一种电动汽车热管理系统及热管理方法

技术领域

本发明涉及汽车电池技术领域，具体涉及一种电动汽车热管理系统及热管理方法。

背景技术

在温度较高或者较低时，需要对汽车的动力电池及座舱进行热管理以帮助动力电池和座舱保持在合适的温度，确保车辆的安全和舒适的乘车体验。目前，对动力电池和座舱热管理主要由动力电池提供能量。

在汽车行驶过程中，当温度较低时，当前主机厂和动力电池厂家通常采用电加热、空调热泵、PTC加热、电机冷却液余热利用、电机堵转脉冲电流加热等方法加热电池箱，采用空调对座舱进行加热。这些方法需要在动力电池剩余电池充足的场景下才能工作。而为了限制热管理系统消耗过多动力电池的能量或因热管理系统自身能提供的制热能力有限，在-10℃以下的环境使用上述方法加热电池箱时，会出现加热及保温效果不佳的情况，使得动力电池的充放电性能受到严重制约，影响动力电池的使用寿命。同理，在温度较高时，需要对动力电池进行散热或者冷却，也会加速消耗动力电池的电能，缩短动力电池的寿命。

在车辆下电后，动力电池和座舱的热管理即停止，在车辆再次启动时，再进行动力电池和座舱的热管理。在驻车过程中，动力电池和座舱的温度会逐渐与外界相同，之前热管理的效果消失殆尽。车辆再次启动时，需要耗费动力电池的电能对动力电池和座舱重新进行热管理，将动力电池和座舱的温度从外界温度管理至适宜的工作温度。从温度较低/较高到温度适宜的过程中，会消耗动力电池的电能，降低动力电池的寿命，而且还会降低用户的驾乘满意度。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决驻车后重新启动时，电动汽车的热管理会加速动力电池的消耗，降低动力电池的使用寿命以及降低用户使用满意度的问题，提供一种电动汽车热管理系统及热管理方法，能够避免动力电池热失控，同时避免动力电池剩余电量不足而造成热管理系统不能正常工作，提升用户的驾乘满意度。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种电动汽车热管理系统，包括车外热管理系统、终端设备或云平台以及电动汽车；所述车外热管理系统包括信息处理模块和车外热管理设备；所述电动汽车包括车辆热管理系统、动力电池和座舱，其中，动力电池和座舱作为两个客户端；

所述车辆热管理系统与动力电池和座舱相连，用于获取动力电池和座舱的热管理信息，并将热管理信息发送至终端设备或云平台；

所述终端设备或云平台用于获取车辆热管理系统发送的热管理信息，还用于控制车外热管理设备根据热管理信息为动力电池和座舱提供热管理服务。

所述车外热管理系统接收来自终端设备或云平台的热管理信息，并为动力电池和座舱这两个客户端提供热管理服务。

进一步，所述车辆热管理系统包括传感器和计算单元；所述传感器设置于动力电池和座舱内，用于获取动力电池和/或座舱的当前温度，所述计算单元基于传感器获取的当前温度，调用动力电池和座舱的相关信息，计算出动力电池和/或座舱的热管理信息。

进一步，还包括车载热交换设备；所述车外热管理设备、车载热交换设备、动力电池以及座舱分别设有入水口和出水口；所述车载热交换设备的入水口分别与动力电池和座舱的入水口相连，其出水口分别与动力电池和座舱的出水口相连；当所述车外热管理设备的入水口和出水口与车载热交换设备入水口和出水口连通时，所述车位热管理设备即可对动力电池和/或座舱提供制热或制冷。

进一步，所述动力电池的相关信息包括动力电池单体最高温度、动力电池单体最低温度；所述座舱的相关信息包括座舱的设定温度。

进一步，所述动力电池的热管理信息包括动力电池入水口目标温度和动力电池冷却流量；所述座舱的热管理信息包括座舱入水口目标温度和座舱冷却流量。

进一步，所述终端设备或云平台还用于动态发现车外热管理设备，确定目标车外热管理设备；还用于获取车外热管理设备的地址，并将动力电池和座舱的热管理信息、车辆的位置信息以及车辆到达车外热管理设备地点的时间发送给车外热管理系统。

作为优选，所述动力电池和座舱通过CAN网络与车辆热管理系统通信连接；所述车辆热管理系统通过以太网与终端设备或云平台通信连接，所述终端设备或云平台通过以太网与车外热管理系统通信连接。

本发明还提供一种电动汽车的车外热管理方法，包括所述的电动汽车热管理系统，包括以下步骤，

车辆热管理系统获取动力电池和座舱的热管理信息，并将热管理信息发送至终端设备或云平台；

所述终端设备或云平台接收车辆热管理系统发送的热管理信息，并发送至车外热管理系统；

所述车外热管理系统接收来自终端设备或云平台的热管理信息，并基于热管理信息控制车外热管理设备为动力电池和座舱提供热管理服务。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、采用本发明提供的系统进行电动车辆的热管理，整个热管理过程中动力电池不参与工作，能够实现驻车时对电动汽车的动力电池和座舱进行热管理，使动力电池和座舱能够保持适宜的温度，延长动力电池的寿命并提升用户的驾乘满意度。同时能够避免动力电池热失控，以及动力电池剩余电量不足而造成热管理系统不能正常工作。车外热管理系统提供的热管理能力不受车辆限制，在极端天气条件下（特别是冬季）依然能够满足动力电池热管理需求，保持动力电池和座舱都处于适宜的温度，使用户使用时具有更好的体验驾驶乐趣，提升驾乘人员的满意度。

2、通过SOA架构将智能汽车的热管理需求的服务发布出来，通过新一代基础设施提供集中制冷/制热服务，能够利用规模效应降低动力电池热管理成本，并且保持动力电池处于工作的适宜温度，能够延长动力电池的使用寿命。

附图说明

图1为本发明中一种电动汽车热管理系统的示意图。

图2为本发明实施例2中的电动汽车热管理系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

本实施例公开一种电动汽车热管理系统，参见图1。

一种电动汽车热管理系统，包括车外热管理系统1、终端设备或云平台2、电动汽车。所述车外热管理系统1包括信息处理模块和车外热管理设备。所述电动汽车包括车辆热管理系统3、动力电池4和座舱5，其中，动力电池4和座舱5作为两个客户端。

所述车辆热管理系统3与动力电池4和座舱5相连，用于获取动力电池4和座舱5的热管理信息，并将热管理信息发送至终端设备或云平台2。

所述终端设备或云平台2用于获取车辆热管理系统3发送的热管理信息，还用于控制车外热管理设备根据热管理信息为动力电池4和座舱5提供热管理服务。

所述车外热管理系统1接收来自终端设备或云平台2的热管理信息，并为动力电池4和座舱5这两个客户端提供热管理服务。

具体实施时，所述车辆热管理系统3包括传感器和计算单元。所述传感器设置于动力电池4和座舱5内，用于获取动力电池4和/或座舱5的当前温度，所述计算单元基于传感器获取的当前温度，调用动力电池4和座舱5的相关信息，计算出动力电池4和/或座舱5的热管理信息。

具体实施时，还包括车载热交换设备。所述车外热管理设备、车载热交换设备6、动力电池4以及座舱5分别设有入水口和出水口。所述车载热交换设备6的入水口分别与动力电池4和座舱5的入水口相连，其出水口分别与动力电池4和座舱5的出水口相连。当所述车外热管理设备的入水口和出水口与车载热交换设备6入水口和出水口连通时，所述车位热管理设备即可对动力电池4和/或座舱5提供制热或制冷。

其中，所述动力电池4的相关信息包括动力电池4单体最高温度、动力电池4单体最低温度。所述座舱5的相关信息包括座舱5的设定温度。所述动力电池4的热管理信息包括动力电池4入水口目标温度和动力电池4冷却流量。所述座舱5的热管理信息包括座舱5入水口目标温度和座舱5冷却流量。

作为优选，所述终端设备或云平台2还用于动态发现车外热管理设备，确定目标车外热管理设备。还用于获取车外热管理设备的地址，并将动力电池4和座舱5的热管理信息、车辆的位置信息以及车辆到达车外热管理设备地点的时间发送给车外热管理系统1。以便车外热管理系统1的信息处理模块控制车外热管理设备基于车辆到达车外热管理设备地点的时间和热管理信息进行准备，达到车辆已到达车外管理设备处，即可为车辆提供热管理服务。

实施时，所述动力电池4和座舱5通过CAN网络与车辆热管理系统3通信连接。所述车辆热管理系统3通过以太网与终端设备或云平台2通信连接，所述终端设备或云平台2通过以太网与车外热管理系统1通信连接。

本发明提供的系统，通过SOA架构将智能汽车的热管理需求的服务发布出来，通过新一代基础设施提供集中制冷/制热服务，能够利用规模效应降低动力电池热管理成本，并且保持动力电池处于工作的适宜温度，能够延长动力电池的使用寿命。采用该系统进行电动车辆的热管理，整个热管理过程中动力电池不参与工作，能够实现驻车时对电动汽车的动力电池和座舱进行热管理，使动力电池和座舱能够保持适宜的温度，延长动力电池的寿命并提升用户的驾乘满意度。同时能够避免动力电池热失控，以及动力电池剩余电量不足而造成热管理系统不能正常工作。车外热管理系统提供的热管理能力不受车辆限制，在极端天气条件下（特别是冬季）依然能够满足动力电池热管理需求，保持动力电池和座舱都处于适宜的温度，使用户使用时具有更好的体验驾驶乐趣，提升驾乘人员的满意度。

实施例二

为了进一步说明采用本发明提供的电动汽车热管理系统进行电动汽车的车外热管理的实际效果，本实施例公开了一种基于实施例一实现的电动汽车热管理系统及应用场景。

参见图2，将新能源汽车动力电池热管理和座舱热管理作为两个服务，动力电池（Client1）和座舱（Client2）作为两个客户端。提供热管理服务可以是车载制冷/制热设备（Server1）或车外热管理系统（Server2）。

目前主要是通过车载制冷/制热设备（Server1）满足新能源汽车行车或临时停车过程中的动力电池（Client1）和座舱（Client2）的热管理需求，而在车辆下电后，动力电池和座舱的热管理即停止，在车辆再次启动时，再进行动力电池和座舱的热管理。这驻车过程中，动力电池和座舱的温度会逐级与外界相同，之前热管理的效果消失殆尽。车辆再次启动时，需要耗费动力电池的电能对动力电池和座舱重新进行热管理，将动力电池和座舱的温度从外界温度管理至适宜工作的温度。

本发明提供的车外热管理系统是通过车辆热管理系统传感及计算单元给出动力电池（Client1）和座舱（Client2）的热管理需求。对于动力电池，可以给出动力电池单体最高温度、动力电磁单体最低温度、动力电池入水口目标温度、动力电池冷却流量等。对于座舱，可以座舱当前温度、座舱制冷/制热请求、座舱温度设定温度、座舱冷却流量等。

再通过车云和终端设备设备动态发现车外热管理设备服务提供方，通过以太网将车辆热管理需求如冷却或制热流量和目标设定温度、车辆到车外热管理设备地点的时间通知给车外热管理系统（Server2），车外热管理设备可以根据目标车辆到位时间提前调节目标温度。当车辆到位后，连接车外热管理设备，车外热管理设备可以根据目标车辆的信息调节制冷/制热入水口的温度和流量，同时提供抵压供电，避免整车蓄电池馈电，通过车载热交换设备可以优先满足动力电池（Client1）的需求。

车外热管理系统可以同时给多个车辆提供制冷或制热服务，通过终端设备设备可以方便快捷的设定动力电池（Client1）和座舱（Client2）的热管理需求。

这样，通过SOA架构将智能汽车需求的服务发布出来，新一代基础设施提供集中制冷/制热服务，利用规模效应较低动力电池热管理成本，整个热管理过程动力电池不参与工作，避免动力电池热失控，同时避免了动力电池剩余电量不足而造成热管理系统不能正常工作。车外热管理系统提供的热管理能力不受车辆限制，可以在极端天气条件下依然可以满足动力电池热管理需求。车外热管理系统通过规模化实现热管理，且过多的是利用低品质的热源，不直接使用电能等高品质的热源，进一步提高了积极和社会效益。通过动力电池保温功能给动力电池适宜的温度，使用户在冬季使用时更好的体验驾驶乐趣，提升驾乘人员的驾乘满意度通过设置座舱温度，使座舱温度在适宜的温度范围内，进一步提高驾乘人员的满意度。

实施例三

本实施例在实施例一的基础上，公开了一种电动汽车的车外热管理方法。

一种电动汽车的车外热管理方法，包括所述的电动汽车热管理系统，包括以下步骤，

车辆热管理系统获取动力电池和座舱的热管理信息，并将热管理信息发送至终端设备或云平台。

所述终端设备或云平台接收车辆热管理系统发送的热管理信息，并发送至车外热管理系统。

所述车外热管理系统接收来自终端设备或云平台的热管理信息，并基于热管理信息控制车外热管理设备为动力电池和座舱提供热管理服务。

通过该车外热管理方法能够对电动汽车在驻车时提供车外热管理服务，由于整个热管理过程动力电池不参与工作，能够在驻车时为车辆的动力电池和座舱提供热管理。在极端天气条件下依然可以满足动力电池热管理需求。通过动力电池保温功能给动力电池适宜的温度，使用户在冬季使用时更好的体验驾驶乐趣，提升驾乘人员的驾乘满意度。通过设置座舱温度，使座舱温度在适宜的温度范围内，进一步提高驾乘人员的满意度。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。