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文档序号:36403698发布日期:2023-12-16 09:19阅读:12来源:国知局
热管理系统的控制方法与流程
热管理系统的控制方法、装置及热管理系统
技术领域
1.本发明涉及作业机械的热管理系统的技术领域,尤其涉及热管理系统的控制方法

装置及热管理系统



背景技术:

2.目前,国家大力推行电动化产品,热管理系统是以依靠动力电池提供动力的作业机械的重要部件,它的主要作用是给电池系统散热实现电池的恒温调节,决定着作业机械能否正常工作

现有的作业机械的电池水冷系统,特别是大型电动挖掘机的水冷系统,由于大型电动挖掘机主要应用于矿山和隧道等恶劣工况,水冷机组中的冷凝器位置易发生脏堵现象

而一旦发生脏堵,将直接导致压缩机频繁地启停,从而影响压缩机的使用寿命和挖掘机的正常工作,因此,如何检测水冷机组是否发生堵塞以便及时清理,是本领域技术人员需要解决的技术问题



技术实现要素:

3.本发明的主要目的是提出一种热管理系统的控制方法

装置及热管理系统,旨在解决现有的水冷机组发生脏堵后难以被检测清理的问题

4.为实现上述目的,本发明提出的一种热管理系统的控制方法,所述热管理系统包括空调热管理系统以及电池热管理系统,所述空调热管理系统上形成有第一流路,所述第一流路包括流路干路以及与所述流路干路连通的换热支路,在所述流路干路上设有压缩机

压力检测单元和高压开关,所述高压开关用于控制所述压缩机的开闭,所述电池热管理系统上形成有第二流路,所述第二流路与所述换热支路之间热交换;
5.所述热管理系统的控制方法包括如下步骤:
6.获取所述流路干路上的流体的实际压力参数;
7.当所述实际压力参数达到压力阈值时,控制所述高压开关断开;
8.统计所述高压开关断开的实际次数;
9.当所述实际次数满足警戒次数条件后,输出清理和
/
或检查提示指令

10.在本实施例的方案中,通过压力检测单元获取所述流路干路的压力参数,从而判断空调热管理系统是否发生脏堵,并且在发生脏堵之后,断开高压开关,实现对发动机的保护和节约能耗,并且在所述实际次数满足警戒次数条件后,输出清理和
/
或检查提示指令,从而提醒用户即使进行干预,以消除脏堵,避免电池过热

11.可选地,所述控制方法还包括:
12.当所述实际压力参数没有达到压力阈值时,根据所述实际压力参数确定所述压缩机的转速调整策略

13.在本实施例的方案中,脏堵现象不是特别严重时或者没有发生脏堵现象时,此时,需要根据所述实际压力参数确定所述压缩机的转速调整策略,从而可以提升整个热管理系统的工作效率

14.可选地,根据所述实际压力参数确定所述压缩机的转速调整策略,包括:
15.当所述实际压力参数小于或者等于第一预设阈值时,以比例积分调整方法调整所述压缩机的转速;
16.当所述实际压力参数大于第一预设阈值且小于或者等于第二预设阈值时,控制所述压缩机的转速保持在第一预设转速;
17.当所述实际压力参数大于第二预设阈值且小于第三预设阈值时,控制所述压缩机的转速提升至其最高转速,其中,所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值,且所述第二预设阈值小于所述第三预设阈值

18.在本实施例的技术方案中,针对不同的压力值,制定不同的压缩机的转速调整策略,从而有效提升了整个热管理系统的冷却效率

19.可选地,所述控制方法还包括:
20.当所述实际压力参数大于第二预设阈值时,控制压缩机的风扇以其最高转速运行

21.在本实施例的技术方案中,通过控制压缩机的风扇以其最高转速运行,能够在最大程度上给压缩机进行散热

22.可选地,在控制所述压缩机的转速提升至其最高转速的步骤之后,还包括:
23.在所述压缩机保持其最高转速运行预设时长后,将所述压缩机的转速降速至所述第一预设转速

24.在本实施例中,在所述压缩机保持其最高转速运行预设时长后,将所述压缩机的转速降速至所述第一预设转速,一方面,能够避免压缩机长时间的最高转速运行,损坏压缩机,另一方面,能够起到一定程度的节能的作用

25.可选地,将所述压缩机的转速降速至所述第一预设转速的步骤中:
26.按照预设加速度将所述压缩机的转速由最高转速降低至所述第一预设转速

27.在本实施例中,按照预设加速度将所述压缩机的转速由最高转速降低至所述第一预设转速,从而让所述压缩机的转速下降呈线性的下降,以避免压缩机转速断崖式下降对压缩机的损坏

28.可选地,在所述第二流路上设有水泵;
29.所述控制方法还包括:
30.当所述实际压力参数大于第二预设阈值时,提高所述水泵的功率

31.在本实施例中,当所述实际压力参数大于第二预设阈值时,提高所述水泵的功率,从而可以提升整个第二流路的流速,在一定程度上,可以增大所述电池的散热量,降低所述电池的温度,防止电池过热的现象的发生

32.可选地,所述第一预设阈值为
25bar
;和
/
或,
33.所述第二预设阈值为
27bar
;和
/
或,
34.所述第三预设阈值为
31bar
;和
/
或,
35.所述第三预设阈值为
3500rpm。
36.在本实施例中,所述第一预设阈值

所述第二预设阈值

所述第三预设阈值和所述第三预设阈值根据电动挖掘机的实际使用确定参数,在针对电动挖掘机的技术领域,能够检测电动挖掘机的水冷机组脏堵的现象,和提升电动挖掘机的水冷机组的工作效率

37.为实现上述目的,本发明还提出一种热管理系统的控制装置,包括:
38.获取模块,用于获取所述流路干路上的流体的实际压力参数;
39.控制模块,用于当所述实际压力参数达到压力阈值时,控制所述高压开关断开;
40.统计模块,用于统计所述高压开关断开的实际次数;以及,
41.输出模块,用于当所述实际次数满足警戒次数条件后,输出清理和
/
或检查提示指令

42.为实现上述目的,本发明还提出一种热管理系统,所述热管理系统包括:存储器

处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的热管理系统的控制程序,所述热管理系统的控制程序配置为实现如上文中所述的热管理系统的控制方法

43.为实现上述目的,本发明还提出一种存储介质,所述存储介质上存储有热管理系统的控制程序,所述热管理系统的控制程序被处理器执行时实现如上文中所述的热管理系统的控制方法

44.本发明提供的技术方案中,通过在空调热管理系统上设置压力检测单元,从而检测空调热管理系统的实际压力参数,在水冷机组特别是冷凝器发生脏堵时,需要更大的散热量对所述电池热管理系统进行散热,随之而来的散热损耗也就增加了,此时,所述空调热管理系统的压力也会随之增加,从而通过获取所述流路干路上的流体的实际压力参数,即可判断所述水冷机组有没有发生脏堵的现象,并且,当所述实际压力参数达到压力阈值时,说明此时脏堵现象已经发生,此时,需要控制所述高压开关断开,从而实现对压缩机的保护,在所述高压开关断开的实际次数满足警戒次数条件后,说明难以通过控制所述热管理系统自己消除脏堵,此时输出清理和
/
或检查提示指令,从而提醒用户即使进行干预,以消除脏堵,避免电池过热

附图说明
45.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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示出的结构获得其他的附图

46.图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的热管理系统的控制装置结构示意图;
47.图2为本发明实施例方案涉及的热管理系统一实施例的结构示意图;
48.图3为本发明提供的热管理系统的控制方法第一实施例的流程示意图

49.附图标号说明:
50.标号名称标号名称
100
热管理系统
10
空调热管理系统
20
电池热管理系统
11
压力检测单元
21
第二流路
12
换热支路
1001
处理器
1002
通信总线
1003
用户接口
1004
网络接口
1005
存储器
ꢀꢀ
51.本发明目的的实现

功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明

具体实施方式
52.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚

完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例

基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围

53.需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示
(
诸如上










……
)
,则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态
(
如附图所示
)
下各部件之间的相对位置关系

运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变

54.另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其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

另外,全文中出现的“和
/
或”的含义,包括三个并列的方案,以“a

/

b”为例,包括a方案

或b方案

或a和b同时满足的方案

另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内

55.参照图1,图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的热管理系统的控制装置结构示意图

56.如图1所示,该电子设备可以包括:处理器
1001
,例如中央处理器
(central processing unit

cpu)
,通信总线
1002
,用户接口
1003
,网络接口
1004
,存储器
1005。
其中,通信总线
1002
用于实现这些组件之间的连接通信

用户接口
1003
可以包括显示屏
(display)、
输入单元,其中的输入单元比如键盘
(keyboard)
,可选用户接口
1003
还可以包括标准的有线接口

无线接口

网络接口
1004
可选的可以包括标准的有线接口

无线接口
(
如无线保真
(wireless-fidelity

wi-fi)
接口
)。
存储器
1005
可以是高速的随机存取存储器
(random access memory

ram)
,也可以是稳定的非易失性存储器
(non-volatile memory

nvm)
,例如磁盘存储器

存储器
1005
可选的还可以是独立于前述处理器
1001
的存储装置

57.本领域技术人员可以理解,图1中示出的结构并不构成对电子设备的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置

58.如图1所示,作为一种存储介质的存储器
1005
中可以包括操作系统

网络通信模块

用户接口模块以及热管理系统的控制程序

59.在图1所示的电子设备中,网络接口
1004
主要用于与网络服务器进行数据通信;用户接口
1003
主要用于与用户进行数据交互;本发明电子设备中的处理器
1001、
存储器
1005
可以设置在热管理系统的控制装置结构中,所述电子设备通过处理器
1001
调用存储器
1005
中存储的热管理系统的控制程序,并执行本发明实施例提供的热管理系统的控制方法

60.为了解决上述问题,本发明提供一种热管理系统
100
的控制方法

装置

存储介质及热管理系统
100。
61.本发明实施例提供了一种热管理系统
100
的控制方法,参照图2和图3,图3为本发
明一种热管理系统
100
的控制方法第一实施例的流程示意图

62.本实施例中,所述热管理系统
100
包括空调热管理系统
10
以及电池热管理系统
20
,所述空调热管理系统
10
上形成有第一流路,所述第一流路用于供压缩机的冷媒进行流转,以对作业工程机械的内部环境和电池热管理系统进行降温,所述第一流路包括流路干路以及与所述流路干路连通的换热支路
12
,在所述流路干路上设有压缩机

压力检测单元
11、
高压开关和换热器,所述换热支路
12
具体为所述第一流路位于所述换热器的部分,此处的压力检测单元可以选用压力传感器,如此设置,所述压缩机流出的冷媒,先经过所述流路干路流转至冷凝器进行冷凝,再从所述冷凝器中流出,经过所述压力检测单元
11
,到达所述换热器,流入至所述换热支路
12
,在所述换热支路
12
中与所述电池热管理系统
20
进行换热,以对所述电池热管理系统
20
进行降温,所述高压开关用于控制所述压缩机的开闭,所述电池热管理系统
20
上形成有第二流路
21
,所述第二流路
21
上设置有电池包,所述第二流路
21
与所述换热支路
12
之间热交换,具体的,所述电池包内的冷却液,自所述电池包内流出后,在所述第二流路
21
上流动,与所述换热支路
12
之间热交换,降温后,流回至所述电池包内,从而实现对所述电池包的降温;
63.所述热管理系统
100
的控制方法包括如下步骤:
64.步骤
s100
:获取所述流路干路上的流体的实际压力参数;
65.需要说明的是,在所述水冷机组发生脏堵时,脏堵的主要发生位置为流路干路上的冷凝器,此时,脏堵会堵塞所述流路干路的运转,在脏堵发生后,压缩机依然持续向所述流路干路中输送冷媒,所述流路干路中冷媒数量越来越多,从而导致所述流路干路中压力上升,随之而来的,所述流路干路上的流体的实际压力参数会上升

66.可以理解的是,由于在所述流路干路上设有压缩机和压力检测单元
11
,此时可以直接获取所述压力检测单元
11
的检测值即可认定为所述流路干路上的流体的实际压力参数

67.可以理解的是,采用压缩机对所述电池热管理系统
20
进行制冷,可以采用
pi
调节的形式,
pi
调节是比例积分调节,通过比例积分调节器控制输出信号符合设定值,使用比例环节即时调节压缩机转速,减少误差

而在发生脏堵之后,所述流路干路位于冷凝器的部分被部分堵塞,从而导致流入至所述换热支路
12
的冷媒数量减少,此时,根据比例积分调节的调节方式,需要更低温度的冷媒对所述第二流路
21
,也就是所述电池包进行换热冷却,此时,会增大压缩机的功率,从而使得压缩机流出的冷媒的压力和温度均会更大,此时,所述流路干路中压力会进一步的上升,由于冷媒和外界环境的温差的变大,散热损失也会随之增大,所述压力检测单元
11
检测的压力值会随之升高

68.步骤
s200
:当所述实际压力参数达到压力阈值时,控制热管理系统的高压开关断开;
69.当所述实际压力参数达到压力阈值时,说明此时,所述水冷机组特别是冷凝器的脏堵现象已达比较严重的程度,仅仅靠压缩机的制冷不再能满足所述电池热管理系统
20
的散热需求,因此,为了防止电池发生过热的现象,控制电池的高压开关断开,从而给电池进行降温,可以理解的是,所述警戒压力条件可以根据实验数据直接测得,在此不做限定,在一实施例中,所述警戒压力条件为大于
31bar
,也就是在所述实际压力参数大于
31bar
时,断开热管理系统的高压开关断开,从而让所述压缩机不再进行工作,实现对压缩机的保护

70.步骤
s300
:统计热管理系统的高压开关断开的实际次数;
71.可以理解的是,在断开之后,所述压缩机不再进行工作,实现对压缩机的保护且节约能耗,此时,记录为一次断开,随后,用户可能会再次闭合所述高压开关,假使是发生堵塞,在运行一段时间之后,会继续发生断开,此时,记录为第二次断开

72.步骤
s400
:当所述实际次数满足警戒次数条件后,输出清理和
/
或检查提示指令

73.可以理解的是,假如是,非常严重的脏堵,在断开后,用户可能会再次闭合所述高压开关,在运行一段时间之后,会继续发生断开,而其他情况的断开,闭合所述高压开关之后,可能不再会发生第二次断开,因此,通过对所述实际次数的判断,能够有效防止对脏堵现象的误判

74.本发明提供的技术方案中,通过在空调热管理系统
10
上设置压力检测单元
11
,从而检测空调热管理系统
10
的实际压力参数,在水冷机组发生脏堵时,需要更大的散热量对所述电池热管理系统
20
进行散热,随之而来的散热损耗也就增加了,此时,所述空调热管理系统
10
的压力也会随之增加,从而通过获取所述流路干路上的流体的实际压力参数,即可判断所述水冷机组有没有发生脏堵的现象,并且,当所述实际压力参数达到压力阈值时,说明此时脏堵现象已经发生,此时,需要控制所述高压开关断开,从而实现对压缩机的保护,在所述高压开关断开的实际次数满足警戒次数条件后,说明难以通过控制所述热管理系统
100
自己消除脏堵,此时输出清理和
/
或检查提示指令,从而提醒用户及时进行干预,以消除脏堵,避免电池过热

75.此外,在脏堵不会让电池过热时,所述控制方法还包括:
76.步骤
s500
:当所述实际压力参数没有达到压力阈值时,根据所述实际压力参数确定所述压缩机的转速调整策略

77.可以理解的是,当所述实际压力参数没有达到压力阈值时,也就是脏堵现象不是特别严重时或者没有发生脏堵现象时,此时,需要根据所述实际压力参数确定所述压缩机的转速调整策略,从而可以提升整个热管理系统
100
的工作效率

78.具体的,所述转速调整策略可以是采用
pi
调节策略,也可以是采用特定的转速让所述压缩机进行运动,等等,在此不做限定

79.具体的,根据所述实际压力参数确定所述压缩机的转速调整策略,包括:
80.步骤
s510
:当所述实际压力参数小于或者等于第一预设阈值时,以比例积分调整方法调整所述压缩机的转速;
81.可以理解的是,当所述实际压力参数小于或者等于第一预设阈值时,此时,说明没有发生脏堵的现象,直接以比例积分调整方法调整所述压缩机的转速,通过比例积分调节器控制输出信号符合设定值,使用比例环节即时调节压缩机转速,减少误差

具体的,所述第一预设阈值可以根据实际情况测得,在一实施例中,所述第一预设阈值为
25bar。
82.步骤
s520
:当所述实际压力参数大于第一预设阈值且小于或者等于第二预设阈值时,控制所述压缩机的转速保持在第一预设转速;
83.当所述实际压力参数大于第一预设阈值且小于或者等于第二预设阈值时,说明此时,可能发生轻微的脏堵现象,因此,需要调高所述压缩机的转速,从而为所述电池热管理系统
20
提供足够的制冷量,可以理解的是,所述第一预设转速,是压缩机可以长时间运行的较高的转速,此时,能够提供较大的制冷量,在一实施例中,所述第一预设转速为
3500rpm

而所述第二预设阈值,是指的明确脏堵现象发生的,但又不会对所述压缩机造成损坏时的压力值,在一实施例中,所述第二预设阈值为
25bar。
84.步骤
s530
:当所述实际压力参数大于第二预设阈值且小于第三预设阈值时,控制所述压缩机的转速提升至其最高转速,其中,所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值,且所述第二预设阈值小于所述第三预设阈值

85.可以理解的是,在所述实际压力参数大于第二预设阈值时,可以明确的是,此时,脏堵现象已经发生,因此,先尝试将所述压缩机的转速提升至其最高转速,此时,能够在最大程度上提供散热量,从而消除脏堵现象的影响,对应的,此时,还可以尝试提升设置于所述电池热管理系统
20
上的水泵的转速,从而提升所述电池热管理系统
20
的流速,以降低所述电池的温度,防止所述电池过热

86.在本实施例的技术方案中,针对不同的压力值,制定不同的压缩机的转速调整策略,从而有效提升了整个热管理系统
100
的冷却效率

87.对应的,在一实施例中,所述第一预设阈值

所述第二预设阈值

所述第三预设阈值和所述第三预设阈值根据电动挖掘机的实际使用确定参数,所述第一预设阈值为
25bar
;和
/
或,所述第二预设阈值为
27bar
;和
/
或,所述第三预设阈值为
31bar
;和
/
或,所述第一预设转速为
3500rpm
,如此设置,在针对电动挖掘机的技术领域,能够检测电动挖掘机的水冷机组脏堵的现象,和提升电动挖掘机的水冷机组的工作效率

88.与此同时,在控制所述压缩机的转速提升至其最高转速,此时,压缩机自身会产生大量的热,为了给压缩机进行散热,在所述控制方法还包括:
89.当所述实际压力参数大于第二预设阈值时,控制压缩机的风扇以其最高转速运行,从而,通过控制压缩机的风扇以其最高转速运行,能够在最大程度上给压缩机进行散热

90.可以理解的是,压缩机不能长时间保持最高转速,否则压缩机会被损坏,因此,在控制所述压缩机的转速提升至其最高转速的步骤之后,还包括:
91.步骤
s540
:在所述压缩机保持其最高转速运行预设时长后,将所述压缩机的转速降速至所述第一预设转速

92.在本实施例中,在所述压缩机保持其最高转速运行预设时长后,将所述压缩机的转速降速至所述第一预设转速,一方面,能够避免压缩机长时间的最高转速运行,损坏压缩机,另一方面,能够起到一定程度的节能的作用

93.为了避免转速断崖式下降,从而导致压缩机被破坏,将所述压缩机的转速降速至所述第一预设转速的步骤中:
94.按照预设加速度将所述压缩机的转速由最高转速降低至所述第一预设转速

95.在本实施例中,按照预设加速度将所述压缩机的转速由最高转速降低至所述第一预设转速,从而让所述压缩机的转速下降呈线性的下降,以避免压缩机转速断崖式下降对压缩机的损坏

96.进一步的,为了消除脏堵的现象,在所述第二流路
21
上设有水泵;
97.所述控制方法还包括:
98.步骤
s600
:当所述实际压力参数大于第二预设阈值时,提高所述水泵的功率

99.可以理解的是,当所述实际压力参数大于第二预设阈值时,已经明确,此时脏堵现
象已经发生,此时,提高所述水泵的功率,从而可以提升整个第二流路
21
的流速,在一定程度上,可以增大所述电池的散热量,降低所述电池的温度,防止电池过热的现象的发生

100.为实现上述目的,本发明还提出一种热管理系统
100
的控制装置,包括:
101.获取模块,用于获取所述流路干路上的流体的实际压力参数;
102.控制模块,用于当所述实际压力参数达到压力阈值时,控制热管理系统的高压开关断开;
103.统计模块,用于统计热管理系统的高压开关断开的实际次数;以及,
104.输出模块,用于当所述实际次数满足警戒次数条件后,输出清理和
/
或检查提示指令

105.为实现上述目的,本发明还提出一种热管理系统
100
,所述热管理系统
100
包括:存储器

处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的热管理系统
100
的控制程序,所述热管理系统
100
的控制程序配置为实现如上文中所述的热管理系统
100
的控制方法

106.本发明提供的技术方案中,通过在空调热管理系统
10
上设置压力检测单元
11
,从而检测空调热管理系统
10
的实际压力参数,在水冷机组发生脏堵时,需要更大的散热量对所述电池热管理系统
20
进行散热,随之而来的散热损耗也就增加了,此时,所述空调热管理系统
10
的压力也会随之增加,从而通过获取所述流路干路上的流体的实际压力参数,即可判断所述水冷机组有没有发生脏堵的现象,并且,当所述实际压力参数达到压力阈值时,说明此时脏堵现象已经发生,此时,需要控制热管理系统的高压开关断开,从而保护压缩机,在热管理系统的高压开关断开的实际次数满足警戒次数条件后,说明难以通过控制所述热管理系统
100
自己消除脏堵,此时输出清理和
/
或检查提示指令,从而提醒用户即使进行干预,以消除脏堵,避免电池过热

107.为实现上述目的,本发明还提出一种存储介质,所述存储介质上存储有热管理系统
100
的控制程序,所述热管理系统
100
的控制程序被处理器执行时实现如上文中所述的热管理系统
100
的控制方法

108.以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接
/
间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内

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