热管理系统和包括热管理系统的电动车辆的制作方法

1.本发明涉及一种用于控制舱室内的温度的热管理系统以及包括车辆组件的电动车辆的能量存储系统。本公开还涉及包括热管理系统的电动车辆。


背景技术：

2.电动车辆正变得越来越流行。一方面，出于环境原因，通过避免化石燃料，电动车辆是优选的，另一方面，大多数情况下，就降低的总所有成本而言，电动车辆是优选的。
3.汽车不是唯一类型的可以是电动车辆的车辆。例如，船、卡车、机车、飞机和重型车辆也可用作电动车辆。
4.在运行期间，电动车辆通常由能量存储系统供电。能量存储系统在此被定义为用于向电动车辆供电的任何种类的电池、电池组或系列电池。
5.对于电动车辆的可用性，具有长寿命的能量存储系统是重要的，即在电池单元不能令人满意地运行之前的可能的大量充电/放电循环。将能量存储系统保持在最佳温度范围内对于最大化寿命是必不可少的。
6.除了改进能量存储系统寿命之外，在运行期间将能量存储系统保持在最佳温度范围内确保能量存储系统递送尽可能多的功率。
7.除了将能量存储系统保持在最佳温度下，还应该调节容纳车辆的操作者和乘客的舱室中的温度。
8.存在用于管理能量存储系统和舱室中的温度的许多系统。例如，在us7789176b2中，提出了一种热管理系统，该热管理系统具有：用于冷却驱动电机的冷却回路、向热交换器提供冷却的制冷子系统、具有经由热交换器中的热传递冷却的冷却剂的能量存储冷却子系统、以及为车辆的客舱提供温度控制的hvac子系统。hvac子系统还被耦接到热交换器以使其冷却剂被制冷子系统冷却，以及耦接到冷却回路以冷却驱动马达，以使其冷却剂被冷却回路加热。在该方案中，驱动马达的冷却回路中的热量能够用于加热舱室，来自制冷子系统的冷能够用于冷却能量存储系统和舱室两者。如果能量存储系统需要加热，则能量存储冷却子系统还具有加热器。
9.电动车辆中的热管理的另一重要方面是其占据了车辆中的空间并且增加了重量。因此，空间有效和重量优化的热管理系统是优选的。
10.us 2016/0107501a1公开了一种车辆热管理系统，该车辆热管理系统包括：客舱热控制回路、电池热控制回路和传动系控制回路，该客舱热控制回路使热传递流体循环并且提供车辆客舱的温度控制；该电池热控制回路使热传递流体循环并且热耦接到车辆电池组；该传动系控制回路使热传递流体循环并且热耦接到传动系组件。客舱热控制回路包括加热器和用于加热舱室的热交换器。热管理系统还包括：第一阀构件和第二阀构件，其中，当第一阀构件被配置为处于第一阀构件第一模式时，客舱热控制回路与电池热控制回路并联并且独立于电池热控制回路运行，其中，当第一阀构件被配置为处于第一阀构件第二模式时，客舱热控制回路串联地耦接至电池热控制回路；其中，当第二阀构件被配置为处于第
二阀构件第一模式时，电池热控制回路与传动系热控制回路并联并且独立于传动系热控制回路运行，当第二阀构件被配置为处于第二阀构件第二模式时，电池热控制回路被串联地耦接到传动系热控制回路。当客舱热控制回路和电池热控制回路串联耦接时，加热器加热舱室和电池两者，当客舱热控制回路和电池热控制回路并联耦接时，加热器仅加热舱室。
11.在电动车辆中，用于加热和冷却的功率来自该能量存储系统。因此，重要的是，热管理要尽可能节能，使得能量存储系统的更多功率可用于运行电动车辆。


技术实现要素：

12.本发明的目的是提供一种用于控制舱室中的温度的改进的热管理系统以及一种电动车辆的能量存储系统，该电动车辆包括车辆组件和冷却回路，该冷却回路包括用于冷却该车辆组件的热流体。
13.这个目的是通过如权利要求1所述的热管理系统来实现的。
14.该热管理系统包括：
[0015]-一个热交换器，该热交换器被布置为加热能量存储系统，
[0016]-一个加热器，该加热器被布置为加热舱室并向热交换器提供热量，
[0017]-第一阀，该第一阀设置在冷却回路中并具有入口以及可打开和可关闭的出口，该入口被布置为接收已经用于冷却车辆组件的热流体，该出口与加热器流体连通，
[0018]-第一温度传感器，该第一温度传感器被布置为测量进入第一阀的入口的热流体的温度，其中，第一温度传感器被布置在第一阀中或在热流体进入第一阀之前的通道中，以及
[0019]-第二阀，该第二阀具有入口、第一出口和第二出口，该入口被布置为接收来自加热器的热流体，第一出口与舱室流体连通，第二出口与热交换器流体连通，以及
[0020]-控制单元，该控制单元被配置为：
[0021]
o接收与舱室中的测量温度相关联的数据；
[0022]
o接收与能量存储系统中的测量温度相关联的数据；
[0023]
o基于所接收的数据确定是否需要加热舱室或能量存储系统中的任一个；
[0024]
o接收来自第一温度传感器的热流体的测量温度；
[0025]
o基于来自第一温度传感器的测量温度来确定进入第一阀的入口的热流体中是否存在多余热量；
[0026]
o控制第一阀的出口的打开和关闭，使得当在热流体中存在多余热量且能量存储系统和舱室中的任一个需要被加热时，将热流体提供至加热器；以及
[0027]
o控制第二阀，使得基于对舱室和能量存储系统的加热的需要，
[0028]
将来自加热器的热流体分配到舱室和/或热交换器。
[0029]
本发明减少了需要用于加热舱室和能量存储装置的能量存储装置的能量。这是通过以下来实现的：使用同一加热器来加热舱室和能量存储系统以在冷却回路中的热流体中存在多余热量并且能量存储系统和舱室中的任一个需要被加热时，从用于冷却车辆组件的回路向加热器供应热流体，以及根据对舱室和能量存储装置的加热的需要将来自加热器的热流体分配到舱室和/或热交换器。
[0030]
该系统包括：一个热交换器，一个加热器、第一阀、第一温度传感器以及控制单元；
该热交换器被布置为加热能量存储系统；该加热器被布置为当舱室温度低于用户选择的温度时加热该舱室并且当能量存储系统低于最小温度时向热交换器提供热量；该第一阀被布置为接收已经被用于冷却车辆组件的热流体；该第一温度传感器被布置为测量所接收的热流体的温度。第一阀具有与加热器流体连通的可打开和可关闭的出口。
[0031]
车辆组件可以是电动车辆的需要用热流体冷却的任何组件。例如，车辆组件可以是动力传动系统、任何种类的电动马达、逆变器或dc/dc转换器的一个或更多个部件。
[0032]
术语“确定热流体中是否存在多余热量”意味着确定热流体中的热能是否足以有助于舱室和/或能量存储系统的加热。例如，这可以通过确定热流体是否足够热以有助于舱室和/或能量存储系统的加热来完成。可替代地，可以基于热流体的温度和泵速来计算可用热功率。
[0033]
第二阀可以是三通阀、或具有相同功能的对应阀或阀构件。
[0034]
如果在冷却回路中存在多余热量，则热流体经由第一阀的第一出口被传递至加热器。因此，与没有来自冷却车辆组件的热流体的热量的情况相比，加热器需要更少地加热热流体或根本不需要加热热流体，以实现相同的温度。如果热流体具有足够的热能，则加热器根本不需要加热热流体。因此，需要来自能量存储系统的用于加热舱室和能量存储系统的功率减小或者甚至为零。
[0035]
第一阀的入口处的热流体的温度给出在已经用于冷却车辆组件的热流体中是否存在多余热量的指示。热管理系统被布置为使得来自冷却车辆组件的多余热量可用于加热舱室以及能量存储系统。对于舱室而言，将热量提供给布置在舱室中的冷却和加热单元，例如供暖系统、通风系统和空气调节系统、hvac单元。
[0036]
使用来自温度传感器的数据和与在舱室及能量存储系统中的测量温度相关联的输入数据，控制单元可以控制第一阀，使得来自车辆组件的多余热量可以用于舱室、能量存储系统、或两者中。因此，减少了来自能量存储系统的用于加热舱室和能量存储系统的能量的使用。因而，能量存储系统中的能量将持续更长时间，并且需要更不频繁地对能量存储系统充电。
[0037]
同一加热器用于加热舱室和能量存储系统两者。通过最小化加热器的数量，系统的重量被最小化。此外，在电动车辆的运行期间，能量存储系统为任何加热器供电。因此，在热管理系统中仅一个加热器用于所有加热也是有利的。通过仅具有一个加热器也降低了成本。
[0038]
优选地，来自第一阀的热流体被直接传递到加热器，而不经过任何其他热控制回路或组件(诸如热交换器)，其他热控制回路或组件可能导致热流体的冷却并因此减少节能。
[0039]
加热器例如被布置为当舱室温度低于用户选择的温度时加热舱室并且当能量存储系统低于最小温度时向热交换器提供热量。
[0040]
该控制单元可以选择将来自加热器的所有热流体传递至舱室、或者将来自加热器的所有热流体传递至热交换器以用于加热能量存储系统、或者将热流体的一部分传递至舱室，并将另一部分传递至热交换器。
[0041]
根据一些方面，控制单元被布置为控制第二阀，使得基于舱室、或能量存储系统、或舱室和能量存储系统两者是否需要被加热而将来自加热器的热流体提供给舱室、或能量
存储系统、或舱室和能量存储系统两者。控制单元可以选择将热流体从加热器传递到舱室、或传递到用于加热能量储存系统的热交换器、或传递到两者。因此，多余热量可选择性地被分配到舱室和/或能量存储系统。
[0042]
根据一些方面，控制单元被配置为控制第二阀，使得基于关于是否优先对舱室和能量存储系统中的任一个进行加热的信息、以及所确定的对舱室加热的实际需要的信息和所确定的对能量存储系统加热的实际需要的信息，将来自加热器的热流体分配到舱室和/或能量存储系统。例如，对舱室的加热可具有比对能量存储系统的加热更高的优先级，或者对能量存储系统的加热可具有比对舱室的加热更高的优先级。这允许优先级管理，优先级管理可以是有利的。
[0043]
根据一些方面，第二阀是比例阀，该比例阀被配置为使得第一出口和第二出口可以同时被完全打开或部分打开，并且来自加热器的热流体可以以不同的程度被分配到舱室和热交换器。来自第二阀的第一出口和第二出口不仅能够完全打开或完全关闭，还能够部分打开。第一出口和第二出口可以同时以相同或不同的打开程度部分地打开。这使得可以根据其实际加热需求将来自加热器的流体分配到舱室和/或热交换器。此外，可以执行优先级管理并且允许舱室和能量存储系统中的一个比另一个被加热得更多。
[0044]
优选地，该第二阀被配置为使得第一出口和第二出口的打开和关闭可以彼此独立地控制，并且打开程度可以在第一出口与第二出口之间变化。优选地，第二阀是可编程阀。
[0045]
根据一些方面，冷却回路穿过外部被动冷却系统，控制单元被布置为当热流体中不存在多余热量时或者如果能量存储系统和舱室都不需要被加热时使热流体循环回被动冷却系统。如果热流体不足够热以有助于舱室和/或能量存储系统的加热，则热流体在冷却车辆组件的同时保持在冷却回路中循环。热流体在冷却回路中重复循环，直到控制系统确定热流体中存在多余热量，即，热流体足够热以有助于舱室和/或能量存储系统的加热，并且能量存储系统和舱室中的任一者或两者需要被加热。
[0046]
根据一些方面，第一阀具有与外部被动冷却系统流体连通的可打开和可关闭的第二出口，控制单元被布置为控制第一阀的第二出口的打开和关闭，使得当热流体中不存在多余热量时，或者如果能量存储系统和舱室都不需要被加热时，热流体循环回被动冷却系统。在这方面，第一阀可以是三通阀，或具有相同功能的对应阀或阀构件。
[0047]
根据一些方面，第一阀是比例阀，该比例阀被配置为使得第一出口和第二出口可以同时被部分地打开，并且进入第一阀的入口的热流体可以以不同的程度被分配回到被动冷却系统和该加热器。因此，进入第一阀的入口的流体的一部分可被传递到加热器，而其余部分返回到被动冷却系统。因此，仅加热舱室和/或能量存储系统所需的热量被传递至加热器。
[0048]
根据一些方面，控制单元被配置为基于所接收的数据确定舱室的实际加热需要和能量存储系统的实际加热需要，并且根据所确定的舱室的实际加热需要来控制第二阀的第一出口的打开程度，以及根据所确定的能量存储系统的实际加热需要来控制第二阀的第二出口的打开程度。这是有利的，因为来自加热器的流体中的能量以最佳方式使用。另一个附加值是舱室或能量存储系统的加热需求可以非常精确地并且彼此独立地被遵循。
[0049]
根据一些方面，第二阀被布置为具有从加热器的入口、到该舱室的第一出口和到该热交换器的第二出口，控制单元被布置为控制热流体通过第二阀的流动。因此，控制单元
控制经由第二阀向舱室和能量存储系统的流动。换言之，控制单元控制第二阀以控制热流体是否要流动至舱室、流动至能量存储系统或流动至两者。因此，可以仅加热舱室和能量存储系统中的一个，或加热两者。
[0050]
根据一些方面，该系统包括加热器温度传感器，该加热器温度传感器被安布置为测量进入加热器的热流体的温度，控制单元被布置为接收来自加热器温度传感器的测量温度，并且基于所接收的来自第一温度传感器的热流体的测量温度以及来自加热器温度传感器的测量温度来确定热流体中是否存在多余热量。加热器温度传感器被布置为在热流体被加热器加热之前测量热流体的温度。加热器温度传感器可以设置在加热器内部或在热流体进入加热器之前的通道中。
[0051]
根据一些方面，控制单元被布置为确定来自第一温度传感器的测量温度是否比来自加热器温度传感器的测量温度热，以及控制第一阀的出口的打开和关闭，使得当能量存储系统和舱室中的任一个需要被加热并且来自第一温度传感器的热流体的测量温度比来自加热器温度传感器的测量温度热时，将进入第一阀的入口的热流体提供给加热器。控制单元被配置为当来自第一温度传感器的热流体的测量温度比来自加热器温度传感器的测量温度热时，确定热流体中存在多余热量。因此，实现了确定在已经用于冷却车辆组件的热流体中是否存在多余热量的有效方式。如果来自第一温度传感器的热流体的测量温度比来自加热器温度传感器的测量温度热，则来自冷却车辆组件的热流体将有助于加热舱室和/或能量存储系统。
[0052]
换言之，如果来自冷却车辆组件的热流体比进入加热器的热流体热，则来自冷却车辆组件的热流体将加热进入加热器的热流体，并因此在来自冷却车辆组件的热流体中存在多余热量。
[0053]
根据一些方面，加热器温度传感器被布置为测量加热器中的热流体的温度。控制单元被布置为：当来自第一温度传感器的热流体的测量温度比加热器中的热流体的测量温度热时，确定热流体中存在多余热量。如果来自第一温度传感器的热流体的测量温度比加热器中的热流体的测量温度热，则来自冷却车辆组件的热流体将有助于加热舱室和/或能量存储系统。
[0054]
根据一些方面，热管理系统包括一个冷却单元，该冷却单元被布置为当舱室比用户选择的温度热时冷却舱室，以及当能量存储系统比预定最大温度热时向热交换器提供冷以用于冷却能量存储系统。因此，同一冷却单元用于冷却舱室和能量存储系统两者。通过最小化加热器和冷却单元的数量，单元的重量被最小化。因为，在电动车辆运行期间，能量存储系统为加热器和冷却单元供电，所以仅一个加热器和仅一个冷却单元用于所有加热和冷却也是有利的。通过仅具有一个冷却单元也降低了成本。
[0055]
根据一些方面，热管理系统包括第三阀，该第三阀被布置为具有从能量存储系统的入口、到热交换器的第一出口以及到外部被动冷却系统的第二出口，其中，该控制单元被布置为控制第三阀的第一出口和第二出口的打开和关闭，使得用于加热或冷却能量存储系统的第三热流体被引导至热交换器或引导至外部被动冷却系统。
[0056]
在不需要加热或冷却能量存储系统的情况下，控制单元可以控制第三阀，使得热流体不经过热交换器。还可以控制该阀，使得流体仅经过热交换器。
[0057]
在这个方面，第三阀可以是三通阀、或具有相同功能的对应阀或阀构件。
[0058]
根据一些方面，热管理系统包括第二温度传感器，该第二温度传感器被布置为测量进入第三阀的热流体的温度。控制单元被布置为：
[0059]-接收来自第二温度传感器的第三热流体的测量温度，
[0060]-基于所接收的温度控制第三阀的第一出口和第二出口的打开和关闭。
[0061]
利用测量温度，连同与能量存储系统中的测量温度相关联的数据，已知能量存储系统是否需要加热或冷却。控制单元因此可以基于所接收的数据控制第三阀。应注意，第二温度传感器可以在热管理系统的外部。
[0062]
根据一些方面，第一阀具有可打开和可关闭的第二出口，热管理系统包括第四阀。控制单元被布置为：
[0063]-控制第四阀的打开和关闭，使得当第一阀的第一出口打开时，第四阀打开，当第一阀的第一出口关闭时，第四阀关闭，以及
[0064]-控制第二出口的打开和关闭，使得当第一阀的第一出口关闭时，第二出口打开，当第一阀的第一出口关闭时，第二出口打开。
[0065]
由此，当热流体中不存在多余热量或者如果舱室或能量存储系统不需要任何热量时，可以具有用于冷却车辆组件的热流体的回路。
[0066]
根据一些方面，热管理系统包括一个或更多个泵，其中，控制单元被布置为：
[0067]-基于所接收的数据和所接收的测量温度控制一个或更多个泵的速度。
[0068]
因此，除了控制一个或更多个阀之外，控制单元还可以控制通过一个或更多个泵的热流体的流动。因此，控制单元可以具有对系统的更多控制并且还使用流速作为加热或冷却时的因素。
[0069]
根据一些方面，热交换器是冷却器。冷却器是将热能从一种热流体传递到另一种热流体、或从一种流体传递到多种流体的板到板热交换器。
[0070]
目的还通过如权利要求14所述的电动车辆来实现。车辆包括舱室、能量存储系统、车辆组件、冷却回路(14a)以及根据本发明的热管理系统，该冷却回路(14a)包括用于冷却车辆组件(4)的热流体。车辆例如是短程类型的，诸如推土机和挖掘机，其在小区域内执行工作并且不旨在用于远程行驶。车辆还可以是旨在运输人和/或货物的长距离类型，诸如汽车、公共汽车和卡车。
附图说明
[0071]
现在将通过不同方面的描述并参考附图来更详细地解释本发明。
[0072]
图1示出了示例热管理系统的示意图。
[0073]
图2示出了添加了温度传感器的输入的示例热管理系统的示意图。
[0074]
图3示出了添加了附加阀的控制的示例热管理系统的示意图。
[0075]
图4示出了添加了附加阀的控制的示例热管理系统的示意图。
[0076]
图5示出了添加了附加温度传感器的输入的示例热管理系统的示意图。
[0077]
图6示出了添加了附加阀的控制的示例热管理系统的示意图。
[0078]
图7示出了添加了一个或更多个泵的控制的示例热管理系统的示意图。
[0079]
图8示出了添加了温度传感器、泵、压力传感器和热膨胀阀的示例的示例热管理系统的示意图。
具体实施方式
[0080]
本发明不限于所公开的实施例，而是可以在以下权利要求书的范围内变化和修改的。例如，泵、温度传感器和压力传感器可以被添加到热管理系统中的许多不同位置。以下描述了添加泵、温度传感器和/或压力传感器可能有利的一些示例。
[0081]
下面将参考附图更全面地描述本公开的各方面。然而，本文公开的热管理系统能够以许多不同的形式实现，以及不应被解释为限于本文所阐述的各方面。附图中的相同标号始终表示相同元件。
[0082]
本文使用的术语仅是出于描述本公开的具体方面的目的，并不旨在限制本公开。如本文中使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。除非另有定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。
[0083]
图中带有虚线的组件表示车辆的部件，如舱室2、能量存储系统3、车辆组件4和被动冷却系统25、冷却单元10、第一冷却回路14a、第二冷却回路14b以及第三冷却回路14c；该第一冷却回路14a包括用于冷却车辆组件4的第一热流体；该第二冷却回路14b包括用于冷却舱室2的第二热流体；该第三冷却回路14c包括用于冷却能量存储系统3的第三热流体。冷却回路14a-c穿过被动冷却系统25用于冷却冷却回路14a-c中的热流体。第一热流体和第三热流体可以包括水和乙二醇或油。第二热流体可以包括制冷剂气体。冷却回路14a-c以虚线示出，并且以与线连接的箭头示出热流体的流动方向。热流体在冷却回路14a-c的通道中传输。通道例如是管道。
[0084]
具有连续线的组件表示包括在热管理系统中的部件。
[0085]
如背景技术部分所述，能量存储系统在本文被定义为用于向电动车辆的电动马达供电的任何种类的电池组或系列电池。换言之，当在本公开中使用术语能量存储系统时，在该术语中包括单个电池或多个电池。用于电动车辆的能量存储系统通常包括串联的多个电池。
[0086]
车辆组件是电动车辆的需要用热流体冷却的任何组件。例如，车辆组件可以是任何种类的电动马达、逆变器或dc/dc转换器。
[0087]
图1示出了示例热管理系统1的示意图。热管理系统1用于控制电动车辆的舱室2和能量存储系统3中的温度，该电动车辆包括车辆组件4。
[0088]
热管理系统1包括：一个热交换器5和一个加热器6；该热交换器5被布置为加热能量存储系统3；该加热器6被布置为当舱室温度低于用户选择的温度时加热舱室2，以及当能量存储系统3低于最小温度时向热交换器5提供热量。应注意，同一加热器6用于加热舱室2和能量存储系统3两者。加热器由能量存储系统3供电，但是当电动车辆连接至外部电源时(例如当电动车辆充电时)，加热器也可由外部电源供电。
[0089]
热交换器5被布置为将热能从一种热流体传递到另一种热流体、或从一种流体传递到多种流体。热交换器5例如是冷却器。冷却器是将热能从一种热流体传递到另一种热流体、或从一种流体传递到多种流体的板到板热交换器。加热器6例如是高电压加热器、低电压电阻加热器、ptc型加热器或ac供电加热器。加热器6还可以是热泵系统的冷凝部件。加热器6可以是用于加热适于布置在电动车辆中的热流体的任何加热器。
[0090]
系统1包括布置在冷却回路14a中的车辆组件4之后的第一阀7。第一阀7具有入口
7a，该入口7a布置为接收来自车辆组件4的热流体，该热流体已经被用于冷却车辆组件4。第一阀7具有与加热器6流体连通的可打开和可关闭的第一出口7b。换言之，第一阀7接收已经用于冷却电动车辆的车辆组件4的热流体。第一阀7具有可打开和可关闭的第二出口7c，第二出口7c布置为将热流体循环回被动冷却系统25。优选地，第一阀是以下类型：使得可以彼此独立地控制第一出口和第二出口的打开和关闭，使得可以同时打开两个出口，一个出口打开而另一个出口关闭，以及控制每个输出要打开多少。因此，可以控制穿过每个出口的流动部分的尺寸。
[0091]
该热流体在第一冷却回路14a中的通道中传输，该通道例如是管道。第一冷却回路14a中的热流体穿过被动冷却系统25，并且进一步到达车辆组件4以用于冷却车辆组件。流体经过车辆组件4并且进一步流到第一阀7的入口7a。然后，流体可经由第一出口7b传递到加热器6，或者流体可经由第一阀7的第二出口7c循环回到被动冷却系统25。如果第一出口7b是打开的，则热流体传递到加热器6，否则热流体被传递回冷却系统25。
[0092]
第一阀7可以是具有一个入口和两个出口的阀构件的任何种类的阀。例如，阀7是三通阀。阀7是可经由来自控制单元的信号(经由有线或无线信号)控制的阀。这同样适用于以下描述的第二阀11和第三阀12。例如，第一阀7是比例阀，其被配置为使得第一出口7b和第二出口7c可以同时部分地打开，并且进入第一阀7的入口7a的热流体可以以不同的程度被分配回到被动冷却系统和加热器。因此，只有一部分流体可以传递到加热器上，而剩余部分返回到被动冷却系统。
[0093]
热管理系统1包括控制单元9，用于控制热管理系统1的组件，诸如阀和泵。
[0094]
系统1包括第一温度传感器8，该第一温度传感器8被布置在第一冷却回路14a中用于测量进入第一阀的入口7a的热流体的温度。温度传感器8被布置为测量已经被用于冷却车辆组件4的热流体的温度，该热流体被第一阀7接收。第一温度传感器8例如布置在第一阀7中或在热流体进入第一阀7之前的通道(例如管道)中。
[0095]
热管理系统1包括第二阀11，该第二阀11可以用于选择性地将热流体从加热器6传递到舱室以用于加热舱室、或传递到热交换器5以用于加热能量存储系统、或传递到舱室和热交换器5两者。第二阀11具有入口11a以及可打开和可关闭的第一出口11b，入口11a被布置为接收来自加热器6的热流体，第一出口11b连接至舱室2并被布置为当第一出口11b打开时将热流体从加热器6传递至舱室2。第二阀11具有可打开和可关闭的第二出口11c，该第二出口11c连接到热交换器5并被布置为当第二出口11c打开时将热流体从加热器6传递到热交换器5。控制单元9被配置为控制阀11，并且相应地控制来自加热器6的热流体是用于加热舱室2还是能量存储系统3，还是用于加热舱室2和能量存储系统3两者，或者控制单元9能够将更多的热量施加到舱室2和能量存储系统3中的一个。
[0096]
该车辆包括用于冷却舱室2的第二冷却回路14b。第二冷却回路14b将流体从被动冷却系统25引导到舱室，从舱室通过冷却单元10，然后返回到被动冷却系统25。第二冷却系统还可用于经由热交换器5冷却能量存储系统3。
[0097]
车辆包括第三冷却回路14c，该第三冷却回路14c用于在需要冷却时对能量存储系统3进行冷却。第三冷却回路14c将流体从被动冷却系统25引导到能量存储系统3，通过能量存储系统3然后返回到冷却系统25。热管理系统可以包括用于将第三热流体引导到热交换器5的第三阀12。第三阀12包括一个入口12a、第一可打开和可关闭的出口12b以及第二可打
开和可关闭的出口12c。第三阀12可以用于选择性地将热流体从能量存储系统3经由第一出口12b传递到热交换器5，或经由第二出口12c传递回到被动冷却系统25。来自第三阀12的第二出口12c的第三热流体可在热交换器5处被加热和冷却。当第三热流体要被冷却时，它经由热交换器5被第二热流体冷却，并且当第三热流体被加热时，它经由热交换器5被来自加热器6的热流体加热。控制单元9被配置为控制第三阀12，并且相应地控制来自能量存储系统3的热流体将被传递到热交换器5还是传递到被动冷却系统25。
[0098]
热管理系统1可以进一步包括第四阀13，该第四阀13具有连接至第一阀7的第一出口7b的入口13a以及连接至被动冷却系统25的出口13b。控制单元9然后可被布置为控制s10第四阀13的打开和关闭，使得当第一阀7的第一出口7b打开时，第四阀13打开，以及当第一阀7的第一出口7b关闭时，第四阀13关闭，以及控制单元9被布置为控制s11第二出口7c的打开和关闭，使得当第一阀7的第一出口7b关闭时，第二出口7c打开，以及当第一阀7的第一出口7b打开时，第二出口7c关闭，如图6所示。
[0099]
由此，当热流体中不存在多余热量时，或者当舱室2或能量存储系统3不需要任何热量时，可以使第一热流体在第一冷却回路14a中循环以用于冷却车辆组件4。第一热流体保持在第一冷却回路14a中循环，直到舱室2和能量存储系统3中的任一个需要加热并且在热流体中存在多余热量。
[0100]
控制单元9被布置为：
[0101]-接收s1来自第一温度传感器8的热流体的测量温度；
[0102]-接收s2与舱室2中的测量温度相关联的数据；
[0103]-接收s3与能量存储系统3中的测量温度相关联的数据；
[0104]-基于所接收的数据确定s4舱室2或能量存储系统3中的任一个是否需要被加热；
[0105]-基于所接收的来自第一温度传感器8的热流体的测量温度来确定s5进入第一阀7的热流体中是否存在多余热量；
[0106]-控制s6第一阀7的第一出口7b的打开和关闭，使得当在热流体中存在多余热量并且能量存储系统3和舱室2中的任一个需要加热时，将热流体经由第一阀7的第一出口7b提供至加热器6，以及
[0107]-控制s7第二阀11使得基于对舱室和能量存储系统的加热的需要将来自加热器6的热流体分配到舱室2和/或到热交换器5。
[0108]
控制单元被配置为确定在进入第一阀7的热流体中是否存在多余热量。这能够以不同的方式完成。确定热流体中是否存在多余热量的一种简单方式是将来自第一温度传感器的测量温度与预定极限值进行比较。在这种情况下，当来自第一温度传感器的测量温度高于极限值并且能量存储系统和舱室中的任一个需要被加热时，进入第一阀的热流体被分配到加热器，以及当来自第一温度传感器的测量温度低于极限值时，进入第一阀的热流体被分配回到被动冷却系统25。
[0109]
另一替代方案是测量进入加热器6的热流体的温度，并且基于进入第一阀7的热流体的测量温度与进入加热器的热流体的测量温度之间的差来确定热流体中是否存在多余热量。
[0110]
另一替代方案是计算在进入第一阀的流体中有多少热能。例如，可以基于第一冷却回路14a中的热流体的当前流量(通常以升每分钟为单位)和进入第一阀7的热流体的温
度来计算可用热能。流体的当前流量可以基于第一冷却回路14a中的泵的速度来确定。
[0111]
基于组件的规格和当前需要，能量存储系统和舱室的加热需求是已知的，并且可以计算需要经由加热器来增加多少“热量”以加热热流体或者保持热流体处于稳定状态。
[0112]
热管理系统1被布置为使得来自冷却车辆组件4的多余热量可以用于加热舱室2和能量存储系统3。系统中的同一加热器6用于加热舱室2和能量存储系统3两者。使用来自温度传感器的数据和与舱室2及能量存储系统3中的测量温度相关联的输入数据，控制单元9可控制第一阀7，使得来自车辆组件4的多余热量可用于舱室2、能量存储系统3或两者中。
[0113]
控制单元9能够例如被配置为控制第二阀11，使得基于关于是否优先对舱室和能量存储系统中的任一个进行加热的信息、以及所确定的对舱室加热的实际需要的信息和所确定的对能量存储系统加热的实际需要的信息，将来自加热器6的热流体分配到舱室2和/或能量存储系统3。例如，对舱室的加热可具有比对能量存储系统的加热更高的优先级，或者对能量存储系统的加热可具有比对舱室的加热更高的优先级。这允许优先级管理，优先级管理可以是有利的。例如，舱室通常仅需要5kw的冷却性能以及电池需要10kw，由于电池的需要，系统具有10kw的一个加热器，有可能优先对舱室的加热并且仅为舱室使用这10kw，因此非常快速地加热舱室，并且在舱室已经被加热至期望温度之后开始加热电池。关于加热的优先级的信息可以例如由控制单元9以来自车辆的用户的优先级命令的形式接收，或者可以作为预定的优先级选择被存储在控制单元9的数据存储器中。
[0114]
通过最小化加热器的数量，系统的重量被最小化。此外，在电动车辆运行期间，能量存储系统3向任何加热器供电。因此，同样有利的是，仅一个加热器6用于热管理系统1中的所有加热。通过仅具有一个加热器6也降低了成本。
[0115]
图1中示出了步骤s1至s6。控制单元9包括用于处理数据的处理电路，并且控制单元9包括通信电路或控制单元9连接到通信电路以用于接收传感器数据并发送用于控制单元9控制的组件的指令。控制单元9与组件(即，任何阀、泵、压力传感器和/或热膨胀阀)之间的通信可包括有线或无线通信。
[0116]
控制单元9包括处理电路，用于处理从第一传感器、舱室和能量存储系统3接收的传感器数据，以及用于将指令发送到控制单元9控制的组件，例如阀7、11、12、和13。控制单元9可包括软件代码部分(诸如计算机程序)和硬件(诸如处理器、存储器和输入/输出设备)，软件代码部分包括用于处理传感器数据的指令以及向控制单元9控制的组件生成控制信号的指令，硬件用于执行软件代码部分的指令。
[0117]
与舱室2中的测量温度相关联的数据可以是指示舱室2中的实际温度或舱室2不同于期望温度的度数的数据。例如，如果舱室2被设置为22℃以使电动车辆的操作者感到舒适，并且实际温度是20℃，则与舱室2中的测量温度相关联的数据可以是20℃。在这种情况下，控制单元9将期望温度与测量温度进行比较以确定需要更多的热量。还可以是，与舱室2中的测量温度相关联的数据是-2℃，以指示舱室2还需要两度才能达到期望温度。还可以是，与测量温度相关联的数据仅给出需要更多热量的指示，而没有特定数目。还可以是，与测量温度相关联的数据以百分比给出，其中，例如，0％表示不需要加热或冷却，并且每个百分比表示待改变的预定度数。
[0118]
与能量存储系统3中的测量温度相关联的数据可以呈对应的形式。将实际温度发送至控制单元9(在大电池组的情况下，实际温度可以是布置在能量存储系统3中的不同位
置处的多个温度传感器的平均值)，或者将实际温度之间的差发送，或者仅发送能量存储系统3是否需要被加热的指示。
[0119]
与舱室2和能量存储系统3中的测量温度相关联的数据还可以用除了上述方式之外的其他方式来指示。
[0120]
基于所接收的数据确定s4舱室2或能量存储系统3中的任一个是否待被加热，可以取决于如以上所讨论的所接收的数据表明测量温度的方式而不同。如果接收到舱室2或能量存储系统3的实际温度，则确定s4舱室2或能量存储系统3中的任一个是否待被加热可包括：将所接收的数据与参考列表或与先前接收的舱室2的期望温度进行比较。如果是期望温度与实际温度之间的差，则该确定可以是检测舱室2或能量存储系统3是否过热或过冷。如果与测量温度相关联的数据仅给出需要更多热量的指示，则该确定可以仅是检查所接收的数据。
[0121]
为了控制s6第一阀7的第一出口7b的打开和关闭，使得当热流体中存在多余热量并且能量存储系统3和舱室2中的任一个待被加热时，将热流体经由第一阀7的第一出口7b提供至加热器6可以包括：将具有打开第一出口7b的指令的信号发送至阀。这在来自车辆组件4的热流体非常热使得该热流体可被用于加热舱室2或能量存储系统3时完成。
[0122]
控制单元9还可以被布置为与电动车辆通信并接收指令、向电动车辆给出反馈、以及接收和传输电动车辆与热管理系统的状态和在热管理系统1或所使用的组件中的潜在误差。
[0123]
应注意的是，在图1至图7中示出了不是热管理系统1的部件的部件。例如，车辆组件4及其具有热流体的冷却系统是车辆的部件。而且，被动冷却系统25通常存在于电动车辆中，但不是所述热管理系统1的部件。舱室2和舱室2的加热与冷却系统(即，hvac)是车辆的部件并且不包括在热管理系统1中。冷却单元10在该系统中是可选的，在下文进行描述。阀11、12和13对于系统也是可选的。
[0124]
在图1中，示出了热管理系统1如何可以连接到车辆中的部件上的示例。用于冷却的三个冷却回路14a-c经过车辆的被动冷却系统25。第一冷却回路14a用于冷却电动车辆的车辆组件4。热管理系统1包括温度传感器8以确定在热流体中是否存在多余热量。这意味着确定用于冷却外部组件的热流体是否足够热以有助于舱室和能量存储系统的加热。如果不是，则热流体可经由第一阀7的第二出口7c被循环回到被动冷却系统25。如果存在多余热量，则热流体可以经由阀7的第一出口7b传递到加热器6，使得加热器可以在没有来自车辆组件的热流体的热的情况下，较少地加热热流体。在该示例中，热管理系统1包括第二阀11，该第二阀11可以用于控制是否应当使用热流体经由热交换器来加热舱室或加热能量存储系统、或两者。
[0125]
第二冷却回路14b经过被动冷却系统25并且经过冷却单元10，第二冷却回路14b中的第二热流体被用于经由热交换器5冷却舱室和/或能量存储系统。
[0126]
热管理系统可以包括第三阀12。第三冷却回路14c用于冷却能量存储系统并且经由第三阀12选择性地连接到热交换器5。第三冷却回路14c的第三热流体可以在热交换器处被加热和冷却。当第三热流体要被冷却时，第三热流体经由热交换器被第二热流体冷却，当第三热流体被加热时，第三热流体经由热交换器被来自加热器6的热流体加热。
[0127]
热管理系统可以包括加热器温度传感器6a，该加热器温度传感器6a被布置为测量
进入加热器6的热流体的温度。控制单元9被布置为接收(s5a)来自加热器温度传感器6a的测量温度，并基于所接收的来自第一温度传感器8的测量温度和来自加热器温度传感器6a的测量温度来确定(s5)热流体中是否存在多余热量。加热器温度传感器6a布置为在热流体被加热器加热之前测量热流体的温度。如图2中所示，加热器温度传感器6a可以被布置在加热器6内部，使得加热器温度传感器6a测量加热器6中的热流体的温度。加热器温度传感器6a也可以作为单独组件布置在加热器6的外部。加热器温度传感器6a例如可以被布置在热流体进入加热器6之前的通道(例如，管道)中。加热器可包括布置在壳体中的加热器元件，加热器温度传感器6a可被布置在与加热器元件相同的壳体中。
[0128]
在替代实施例中，该系统可以包括第二加热器温度传感器，该第二加热器温度传感器被布置为测量离开加热器的热流体的温度，控制单元被配置为基于来自第一加热器温度传感器和第二加热器温度传感器的测量温度来确定热流体中是否存在多余热量。第一加热器温度传感器和第二加热器温度传感器两者都可以被布置在与加热器元件相同的壳体中。有利的是在加热器之前以及之后测量温度，因为它使得有可能向后计算所施加的加热功率(因为体积流量是已知的)并且有可能利用这种计算来检查加热器是否正确工作。
[0129]
在已知出口温度的情况下，流体在其被加热之后的温度是已知的。
[0130]
在该情况下，基于所接收的热流体的测量温度来确定s5热流体中是否存在多余热量包括：接收s5a来自加热器温度传感器的热流体的测量温度，以及确定s5b来自第一温度传感器8的热流体的测量温度是否比加热器6中的热流体的测量温度热。因此，实现了确定在已经用于冷却车辆组件的热流体中是否存在多余热量的有效方式。如果来自第一温度传感器的热流体的测量温度比加热器中的热流体的测量温度热，则来自冷却车辆组件的热流体将有助于加热舱室和/或能量存储系统。换言之，如果来自冷却车辆组件的热流体比进入加热器的热流体热，则来自冷却车辆组件的热流体将加热进入加热器的热流体，因此在来自冷却车辆组件的热流体中存在多余热量。
[0131]
基于所接收的热流体的测量温度来确定s5(是否在用于冷却车辆组件4的热流体中存在多余热量)的替代方式是将所接收的用于冷却车辆组件4的热流体中的测量温度与在第四温度传感器18处测量的热流体的温度进行比较，这在下文中结合图8进一步描述。
[0132]
热管理系统1可以包括一个冷却单元10，该冷却单元10被布置为当舱室2比用户选择的温度热时冷却舱室2，当能量存储系统3比预定最大温度热时向热交换器5提供冷却以用于冷却能量存储系统3。因此，同一冷却单元10用于冷却舱室2和能量存储系统3两者。通过最小化加热器和冷却单元的数量，单元的重量被最小化。因为在电动车辆运行期间，能量存储系统3向加热器6和冷却单元10供电，所以仅一个加热器6和仅一个冷却单元10用于所有加热和冷却也是优点。通过仅具有一个加热器6和一个冷却单元10，系统的成本也被最小化。
[0133]
冷却单元10例如是压缩机，该压缩机与热膨胀阀一起形成两个制冷机，该热膨胀阀被布置为与舱室中的蒸发器及热交换器相关联。在这种情况下，连接到压缩机10的第二冷却回路14b用于传输热蒸汽形式的第二热流体。冷却单元10也可以是热泵系统。
[0134]
控制单元9还可以被布置为控制到加热器6的功率，并因此控制流动通过加热器6的热流体应当被加热多少。控制可以基于与第一阀7的控制相同的参数，即热流体的温度和与舱室2和/或能量存储系统3的温度相关联的数据。
[0135]
图3示出了添加了附加阀的控制的示例热管理系统1的示意图。热管理系统1可以包括第二阀11，该第二阀11可以是三通阀，布置有从加热器6的入口11a、到舱室2的第一出口11b和到热交换器5的第二出口11c，控制单元9被布置为控制通过第二阀11的热流体的流动。控制单元9因此控制经由第二阀11到达舱室2和能量存储系统3的流动。换言之，控制单元9控制第二阀11，(如果有的话)并因此控制热流体要从加热器6流动到舱室2、流动到能量存储系统3或者流动到两者。
[0136]
为了控制第二阀11，控制单元9可被布置为控制s7第二阀11的第一出口11b的打开和关闭，使得当热流体中存在多余热量且舱室2要被加热时，将热流体提供至舱室2，以及控制单元9可被布置为控制s8第二阀11的第二出口11c的打开和关闭，使得当热流体中存在多余热量且能量存储系统3要被加热时，将热流体提供到热交换器5。
[0137]
例如，第二阀11是比例阀，该比例阀被配置为使得第一出口11b和第二出口11c能够同时被完全打开或部分打开，并且来自加热器6的热流体可以以不同的程度被分配至舱室和热交换器。第二阀11优选地是可编程的阀。优选地，第二阀被配置为使得第一出口11b和第二出口11c的打开和关闭可以彼此独立地控制并且打开程度可以在第一出口与第二出口之间变化。这使得可以根据其实际加热需要将来自加热器的流体分配至舱室和/或热交换器。
[0138]
在一个方面，控制单元9被配置为：
[0139]-基于所接收的与舱室中的测量温度和舱室中的用户选择的温度相关联的数据来确定对舱室2加热的实际需要；
[0140]-基于所接收的与能量存储系统中的测量温度和最小温度相关联的数据来确定对能量存储系统加热的实际需要；
[0141]-根据所确定的对舱室2加热的实际需要来控制第二阀的第一出口11b的打开程度；以及
[0142]-根据所确定的对能量存储系统加热的实际需要来控制第二阀的第二出口11c的打开程度。
[0143]
加热舱室和能量存储系统的需要可以以不同的方式来计算。对于电池而言，在某个时间内使电池温度升高1℃所需要的加热功率通常是从oem/电池制造商已知的。该值可与环境温度一起用于计算加热的需要。可替代地，当前电池温度和期望电池温度是已知的，并且我们仅加热全速(尽可能多的功率)以实现期望电池温度。对于舱室而言，这通常是由舱室内部的气候ecu完成的。由此接收a％的加热值。如我们所知，加热需求很容易在计算中实现100％的值。
[0144]
图4示出了添加了附加阀的控制的示例热管理系统1的示意图。热管理系统1可以包括第三阀12，第三阀12可以是三通阀，布置有从能量存储系统3的入口12a、至热交换器5的第一出口12b以及至车辆的被动冷却系统25的第二出口12c，其中，控制单元9被布置为控制s9第三阀12的第一出口12b和第二出口12c的打开和关闭，使得用于加热或冷却能量存储系统3的第二热流体被引导到热交换器5或被引导到被动冷却系统25。在不需要加热或冷却能量存储系统3的情况下，控制单元9可控制第三阀12，使得热流体不经过热交换器5，即关闭第一出口12b。阀也可被控制，使得流体仅经过热交换器5，即打开第一出口12b并关闭第二出口12c。
[0145]
图5示出了添加了附加温度传感器的输入的示例热管理系统1的示意图。热管理系统1可以包括第二温度传感器20，该第二温度传感器20被布置为测量进入第三阀12的热流体的温度。然后，控制单元9被布置为接收s9a来自第二温度传感器20的热流体的测量温度，以及控制单元9被布置为基于所接收的温度来控制s9b第三阀12的第一出口12b和第二出口12c的打开和关闭。
[0146]
利用测量温度，连同与能量存储系统3中的测量温度相关联的数据，已知能量存储系统3是否需要加热或冷却。因此，控制单元9可以基于所接收的数据控制第三阀12。应注意，第二温度传感器20可以是包括热管理系统1的车辆的一部分。
[0147]
图6示出了添加了附加阀的控制的示例热管理系统1的示意图。第一阀7具有可打开和可关闭的第二出口7c。热管理系统1包括第四阀13。然后，控制单元9被布置为控制s10第四阀13的打开和关闭，使得当第一阀7的第一出口7b打开时，第四阀13打开，以及当第一阀7的第一出口7b关闭时，第四阀13关闭，并且控制单元9被布置为控制s11第二出口7c的打开和关闭，使得当第一阀7的第一出口7b关闭时，第二出口7c打开，以及当第一阀7的第一出口7b关闭时，第二出口7c打开。
[0148]
由此，当热流体中不存在多余热量或者舱室2或能量存储系统3不需要任何热量时，可以具有用于冷却车辆组件4的热流体的回路。如在图6中可见，如果第一阀7和第四阀13两者都是关闭的，则产生车辆组件4被经由被动冷却系统25被冷却的回路。当两个阀7、13打开时，来自冷却车辆组件4的热流体用于加热舱室2或能量存储系统3或两者。
[0149]
图7示出了添加了一个或更多个泵15、16、17的控制的示例热管理系统1的示意图。热管理系统1可以包括一个或更多个泵15、16、17，控制单元9然后被布置为基于所接收的数据和所接收的测量温度来控制s12一个或更多个泵15、16、17的速度。因此，除了控制一个或更多个阀之外，控制单元9还可以控制热流体通过一个或更多个泵15、16、17的流动。因此，控制单元9可以对系统具有更多的控制并且还使用流速作为加热或冷却时的因素。第一泵15、第二泵16和第三泵17可以彼此独立地添加到系统中。
[0150]
所有阀和泵的控制还可以基于所选择的温度和能量存储系统3的预定最小温度。
[0151]
图8示出了添加了温度传感器18、19、20、21、泵15、16、17、压力传感器22、23和热膨胀阀24的示例的示例热管理系统1的示意图。为达到本公开的目的，仅需要权利要求1中所描述的部件。其他部件是可选的或者被布置在该系统外部，如以上也已经解释的。
[0152]
如果冷却回路14正在传输制冷剂气体，则压力传感器22、23指示温度。压力传感器22、23可被布置在包括系统1的车辆中。控制单元可使用来自压力传感器的输入以例如控制热膨胀阀24和/或冷却单元10。当热流体是制冷剂气体时，制冷剂气体例如是r134a或r1234yf或类似物。应注意，管道的不同部分可容纳不同类型的热流体，诸如乙二醇冷却剂、水或制冷剂气体。通常，传输用于冷却的热流体的通道具有制冷剂气体，用于加热的通道包括热液体。然而，其他解决方案是可能的。
[0153]
热膨胀阀24控制释放到蒸发器中的制冷剂的量，该蒸发器是热交换器的一部分并且旨在调节离开蒸发器的蒸气的热度(superheat)。该热膨胀阀还可以被集成在该热交换器中，或者热膨胀阀可以被布置在包括系统1的车辆中。热膨胀阀可以是压力控制的或电控制的。热膨胀阀可以是电接合(常闭或常开)的或仅压力接合的。
[0154]
附图标记列表：
[0155]
1.热管理系统
[0156]
2.舱室
[0157]
3.能量存储系统
[0158]
4.车辆组件
[0159]
5.热交换器
[0160]
6.加热器
[0161]
a.加热器温度传感器
[0162]
7.第一阀
[0163]
a.入口
[0164]
b.第一出口
[0165]
c.第二出口
[0166]
8.第一温度传感器
[0167]
9.控制单元
[0168]
10.冷却单元
[0169]
11.第二阀
[0170]
a.入口
[0171]
b.第一出口
[0172]
c.第二出口
[0173]
12.第三阀
[0174]
a.入口
[0175]
b.第一出口
[0176]
c.第二出口
[0177]
13.第四阀
[0178]
a.入口
[0179]
b.出口
[0180]
14.热流体的冷却回路
[0181]
a.第一冷却回路
[0182]
b.第二冷却回路
[0183]
c.第三冷却回路
[0184]
15.第一泵
[0185]
16.第二泵
[0186]
17.第三泵
[0187]
18.第四温度传感器
[0188]
19.第三温度传感器
[0189]
20.第二温度传感器
[0190]
21.第五温度传感器
[0191]
22.第一压力传感器
[0192]
23.第二压力传感器
[0193]
24.热膨胀阀
[0194]
25.外部被动冷却系统

技术特征：
1.一种用于控制电动车辆的舱室(2)和能量存储系统(3)中的温度的热管理系统(1)，所述电动车辆包括车辆组件(4)和冷却回路(14a)，所述冷却回路(14a)包括用于冷却所述车辆组件(4)的热流体，所述系统(1)包括：一个热交换器(5)，所述热交换器(5)被布置为加热所述能量存储系统(3)，一个加热器(6)，所述加热器(6)被布置为加热所述舱室(2)并向所述热交换器(5)提供热量，以及控制单元(9)，所述控制单元(9)被配置为：接收(s2)与所述舱室(2)中的测量温度相关联的数据，接收(s3)与所述能量存储系统(3)中的测量温度相关联的数据，基于所接收的数据确定(s4)是否需要加热所述舱室(2)或所述能量存储系统(3)中的任一个，以及第一阀(7)，所述第一阀(7)设置在所述冷却回路(14a)中并且具有入口(7a)和出口(7b)，所述入口(7a)被布置为接收已经用于冷却所述车辆组件(4)的所述热流体，所述出口(7b)与所述加热器(6)流体连通，其特征在于，所述系统(1)包括：温度传感器(8)，所述温度传感器(8)被布置为测量进入所述第一阀的入口(7a)的所述热流体的温度，其中，所述温度传感器(8)被布置在所述第一阀(7)中或者在所述热流体进入所述第一阀(7)之前的通道中，第二阀(11)，所述第二阀(11)具有入口(11a)、第一出口(11b)和第二出口(11c)，所述入口(11a)被布置为接收来自所述加热器(6)的热流体，所述第一出口(11b)与所述舱室(2)流体连通，所述第二出口(11c)与所述热交换器(5)流体连通，所述控制单元(9)被配置为：接收(s1)来自所述温度传感器(8)的热流体的测量温度，基于来自所述温度传感器(8)的测量温度来确定(s5)进入所述第一阀的入口(7a)的所述热流体中是否存在多余热量，控制(s6)所述第一阀(7)的出口(7b)，使得当所述热流体中存在多余热量并且所述能量存储系统(3)和所述舱室(2)中的任一个需要被加热时，将所述热流体提供至所述加热器(6)，以及控制(s7)所述第二阀(11)，使得基于对所述舱室和所述能量存储系统的加热的需要，将来自所述加热器(6)的热流体分配到所述舱室(2)和/或所述热交换器(5)。2.根据权利要求1所述的热管理系统(1)，其中，所述控制单元(9)被配置为控制所述第二阀(11)，使得基于关于是否优先对所述舱室和所述能量存储系统中的任一个进行加热的信息，将来自所述加热器(6)的所述热流体分配到所述舱室(2)和/或所述能量存储系统(3)。3.根据权利要求1或2所述的热管理系统(1)，其中，所述第二阀(11)是比例阀，所述比例阀被配置为使得所述第一出口(11a)和所述第二出口(11b)能够同时被部分地打开，以及使得来自所述加热器(6)的所述热流体能够以不同的程度被分配到所述舱室(2)和所述热交换器(5)。4.根据前述权利要求中任一项所述的热管理系统(1)，其中，所述冷却回路(14a)穿过外部被动冷却系统(25)，所述控制单元(9)被布置为当所述热流体中不存在多余热量时，或者在所述能量存储系统(3)和所述舱室(2)都不需要被加热时，使所述热流体循环回到所述
被动冷却系统(25)。5.根据权利要求4所述的热管理系统(1)，其中，所述第一阀(7)具有第二出口(7c)，所述第二出口(7c)与所述外部被动冷却系统(25)流体连通，所述控制单元(9)被布置为控制所述第一阀(7)的第二出口(7c)，使得当所述热流体中不存在多余热量时，或者在所述能量存储系统(3)和所述舱室(2)都不需要被加热时，使所述热流体循环回到所述被动冷却系统(25)。6.根据前述权利要求中任一项所述的热管理系统(1)，其中，所述控制单元(9)被布置为：基于所接收的数据确定对所述舱室(2)加热的实际需要和对所述能量存储系统(3)加热的实际需要，根据所确定的对所述舱室加热的实际需要，控制所述第二阀的第一出口(11b)的打开程度，以及根据所确定的对所述能量存储系统(3)加热的实际需要，控制所述第二阀的第二出口(11c)的打开程度。7.根据前述权利要求中任一项所述的热管理系统(1)，包括加热器温度传感器(6a)，所述加热器温度传感器(6a)被布置为测量进入所述加热器(6)的所述热流体的温度，所述控制单元(9)被布置为接收(s5a)来自所述加热器温度传感器(6a)的测量温度，以及基于所接收的来自所述第一温度传感器(8)的所述热流体的测量温度和来自所述加热器温度传感器(6a)的测量温度来确定(s5)所述热流体中是否存在多余热量。8.根据权利要求7所述的热管理系统(1)，其中，所述加热器温度传感器设置在所述加热器内部或者在所述热流体进入所述加热器之前的通道中。9.根据权利要求7或8所述的热管理系统(1)，其中，所述控制单元(9)被布置为确定(s5)来自所述第一温度传感器(8)的测量温度是否比来自所述加热器温度传感器(6a)的测量温度热，以及控制(s6)所述第一阀(7)的出口(7b)的打开和关闭，使得当所述能量存储系统(3)和所述舱室(2)中的任一个待被加热并且来自所述第一温度传感器(8)的所述热流体的测量温度比来自所述加热器温度传感器(6a)的测量温度热时，将进入所述第一阀(7)的入口(7a)的所述热流体提供到所述加热器(6)。10.根据前述权利要求中任一项所述的热管理系统(1)，包括第三阀(12)，所述第三阀(12)布置有从所述能量存储系统(3)的入口(12a)、到所述热交换器(5)的第一出口(12b)以及到外部被动冷却系统(25)的第二出口(12c)，其中，所述控制单元(9)被布置为：控制(s9)所述第三阀(12)的第一出口(12b)和第二出口(12c)的打开和关闭，使得用于加热或冷却所述能量存储系统(3)的第三热流体被引导到所述热交换器(5)或引导到所述外部被动冷却系统(25)。11.根据权利要求10所述的热管理系统(1)，包括第二温度传感器(20)，所述第二温度传感器(20)被布置为测量进入所述第三阀(12)的所述第三热流体的温度，其中，所述控制单元(9)被布置为：接收(s9a)来自所述第二温度传感器(20)的所述第三热流体的测量温度，基于所接收的温度，控制(s9b)所述第三阀(12)的第一出口(12b)和第二出口(12c)的打开和关闭。
12.根据前述权利要求中任一项所述的热管理系统(1)，包括一个或更多个泵(15、16、17)，其中，所述控制单元(9)被布置为：基于所接收的数据和所接收的测量温度，控制(s12)所述一个或更多个泵(15、16、17)的速度。13.根据前述权利要求中任一项所述的热管理系统(1)，其中，所述热交换器(5)是冷却器。14.根据权利要求5所述的热管理系统(1)，其中，所述热管理系统包括第四阀(13)，所述控制单元(9)被布置为：控制所述第四阀(13)的打开和关闭，使得当所述第一阀的第一出口(7b)打开时，所述第四阀(13)打开，当所述第一阀的第一出口(7b)关闭时，所述第四阀(13)关闭，以及控制所述第一阀的第二出口(7c)的打开和关闭，使得当所述第一阀的第一出口(7b)关闭时，所述第二出口(7c)打开，当所述第一阀的第一出口(7b)关闭时，所述第二出口(7c)打开。15.一种电动车辆，包括舱室(2)、能量存储系统(3)、车辆组件(4)、冷却回路(14a)、以及根据权利要求1至14中任一项所述的热管理系统(1)，所述冷却回路(14a)包括用于冷却所述车辆组件(4)的热流体。

技术总结
本发明涉及用于控制电动车辆的舱室(2)和能量存储系统(3)中的温度的热管理系统(1)，电动车辆包括车辆组件(4)。本发明还涉及一种包括系统(1)的车辆。系统(1)包括：被布置为加热能量存储系统(3)的热交换器(5)；用于加热舱室(2)和热交换器(5)的加热器(6)；被布置为接收已经用于冷却车辆组件(4)的流体并向加热器(6)提供流体的第一阀(7)；被布置为测量进入第一阀的流体的温度的温度传感器(8)；接收来自加热器的流体并且具有与舱室(2)流体连通的第一出口(11b)和与热交换器(5)流体连通的第二出口(11c)的第二阀(11)，以及控制单元(9)，控制单元(9)被配置为基于来自温度传感器(8)的测量温度确定进入第一阀(7)的流体中是否存在多余热量，控制第一阀(7)使得当流体中存在多余热量并且能量存储系统(3)和舱室(2)中的任一个需要被加热时，将流体提供至加热器(6)，以及控制第二阀(11)使得基于对舱室和能量存储系统的加热的需要，将来自加热器(6)的流体分配到舱室(2)和/或热交换器(5)。配到舱室(2)和/或热交换器(5)。配到舱室(2)和/或热交换器(5)。


技术研发人员：约瑟夫
受保护的技术使用者：瑞迈科技公司
技术研发日：2021.08.25
技术公布日：2023/6/27