车辆热管理系统及其控制方法、控制装置、车辆与流程

本技术涉及车辆，尤其涉及一种车辆热管理系统及其控制方法、控制装置、车辆。

背景技术：

1、为了提升车辆乘员的舒适性以及提升驱动电池的性能和使用寿命，诸如纯电动汽车、混合动力汽车、燃油车等车型基本都配置有相应的车辆热管理系统，以用于对乘员舱和/或电池进行制冷或制热。

2、然而车辆热管理系统在运行时会消耗车辆的电能，进而影响到车辆的续航里程。因此，如何降低车辆热管理系统的能耗以提升车辆续航里程，成为亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种车辆热管理系统及其控制方法、控制装置、车辆，可以降低车辆热管理系统的能耗，进而提升车辆的续航里程。

2、第一方面，本技术提供了一种车辆热管理系统的控制方法，该车辆热管理系统包括第一热管理系统和第二热管理系统，第一热管理系统包括第一冷媒回路和第二冷媒回路，第一冷媒回路包括第一换热器和车外换热器，第二冷媒回路包括第一换热器和水路换热器。在控温对象有制热需求的情况下，根据环境温度控制第一冷媒回路和/或第二冷媒回路运行。其中，控温对象包括乘员舱和/或电池。当第一冷媒回路运行时，冷媒在流经第一换热器时向控温对象放热，在流经车外换热器时从空气中吸热；当第二冷媒回路运行时，冷媒在流经第一换热器时向控温对象放热，在流经水路换热器时从流经水路换热器的冷却液中吸热。

3、在本方案中，控制装置可以基于环境温度控制第一冷媒回路(冷媒从空气中吸热)和/或第二冷媒回路(冷媒从冷却液中吸热)运行，使得冷媒可以按照适宜当前应用场景的方式进行吸热，既可以满足控温对象的制热需求，又可以提升车辆热管理系统100的能力利用率，降低车辆热管理系统100的总功耗，进而有助于提升车辆续航里程。

4、基于第一方面，在可能的实施方案中，在环境温度大于或等于环温阈值的情况下，控制第一冷媒回路运行；在环境温度小于环温阈值的情况下，控制第二冷媒回路运行。

5、应理解，在环境温度极低时(如环境温度低于-10℃)，空气中的热量是不太充足的，难以为冷媒提供足够的热量，此时冷媒从空气中吸热效率较低，也就不太适宜运行第一冷媒回路以使冷媒从空气中吸热，这时，可以选择控制第二冷媒回路运行以使冷媒从冷却液中吸热。

6、相对于极低温环境，在环境温度不是很低的情况下(如-10～10℃的温度区间内)，空气中的热量还是比较充足的，可以为冷媒提供足够的热量，此时冷媒从空气吸热的效率会比较高(比同等条件下冷媒向冷却液吸热的效率更高)，这时，可以控制第一冷媒回路以使冷媒直接从空气中吸热，而不需要运行第二冷媒回路，有助于降低车辆热管理系统的能耗。

7、基于第一方面，在可能的实施方案中，当控温对象包括乘员舱时，在环境温度大于或等于环温阈值，且目标制热温度减去第一热管理系统向乘员舱的出风温度得到的数值大于或等于第一阈值的情况下，控制第一冷媒回路和第二冷媒回路运行。在环境温度大于或等于环温阈值，且数值小于第一阈值的情况下，控制第一冷媒回路运行。

8、由前文介绍可知，在环境温度大于或等于环温阈值的情况下，冷媒可以从空气中获得较为充足的热量，冷媒从空气吸热效率较高，这时选择运行第一冷媒回路是比较合适的。此时，如果目标制热温度与第一热管理系统向乘员舱的出风温度的差值较大(大于或等于第一阈值)，则表明当前乘员舱的制热需求较高，仅运行第一冷媒回路可能无法满足乘员舱的制热需求。因此，可以选择控制第一热管理系统中的第一冷媒回路(以空气作为冷媒的吸热热源)和第二冷媒回路(以冷却液作为冷媒的吸热热源)同时运行，使得冷媒既可以以空气作为吸热热源，又可以以冷却液作为吸热热源，从而提升对乘员舱的制热效果。

9、在环境温度大于或等于环温阈值的情况下，如果目标制热温度与第一热管理系统向乘员舱的出风温度的差值较小(小于第一阈值)，则表明当前乘员舱的制热需求较低，仅运行第一冷媒回路即可满足乘员舱的制热需求。因此，可以只控制第一冷媒回路运行，使得冷媒直接以空气作为吸热热源，既满足了乘员舱的制热需求，又有助于降低车辆热管理系统的能耗。

10、基于第一方面，在可能的实施方案中，当控温对象包括乘员舱时，在环境温度大于或等于环温阈值，且目标制热温度减去第一热管理系统向乘员舱的出风温度得到的数值大于或等于第二阈值的情况下，控制第一冷媒回路和第二冷媒回路运行，并且控制电机加热流经电机的冷却液；在环境温度大于或等于环温阈值，数值小于第二阈值，且数值大于或等于第三阈值的情况下，控制第一冷媒回路和第二冷媒回路运行，其中，第二阈值大于第三阈值；在环境温度大于或等于环温阈值，且数值小于第三阈值的情况下，控制第一冷媒回路运行。

11、也就是说，在环境温度大于或等于环温阈值的情况下，如果目标制热温度与第一热管理系统向乘员舱的出风温度的差值极大(大于或等于第二阈值)，则表明当前乘员舱的制热需求较高，同时运行第一冷媒回路和第二冷媒回路可能都无法满足乘员舱的制热需求。因此，可以控制车辆热管理系统100中的第一冷媒回路(以空气作为冷媒的吸热热源)和第二冷媒回路(以冷却液作为冷媒的吸热热源)都运行，使得冷媒既可以以空气作为吸热热源，又可以以冷却液作为吸热热源，从而提升对乘员舱的制热效果、提升乘员舒适性。同时还控制电机加热流经电机的冷却液(即启动电机的主动产热功能)，从而提高冷却液的温度，进而使得冷媒在流经水路换热器时可以从冷却液中获得充足的热量。

12、在环境温度大于或等于环温阈值的情况下，如果目标制热温度与第一热管理系统向乘员舱的出风温度的差值较大(位于第二阈值和第三阈值之间)，则表明当前乘员舱的制热需求较高，运行第一冷媒回路和第二冷媒回路即可满足乘员舱的制热需求，无需额外启动电机主动加热冷却液。因此，可以控制第一冷媒回路(以空气作为冷媒的吸热热源)和第二冷媒回路(以冷却液作为冷媒的吸热热源)同时运行，使得冷媒既可以以空气作为吸热热源，又可以以冷却液作为吸热热源，从而提升对乘员舱的制热效果。这时候不需要控制电机加热冷却液，从而避免该场景下因启动电机主动产热而带来的不必要的功耗，有助于降低车辆热管理系统的总能耗。

13、在环境温度大于或等于环温阈值的情况下，如果目标制热温度与第一热管理系统向乘员舱的出风温度的差值较小(小于第三阈值)，则表明当前乘员舱的制热需求较低，仅运行第一冷媒回路即可满足乘员舱的制热需求。因此，可以只控制第一冷媒回路运行，使得冷媒直接以空气作为吸热热源，既满足了乘员舱的制热需求，又有助于降低车辆热管理系统的能耗。

14、基于第一方面，在可能的实施方案中，当控温对象为乘员舱时，在环境温度小于环温阈值，且目标制热温度减去第一热管理系统向乘员舱的出风温度得到的数值大于或等于第四阈值的情况下，控制第二冷媒回路运行，并且控制电机加热流经电机的冷却液；在环境温度小于环温阈值，且数值小于第四阈值的情况下，控制第二冷媒回路运行。

15、由前文介绍可知，在环境温度小于环温阈值的情况下，冷媒难以从空气中获得足够的热量，冷媒从空气吸热效率较低，这时选择运行第一冷媒回路是不太合适的。由于冷却液可以吸收第二热管理系统中的电机等器件工作时产生的热量，所以冷却液相对于空气受到环境温度的影响更小，这时更适宜运行第二冷媒回路以使得冷媒从冷却液中吸热。此时，如果目标制热温度减去第一热管理系统向乘员舱的出风温度得到的数值大于或等于第四阈值，则表明当前乘员舱的制热需求较高，仅运行第二冷媒回路可能无法满足乘员舱的制热需求。因此，可以选择运行第二冷媒回路以使得冷媒从冷却液处吸热，同时还控制电机对冷却液进行加热以提高冷却液的温度，使得冷媒可以从冷却液中吸收到更多的热量。

16、在环境温度小于环温阈值的情况下，如果目标制热温度与第一热管理系统向乘员舱的出风温度的差值小于第四阈值，则表明当前乘员舱的制热需求较小，仅运行第二冷媒回路即可满足乘员舱的制热需求。因此，可以控制第二冷媒回路运行，使得冷媒从冷却液中吸热，既满足了乘员舱的制热需求，又有助于降低车辆热管理系统的能耗。

17、基于第一方面，在可能的实施方案中，在控制第一冷媒回路和第二冷媒回路运行之后，如果冷却液的温度小于或等于水温阈值，则控制第二冷媒回路停止运行。

18、应理解，当冷媒从冷却液吸热时，会使得冷却液的温度下降，而当冷却液的温度过低时，冷却液无法继续为冷媒提供足够的热量，冷媒从冷却液中吸热的效率会下降。因此，在冷却液的温度小于或等于水温阈值的情况下，可以控制第二冷媒回路停止运行，使得冷媒不再从冷却液处吸取热量，此时冷媒可以继续基于运行的第一冷媒回路从空气中吸取热量，以用于乘员舱制热。

19、基于第一方面，在可能的实施方案中，上述出风温度是通过温度传感器检测得到的，或者，出风温度是根据第一热管理系统中的压缩机的排气压力确定的。

20、基于第一方面，在可能的实施方案中，控制第一冷媒回路运行的方式可以是：开启第一冷媒回路中的第一控制阀，使得从压缩机的冷媒出口流出的冷媒依次流经第一换热器、第一控制阀和车外换热器。

21、基于第一方面，在可能的实施方案中，控制第二冷媒回路运行的方式可以是：开启第二冷媒回路中的第二控制阀，使得从压缩机的冷媒出口流出的冷媒依次流经第一换热器、第二控制阀和水路换热器。

22、基于第一方面，在可能的实施方案中，控制第一冷媒回路和第二冷媒回路运行的方式可以是：开启第一冷媒回路中的第一控制阀，使得从压缩机的冷媒出口流出的冷媒依次流经第一换热器、第一控制阀和车外换热器，并且开启第二冷媒回路中的第二控制阀，使得从压缩机的冷媒出口流出的冷媒依次流经第一换热器、第二控制阀和水路换热器。

23、第二方面，本技术还提供一种控制装置，包括控制模块，控制模块用于在控温对象有制热需求的情况下，根据环境温度控制第一冷媒回路和/或第二冷媒回路运行。

24、其中，车辆热管理系统包括基于冷媒的第一热管理系统和基于冷却液的第二热管理系统，第一热管理系统包括第一冷媒回路和第二冷媒回路，第一冷媒回路包括第一换热器和车外换热器，第二冷媒回路包括第一换热器和水路换热器，控温对象包括乘员舱和/或电池，当第一冷媒回路运行时，冷媒在流经第一换热器时向控温对象放热，在流经车外换热器时从空气中吸热，当第二冷媒回路运行时，冷媒在流经第一换热器时向控温对象放热，在流经水路换热器时从流经水路换热器的冷却液中吸热。

25、上述控制装置还可以包括更多的模块，此处不做限定。第二方面中的控制装置具体用于执行第一方面中的任一实施方案的方法，可以参见前文介绍，此处不赘述。

26、第三方面，本技术还提供另一种控制装置，包括处理器和存储器，该处理器用于执行该存储器中存储的指令，以使得该控制装置执行如第一方面中的任一实施方案的方法。

27、第四方面，本技术还提供一种车辆热管理系统，包括基于冷媒的第一热管理系统和基于冷却液的第二热管理系统，第一热管理系统用于对控温对象进行热管理，控温对象包括乘员舱和/或电池，第一热管理系统包括第一冷媒回路和第二冷媒回路，第一冷媒回路包括压缩机、第一换热器、第一控制阀和车外换热器，第二冷媒回路包括压缩机、第一换热器、第二控制阀和水路换热器：

28、压缩机用于将冷媒输出到第一换热器；

29、第一换热器用于在冷媒流经时向控温对象放热；

30、第一控制阀用于在开启时，使得从第一换热器流出的冷媒流向车外换热器；

31、车外换热器用于在冷媒流经时从空气中吸热；

32、第二控制阀用于在开启时，使得从第一换热器流出的冷媒流向水路换热器；

33、水路换热器用于在冷媒流经时从冷却液中吸热。

34、基于第四方面，在可能的实施方案中，车辆热管理系统还包括气液分离器，气液分离器用于将从车外换热器和/或水路换热器流出的冷媒输入到压缩机。

35、基于第四方面，在可能的实施方案中，车辆热管理系统还包括第二方面或第三方面的控制装置。

36、第五方面，本技术还提供一种车辆，包括第二方面或第三方面中的任一实施方案的控制装置，和/或，包括第四方面中的任一实施方案的车辆热管理系统。