一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)及其熱管理控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)及其熱管理控制方法，冷卻系統(tǒng)包括與整車控制器相連接的電機(jī)-變速器冷卻系統(tǒng)和電機(jī)控制器冷卻系統(tǒng)；所述電機(jī)-變速器冷卻系統(tǒng)為兩路循環(huán)控制系統(tǒng)，所述兩路循環(huán)控制系統(tǒng)包括散熱器降溫的外循環(huán)控制系統(tǒng)和自然散熱的內(nèi)循環(huán)控制系統(tǒng)；所述電機(jī)控制器為獨(dú)立循環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)純電動(dòng)汽車在不同環(huán)境溫度與不同工況下運(yùn)行時(shí)，通過(guò)控制冷卻系統(tǒng)的風(fēng)扇和水泵的工作狀態(tài)，避免了在冬季和低負(fù)荷工況出現(xiàn)的過(guò)冷現(xiàn)象影響傳動(dòng)效率，在保證可靠傳動(dòng)的基礎(chǔ)上維持了續(xù)駛里程。
【專利說(shuō)明】一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)及其熱管理控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車領(lǐng)域，具體涉及一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)及其熱管理控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在汽車工業(yè)的發(fā)展進(jìn)程中，純電動(dòng)汽車因其綠色環(huán)保的理念在環(huán)境和能源問(wèn)題在全球范圍內(nèi)成為焦點(diǎn)的當(dāng)前社會(huì)日益受到政府和汽車用戶群體的關(guān)注和重視，被認(rèn)為是汽車工業(yè)的未來(lái)發(fā)展方向。
[0003]目前純電動(dòng)汽車的冷卻系統(tǒng)一般單級(jí)減速器沒(méi)有冷卻系統(tǒng)，而電機(jī)與控制器冷卻系統(tǒng)串聯(lián)且往往采用單一循環(huán)控制，即所有冷卻液均經(jīng)過(guò)散熱器，很容易在冬季和低負(fù)荷工況出現(xiàn)過(guò)冷現(xiàn)象，難以保證變速器傳動(dòng)油工作在合適的范圍，導(dǎo)致變速器傳動(dòng)油溫低致使傳動(dòng)效率下降。
[0004]隨著電池技術(shù)難關(guān)的逐漸突破，電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程在一定程度上有所改善。而如何進(jìn)一步提高車載電能的有效利用率，如何在提高傳動(dòng)的系統(tǒng)效率的同時(shí)盡量減少散熱系統(tǒng)的能量消耗，在保證純電動(dòng)汽車在可靠行駛的前提下使得續(xù)駛里程最大程度上得以改善，成為亟待完善的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)及其熱管理控制方法，針對(duì)純電動(dòng)汽車在不同環(huán)境溫度與不同工況下運(yùn)行時(shí)，提供一種兩路循環(huán)控制的純電動(dòng)一體化熱管理方法，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車熱管理的最優(yōu)化。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體為:一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)，包括與整車控制器相連接的電機(jī)-變速器冷卻系統(tǒng)和電機(jī)控制器冷卻系統(tǒng)；所述電機(jī)-變速器冷卻系統(tǒng)為兩路循環(huán)控制系統(tǒng)，所述兩路循環(huán)控制系統(tǒng)包括散熱器降溫的外循環(huán)控制系統(tǒng)和自然散熱的內(nèi)循環(huán)控制系統(tǒng)；所述電機(jī)控制器冷卻系統(tǒng)為獨(dú)立循環(huán)控制系統(tǒng)。
[0007]所述節(jié)溫器內(nèi)設(shè)有上閥門和側(cè)閥門，所述上閥門打開側(cè)閥門關(guān)閉的情況下，變速器通過(guò)所述節(jié)溫器的高溫出液口與散熱器a相連接，所述散熱器a通過(guò)水泵a與電機(jī)形成的閉環(huán)，構(gòu)成所述外循環(huán)控制系統(tǒng)；所述側(cè)閥門打開上閥門關(guān)閉的情況下，所述節(jié)溫器的低溫出液口直接與所述水泵a相連接，構(gòu)成所述內(nèi)循環(huán)控制系統(tǒng)。
[0008]所述電機(jī)控制器通過(guò)管道與散熱器b連接，所述散熱器b通過(guò)水泵b與所述電機(jī)控制器形成的閉環(huán)，構(gòu)成所述獨(dú)立冷卻循環(huán)系統(tǒng)。
[0009]所述節(jié)溫器為蠟式節(jié)溫器或者電子節(jié)溫器。
[0010]所述散熱器a還連接有風(fēng)扇a，所述散熱器b還連接有風(fēng)扇b。
[0011]一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)的熱管理控制方法，包括對(duì)電機(jī)-變速器冷卻系統(tǒng)和電機(jī)控制器冷卻系統(tǒng)的熱管理控制方法；其中所述電機(jī)-變速器冷卻系統(tǒng)為包括散熱器降溫的外循環(huán)控制系統(tǒng)和自然散熱的內(nèi)循環(huán)控制系統(tǒng)的兩路循環(huán)控制系統(tǒng)，所述電機(jī)控制器為獨(dú)立循環(huán)控制系統(tǒng)，其中:
[0012]對(duì)所述電機(jī)-變速器冷卻系統(tǒng)的熱管理控制方法的具體步驟為:
[0013]S1.整車控制器根據(jù)電機(jī)和變速器的溫度信號(hào)判斷電機(jī)-變速器的當(dāng)前熱負(fù)荷狀態(tài)，并根據(jù)當(dāng)前熱負(fù)荷狀態(tài)確定水泵a和冷卻風(fēng)扇a的工作狀態(tài)；
[0014]S2.若所述電機(jī)-變速器的溫度≥70°C，所述冷卻風(fēng)扇a開始工作；
[0015]S3.若所述電機(jī)-變速器的溫度≥65°C，所述水泵a開始工作；
[0016]對(duì)所述電機(jī)控制器冷卻系統(tǒng)的熱管理控制方法的具體步驟為:
[0017]S1.整車控制器根據(jù)電機(jī)控制器的溫度信號(hào)，判斷所述電機(jī)控制器的當(dāng)前熱負(fù)荷狀態(tài)，根據(jù)上述當(dāng)前熱負(fù)荷狀態(tài)確定水泵b與冷卻風(fēng)扇b的工作狀態(tài)；
[0018]S2.若所述電機(jī)控制器溫度≥40°C，所述冷卻風(fēng)扇b開始工作；
[0019]S3.若所述電機(jī)控制器溫度≥35 °C，所述水泵b開始工作。
[0020]所述冷卻風(fēng)扇a開始工作后，為防止所述冷卻風(fēng)扇a頻繁起停，當(dāng)所述電機(jī)_變速器的溫度< 60°C時(shí)，所述冷卻風(fēng)扇a停止工作。
[0021]所述水泵a開始工作后，為防止所述水泵a頻繁起停，當(dāng)所述電機(jī)_變速器的溫度
<55°C時(shí)，所述水泵a停止工作。
[0022]所述冷卻風(fēng)扇b開始工作后，為防止冷卻風(fēng)扇b頻繁起停，當(dāng)所述電機(jī)控制器的溫度< 35°C時(shí)，所述冷卻風(fēng)扇b停止工作。
[0023]所述水泵b開始工作后，為防止所述水泵b頻繁起停，當(dāng)所述電機(jī)控制器溫度
<30°C時(shí)，所述水泵b停止工作。
[0024]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:
[0025]本發(fā)明提供的一體化冷卻系統(tǒng)中的電機(jī)-變速器采用兩路循環(huán)控制的熱管理系統(tǒng)而電機(jī)控制器采用獨(dú)立循環(huán)控制系統(tǒng)，通過(guò)使用節(jié)溫器，將電機(jī)-變速器熱管理系統(tǒng)由單一循環(huán)控制改為兩路循環(huán)控制，一路為利用散熱器降溫的大循環(huán)回路，另一路為自然散熱的小循環(huán)回路，在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，大、小兩種循環(huán)是同時(shí)進(jìn)行的，且大、小循環(huán)回路中的散熱器a和散熱器b全程都在工作，根據(jù)節(jié)溫器閥門開啟程度的不同控制冷卻風(fēng)扇(a、b)和水泵(a、b)的工作狀態(tài)，尤其在冬季和低負(fù)荷工況下，使冷卻液不至于過(guò)冷或過(guò)熱，仍保持電機(jī)-變速器工作在最佳的溫度范圍內(nèi)，維持電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，能夠更完整更好地理解本發(fā)明。此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。
[0027]圖1為本發(fā)明一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)之電機(jī)-變速器冷卻系統(tǒng)的熱管理控制方法的控制策略流程圖；
[0029]圖3為本發(fā)明一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)之電機(jī)控制器冷卻系統(tǒng)的熱管理控制方法的控制策略流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0031]如圖1所示的一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)，含有與電機(jī)-變速器冷卻水路相接的冷卻液流出管道、冷卻液流入管道，散熱器a和水泵a，在所述冷卻液流出管道上裝有一個(gè)節(jié)溫器，節(jié)溫器可以是蠟式節(jié)溫器或者電子節(jié)溫器等，以蠟式節(jié)溫器為例，節(jié)溫器的高溫出液口通過(guò)管道連接散熱器的入口，散熱器的出口通過(guò)管道連接冷卻液流入管道，節(jié)溫器的低溫出液口通過(guò)管道直接連接所述冷卻液流入管道；使該一體化冷卻系統(tǒng)成為雙循環(huán)冷卻系統(tǒng)；水泵安裝在冷卻液流入管道或冷卻液流出管道上。
[0032]上述一體化冷卻系統(tǒng)將電機(jī)與變速器的冷卻液流道進(jìn)行聯(lián)通，依然以蠟式節(jié)溫器為例，當(dāng)從變速器流出的冷卻液溫度較高時(shí)，節(jié)溫器內(nèi)蠟液融化，開啟內(nèi)部的上閥門而關(guān)閉偵_門；溫度降低時(shí)，節(jié)溫器內(nèi)蠟液凝固，關(guān)閉上閥門而開啟側(cè)閥門，節(jié)溫器的高溫出液口通過(guò)管道與散熱器a相連，散熱器a出口通過(guò)管道與水泵a相連；低溫出液口通過(guò)管道直接與水泵a相連，這樣就形成了以散熱器散熱為大循環(huán)，以自然散熱為小循環(huán)的雙路冷卻循環(huán)系統(tǒng)。
[0033]當(dāng)在高溫環(huán)境或長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，電機(jī)-變速器會(huì)出現(xiàn)高溫過(guò)熱現(xiàn)象，高于某溫度上限的冷卻液溫度使節(jié)溫器內(nèi)部的上閥門打開，側(cè)閥門關(guān)閉，冷卻液從高溫出口流出，形成大循環(huán)回路。
[0034]當(dāng)在低溫環(huán)境運(yùn)行時(shí)，采用大循環(huán)回路易使變速器工作油溫度過(guò)低，低于某溫度下限的冷卻液溫度使節(jié)溫器的上閥門關(guān)閉，側(cè)閥門打開，冷卻液從低溫出口流出，形成小循環(huán)回路。小循環(huán)回路由于沒(méi)有經(jīng)過(guò)散熱器，避免了低溫下變速器的工作效率的明顯下降。
[0035]在工況變化較大的情況下，節(jié)溫器的上閥門和側(cè)閥門部分開啟以調(diào)節(jié)分別進(jìn)入大小循環(huán)的冷卻液比例，使冷卻液不至于過(guò)冷或過(guò)熱而保持電機(jī)-變速器工作在最佳的溫度范圍內(nèi)。
[0036]電機(jī)控制器采用獨(dú)立冷卻循環(huán)系統(tǒng)。具體是電機(jī)控制器的冷卻液通過(guò)管道與散熱器b連接，散熱器b的出口通過(guò)管道與水泵b相連接，水泵b進(jìn)一步與電機(jī)控制器形成閉環(huán)。
[0037]可以采用總線或者硬線等方法控制水泵(a、b)和冷卻風(fēng)扇(a、b)。
[0038]對(duì)于上述一體化冷卻系統(tǒng)的熱管理控制策略也對(duì)電機(jī)-變速器和電機(jī)控制器分別進(jìn)行管理，具體如下:
[0039](一 )對(duì)電機(jī)-變速器熱管理系統(tǒng)的具體控制策略為:
[0040]S1.整車控制器根據(jù)電機(jī)、變速器的溫度信號(hào)，判斷電機(jī)-變速器當(dāng)前熱負(fù)荷狀態(tài)，確定水泵a與冷卻風(fēng)扇a的工作狀態(tài)；
[0041]S2.若電機(jī)-變速器溫度高于70°C,冷卻風(fēng)扇a開始工作,冷卻風(fēng)扇a開始工作后，為防止冷卻風(fēng)扇頻繁起停，當(dāng)電機(jī)-變速器溫度低于60°C時(shí)，冷卻風(fēng)扇a停止工作；
[0042]S3.若電機(jī)-變速器溫度高于65°C，水泵a開始工作，水泵a開始工作后，為防止水泵a頻繁起停，當(dāng)電機(jī)-變速器溫度低于55°C時(shí)，水泵a停止工作。
[0043]( 二)對(duì)電機(jī)控制器熱管理系統(tǒng)的具體控制策略為:
[0044]S1.整車控制器根據(jù)電機(jī)控制器的溫度信號(hào)，判斷電機(jī)控制器當(dāng)前熱負(fù)荷狀態(tài)，確定水泵b與冷卻風(fēng)扇b的工作狀態(tài)；
[0045]S2.若電機(jī)控制器溫度高于40°C,冷卻風(fēng)扇b開始工作,冷卻風(fēng)扇b開始工作后，為防止冷卻風(fēng)扇頻繁起停，當(dāng)電機(jī)-變速器溫度低于35°C時(shí)，冷卻風(fēng)扇b停止工作；
[0046]S3.若電機(jī)控制器溫度高于35°C,水泵b開始工作,水泵b開始工作后，為防止水泵b頻繁起停，當(dāng)電機(jī)控制器溫度低于30°C時(shí)，水泵b停止工作；
[0047]經(jīng)過(guò)上述的一體化冷卻系統(tǒng)及其對(duì)應(yīng)的控制策略，保證了純電動(dòng)汽車在不同環(huán)境溫度和不同工況下運(yùn)行時(shí)，保證變速器傳動(dòng)油工作在合適的范圍，優(yōu)化了傳動(dòng)效率，一定程度上增加了純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。
[0048]如上所述，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說(shuō)明，顯然，只要實(shí)質(zhì)上沒(méi)有脫離本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)及效果、對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的變形，也均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)，其特征在于，包括與整車控制器相連接的電機(jī)-變速器冷卻系統(tǒng)和電機(jī)控制器冷卻系統(tǒng)；所述電機(jī)-變速器冷卻系統(tǒng)為兩路循環(huán)控制系統(tǒng)，所述兩路循環(huán)控制系統(tǒng)包括散熱器降溫的外循環(huán)控制系統(tǒng)和自然散熱的內(nèi)循環(huán)控制系統(tǒng)；所述電機(jī)控制器冷卻系統(tǒng)為獨(dú)立循環(huán)控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)溫器內(nèi)設(shè)有上閥門和側(cè)閥門，所述上閥門打開側(cè)閥門關(guān)閉的情況下，變速器通過(guò)所述節(jié)溫器的高溫出液口與散熱器a相連接，所述散熱器a通過(guò)水泵a與電機(jī)形成的閉環(huán)，構(gòu)成所述外循環(huán)控制系統(tǒng)；所述側(cè)閥門打開上閥門關(guān)閉的情況下，所述節(jié)溫器的低溫出液口直接與所述水泵a相連接，構(gòu)成所述內(nèi)循環(huán)控制系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)控制器通過(guò)管道與散熱器b連接，所述散熱器b通過(guò)水泵b與所述電機(jī)控制器形成的閉環(huán)，構(gòu)成所述獨(dú)立冷卻循環(huán)系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)溫器為蠟式節(jié)溫器或者電子節(jié)溫器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2 所述的一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述散熱器a還連接有風(fēng)扇a,所述散熱器b還連接有風(fēng)扇b。
6.一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)的熱管理控制方法，其特征在于，包括對(duì)電機(jī)-變速器冷卻系統(tǒng)和電機(jī)控制器冷卻系統(tǒng)的熱管理控制方法；其中所述電機(jī)-變速器冷卻系統(tǒng)為包括散熱器降溫的外循環(huán)控制系統(tǒng)和自然散熱的內(nèi)循環(huán)控制系統(tǒng)的兩路循環(huán)控制系統(tǒng)，所述電機(jī)控制器為獨(dú)立循環(huán)控制系統(tǒng)，其中: 對(duì)所述電機(jī)-變速器冷卻系統(tǒng)的熱管理控制方法的具體步驟為: 51.整車控制器根據(jù)電機(jī)和變速器的溫度信號(hào)判斷電機(jī)-變速器的當(dāng)前熱負(fù)荷狀態(tài)，并根據(jù)當(dāng)前熱負(fù)荷狀態(tài)確定水泵a和冷卻風(fēng)扇a的工作狀態(tài)； 52.若所述電機(jī)-變速器的溫度≥70°C，所述冷卻風(fēng)扇a開始工作； 53.若所述電機(jī)-變速器的溫度>65°C，所述水泵a開始工作； 對(duì)所述電機(jī)控制器冷卻系統(tǒng)的熱管理控制方法的具體步驟為: 51.整車控制器根據(jù)電機(jī)控制器的溫度信號(hào)，判斷所述電機(jī)控制器的當(dāng)前熱負(fù)荷狀態(tài)，根據(jù)上述當(dāng)前熱負(fù)荷狀態(tài)確定水泵b與冷卻風(fēng)扇b的工作狀態(tài)； 52.若所述電機(jī)控制器溫度≥40°C，所述冷卻風(fēng)扇b開始工作； 53.若所述電機(jī)控制器溫度≥35°C，所述水泵b開始工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)的熱管理控制方法，其特征在于，所述冷卻風(fēng)扇a開始工作后，為防止所述冷卻風(fēng)扇a頻繁起停，當(dāng)所述電機(jī)-變速器的溫度< 60°C時(shí)，所述冷卻風(fēng)扇a停止工作。
8.據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)的熱管理控制方法，其特征在于，所述水泵a開始工作后，為防止所述水泵a頻繁起停，當(dāng)所述電機(jī)-變速器的溫度<55 °C時(shí)，所述水泵a停止工作。
9.據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)的熱管理控制方法，其特征在于，所述冷卻風(fēng)扇b開始工作后，為防止冷卻風(fēng)扇b頻繁起停，當(dāng)所述電機(jī)控制器的溫度< 35°C時(shí)，所述冷卻風(fēng)扇b停止工作。
10.據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于電動(dòng)汽車的一體化冷卻系統(tǒng)的熱管理控制方法，其特征在于，所述水泵b開始工作后，為防止所述水泵b頻繁起停，當(dāng)所述電機(jī)控制器溫度<30°C時(shí) ，所述水泵b停止工作。
【文檔編號(hào)】B60K11/00GK104070987SQ201410298732
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】朱波, 于濤, 曹琛, 王可峰, 魏躍遠(yuǎn), 柯南極 申請(qǐng)人:北京新能源汽車股份有限公司