之前我們分享過小鵬P7的內部ECU的一些資料(回看戳：小鵬P7內部ECU技術信息梳理)，今天我們來分享一下小鵬P7的熱管理系統。

01.

熱管理系統概述

熱管理系統的細節功能包括哪些呢？簡單點理解主要是制冷和加熱，小鵬P7上熱管理系統的主要功能主要包括：

1.空調熱舒適性系統，主要是空調制熱、制冷、除濕、前擋除霧、車內溫度以及空氣循環的智能調節等。

2.電池加熱冷卻系統，應用1個四通換向閥， 2個三通比例閥， 實現電池和電機回路的串并聯， 從而實現余熱回收和電池中溫散熱功能。

高溫時， 依靠電池換熱器， 靠制冷劑給電池強制冷卻。中溫時， 依靠四通換向閥將電池回路與電驅回路串聯， 通過前端低溫散熱器散熱， 可以節省電動壓縮機功耗。低溫時依靠三通比例閥將低溫散熱器短路， 電池和電機回路串聯， 回收電機余熱給電池保溫。超低溫時依靠三通比例閥，通過水水換熱器將電池回路加熱， 實現給電池快速升溫。

3.電驅冷卻系統，依靠電動水泵， 通過低溫散熱器， 依次給電機控制器、電機進行散熱。

4.XPU、大屏主機散熱，通過溫度及溫升速率判斷開啟電機水泵， 從電機回路分流一部分流量到XPU、大屏主機水冷板進行冷卻， 通過散熱器或旁通進行散熱。

5.補水排氣系統，通過膨脹水壺與電池、電機、暖風回路連接， 分別為三個回路補水， 電池和電驅路共用一個分水箱排氣、暖風回路用一個分水箱排氣。

6.空氣質量管理系統，依靠PM2.5傳感器時時監測，并且在中控大屏顯示，然后智能開啟空調過濾空氣；另外依靠等離子發生器進行殺菌除塵和凈化空氣；依靠AQS傳感器進行尾氣防護。

整個熱管理系統的水路是相連通的，通過三通和四通水閥，實現串聯和并聯模式，整個熱管理系統的框圖如下圖所示。

▲圖1小鵬P7的熱管理系統整體框圖

02.

熱管理系統部件控制策略

圖1中展示了熱管理系統中包含的部件，那這些單獨部件的控制策略是如何呢？

1.電機回路水泵

該水泵的功率為60W，采用PWM控制，其運行策略如下：

電驅系統有散熱請求時水泵開啟。

熱管理回路串聯， 進行熱回收時水泵開啟， 此時轉速和電池水泵轉速相同 。

電池有LTR冷卻請求時水泵開啟。

當XPU或大屏開啟時， 水泵也開啟

2.電池回路水泵

電池回路水泵與電機回路水泵一樣，該水泵的功率為60W，采用PWM控制，其運行策略如下：

當電池有加熱或制冷請求時水泵開啟。

當電池內部溫差較大， 需要熱平衡時水泵開啟。

3.暖風回路水泵

該水泵功率為20W，采用100HzPWM定頻控制，其主要控制策略：

當有空調加熱請求時水泵開啟。

當有電池加熱請求時水泵開啟。

當同時有空調加熱請求和電池加熱請求時水泵開啟。

當打開左右雙溫區時， 水泵開啟。

在除霧模式下， 如PTC需開啟， 則水泵開啟。

4.采暖加熱PTC

PTC是Positive Temperature Coefficient的縮寫， 意思是正溫度系數電阻， 簡稱PTC熱敏電阻， 其電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高。

這種方式的特點是功率受水溫影響較小。工作電壓范圍350V～450V，采用LIN網絡通信， 空調控制器只需要發功率請求信號給加熱器， 加熱器就會按照指定功率請求進行工作。采暖加熱器PTC加熱的最高水溫為65℃。采暖水加熱器控制邏輯：當空調或電池包有加熱請求時， PTC開啟， 并結合外界環境和車內空調制熱需求確定采暖水加熱器的加熱的功率。

03.

熱管理功能的具體控制策略

在熱管理第一部分的時候，列舉的小鵬P7整個熱管理系統的功能描述，那這些功能是怎么通過各個部件協調實現的呢？

1.電機冷卻控制原理

電機冷卻控制是由VCU來控制的，VCU通過判斷電機回路中某一器件溫度過高則進入電機冷卻， 調節電機回路水泵轉速、電子風扇轉速， HVAC調整三通比例水閥1位置到散熱器。其開啟溫度值：當電機溫度高于75℃， IPU高于45℃， DCDC高于60℃， OBC高于50℃時開啟電機冷卻系統。三通閥通散熱器。

整個冷卻回路為：電機回路水泵→電機系統→三通比例水閥1→散熱器/旁通→四通換向水閥→電機回路水泵。

▲圖2電機冷卻控制原理

2.電池冷卻控制原理

電池冷卻又分為兩種，其中一種為充電場景下，在該模式下BMS判斷電池冷卻需求， VCU判斷是否滿足電池冷卻的條件， HVAC綜合環境溫度、電池回路水溫、電機回路水溫， 判斷使用壓縮機冷卻， 從而驅動水閥、壓縮機， 發出水泵、風扇請求。

該冷卻回路為：壓縮機→冷凝器→電子膨脹閥→電池換熱器→壓縮機。

另外一種是行車場景下，VCU判斷是否滿足電池冷卻的條件， HVAC綜合環境溫度、電池回路水溫、電機回路水溫， 判斷使用壓縮機冷卻， 從而驅動水閥、壓縮機， 發出水泵、風扇請求。

該冷卻回路為：電池回路水泵→動力電池→水水換熱器→電池換熱器。

▲圖3 電池冷卻控制原理

3.充電模式下的電池加熱控制原理

BMS根據電池狀態判斷是否有加熱需求-VCU根據整車狀態發送高壓系統狀態-HVAC計算電池需求水溫， 開啟PTC、水泵進行加熱。

冷卻回路包括兩條，其一為：電池回路水泵→水水換熱器→電池換熱器→動力電池→四通換向水閥→電池回路水泵。其二為采暖回路水泵→水加熱PTC→三通比例水閥2→ 水水換熱器→采暖回路水泵。

▲圖4充電模式下電池加熱控制原理

4.電池熱平衡控制原理

在電池電芯最高溫度和最低溫度之間差值過大，或者電池回路水溫與電池最高、最低溫度差值過大，從而出現冷熱沖擊，這時需要開啟電池水泵進行電池熱平衡。該冷卻回路為：電池回路水泵→動力電池→水水換熱器→電池換熱器→電池回路水泵。

▲圖5電池熱平衡控制原理

5.電池LTR冷卻和電機余熱回收控制原理

這里包括三部分，分別為電池LTR冷卻，電池預冷，電機余熱回收。

其中電池LTR冷卻是在環境溫度25℃以下， 電池溫度較高時，切換四通換向水閥位置， 將電池回路和電機回路串聯， 利用散熱器給電池散熱， 達到節能的目的。

而電池預冷則是電池溫度即將達到冷卻需求溫度時， 利用散熱器預先對電池進行冷卻。

電機余熱回收則是電池溫度較低、電機回路水溫高于電池回路水溫一定值時， 將電池和電機回路串聯， 利用電機回路溫度給電池加熱， 使電池處于適宜的工作溫度， 達到節能的目的。

冷卻回路為四通換向水閥→電機回路水泵→電機系統→三通比例水閥1→散熱器/旁通 → 四通換向水閥→電池回路水泵→水水換熱器→電池換熱器→動力電池→四通換向水閥。

▲圖6電池LTR以及電機余熱回收控制原理

審核編輯 ：李倩