除气方法及车辆热管理系统

技术领域

本发明属于汽车领域，尤其是涉及一种除气方法及车辆热管理系统。

背景技术

传统汽车以燃油发动机为动力系统，其热管理的诉求主要集中在实现发动机及其周边附件的降温冷却，这时的汽车热管理系统通常以散热器、水泵和节温器等机械部件实现自然冷却，热管理效率普遍不高。与传统燃油车相比，虽然新能源汽车的热管理宗旨也是为了保持核心部件的最佳温度，但实际上新能源汽车需要实现温度管理管理范围更加精密，效率要求也更高，因此对热管理系统的需求更加复杂。

在电动化和智能化浪潮下，新能源汽车行业正在加速发展，而新能源汽车的安全问题日益凸显，汽车热管理也越来越受关注。然而，由于新能源汽车管路较长，加注过程中管路内易积气，积气压力导致水泵无法正常工作，使得整个热管理系统失效。

发明内容

本发明提供了一种除气方法及车辆热管理系统，该除气方法用于车辆热管理系统，以解决现有技术中提出加注积气技术问题。

本发明第一方面提供了一种用于车辆热管理系统的除气方法，车辆热管理系统包括副水箱、第一循环回路及第二循环回路，第一循环回路连通副水箱，第二循环回路被设置成和第一循环回路可选择性地连通或断开；

除气方法包括：

确定车辆热管理系统在除气模式下，控制第一循环回路和第二循环回路断开；

控制副水箱中的热交换介质经由第一循环回路，以进行第一阶段排气；

确定第一阶段排气完成后，控制第一循环回路和第二循环回路连通；

控制副水箱中的热交换介质通过第二循环回路，以进行第二阶段排气；

其中，第一循环回路设有电机模块及散热器，第二循环回路设有电池模块及换热器。

在本发明可选的方案中，副水箱包括副水箱进液口以及副水箱出液口，副水箱进液口位于副水箱出液口的上方，除气方法包括还包括：

在除气模式下，确定副水箱的液位值低于副水箱进液口的下边缘。

在本发明可选的方案中，确定第一阶段排气完成包括：

自热交换介质开始经由第一循环回路为第一时间节点记录第一循环时长；

当第一循环时长达到第一预设时长，确定第一阶段排气完成；

或者

读取副水箱的液位值；

在副水箱的液位值不降低的情况下，确定第一阶段排气完成。

在本发明可选的方案中，除气方法还包括：

确定第二阶段排气完成后为第三时间节点，控制车辆热管理系统等待第三预设时长；

在第三预设时长后，根据副水箱的液位值确定是否给副水箱注入热交换介质。

在本发明可选的方案中，确定第二阶段排气完成包括：

自热交换介质开始经由第二循环回路为第二时间节点记录第二循环时长；

当第二循环时长达到第二预设时长，确定第二阶段排气完成；

或者

读取副水箱的液位值；

在副水箱的液位值不降的情况下，确定第二阶段排气完成。

在本发明可选的方案中，根据副水箱的液位值确定是否给副水箱注入热交换介质包括：

在副水箱的液位值低于下限位的情况下，给副水箱再补充热交换介质以使副水箱的液位值至上限位。

本发明第二方面提供了一种车辆热管理系统，车辆热管理系统包括副水箱、第一循环回路、第二循环回路以及控制模块；

第一循环回路连接于副水箱并沿热交换介质流动方向依次设有泵组、电机模块、第一控制阀以及散热器；

第二循环回路连接于第一控制阀并沿热交换介质流动方向依次设有第三泵、电池模块以及换热器；

控制模块分别与泵组、第一控制阀以及第三泵信号连接，用于控制泵组和第三泵作业、控制第一控制阀连通或断开第一循环回路和第二循环回路；

控制模块被配置成执行上述的除气方法。

在本发明可选的方案中，第一循环回路还设有第二控制阀且包括并联设置的第一支路与第二支路，第二控制阀设置于泵组与副水箱之间并与控制模块信号连接，以使得第一循环回路的主干路与第一支路及第二支路之间可选择性地连通或断开；

泵组包括第一泵和第二泵，第一泵设置于第一支路，第二泵设置于第二支路；

电机模块包括第一电机和第二电机，第一电机设置于第一支路，第二电机设置于第二支路。

在本发明可选的方案中，第一循环回路还设有供电配电模块，供电配电模块设置于第一支路并位于第一泵与第一电机之间。

在本发明可选的方案中，第一循环回路还包括第三控制阀且包括并联设置的第三支路与第四支路，第三控制阀设置于第一控制阀与散热器之间并与控制模块信号连接，以使得第一循环回路的主干路与第三支路及第四支路之间可选择性地连通或断开；

散热器设置于第四支路。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的车辆热管理系统包括副水箱、第一循环回路及第二循环回路，第二循环回路被设置成和第一循环回路可选择性地连通或断开，该除气方法采用两阶段排气的方案，第一阶段排气过程中，第一循环回路和第二循环回路断开，第一阶段排气主要针对第一循环回路；第二阶段排气过程中，将第二循环回路连接于第一循环回路，第二阶段排气主要针对第二循环回路。通过两阶段排气的方式，逐步排出管路中的积气，降低对车辆热管理系统的负载能力要求，降低排气难度，保证排气效果，保证车辆热管理系统正常工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明其中一个示例性实施例提供的车辆热管理系统的示意简图；

图2为根据本发明其中一个示例性实施例提供的用于车辆热管理系统的除气方法的流程图；

图3为本发明的一种可选实施例提供的用于车辆热管理系统的除气方法的流程框图；

图4出示了本发明的一种可选实施例提供的用于车辆热管系统的控制框图。

附图标记

100、副水箱；

201、第一控制阀；202、第一泵；203、第二泵；204、供电配电模块；205、第一电机；206、第二电机；207、第二控制阀；208、第三控制阀；209、散热器；210、第一三通阀；211、第二三通阀；

301、第三泵；302、电池模块；303、换热器；

400、控制模块。

具体实施方式

为了使本发明的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本发明。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

图1出示了本发明其中一个示例性实施例提供的车辆热管理系统的示意简图，该车辆热管理系统包括副水箱100、第一循环回路及第二循环回路，第一循环回路连通副水箱100，第二循环回路被设置成和第一循环回路可选择性地连通或断开。可以理解地，副水箱100用于存贮热交换介质，第一循环回路和第二循环回路可供热交换介质流通，以将热交换介质引流至目标设备中。图2出示了本发明其中一个示例性实施例提供的用于车辆热管理系统的除气方法的流程图。

请参阅图1和图2，本发明第一方面提供了一种用于车辆热管理系统的除气方法，该除气方法包括：

步骤S1，确定车辆热管理系统在除气模式下，控制第一循环回路和第二循环回路断开；

步骤S2，控制副水箱100中的热交换介质经由第一循环回路，以进行第一阶段排气；

步骤S3，确定第一阶段排气完成后，控制第一循环回路和第二循环回路连通；

步骤S4，控制副水箱100中的热交换介质通过第二循环回路以进行第二阶段排气。

其中，第一循环回路设有电机模块及散热器209，第二循环回路设有电池模块302及换热器303。可见，第一循环回路主要用于给电机模块进行散热，第二循环回路主要用于给电池模块302进行热交换，通过第一循环回路和第二循环回路将热交换介质分别引流至散热器209及换热器303中，以进行热量交换，从而保证由电机模块与电池模块302构成的动力系统的作业温度适宜。

可以理解地，副水箱100包括副水箱注液口，副水箱注液口位于副水箱100的顶部，通过副水箱注液口即可朝副水箱100内注入热交换介质。承前所述，第一循环回路连接于副水箱100，相应地，副水箱100包括副水箱进液口以及副水箱出液口，以与第一循环回路连接，副水箱进液口的位置高于副水箱出液口，热交换介质从副水箱出液口流出以进入第一循环回路，并从副水箱进液口回流至副水箱100内。

在步骤S1中，系统上电后，先确定车辆热管理系统是否在除气模式，例如可通过输入操作发送指令，系统根据指令确定是否处于除气模式，在除气模式下，控制第一循环回路和第二循环回路断开，使两个循环回路互不影响，各自独立。如此，第一循环回路中的积气和第二循环回路中的积气彼此互不串通。

进一步地，在除气模式下，确定副水箱100的液位值低于副水箱进液口的下边缘。承前所述，副水箱进液口的位置高于副水箱出液口，热交换介质能够从副水箱出液口进入第一循环回路，热交换介质将第一循环回路中管内的积气从副水箱进液口排出。保证副水箱100的液位值低于副水箱进液口，使得副水箱进液口处裸露出来，避免在副水箱进液口出形成阻碍排气的液压，保证了排气过程中的顺畅性。

在步骤S2中，在第一循环回路和第二循环回路断开的情况下，让热交换介质经由第一循环回路，以将第一循环回路中的积气排出，此排气过程为第一阶段排气。

可以理解地，由于第一循环回路和第二循环回路断开，因此第一阶段排气仅为对第一循环回路进行排气。

在一种可选的实施例中，在步骤S3中所提到的确定第一阶段排气完成包括：

步骤S31，自热交换介质开始经由第一循环回路为第一时间节点记录第一循环时长；

步骤S32，当第一循环时长达到第一预设时长，确定第一阶段排气完成。

具体地，热交换介质在第一循环回路中循环流通时长达到第一预设时长的情况下，确定第一阶段排气完成。可以理解地，热交换介质在第一循环回路中循环流通时长足够长的情况下，即可保证完全将第一循环回路中的积气排出，保证排气效果的循环流通时长可预先测得，该值即为第一预设时长，当然不同车型的第一预设时长可以不同。

在另一种可选的实施例中，在步骤S3中所提到的确定第一阶段排气完成包括：

步骤S31’，读取副水箱100的液位值；

步骤S32’，在副水箱100的液位值不降低的情况下，确定第一阶段排气完成。

可以理解地，在排气的过程中，副水箱100中的热交换介质置换出积气，积气在管路中所占用的空间被热交换介质填充，在副水箱100中的液位值不降低的情况下，可以确定积气在管路中所占用的空间均已被热交换介质填充，如此即可确定第一阶段排气完成。

可以理解地，在步骤S3中，在第一阶段排气完成的情况下，将第一循环回路和第二循环回路连通，换言之，将第二循环回路串联在第一循环回路上，如此以为第二阶段排气准备。

在步骤S4中，在第一循环回路和第二循环回路连通的情况下，将第一循环回路中的热交换介质引入至第二循环回路，以对第二循环回路进行排气，此过程为第二阶段排气。在第二阶段排气过程中，热交换介质流经了第一循环回路和第二循环回路，可以理解地，理论上，取消第一阶段排气，仅通过第二阶段排气即可同时对第一循环回路和第二循环回路进行排气，相应地，循环回路中积气的压力更大，如此整个热管理系统需要提供较大的负载以驱动热交换介质流通于循环回路中，可见，仅通过单个排气阶段对所有循环回路进行排气，对车辆热管理系统的负载能力要求较高。

因此，在本公开中，第一阶段排气主要针对第一循环回路中的积气，第二阶段排气主要针对第二循环回路中的积气，通过两阶段排气的方式，降低排气难度，保证排气效果，保证车辆热管理系统正常工作。

可以理解地，在进行第二阶段排气的过程中，热交换介质填充第二循环回路中积气所占用的体积，因此，副水箱100的液位值会进一步地降低，因此，在排气过程中，需要实时观察副水箱100中的液位值，在副水箱100中的液位值过低的情况下，需要朝副水箱100中补充热交换介质，以保证排气效果。

在本发明中，该除气方法还包括：

步骤S5，确定第二阶段排气完成后为第三时间节点，控制车辆热管理系统等待第三预设时长；

步骤S6，在第三预设时长后，根据副水箱100的液位值确定是否给副水箱100注入热交换介质。

具体地，在第二阶段排气完成后，让车辆热管理系统等待第三预设时长中，副水箱100中的热交换介质因重力原因，充分填充循环回路。可以理解地，在该过程中，副水箱100的液位值会降低，因此，在步骤S6中提出的根据副水箱100的液位值确定是否给副水箱100注入热交换介质包括：

在副水箱100的液位值低于下限位的情况下，给副水箱100再补充热交换介质以使副水箱100的液位值至上限位。

需要说明的是，副水箱100的外壳设有上限位刻度线及下限位刻度线，在副水箱100的液位值低于下限位刻度线即为低于下限位的情况，此时表明副水箱100的热交换介质不足，难以保证正常作业需求，优选地，朝副水箱100中注入热交换介质直至达到上限为刻度线，即上限位，保证副水箱100中的热交换介质充足。

需要说明的是，在步骤S5中提到的确定第二阶段排气完成包括：

步骤S51，自热交换介质开始经由第二循环回路为第二时间节点记录第二循环时长；

步骤S52，当第二循环时长达到第二预设时长，确定第二阶段排气完成；或者

步骤S51’，读取副水箱100的液位值；

步骤S52’，在副水箱100的液位值不降的情况下，确定第二阶段排气完成。

可以理解地，步骤S51至S52与步骤S31至S32基于相同的原因以确定排气完成，步骤S51’至步骤S52’与步骤S31’至步骤S32’基于相同的原因以确定排气完成，在此不做重复说明。

在本公开中，车辆热管理系统还包括控制模块，第一循环回路连接于副水箱100并沿热交换介质流动方向依次设有泵组、电机模块、第一控制阀201以及散热器209。第二循环回路连接于第一控制阀201并沿热交换介质流动方向依次设有第三泵301、电池模块302以及换热器303。控制模块400分别与泵组、第一控制阀201以及第三泵301信号连接，用于控制泵组和第三泵301作业、控制第一控制阀201连通或断开第一循环回路和第二循环回路。

其中，该控制模块400被配置成执行上述的除气方法，在此不做重复赘述。

图3出示了本发明的一种可选实施例提供的用于车辆热管理系统的除气方法的流程框图。图4出示了本发明的一种可选实施例提供的用于车辆热管系统的控制框图。请参阅图1、图3及图4，在步骤S1中，控制模块400控制第一控制阀201断开第一循环回路与第二回路。在步骤S2中，控制模块400控制泵组从副水箱100中抽取热交换介质以在第一循环回路中流通，以进行第一阶段排气。在一种可选的实施例中，控制泵组作业第一预设时长，以确定第一阶段排气完成，在具体应用中，第一预设时长为10分钟，当然，可根据车型的不同，第一预设时长可适应性调整。在另一种可选的实施例中，根据副水箱100的液位值不在下降，确定第一阶段排气完成，副水箱100中的液位值可通过设置于副水箱100中的液位计获取。

可以理解地，在步骤S3中，在确定第一阶段排气完成后，控制模块400控制第一控制阀201连通第一循环回路与第二循环回路，以为第二阶段排气做准备。在步骤S4中，在第一循环回路与第二循环回路连通的情况下，控制模块400控制第三泵301启动，以进行第二阶段排气。

请参阅图1，在具体应用中，第一控制阀201为四通电控阀，第一循环回路的主干路连接于四通电控阀的3号口与4号口，第二循环回路的主干路连接于四通电控阀的1号口和2号口。在步骤S1中，控制模块400控制四通电控阀的3号口与4号口连通，1号口与2号口断开，此时，第一循环回路与第二循环回路断开。在步骤S3中，控制模块400控制四通电控阀的1号与4号口连通，2号口与3号口连通，此时，第二循环回路串联于第一循环回路。

可以理解地，在步骤S31中，第一预设时长即为泵组的作业时长，在步骤S51中，第二预设时长即为第三泵301开始作业并与泵组一起作业的时长。在一种可选的实施例中，控制第三泵301作业第二预设时长，以确定第二阶段排气完成，在具体应用中，第二预设时长为10分钟，当然，可根据车型的不同，第二预设时长可适应性调整。在另一种可选的实施例中，根据副水箱100的液位值不在下降，确定第一阶段排气完成。

在步骤S5中，控制车辆热管理系统等待第三预设时长即为关闭泵组以及第三泵301的时长，甚至可将系统下电等待第三预设时长。在具体应用中，第三预设时长为30分钟，当然，可根据情况适应性调整。

进一步地，第一循环回路还设有第二控制阀207且包括并联设置的第一支路与第二支路，第二控制阀207设置于泵组与副水箱100之间并与控制模块400信号连接，以使得第一循环回路的主干路与第一支路及第二支路之间可选择性地连通或断开。

泵组包括第一泵202和第二泵203，第一泵202设置于第一支路，第二泵203设置于第二支路。

电机模块包括第一电机205和第二电机206，第一电机205设置于第一支路，第二电机206设置于第二支路。

可以理解地，新能源汽车包括四驱车型，四驱新能源汽车的前、后轮均设有电机进行驱动，因此，电机模块包括第一电机205和第二电机206，在第一循环回路设匹配有为第一电机205和第二电机206散热的支路，且分别为第一支路和第二支路，相应地，泵组包括第一泵202和第二泵203，第一泵202和第二泵203从副水箱100中抽取热交换介质分别引入第一支路与第二支路中，以对第一电机205及第二电机206散热。

在本公开中，第二控制阀207位于第一支路、第二支路以及第一循环回路的主干路的交汇处，并在副水箱100及泵组之间，将第二控制阀207设置于泵组的上游，控制模块400通过控制第二控制阀207通断，从而控制第一循环回路的主干路与第一支路及第二支路之间可选择性地连通或断开。

进一步地，第一循环回路还包括第三控制阀208且包括并联设置的第三支路与第四支路，第三控制阀208设置于第一控制阀201与散热器209之间并与控制模块400信号连接，以使得第一循环回路的主干路与第三支路及第四支路之间可选择性地连通或断开。散热器209设置于第四支路。

需要说明的是，第三支路仅为管路，并未连接有其它设备，为该车辆热系统中的辅助管路，在此不做详细说明。其次，第三控制阀208位于第三支路、第四支路及第一循环回路的主干路连接处，并在第一控制阀201的下游。控制模块400通过控制第三控制阀208通断，从而控制第一循环回路的主干路与第三支路及第四支路之间可选择性地连通或断开。

在具体应用中，第二控制阀207与第三控制阀208均为三通电控阀，三通阀的2号口连接于第一循环回路的主干路，1号口和3号口连接于支路，通过通断1号口与2号及3号口与2号口即可通断主干路与支路。在步骤S1中，在除气模式下，两个三通电控阀中2号口均与1号口及3号口连通，保证第一循环回路是开通的，以为排气准备。

对于四驱新能源汽车，在步骤S2中，同时开启第一泵202以及第二泵203以进行第一阶段排气。承前所述，本公开采用两阶段排气的除气方式，对车辆热管理系统的负载能力要求不高，因此，在整个排气过程中，第一泵202、第二泵203及第三泵301均不须以最大功率运行，各泵甚至可以0.8倍额定功率运行即可保证排气效果，如此易实现排气。

可以理解地，控制模块400控制各控制阀的开度即可控制循环回路中热交换介质的流量，在此不做解释说明。

进一步地，第一循环回路还设有供电配电模块204，供电配电模块204设置于第一支路并位于第一泵202与第一电机205之间。

需要说明的是，供电配电模块204主要起到供电配电作用，该供电配电模块204包括电池配电单元、电压变换器以及车载充电器。在此不做详细说明。供电配电模块204设置于第一支路，通过第一泵202引入热交换介质并通过散热器209散热。

需要说明的是，该控制模块400包括但不限于：通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器DSP、多个微处理器、与DSP核心关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路ASIC、现场可编程门阵列FPGA电路、其他任何类型的集成电路IC以及状态机等等。

请参阅图1，在图示实施例中，该第一循环回路还设有第一三通阀210以及第二三通阀211，第一三通阀210及第二三通阀211均位于支路与主干路的交汇处，主要起到连接作用，在此不做详细说明。

需要说明的是，热交换介质可以为水，也可为水和防冻剂的混合物，在此不做具体限制。

进一步，本领域技术人员应当理解，如果将本发明实施例所提供的各产品所涉及到的全部或部分子模块通过稠合、简单变化、互相变换等方式进行组合、替换，如各组件摆放移动位置；或者将其所构成的产品一体设置；或者可拆卸设计；凡组合后的组件可以组成具有特定功能的设备/装置/系统，用这样的设备/装置/系统代替本发明相应组件同样落在本发明的保护范围内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。