CN112406467B - 电动汽车供暖装置及供暖方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车供暖装置及供暖方法，所述装置包括：地板导热板、地板冷却水路管道、三通阀、第一温度传感器和整车控制器；其中，所述地板导热板安装在电动汽车座椅下方；所述地板冷却水路管道安装在所述地板导热板内；所述三通阀的第一接口与外部的驱动***冷却循环水路管道相连，所述三通阀的第二接口与外部的膨胀水箱相连，所述三通阀的第三接端口与所述地板冷却水路管道的入口相连；所述第一温度传感器设置在所述三通阀的第一接口和所述驱动***冷却循环水路管道之间；整车控制器用于控制所述冷却液流动方向。本发明通过有效利用电机废热给乘员舱加热，解决电动汽车在冬季续航低的问题。

Description

电动汽车供暖装置及供暖方法
技术领域
本发明涉及纯电动汽车供暖技术领域，尤其涉及一种电动汽车供暖装置及供暖方法。
背景技术
现新能源纯电车型热管理***根据不同零部件对温度的不同要求以及乘员舱需求，一般会采用三套独立的水循环，包括驱动***冷却水循环、电池包冷却/加热水循环以及乘员舱冷却/加热水循环，如图1所示。
驱动***冷却循环与传统车型的发动机冷却循环类似，通过冷却水箱(散热器)与冷却电子扇对DC-DC转换器、车载充电机、电机控制器、驱动电机四个零部件进行冷却。
电池包对环境温度较为敏感，故采用单独的冷却/加热循环以保证电池包在适宜的温度下工作，延长使用寿命。
乘员舱冷却/加热***，通过电动压缩机进行制冷和乘员舱PTC进行制热来保证乘员的需求。
目前纯电动汽车普遍存在冬季续航低，实际续航与标称续航里程差距甚远问题，其主要原因为低温环境下纯电动汽车的热管理***会频繁调用大功率乘员舱PTC进行制热所致。纯电动汽车的电能是有限的，大功率乘员舱PTC占用了部分电能，那么分配到驱动电机的电能就会变少，电动汽车的实际续航就会降低。
发明内容
本发明实施例提供一种电动汽车供暖装置及供暖方法，通过有效利用电机废热给乘员舱加热，解决电动汽车在冬季续航低的问题。
为了实现上述目的，本发明一实施例提供了一种电动汽车供暖装置包括：地板导热板、地板冷却水路管道、三通阀、第一温度传感器和整车控制器；
其中，所述地板导热板安装在电动汽车座椅下方；
所述地板冷却水路管道安装在所述地板导热板内；
所述三通阀的第一接口与外部的驱动***冷却循环水路管道相连，所述三通阀的第二接口与外部的膨胀水箱相连，所述三通阀的第三接端口与所述地板冷却水路管道的入口相连；
所述第一温度传感器设置在所述三通阀的第一接口和所述驱动***冷却循环水路管道之间；所述第一温度传感器用于检测冷却液在进入所述地板冷却水路管道前的温度；
整车控制器用于获取所述第一温度传感器的第一检测温度以及根据所述第一检测温度控制所述三通阀的工作状态，继而控制所述冷却液流动方向。
作为上述方案的改进，所述整车控制器根据所述第一检测温度控制所述三通阀的工作状态，继而控制所述冷却液流动方向，具体为：
所述整车控制器判断所述第一检测温度是否达到供暖阈值，若是，则控制所述三通阀的第一接口与第三接口连通且第一接口与第二接口不连通；若否，则控制所述三通阀的第一接口与第二接口连通且第一接口与第三接口不连通。
作为上述方案的改进，所述的电动汽车供暖装置还包括：第二温度传感器；
所述第二温度传感器用于检测冷却液经过所述地板冷却水路管道后的温度；
所述整车控制器还用于获取所述第二温度传感器的第二检测温度。
作为上述方案的改进，所述整车控制器，还用于：
计算所述第一检测温度和所述第二检测温度的差值T；
若T大于或等于第一阈值，使所述三通阀的第一接口与第三接口连通且第一接口与第二接口不连通；
若T小于或等于第二阈值，使所述三通阀的第一接口与第二接口连通且第一接口与第三接口不连通。
作为上述方案的改进，所述地板导热板是通过对电动汽车座椅下方的原地板导热板进行改制得到的。
本发明又一实施例提供了一种电动汽车热管理***，包括：驱动***冷却循环水路***、电池包循环水路***、乘员舱循环水路***以及上述实施例所述电动汽车供暖装置。
所述电动汽车供暖装置与驱动***冷却循环水路***相连；所述驱动***冷却循环水路***还和所述乘员舱循环水路***相连；所述乘员舱循环水路***还和电池包循环水路***相连。
本发明提供的所述电动汽车供暖装置及供暖方法，通过改制电动汽车座椅下方地板导热板，将地板冷却水路管道置于导热板内，并将所述地板冷却水路管道与驱动***冷却水路管道相连接，通过控制器控制三通阀，根据温度传感器得到的温度控制三个接口之间的导通和闭合，将驱动电机多余得发热能量通过地板冷却水路管道传导至乘员舱，从而实现乘员舱加热而无需开启大功率乘员舱PTC加热器，这样可以使原来分配给PTC加热的电池包电量用于车辆行驶，从而提升续航里程。
附图说明
图1是一种电动车型热管理***的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的一种电动车型热管理***的结构示意图；
图3是本发明一实施例提供的三通阀的第一接口与第二接口连通示意图；
图4是本发明一实施例提供的三通阀的第一接口与第三接口连通示意图；
图5是家装用水冷地暖装置的结构示意图；
图6是本发明一实施例提供的一种地板导热板的结构示意图。
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。
请参见图2，本发明一实施例提供了一种电动车型热管理***，其包括电动汽车供暖装置1、驱动***冷却循环水路***2、电池包循环水路***3以及乘员舱循环水路***4。
所述电动汽车供暖装置1与驱动***冷却循环水路***2相连。所述驱动***冷却循环水路***2还和所述乘员舱循环水路***3相连。所述乘员舱循环水路***3还和电池包循环水路***4相连。
其中，所述电动汽车供暖装置1包括地板导热板10、地板冷却水路管道11、三通阀12、第一温度传感器13和整车控制器14。其中，所述地板导热板10安装在电动汽车座椅下方。所述地板冷却水路管道11安装在所述地板导热板10内。所述三通阀的第一接口A与外部的驱动***冷却循环水路管道相连，所述三通阀12的第二接口B与外部的膨胀水箱相连，所述三通阀12的第三接端口C与所述地板冷却水路管道11的入口相连。所述第一温度传感器13设置在所述三通阀12的第一接口A和所述驱动***冷却循环水路管道之间。所述第一温度传感器13用于检测冷却液在进入所述地板冷却水路管道11前的温度。整车控制器14用于获取所述第一温度传感器13的第一检测温度以及根据所述第一检测温度控制所述三通阀12的工作状态，继而控制所述冷却液流动方向。
所述驱动***冷却循环水路***2包括冷却水箱、电子扇、驱动***水泵、DC-DC转换器、车载充电器、电机控制器、驱动电机及驱动***膨胀水箱。其中，所述冷却水箱与所述DC-DC转换器相连，所述DC-DC转换器还和所述车载充电器相连，所述电机控制器还和所述驱动电机相连，所述驱动电机通过驱动***冷却循环水路管道与所述电动汽车供暖装置1相连，所述电动汽车供暖装置1还通过驱动***冷却循环水路管道与所述驱动***膨胀水箱相连，所述驱动***膨胀水箱还和所述驱动***水泵相连，所述驱动***水泵还和冷却水箱相连。
本发明实施例的电动车型热管理***，从驱动电机后面引出一条水路管道至车辆机舱导热板，将驱动电机产生的热量用于乘员舱加热。相比起图1的电动车型热管理***，新增零部件有温度传感器13、三通阀12、地板导热板10、温度传感器15及相应水管附件。整车控制器14通过获取温度传感器13的第一检测温度。
示例性地，所述整车控制器14根据所述第一检测温度控制所述三通阀12的工作状态，继而控制所述冷却液流动方向，具体为：
所述整车控制器14判断所述第一检测温度是否达到供暖阈值，若是，参见图4，则控制所述三通阀12的第一接口A与第三接口C连通且第一接口A与第二接口B不连通；若否，参见图3，则控制所述三通阀12的第一接口A与第二接口B连通且第一接口A与第三接口C不连通。
举例来说，冬季低温时，驾驶员驾驶电动车辆，需使用乘员舱加热功能。这时，整车控制器14通过温度传感器13检测到冷却液经过驱动***冷却循环水路***2中的管道中的驱动电机后，所述冷却液温度达到预设温度供暖阈值50℃或以上，这意味着此时电机的余热足以用于乘员舱制热。整车控制器14通过控制器三通阀12，将水流方向由“A-B-膨胀水箱”改变为“A-C-地板导热板10-膨胀水箱”，从而实现乘员舱加热。
示例性地，所述的电动汽车供暖装置1，还包括：第二温度传感器15。
所述第二温度传感器15用于检测冷却液经过所述地板冷却水路管道11后的温度。
所述整车控制器14还用于获取所述第二温度传感器15的第二检测温度。
计算所述第一检测温度和所述第二检测温度的差值T。
若T大于或等于第一阈值，参见图4，使所述三通阀12的第一接口A与第三接口C连通且第一接口A与第二接口B不连通；
若T小于或等于第二阈值，参见图3，使所述三通阀12的第一接口A与第二接口B连通且第一接口A与第三接口C不连通。
举例来说，整车控制器14通过第一温度传感器13和第二温度传感器15采集到的第一传感温度及第二传感温度计算来计算差值T，当T≥5℃时，持续保持三通阀12的A-C通道导通；当T≤2℃时，断开三通阀12的A-C通道，导通A-B通道。
本发明实施例通过设置第一阈值和第二阈值，动态调整三通阀12的导通方向，保证冷却液在流过乘员舱时温度的稳定，不会出现温度过高或过低。而且，若冷却液流过乘员舱后温度较低，会影响冷却液后续在驱动***冷却循环水路***2中其他部件的工作状态，这时候供暖效果也不明显，所以T小于等于第二阈值时断开三通阀12的A-C通道，导通A-B通道。
本发明提供的所述电动汽车供暖装置1，通过改制电动汽车座椅下方地板导热板，将地板冷却水路管道11置于地板导热板10内，并将所述地板冷却水路管道11与驱动***冷却水路管道相连接，通过整车控制器14控制三通阀12，根据温度传感器13和15得到的温度控制三个接口之间的导通和闭合，将驱动电机多余得发热能量通过地板冷却水路管道11传导至乘员舱，从而实现乘员舱加热而无需开启大功率乘员舱PTC加热器，这样可以使原来分配给PTC加热的电池包电量用于车辆行驶，提升续航里程。
示例性地，所述地板导热板是通过对电动汽车座椅下方的原地板导热板进行改制得到的。
参见图5，家装用水冷地暖装置原理是：以整个地面为散热器，通过地板辐射层中的热媒，均匀加热整个地面，利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导，来达到取暖的目的。
根据家装用水冷地暖装置原理，对座椅下方地板导热板进行改制，将冷却水路管道置于导热板内，改制后的地板导热板如图6所示。将冷却水路管道与驱动***冷却水路管道相连，通过调节三通阀开关对乘员舱进行加热。
本发明另一实施例提供了一种电动汽车供暖控制方法，应用于上述实施例中的电动汽车供暖装置1或者电动车型热管理***中，其包括步骤S1至步骤S4：
S1、获取所述第一温度传感器的第一检测温度。
S2、判断所述第一检测温度是否达到供暖阈值。
S3、若是，控制所述三通阀的第一接口与第三接口连通且第一接口与第二接口不连通。
S4、若否，控制所述三通阀的第一接口与第二接口连通且第一接口与第三接口不连通。
示例性地，所述电动汽车供暖控制方法，S4之后还包括：
S5、获取所述第二温度传感器的第二检测温度。
S6、计算所述第一检测温度和所述第二检测温度的差值T。
S7若T大于或等于第一阈值，使所述三通阀的第一接口与第三接口连通且第一接口与第二接口不连通。
S8、若T小于或等于第二阈值，使所述三通阀的第一接口与第二接口连通且第一接口与第三接口不连通。
本发明提供的所述电动汽车供暖方法，通过改制电动汽车座椅下方地板导热板，将地板冷却水路管道置于导热板内，并将所述地板冷却水路管道与驱动***冷却水路管道相连接，通过控制器控制三通阀，根据温度传感器得到的温度控制三个接口之间的导通和闭合，将驱动电机多余得发热能量通过地板冷却水路管道传导至乘员舱，从而实现乘员舱加热而无需开启大功率乘员舱PTC加热器，这样可以使原来分配给PTC加热的电池包电量用于车辆行驶，提升续航里程。
以上所揭露的仅为本发明一些较佳实施例，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种电动汽车供暖装置，其特征在于，包括：地板导热板、地板冷却水路管道、三通阀、第一温度传感器、第二温度传感器和整车控制器；
其中，所述地板导热板安装在电动汽车座椅下方；
所述地板冷却水路管道安装在所述地板导热板内；
所述三通阀的第一接口与外部的驱动***冷却循环水路管道相连，所述三通阀的第二接口与外部的膨胀水箱相连，所述三通阀的第三接端口与所述地板冷却水路管道的入口相连；
所述第一温度传感器设置在所述三通阀的第一接口和所述驱动***冷却循环水路管道之间；所述第一温度传感器用于检测冷却液在进入所述地板冷却水路管道前的温度；
所述第二温度传感器用于检测冷却液经过所述地板冷却水路管道后的温度；
整车控制器用于获取所述第一温度传感器的第一检测温度以及根据所述第一检测温度控制所述三通阀的工作状态，继而控制所述冷却液流动方向；
所述整车控制器还用于获取所述第二温度传感器的第二检测温度，并计算所述第一检测温度和所述第二检测温度的差值T；若T大于或等于第一阈值，使所述三通阀的第一接口与第三接口连通且第一接口与第二接口不连通；若T小于或等于第二阈值，使所述三通阀的第一接口与第二接口连通且第一接口与第三接口不连通。
2.根据权利要求1所述的电动汽车供暖装置，其特征在于，所述整车控制器根据所述第一检测温度控制所述三通阀的工作状态，继而控制所述冷却液流动方向，具体为：
所述整车控制器判断所述第一检测温度是否达到供暖阈值，若是，则控制所述三通阀的第一接口与第三接口连通且第一接口与第二接口不连通；若否，则控制所述三通阀的第一接口与第二接口连通且第一接口与第三接口不连通。
3.根据权利要求1所述电动汽车供暖装置，其特征在于，所述地板导热板是通过对电动汽车座椅下方的原地板导热板进行改制得到的。
4.一种电动汽车热管理***，其特征在于，包括：驱动***冷却循环水路***、电池包循环水路***、乘员舱循环水路***以及如权利要求1-3任一项所述电动汽车供暖装置；
所述电动汽车供暖装置与驱动***冷却循环水路***相连；所述驱动***冷却循环水路***还和所述乘员舱循环水路***相连；所述乘员舱循环水路***还和电池包循环水路***相连。
5.一种电动汽车供暖控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至3任一项所述的电动汽车供暖装置，包括：
获取所述第一温度传感器的第一检测温度；
判断所述第一检测温度是否达到供暖阈值；
若是，控制所述三通阀的第一接口与第三接口连通且第一接口与第二接口不连通；
若否，控制所述三通阀的第一接口与第二接口连通且第一接口与第三接口不连通；
获取所述第二温度传感器的第二检测温度；
计算所述第一检测温度和所述第二检测温度的差值T；
若T大于或等于第一阈值，使所述三通阀的第一接口与第三接口连通且第一接口与第二接口不连通；
若T小于或等于第二阈值，使所述三通阀的第一接口与第二接口连通且第一接口与第三接口不连通。
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