本技術(shù)涉及電動車熱管理系統(tǒng)的，具體地，涉及一種基于多通閥的熱管理系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源汽車的不斷發(fā)展，熱管理系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜。熱管理系統(tǒng)多采用三通閥、四通閥或者其它水閥組合實現(xiàn)不同管路之間的切換，然而多個水閥導(dǎo)致水管接口多、管路連接復(fù)雜，相應(yīng)的控制邏輯也繁瑣，另外多個水閥的組合也會導(dǎo)致熱管理系統(tǒng)整體的質(zhì)量較大、裝配空間較大。

2、公開號為us20190070924a1的美國專利公開了具有極端溫度加熱能力和有效熱預(yù)處理的電動汽車熱泵系統(tǒng)，采用八通閥的集成化設(shè)計實現(xiàn)熱管理系統(tǒng)的集成，有助于降低成本、減輕重量和減小裝配空間。其中，集成部件主要包括：水泵、八通閥、電池冷卻器、液冷冷凝器、冷卻液流道板、制冷劑流道板等，在其冷卻液側(cè)，通過八通閥與九個接口連接，實現(xiàn)熱管理各種模式的切換，有助于降低熱管理系統(tǒng)的能耗。但是，在該專利中電池?zé)o法實現(xiàn)真正的自循環(huán)，當(dāng)電池自循環(huán)時，必須流經(jīng)電池冷卻器，導(dǎo)致產(chǎn)生額外的流阻和熱量損失；并且，在熱泵工況下，無法單獨吸收電驅(qū)余熱，需要從電池和電驅(qū)同時吸熱，容易造成電池溫度過低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述問題的至少一個方面，本發(fā)明提供了一種基于多通閥的熱管理系統(tǒng)，包括多通閥、第一水泵、第二水泵、電驅(qū)模塊、散熱器、電池包和冷卻器；多通閥至少包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口、第六接口、第七接口和與之相對應(yīng)的第一閥瓣、第二閥瓣、第三閥瓣、第四閥瓣、第五閥瓣、第六閥瓣、第七閥瓣；電驅(qū)模塊具備主動加熱功能，或者電驅(qū)模塊不具備主動加熱功能，且電池包或冷卻器串聯(lián)有熱敏電阻；電驅(qū)模塊的入口端與第一接口固接且連通，電驅(qū)模塊的出口端、散熱器的入口端和第三接口三者固接且連通，散熱器的出口端與第二接口固接且連通；散熱器的入口端用于與平衡罐的排氣端固接且連通；第一水泵固接且連通在電驅(qū)模塊的入口端或出口端上，第一水泵的入口端用于與平衡罐的補液端固接且連通；電池包的入口端與第四接口固接且連通，電池包的出口端與第七接口固接且連通；第二水泵固接且連通在電池包的入口端或出口端上，第二水泵的入口端用于與平衡罐的補液端固接且連通；冷卻器的入口端與第六接口固接且連通，冷卻器的出口端與第五接口固接且連通；多通閥的執(zhí)行模式至少包括第一模式；第一模式為第一閥瓣與第二閥瓣連通，且第七閥瓣與第四閥瓣連通。

2、通過上述技術(shù)方案，將電驅(qū)模塊的入口端、散熱器的出口端、電驅(qū)模塊出口端和散熱器入口端的連接端、電池包的入口端和出口端、冷卻器的入口端和出口端分別連接在多通閥的各個接口上，集成為本技術(shù)的熱管理系統(tǒng)；當(dāng)多通閥執(zhí)行第一模式時，電驅(qū)模塊與散熱器串聯(lián)形成回路實現(xiàn)電驅(qū)模塊的冷卻，冷卻器不工作，而電池包本身形成回路實現(xiàn)真正的自循環(huán)，不會產(chǎn)生額外的流阻和熱量損失，有助于降低能耗。

3、優(yōu)選地，所述電驅(qū)模塊與第三接口之間連接有液冷冷凝器。通過上述技術(shù)方案，在電驅(qū)模塊出口端與第三接口之間集成液冷冷凝器，實現(xiàn)在空調(diào)制冷模式時，制冷劑中的熱量，可以先通過液冷冷凝器轉(zhuǎn)移至冷卻液，然后冷卻液流經(jīng)散熱器散失至外界中；在熱泵加熱電池模式中，制冷劑熱量可以先流經(jīng)液冷冷凝器，然后冷卻液與液冷冷凝器交換，最后轉(zhuǎn)移至電池包中。

4、優(yōu)選地，所述執(zhí)行模式包括第二模式，第二模式為第三閥瓣與第六閥瓣連通，且第五閥瓣與第一閥瓣連通，且第七閥瓣與第四閥瓣連通。通過上述技術(shù)方案，當(dāng)多通閥執(zhí)行第二模式時，電驅(qū)模塊與冷卻器串聯(lián)形成回路實現(xiàn)熱泵僅從電驅(qū)吸熱，散熱器不工作，電池包自循環(huán)，對電池包的溫度不會造成影響。

5、優(yōu)選地，所述執(zhí)行模式包括第三模式，第三模式為第二閥瓣與第一閥瓣連通，且第七閥瓣與第六閥瓣連通，且第五閥瓣與第四閥瓣連通。通過上述技術(shù)方案，當(dāng)多通閥執(zhí)行第三模式時，電驅(qū)模塊和散熱器串聯(lián)形成回路，電池包和冷卻器串聯(lián)形成回路，實現(xiàn)電驅(qū)模塊的水冷卻和電池包采用冷卻器冷卻。

6、優(yōu)選地，所述執(zhí)行模式包括第四模式，第四模式為第二閥瓣與第四閥瓣連通，且第七閥瓣與第一閥瓣連通。通過上述技術(shù)方案，當(dāng)多通閥執(zhí)行第四模式時，電驅(qū)模塊、散熱器和電池包串聯(lián)形成回路，冷卻器不工作，實現(xiàn)電驅(qū)模塊和電池包的水冷卻。

7、優(yōu)選地，所述執(zhí)行模式包括第五模式，第五模式為第二閥瓣與第六閥瓣連通，且第五閥瓣與第一閥瓣連通，且第七閥瓣與第四閥瓣連通。通過上述技術(shù)方案，當(dāng)多通閥執(zhí)行第五模式時，電驅(qū)模塊、散熱器、冷卻器串聯(lián)形成回路實現(xiàn)熱泵從電驅(qū)模塊和環(huán)境中吸熱，電池包自循環(huán)。

8、優(yōu)選地，所述執(zhí)行模式包括第六模式，第六模式為第三閥瓣與第四閥瓣連通，且第七閥瓣與第一閥瓣連通。通過上述技術(shù)方案，當(dāng)多通閥執(zhí)行第六模式時，電驅(qū)模塊與電池包串聯(lián)形成回路，散熱器和冷卻器關(guān)閉，當(dāng)電驅(qū)模塊具有主動加熱功能時，實現(xiàn)電驅(qū)模塊直接加熱電池包，或者電驅(qū)模塊不具備主動加熱功能，電驅(qū)模塊的余熱加熱電池包。

9、優(yōu)選地，所述執(zhí)行模式包括第七模式，第七模式為第三閥瓣與第一閥瓣連通，且第七閥瓣與第六閥瓣連通，且第五閥瓣與第四閥瓣連通。通過上述技術(shù)方案，當(dāng)多通閥執(zhí)行第七模式時，電驅(qū)模塊自循環(huán)，散熱器不工作，電池包與冷卻器串聯(lián)形成回路，實現(xiàn)熱泵從電池包中吸熱。

10、優(yōu)選地，所述執(zhí)行模式包括第八模式，第八模式為第三閥瓣與第一閥瓣連通，且第七閥瓣與第四閥瓣連通。通過上述技術(shù)方案，當(dāng)多通閥執(zhí)行第八模式時，電驅(qū)模塊自循環(huán)，散熱器和冷卻器均不工作，電池包自循環(huán)。

11、優(yōu)選地，還包括控制器，控制器與多通閥電連接，用于控制多通閥切換執(zhí)行模式，和用于與電池控制器、整車控制器、環(huán)境溫度傳感器、水溫傳感器、空調(diào)控制器分別電連接。

12、本技術(shù)還提供了一種基于多通閥的熱管理系統(tǒng)的控制方法，應(yīng)用于上述任一所述的一種基于多通閥的熱管理系統(tǒng)，其特征在于：所述多通閥的執(zhí)行模式包括第一模式、第二模式、第三模式、第四模式、第五模式、第六模式、第七模式和第八模式；包括如下控制步驟：

13、步驟1：當(dāng)電池溫度大于強制冷卻溫度時，多通閥執(zhí)行第三模式；

14、步驟2：當(dāng)電池溫度小于自然冷卻溫度且大于自循環(huán)溫度時，多通閥執(zhí)行第一模式；

15、步驟3：當(dāng)電池包既不需要冷卻也不需要加熱且環(huán)境溫度大于熱泵最低工作溫度，且電驅(qū)模塊出口的水溫大于環(huán)境溫度時，多通閥執(zhí)行第二模式；

16、步驟4：當(dāng)電池包需要加熱，且電驅(qū)模塊具備主動加熱功能時，多通閥執(zhí)行第六模式；或者電驅(qū)模塊不具備主動加熱功能，電池包串聯(lián)有熱敏電阻時，多通閥執(zhí)行第八模式，或冷卻器串聯(lián)有熱敏電阻時，多通閥執(zhí)行第七模式。

17、通過上述技術(shù)方案，公開了一種用于上述熱管理系統(tǒng)的控制方法，根據(jù)不同應(yīng)用場景，控制多通閥執(zhí)行相對應(yīng)的執(zhí)行模式，實現(xiàn)熱泵系統(tǒng)中的冷量和熱量都得到充分利用的效果，有助于降低能耗。

18、優(yōu)選地，所述熱管理系統(tǒng)包括液冷冷凝器；控制步驟還包括步驟5：空調(diào)控制器發(fā)出散熱器除霜信號時，多通閥執(zhí)行第一模式。

19、優(yōu)選地，所述控制步驟還包括步驟6：整車控制器發(fā)出長時間停留信號時，多通閥執(zhí)行第六模式。

20、優(yōu)選地，所述控制步驟還包括步驟7：空調(diào)控制器發(fā)出乘員艙除霧信號時，多通閥執(zhí)行第一模式。

21、優(yōu)選地，所述步驟4中，電驅(qū)模塊不具備主動加熱功能，電池包或冷卻器串聯(lián)有熱敏電阻，當(dāng)電驅(qū)模塊中的水溫大于電池包內(nèi)的水溫，多通閥執(zhí)行第六模式。

22、優(yōu)選地，所述控制步驟還包括步驟8：當(dāng)電池溫度小于強制冷卻溫度且大于自然冷卻溫度時，多通閥執(zhí)行第四模式。

23、優(yōu)選地，所述控制步驟還包括步驟9：當(dāng)電池包既不需要冷卻也不需要加熱且環(huán)境溫度大于熱泵最低工作溫度，且電驅(qū)模塊出口的水溫小于環(huán)境溫度時，多通閥執(zhí)行第五模式。

24、優(yōu)選地，所述控制步驟還包括步驟10：當(dāng)電池控制器發(fā)出處于超充狀態(tài)的信號，且空調(diào)控制器發(fā)出制熱請求時，多通閥執(zhí)行第七模式。

25、優(yōu)選地，所述控制步驟還包括步驟11：當(dāng)電池控制器發(fā)出蓄熱信號時，多通閥執(zhí)行第八模式。

26、本發(fā)明的一種基于多通閥的熱管理系統(tǒng)及其控制方法，具有以下有益效果：

27、本技術(shù)的熱泵系統(tǒng)通過將電驅(qū)模塊的入口端、散熱器的出口端、電驅(qū)模塊出口端和散熱器入口端的連接端、電池包的入口端和出口端、冷卻器的入口端和出口端分別連接在多通閥的各個接口上，在電驅(qū)模塊出口端與第三接口之間集成液冷冷凝器，實現(xiàn)熱管理系統(tǒng)的集成，有助于降低成本、減輕重量和減小裝配空間；通過設(shè)計多通閥的多種執(zhí)行模式，實現(xiàn)電驅(qū)模塊、散熱器、冷卻器和電池包的多種連通方式，在第一模式下實現(xiàn)了電池包本身的真正自循環(huán)，不會產(chǎn)生額外的流阻和熱量損失，有助于降低能耗；在第二模式下，實現(xiàn)熱泵僅從電驅(qū)吸熱，不會對電池包的溫度造成影響；本技術(shù)還提供了一種用于上述熱泵系統(tǒng)的控制方法，根據(jù)不同應(yīng)用場景，控制多通閥執(zhí)行相對應(yīng)的執(zhí)行模式，實現(xiàn)熱泵系統(tǒng)中的冷量和熱量都得到充分利用的效果，有助于降低能耗。