[发明专利]电动拖拉机整机热管理系统及其控制方法

说明书

本发明提供了电动拖拉机整机热管理系统及其控制方法，包括动力电池热管理系统、双电机热管理系统。动力电池和双电机热管理系统之间还通过热交换器实现热交换。电动拖拉机整机热管理系统的控制方法包括：拖拉机作业时的动力电池和双电机热管理控制方法，以及拖拉机充电时动力电池热管理控制方法，具体通过设定动力电池温度等级和双电机临界工作温度，以温度传感器测得的动力电池实时温度T和双电机的实时温度T_主’、T_辅’作为识别参数，并结合拖拉机状态调节拖拉机热管理系统模式。本发明确保了动力电池和主、副电机工作在合适的温度，有效降低了电池能量消耗，提高了拖拉机的连续作业时间。

技术领域

本发明属于车辆热管理技术领域，具体涉及电动拖拉机整机热管理系统及其控制方法。

背景技术

近年来，环境和能源问题日益引起全球的关注，传统燃油拖拉机作业时存在尾气排放、振动、噪音污染等问题，不适合密闭的温室大棚环境作业。电动拖拉机与传统拖拉机相比，低排放、绿色清洁、控制灵活，动力源采用电能替代燃油，可有效缓解能源危机。

连续作业时间是制约电动拖拉机发展的主要瓶颈之一，除了研发高能量密度的动力电池外，保证驱动电机和动力电池能够在合理的温区工作，可提高整机的使用寿命和连续作业时间。电池在低温充电和低温启动时需要对电池进行加热。在作业时，高温会影响电池的容量和使用寿命，当温度过高，还可能出现热失控，发生危险。目前，对于电动拖拉机大多数只配备了电池风冷系统，未能合理的控制电池温度。并且在低温情况下，未把电动机产生的热量补充给动力电池，造成能源浪费，减少了连续作业时间。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供电动拖拉机整机热管理系统及其控制方法，能够解决动力电池散热效率低下，电动机热量未能合理利用的问题，从而保证系统高效工作，降低电能消耗，增加拖拉机的连续作业时间。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

电动拖拉机整机热管理系统，其特征在于：包括电池热管理系统、双电机热管理系统、热交换器和控制器，所述电池热管理系统和所述双电机热管理系统均连接于具有热交换作用的热交换器；所述电池热管理系统与电动拖拉机的动力电池和车载充电器相连接，所述电池热管理系统包括电池散热器、膨胀水箱Ⅰ、加热器、电子水泵Ⅰ和温度传感器Ⅰ，所述电池散热器通过输入端连接于所述动力电池，电池散热器的输出端还与膨胀水箱Ⅰ相连通，所述膨胀水箱Ⅰ还通过所述热交换器和所述车载充电器连接于所述加热器，所述加热器连接于所述电子水泵Ⅰ的输入端，电子水泵Ⅰ的输出端还连接于所述动力电池，所述动力电池还连接所述温度传感器Ⅰ；所述电池热管理系统还通过所述热交换器连接于所述双电机热管理系统；所述双电机热管理系统与电动拖拉机的主电机、主电机控制器、副电机、副电机控制器和DC/DC转换器相连，所述双电机热管理系统包括电机散热器、膨胀水箱Ⅱ、电子水泵Ⅱ、主电机电动调节阀、副电机电动调节阀、温度传感器Ⅱ和温度传感器Ⅲ，所述主电机和所述副电机均连接于所述电机散热器，所述电机散热器还通过所述热交换器连接于所述膨胀水箱Ⅱ，所述膨胀水箱Ⅱ通过所述DC/DC转换器连接所述电子水泵Ⅱ，所述电子水泵还与所述主电机电动调节阀和所述副电机电动调节阀相连通，所述主电机电动调节阀通过所述主电机控制器连接于所述主电机，所述副电机电动调节阀通过所述副电机控制器连接于所述副电机，所述主电机和所述副电机还分别连接所述温度传感器Ⅱ和所述温度传感器Ⅲ。

进一步的，所述电池热管理系统和所述双电机热管理系统还分别包括相变材料、电池散热风扇和电机散热风扇，所述电池散热风扇设置于所述电池散热器的外侧，所述电机散热风扇设置于所述电机散热器的外侧，所述相变材料和所述温度传感器Ⅰ还设置于动力电池包内部。

进一步的，所述温度传感器Ⅰ、温度传感器Ⅱ和温度传感器Ⅲ还将动力电池、主电机和副电机的实时温度传输至所述控制器的输入端，控制器的输出端还连接主电机电动调节阀、副电机电动调节阀、电子水泵Ⅱ、电机散热风扇、电机散热器、电子水泵Ⅰ、电池散热风扇、电池散热器和热交换器。