本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，特別是指一種商用車熱泵型整車集成式熱管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)有技術(shù)中，商用車輛通常采用分布式熱管理系統(tǒng)對整車進(jìn)行熱量調(diào)控，分別獨立控制電池包、電驅(qū)系統(tǒng)以及駕駛艙的溫度。常見做法是通過電加熱器對駕駛艙加熱，通過獨立冷卻回路冷卻電池與電驅(qū)總成，部分高端車型引入熱泵系統(tǒng)以回收冷凝器的熱量用于空調(diào)加熱，以提升能效。然而，這些熱管理模塊通常布局分散、控制策略獨立，熱源之間缺乏共享機(jī)制，難以在不同工作狀態(tài)下實現(xiàn)熱量的高效轉(zhuǎn)移與再利用。

2、在寒冷地區(qū)冬季運營過程中，現(xiàn)有的分布式熱管理系統(tǒng)常因結(jié)構(gòu)分散、響應(yīng)路徑冗長，導(dǎo)致電池包預(yù)熱響應(yīng)遲緩。例如，在低溫環(huán)境下啟動前需通過電加熱器對動力電池進(jìn)行升溫，若電池初始溫度低于0℃，升溫過程將持續(xù)15分鐘以上，期間車輛可能無法正常啟動或輸出受限，嚴(yán)重影響營運效率。尤其在冷鏈運輸或城市公交早高峰等工況中，對車輛的快速啟用和穩(wěn)定性能提出了更高要求，而現(xiàn)有技術(shù)難以在有限時間內(nèi)對核心部件實現(xiàn)快速統(tǒng)籌熱調(diào)節(jié)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種商用車熱泵型整車集成式熱管理系統(tǒng)，旨在解決背景技術(shù)中所提到的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種商用車熱泵型整車集成式熱管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

4、環(huán)境采集模塊，用于獲取環(huán)境溫度數(shù)據(jù)與車輛啟動信號，生成啟動工況數(shù)據(jù)；

5、溫度判斷模塊，用于根據(jù)啟動工況數(shù)據(jù)，提取電池包溫度數(shù)據(jù)，并判斷電池包是否處于低溫狀態(tài)，若是，則生成第一熱源請求數(shù)據(jù)；

6、熱源調(diào)度模塊，用于根據(jù)第一熱源請求數(shù)據(jù)，控制熱泵單元運行以產(chǎn)生第一熱能流；

7、電池包熱交換模塊，用于根據(jù)第一熱能流，通過熱交換結(jié)構(gòu)對電池包進(jìn)行加熱，同時采集預(yù)熱過程中的溫度變化數(shù)據(jù)，生成電池包預(yù)熱數(shù)據(jù)；

8、溫度反饋模塊，用于根據(jù)電池包預(yù)熱數(shù)據(jù)判斷是否達(dá)到預(yù)設(shè)啟動閾值，若未達(dá)到，則向熱源調(diào)度模塊發(fā)送調(diào)節(jié)信號以調(diào)整第一熱能流，并繼續(xù)加熱電池包；

9、熱流切換模塊，用于在電池包溫度達(dá)到預(yù)設(shè)啟動閾值后，控制熱源調(diào)度模塊將第一熱能流切換至艙體加熱通路，生成第二熱能流；

10、能量分配模塊，用于獲取車輛行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)，并根據(jù)其對第二熱能流進(jìn)行動態(tài)分配，分別送往駕駛艙和電驅(qū)冷卻回路，通過調(diào)節(jié)比例閥門完成整車熱管理系統(tǒng)的熱能分配。

11、優(yōu)選地，所述熱源調(diào)度模塊包括：

12、熱量控制子模塊，用于根據(jù)第一熱源請求數(shù)據(jù)，提取環(huán)境溫度數(shù)據(jù)和電池包溫度數(shù)據(jù)，確定熱泵單元的目標(biāo)運行頻率與目標(biāo)排氣溫度，生成熱源調(diào)節(jié)參數(shù)；

13、運行指令生成子模塊，用于根據(jù)熱源調(diào)節(jié)參數(shù)，向熱泵單元下發(fā)運行控制指令，以使熱泵單元按照目標(biāo)運行頻率產(chǎn)生第一熱能流；

14、熱量反饋子模塊，用于根據(jù)調(diào)節(jié)信號，對運行控制指令進(jìn)行實時調(diào)整，生成調(diào)整后的第一熱能流。

15、優(yōu)選地，所述電池包熱交換模塊包括：

16、換熱路徑選擇子模塊，用于根據(jù)第一熱能流的熱量大小以及電池包不同位置的溫度分布數(shù)據(jù)，確定熱交換路徑中啟用的流通通道；

17、旁路控制子模塊，用于在熱量過?；蚓植窟^熱的情況下，開啟旁路通道以部分引導(dǎo)第一熱能流繞過電池包區(qū)域，生成優(yōu)化換熱路徑；

18、溫度監(jiān)測子模塊，用于在預(yù)熱過程中采集電池包不同位置的溫度變化數(shù)據(jù)，生成電池包預(yù)熱數(shù)據(jù)。

19、優(yōu)選地，所述溫度反饋模塊包括：

20、溫度變化速率計算子模塊，用于根據(jù)電池包預(yù)熱數(shù)據(jù)，計算電池包溫度的變化速率，得到溫度上升趨勢數(shù)據(jù)；

21、閾值預(yù)測子模塊，用于根據(jù)溫度上升趨勢數(shù)據(jù)，預(yù)測達(dá)到預(yù)設(shè)啟動閾值所需的剩余時間，生成熱源調(diào)節(jié)提前信號；

22、控制指令更新子模塊，用于將熱源調(diào)節(jié)提前信號發(fā)送至熱源調(diào)度模塊，以提前優(yōu)化第一熱能流的產(chǎn)生策略。

23、優(yōu)選地，所述能量分配模塊包括：

24、優(yōu)先級評估子模塊，用于根據(jù)車輛行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)、駕駛艙當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)及電驅(qū)系統(tǒng)溫度數(shù)據(jù)，計算對應(yīng)的熱能需求值，生成熱量分配優(yōu)先級數(shù)據(jù)；

25、比例決策子模塊，用于根據(jù)所述熱量分配優(yōu)先級數(shù)據(jù)，確定第二熱能流在駕駛艙與電驅(qū)冷卻回路之間的分配比例，生成比例控制參數(shù)；

26、執(zhí)行反饋子模塊，用于控制比例閥門根據(jù)比例控制參數(shù)進(jìn)行熱流調(diào)整，并實時監(jiān)測兩路回路的熱流分配效果，若出現(xiàn)偏差，則輸出調(diào)節(jié)反饋信號以修正比例控制參數(shù)。

27、優(yōu)選地，所述熱量控制子模塊包括：

28、環(huán)境評估單元，用于根據(jù)第一熱源請求數(shù)據(jù)中的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，判定當(dāng)前環(huán)境屬于高寒區(qū)間、中溫區(qū)間或溫暖區(qū)間，并生成對應(yīng)的溫度區(qū)間標(biāo)簽；

29、負(fù)載映射單元，用于根據(jù)溫度區(qū)間標(biāo)簽與電池包當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)，查表確定目標(biāo)運行頻率和目標(biāo)排氣溫度，其中所述查表操作基于預(yù)設(shè)的參數(shù)映射表；

30、運行區(qū)間選擇單元，用于根據(jù)目標(biāo)排氣溫度匹配熱泵單元的運行區(qū)間，優(yōu)先選擇熱效率最優(yōu)運行區(qū)間，生成熱源調(diào)節(jié)參數(shù)。

31、優(yōu)選地，所述閾值預(yù)測子模塊包括：

32、加熱趨勢建模單元，用于根據(jù)電池包預(yù)熱數(shù)據(jù)中的多時段溫度變化數(shù)據(jù)，構(gòu)建溫度變化趨勢曲線；

33、閾值到達(dá)時間估算單元，用于根據(jù)溫度變化趨勢曲線預(yù)測電池包溫度達(dá)到預(yù)設(shè)啟動閾值所需時間，得到預(yù)測剩余加熱時間；

34、提前預(yù)警判斷單元，用于將預(yù)測剩余加熱時間與車輛預(yù)期啟動車輛時間進(jìn)行比較，若不足，則生成熱源調(diào)節(jié)提前信號。

35、優(yōu)選地，所述優(yōu)先級評估子模塊包括：

36、狀態(tài)識別單元，用于根據(jù)車輛行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)判斷車輛當(dāng)前是否處于乘員上下車階段、高速行駛階段或怠速停駐階段，并生成對應(yīng)的運行狀態(tài)標(biāo)簽；

37、熱能需求計算單元，用于根據(jù)運行狀態(tài)標(biāo)簽、駕駛艙當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)及電驅(qū)系統(tǒng)溫度數(shù)據(jù)，分別計算駕駛艙與電驅(qū)冷卻回路的熱能需求值；

38、優(yōu)先級生成單元，用于根據(jù)熱能需求值以及對應(yīng)的運行狀態(tài)標(biāo)簽，分別比較熱能需求值與預(yù)設(shè)的狀態(tài)閾值范圍，在駕駛艙與電驅(qū)冷卻回路中選取需求值更高的目標(biāo)作為優(yōu)先分配對象，并生成熱量分配優(yōu)先級數(shù)據(jù)，若兩者需求值的差值處于預(yù)設(shè)差值范圍時，則基于預(yù)設(shè)權(quán)重因子進(jìn)行判定并調(diào)整優(yōu)先級順序。

39、優(yōu)選地，所述運行區(qū)間選擇單元包括：

40、區(qū)間篩選單元，用于根據(jù)目標(biāo)排氣溫度，在預(yù)設(shè)的多個運行區(qū)間中篩選滿足目標(biāo)排氣溫度上下限的候選區(qū)間；

41、區(qū)間評估單元，用于對每個候選區(qū)間的歷史能效表現(xiàn)、電池當(dāng)前熱需求等級與車輛所處環(huán)境溫度進(jìn)行加權(quán)評估，計算綜合評分；

42、優(yōu)選輸出單元，用于從候選區(qū)間中選取綜合評分最高的運行區(qū)間，作為最優(yōu)運行區(qū)間，并提取對應(yīng)頻率與運行參數(shù)生成熱源調(diào)節(jié)參數(shù)。

43、優(yōu)選地，所述加熱趨勢建模單元包括：

44、數(shù)據(jù)整合單元，用于根據(jù)電池包預(yù)熱數(shù)據(jù)，提取多個不同時刻的溫度采樣值，并按照時間順序構(gòu)建溫度序列數(shù)據(jù)集；

45、局部趨勢分析單元，用于將溫度序列數(shù)據(jù)集劃分為若干連續(xù)時間段，并在每個時間段內(nèi)根據(jù)溫度變化速率確定局部上升趨勢或平臺趨勢，形成趨勢數(shù)據(jù)；

46、全局趨勢構(gòu)建單元，用于根據(jù)趨勢數(shù)據(jù)，將各連續(xù)時間段的局部趨勢組合，構(gòu)建溫度變化趨勢曲線。

47、本發(fā)明的上述方案至少包括以下有益效果：

48、本發(fā)明提供的商用車熱泵型整車集成式熱管理系統(tǒng)，通過模塊化架構(gòu)對熱管理策略進(jìn)行集中整合，突破了現(xiàn)有技術(shù)中分布式熱管理系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)布局與控制策略上的分散性問題，實現(xiàn)了整車熱源的統(tǒng)一調(diào)度與按需分配。在該系統(tǒng)中，通過環(huán)境采集模塊獲取環(huán)境溫度與車輛啟動信號，能夠?qū)崟r識別寒冷氣候下的關(guān)鍵工況，并提前激活后續(xù)熱控流程，顯著提升了系統(tǒng)在極端環(huán)境下的響應(yīng)能力。

49、系統(tǒng)通過溫度判斷模塊對電池包溫度與環(huán)境條件進(jìn)行聯(lián)動分析，具備對“預(yù)熱需求”的智能識別功能，可在溫度低于預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)時主動生成第一熱源請求數(shù)據(jù)，避免傳統(tǒng)技術(shù)中需等待溫度傳感器延遲響應(yīng)后的被動啟動，從根源上壓縮預(yù)熱啟動時長。

50、與現(xiàn)有采用電加熱器獨立升溫的方案不同，本系統(tǒng)通過熱源調(diào)度模塊控制熱泵單元輸出第一熱能流，將高能效熱泵系統(tǒng)引入電池加熱路徑，使得熱源具備動態(tài)調(diào)節(jié)能力與快速響應(yīng)特性。在啟動初期，電池包熱交換模塊能夠快速將第一熱能流引導(dǎo)至熱交換結(jié)構(gòu)，并通過溫度反饋模塊構(gòu)建閉環(huán)調(diào)節(jié)機(jī)制，對預(yù)熱過程中溫度變化進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控與反饋控制，從而避免傳統(tǒng)單次供熱模式下的過熱、欠熱或能量浪費現(xiàn)象。

51、當(dāng)電池包加熱至預(yù)設(shè)啟動閾值后，系統(tǒng)通過熱流切換模塊完成熱能路徑的快速切換，使原先用于電池預(yù)熱的熱源即時轉(zhuǎn)用于駕駛艙與電驅(qū)冷卻系統(tǒng)，確保熱能不間斷利用，提升整車熱管理效率。能量分配模塊在此基礎(chǔ)上根據(jù)實時獲取的車輛行駛狀態(tài)，動態(tài)控制熱能在駕駛艙與電驅(qū)冷卻回路之間的分配比例，使熱能資源根據(jù)當(dāng)前工況進(jìn)行優(yōu)先級分配，進(jìn)一步避免熱量冗余或局部冷卻不足的問題。

52、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過整車熱能的統(tǒng)一調(diào)度機(jī)制，有效解決了因熱管理模塊分散導(dǎo)致的響應(yīng)路徑長、能量調(diào)配效率低的問題。尤其在寒冷地區(qū)的早啟動場景中，例如城市公交在清晨投入運營或冷鏈運輸在零下低溫環(huán)境下重新啟動車輛時，該系統(tǒng)可在極短時間內(nèi)完成電池包預(yù)熱，并及時將熱能轉(zhuǎn)用于其他子系統(tǒng)，提升整車的快速啟用能力和系統(tǒng)運行的熱穩(wěn)定性。整個加熱與調(diào)控過程基于模塊間數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)構(gòu)建，邏輯路徑清晰，響應(yīng)速度快，具備高集成度、高效率及高適應(yīng)性的顯著優(yōu)勢。