專利名稱：一種溫度控制系統及方法
技術領域：
本發明涉及電動汽車溫控技術領域，特別是涉及一種溫度控制系統及方法。
背景技術：
隨著全球石油資源的日益枯竭以及對排放要求的日益提高，相比常規汽車更加經濟環保的電動汽車成了各大汽車廠商的設計重點。憑借低耗能、零污染的特性，純電動汽車成為眾多汽車廠商的首要選擇。在電動汽車的發展過程中，如何對電動汽車的動力系統進行適當的冷卻或加熱的溫度調節，以使得電動汽車的動力系統工作在最佳的溫度范圍內，對整個電動汽車的工作效率以及壽命而言都是至關重要的。例如對于電動汽車的動力電池而言，當其所處的溫度過高或過低時，其放電量、壽命等都會受到不良影響。因此，如何有效控制電動汽車動力系統的溫度是一個值得關注的問題。

發明內容
為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種溫度控制系統及方法，以實現有效控制電動汽車的動力系統的溫度，技術方案如下一種溫度控制系統，適用于電動汽車，所述電動汽車包括電池管理器、電機控制器、車載充電機，直流轉換器，該溫度控制系統包括通過CAN網絡依次與所述電池管理器、電機控制器、車載充電機，直流轉換器相連的，控制冷卻系統、加熱系統、第一控制回路以及第二控制回路的溫度控制器；所述冷卻系統包括蒸發器、空調壓縮機、冷凝器、冷卻風扇、膨脹閥；其中，流經所述蒸發器中的制冷劑汽化吸收熱量后，經過所述空調壓縮機形成高溫高壓氣體，所述高溫高壓氣體經過所述冷凝器時受到冷卻風扇帶來的冷空氣的冷卻處理形成低溫高壓氣體， 所述低溫高壓氣體經過所述膨脹閥形成低溫低壓液體，并流入所述蒸發器汽化吸收熱量；所述加熱系統包括電動水泵、加熱器、暖通芯體；其中，所述電動水泵驅動冷卻水流動，所述冷卻水通過加熱器進行熱量交換被加熱后，流經暖通芯體釋放熱量；所述第一控制回路包括鼓風機、所述蒸發器、所述暖通芯體、動力電池；其中，所述鼓風機吸入外界空氣，所述外界空氣依次流經所述蒸發器、所述暖通芯體后進入所述動力電池內部的冷卻/加熱通道；所述第二控制回路包括散熱器、電動水泵、直流轉換器、車載充電機、電機控制器以及驅動電機；其中，所述散熱器出水口輸出的制冷劑由所述電動水泵驅動，依次流經所述直流轉換器、車載充電機、電機控制器以及驅動電機的冷卻通路后，流入所述散熱器的入水相應的，本發明實施例還提供一種溫度控制方法，適用于電動汽車，所述方法包括接收所述電動汽車中各個部件對應的當前溫度值；所述各個部件包括動力電池、驅動電機、電機控制器、直流轉換器、車載充電機；當檢測得到所述動力電池的當前溫度高于第一工作溫度范圍中高閾值時，控制冷卻系統以及第一控制回路對所述動力電池進行冷卻處理；當檢測得到所述動力電池的當前溫度低于所述第一工作溫度范圍中低閾值時，控制加熱系統以及第一控制回路對所述動力電池進行加熱處理；當檢測得到所述驅動電機、電機控制器、直流轉換器或車載充電機的當前溫度高于第二工作溫度范圍中高閾值時，控制所述第二控制回路對所述驅動電機、電機控制器、直流轉換器、車載充電機進行冷卻處理。本發明實施例所提供的技術方案中，通過CAN網絡依次與電動汽車的電池管理器、電機控制器、車載充電機，直流轉換器相連的，控制冷卻系統、加熱系統、第一控制回路以及第二控制回路的溫度控制器檢測電動汽車中各個動力部件，并在檢測到一動力部件的當前溫度不在工作溫度范圍內時，通過控制冷卻系統、加熱系統、第一控制回路或第二控制回路的相互配合實現對所述動力部件的溫度調控，以此保證電動汽車中各個動力部件工作在工作溫度范圍內。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例所提供的一種溫度控制系統的網絡連接圖；圖2為本發明實施例所提供的一種溫度控制系統的結構示意圖；圖3為本發明實施例所提供的一種溫度控制方法的流程圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。為了對電動汽車中動力系統的各個動力部件進行有效的溫度調控，本發明實施例提供一種溫度控制系統及方法。下面首先對本發明實施例所提供的一種溫度控制系統進行介紹。如圖1和圖2所示，一種溫度控制系統，適用于電動汽車，所述電動汽車包括電池管理器11、電機控制器12、車載充電機13，直流轉換器14 ；該溫度控制系統包括通過CAN網絡依次與電池管理器11、電機控制器12、車載充電機13，直流轉換器 14相連的，控制冷卻系統、加熱系統、第一控制回路以及第二控制回路的溫度控制器15 ；冷卻系統可以包括蒸發器201、空調壓縮機202、冷凝器203、冷卻風扇204、膨脹閥205 ；該冷卻系統的工作原理為流經蒸發器201中的制冷劑汽化吸收熱量后，經過空調壓縮機202形成高溫高壓氣體，該高溫高壓氣體經過冷凝器203時受到冷卻風扇204帶來
5的冷空氣的冷卻處理形成低溫高壓氣體，該低溫高壓氣體經過膨脹閥205形成低溫低壓液體，并流入蒸發器201汽化吸收熱量，完成一次循環；加熱系統可以包括電動水泵206、加熱器207、暖通芯體208 ；該加熱系統的工作原理為電動水泵206驅動冷卻水流動，該冷卻水通過加熱器207進行熱量交換被加熱后， 流經暖通芯體208釋放熱量，完成一次循環；第一控制回路可以包括鼓風機209、蒸發器201、暖通芯體208、動力電池210 ；其中，利用第一控制回路冷卻動力電池210的工作原理為鼓風機209吸入外界空氣，該外界空氣在流經蒸發器201時與冷卻系統進行熱交換后成為冷空氣，并經由暖通芯體208進入動力電池210內部的冷卻/加熱通道，以此實現對動力電池210的冷卻處理；利用第一控制回路加熱動力電池210的工作原理為鼓風機209吸入外界空氣，該外界空氣依次流經蒸發器201、暖通芯體208，在經過暖通芯體208時與加熱系統進行熱交換后成為熱空氣，并進入動力電池210內部的冷卻/加熱通道，以此實現對動力電池210的加熱處理；第二控制回路可以包括散熱器211、電動水泵206、直流轉換器14、車載充電機 13、電機控制器12以及驅動電機212 ；其中，第二控制回路對直流轉換器14、車載充電機 13、電機控制器12以及驅動電機212進行冷卻處理的工作原理為散熱器211出水口輸出的制冷劑由電動水泵206驅動，依次流經直流轉換器14、車載充電機13、電機控制器12以及驅動電機212的冷卻通路后，流入散熱器211的入水口，完成一次循環。本發明實施例所提供的溫度控制系統中，通過CAN網絡依次與電動汽車的電池管理器、電機控制器、車載充電機，直流轉換器相連的，控制冷卻系統、加熱系統、第一控制回路以及第二控制回路的溫度控制器檢測電動汽車中各個動力部件的當前溫度，并在檢測到一動力部件的當前溫度不在工作溫度范圍內時，通過控制冷卻系統、加熱系統、第一控制回路或第二控制回路的相互配合實現對所述動力部件的溫度調控，以此保證電動汽車中各個動力部件工作在工作溫度范圍內。可以理解的是，加熱器207可以為電阻加熱絲，當然并不局限于電阻加熱絲。更進一步的，如圖2所示，本實施例所提供的溫度控制系統還可以包括第一三通閥213、第二三通閥214、第三三通閥215、第四三通閥216、第一電磁閥 217、第二電磁閥218、第一溫度傳感器219、第二溫度傳感器220 ；第一三通閥213分別與散熱器211、第一溫度傳感器219、第二電磁閥218相連；第二三通閥214分別與第二電磁閥218、第四三通閥216、加熱器207相連；第三三通閥215分別與車載充電機13、電機控制器12、第一電磁閥217相連；第四三通閥216分別與電動水泵206、第一電磁閥217、第二三通閥214相連；第一溫度傳感器219與第一三通閥213、驅動電機212相連；第二溫度傳感器220與暖通芯體208、加熱器207相連。通過第一三通閥213、第二三通閥214、第三三通閥215、第四三通閥216、第一電磁閥217、第二電磁閥218、第一溫度傳感器219、第二溫度傳感器220的相互配合可以實現第二控制回路與加熱系統對應加熱回路之間液體的流通。具體的交互過程可以為在加熱系統工作且第二控制回路工作時，如果第二溫度傳感器220所采集的加熱系統對應加熱回路的當前溫度低于第一溫度傳感器219所采集的第二控制回路的當前溫度時，則開啟第一電磁閥217和第二電磁閥218，使得第二控制回路的制冷劑從驅動電機212出水口流出后，流經第一三通閥213和第二三通閥214，進入加熱系統對應的加熱回路； 加熱回路的制冷劑流經第四三通閥216和第三三通閥215，流回第二控制回路中，以此實現降低第二控制回路的制冷劑的溫度，同時，提高加熱系統對應加熱回路中的液體的當前溫度。相應于上述溫度控制系統，本發明實施例還提供一種溫度控制方法。該方法適用于具有本發明所提供的溫度控制系統的電動汽車。其中，假設動力電池對應的第一工作溫度范圍為[tl，t2]，而驅動電機、電機控制器、直流轉換器或車載充電機對應的第二工作溫度范圍為[t3，t4]。也就是，動力電池對應的第一工作溫度范圍的高閾值為t2，低閾值為 tl ；而驅動電機、電機控制器、直流轉換器或車載充電機對應的第二工作溫度范圍的高閾值為t4，低閾值為t3。如圖1、圖2、圖3所示，一種溫度控制方法，可以包括S101，溫度控制器通過CAN網絡接收該電動汽車中各個部件對應的當前溫度值；在對該電動汽車進行溫度控制時，需要首先進行溫度控制器的低壓上電以及初始化。在進行溫度控制的過程中，該溫度控制器通過CAN網絡接收各個部件的當前溫度值，其中，各個部件可以包括動力電池、驅動電機、電機控制器、直流轉換器、車載充電機。其中，各個部件對應的控制器都與相應的溫度傳感器相連，在各個部件對應的控制器接收到相應溫度傳感器所采集的當前溫度值后，將通過CAN網絡發送至該溫度控制器。可以理解的是，溫度控制器通過CAN網絡接收該電動汽車中各個部件對應的當前溫度值可以實時進行，也可以定時進行。S102，獲取該電動汽車中動力電池的當前溫度值ta ；S103，判斷所接收到的動力電池的當前溫度值ta是否在第一工作溫度范圍[tl， t2]內，當ta > t2時，執行步驟S104 ；當ta < tl時，執行步驟S105 ；否則，不作處理；S104,控制冷卻系統以及第一控制回路對該動力電池進行冷卻處理；其中，如圖2所示，所述冷卻系統的工作過程為流經蒸發器201中的制冷劑汽化吸收熱量后，經過空調壓縮機202形成高溫高壓氣體，所述高溫高壓氣體經過冷凝器203時受到冷卻風扇204帶來的冷空氣的冷卻處理形成低溫高壓氣體，所述低溫高壓氣體經過膨脹閥205形成低溫低壓液體，并流入蒸發器201 汽化吸收熱量。當動力電池的溫度ta高于t2時，為了保證電池的正常工作以及使用壽命，此時， 需要對該動力電池進行冷卻處理。因此，溫度控制器將控制冷卻系統以及第一控制回路對該動力電池進行冷卻處理外界空氣被鼓風機209通過進風口吸入到第一控制回路中，當流經蒸發器201時與冷卻系統進行熱交換，被制冷，然后進入動力電池210內部的冷卻/加熱通道，對動力電池210進行冷卻，完成一次循環。S105，控制加熱系統以及第一控制回路對該動力電池進行加熱處理；其中，如圖2所示，所述加熱系統的工作過程為電動水泵206驅動冷卻水流動，所述冷卻水通過加熱器207加熱后，流經暖通芯體208釋放熱量。當動力電池的溫度ta低于tl時，為了保證電池的正常工作以及使用壽命，此時， 需要對該動力電池進行加熱處理。因此，溫度控制器將控制加熱系統以及第一控制回路對CN 102529690 A
該動力電池進行加熱處理外界空氣被鼓風機209通過進風口吸入到第一控制回路，流經暖通芯體208時與加熱系統進行熱交換，被加熱，然后進入動力電池210內部的冷卻/加熱通道，對動力電池 210進行加熱，完成一次循環。S106，獲取驅動電機、電機控制器、直流轉換器或車載充電機的當前溫度值tb ；S107，判斷所接收到的驅動電機、電機控制器、直流轉換器或車載充電機的當前溫度值tb是否在第二工作溫度范圍[t3，t4]，如果tb > t4，則執行步驟S108 ；否則不作處理；當所述驅動電機、電機控制器、直流轉換器或車載充電機的當前溫度tb > t4時， 為了保證驅動電機、電機控制器、直流轉換器及車載充電機正常工作，則需進行相應的冷卻處理；而當tb < t4時，表明各個部件處于工作溫度范圍內，不需要進行冷卻處理。可以理解的是，當tb < t3時，各個部件也可以正常工作，無需進行任何處理。S108，控制第二控制回路對所述驅動電機、電機控制器、直流轉換器、車載充電機進行冷卻處理。其中，如圖2所示，第二控制回路的工作過程為散熱器211出水口輸出的制冷劑由電動水泵206驅動，依次流經所述直流轉換器 14、車載充電機13、電機控制器12以及驅動電機212的冷卻通路后，流入散熱器211的入水口，完成一次循環。可以理解的是，步驟S102與步驟S106的執行順序并不局限于本實施例所述的順序，在實際應用中，步驟S102與步驟S106可以同時執行，以實現對動力電池、驅動電機、電機控制器、直流轉換器或車載充電機同時進行溫控處理。本實施例中，溫度控制器檢測電動汽車中各個動力部件，并在檢測到一動力部件的當前溫度不在工作溫度范圍內時，通過控制冷卻系統、加熱系統、第一控制回路或第二控制回路的相互配合實現對所述動力部件的溫度調控，以此保證電動汽車中各個動力部件工作在工作溫度范圍內。需要說明的是，在控制所述加熱系統以及第一控制回路對所述動力電池進行加熱處理的過程中，當所述第二控制回路工作時，如圖2所示，本發明所提供的溫度控制方法還可以包括判斷所述加熱系統中對應加熱回路的當前溫度是否小于該第二控制回路中的當前冷卻溫度；如果是，則開啟第一電磁閥217和第二電磁閥218，以使得第二控制回路中的制冷劑從驅動電機212出水口流出后，流經第一三通閥213和第二三通閥214后進入加熱系統對應的加熱回路，并且進入所述加熱回路的制冷劑流經第四三通閥216和第三三通閥 215后流回所述第二控制回路；否則，使第一電磁閥217和第二電磁閥218處于關閉狀態。 通過上述交互方式，可以實現降低第二控制回路的制冷劑的溫度，同時，提高加熱系統對應加熱回路中的液體的當前溫度。以上所述僅是本發明的具體實施方式
，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種溫度控制系統，適用于電動汽車，所述電動汽車包括電池管理器、電機控制器、車載充電機，直流轉換器，其特征在于，該溫度控制系統包括通過CAN網絡依次與所述電池管理器、電機控制器、車載充電機，直流轉換器相連的， 控制冷卻系統、加熱系統、第一控制回路以及第二控制回路的溫度控制器；所述冷卻系統包括蒸發器、空調壓縮機、冷凝器、冷卻風扇、膨脹閥；其中，流經所述蒸發器中的制冷劑汽化吸收熱量后，經過所述空調壓縮機形成高溫高壓氣體，所述高溫高壓氣體經過所述冷凝器時受到冷卻風扇帶來的冷空氣的冷卻處理形成低溫高壓氣體，所述低溫高壓氣體經過所述膨脹閥形成低溫低壓液體，并流入所述蒸發器汽化吸收熱量；所述加熱系統包括電動水泵、加熱器、暖通芯體；其中，所述電動水泵驅動冷卻水流動，所述冷卻水通過加熱器進行熱量交換被加熱后，流經暖通芯體釋放熱量；所述第一控制回路包括鼓風機、所述蒸發器、所述暖通芯體、動力電池；其中，所述鼓風機吸入外界空氣，所述外界空氣依次流經所述蒸發器、所述暖通芯體后進入所述動力電池內部的冷卻/加熱通道；所述第二控制回路包括散熱器、電動水泵、直流轉換器、車載充電機、電機控制器以及驅動電機；其中，所述散熱器出水口輸出的制冷劑由所述電動水泵驅動，依次流經所述直流轉換器、車載充電機、電機控制器以及驅動電機的冷卻通路后，流入所述散熱器的入水口。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括第一三通閥、第二三通閥、第三三通閥、第四三通閥、第一電磁閥、第二電磁閥、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器；所述第一三通閥分別與所述散熱器、第一溫度傳感器、第二電磁閥相連； 所述第二三通閥分別與所述第二電磁閥、第四三通閥、加熱器相連； 所述第三三通閥分別與所述車載充電機、電機控制器、第一電磁閥相連； 所述第四三通閥分別與所述電動水泵、第一電磁閥、第二三通閥相連； 所述第一溫度傳感器與所述第一三通閥、驅動電機相連； 所述第二溫度傳感器與所述暖通芯體、加熱器相連。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述加熱器為電阻加熱絲。
4.一種溫度控制方法，其特征在于，適用于電動汽車，所述方法包括接收所述電動汽車中各個部件對應的當前溫度值；所述各個部件包括動力電池、驅動電機、電機控制器、直流轉換器、車載充電機；當檢測得到所述動力電池的當前溫度高于第一工作溫度范圍中高閾值時，控制冷卻系統以及第一控制回路對所述動力電池進行冷卻處理；當檢測得到所述動力電池的當前溫度低于所述第一工作溫度范圍中低閾值時，控制加熱系統以及第一控制回路對所述動力電池進行加熱處理；當檢測得到所述驅動電機、電機控制器、直流轉換器或車載充電機的當前溫度高于第二工作溫度范圍中高閾值時，控制所述第二控制回路對所述驅動電機、電機控制器、直流轉換器、車載充電機進行冷卻處理。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述冷卻系統的工作過程為所述蒸發器中的制冷劑汽化吸收熱量后，經過所述空調壓縮機形成高溫高壓氣體，所述高溫高壓氣體經過所述冷凝器時受到冷卻風扇帶來的冷空氣的冷卻處理形成低溫高壓氣體，所述低溫高壓氣體經過所述膨脹閥形成低溫低壓液體，并流入所述蒸發器。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一控制回路對所述動力電池冷卻處理的過程為蒸發器與由鼓風機吸入的外界空氣進行熱交換，使得所述外界空氣成為冷空氣，進而進入所述動力電池內部的冷卻/加熱風道，以實現對所述動力電池的冷卻處理。
7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述加熱系統的工作過程為所述電動水泵驅動冷卻水流動，所述冷卻水通過加熱器加熱后，流經暖通芯體釋放熱量。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一控制回路對所述動力電池加熱處理的過程為暖通芯體與由鼓風機吸入的外界空氣進行熱交換，使得所述外界空氣成為熱空氣，進而進入所述動力電池內部的冷卻/加熱風道，以實現對所述動力電池的加熱處理。
9.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二控制回路的工作過程為 散熱器出水口輸出的制冷劑由電動水泵驅動，依次流經所述直流轉換器、車載充電機、電機控制器以及驅動電機的冷卻通路后，流入所述散熱器的入水口。
10.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在控制所述加熱系統以及第一控制回路對所述動力電池進行加熱處理的過程中，當所述第二控制回路工作時，判斷所述加熱系統對應加熱回路的當前溫度是否小于所述第二控制回路中的當前溫度；如果是，則開啟第一電磁閥和第二電磁閥，以使得第二控制回路中的制冷劑從驅動電機出水口流出后，流經第一三通閥和第二三通閥后進入加熱系統對應的加熱回路，并且進入所述加熱回路的制冷劑流經第四三通閥和第三三通閥后流回所述第二控制回路；否則，使第一電磁閥和第二電磁閥處于關閉狀態。
全文摘要
本發明公開了一種溫度控制系統及方法。該溫度控制系統包括通過CAN網絡依次與電池管理器、電機控制器、車載充電機，直流轉換器相連的，控制冷卻系統、加熱系統、第一控制回路以及第二控制回路的溫度控制器；該冷卻系統包括蒸發器、空調壓縮機、冷凝器、冷卻風扇、膨脹閥；該加熱系統包括電動水泵、加熱器、暖通芯體；該第一控制回路包括鼓風機、該蒸發器、所述暖通芯體、動力電池；該第二控制回路包括散熱器、電動水泵、直流轉換器、車載充電機、電機控制器以及驅動電機。通過利用本發明所提供的方案，可以保證電動汽車中各個動力部件工作在工作溫度范圍內。
文檔編號B60K11/02GK102529690SQ20121000750
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者李中華, 李超, 王永珠, 陳東, 陳志河 申請人:重慶長安新能源汽車有限公司, 重慶長安汽車股份有限公司