一種車輛冷卻系統(tǒng)流量匹配和電子水泵參數(shù)的確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車輛冷卻系統(tǒng)流量匹配和電子水栗參數(shù)的確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電動汽車的發(fā)展越來越快，用于動力輸出的電機及控制器等部件均需要冷卻降溫來保證其性能，現(xiàn)有的電動汽車通常采用水冷卻系統(tǒng)進(jìn)行散熱冷卻。因此，電動汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的冷卻水路循環(huán)至關(guān)重要。而現(xiàn)在很多新能源汽車、房車等特種車輛常用于微型水栗作為水循環(huán)、冷卻或車上供水系統(tǒng)，這種微型自吸水水栗成為汽車電子水栗。這種水栗可實現(xiàn)定量傳輸、定量控制，但功率一般不大，汽車?yán)鋮s系統(tǒng)一般采用電子水栗作為循環(huán)水栗，這樣就不需要另外再設(shè)置水栗驅(qū)動設(shè)備，并能夠?qū)崿F(xiàn)電控制。
[0003]現(xiàn)有的汽車?yán)鋮s水路基本采用串聯(lián)水路，如圖1所示，冷卻水路經(jīng)由汽車上各個需要冷卻的零部件包括再流入散熱器，從而形成一個大循環(huán)水路，通過電子水栗增壓使冷卻液不斷循環(huán)流動，以使驅(qū)動元件和驅(qū)動控制元件的溫度保持在合理的溫度范圍內(nèi)，以保證整車安全可靠運行。但是由于整個回路中需要冷卻部件多，串聯(lián)系統(tǒng)阻力為各元件單件阻力和，系統(tǒng)阻力較大，若想保證冷卻水循環(huán)暢通且維持一定的流量，則需要功率大、流量高的電子水栗，目前國內(nèi)外此種高性能水栗仍舊缺乏，且價格高昂，這就造成水栗性能和成本的浪費。
[0004]尤其是目前隨著電動汽車上集成的功能日益增多，需要冷卻的單元也日趨增多，特別是大型純電動汽車，其存在多個電機(驅(qū)動元件)、控制器(驅(qū)動控制元件)，而且不同的部件對工作溫度的要求不同，其對散熱流量的需求也不一樣，導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)的冷卻水路復(fù)雜，水阻大而導(dǎo)致冷卻水局部循環(huán)不暢或困難，冷卻單元局部水溫高的問題，同時電子水栗性能低，其也滿足不了復(fù)雜的水路循環(huán)功能。這常常導(dǎo)致電動汽車上的需要冷卻的部件因不能獲得有效冷卻，而不能正常工作，從而導(dǎo)致電動汽車發(fā)生故障。
[0005]中國專利授權(quán)公告號CN 203752889U公開了一種具有熱管理功能的并聯(lián)冷卻系統(tǒng)，根據(jù)不同部件散熱功率不同以及工作溫度不同，將系統(tǒng)分成并聯(lián)的冷卻支路對不同部件進(jìn)行冷卻，一套系統(tǒng)可以滿足不同部件的散熱需求，降低了系統(tǒng)成本和設(shè)備重量。但是在目前的汽車?yán)鋮s系統(tǒng)匹配設(shè)計中，設(shè)計人員大多只能根據(jù)汽車驅(qū)動系統(tǒng)熱量平衡進(jìn)行熱量平衡的理論計算，對于冷卻系統(tǒng)電子水栗流量匹配和流量分配并無可靠和統(tǒng)一的匹配設(shè)計方法，無法確定所需電子水栗的栗壓及流量的性能參數(shù)以選擇合適的水栗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種車輛冷卻系統(tǒng)流量匹配和電子水栗參數(shù)的確定方法，為汽車?yán)鋮s系統(tǒng)在匹配電子水栗流量時提供指導(dǎo)。
[0007]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種車輛冷卻系統(tǒng)流量匹配和電子水栗參數(shù)的確定方法，包括對電子水栗流量L和栗壓P的確定，具體確定方式如下:
[0008](I)栗壓P的確定:并聯(lián)冷卻系統(tǒng)中栗壓P為散熱器水阻P。、系統(tǒng)管路總阻力Px及系統(tǒng)各發(fā)熱元件并聯(lián)支路中水阻最大值Pniax之和，其中P _為各發(fā)熱元件支路中阻力最大支路在需求流量時的阻力值；
[0009](2)流量L的確定:以Pniax為支路阻力平衡基準(zhǔn)，得到所有發(fā)熱元件支路在該阻力時對應(yīng)的流量值，流量L即為所有發(fā)熱元件在水阻為？_時對應(yīng)的流量值之和。
[0010]栗壓P的計算公式為:P = P_+PQ+PX。
[0011]所述設(shè)定安全流量為對應(yīng)需求散熱流量乘以第一安全系數(shù)的值。
[0012]所述第一安全系數(shù)為L I?L 3。
[0013]通過各發(fā)熱元件的阻力曲線由其水阻值得到對應(yīng)的流量值。
[0014]本發(fā)明車輛冷卻系統(tǒng)流量匹配和電子水栗參數(shù)的確定方法根據(jù)并聯(lián)冷卻系統(tǒng)的特點，利用支路阻力平衡和系統(tǒng)總壓力平衡原則，以散熱流量需求最大的發(fā)熱元件的需求流量為參考流量，對電子水栗的流量和栗壓參數(shù)的最小性能需求進(jìn)行計算，為汽車?yán)鋮s系統(tǒng)在匹配電子水栗流量時提供指導(dǎo)。
【附圖說明】
[0015]圖1為現(xiàn)有汽車?yán)鋮s系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為系統(tǒng)發(fā)熱元件及水栗阻力曲線圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖及具體的實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步介紹。
[0019]如圖2所示為本發(fā)明冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知，該冷卻系統(tǒng)采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，包括電子水栗、多個并聯(lián)支路、副水箱和散熱器，每個并聯(lián)支路上均連接有對應(yīng)需冷卻部件(發(fā)熱元件)，其中散熱器水阻為P。，系統(tǒng)管路總阻力為Px，Pp Pf Pn為系統(tǒng)各發(fā)熱元件水阻，該冷卻系統(tǒng)的總流量為L，系統(tǒng)總壓力為P。
[0020]在并聯(lián)冷卻系統(tǒng)中，在水路流量達(dá)到穩(wěn)定時，系統(tǒng)會形成并聯(lián)支路阻力平衡和系統(tǒng)總壓力平衡兩個平衡狀態(tài)，匹配電子水栗，也即匹配系統(tǒng)兩個平衡狀態(tài)下的支路流量和系統(tǒng)總流量。
[0021]支路阻力平衡:即在系統(tǒng)流量穩(wěn)定時，所有并聯(lián)支路阻力達(dá)到平衡狀態(tài)，即此時有-P1= P2 =…=Pn，而根據(jù)并聯(lián)支路流量特性，此時所有支路流量并不相同。
[0022]系統(tǒng)總壓力平衡:即在系統(tǒng)總流量穩(wěn)定時，系統(tǒng)水栗提供的水壓要和系統(tǒng)總阻力達(dá)成平衡狀態(tài)，即系統(tǒng)總壓力與水栗出口壓力(栗壓)相同。
[0023]電子水栗所需的流量L和栗壓P的具體確定方式如下:
[0024](I)栗壓P的確定:并聯(lián)冷卻系統(tǒng)中栗壓P為散熱器水阻P。、系統(tǒng)管路總阻力Px及系統(tǒng)各發(fā)熱元件并聯(lián)支路中水阻最大值Pniax之和，其中P _為各發(fā)熱元件支路中阻力最大支路在需求流量時的阻力值，這里的水阻即為水壓，其計算公式如下:
[0025]P = Pnax+P0+Px;
[0026]本實施例中設(shè)定安全流量為對應(yīng)需求散熱流量乘以第一安全系數(shù)的值，一般安全系數(shù)SI可取1.1?1.3。
[0027](2)流量L的確定:以系統(tǒng)各發(fā)熱元件中水阻最大值Pniax為基準(zhǔn)，得到所有發(fā)熱元件對應(yīng)的流量值，則流量L為所有發(fā)熱元件在水阻為？_時對應(yīng)的流量值之和。
[0028]本實施例是通過各發(fā)熱元件的阻力曲線由其水阻值得到對應(yīng)的流量值。
[0029]另外，在計算出水栗的流量和栗壓參數(shù)后進(jìn)