本發(fā)明涉及動力電池的溫控技術(shù)，具體是一種混合動力汽車動力電池的冷卻控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

動力電池在充放電過程中會產(chǎn)生熱量，在高溫工況下如果不能及時散發(fā)熱量，不但會影響其工作效率，而且會影響其使用壽命，甚至引起安全隱患。

混合動力汽車的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)采用風(fēng)冷、水冷或油冷方式的方式對電池包進行冷卻。風(fēng)冷方式不需要復(fù)雜的管路布局，但是散熱能力有限，散熱不均勻，對發(fā)動機艙整體結(jié)構(gòu)設(shè)計要求高。油冷方式能夠均勻的散熱，而且散熱能力也不錯，但是油冷裝置設(shè)計比較復(fù)雜，成本也較高。水冷是汽車領(lǐng)域常用的零部件冷卻手段，散熱能力不錯，易于實現(xiàn)。

現(xiàn)有的冷卻控制方法一般是基于電池自身發(fā)熱特性設(shè)置控制閥值對電池的溫度進行控制，而欠缺對車輛運行工況的考慮。汽車運行的工況復(fù)雜多變，對電池包的冷卻控制有很大影響，例如電池工作的環(huán)境溫度就是影響電池升溫和降溫一個重要因素，動力電池對工作的環(huán)境溫度要求較高，單純的某一種制冷方式很難滿足各種工況下的冷卻需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種混合動力汽車動力電池的冷卻控制系統(tǒng)及方法，其綜合分析和評估車輛運行工況對電池包冷卻的影響，既實現(xiàn)不同工況下電池的有效冷卻，也實現(xiàn)了不同制冷模式的平穩(wěn)過度，而且兼顧了制冷系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種混合動力汽車動力電池的冷卻控制系統(tǒng)，其包括通過管路串連的電池包、電子水泵和散熱器，所述電子水泵設(shè)置于散熱器的出水口與電池包的進水口之間，散熱器的出水口與電池包的進水口之間的管路還并聯(lián)有一條補償管路，該補償管路上設(shè)置有補償水箱，其還包括通過管路連接于電池包的出水口與散熱器的進水口之間的電池冷卻器，所述電池冷卻器利用空調(diào)壓縮機降溫；電池包與電池冷卻器之間的管路上設(shè)置有開關(guān)，電池冷卻器的出水口處設(shè)置有用于檢測電池包工作環(huán)境溫度的第一溫度傳感器，散熱器對應(yīng)設(shè)置有電控風(fēng)扇，電池包的進水口處設(shè)置有用于檢測電池包進水溫度的第二溫度傳感器。

所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器硬線直連至熱管理控制器，所述空調(diào)壓縮機連接有空調(diào)控制器，所述電池包連接有電池包控制器，所述熱管理控制器、空調(diào)控制器以及電池包控制器通過can總線交互參數(shù)信息和控制信號，熱管理控制器與電控風(fēng)扇、電子水泵、開關(guān)以及電池冷卻器控制連接，熱管理控制器基于電池包的工作環(huán)境溫度、電池剩余電量和電池輸出功率控制電子水泵、電控風(fēng)扇、空調(diào)壓縮機的運行狀態(tài)以及開關(guān)的通斷和電池冷卻器的啟停。

進一步的，所述熱管理控制器通過硬線與電控風(fēng)扇和電子水泵連接，并通過控制硬線上的占空比實現(xiàn)對電子水泵和電控風(fēng)扇的速度調(diào)控。

本發(fā)明還公開了一種基于上述冷卻控制系統(tǒng)的混合動力汽車動力電池的冷卻控制方法：所述熱管理控制器獲取電池最高溫度tmax、電池剩余電量qsoc、電池輸出功率pout、電池工作環(huán)境溫度tev、電池進水溫度和空調(diào)壓縮機的工作狀態(tài)信息，并進行如下閥值的計算：

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算自然水冷開啟電池溫度閥值基礎(chǔ)值tstb1＝f1(tev)。

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算風(fēng)扇水冷開啟電池溫度閥值基礎(chǔ)值tstb2＝f2(tev)。

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算強制冷卻開啟電池溫度閥值基礎(chǔ)值tstb3＝f3(tev)。

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算自然水冷關(guān)閉電池溫度閥值基礎(chǔ)值tspb1＝g1(tev)。

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算風(fēng)扇水冷關(guān)閉電池溫度閥值基礎(chǔ)值tspb2＝g2(tev)。

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算強制冷卻關(guān)閉電池溫度閥值基礎(chǔ)值tspb3＝g3(tev)。

根據(jù)電池包剩余電量qsoc和電池包輸出功率pout計算電池溫度閥值修正值tmd＝h1(qsoc,pout)，則有：

自然水冷開啟電池溫度閥值tst1＝tstb1+tmd。

風(fēng)扇水冷開啟電池溫度閥值tst2＝tstb2+tmd。

強制冷卻開啟電池溫度閥值tst3＝tstb3+tmd。

自然水冷關(guān)閉電池溫度閥值tsp1＝tspb1+tmd。

風(fēng)扇水冷關(guān)閉電池溫度閥值tsp2＝tspb2+tmd。

強制冷卻關(guān)閉電池溫度閥值tsp3＝tspb3+tmd。

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算風(fēng)扇水冷卻開啟進水溫度閥值tiwt2＝fiwt2(tev)。

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算強制冷卻開啟進水溫度閥值tiwt3＝fiwt3(tev)。

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算風(fēng)扇水冷卻關(guān)閉進水溫度閥值tiwp2＝fiwp2(tev)。

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算強制冷卻關(guān)閉進水溫度閥值tiwp3＝fiwp3(tev)。

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev、電池最高溫度值tmax、電池剩余電量qsoc和輸出功率pout計算目標冷卻水溫tiwa＝fiwa(tev,tmax,qsoc,pout)。

所述自然水冷開啟電池溫度閥值tst1<風(fēng)扇水冷開啟電池溫度閥值tst2<強制冷卻開啟電池溫度閥值tst3；所述自然水冷關(guān)閉電池溫度閥值tsp1<風(fēng)扇水冷關(guān)閉電池溫度閥值tsp2<強制冷卻關(guān)閉電池溫度閥值tsp3；風(fēng)扇水冷卻開啟進水溫度閥值tiwt2<強制冷卻開啟進水溫度閥值tiwt3；風(fēng)扇水冷卻關(guān)閉進水溫度閥值tspi2<強制冷卻關(guān)閉進水溫度閥值tspi3。

所述熱管理控制器的控制邏輯為：

首先，初始化各部件，使得水泵控制占空比為最小值dpmin，風(fēng)扇控制占空比為最小值dfmin，電池冷卻器處于關(guān)閉狀態(tài)，壓縮機請求功率為最小值prmin；保持初始化狀態(tài)直至電池最高溫度值tmax≥自然水冷卻開啟電池溫度閥值tst1，冷卻控制系統(tǒng)進入自然水冷卻模式。

然后，在自然水冷卻模式下，若電池最高溫度值tmax<自然水冷開啟電池溫度閥值tst1，則退出自然水冷卻模式，返回到初始化狀態(tài)；否則，判斷冷卻控制系統(tǒng)是否具備切換到強制冷卻模式的條件：電子水泵以最大控制占空比dpmax運行且電池進水溫度tiwt≥強制冷卻開啟進水溫度閥值tiwt3且空調(diào)壓縮機工作狀態(tài)正常；或者電子水泵以最大占空比dpmax運行的時間>限制時間timed1且電池最大溫度tmax≥強制冷卻開啟電池溫度閥值tst3且空調(diào)壓縮機工作狀態(tài)正常。

在冷卻控制系統(tǒng)不具備切換到強制冷卻模式的條件時，判斷冷卻控制系統(tǒng)是否具備切換到風(fēng)扇水冷卻模式的條件：電子水泵以最大控制占空比dpmax運行且電池進水溫度tiwt≥風(fēng)扇水冷卻開啟進水溫度閥值tiwt2；或者電子水泵以最大占空比dpmax運行的時間>限制時間timed1且電池最大溫度tmax≥風(fēng)扇水冷卻開啟電池溫度閥值tst2。

其次，在強制冷卻模式下，當(dāng)電池最大溫度tmax≤強制冷卻關(guān)閉電池溫度閥值tsp3、電池進水溫度值tiwt≤強制冷關(guān)閉進水溫度閥值tspi3、空調(diào)壓縮機工作狀態(tài)異常三個條件中的任意條件發(fā)生時，退出強制冷卻模式，返回自然水冷卻模式。

在風(fēng)扇水冷卻模式下，當(dāng)電池最高溫度值tmax≤風(fēng)扇水冷關(guān)閉電池溫度閥值tsp2，或者電池進水溫度值tiwt≤風(fēng)扇水冷關(guān)閉進水溫度閥值tspi2，退出風(fēng)扇水冷卻模式，返回自然水冷卻模式；當(dāng)電池進水溫度tiwt≥強制冷卻開啟進水溫度閥值tiwt2且空調(diào)壓縮機工作狀態(tài)正常，或者風(fēng)扇以最大占空比dfmax運行的時間＞限制時間timed2、電池最高溫度tmax≥強制冷卻開啟電池溫度閥值tst3且空調(diào)壓縮機工作狀態(tài)正常，退出風(fēng)扇水冷卻模式，進入強制冷卻模式。

其中，自然水冷卻模式為：電子水泵運行狀態(tài)且占空比dpump根據(jù)電池進水溫度tiwt和目標冷卻水溫tiwa的差值計算有：dpump＝fdp(tiwt-tiwa)，電控風(fēng)扇關(guān)閉狀態(tài)，電池冷卻器關(guān)閉狀態(tài)，不請求空調(diào)壓縮機工作。

風(fēng)扇水冷卻模式為：電子水泵運行狀態(tài)且占空比dpump為最大值dpmax，電控風(fēng)扇占空比dfan根據(jù)電池進水溫度tiwt和目標冷卻水溫tiwa的差值計算有：dfan＝fdf(tiwt-tiwa)，電池冷卻器關(guān)閉狀態(tài)，不請求空調(diào)壓縮機工作。

強制冷卻模式為：電子水泵運行狀態(tài)且占空比dpump為最大值dpmax，電控風(fēng)扇關(guān)閉狀態(tài)，電池冷卻器運行狀態(tài)，請求空調(diào)壓縮機工作功率preq根據(jù)電池進水溫度tiwt和目標冷卻水溫tiwa的差值計算有：preq＝fpr(tiwt-tiwa)。

進一步的，所述熱管理控制器的控制流程為：

步驟一、各部件初始化，使得水泵控制占空比為最小值dpmin，風(fēng)扇控制占空比為最小值dfmin，電池冷卻器處于關(guān)閉狀態(tài)，壓縮機請求功率為最小值prmin。

步驟二、判斷電池最高溫度值tmax值，若電池最高溫度值tmax≥自然水冷開啟電池溫度閥值tst1，則冷卻控制系統(tǒng)進入自然水冷卻模式；否則返回步驟一。

步驟三、判斷電池最高溫度值tmax值，若電池最高溫度值tmax≤自然水冷關(guān)閉電池溫度閥值tsp1，則關(guān)閉電子水泵，退出自然水冷卻模式，返回步驟二；否則進入步驟四。

步驟四、判斷電子水泵是否以最大占空比dpmax運行，若是，則進入步驟五；否則返回步驟三。

步驟五、判斷電池進水溫度tiwt，若電池進水溫度tiwt≥強制冷卻開啟進水溫度閥值tiwt3，則進入步驟八；否則進入步驟六。

步驟六、判斷水泵以最大占空比dpmax運行的時間是否大于限制時間timed1，若是則進入步驟七；否則進入步驟九。

步驟七、判斷電池最高溫度值tmax值，若電池最大溫度tmax≥強制冷卻開啟電池溫度閥值tst3，則進入步驟八；否則進入步驟九。

步驟八、判斷空調(diào)壓縮機的工作狀態(tài)是否正常，若是，則進入步驟十二；否則進入步驟九。

步驟九、判斷電池進水溫度tiwt，若電池進水溫度tiwt≥風(fēng)扇水冷卻開啟進水溫度閥值tiwt2，則進入步驟十五；否則進入步驟十。

步驟十、判斷水泵以最大占空比dpmax運行的時間是否大于限制時間timed1，若是則進入步驟十一；否則返回步驟三。

步驟十一、判斷電池最高溫度值tmax值，若電池最大溫度tmax≥風(fēng)扇水冷卻開啟電池溫度閥值tst2，則進入步驟十五；否則返回步驟三。

步驟十二、進入強制冷卻模式，判斷電池最高溫度值tmax值，若電池最高溫度值tmax值≤強制冷卻關(guān)閉電池溫度閥值tsp3，則退出強制冷卻模式，返回步驟三；否則進入步驟十三。

步驟十三、判斷電池進水溫度值tiwt，若電池進水溫度值tiwt≤強制冷關(guān)閉進水溫度閥值tspi3，則退出強制冷卻模式，返回步驟三；否則進入步驟十四。

步驟十四、判斷空調(diào)壓縮機工作狀態(tài)是否異常，若是，則退出強制冷卻模式，返回步驟三；否則返回步驟十二。

步驟十五、進入風(fēng)扇水冷卻模式，判斷電池最高溫度值tmax，若電池最高溫度值tmax≤風(fēng)扇水冷關(guān)閉電池溫度閥值tsp2，則退出風(fēng)扇水冷卻模式，返回步驟三；否則進入步驟十六。

步驟十六、判斷電池進水溫度值tiwt，若電池進水溫度值tiwt≤風(fēng)扇水冷關(guān)閉進水溫度閥值tspi2，則退出風(fēng)扇水冷卻模式，返回步驟三；否則進入步驟十七。

步驟十七、判斷電池進水溫度tiwt，若電池進水溫度tiwt≥強制冷卻開啟進水溫度閥值tiwt2，返回步驟八；否則進入步驟十八。

步驟十八、判斷風(fēng)扇以最大占空比dfmax運行的時間，若風(fēng)扇以最大占空比dfmax運行的時間＞限制時間timed2，則進入步驟十九；否則返回步驟十五。

步驟十九、判斷電池最高溫度tmax，若電池最高溫度tmax≥強制冷卻開啟電池溫度閥值tst3，返回步驟八；否則返回步驟十五。

本冷卻控制系統(tǒng)綜合運用水冷、風(fēng)冷和壓縮機制冷技術(shù)，對動力電池的溫度進行控制，實現(xiàn)電池的冷卻功能，為電池正常工作提供適宜溫度，以提升電池的工作效率和使用壽命。熱管理控制器綜合分析和評估車輛運行工況對電池包冷卻的影響，綜合電池包的工作環(huán)境溫度、電池剩余電量和電池輸出功率，根據(jù)電池冷卻的不同需求，控制風(fēng)冷、水冷和壓縮機制冷來達到及時有效的冷卻目的，實現(xiàn)了與傳統(tǒng)汽車的熱管理系統(tǒng)的兼容和部件共享，而且易于實現(xiàn)功耗管理。

本冷卻控制方法在根據(jù)環(huán)境溫度、電池包剩余電量和動力電池輸出功率計算控制閥值，并結(jié)合電池冷卻出水溫度控制水泵、風(fēng)扇和壓縮機的運行狀態(tài)，分自然水冷卻模式、風(fēng)扇水冷卻模式和強制冷卻模式三種模式冷卻，三種模式制冷的能力依次增加，功耗也依次升高，在低功耗制冷模式不能滿足冷卻需求時，及時啟用高能耗的制冷模式。其既實現(xiàn)不同工況下電池包的有效冷卻，滿足電池包冷卻的不同等級的需求，也實現(xiàn)了不同制冷模式的平穩(wěn)過度，而且兼顧了系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計。

本方案既滿足與傳統(tǒng)汽車熱管理控制系統(tǒng)的通用性(采用傳統(tǒng)汽車既有的的熱管理部件)，又滿足混合動力汽車對電池包在不同工況下的冷卻需求(多個等級的冷卻模式)，而且電池包的溫度控制更為平穩(wěn)(電子水泵和電控風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速可調(diào)、空調(diào)壓縮機功率可調(diào)、不同冷卻模式的平滑切換)；另外，該方案注重節(jié)能設(shè)計理念，在保證及時有效的降溫同時，最大程度上實現(xiàn)了節(jié)能減排，其具有如下優(yōu)點：

1.設(shè)計了三個冷卻等級，滿足不同層次下的電池包冷卻需求，也利于功耗控制。

2.冷卻的控制不僅基于電池包自身的發(fā)熱特性，而且加入車輛運行工況的影響因素，冷卻控制更客觀準確。

3.本方案在傳統(tǒng)汽車的熱管理設(shè)備基礎(chǔ)上實現(xiàn)，滿足與傳統(tǒng)汽車熱管理控制系統(tǒng)的通用性，又滿足混合動力汽車對電池包熱管理的特定需求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種混合動力汽車動力電池的冷卻控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖；

圖2為圖1所示系統(tǒng)的控制原理圖；

圖3為圖1所示系統(tǒng)的冷卻控制流程圖；

圖4為本發(fā)明一種混合動力汽車動力電池的冷卻控制方法的控制邏輯圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。

如圖1、2所示，本冷卻控制系統(tǒng)由電子水泵p1、第一溫度傳感器s1、第二溫度傳感器s2、開關(guān)k1、散熱器ce、電控風(fēng)扇fn、電池冷卻器cr、補償水箱wb和冷卻液管路等部件組成，并配合空調(diào)壓縮機ac工作。所述電子水泵p1設(shè)置于散熱器ce的出水口與電池包bt的進水口之間，散熱器ce的出水口與電池包bt的進水口之間的管路還并聯(lián)有一條補償管路，補償水箱wb設(shè)置在補償管路上。電池冷卻器cr在電池包bt的出水口與散熱器ce的進水口之間，該三個部件通過管路連接。所述電池冷卻器cr利用空調(diào)壓縮機ac降溫。開關(guān)k1設(shè)置在電池包bt與電池冷卻器cr之間，其通斷決定整個冷卻管路的通斷。第一溫度傳感器s1設(shè)置在電池冷卻器cr的出水口處，用于檢測電池包bt工作環(huán)境溫度。散熱器ce于電控風(fēng)扇fn對應(yīng)設(shè)置。第二溫度傳感器s2設(shè)置在電池包bt的進水口處，用于檢測電池包bt進水溫度。

熱管理控制器是整個冷卻控制系統(tǒng)的指揮中心，它通過網(wǎng)絡(luò)或者硬線連接與冷卻回路中各部件連接，用于采集系統(tǒng)運行參數(shù)并控制系統(tǒng)中各執(zhí)行部件的動作狀態(tài)，實現(xiàn)對被控部件溫度的控制。熱管理控制器與各個部件的控制原理如圖2所示。熱管理控制器通過硬線ad1和ad2分別連接到第一溫度傳感器s1和第二溫度傳感器s2，用以獲取對應(yīng)溫度傳感器所在位置的溫度信號。熱管理控制器通過硬線pwm1和pwm2分別連接到電控風(fēng)扇fn和電子水泵p1，并通過控制硬線上的pwm的占空比實現(xiàn)對電子水泵p1和電控風(fēng)扇fn的速度調(diào)控。熱管理控制器通過硬線do11連接到開關(guān)k1，用以控制冷卻回路的通斷狀態(tài)。熱管理控制器通過硬線do2連接到電池冷卻器cr，用以控制電池冷卻器cr的啟停狀態(tài)。熱管理控制器和空調(diào)控制器、電池包控制器連接在can通信總線上，它們之間通過can通信交互參數(shù)信息和控制信號。熱管理控制器基于電池包bt的工作環(huán)境溫度、電池剩余電量和電池輸出功率控制電子水泵p1、電控風(fēng)扇fn、空調(diào)壓縮機ac的運行狀態(tài)以及開關(guān)k1的通斷和電池冷卻器cr的啟停。

本冷卻控制系統(tǒng)設(shè)計為三個冷卻等級，分別是自然水冷卻、風(fēng)扇水冷卻和壓縮機強制冷卻。這三個冷卻等級的冷卻效能依次提高，能源功耗也依次上升。自然水冷卻是在自然通風(fēng)狀態(tài)下控制電子水泵p1運作帶動水循環(huán)系統(tǒng)中冷卻液循環(huán)流動實現(xiàn)的冷卻功能。風(fēng)扇水冷卻是在自然水冷卻的基礎(chǔ)上啟動電控風(fēng)扇fn，以降低冷卻設(shè)備及其周圍環(huán)境溫度，從而改善和加強冷卻系統(tǒng)的冷卻能力。壓縮機強制冷卻用于對冷卻能力要求高的工況下，是在自然水冷卻的基礎(chǔ)上開啟空調(diào)壓縮機ac對水循環(huán)系統(tǒng)中冷卻液進行冷卻，使冷卻液的溫度降到更低，以實現(xiàn)對被冷卻部件的強制冷卻。

圖3是該系統(tǒng)冷卻控制處理總流程。首先，通過can、ad和gpio等外部接口獲取控制邏輯需要的輸入信號，包括電池最高溫度tmax、電池剩余電量qsoc、電池輸出功率pout、電池工作環(huán)境溫度tev、電池進水溫度和空調(diào)壓縮機ac的工作狀態(tài)等。其次，根據(jù)上述輸入?yún)?shù)計算各種冷卻模式切換的閥值，然后，計算電池進水目標冷卻水溫tiwa。上述閥值和目標值計算完成后，執(zhí)行冷卻冷卻模式切換邏輯，選擇進入合適的冷卻模式。之后，進入對應(yīng)冷卻模式的運行控制中計算各執(zhí)行器的輸出值并控制輸出，包括水泵運行控制、風(fēng)扇運行控制、電池冷卻器開關(guān)控制和壓縮機工作請求。具體過程如下：

1.閥值處理

在在綜合分析和評估車輛運行工況不同參數(shù)對電池的影響后，本方案基于電池工作環(huán)境溫度tev、電池剩余電量qsoc和電池輸出功率pout計算各切換模式的溫度閥值。

(1)冷卻等級切換電池包最高溫度閥值

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算自然水冷開啟電池溫度閥值基礎(chǔ)值tstb1＝f1(tev)。

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算風(fēng)扇水冷開啟電池溫度閥值基礎(chǔ)值tstb2＝f2(tev)。

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算強制冷卻開啟電池溫度閥值基礎(chǔ)值tstb3＝f3(tev)。

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算自然水冷關(guān)閉電池溫度閥值基礎(chǔ)值tspb1＝g1(tev)。

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算風(fēng)扇水冷關(guān)閉電池溫度閥值基礎(chǔ)值tspb2＝g2(tev)。

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算強制冷卻關(guān)閉電池溫度閥值基礎(chǔ)值tspb3＝g3(tev)。

根據(jù)電池包剩余電量qsoc和電池包輸出功率pout計算電池溫度閥值修正值tmd＝h1(qsoc,pout)，則有：

自然水冷開啟電池溫度閥值tst1＝tstb1+tmd。

風(fēng)扇水冷開啟電池溫度閥值tst2＝tstb2+tmd。

強制冷卻開啟電池溫度閥值tst3＝tstb3+tmd。

自然水冷關(guān)閉電池溫度閥值tsp1＝tspb1+tmd。

風(fēng)扇水冷關(guān)閉電池溫度閥值tsp2＝tspb2+tmd。

強制冷卻關(guān)閉電池溫度閥值tsp3＝tspb3+tmd。

(2)冷卻等級切換電池進水溫度閥值

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算風(fēng)扇水冷卻開啟進水溫度閥值tiwt2＝fiwt2(tev)。

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算強制冷卻開啟進水溫度閥值tiwt3＝fiwt3(tev)。

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算風(fēng)扇水冷卻關(guān)閉進水溫度閥值tiwp2＝fiwp2(tev)。

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev計算強制冷卻關(guān)閉進水溫度閥值tiwp3＝fiwp3(tev)。

(3)電池進水目標冷卻水溫

根據(jù)電池工作環(huán)境溫度tev、電池最高溫度值tmax、電池剩余電量qsoc和輸出功率pout計算目標冷卻水溫tiwa＝fiwa(tev,tmax,qsoc,pout)。

(4)標定量

水泵占空比最小值dpmin、水泵占空比最大值dpmax、風(fēng)扇占空比最小值dfmin、風(fēng)扇占空比最大值dfmax、壓縮機請求功率最小值prmin、壓縮機請求功率最大值prmax、自然水冷卻滿負荷工作(即水泵全速運轉(zhuǎn))時冷卻模式切換的限制時間timed1和風(fēng)扇水冷卻滿負荷工作(即風(fēng)扇全速運轉(zhuǎn))時冷卻模式切換的限制時間timed2等均為標定參數(shù)，根據(jù)器件參數(shù)和實車情況進行標定。

在上述各計算式中，各閥值均是由理論計算或是試驗得出，其中所述自然水冷開啟電池溫度閥值tst1<風(fēng)扇水冷開啟電池溫度閥值tst2<強制冷卻開啟電池溫度閥值tst3；所述自然水冷關(guān)閉電池溫度閥值tsp1<風(fēng)扇水冷關(guān)閉電池溫度閥值tsp2<強制冷卻關(guān)閉電池溫度閥值tsp3；風(fēng)扇水冷卻開啟進水溫度閥值tiwt2<強制冷卻開啟進水溫度閥值tiwt3；風(fēng)扇水冷卻關(guān)閉進水溫度閥值tspi2<強制冷卻關(guān)閉進水溫度閥值tspi3。

2.冷卻模式切換

基于上述計算出來的閥值，根據(jù)圖4所示冷卻控制模式切換策略進行冷卻模式管理，以達到既能滿足不同工況下的冷卻需求，在保證及時有效降溫的同時，又以更低的功耗實現(xiàn)的目的。

首先，初始化各部件，即非冷卻模式，各個冷卻部件均不工作，即水泵控制占空比為最小值dpmin，風(fēng)扇控制占空比為最小值dfmin，電池冷卻器處于關(guān)閉狀態(tài)，壓縮機請求功率為最小值prmin；保持初始化狀態(tài)直至電池最高溫度值tmax≥自然水冷卻開啟電池溫度閥值tst1，冷卻控制系統(tǒng)進入自然水冷卻模式。

然后，在自然水冷卻模式下，若電池最高溫度值tmax<自然水冷開啟電池溫度閥值tst1，則退出自然水冷卻模式，返回到初始化狀態(tài)；否則，判斷冷卻控制系統(tǒng)是否具備切換到強制冷卻模式的條件：電子水泵p1以最大控制占空比dpmax運行且電池進水溫度tiwt≥強制冷卻開啟進水溫度閥值tiwt3且空調(diào)壓縮機ac工作狀態(tài)正常；或者電子水泵p1以最大占空比dpmax運行的時間>限制時間timed1且電池最大溫度tmax≥強制冷卻開啟電池溫度閥值tst3且空調(diào)壓縮機ac工作狀態(tài)正常。

在冷卻控制系統(tǒng)不具備切換到強制冷卻模式的條件時，判斷冷卻控制系統(tǒng)是否具備切換到風(fēng)扇水冷卻模式的條件：電子水泵p1以最大控制占空比dpmax運行且電池進水溫度tiwt≥風(fēng)扇水冷卻開啟進水溫度閥值tiwt2；或者電子水泵p1以最大占空比dpmax運行的時間>限制時間timed1且電池最大溫度tmax≥風(fēng)扇水冷卻開啟電池溫度閥值tst2。

其次，在強制冷卻模式下，當(dāng)電池最大溫度tmax≤強制冷卻關(guān)閉電池溫度閥值tsp3、電池進水溫度值tiwt≤強制冷關(guān)閉進水溫度閥值tspi3、空調(diào)壓縮機ac工作狀態(tài)異常三個條件中的任意條件發(fā)生時，退出強制冷卻模式，返回自然水冷卻模式。

在風(fēng)扇水冷卻模式下，當(dāng)電池最高溫度值tmax≤風(fēng)扇水冷關(guān)閉電池溫度閥值tsp2，或者電池進水溫度值tiwt≤風(fēng)扇水冷關(guān)閉進水溫度閥值tspi2，退出風(fēng)扇水冷卻模式，返回自然水冷卻模式；當(dāng)電池進水溫度tiwt≥強制冷卻開啟進水溫度閥值tiwt2且空調(diào)壓縮機ac工作狀態(tài)正常，或者風(fēng)扇以最大占空比dfmax運行的時間＞限制時間timed2、電池最高溫度tmax≥強制冷卻開啟電池溫度閥值tst3且空調(diào)壓縮機ac工作狀態(tài)正常，退出風(fēng)扇水冷卻模式，進入強制冷卻模式。

3.運行控制

自然水冷卻模式為：電子水泵p1運行狀態(tài)且占空比dpump根據(jù)電池進水溫度tiwt和目標冷卻水溫tiwa的差值計算有：dpump＝fdp(tiwt-tiwa)，電控風(fēng)扇fn關(guān)閉狀態(tài)，電池冷卻器cr關(guān)閉狀態(tài)，不請求空調(diào)壓縮機ac工作；

風(fēng)扇水冷卻模式為：電子水泵p1運行狀態(tài)且占空比dpump為最大值dpmax，電控風(fēng)扇fn占空比dfan根據(jù)電池進水溫度tiwt和目標冷卻水溫tiwa的差值計算有：dfan＝fdf(tiwt-tiwa)，電池冷卻器cr關(guān)閉狀態(tài)，不請求空調(diào)壓縮機ac工作；

強制冷卻模式為：電子水泵p1運行狀態(tài)且占空比dpump為最大值dpmax，電控風(fēng)扇fn關(guān)閉狀態(tài)，電池冷卻器cr運行狀態(tài)，請求空調(diào)壓縮機ac工作功率preq根據(jù)電池進水溫度tiwt和目標冷卻水溫tiwa的差值計算有：preq＝fpr(tiwt-tiwa)。

所述熱管理控制器的一種具體控制流程可以為：

步驟一、各部件初始化，使得水泵控制占空比為最小值dpmin，風(fēng)扇控制占空比為最小值dfmin，電池冷卻器處于關(guān)閉狀態(tài)，壓縮機請求功率為最小值prmin。

步驟二、判斷電池最高溫度值tmax值，若電池最高溫度值tmax≥自然水冷開啟電池溫度閥值tst1，則冷卻控制系統(tǒng)進入自然水冷卻模式；否則返回步驟一。

步驟三、判斷電池最高溫度值tmax值，若電池最高溫度值tmax≤自然水冷關(guān)閉電池溫度閥值tsp1，則關(guān)閉電子水泵p1，退出自然水冷卻模式，返回步驟二；否則進入步驟四。

步驟四、判斷電子水泵p1是否以最大占空比dpmax運行，若是，則進入步驟五；否則返回步驟三。

步驟五、判斷電池進水溫度tiwt，若電池進水溫度tiwt≥強制冷卻開啟進水溫度閥值tiwt3，則進入步驟八；否則進入步驟六。

步驟六、判斷水泵以最大占空比dpmax運行的時間是否大于限制時間timed1，若是則進入步驟七；否則進入步驟九。

步驟七、判斷電池最高溫度值tmax值，若電池最大溫度tmax≥強制冷卻開啟電池溫度閥值tst3，則進入步驟八；否則進入步驟九。

步驟八、判斷空調(diào)壓縮機ac的工作狀態(tài)是否正常，若是，則進入步驟十二；否則進入步驟九。

步驟九、判斷電池進水溫度tiwt，若電池進水溫度tiwt≥風(fēng)扇水冷卻開啟進水溫度閥值tiwt2，則進入步驟十五；否則進入步驟十。

步驟十、判斷水泵以最大占空比dpmax運行的時間是否大于限制時間timed1，若是則進入步驟十一；否則返回步驟三。

步驟十一、判斷電池最高溫度值tmax值，若電池最大溫度tmax≥風(fēng)扇水冷卻開啟電池溫度閥值tst2，則進入步驟十五；否則返回步驟三。

步驟十二、進入強制冷卻模式，判斷電池最高溫度值tmax值，若電池最高溫度值tmax值≤強制冷卻關(guān)閉電池溫度閥值tsp3，則退出強制冷卻模式，返回步驟三；否則進入步驟十三。

步驟十三、判斷電池進水溫度值tiwt，若電池進水溫度值tiwt≤強制冷關(guān)閉進水溫度閥值tspi3，則退出強制冷卻模式，返回步驟三；否則進入步驟十四。

步驟十四、判斷空調(diào)壓縮機ac工作狀態(tài)是否異常，若是，則退出強制冷卻模式，返回步驟三；否則返回步驟十二。

步驟十五、進入風(fēng)扇水冷卻模式，判斷電池最高溫度值tmax，若電池最高溫度值tmax≤風(fēng)扇水冷關(guān)閉電池溫度閥值tsp2，則退出風(fēng)扇水冷卻模式，返回步驟三；否則進入步驟十六。

步驟十六、判斷電池進水溫度值tiwt，若電池進水溫度值tiwt≤風(fēng)扇水冷關(guān)閉進水溫度閥值tspi2，則退出風(fēng)扇水冷卻模式，返回步驟三；否則進入步驟十七。

步驟十七、判斷電池進水溫度tiwt，若電池進水溫度tiwt≥強制冷卻開啟進水溫度閥值tiwt2，返回步驟八；否則進入步驟十八。

步驟十八、判斷風(fēng)扇以最大占空比dfmax運行的時間，若風(fēng)扇以最大占空比dfmax運行的時間＞限制時間timed2，則進入步驟十九；否則返回步驟十五。

步驟十九、判斷電池最高溫度tmax，若電池最高溫度tmax≥強制冷卻開啟電池溫度閥值tst3，返回步驟八；否則返回步驟十五。

上述具體流程只是一種具體實施例，當(dāng)判斷條件的優(yōu)先級變化時，參照上述實施例，能夠相應(yīng)變換出更多種的具體控制流程，這里不再贅述。