CN102582393A - 电动汽车驱动电机温度控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电动汽车驱动电机温度控制系统，其包括驱动电机、电动水泵、电机散热器、电机控制器、加热器、管道及控制装置。该电机控制器、驱动电机、加热器、电动水泵及电机散热器通过该管道依次连结形成一个循环通路，该管道内有冷却液在该通路中流动。该控制装置，设置于该加热器和驱动电机之间，该控制装置根据需要控制该加热器的工作。本发明所述电动汽车驱动电机温度控制系统能有效地利用内部的功耗制热，并扩大纯电动汽车驱动电机系统的使用范围。

Description

电动汽车驱动电机温度控制系统

技术领域

本发明是有关于一种汽车驱动电机温度控制系统，且特别是有关于一种用于纯电动汽车的驱动电机温度控制系统。

背景技术

由于石油资源的日益枯竭以及大众环保意识的提升，世界各汽车厂都在从事新能源汽车尤其是纯电动汽车的开发。但目前技术下，用于纯电动汽车动力电池能量密度较低，同时车用电机及车用电机控制器工作的温度范围较窄，而我国幅员辽阔，各地气候环境差异极大，造成纯电动汽车只能在特定的城市环境中行驶。

请参阅图1，为目前常用的纯电动汽车驱动电机冷却系统的结构示意图。该冷却系统由驱动电机11、电动水泵12、电机散热器13、电机控制器14及管道15组成，其中该驱动电机11、电动水泵12、电机散热器13及电机控制器14通过管道15依次连接形成一通路，管道15内有冷却液在该通路中流动。当电机控制器14控制驱动电机11运转时，电动水泵12即开始运转，冷却液经过电动水泵12转而流向电机散热器13，冷却液中的热量通过电机散热器13散发到空气中，管道15中的冷却液转而流过电机控制器14和驱动电机11，因冷却液流经高温电机控制器14和驱动电机11时会吸收热量，从而降低发动机的温度，达到冷却降温的作用。

图1中所示的驱动电机冷却系统具有如下缺点：1、该冷却系统只能对纯电动汽车驱动电机及电动控制器进行冷却，而不能对驱动电机及电机控制器进行加热，故驱动电机及电机控制器只能工作在环境温度较高的地区，在高寒地区无法使用。2、该冷却系统不能将驱动电机运行产生的热耗供整车空调使用，能量利用率较低，降低了纯电动汽车的一次充电续驶里程，对纯电动汽车的推广产生了消极影响。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于纯电动汽车的驱动电机温度控制系统，其能量利用率较高，且结构简单易于布置，整车改造成本低。

本发明提出一种电动汽车驱动电机温度控制系统，其包括驱动电机、电动水泵、电机散热器、电机控制器、加热器、管道及控制装置。该电机控制器、该驱动电机、该加热器、该电动水泵及该电机散热器通过该管道依次连结形成一个循环通路，该管道内有冷却液在该通路中流动。该控制装置，设置于该加热器和该驱动电机之间，该控制装置根据需要控制该加热器的工作。

在本发明的一个实施例中，该电动汽车驱动电机温度控制系统进一步包括第一电磁阀及第二电磁阀。该电动水泵临近该电机散热器处的管道分两路设置，其中一路的管道连结该第一电磁阀至该电机控制器，另一路的管道连结该第二电磁阀再经该电机散热器至该电机控制器。

在本发明的一个实施例中，该电动汽车驱动电机温度控制系统进一步包括空调蒸发器、第三电磁阀及第四电磁阀，该加热器临近该电动水泵一端的管道分两路设置，其中一路的管道连结该第三电磁阀再经该空调蒸发器至电动水泵，另一路的管道连结该第四电磁阀至该电动水泵。

在本发明的一个实施例中，该控制装置感测到经由该驱动电机及该电机控制器的管道中冷却液的温度为第一温度时，该控制装置启动该加热器；同时，该控制装置还控制该第一电磁阀及该第四电磁阀打开，管道内的冷却液经该加热器加热后，由该电动水泵供给该电机控制器及该驱动电机以对二者进行加热。

在本发明的一个实施例中，该控制装置感测到经由该驱动电机及该电机控制器的冷却液的温度为第二温度，该控制装置关闭该加热器，并控制该第一电磁阀及该第四电磁阀打开，经由该驱动电机的冷却液继续沿该第一电磁阀、该第四电磁阀所在的管道流动。

在本发明的一个实施例中，该控制装置感测到经由该驱动电机及该电机控制器的冷却液的温度为第三温度时，该控制装置关闭该第一电磁阀，并打开该第二电磁阀，由该驱动电机流出的冷却液经由该电动水泵沿该第二电磁阀流入该电机散热器，并经该电机控制器流回该驱动电机。

在本发明的一个实施例中，该控制装置感测到经由该驱动电机及该电机控制器的冷却液的温度为第四温度时，并打开该第三电磁阀，关闭该第四电磁阀，管道中的冷却液经由该空调蒸发器与该电机散热器同时发散热量。

在本发明的一个实施例中，当需要空调暖风时，该控制装置打开该第一电磁阀和该第三电磁阀，关闭该第二电磁阀和该第四电磁阀，并开启该加热器，此时管道中的冷却液由该电动水泵流出，并经该电机控制器、该驱动电机、该加热器分别加热，且未经该电机散热器散热。

在本发明的一个实施例中，该电机散热器进一步包括一风扇，该控制装置感测到经由该驱动电机及该电机控制器的冷却液的温度为第四温度时，该控制装置启动该电机散热器上自带的该风扇，加大该电机散热器的散热功率。

在本发明的一个实施例中，该控制装置包括一温度传感器及一控制器，该温度传感器检测管道中的冷却液温度，该控制器控制该第一电磁阀、该第二电磁阀、该第三电磁阀及该第四电磁阀的打开和关闭；若该温度传感器检测经由该驱动电机及该电机控制器的冷却液的温度低于一定值，则该控制器启动该加热器；若该温度传感器检测经由该驱动电机及该电机控制器的冷却液的温度高于一定值，则该控制器断开该加热器。

本发明所述的电动汽车驱动电机温度控制系统采用汽车用加热器来实现驱动电机及电机控制器加热，提升驱动电机及电机控制器的温度，从而扩大了纯电动汽车驱动电机系统的使用范围，从而能够使纯电动汽车也可以在高寒地区行驶，同时该电动汽车驱动电机温度控制系统可以有效地利用内部的功耗制热，提高整车的舒适性，也可有效地延长纯电动汽车一次充电的续驶里程。因此，本发明的电动汽车驱动电机温度控制系统，可以克服现有技术中纯电动汽车驱动电机冷却系统不能对驱动电机及电机控制器进行预热，同时不能对驱动电机及电机控制器工作时产生的热耗进行有效利用等缺点，且结构简单易于布置，整车改造成本低。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为现有技术的纯电动汽车驱动电机冷却系统的结构示意图。

图2为本发明较佳实施例的电动汽车驱动电机温度控制系统的结构示意图。

图3为本发明较佳实施例的电动汽车驱动电机温度控制系统的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图2所示，图2为依据本发明一较佳实施例的电动汽车驱动电机温度控制系统的结构示意图。本实施例中，电动汽车驱动电机温度控制系统采用加热与制冷复合温度控制，整个控制系统包括驱动电机21、电动水泵22、电机散热器23、电机控制器24、空调蒸发器25、加热器26、第一电磁阀27、第二电磁阀28、第三电磁阀29、第四电磁阀30及管道31。该电机控制器24、驱动电机21、加热器26、电动水泵22、电机散热器23及通过管道31依次连结形成一个循环通路，管道15内有液体（一般为冷却液）在该通路中流动。其中，在加热器26临近电动水泵22一端的管道31分两路设置，其中一路的管道31连结第三电磁阀29再经空调蒸发器25至电动水泵22，另一路的管道31连结第四电磁阀30至电动水泵22。第三电磁阀29和第四电磁阀30用于控制空调蒸发器25的工作。在电动水泵22临近电机散热器23处，即出水口一端的管道31分两路设置，其中一路的管道31连结第一电磁阀27至电机控制器24，另一路的管道31连结第二电磁阀28再经电机散热器23至电机控制器24。第一电磁阀27、第二电磁阀28用于控制电机散热器23的工作。

其中，该电机散热器23进一步包括一风扇231，在高于一定温度时，开启风扇231可加大电机散热器23的散热功率。加热器26包括加热组件261（例如电热丝），其中，经过加热器26的管道31临近加热组件261设置，以便对管道31内部的液体进行加热。

在加热器26和驱动电机21之间设有控制装置32。请参阅图3，为本发明较佳实施例的电动汽车驱动电机温度控制系统的控制装置的结构示意图。该控制装置32包括一温度传感器321及一控制器322。该温度传感器321检测管道31中的液体温度，该控制器322与加热器26及第一电磁阀27、第二电磁阀28、第三电磁阀29、第四电磁阀30电性连接。控制器322根据需要控制加热器26的工作，若液体温度低于一定值，则控制器322启动加热器26的加热组件261，加热器26开始工作；若液体温度高于一定值，则控制器322断开加热器26的加热组件261，加热器26停止工作。同时，控制器322还控制第一电磁阀27、第二电磁阀28、第三电磁阀29、第四电磁阀30的打开和关闭。可以理解，该控制装置32也可以作整车控制系统的一部分。

整体而言，本发明所述的电动汽车驱动电机温度控制系统由制冷和制热两部分组成，并与车用空调的供暖系统对接，在整车行驶过程中，可以通过控制加热器26、电磁阀1、电磁阀2、电磁阀3、电磁阀4、电机散热器23、空调蒸发器25的自由组合来控制驱动电机21及电机控制器23的温度，并给整车供暖。当纯电动汽车置于低温环境下（如-20℃～-40℃），驱动电机21及电机控制器24不易在此温度下工作，此时通过加热器26将管道31中的冷却液加热，并通过电动水泵22驱动，从而使驱动电机21及电机控制器24的温度上升到适宜工作的温度（如0℃）。当驱动电机21及电机控制器24已开始工作，则加热器26停止工作，并将驱动电机21及电机控制器24产生的热耗通过电机散热器23发散到空气中，降低经由驱动电机21及电机控制器24的管路31中冷却液的温度，来保证驱动电机21及电机控制器24的正常运行。同时，在整车需要空调暖风时，可以将驱动电机21及电机控制器24产生的热能将冷却液加热，供空调蒸发器25使用，以提供汽车空调暖风。故，此温度控制系统在环境温度极低、环境温度极高时均可以保证驱动电机及电机控制器正常运行，同时还可以在整车需要空调供暖时给整车提供热源，提高了整车纯电动能量的使用效率。

详而言之，结合一较佳实施例，本发明的工作原理说明如下：

当经由驱动电机21及电机控制器24的管道31中冷却液的温度很低时，例如为大于等于-40℃且小于等于-20℃的第一温度时，控制装置32的温度传感器321感测到此较低的温度，控制器322接通加热器26的加热组件261，启动加热器26开始工作；同时，控制器322还控制第一电磁阀27及第四电磁阀30打开，管道31内的液体经加热器26加热后，由电动水泵22供给电机控制器24及驱动电机21以对二者进行加热，当驱动电机21及电机控制器24的温度上升到正常工作的温度范围，例如大于-20℃时，整车即可正常行驶。

当经由驱动电机21及电机控制器24的冷却液的温度达到适当的程度时，例如为大于等于-15℃的第二温度，控制装置32的控制器322关闭加热器26，并控制第一电磁阀27及第四电磁阀30打开，经由驱动电机21的冷却液继续沿第一电磁阀27、第四电磁阀30所在的管道31流动，以供汽车正常行驶。

当经由驱动电机21及电机控制器24的冷却液的温度较高时，例如为大于等于25℃且小于等于70℃的第三温度时，控制装置32的控制器322关闭第一电磁阀27，并打开第二电磁阀28，由驱动电机21流出的冷却液经由电动水泵22沿第二电磁阀28流入电机散热器23，并经电机控制器24流回驱动电机21，以供汽车正常行驶。

当经由驱动电机21及电机控制器24的冷却液的温度很高时，例如为大于70℃的第四温度时，控制装置32的控制器322启动电机散热器23上自带的风扇231，加大电机散热器23的散热功率，并打开第三电磁阀29，关闭第四电磁阀30，此时，同时通过空调蒸发器25与电机散热器23发散热量，以尽可能快地降低经由驱动电机21的冷却液的温度，使供汽车正常行驶。

当整车需要空调暖风时，控制装置32的控制器322打开第一电磁阀27和第三电磁阀29，关闭第二电磁阀28和第四电磁阀30，同时开启加热器26，此时管道31中的冷却液由电动水泵22，并经电机控制器24、驱动电机21、加热器26分别加热，且未经电机散热器23散热，其制热效能较好，能更好地为纯电动汽车提供暖风，最大效能地降低纯电动汽车动力电池的能量。

综上所述，本发明所述的电动汽车驱动电机温度控制系统，主要针对现有纯电动汽车驱动电机及电机控制器工作温度区间较窄，不能满足我国各地温度差异大的现实。本发明涉及的纯电动汽车驱动电机温度控制系统采用汽车用加热器来实现驱动电机及电机控制器加热，提升驱动电机及电机控制器的温度，从而扩大了纯电动汽车驱动电机系统的使用范围，从而能够使纯电动汽车也可以在高寒地区行驶，同时该电动汽车驱动电机温度控制系统可以有效地利用内部的功耗制热，提高整车的舒适性，也可有效地延长纯电动汽车一次充电的续驶里程。因此，本发明的电动汽车驱动电机温度控制系统，可以克服现有技术中纯电动汽车驱动电机冷却系统不能对驱动电机及电机控制器进行预热，同时不能对驱动电机及电机控制器工作时产生的热耗进行有效利用等缺点，改善纯电动汽车的应用范围，提高了电动汽车的能量使用率，提升燃油经济性，增大纯电动续驶里程。

以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电动汽车驱动电机温度控制系统，包括驱动电机（21）、电动水泵（22）、电机散热器（23）、电机控制器（24）及管道（31），其特征在于，该系统进一步包括：

加热器（26）；

控制装置（32），设置于该加热器（26）和该驱动电机（21）之间，该控制装置（32）根据需要控制该加热器（26）的工作；

其中，该电机控制器（24）、该驱动电机（21）、该加热器（26）、该电动水泵（22）及该电机散热器（23）通过该管道（31）依次连结形成一个循环通路，该管道（15）内有冷却液在该通路中流动。

2.根据权利要求1所述的电动汽车驱动电机温度控制系统，其进一步包括第一电磁阀（27）、第二电磁阀（28），该电动水泵（22）临近该电机散热器(23)处的管道(31)分两路设置，其中一路的管道(31)连结该第一电磁阀(27)至该电机控制器(24)，另一路的管道（31）连结该第二电磁阀（28）再经该电机散热器（23）至该电机控制器（24）。

3.根据权利要求2所述的电动汽车驱动电机温度控制系统，其进一步包括空调蒸发器（25）、第三电磁阀（29）及第四电磁阀（30），该加热器（26）临近该电动水泵（22）一端的管道（31）分两路设置，其中一路的管道（31）连结该第三电磁阀（29）再经该空调蒸发器（25）至电动水泵（22），另一路的管道（31）连结该第四电磁阀（30）至该电动水泵（22）。

4.根据权利要求2所述的电动汽车驱动电机温度控制系统，其特征在于，该控制装置（32）感测到经由该驱动电机（21）及该电机控制器（24）的管道（31）中冷却液的温度为第一温度时，该控制装置（32）启动该加热器（26）；同时，该控制装置（32）还控制该第一电磁阀（27）及该第四电磁阀（30）打开，管道（31）内的冷却液经该加热器（26）加热后，由该电动水泵（22）供给该电机控制器（24）及该驱动电机（21）以对二者进行加热。

5.根据权利要求2所述的电动汽车驱动电机温度控制系统，其特征在于，该控制装置（32）感测到经由该驱动电机（21）及该电机控制器（24）的冷却液的温度为第二温度，该控制装置（32）关闭该加热器（26），并控制该第一电磁阀（27）及该第四电磁阀（30）打开，经由该驱动电机（21）的冷却液继续沿该第一电磁阀（27）、该第四电磁阀（30）所在的管道（31）流动。

6.根据权利要求2所述的电动汽车驱动电机温度控制系统，其特征在于，该控制装置（32）感测到经由该驱动电机（21）及该电机控制器（24）的冷却液的温度为第三温度时，该控制装置（32）关闭该第一电磁阀（27），并打开该第二电磁阀（28），由该驱动电机（21）流出的冷却液经由该电动水泵（22）沿该第二电磁阀（28）流入该电机散热器（23），并经该电机控制器（24）流回该驱动电机（21）。

7.根据权利要求3所述的电动汽车驱动电机温度控制系统，其特征在于，该控制装置（32）感测到经由该驱动电机（21）及该电机控制器（24）的冷却液的温度为第四温度时，并打开该第三电磁阀（29），关闭该第四电磁阀（30），管道（31）中的冷却液经由该空调蒸发器（25）与该电机散热器（23）同时发散热量。

8.根据权利要求3所述的电动汽车驱动电机温度控制系统，其特征在于，当需要空调暖风时，该控制装置（32）打开该第一电磁阀（27）和该第三电磁阀（29），关闭该第二电磁阀（28）和该第四电磁阀（30），并开启该加热器（26），此时管道（31）中的冷却液由该电动水泵（22）流出，并经该电机控制器（24）、该驱动电机（21）、该加热器（26）分别加热，且未经该电机散热器（23）散热。

9.根据权利要求7所述的电动汽车驱动电机温度控制系统，其特征在于，该电机散热器（23）进一步包括一风扇（231），该控制装置（32）感测到经由该驱动电机（21）及该电机控制器（24）的冷却液的温度为第四温度时，该控制装置（32）启动该电机散热器（23）上自带的该风扇（231），加大该电机散热器（23）的散热功率。

10.根据权利要求3所述的电动汽车驱动电机温度控制系统，其特征在于，该控制装置（32）包括一温度传感器（321）及一控制器（322），该温度传感器（321）检测管道（31）中的冷却液温度，该控制器（322）控制该第一电磁阀（27）、该第二电磁阀（28）、该第三电磁阀（29）及该第四电磁阀（30）的打开和关闭；若该温度传感器（321）检测经由该驱动电机（21）及该电机控制器（24）的冷却液的温度低于一定值，则该控制器（322）启动该加热器（26）；若该温度传感器（321）检测经由该驱动电机（21）及该电机控制器（24）的冷却液的温度高于一定值，则该控制器（322）断开该加热器（26）。

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