新能源汽车控制新能源车热管理系统结构与控制

新能源车热管理系统主要包括电驱系统热管理和电池系统热管理 。 电驱系统有电机、发电机、电机驱动器、DCDC、充电机等部件 , 电池系统就是指电池包 。
电驱系统只需要冷却 , 保证电驱系统各部件处于一个温度相对较低的水平 , 保证安全可靠的工作状态 , 尤其是防止IGBT等部件因为大电流工作而烧坏 。
电池系统是比较脆弱的 , 温度过低则充放电能力弱 , 车辆行驶、充电功能受限;温度过高又有热失控风险 , 是绝对不允许的 。 所以电池既需要冷却也需要加热功能 。
下面我们以某插电式混动车为例 , 介绍热管理的结构和基本的控制 。
热管理系统结构
插电式混动车的热管理系统结构如下图所示:
纯电车一般只有电机没有变速器 , 混动车一般电池选择风冷 , 所以这里选择最有代表的插电混动车 。
新能源汽车控制新能源车热管理系统结构与控制
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【新能源汽车控制新能源车热管理系统结构与控制】电池热管理系统回路:
1)电池系统冷却液回路(图中黄线回路):
电池加热模式下 , 水泵转动 , 使得经加热器加热后的冷却液流入至电池中 , 达到提高电池电芯温度的目的;同样 , 电池冷却模式下 , 水泵转动 , 使得热交换器中经空调冷媒冷却后的冷却水流入至电池中 , 达到降低电池电芯温度的目的 。
2)空调冷媒回路(图中绿线回路):
电池冷却模式下 , 空调工作 , 空调冷媒流入热交换器来降低电池系统冷却液温度;电池加热模式下 , 该回路不工作 。
电驱热管理系统回路:
1)电驱系统冷却液回路(图中青线回路):
当充电机、DCDC、电机驱动等有冷却需求时 , 水泵转动 , 促使经散热器冷却后的冷却液流入充电机、DCDC、电机驱动等部件 , 达到冷却这些部件的需求;当混动变速箱(电机、发电机本体一般集成在里面)油温过高 , 有冷却需求时 , 开关阀打开 , 水泵转动 , 促使经散热器冷却后的冷却液流入热交换器 , 来冷却变速箱油温 , 达到冷却电机、发电机本体的目的 。
2)电驱油液回路(图中红线回路):
一般地 , 驱动系统激活后 , 油泵会根据车辆运行模式计算冷却流量 , 进行变速箱内部部件的冷却润滑 。
热管理系统控制
热管理系统控制 , 就是在不同的工作模式下 , 请求相应的部件配合工作 , 实现加热或冷却目的 。
1)电池加热功能:
电池温度低于一定值时 , 请求水泵、加热器工作(加粗回路部件工作 , 下同) 。
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2)电池冷却功能:
电池温度高于一定值时 , 请求水泵、空调系统、风扇工作 。
新能源汽车控制新能源车热管理系统结构与控制
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3)电驱加热功能(变速箱不需冷却时):
当充电机、DCDC、电机驱动等温度较高后有冷却需求时(且变速箱无冷却需求) , 控制水泵、风扇(冷风)等工作 。
新能源汽车控制新能源车热管理系统结构与控制
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4)电驱加热功能(变速箱需冷却时):
当充电机、DCDC、电机驱动等温度较高后有冷却需求时(且变速箱油温较高后有冷却需求) , 控制水泵、风扇(冷风)、开关阀等工作 。
新能源汽车控制新能源车热管理系统结构与控制
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如果想实现较好的温控管理与能耗指标 , 需要对系统部件进行优化(减小电池发热量、提高电驱动效率、拓宽电池工作温度范围等等) , 热管理控制本身能做的事情有限 。
以上就是对新能源车热管理结构和控制的基本介绍 , 让大家有个初步的认识 , 主要利用温度门限进行逻辑控制 。 热管理控制本身不难 , 要做到在各种工况以及故障状态下持续稳定工作 , 还是需要花一些时间去积累的 。