,控制模块106获取到动力电池104的待充电功率较大时,控制三相桥臂中的3条桥臂导通才能满足充电需求,控制三相桥臂中的三相桥臂同时工作,由于三相回路理论上均衡,从而三相桥臂输出的电流均衡,实现三相逆变器102和三相线圈发热均衡。
在上述第三种实施方式中,进一步的,控制模块106向三相桥臂发送相位相同的PWM控制信号;
或者,控制模块106向三相桥臂发送相位不同的PWM控制信号,其中,一相桥臂的PWM控制信号的相位与另外两相桥臂的PWM控制信号的相位分别相差60度和-60度。
其中,为了降低充电线路的总纹波,可以进行逆变器开关错相位控制方式,控制三相桥臂均工作时,向三相桥臂输出的三相控制信号错开约60°相位,这样三相线圈的正负纹波相互叠加,相互抵消,从而可以使总的纹波大大降低。也可以采取同步控制方式,也即三相桥臂功率开关同时进行控制,同步开通、同步关断,这样三相电流开通时同时增加,关断时也同时减小,有利于三相电流在任一瞬时更趋于相等,从而三相合成磁动势更趋于为零,从而定子磁场更趋于为零,电机基本无转矩产生。
在上述第三种实施方式中,进一步的,控制模块106在三相桥臂同时工作时获取每相桥臂的电流值,并通过调节每相桥臂的控制信号使三相桥臂的电流平均值处于预设电流范围内。
其中,有时实际电路中由于三相交流电机101和电机控制器三相回路不一定完全一样,从而开环控制时三相电流不一定相等,且长期下去电流差异可能会越来越大,故需要进行三相电流独立闭环控制,将三相电流的平均值控制到预设的均衡值精度范围。
在上述第三种实施方式中,进一步的,控制模块106在三相桥臂同时工作时,获取每相桥臂的电流值,并通过调节每相桥臂的控制信号使三相桥臂的电流值不完全相同并且每两相桥臂的电流差值小于预设电流阈值。
其中,在进行三相电流独立闭环控制时,将其中一相电流控制稍微大于另外两相电流,另外两相电流可以控制为平均值相等的两相电流或者稍微不相等的电流,这样可以让三相电流产生的磁场不为零,但是很小,这时电机转矩也不为零,但很小,这有利于在车上让电机转轴输出一个小扭矩,将齿轮间隙啮合,减少由于转矩波动带来的抖动和噪声,至于电流大小及输出转矩大小可以根据实际情况需要控制三相电流的大小来决定。
作为一种实施方式,可以采用以下方式控制充电回路和放电回路的交替导通:控制模块106向三相逆变器102输出PWM控制信号使充电回路和放电回路交替导通,并获取动力电池104的待充电功率,根据待充电功率获取对应的电流,将对动力电池104的充电电流与待充电功率获取对应的电流进行对比,根据对比结果调节PWM控制信号的占空比,以调节输出至动力电池104的电流。
其中,控制模块106接收动力电池104输出的电压和电流数据,计算动力电池104的输出功率,根据动力电池104的输出功率计算待充电功率,再获取待充电功率获取对应的电流,将对动力电池104进行充电的充电电流与待充电功率获取对应的电流进行对比,当充电电流小于所需充电功率对应的电流值时,调节增加PWM导通占空比,当充电电流大于所需充电功率对应的电流值时,调节减小PWM导通占空比,直至满足充电功率为止。
对于三相逆变器102,具体的,三相逆变器102包括第一功率开关单元、第二功率开关单元、第三功率开关单元、第四功率开关单元、第五功率开关以及第六功率开关,每个功率开关单元的控制端连接控制模块106,第一功率开关单元、第三功率开关单元以及第五功率开关单元的输出端共接并连接升压模块,第二功率开关单元、第四功率开关单元以及第六功率开关单元的输出端共接并连接动力电池104的负极,三相交流电机101的第一相线圈连接第一功率开关单元的输入端和第四功率开关单元的输入端,三相交流电机101的第二相线圈连接第三功率开关单元的输入端和第六功率开关单元的输入端,三相交流电机101的第三相线圈连接第五功率开关单元的输入端和第二功率开关单元的输入端。
其中,三相逆变器102中第一功率开关单元和第四功率开关单元构成A相桥臂,第三功率开关单元和第六功率开关单元构成B相桥臂,第五功率开关单元的输入端和第二功率开关单元构成C相桥臂,对三相逆变器102的控制方式可以是如下任一种或几种的组合:如可以实现A、B、C三相任一桥臂或任两桥臂,以及三桥臂共7种控制加热方式,灵活简单。通过桥臂的切换可以有利于实现加热功率的大中小选择,如对于小功率加热,可以选择任一相桥臂功率开关进行控制,且三相桥臂可以轮流切换,例如A相桥臂先单独工作,控制第一功率开关单元和第四功率开关单元实施加热一段时间,然后B相桥臂单独工作,控制第三功率开关单元和第六功率开关单元实施加热同样长的时间,再然后C相桥臂单独工作,控制第五功率开关单元和第二功率开关单元实施加热同样长的时间,再切换到A相桥臂工作,如此循环以实现三相逆变器102和三相线圈轮流通电发热,让三相发热更均衡;如对于中功率加热,可以选择任两相桥臂功率开关进行控制,且三相桥臂可以轮流切换,例如AB相桥臂先工作,控制第一功率开关单元、第四功率开关单元、第三功率开关单元和第六功率开关单元实施加热一段时间,然后BC相桥臂工作,控制第三功率开关单元、第六功率开关单元、第六功率开关单元和第二功率开关单元实施加热同样长的时间,再然后CA相桥臂工作,控制第五功率开关单元、第二功率开关单元、第一功率开关单元和第四功率开关单元实施加热同样长的时间,再然后切换到AB相桥臂工作,如此循环以实现三相逆变器102和三相线圈发热更均衡;如对于大功率加热,可以选择三相桥臂功率开关进行控制,且由于三相回路理论上均衡,从而三相电流均衡,实现三相逆变器102和三相线圈发热均衡三相电流基本为直流,其平均值基本一致,以及由于三相绕组对称,此时电机内部的三相合成磁动势基本为零,从而定子磁场基本为零,电机基本无转矩产生,这有利于大大减小传动系的应力。
本申请另一种实施例提供一种车辆的温度控制装置的加热方法,所述温度控制装置包括依次相连的动力电池、第一开关模块、三相逆变器、三相交流电机,所述温度控制装置还包括储能模块,所述储能模块分别连接所述第一开关模块、所述三相逆变器以及所述三相交流电机的三相线圈共接点;
所述温度控制装置的加热方法包括:
获取所述动力电池的温度低于预设温度值时,控制所述第一开关模块导通;
控制所述三相逆变器使所述动力电池对所述储能模块和所述三相线圈的充电过程以及所述储能模块和所述三相线圈的放电过程交替进行,以使所述储能模块、所述三相逆变器以及所述三相交流电机对流经所述动力电池的冷却液进行加热。
进一步的,所述温度控制装置还包括外部电源模块和第二开关模块;
所述温度控制装置的加热方法还包括:
获取所述动力电池的温度低于预设温度值时,并获取连接所述外部电源模块时,控制所述第一开关模块关断以及所述第二开关模块导通;
通过控制所述三相逆变器使所述外部电源模块对所述储能模块和所述三相线圈的充电过程以及所述储能模块和所述三相线圈的放电过程交替进行,以使所述储能模块、所述三相逆变器以及所述三相交流电机对流经所述动力电池的冷却液进行加热。
下面通过具体的电路结构对本申请技术方案进行具体说明:
图17为本申请温度控制装置一种举例的电路图,为方便说明温度控制装置,上图忽略了其它电器设备,只考虑了动力电池104、三相逆变器102以及三相交流电机101,第一开关模块103包括开关K2和开关K3,第二开关模块108包括开关K4和开关K5,储能模块105包括电感L和开关K1,动力电池104与母线电容C并联连接,三相逆变器102中第一功率开关单元包括第一上桥臂VT1和第一上桥二极管VD1,第二功率开关单元包括第二下桥臂VT2和第二下桥二极管VD2,第三功率开关单元包括第三上桥臂VT3和第三上桥二极管VD3,第四功率开关单元包括第四下桥臂VT4和第四下桥二极管VD4,第五功率开关单元包括第五上桥臂VT5和第五上桥二极管VD5,第六功率开关单元包括第六下桥臂VT6和第六下桥二极管VD6,三相交流电机101是三相四线制,可以是永磁同步电机或异步电机,在三相线圈连结中点引出中性线,且中性线和开关K1连接,电机三相线圈分别和三相逆变器102中的A、B、C上下桥臂之间连接,控制模块106的控制步骤具体包括:
步骤1,整车上电时整车控制器接收三相交流电机的状态信号(如:可以通过档位信息和车速信号来确定)、电池管理器发来的动力电池120温度信号。
步骤2,整车控制器检测当前三相交流电机的状态信号为处于非驱动状态(如:可以通过档位是否处在P档且车速是否为零来确定)。
步骤3,如果不是,则退出电机加热程序。
步骤4,如果是,再判断动力电池104温度是否低于设定阈值。
步骤5,如果不是,则退出电机加热程序。
步骤6,如果是,则整车控制器向电池管理器及电机控制器发出加热电池指令及加热功率;
步骤7,如图18所示,电池管理器控制开关K1、K2、K3接通,使动力电池104放电用于加热,首先电机控制器向三相逆变器102发送PWM控制信号,在每个PWM控制信号周期中的导通时间段内,电机控制器控制三相逆变器102的上桥功率开关关断,控制下桥功率开关导通,动力电池104、电感L、开关K1、三相交流电机101、下桥功率开关(第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6)、开关K3构成第一充电回路,动力电池104为电机三相线圈和电感L进行储能。
步骤8,如图19所示,电机控制器在PWM周期关断期间控制三相逆变器102下桥功率开关关断,上桥功率开关可以一直关断(此时也可以导通),这时动力电池104的放电通路被关断,电机三相线圈、上桥功率开关(第一上桥二极管VD1、第三上桥二极管VD3、第五上桥二极管VD5)、电感L、开关K1构成放电回路,电机三相线圈和电感L进行放电,与上桥续流二极管形成电感电流续流回路。
步骤9,电机控制器接收电池电压、电流数据,计算输出功率,把输出功率认为是电池加热功率,将计算的加热功率与电池管理器发送的加热指令功率相比较,如果计算的加热功率偏低,则增加PWM占空比,增大电池输出电流,如果计算的加热功率偏高,则减小PWM占空比,减小电池输出电流,直至加热功率达到加热指令功率附近为止。
步骤10,然后整车控制器循环获取档位、车速、动力电池104温度,满足条件就重复上述步骤,不满足就退出加热程序,电机控制控制三相逆变器102上下桥全部关断,电池管理器控制开关K1断开,如果不需要充电可以控制K4、K5也断开。
当电路连接外部电源模块107时,控制模块106控制外部电源模块107进行充电,控制模块106的控制步骤具体包括:
步骤1,整车上电时整车控制器接收三相交流电机的状态信号(如:可以通过档位信息和车速信号来确定)、电池管理器发来的动力电池120温度信号。
步骤2,整车控制器检测当前三相交流电机的状态信号为处于非驱动状态(如:可以通过档位是否处在P档且车速是否为零来确定)。
步骤3,如果不是,则退出电机加热程序。
步骤4,如果是,再判断动力电池104温度是否低于设定阈值。
步骤5,如果不是,则退出电机加热程序。
步骤6,如果是,则整车控制器向电池管理器及电机控制器发出加热电池指令及加热功率;
步骤7,如图20所示,电池管理器控制开关K1、K4、K5接通,使动力电池104放电用于加热,电机控制器向三相逆变器102发送PWM控制信号,在每个PWM控制信号周期中的导通时间段内,电机控制器控制三相逆变器102的上桥功率开关关断,控制下桥功率开关导通,外部电源模块107、电感L、开关K1、三相交流电机101、下桥功率开关(第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6)构成第二充电回路,外部电源模块107为电机三相线圈和电感L进行储能。
步骤8,如图19所示,电机控制器在PWM周期关断期间控制三相逆变器102下桥功率开关关断,上桥功率开关可以一直关断(此时也可以导通),这时动力电池104的放电通路被关断,电机三相线圈、上桥功率开关(第一上桥二极管VD1、第三上桥二极管VD3、第五上桥二极管VD5)、电感L、开关K1构成放电回路,电机三相线圈和电感L进行放电,与上桥续流二极管形成电感电流续流回路。
步骤9,电机控制器接收电池电压、电流数据,计算输出功率,把输出功率认为是电池加热功率,将计算的加热功率与电池管理器发送的加热指令功率相比较,如果计算的加热功率偏低,则增加PWM占空比,增大电池输出电流,如果计算的加热功率偏高,则减小PWM占空比,减小电池输出电流,直至加热功率达到加热指令功率附近为止。
步骤10,然后整车控制器循环检测三相交流电机的状态信号(如:可以通过档位信息和车速信号来确定)、动力电池120温度,满足条件就重复上述步骤,不满足就退出加热程序,电机控制控制三相逆变器102上下桥全部关断,电池管理器控制开关K1断开,如果不需要充电可以控制K4、K5也断开。
图21为本申请温度控制装置另一种举例的电路图,电感L1的一端和三相逆变器102的负极连接,也可以实现以上说的所有加热功能,这个电路拓扑的控制,需要注意两点,第一,根据是用动力电池放电加热还是外部电源模块供电加热,开关K1、K2、K3、K4、K5的控制和以上电路中电感L接动力电池正极相同,第二,不同点是三相逆变器102功率开关的控制,和以上电路中电感L接动力电池正极的控制刚好相反,电感L接动力电池正极时,PWM控制的是下桥功率开关导通,上桥功率开关可以一直关断,而电感L接动力电池负极时,PWM控制的是上桥功率开关导通,下桥功率开关可以一直关断,也即,电机控制器在PWM周期开通期间控制三相逆变器102上桥功率开关导通,下桥功率开关关断,电机控制器在PWM周期关断期间控制三相逆变器102上桥功率开关关断,下桥功率开关可以一直关断(此时也可以导通)。除此之外,其他的功能诸如A、B、C三相任一桥臂或任两桥臂,以及三桥臂共7种控制加热方式的选择,以及电流控制方式诸如,错相位60°或180°,或二、三相同步控制,或二、三相独立控制的情况和连接电路接母线正极时的一样,这样也可以实现相同效果的电池加热功能。
图22为本申请温度控制装置另一种举例的电路图,电感L1的一端也可以通过一个单刀双掷开关K6和三相逆变器102的正极或负极连接,也可以实现以上说的所有加热功能。当单刀双掷开关接到触点1时,这时电感L1的一端连接到了三相逆变器102的正极,此时所有加热控制方式方法都按照以上连接电路接母线正极所述的方式控制;当单刀双掷开关接到触点2时,这时电感L1的一端连接到了三相逆变器102的负极,此时所有加热控制方式方法都按照以上连接电路接母线负极所述的方式控制。连接电路接母线正极时,对于三相逆变器102来说,电流只在下桥功率开关和上桥二极管流通,三相逆变器102只有一半的功率器件流过电流,另一半不流过电流;连接电路接母线负极时,对于三相逆变器102来说,电流只在上桥功率开关和下桥二极管流通,三相逆变器102只有一半的功率器件流过电流,另一半不流过电流。如果通过单刀双掷开关上下触点的周期性接合控制,前半周期接触点1,后半周期接触点2,可以让三相逆变器102功率器件轮流通电加热,让逆变器在一个轮换周期内发热趋于均衡。
本申请实施例六提供一种车辆,车辆还包括上述实施例提供的温度控制装置。
具体的,如图23所示,控制模块包括整车控制器301、电池管理器302、第一电机控制器305以及第二电机控制器303,整车控制器301与电池管理器302、第一电机控制器305以及第二电机控制器303之间通过CAN总线连接,直流充电桩通过连接线路307与第一三相交流电机306电连接,直流充电桩通过连接线路310与第二三相交流电机304电连接,动力电池分别与第一电机控制器305与第二电机控制器303电连接,冷却液箱308、水泵309、第一三相交流电机306、第一电机控制器305、第二三相交流电机304、第二电机控制器、动力电池形成冷却液管路,电池管理器302用于采集动力电池信息,包括电压、电流、温度等信息,电机控制器用于控制三相逆变器上下桥功率开关及采集三相电流,整车控制器用于管理整车的运行及车上其他控制器设备。电池管理器302、电机控制器通过CAN线与整车控制器301通讯,整车控制器301检测到动力电池需要加热时,控制水泵309将冷却液从冷却液箱308中抽出,依次经过第一三相交流电机306、第一电机控制器305、第二三相交流电机304、第二电机控制器303流经动力电池120,整车控制器301通过控制第一三相交流电机306、第一电机控制器305、第二三相交流电机304、第二电机控制器303工作以加热冷却液,进而当冷却液流经动力电池时,使动力电池的温度升高。
进一步的,如图24所示,三相交流电机102包括电机轴125a、定子组件127a以及电机壳体123a,电机轴125a上连接定子组件127a以及轴承座124a,定子组件127a设置于电机壳体123a内,电机壳体123a上设有供换热介质122a流入和流出的换热介质入口121a和换热介质出口126a,电机壳体123a与定子组件127a之间设有换热介质通道,换热介质通道连接换热介质入口121a和换热介质出口126a。
其中,电机壳体123a与定子组件127a之间设有换热介质通道的方式可以是电机壳体123a内设有螺旋形环绕定子组件127a的换热介质通道。
本方案中的三相交流电机,通过在电机壳体123a与定子组件127a之间设有换热介质通道,且换热介质通道连接换热介质入口121a和所述换热介质出口126a,使得换热介质通道内的换热介质能够有效吸收电机产生的热量,该方案无需在电机轴125a或定子组件127a内部开设通道,对电机本身的结构影响较小,实现方式简单,成本较低。
其中,通过控制三相逆变器使供电模块对三相线圈的充电过程以及三相线圈的放电过程交替进行,以使三相逆变器以及三相交流电机对通过电驱冷却回路流经三相逆变器以及三相交流电机中至少一个的换热介质进行加热,使换热介质从三相交流电机的换热介质入口流入,通过定子组件对换热介质管线内的换热介质加热,进而该被加热的换热介质再通过电池冷却回路流经待加热部件时,使待加热部件的温度升高。
本申请提出了一种车辆,在三相交流电机中引出中性线,进而与动力电池、升压模块以及三相逆变器组成不同的回路,通过三相交流电机内部三相线圈、三相逆变器和升压模块及其内部发热器件来提供热源,加热冷却液后经过原冷却回路实现对动力电池的加热,不需要使用发动机或者增加加热装置就可以实现提升动力电池的温度,并且加热效率高,动力电池温度升高快。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (24)

1.一种车辆的温度控制装置,其特征在于,所述温度控制装置包括电机控制电路和换热介质循环回路;
所述电机控制电路包括开关模块、三相逆变器、三相交流电机以及控制模块,所述电机控制电路通过所述开关模块连接至供电模块,所述三相交流电机的三相线圈连接所述三相逆变器的三相桥臂,所述三相交流电机的三相线圈共接点连接所述开关模块,所述控制模块连接所述供电模块、所述开关模块、所述三相逆变器以及所述三相交流电机;
所述换热介质循环回路包括与所述控制模块电连接的第一阀门,所述三相逆变器和所述三相交流电机中的至少一个与所述第一阀门通过换热介质管线构成电驱冷却回路,所述第一阀门和待加热部件通过换热介质管线构成冷却回路;
所述控制模块获取所述待加热部件需要加热时,控制所述开关模块导通以及控制所述第一阀门使所述电驱冷却回路和所述冷却回路导通,并通过控制所述三相逆变器使所述供电模块对所述三相线圈的充电过程以及所述三相线圈的放电过程交替进行,以使所述三相逆变器以及所述三相交流电机对通过所述电驱冷却回路流经所述三相逆变器以及所述三相交流电机中至少一个的换热介质进行加热。
2.如权利要求1所述的温度控制装置,其特征在于,所述待加热部件为动力电池,所述第一阀门和所述动力电池通过换热介质管线构成电池冷却回路。
3.如权利要求2所述的温度控制装置,其特征在于,所述控制模块获取所述动力电池的温度低于第一预设温度或者接收到阀门导通指令时,控制所述第一阀门使所述电驱冷却回路和所述电池冷却回路导通。
4.如权利要求3所述的温度控制装置,其特征在于,所述控制模块控制所述第一阀门使所述电驱冷却回路和所述电池冷却回路导通后,当获取所述动力电池的温度达到第二预设温度时,控制所述三相逆变器和所述三相交流电机停止加热,其中,所述第二预设温度大于所述第一预设温度。
5.如权利要求4所述的温度控制装置,其特征在于,所述控制模块获取到所述动力电池的温度达到第三预设温度时,控制所述第一阀门关断所述电驱冷却回路和所述电池冷却回路之间的通路,其中,所述第三预设温度大于所述第二预设温度。
6.如权利要求2所述的温度控制装置,其特征在于,所述换热介质循环回路还包括第二阀门、第三阀门以及第一散热器,所述第二阀门和所述第三阀门均电连接所述控制模块,所述第二阀门和所述第三阀门位于所述电驱冷却回路中,所述第二阀门、所述第三阀门以及所述第一散热器构成冷却散热回路;
所述控制模块获取所述动力电池的温度高于第四预设温度时,控制所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门使所述电驱冷却回路、所述电池冷却回路以及所述冷却散热回路导通,以使所述第一散热器对流经所述冷却散热回路中的换热介质进行降温,进而该被降温的换热介质再流经所述动力电池时,使所述动力电池的温度降低,其中,所述第四预设温度大于所述第一预设温度。
7.如权利要求2所述的温度控制装置,其特征在于,所述换热介质循环回路还包括第四阀门和发动机,所述第四阀门电连接所述控制模块,所述第四阀门位于所述电池冷却回路中,所述第四阀门与所述发动机通过换热介质管线构成发动机冷却回路;
所述控制模块获取到所述发动机的温度低于第五预设温度时,控制所述第四阀门使所述电池冷却回路与所述发动机冷却回路导通,以使所述发动机和所述动力电池通过流经所述电池冷却回路与所述发动机冷却回路中的换热介质进行换热。
8.如权利要求2所述的温度控制装置,其特征在于,所述换热介质循环回路还包括第五阀门和热泵空调设备组件,所述第五阀门电连接所述控制模块,所述第五阀门通过换热介质管线连接所述第一阀门,所述第五阀门与所述热泵空调设备组件通过换热介质管线构成空调加热回路,所述第五阀门、所述动力电池以及所述第一阀门构成电池冷却回路;
所述控制模块接收到空调加热指令时,控制所述第五阀门使所述空调加热回路和所述电池冷却回路互通,使所述热泵空调设备组件和所述动力电池通过流经所述空调加热回路与所述电池冷却回路中的换热介质进行换热。
9.如权利要求2所述的温度控制装置,其特征在于,所述换热介质循环回路还包括换热器和空调设备组件,所述换热器位于所述电池冷却回路中,所述换热器位与所述空调设备组件通过换热介质管线构成空调冷却回路;
所述电池冷却回路中的换热介质与所述空调冷却回路中的换热介质通过所述换热器进行换热,进而使所述空调设备组件和所述动力电池通过所述换热器进行换热。
10.如权利要求1所述的温度控制装置,其特征在于,所述电机控制电路还包括储能模块,所述储能模块连接所述三相交流电机的三相线圈的连接点,所述储能模块还连接开关模块;
所述控制模块获取所述待加热部件需要加热时,控制所述开关模块导通以及控制所述第一阀门使所述电驱冷却回路和所述冷却回路导通,并通过控制所述三相逆变器使所述供电模块对所述储能模块和所述三相线圈的充电过程以及所述储能模块和所述三相线圈的放电过程交替进行,以使所述三相逆变器以及所述三相交流电机对通过所述电驱冷却回路流经所述三相逆变器以及所述三相交流电机中至少一个的换热介质进行加热。
11.如权利要求10所述的温度控制装置,其特征在于,所述开关模块、所述储能模块、所述三相交流电机以及所述三相逆变器形成第一充电回路,所述三相交流电机、所述三相逆变器以及所述储能模块形成放电回路;
所述控制模块通过控制所述三相逆变器使所述第一充电回路和所述放电回路交替导通,以使所述动力电池对所述储能模块和所述三相线圈的充电过程以及所述储能模块和所述三相线圈的放电过程交替进行。
12.如权利要求11所述的温度控制装置,其特征在于,所述供电模块为动力电池,所述开关模块为第一开关模块;或者,所述供电模块为外部电源模块,所述开关模块为第二开关模块。
13.如权利要求12所述的温度控制装置,其特征在于,所述储能模块包括串联连接的储能器件和第一开关器件,所述储能模块的第一端连接所述三相逆变器的第一端,或者,所述储能模块的第一端连接所述三相逆变器的第二端,所述控制模块控制所述第一开关器件导通以控制所述储能模块处于工作状态。
14.如权利要求13所述的温度控制装置,其特征在于,所述储能模块包括储能器件、第一开关器件和第六开关器件,所述第六开关器件的连接端串联连接所述储能器件和所述第一开关器件,所述第六开关器件的第一选通端连接所述三相逆变器的第一端,所述第六开关器件的第二选通端连接所述三相逆变器的第二端,所述控制模块控制所述第六开关器件的连接端连接所述第一选通端或者所述第二选通端,所述控制模块还控制所述第一开关器件导通以控制所述储能模块处于工作状态。
15.如权利要求10所述的温度控制装置,其特征在于,所述三相逆变器包括三相桥臂,每相桥臂包括两个串联连接的功率开关单元,所述三相交流电机的三相线圈分别连接每相桥臂的两个功率开关单元的连接点;所述控制模块根据待加热功率获取所述三相逆变器的桥臂导通数量,并根据所述桥臂导通数量控制相应数量的桥臂进行工作。
16.如权利要求15所述的温度控制装置,其特征在于,所述控制模块获取所述动力电池的待加热功率小于第一预设功率时判定所述三相逆变器的桥臂导通数量为1条,控制所述三相桥臂中的任意一相桥臂工作或者所述三相桥臂轮流切换工作。
17.如权利要求16所述的温度控制装置,其特征在于,所述控制模块获取所述动力电池的待加热功率不小于第一预设功率并且小于第二预设功率时判定所述三相逆变器的桥臂导通数量为2条,控制三相桥臂中的任意2相桥臂工作或者三相桥臂中的三组两相桥臂依次工作,其中,所述三相逆变器包括A相桥臂、B相桥臂以及C相桥臂,第一组两相桥臂包括A相桥臂和B相桥臂,第二组两相桥臂包括A相桥臂和C相桥臂,第一组三相桥臂包括B相桥臂和C相桥臂。
18.如权利要求17所述的温度控制装置,其特征在于,所述控制模块分别向两相桥臂发送的PWM控制信号的相位相差180度。
19.如权利要求16所述的温度控制装置,其特征在于,所述控制模块获取所述动力电池的待加热功率不小于第二预设功率时判定所述三相逆变器的桥臂导通数量为3条,控制所述三相桥臂同时工作。
20.如权利要求19所述的温度控制装置,其特征在于,所述控制模块向所述三相桥臂发送相位相同的PWM控制信号;
或者,所述控制模块向所述三相桥臂发送相位不同的PWM控制信号,其中,一相桥臂的PWM控制信号的相位与另外两相桥臂的PWM控制信号的相位分别相差60度和-60度。
21.如权利要求19所述的温度控制装置,其特征在于,所述控制模块在所述三相桥臂同时工作时获取每相桥臂的电流值,并通过调节每相桥臂的控制信号使所述三相桥臂的电流平均值处于预设电流范围内。
22.如权利要求19所述的温度控制装置,其特征在于,所述控制模块在所述三相桥臂同时工作时,获取每相桥臂的电流值,并通过调节每相桥臂的控制信号使所述三相桥臂的电流值不完全相同并且每两相桥臂的电流差值小于预设电流阈值。
23.一种车辆,其特征在于,所述车辆还包括权利要求1至22任一项所述的温度控制装置。
24.如权利要求23所述的车辆,其特征在于,所述三相交流电机包括电机轴、定子组件以及电机壳体,所述电机轴上连接所述定子组件,所述定子组件设置于所述电机壳体内,所述电机壳体上设有换热介质入口和换热介质出口,所述电机壳体与所述定子组件之间设有换热介质通道,所述换热介质通道连接所述换热介质入口和所述换热介质出口。
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