CN113665437A - 纯电动车动力电池的控制***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于纯电动车技术领域，公开了一种纯电动车动力电池的控制***及方法，***包括：电机冷却回路，设置有动力电机本体和散热器三；电池冷却回路，设置有动力电池、散热器三和散热器二；暖风回路，设置有散热器三、散热器四和风扇二；空调制冷回路，设置有散热器二、散热器五和空调压缩机总成，散热器五与风扇二连接；以及乘员舱，通过风扇二调温。该***相比现有动力电池控制***减少一个高压电气部件电加热装置，对动力电池和乘员舱进行加热，降低***成本。

Description

纯电动车动力电池的控制***及方法
技术领域
本发明涉及纯电动车技术领域，尤其涉及一种纯电动车动力电池的控制***及方法。
背景技术
续驶里程短是限制纯电动汽车发展的最主要因素，要想提高纯电动车的续驶里程，增加动力电池电量是最主要的途径。在保证纯电动汽车功能与性能的基础上，降低电动汽车成本是推广纯电动汽车的重要途经。
纯电动汽车的硬件成本基本不受销量的影响，但软件成本可以随着销量的增加而大幅降低。因此，通过软件开发即控制方法开发替代某些硬件的功能，是纯电动汽车降低成本的重要途经。
纯电动汽车的动力***由动力电机、动力电池、充电机和DC-DC组成，实现车辆基本的驱动和充电功能。此外，纯电动汽车还要具备一套热管理***，以保持乘员舱处于舒适的温度环境下，以及动力***工作在适当的温度下。热管理***由电加热装置、电动空调压缩机、电动水泵等零部件组成。电加热装置的作用是将电能转化为热能，在寒冷环境下加热乘员舱或动力电池。电动压缩机的作用是制冷，在炎热环境下为乘员舱和动力电池降温。水泵的作用是驱动冷却液流动，进行热交换。
而动力电机、动力电池、充电机和DC-DC等高压部件在工作时会产生余热，和热管理***中的电加热装置的功能有重叠。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纯电动车动力电池的控制***及方法，以解决纯电动车硬件成本高的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，一种纯电动车动力电池的控制***，包括：
电机冷却回路，设置有动力电机本体和散热器三；
电池冷却回路，设置有动力电池、所述散热器三和散热器二；
暖风回路，设置有所述散热器三、散热器四和风扇二；
空调制冷回路，设置有所述散热器二、散热器五和空调压缩机总成，所述散热器五与所述风扇二连接；以及
乘员舱，通过所述风扇二调温。
作为上述纯电动车动力电池的控制***的优选方案，所述电机冷却回路还设置有水泵一、三通阀三和三通阀一，其中：
所述水泵一的第一端依次连接所述动力电机本体和所述三通阀三的a通口，所述三通阀三的b通口与所述三通阀一的a通口连接并经过所述散热器三，所述三通阀三的c通口连接所述三通阀一的a通口，所述三通阀一的b通口连接至所述水泵一的第二端。
作为上述纯电动车动力电池的控制***的优选方案，所述电机冷却回路还设置有：
水温传感器一，设置在所述动力电机本体与所述三通阀三的a通口之间；以及
散热器一，设置在所述三通阀一和所述水泵一的第二端之间。
作为上述纯电动车动力电池的控制***的优选方案，所述散热器一还连有风扇一。
作为上述纯电动车动力电池的控制***的优选方案，所述电池冷却回路还设置有水泵二和三通阀二，所述水泵二的第一端依次连接所述动力电池、所述散热器二以及所述三通阀二的c通口，所述三通阀二的b通口与所述散热器二连通并经过所述散热器三，所述三通阀二的a通口连接所述水泵二的第二端。
作为上述纯电动车动力电池的控制***的优选方案，所述动力电池和所述散热器二之间设有水温传感器二以检测所述电池冷却回路内的冷却液进入所述动力电池之前的温度。
作为上述纯电动车动力电池的控制***的优选方案，所述暖风回路还设置有：
水泵三，设置在所述散热器三的第一端和所述散热器四的第一端之间；以及
水温传感器三，设置在所述散热器三的第二端和所述散热器四的第二端之间。
第二方面，一种纯电动车动力电池的控制方法，利用上述的纯电动车动力电池的控制***，所述方法包括：
整车处于充电加热模式且所述动力电池的温度低于第一预设温度时，所述动力电机本体将电能转化为热能，再通过所述电机冷却回路和所述电池冷却回路加热所述动力电池；
暖风模式下，所述动力电机本体将所述动力电池的电能转为机械能和热能，增加所述动力电机本体的发热功率，再通过所述电机冷却回路和所述暖风回路加热所述乘员舱。
本发明的有益效果：
对于纯电动车动力电池的控制***，散热器三能够将是电机冷却回路内的冷却液与暖风回路和电池冷却回路内冷却液交换热量，动力电机本体可以将电能转化为热能，再通过电机冷却回路和电池冷却回路加热动力电池，动力电机本体还可以将动力电池的电能转为机械能和热能，增加动力电机本体的发热功率，再通过电机冷却回路和暖风回路加热乘员舱，该***相比现有动力电池控制***减少一个高压电气部件电加热装置，对动力电池和乘员舱进行加热，降低***成本。
对于纯电动车动力电池的控制方法，动力电机本体可以将电能转化为热能，再通过电机冷却回路和电池冷却回路加热动力电池，动力电机本体还可以将动力电池的电能转为机械能和热能，增加动力电机本体的发热功率，再通过电机冷却回路和暖风回路加热乘员舱。
附图说明
图1是本申请实施例一的纯电动车动力电池的控制***的连接关系图。
图中：
101-充电机，102-DC-DC，103-动力电机逆变器，104-动力电机本体，105-动力电池，106-乘员舱；
201-水泵一，202-水泵二，203-水泵三；
303-三通阀二，304-三通阀三，305-三通阀一；
401-散热器一，402-散热器二，403-散热器三，404-散热器四，405-散热器五；
501-风扇一，502-风扇二；
602-空调压缩机总成；
701-水温传感器一，702-水温传感器二，703-水温传感器三；
801-空调三箱总成。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
实施例一：
本实施例提供一种纯电动车动力电池的控制***，如图1所示，该***包括电机冷却回路、电池冷却回路、暖风回路和空调制冷回路以及乘员舱106。
电机冷却回路设置有动力电机本体104和散热器三403，电池冷却回路设置有动力电池105、散热器三403和散热器二402，暖风回路设置有散热器三403、散热器四404和风扇二502，空调制冷回路设置有散热器二402、散热器五405和空调压缩机总成602，散热器五405与风扇二502连接，乘员舱106通过风扇二502调温。
散热器三403能够将是电机冷却回路内的冷却液与暖风回路和电池冷却回路内冷却液交换热量，动力电机本体104可以将电能转化为热能，再通过电机冷却回路和电池冷却回路加热动力电池105，动力电机本体104还可以将动力电池105的电能转为机械能和热能，增加动力电机本体104的发热功率，再通过电机冷却回路和暖风回路加热乘员舱，该***相比现有动力电池控制***减少一个高压电气部件电加热装置，对动力电池105和乘员舱106进行加热，降低***成本。
进一步，电机冷却回路还设置有水泵一201、三通阀三304和三通阀一305。
水泵一201的第一端依次连接动力电机本体104和三通阀三304的a通口，三通阀三304的b通口与三通阀一305的a通口连接并经过散热器三403，三通阀三304的c通口连接三通阀一305的a通口，三通阀一305的b通口连接至水泵一201的第二端。
需要说明的是，水泵一201和动力电机本体104之间还依次设有充电机101，DC-DC102和动力电机逆变器103。充电机101、DC-DC102、动力电机逆变器103和动力电机本体104是被冷却总成。
电机冷却回路还设置有水温传感器一701和散热器一401，水温传感器一701设置在动力电机本体104与三通阀三304的a通口之间，散热器一401设置在三通阀一305和水泵一201的第二端之间。
进一步，散热器一401还连有风扇一501。风扇一501的作用是增加电机冷却回路内的冷却液与外界空气的换热量。
水温传感器一701的作用是检测电机冷却回路内的冷却液流出被冷却总成之后的温度，该温度用于判断某些工作模式进入条件是否满足，并且作为三通阀一305状态切换的判断条件和风扇一501的工作转速的计算条件。
水泵一201的作用是驱动电机冷却回路内的冷却液流动，水泵一201与散热器一401、充电机101、DC-DC102、动力电机逆变器103和动力电机本体104交换热量，三通阀一305的作用是引导电机冷却回路内的冷却液能否流向散热器一401，三通阀三304的作用是引导电机冷却回路内的冷却液能否流向散热器三403，散热器一401的作用是电机冷却回路内的冷却液与外界空气交换热量。
进一步，电池冷却回路还设置有水泵二202和三通阀二303，水泵二202的第一端依次连接动力电池105、散热器二402以及三通阀二303的c通口，三通阀二303的b通口与散热器二402连通并经过散热器三403，三通阀二303的a通口连接水泵二202的第二端。
水泵二202的作用是驱动电池冷却回路内的冷却液流动，水泵二202与散热器二402、散热器三403和动力电池105交换热量，三通阀二303的作用是引导电池冷却回路内的冷却液能否流向散热器三403，散热器二402的作用是电池冷却回路内的冷却液与空调制冷回路内冷凝剂交换热量。
进一步，动力电池105和散热器二402之间设有水温传感器二702以检测电池冷却回路内的冷却液进入动力电池105之前的温度，该温度用于计算动力电机***103与104的发热功率和空调压缩机总成602的输出功率。
暖风回路还设置有水泵三203和水温传感器三703，水泵三203设置在散热器三403的第一端和散热器四404的第一端之间。水温传感器三703设置在散热器三403的第二端和散热器四404的第二端之间。
水泵三203的作用是驱动暖风回路内的冷却液流动，与散热器三403，散热器四404交换热量。
散热器三403的作用是发动机冷却回路内的冷却液与暖风回路、电机冷却回路、电池冷却回路内冷却液交换热量。
散热器四404的作用是暖风回路内冷却液与乘员舱106交换热量，风扇二502的作用是增加暖风回路内冷却液与乘员舱106的换热量，水温传感器三703的作用是检测暖风回路内的冷却液温度，该温度用于计算动力电机逆变器103和动力电机本体104的发热功率和风扇二502的工作转速。
在空调制冷回路中，空调压缩机总成602的作用是压缩并冷却空调制冷回路内的冷凝剂并驱动冷凝剂流动，空调压缩机总成602与散热器二402和散热器五405交换热量，散热器二402的作用是电池冷却回路内的冷却液与空调制冷回路内冷凝剂交换热量，散热器五405的作用是冷却回路内冷凝剂与乘员舱106交换热量，风扇二502的作用是增加冷却回路内冷凝剂与乘员舱106的换热量。
需要说明的是，散热器四404、散热器五405和风扇二502组成了空调三箱总成801，与乘员舱106交换热量。
实施例二：
本实施例提供一种纯电动车动力电池的控制方法，利用实施例一提供的纯电动车动力电池的控制***。
整车处于充电加热模式且动力电池105的温度低于第一温度时(本实施例中，第一温度设置为0℃)，动力电机本体104将电能转化为热能，再通过电机冷却回路和电池冷却回路加热动力电池105。
具体控制步骤为：打开三通阀一305的a通口和b通口，打开三通阀二303的a通口和b通口，打开三通阀三304的a通口和b通口，打开水泵一201和水泵二202，关闭空调602，关闭风扇一501，通过动力电机本体104的矢量控制，控制动力电机本体104工作于堵转状态，即输出转矩为零。利用充电机101，将电网端的电能通过动力电机本体104转化为热能，此时动力电机本体104相当于一个电阻，再通过电机冷却回路和电池冷却回路，加热动力电池105。当动力电池105达到第二温度后(在本申请实施例中，第二温度设置为5℃)，再进行充电。
暖风模式下，动力电机本体104将动力电池105的电能转为机械能和热能，增加动力电机本体104的发热功率，再通过电机冷却回路和暖风回路加热乘员舱106。
具体控制步骤为：打开三通阀一305的a通口和b通口，打开三通阀三304的a通口和b通口，打开水泵一201和水泵三203，关闭空调602，关闭风扇一501，打开风扇二502。通过动力电机本体104的矢量控制，控制动力电机本体104工作于转矩模式，将动力电池105的电能通过动力电机本体104转化为机械能和热能。通过动力电机本体104的矢量控制，降低动力电机本体104的工作效率，增加动力电机本体104的发热功率，再通过电机冷却回路和暖风回路，利用散热器四404和风扇二502加热乘员舱106。此功能可以实现在不启动发动机的条件下对乘员舱106进行加热。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种纯电动车动力电池的控制***，其特征在于，包括：
电机冷却回路，设置有动力电机本体(104)和散热器三(403)；
电池冷却回路，设置有动力电池(105)、所述散热器三(403)和散热器二(402)；
暖风回路，设置有所述散热器三(403)、散热器四(404)和风扇二(502)；
空调制冷回路，设置有所述散热器二(402)、散热器五(405)和空调压缩机总成(602)，所述散热器五(405)与所述风扇二(502)连接；以及
乘员舱(106)，通过所述风扇二(502)调温。
2.根据权利要求1所述的纯电动车动力电池的控制***，其特征在于，所述电机冷却回路还设置有水泵一(201)、三通阀三(304)和三通阀一(305)，其中：
所述水泵一(201)的第一端依次连接所述动力电机本体(104)和所述三通阀三(304)的a通口，所述三通阀三(304)的b通口与所述三通阀一(305)的a通口连接并经过所述散热器三(403)，所述三通阀三(304)的c通口连接所述三通阀一(305)的a通口，所述三通阀一(305)的b通口连接至所述水泵一(201)的第二端。
3.根据权利要求2所述的纯电动车动力电池的控制***，其特征在于，所述电机冷却回路还设置有：
水温传感器一(701)，设置在所述动力电机本体(104)与所述三通阀三(304)的a通口之间；以及
散热器一(401)，设置在所述三通阀一(305)和所述水泵一(201)的第二端之间。
4.根据权利要求3所述的纯电动车动力电池的控制***，其特征在于，所述散热器一(401)还连有风扇一(501)。
5.根据权利要求4所述的纯电动车动力电池的控制***，其特征在于，所述电池冷却回路还设置有水泵二(202)和三通阀二(303)，所述水泵二(202)的第一端依次连接所述动力电池(105)、所述散热器二(402)以及所述三通阀二(303)的c通口，所述三通阀二(303)的b通口与所述散热器二(402)连通并经过所述散热器三(403)，所述三通阀二(303)的a通口连接所述水泵二(202)的第二端。
6.根据权利要求5所述的纯电动车动力电池的控制***，其特征在于，所述动力电池(105)和所述散热器二(402)之间设有水温传感器二(702)以检测所述电池冷却回路内的冷却液进入所述动力电池(105)之前的温度。
7.根据权利要求6所述的纯电动车动力电池的控制***，其特征在于，所述暖风回路还设置有：
水泵三(203)，设置在所述散热器三(403)的第一端和所述散热器四(404)的第一端之间；以及
水温传感器三(703)，设置在所述散热器三(403)的第二端和所述散热器四(404)的第二端之间。
8.一种纯电动车动力电池的控制方法，其特征在于，利用权利要求1-7任一项所述的纯电动车动力电池的控制***，所述方法包括：
整车处于充电加热模式且所述动力电池(105)的温度低于第一预设温度时，所述动力电机本体(104)将电能转化为热能，再通过所述电机冷却回路和所述电池冷却回路加热所述动力电池(105)；
暖风模式下，所述动力电机本体(104)将所述动力电池(105)的电能转为机械能和热能，增加所述动力电机本体(104)的发热功率，再通过所述电机冷却回路和所述暖风回路加热所述乘员舱(106)。
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