整车热管理系统、整车热管理系统的控制方法及车辆与流程

1.本发明涉及汽车热管理技术领域，尤其涉及一种整车热管理系统、整车热管理系统的控制方法及车辆。


背景技术：

2.为了适应日益严峻的能源危机，当前汽车行业均致力于车辆能源降低的研究。其中，新能源车辆受到越来越广泛的关注。
3.目前，在新能源车辆技术中，冬季纯电车的续航里程衰减一直时困扰着主机厂的问题，而续航里程主要受电池电量的限制。但在新能源车辆中，电池的加热、乘员舱的加热等所需的能量均来自于电池，进而使本身并不多的储能更加捉襟见肘。因此，如何提高新能源车辆中能量的利用率，使车辆在等同电量时具有更长的续航里程，对提高产品竞争力及用户体验至关重要。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种整车热管理系统、整车热管理系统的控制方法及车辆，以解决新能源车辆的能量利用率有待提高的问题。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种整车热管理系统，包括：电机换热回路、热交换回路、电池换热回路、热泵换热回路和发动机换热回路；
6.所述电机换热回路通过第一控制阀、第二控制阀与所述热交换回路连接；所述电池换热回路上设置有第一换热模块，所述热交换回路上设置有第二换热模块，所述电池换热回路通过所述第二控制阀与所述第二换热模块连接；所述热泵换热回路与所述第二换热模块连接；所述发动机换热回路通过第三控制阀分别与暖风模块和所述第一换热模块连接；
7.所述整车热管理系统还包括与所述电机换热回路中的电机模块并联的车载充电机和变速器油冷器。
8.在一种可能的实现方式中，所述电机换热回路包括电机模块和散热模块中的低温散热器；
9.所述电机换热回路通过第一控制阀、第二控制阀与所述热交换回路连接，包括：
10.所述电机模块的一端通过所述第一控制阀的第一阀口、第二阀口连接至所述第二控制阀的第一阀口，所述第二控制阀的第二阀口与所述第二换热模块的第一端连接，所述第二换热模块的第二端与所述电机模块的另一端连接；
11.所述第一控制阀的第三阀口与所述低温散热器的一端连接，所述低温散热器的另一端与所述电机模块的另一端连接。
12.在一种可能的实现方式中，整车热管理系统还包括第四控制阀；
13.所述整车热管理系统还包括与所述电机换热回路中的电机模块并联的车载充电机和变速器油冷器，包括：
14.所述第四控制阀的第一阀口与所述低温散热器的另一端连接，所述第四控制阀的第二阀口与所述车载充电机的一端连接，所述车载充电机的另一端与所述变速器油冷器的一端连接，所述变速器油冷器的另一端与所述电机模块的一端连接，所述第四控制阀的第三阀口与所述电机模块的另一端连接。
15.在一种可能的实现方式中，所述电池换热回路包括电池模块；
16.所述电池换热回路通过所述第二控制阀与所述第二换热模块连接，包括：
17.所述电池模块的一端与所述第一换热模块的第一端连接，所述第一换热模块的第二端通过所述第二控制阀的第三阀口、第二阀口与所述第二换热模块的第一端连接，所述第二换热模块的第二端还与所述电池模块的另一端连接。
18.在一种可能的实现方式中，所述热泵换热回路包括压缩机、室内换热器、室外换热器、气液分离器；
19.所述热泵换热回路与所述第二换热模块连接，包括：
20.所述压缩机的一端与所述室内换热器的一端连接，所述室内换热器的另一端通过第一电子膨胀阀与所述室外换热器的一端连接，所述室外换热器的另一端通过第一截止阀与所述气液分离器的一端连接，所述气液分离器的另一端与所述压缩机的另一端连接；
21.所述室内换热器的另一端还通过第二截止阀、第二电子膨胀阀与所述第二换热模块的第三端连接，所述第二换热模块的第四端与第五控制阀的第一阀口连接，所述第五控制阀的第二阀口与所述气液分离器的一端连接；所述第五控制阀的第三阀口连接在所述压缩机和所述室内换热器的一端之间；所述室外换热器的另一端还与第三截止阀的一端连接，所述第三截止阀的另一端一路连接在所述第二截止阀、所述第二电子膨胀阀之间，另一路通过第三电子膨胀阀、蒸发器与所述气液分离器的一端连接。
22.在一种可能的实现方式中，所述发动机换热回路包括发动机模块和散热模块中的高温散热器；
23.所述发动机换热回路通过第三控制阀分别与暖风模块和所述第一换热模块连接，包括：
24.所述发动机模块的一端与所述高温散热器的一端连接，所述高温散热器的另一端与所述发动机模块的另一端连接；所述发动机模块的另一端还通过所述第三控制阀的第三阀口、第一阀口与所述暖风模块的一端连接，所述暖风模块的另一端与所述发动机模块的一端连接；所述发动机模块的另一端还通过所述第三控制阀的第三阀口、第二阀口与所述第一换热模块的第三端连接，所述第一换热模块的第四端连接在所述第三控制阀的第三阀口与所述发动机模块的另一端之间。
25.第二方面，本发明实施例提供了一种整车热管理系统的控制方法，应用于如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的整车热管理系统，所述控制方法包括：
26.获取车辆参数，根据所述车辆参数确定整车热管理系统的所需工况；
27.控制整车热管理系统中的第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀的导通方向，以使整车热管理系统工作于所述所需工况。
28.在一种可能的实现方式中，控制整车热管理系统中的第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀的导通方向，以使整车热管理系统工作于所述所需工况，包括：
29.若所需工况为电机废热给电池加热，则控制所述第一控制阀和所述第二控制阀使
所述电机换热回路中的电机模块与所述热交换回路中的第二换热模块导通，并控制所述第二控制阀使所述电池换热回路与所述第二换热模块导通，以通过所述第二换热模块使所述电机模块与所述电池换热回路连接，以使电机废热给电池加热；
30.若所需工况为发动机废热加热电池，则控制所述第二控制阀使所述电池换热回路与所述第一换热模块导通，控制第三控制阀使所述发动机换热回路与所述第一换热模块导通，以通过所述第一换热模块使所述电池换热回路与所述发动机换热回路连接，以使发动机废热加热电池；
31.若所需工况为发动机废热加热电池和电机，则控制所述第一控制阀和所述第二控制阀使所述电机换热回路中的电机模块与所述热交换回路中的第二换热模块导通，并控制所述第二控制阀使所述电池换热回路与所述第二换热模块、所述第一换热模块导通，控制第三控制阀使所述发动机换热回路与所述第一换热模块导通，以通过所述第一换热模块、所述第二换热模块使所述电机模块与所述电池换热回路均与所述发动机换热回路连接，以使发动机废热加热电池和电机。
32.在一种可能的实现方式中，控制整车热管理系统中的第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀的导通方向，以使整车热管理系统工作于所述所需工况，包括：
33.若所需工况为热泵吸收发动机废热，则控制第三控制阀使所述发动机换热回路与所述第一换热模块导通，并控制第二控制阀使所述第一换热模块与所述热交换回路中的第二换热模块导通，以通过所述第一换热模块和所述第二换热模块使所述热泵换热回路和所述发动机换热回路连接，以使热泵吸收发动机废热。
34.若所需工况为热泵吸收电机废热，则控制所述第一控制阀和所述第二控制阀使所述电机换热回路中的电机模块与所述热交换回路中的第二换热模块导通，以通过所述第二换热模块使所述热泵换热回路和所述电机换热回路连接，以使热泵吸收电机废热。
35.第三方面，本发明实施例提供了一种车辆，包括电子设备以及如上述第一方面的整车热管理系统，电子设备包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述第二方面的整车热管理控制方法的步骤。
36.本发明实施例提供一种整车热管理系统、整车热管理系统的控制方法及车辆，该系统电机换热回路通过第一控制阀、第二控制阀与热交换回路连接；电池换热回路上设置有第一换热模块，热交换回路上设置有第二换热模块，电池换热回路通过第二控制阀与第二换热模块连接；热泵换热回路与第二换热模块连接；发动机换热回路通过第三控制阀分别与暖风模块和第一换热模块连接；整车热管理系统还包括与电机换热回路中的电机模块并联的车载充电机和变速器油冷器。从而可以在需要的时候，利用第一控制阀和第二控制阀控制电机换热回路与电池换热回路之间的断开或连接，或者控制热泵换热回路与电池换热回路之间，以及热泵换热回路与电机换热回路之间的断开或连接；利用第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀控制发动机换热回路与电池换热回路之间，以及发动机换热回路、电池换热回路和电机换热回路之间的断开或连接，或者控制发动机换热回路与热泵换热回路之间的断开或连接。进而可以在需要的时候，通过电机废热或利用热泵给电池加热，以降低电池加热系统的能耗，有利于提高整车续航能力；或者利用发动机余热同时给电机和电池或者单独给电池加热，以在节能的同时使电机和/或电池工作在最佳工作温度；或者使热泵同
时吸收环境热量和电机废热或者吸收电机废热或者吸收发动机废热，从而使热泵可以吸收一切可以吸收的能量，拓宽热泵的使用环境温度。在此基础上，使电机换热回路、电池换热回路、热泵换热回路和发动机换热回路的能量被有效利用，提高能量利用率，从而提高整车续航能力。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明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。
38.图1是本发明实施例提供的整车热管理系统的结构示意图；
39.图2是本发明实施例提供的发动机废热加热电机和电池的实现流程图；
40.图3是本发明实施例提供的热泵吸收发动机废热的实现流程图；
41.图4是本发明实施例提供的热泵同时吸收环境热量和电机废热的结构示意图；
42.图5是本发明实施例提供的热泵吸收电机废热的示意图。
具体实施方式
43.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
44.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
45.如图1所示，本发明实施例提供的整车热管理系统中，包括：电机换热回路、热交换回路、电池换热回路、热泵换热回路和发动机换热回路。本实施例中的电机换热回路为电机模块10、第一控制阀12(1、3阀口通)、低温散热器lt rad连接构成的回路；电池换热回路为电池模块20构成的回路；热交换回路为第二换热模块22构成的回路；热泵换热回路为压缩机30、室内换热器31、室外换热器32、气液分离器33连接构成的回路；发动机换热回路为发动机模块40、高温散热器44连接构成的回路。电机换热回路通过第一控制阀12、第二控制阀23与热交换回路连接；电池换热回路上设置有第一换热模块21，热交换回路上设置有第二换热模块22，电池换热回路通过第二控制阀23与第二换热模块22连接；热泵换热回路与第二换热模块22连接；发动机换热回路通过第三控制阀42分别与暖风模块41和第一换热模块21连接。
46.其中，整车热管理系统还包括与电机换热回路中的电机模块10并联的车载充电机14和变速器油冷器16。
47.可选的，如图1所示，电机换热回路包括电机模块10和散热模块11中的低温散热器lt rad。电机模块10的一端通过第一控制阀12的第一阀口、第二阀口连接至第二控制阀23的第一阀口，第二控制阀23的第二阀口与第二换热模块22的第一端连接，第二换热模块22的第二端与电机模块10的另一端连接；第一控制阀12的第三阀口与低温散热器lt rad的一
端连接，低温散热器lt rad的另一端与电机模块10的另一端连接。
48.可选的，如图1所示，整车热管理系统还包括第四控制阀13；第四控制阀13的第一阀口与低温散热器lt rad的另一端连接，第四控制阀13的第二阀口与车载充电机14的一端连接，车载充电机14的另一端与变速器油冷器16的一端连接，变速器油冷器16的另一端与电机模块10的一端连接，第四控制阀13的第三阀口与电机模块10的另一端连接。
49.可选的，如图1所示，电池换热回路包括电池模块20；电池模块20的一端与第一换热模块21的第一端连接，第一换热模块21的第二端通过第二控制阀23的第三阀口、第二阀口与第二换热模块22的第一端连接，第二换热模块22的第二端还与电池模块20的另一端连接。
50.可选的，如图1所示，热泵换热回路包括压缩机30、室内换热器31、室外换热器32、气液分离器33；压缩机30的一端与室内换热器31的一端连接，室内换热器31的另一端通过第一电子膨胀阀35a与室外换热器32的一端连接，室外换热器32的另一端通过第一截止阀36a与气液分离器33的一端连接，气液分离器33的另一端与压缩机30的另一端连接；室内换热器31的另一端还通过第二截止阀36b、第二电子膨胀阀35b与第二换热模块22的第三端连接，第二换热模块22的第四端与第五控制阀34的第一阀口连接，第五控制阀34的第二阀口与气液分离器33的一端连接；第五控制阀34的第三阀口连接在压缩机30和室内换热器31的一端之间；室外换热器32的另一端还与第三截止阀36c的一端连接，第三截止阀36c的另一端一路连接在第二截止阀36b、第二电子膨胀阀35b之间，另一路通过第三电子膨胀阀35c、蒸发器37与气液分离器33的一端连接。
51.可选的，如图1所示，发动机换热回路包括发动机模块40和散热模块11中的高温散热器ht rad；发动机模块40的一端与高温散热器ht rad的一端连接，高温散热器ht rad的另一端与发动机模块40的另一端连接；发动机模块40的另一端还通过第三控制阀42的第三阀口、第一阀口与暖风模块41的一端连接，暖风模块41的另一端与发动机模块40的一端连接；发动机模块40的另一端还通过第三控制阀42的第三阀口、第二阀口与第一换热模块21的第三端连接，第一换热模块21的第四端连接在第三控制阀42的第三阀口与发动机模块40的另一端之间。
52.需要说明的是，如图1所示，整车热管理系统中还包括溢水罐50a和50b，用于向电机换热回路、电池换热回路和发动机换热回路通入冷却液，以通过冷却液的流动进行热量传递。三个换热回路中均连接有电子水泵(即图中的电机水泵60a、电池水泵60b和发动机水泵60d)，以提供冷却液的流动动力。三个换热回路中还均连接有单向节流阀70a、70b、70c，从而控制冷却液的流量和方向。发动机换热回路还可以包括节温器43；发动机模块40的一端通过节温器43分别与高温散热器ht rad的一端、暖风模块41的另一端连接；节温器43用于根据冷却水的温度调整冷却水的流向。
53.示例性的，第一控制阀12、第二控制阀23、第三控制阀42、第四控制阀13和第五控制阀34可以均为三通电磁阀。
54.其中，在第一控制阀12的阀口1、阀口3通，阀口2不通时，且第四控制阀13的阀口1、阀口3通，阀口2不通时，可以将电机换热回路和电池换热回路断开，使散热模块11中的低温散热器lt rad给电机模块10散热。低温散热器lt rad给电机模块10散热的路径为：
55.电机水泵60a
→
第四控制阀13(1、3通)
→
电机模块10
→
第一控制阀12(1、3通)
→
低
温散热器lt rad
→
溢水罐50a
→
电机水泵60a。
56.示例性的，电机模块10可以包括p2.5mcu、dc/dc、p4三合一控制器、电机，当电机启动后，电机发热，若温度过高则会影响电机正常工作，本实施可利用低温散热器lt rad给电机模块10散热，使电机在合适的温度下工作。
57.其中，在第一控制阀12的第一阀口1和第三阀口3导通，且第四控制阀13的第一阀口1和第二阀口2导通时，散热模块11中的低温散热器lt rad给串联的车载充电机14和变速器油冷器16降温。低温散热器lt rad给串联的车载充电机14和变速器油冷器16降温时的降温路径为：
58.电机水泵60a
→
第四控制阀13(1、2通)
→
obc14
→
变速器油冷器16
→
第一控制阀12(1、3通)
→
低温散热器lt rad
→
溢水罐50a
→
电机水泵60a。
59.如图1所示，变速器油冷器16既串联于车载充电机14(即图1中的obc)所在的回路中，也串联于变速器15所在的回路中。通过变速器油冷器16与车载充电机14串联后与电机模块10并联，可以在需要给变速器油冷器和obc进行降温时，通过散热模块11中的低温散热器lt rad进行降温。并在没有必要给变速器油冷器和obc降温时，只给电机模块10降温，进而节约水泵能耗。
60.其中，在第一控制阀12的阀口2、阀口3通，阀口1不通，且第二控制阀23的阀口1、阀口3通，阀口2不通时，可以将电机换热回路中的电机模块10断开，使低温散热器lt rad给电池模块20散热。低温散热器lt rad给电池模块20散热的路径为：
61.电池水泵60b
→
电池模块20
→
第一换热模块21
→
第二控制阀23(3、1通)
→
第一控制阀12(2、3通)
→
低温散热器lt rad
→
溢水罐50a
→
电池水泵60b。
62.电池模块20也需要工作在合适的温度，本实施可利用低温散热器lt rad给电池模块20散热，使电池在合适的温度下工作。
63.其中，在第一控制阀12的阀口1、阀口2通，阀口3不通，第四控制阀13的阀口1、阀口3通，阀口2不通，且第二控制阀23的阀口1、阀口2、阀口3均通时，可以将电机换热回路中的电机模块10和散热模块11断开，并将电机换热回路中的电机模块10与电池换热回路连接，使电机废热给电池加热。电机废热给电池加热的路径为：
64.电机水泵60a
→
第四控制阀13(1、3通)
→
电机模块10
→
第一控制阀12(1、2通)
→
第二控制阀23(1、2通)
→
第二换热模块22
→
电机水泵60a。
65.电池水泵60b
→
电池模块20
→
第一换热模块21
→
第二控制阀23(3、2通)
→
第二换热模块22
→
电池水泵60b。
66.本实施例中，若恰好电机模块10有散热需求而电池模块20有加热需求，则可以利用电机废热给电池加热，以提高能量利用率。
67.其中，在第二控制阀23的阀口3、阀口2通，阀口1不通，且第三控制阀42的阀口1、阀口2通，阀口3不通时，可以将电池换热回路和电机换热回路断开，并将电池换热回路和发动机换热回路连接，使发动机废热加热电池。发动机废热加热电池的路径为：
68.电池水泵60b
→
电池模块20
→
第一换热模块21
→
第二控制阀23(3、2通)
→
第二换热模块22
→
电池水泵60b。
69.发动机模块40
→
节温器43
→
暖风水泵60d
→
暖风芯体ch
→
第三控制阀42(1、2通)
→
第一换热模块21
→
发动机水泵60c
→
发动机模块40。
70.本实施例中，将电池换热回路和电机换热回路断开，并将电池换热回路和发动机换热回路连接，则可以利用发动机废热加热电池。此时若电机模块10有散热需求而电池模块20有加热需求，而仅通过电机废热给电池加热无法满足电机模块10的散热需求时，利用发动机废热加热电池，则可以使电机模块10单独散热，从而使电机模块10和电池模块20均工作在合适的温度下。
71.若电池模块20没有加热需求，则发动机可以通过发动机水泵60c
→
发动机模块40
→
节温器43
→
高温散热器ht rad
→
发动机水泵60c进行散热。其中，高温散热器ht rad可以与热泵换热回路30中的室外换热器32、低温散热器lt rad相邻设置。
72.其中，在第一控制阀12的阀口1、阀口2通，阀口3不通，且第二控制阀23的阀口1、阀口2、阀口3均通，且第三控制阀42的阀口1、阀口2通，阀口3不通时，可以将电机换热回路中的电机模块10和散热模块11断开，将电机换热回路中的电机模块10与电池换热回路连接，并将发动机换热回路与电池换热回路、电机模块10均连接，使发动机废热加热电机和电池。如图2所示，发动机废热加热电机和电池的路径为：
73.电机水泵60a
→
第四控制阀13(1、3通)
→
电机模块10
→
第一控制阀12(1、2通)
→
第二控制阀23(1、2通)
→
第二换热模块22
→
电机水泵60a。
74.电池水泵60b
→
电池模块20
→
第一换热模块21
→
第二控制阀23(3、2通)
→
第二换热模块22
→
电池水泵60b。
75.发动机模块40
→
节温器43
→
暖风水泵60d
→
暖风芯体ch
→
第三控制阀42(1、2通)
→
第一换热模块21
→
发动机水泵60c
→
发动机模块40。
76.本实施例中，若电机模块10和电池模块20均有加热需求，也可以利用发动机废热同时加热电机和电池，进一步提高能量利用率。
77.其中，在第一控制阀12的阀口1、阀口2通，阀口3不通，且第二控制阀23的阀口1、阀口2通时，可以使电机换热回路中的电机模块10与热交换回路中的第二换热模块22连接，同时热泵换热回路与热交换回路中的第二换热模块22也连接，从而使电机换热回路中的电机模块10和热泵换热回路300间接连接，使热泵吸收电机废热。
78.本实施例中，通过使电机换热回路中的电机模块10和热泵换热回路间接连接，从而使热泵不仅可以吸收环境的热量，还可以同时吸收电机的热量，进而拓宽热泵的使用环境温度。
79.其中，在第五控制阀34的阀口1、阀口2通，阀口3不通，且第三控制阀42的阀口1、阀口2通，阀口3不通，且第二控制阀23的阀口1、阀口3通时，使发动机换热回路通过第一换热模块21、第二换热模块22与热泵换热回路连接，使热泵吸收发动机废热。如图3所示，热泵吸收发动机废热的路径为：
80.发动机水泵60c
→
发动机模块40
→
节温器43
→
暖风水泵60d
→
暖风芯体ch
→
第三控制阀42(1、2通)
→
第一换热模块21
→
第二控制阀23(3、2通)
→
第二换热模块22
→
第五控制阀34(1、2通)
→
气液分离器33
→
压缩机30。
81.发动机水泵60c
→
发动机模块40
→
节温器43
→
暖风水泵60d
→
暖风芯体ch
→
第三控制阀42(1、2通)
→
第一换热模块21
→
发动机水泵60c。
82.本实施例中，通过使发动机换热回路通过第一换热模块21、第二换热模块22与热泵换热回路连接，从而使热泵不仅可以吸收环境的热量、电机的热量，还可以吸收发动机的
热量，从而进一步拓宽热泵的使用环境温度。
83.其中，结合热泵换热回路的具体结构，在第五控制阀34的阀口1、阀口2、阀口3均不通时，可以将热泵换热回路与其他回路均断开，使热泵单独加热乘员舱。热泵加热乘员舱的路径为：
84.压缩机30
→
室内换热器31
→
第一电子膨胀阀35a
→
室外换热器32
→
第一截止阀36a
→
气液分离器33
→
压缩机30。
85.室内换热器31
→
暖风模块41。
86.其中，室内换热器31可以和暖风模块41相邻设置，从而采用热泵和暖风模块41组合的形式。在热泵加热乘员舱时，若环境温度较低或者说乘员舱的加热需求较大，可以令热泵为主，暖风模块41为辅。若环境温度相对较高或者说乘员舱的加热需较小，可以优先利用暖风模块41的能量进行加热，热泵为辅。而且暖风模块41还可以辅助发动机采暖。因此，采用热泵和暖风模块41组合的形式，可以使整车热管理系统的采暖能效更高，更加节能。
87.其中，在第五控制阀34的阀口3、阀口1通，阀口2不通，且第二控制阀23的阀口3、阀口2通，阀口1不通时，可以将热泵换热回路和电池换热回路连接，使热泵加热电池。并且，还可以使热泵加热电池和乘员舱。其中，热泵加热电池的路径为：
88.压缩机30
→
第五控制阀34(3、1通)
→
第二换热模块22
→
第二电子膨胀阀35b
→
第二截止阀36b
→
第一电子膨胀阀35a
→
室外换热器32
→
第一截止阀36a
→
气液分离器34
→
压缩机30。
89.电池水泵60b
→
电池模块20
→
第一换热模块21
→
第二控制阀23(3、2通)
→
第二换热模块22
→
电池水泵60b。
90.其中，热泵加热电池和乘员舱的路径为：
91.压缩机30
→
室内换热器31
→
第一电子膨胀阀35a
→
室外换热器32
→
第一截止阀36a
→
气液分离器33
→
压缩机30。
92.压缩机30
→
第五控制阀34(3、1通)
→
第二换热模块22
→
第二电子膨胀阀35b
→
第二截止阀36b
→
第一电子膨胀阀35a
→
室外换热器32
→
第一截止阀36a
→
气液分离器34
→
压缩机30。
93.电池水泵60b
→
电池模块20
→
第一换热模块21
→
第二控制阀23(3、2通)
→
第二换热模块22
→
电池水泵60b。
94.本实施例中，当车辆热泵系统启动的时候，可以利用热泵给乘员舱加热，并给电池进行加热，热泵的利用能够大大降低空调采暖和电池加热系统的能耗，从而提高整车续航能力。
95.其中，在第一控制阀12的阀口1、阀口2通，阀口3不通，且第二控制阀23的阀口1、阀口2通时，可以使电机换热回路中的电机模块10与第二换热模块22连接，同时使热泵换热回路与第二换热模块22连接，从而使电机换热回路中的电机模块10和热泵换热回路间接连接，使热泵吸收电机废热。
96.如图4所示，控制第一电子膨胀阀35a、第三截止阀36c、第二电子膨胀阀35b打开，控制第二截止阀36b关闭，使热泵同时吸收环境热量和电机废热的路径为：
97.压缩机30
→
室内换热器31
→
第一电子膨胀阀35a
→
室外换热器32
→
第三截止阀36c
→
第二电子膨胀阀36b
→
第二换热模块22
→
第五控制阀34(1、2通)
→
气液分离器33
→
压
缩机30。
98.电机水泵60a
→
第四控制阀13(1、3通)
→
电机模块10
→
第一控制阀12(1、2通)
→
第二控制阀23(1、2通)
→
第二换热模块22
→
电机水泵60a。
99.如图5所示，控制第一电子膨胀阀35a和第三截止阀36c关闭，控制第二电子膨胀阀35b和第二截止阀36b打开，使热泵吸收电机废热的路径为：
100.压缩机30
→
室内换热器31
→
第二截止阀36b
→
第二电子膨胀阀35b
→
第二换热模块22
→
第五控制阀34(1、2通)
→
气液分离器33
→
压缩机30。
101.电机水泵60a
→
第四控制阀13(1、3通)
→
电机模块10
→
第一控制阀12(1、2通)
→
第二控制阀23(1、2通)
→
第二换热模块22
→
电机水泵60a。
102.本实施例中，通过使电机换热回路中的电机模块10和热泵换热回路间接连接，从而使热泵不仅可以吸收环境的热量，还可以同时吸收电机的热量，进而拓宽热泵的使用环境温度。
103.可选的，热泵换热回路还可以包括第三电子膨胀阀35c和蒸发器37，以基于第三电子膨胀阀35c和蒸发器37进行制冷。
104.本发明实施例电机换热回路通过第一控制阀、第二控制阀与热交换回路连接；电池换热回路上设置有第一换热模块，热交换回路上设置有第二换热模块，电池换热回路通过第二控制阀与第二换热模块连接；热泵换热回路与第二换热模块连接；发动机换热回路通过第三控制阀分别与暖风模块和第一换热模块连接；整车热管理系统还包括与电机换热回路中的电机模块并联的车载充电机和变速器油冷器。从而可以在需要的时候，利用第一控制阀和第二控制阀控制电机换热回路与电池换热回路之间的断开或连接，或者控制热泵换热回路与电池换热回路之间，以及热泵换热回路与电机换热回路之间的断开或连接；利用第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀控制发动机换热回路与电池换热回路之间，以及发动机换热回路、电池换热回路和电机换热回路之间的断开或连接，或者控制发动机换热回路与热泵换热回路之间的断开或连接。进而可以在需要的时候，通过电机废热或利用热泵给电池加热，以降低电池加热系统的能耗，有利于提高整车续航能力；或者利用发动机余热同时给电机和电池或者单独给电池加热，以在节能的同时使电机和/或电池工作在最佳工作温度；或者使热泵同时吸收环境热量和电机废热或者吸收电机废热或者吸收发动机废热，从而使热泵可以吸收一切可以吸收的能量，拓宽热泵的使用环境温度。在此基础上，使电机换热回路、电池换热回路、热泵换热回路和发动机换热回路的能量被有效利用，提高能量利用率，从而提高整车续航能力。
105.本发明实施例还提供了一种整车热管理系统的控制方法，该控制方法应用于上述整车热管理系统，包括：
106.获取车辆参数，根据车辆参数确定整车热管理系统的所需工况。
107.控制整车热管理系统中的第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀的导通方向，以使整车热管理系统工作于所需工况。
108.可选的，在热泵换热回路处于制热工况且发动机换热回路处于散热工况时(即根据车辆参数确定的整车热管理系统的所需工况为热泵吸收发动机废热)，则控制第三控制阀使发动机换热回路与第一换热模块导通，并控制第二控制阀使第一换热模块与热交换回路中的第二换热模块导通，以通过第一换热模块和第二换热模块使热泵换热回路和发动机
换热回路连接，以使热泵吸收发动机废热。
109.本实施例中，在环境温度较低，热泵系统不能从环境温度中吸收足够的热量，而发动机又有散热需求时，使发动机换热回路通过第一换热模块21、第二换热模块22与热泵换热回路连接，从而使热泵不仅可以吸收环境的热量，还可以吸收发动机的热量，使热泵系统可以适用于更低的环境温度，进而拓宽热泵的使用环境温度。
110.可选的，在热泵换热回路处于制热工况且电机换热回路处于散热工况时(即根据车辆参数确定的整车热管理系统的所需工况为热泵吸收电机废热)，控制第一控制阀和第二控制阀使电机换热回路中的电机模块与热交换回路中的第二换热模块导通，以通过第二换热模块使热泵换热回路和电机换热回路连接，以使热泵吸收电机废热，或者同时吸收环境热量和电机废热。
111.本实施例中，在环境温度较低，热泵系统不能从环境温度中吸收足够的热量，而电机又有散热需求时，使电机换热回路中的电机模块10和热泵换热回路间接连接，从而使热泵不仅可以吸收环境的热量，还可以同时吸收电机的热量，进而拓宽热泵的使用环境温度。
112.可选的，在热泵换热回路处于制热工况且电池换热回路有加热需求时，控制第五控制阀使压缩机和第二换热模块连接，控制第二控制阀使第一换热模块和第二换热模块连接，以通过第二换热模块使热泵换热回路和电池换热回路连接，以使热泵加热电池。
113.在此基础上，热泵还可以通过路径压缩机30
→
室内换热器31
→
第一电子膨胀阀35a
→
室外换热器32
→
第一截止阀36a
→
气液分离器33
→
压缩机30，以及室内换热器31
→
暖风模块41加热乘员舱。
114.本实施例中，当车辆热泵系统启动的时候，可以利用热泵给乘员舱加热，并给电池进行加热，热泵的利用能够大大降低空调采暖和电池加热系统的能耗，从而提高整车续航能力。
115.可选的，在电机换热回路处于散热工况且电池换热回路有加热需求时(即根据车辆参数确定的整车热管理系统的所需工况为电机废热给电池加热)，控制第一控制阀和第二控制阀使电机换热回路中的电机模块与热交换回路中的第二换热模块导通，并控制第二控制阀使电池换热回路与第二换热模块导通，以通过第二换热模块使电机模块和电池换热回路连接，以使电机废热给电池加热。
116.可选的，在发动机换热回路处于散热工况且电池换热回路有加热需求时(即根据车辆参数确定的整车热管理系统的所需工况为发动机废热加热电池)，则控制第二控制阀使电池换热回路与第一换热模块导通，控制第三控制阀使发动机换热回路与第一换热模块导通，以通过第一换热模块使电池换热回路与发动机换热回路连接，以使发动机废热加热电池。
117.可选的，在发动机换热回路处于散热工况且电机换热回路和电池换热回路均有加热需求时(即根据车辆参数确定的整车热管理系统的所需工况为发动机废热加热电池和电机)，控制第一控制阀和第二控制阀使电机换热回路中的电机模块与热交换回路中的第二换热模块导通，并控制第二控制阀使电池换热回路与第二换热模块、第一换热模块导通，控制第三控制阀使发动机换热回路与第一换热模块导通，以通过第一换热模块和第二换热模块使电机模块与电池换热回路均与发动机换热回路连接，以使发动机废热加热电机和电池。
118.本实施例中，当车辆电池需要加热时，根据情况可以使用热泵进行加热，也可以使用电机废热进行加热，也可以使用发动机废热进行加热，还可以使用发动机废热同时加热电机和电池，从而可以在提高能量利用率、节能的同时，使电机和电池工作在最佳工作温度。
119.可选的，在车载充电机和变速器油冷器有散热需求时，控制第四控制阀使车载充电机和散热模块连接，并控制第一控制阀使变速器油冷器和散热模块连接，以构成车载充电机和所述变速器油冷器的散热回路。
120.本实施例中，通过变速器油冷器与车载充电机串联后与电机模块并联，可以在车载充电机和变速器油冷器有散热需求时，通过散热模块给变速器油冷器与车载充电机散热。在车载充电机和变速器油冷器没有散热需求时，只给电机模块散热，进而节约水泵能耗。
121.作为本发明的另一实施例，本发明还可以包括一种车辆，包括如上任一实施例的整车热管理系统及其控制方法，且与上述整车热管理系统及其控制方法具有同样的有益效果，在此不再赘述。
122.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
123.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种整车热管理系统，其特征在于，包括：电机换热回路、热交换回路、电池换热回路、热泵换热回路和发动机换热回路；所述电机换热回路通过第一控制阀、第二控制阀与所述热交换回路连接；所述电池换热回路上设置有第一换热模块，所述热交换回路上设置有第二换热模块，所述电池换热回路通过所述第二控制阀与所述第二换热模块连接；所述热泵换热回路与所述第二换热模块连接；所述发动机换热回路通过第三控制阀分别与暖风模块和所述第一换热模块连接；所述整车热管理系统还包括与所述电机换热回路中的电机模块并联的车载充电机和变速器油冷器。2.根据权利要求1所述的整车热管理系统，其特征在于，所述电机换热回路包括电机模块和散热模块中的低温散热器；所述电机换热回路通过第一控制阀、第二控制阀与所述热交换回路连接，包括：所述电机模块的一端通过所述第一控制阀的第一阀口、第二阀口连接至所述第二控制阀的第一阀口，所述第二控制阀的第二阀口与所述第二换热模块的第一端连接，所述第二换热模块的第二端与所述电机模块的另一端连接；所述第一控制阀的第三阀口与所述低温散热器的一端连接，所述低温散热器的另一端与所述电机模块的另一端连接。3.根据权利要求2所述的整车热管理系统，其特征在于，整车热管理系统还包括第四控制阀；所述整车热管理系统还包括与所述电机换热回路中的电机模块并联的车载充电机和变速器油冷器，包括：所述第四控制阀的第一阀口与所述低温散热器的另一端连接，所述第四控制阀的第二阀口与所述车载充电机的一端连接，所述车载充电机的另一端与所述变速器油冷器的一端连接，所述变速器油冷器的另一端与所述电机模块的一端连接，所述第四控制阀的第三阀口与所述电机模块的另一端连接。4.根据权利要求2所述的整车热管理系统，其特征在于，所述电池换热回路包括电池模块；所述电池换热回路通过所述第二控制阀与所述第二换热模块连接，包括：所述电池模块的一端与所述第一换热模块的第一端连接，所述第一换热模块的第二端通过所述第二控制阀的第三阀口、第二阀口与所述第二换热模块的第一端连接，所述第二换热模块的第二端还与所述电池模块的另一端连接。5.根据权利要求1所述的整车热管理系统，其特征在于，所述热泵换热回路包括压缩机、室内换热器、室外换热器、气液分离器；所述热泵换热回路与所述第二换热模块连接，包括：所述压缩机的一端与所述室内换热器的一端连接，所述室内换热器的另一端通过第一电子膨胀阀与所述室外换热器的一端连接，所述室外换热器的另一端通过第一截止阀与所述气液分离器的一端连接，所述气液分离器的另一端与所述压缩机的另一端连接；所述室内换热器的另一端还通过第二截止阀、第二电子膨胀阀与所述第二换热模块的第三端连接，所述第二换热模块的第四端与第五控制阀的第一阀口连接，所述第五控制阀的第二阀口与所述气液分离器的一端连接；所述第五控制阀的第三阀口连接在所述压缩机
和所述室内换热器的一端之间；所述室外换热器的另一端还与第三截止阀的一端连接，所述第三截止阀的另一端一路连接在所述第二截止阀、所述第二电子膨胀阀之间，另一路通过第三电子膨胀阀、蒸发器与所述气液分离器的一端连接。6.根据权利要求1所述的整车热管理系统，其特征在于，所述发动机换热回路包括发动机模块和散热模块中的高温散热器；所述发动机换热回路通过第三控制阀分别与暖风模块和所述第一换热模块连接，包括：所述发动机模块的一端与所述高温散热器的一端连接，所述高温散热器的另一端与所述发动机模块的另一端连接；所述发动机模块的另一端还通过所述第三控制阀的第三阀口、第一阀口与所述暖风模块的一端连接，所述暖风模块的另一端与所述发动机模块的一端连接；所述发动机模块的另一端还通过所述第三控制阀的第三阀口、第二阀口与所述第一换热模块的第三端连接，所述第一换热模块的第四端连接在所述第三控制阀的第三阀口与所述发动机模块的另一端之间。7.一种整车热管理系统的控制方法，应用于权利要求1-6任一项所述的整车热管理系统，其特征在于，所述控制方法包括：获取车辆参数，根据所述车辆参数确定整车热管理系统的所需工况；控制整车热管理系统中的第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀的导通方向，以使整车热管理系统工作于所述所需工况。8.根据权利要求7所述的整车热管理系统的控制方法，其特征在于，控制整车热管理系统中的第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀的导通方向，以使整车热管理系统工作于所述所需工况，包括：若所需工况为电机废热给电池加热，则控制所述第一控制阀和所述第二控制阀使所述电机换热回路中的电机模块与所述热交换回路中的第二换热模块导通，并控制所述第二控制阀使所述电池换热回路与所述第二换热模块导通，以通过所述第二换热模块使所述电机模块与所述电池换热回路连接，以使电机废热给电池加热；若所需工况为发动机废热加热电池，则控制所述第二控制阀使所述电池换热回路与所述第一换热模块导通，控制第三控制阀使所述发动机换热回路与所述第一换热模块导通，以通过所述第一换热模块使所述电池换热回路与所述发动机换热回路连接，以使发动机废热加热电池；若所需工况为发动机废热加热电池和电机，则控制所述第一控制阀和所述第二控制阀使所述电机换热回路中的电机模块与所述热交换回路中的第二换热模块导通，并控制所述第二控制阀使所述电池换热回路与所述第二换热模块、所述第一换热模块导通，控制第三控制阀使所述发动机换热回路与所述第一换热模块导通，以通过所述第一换热模块、所述第二换热模块使所述电机模块与所述电池换热回路均与所述发动机换热回路连接，以使发动机废热加热电池和电机。9.根据权利要求7所述的整车热管理系统的控制方法，其特征在于，控制整车热管理系统中的第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀的导通方向，以使整车热管理系统工作于所述所需工况，包括：若所需工况为热泵吸收发动机废热，则控制第三控制阀使所述发动机换热回路与所述
第一换热模块导通，并控制第二控制阀使所述第一换热模块与所述热交换回路中的第二换热模块导通，以通过所述第一换热模块和所述第二换热模块使所述热泵换热回路和所述发动机换热回路连接，以使热泵吸收发动机废热。若所需工况为热泵吸收电机废热，则控制所述第一控制阀和所述第二控制阀使所述电机换热回路中的电机模块与所述热交换回路中的第二换热模块导通，以通过所述第二换热模块使所述热泵换热回路和所述电机换热回路连接，以使热泵吸收电机废热。10.一种车辆，其特征在于，包括电子设备以及如权利要求1-6任一项所述的整车热管理系统，所述电子设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求7-9任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明提供一种整车热管理系统、整车热管理系统的控制方法及车辆。该系统包括：电机换热回路、热交换回路、电池换热回路、热泵换热回路和发动机换热回路；电机换热回路通过第一控制阀、第二控制阀与热交换回路连接；电池换热回路上设置有第一换热模块，热交换回路上设置有第二换热模块，电池换热回路通过第二控制阀与第二换热模块连接；热泵换热回路与第二换热模块连接；发动机换热回路通过第三控制阀分别与暖风模块和第一换热模块连接；该系统还包括与电机换热回路中的电机模块并联的车载充电机和变速器油冷器。本发明能够使电机换热回路、电池换热回路、热泵换热回路和发动机换热回路的能量被有效利用，提高能量利用率及整车续航能力。续航能力。续航能力。


技术研发人员：胡康
受保护的技术使用者：长城汽车股份有限公司
技术研发日：2023.02.24
技术公布日：2023/6/27