CN105979753B - 一种电动汽车均衡散热装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车均衡散热装置及方法，所述均衡散热装置包括冷却水道、导流板和导流板驱动电机；所述冷却水道的截面为矩形，冷却水道的底部设置有多个圆柱形的散热柱，冷却水道的一端的中部设置有进水口；所述导流板通过一转轴可摆动的设置于冷却水道内部所述进水口处；所述导流板驱动电机设置于冷却水道背部，并与导流板的转轴传动连接。本发明可提高散热装置的散热均衡性，防止功率器件散热不均匀。

Description

一种电动汽车均衡散热装置及方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，特别是涉及一种电动汽车均衡散热装置及方法。
背景技术
在新能源汽车中，为了控制功率器件的温度，新能源汽车都要配备新的散热系统，电动汽车中的功率器件包括控制器、驱动电机、电源转换模块等。现有的控制器的散热结构中，使用最常见的就是S型水道散热器，通过冷却液与水道的接触将热量带走，冷却液温度上升，以达到降低功率器件的温度。
现有技术中，还有一种散热结构就是风冷散热，风冷散热是通过将需要散发的热量传递到散热翅片，再通过风扇对散热翅片实行强制通风，促成散热翅片和空气温度的交换，达到降低功率器件的温度。现有的两种散热系统存在以下缺点：
缺点1：在上述S型水道的散热过程中，存在散热的先后顺序，导致功率器件散热不均衡，影响功率器件的散热效果。如果不采取措施，散热不均衡的问题将持续恶化。
缺点2：S型水道整个路径迂回环绕，阻力较大，水的能量损失大，因此对水泵提出了更高的要求。
缺点3：风冷散热系统中，受空气和散热翅片的传热系数影响，只适合于小功率器件或变压器的散热，对于稍大的功率器件无法满足散热需求，另外，风冷散热的效率低，不稳定，风扇工作中存在噪音和灰尘堆积，不利于提升整个产品的性能和外观形象。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电动汽车均衡散热装置，用于解决S型水道散热装置散热不均衡，水流阻力大，对水泵要求高的问题。
本发明是这样实现的：
一种电动汽车均衡散热装置，包括冷却水道、导流板和导流板驱动电机；
所述冷却水道的截面为矩形，冷却水道的底部设置有多个圆柱形的散热柱，冷却水道的一端的中部设置有进水口；
所述导流板通过一转轴可摆动的设置于冷却水道内部所述进水口处；
所述导流板驱动电机设置于冷却水道背部，并与导流板的转轴传动连接。
进一步的，还包括控制器和两个以上温度传感器，所述导流板驱动电机和温度传感器连接于所述控制器；
所述冷却水道的背部与电动汽车的功率器件贴合；
所述温度传感器设置于冷却水道与功率器件的贴合面上的不同位置，用于检测功率器件不同位置的温度；
所述控制器用于根据温度传感器所检测到的功率器件不同位置的温度，控制导流板的角度，将冷却液导流至功率器件温度较高的位置。
进一步的，所述导流板驱动电机为带减速器的永磁同步电机。
进一步的，所述冷却水道的材质为铝合金，冷却水道与功率器件之间涂设有导热硅胶层。
为解决上述技术问题，本发明提供的另一技术方案为：
一种电动汽车均衡散热方法，电动汽车的功率器件设置了以上所述的均衡散热装置，所述电动汽车均衡散热方法包括以下步骤：
所述控制器采集各温度传感器所检测到的温度值，判断所述温度值是否大于预设的第一温度值，若是，则启动均衡散热控制；若否，则保持导流板的当前角度，并继续监测温度传感器的输出数据；
所述均衡散热控制包括：比较所采集到的各温度传感器的温度值，并根据所述温度值确定功率器件散热效果最差的部位；
控制导流板驱动电机调整导流板的角度，将冷却液导流至冷却水道中与所述功率器件散热效果最差的部位所对应的位置。
进一步的，所述均衡散热控制还包括：
判断是否有两个以上所述温度值大于第二温度值，若是，则根据大于第二温度值的温度传感器所在的位置确定功率器件散热效果差的部位，以及计算将冷却液导流至各散热效果差的部位导流板所对应的各导流角度；
控制导流板驱动电机驱动导流板来回摆动，并使导流板在所述各导流角度停留大于预设时长。
进一步的，所述均衡散热装置还包括设置于进水管道上的调速泵，所述调速泵连接于控制器；
所述均衡散热控制还包括：
判断是否有至少一个所述温度值大于第三温度值，若是，则提高调速泵的泵水速率。
本发明的有益效果为：
本发明电动汽车均衡散热装置及方法采用矩形冷却水道，水道内设置有散热柱，在冷却水道的进水口设置有导流板和导流板驱动电机，可将冷却液导流至散热需要高的部位，可实现均衡散热目的，有效防止电动功率器件散热不均匀恶化；并且冷却水道的截面积大，水流阻力小，对水泵要求低。
附图说明
图1为本发明实施方式电动汽车均衡散热装置的结构示意图；
图2为图1中A-A向的剖视图；
图3为图1中B-B向的剖视图；
图4为图3的侧面视图；
图5为本发明实施方式中电动汽车均衡散热装置的电气连接示意图；
图6为本发明实施方式电动汽车均衡散热方法的流程图。
标号说明：
1、冷却水道；2、散热柱；3、导流板；4、导流板驱动电机；5、进水口。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1至图4，本发明实施方式，一种电动汽车均衡散热装置，其包括了冷却水道1、导流板3和导流板驱动电机4。
其中，所述冷却水道1为截面为矩形的方形水道，在冷却水道1内的底部设置有多个圆柱形的散热柱2，在冷却水道1的一端的中部设置有进水口5。汽车冷却液由所述进水口5流入至冷却水道1内，并与内壁以及其中的散热柱2进行热交换，从而将热量带走，实现冷却目的。
其中，所述导流板3设置于冷却水道内的进水口5处，起到引导冷却液的作用，导流板3通过转轴可旋转(可摆动)的设置于水道内，所述导流板驱动电机4设置于冷却水道1的背部，驱动电机的转轴与转轴固联，因此导流板驱动电机4旋转时即可驱动导流板摆动(即调整导流板角度)，从而实现将冷却液更多的导流至冷却水道内的某一位置。
优选的，所述导流板驱动电机为带减速器的永磁同步电机，所述冷却水道为铝合金材质。
请参阅图5，在本实施方式中，所述电动汽车均衡散热装置还包括控制器和两个以上温度传感器，所述导流板驱动电机4和温度传感器连接于所述控制器；
所述冷却水道1的背部与电动汽车的功率器件(如驱动电机、电源模块等)贴合；所述温度传感器设置于冷却水道2与功率器件的贴合面上的不同位置，用于检测功率器件不同位置的温度。为了提高功率器件与冷却水道之间的热传递效率，所述冷却水道与功率器件之间涂设有导热硅胶层。
所述控制器用于根据温度传感器所检测到的功率器件不同位置的温度，控制导流板的角度，将冷却液导流至功率器件温度较高的位置。
本实施方式通过检测功率器件散热面的温度，确定散热较差的部位，引导水流流向散热效果较差的部位，达到功率器件的散热均衡。
请参阅图6，为本发明另一实施方式电动汽车均衡散热方法的流程图。所述电动汽车的功率器件设置了上述实施方式中的均衡散热装置，本电动汽车均衡散热方法包括以下步骤：
所述控制器采集各温度传感器所检测到的温度值，判断所述温度值是否大于预设的第一温度值(如至少一个温度值大于60℃)，若是，则启动均衡散热控制；若否，则保持导流板3的当前角度，并继续监测温度传感器的输出数据。
其中，所述均衡散热控制包括：比较所采集到的各温度传感器的温度值，并根据所述温度值确定功率器件散热效果最差的部位，温度值最高的位置为散热效果最差的部位；
控制导流板驱动电机调整导流板的角度，将冷却液导流至冷却水道中与所述功率器件散热效果最差的部位所对应的位置。
例如，此时检测到位于冷却水道左侧的温度传感器的温度高于第一温度值，此时控制导流板向冷却水道左侧摆，将冷却液导流至水道左侧。
进一步的，在本方式中，所述均衡散热控制还包括：
判断是否有两个以上所述温度值大于第二温度值(如80℃)，第二温度值大于第一温度值，若是，则说明此时功率器件的温度较高，且不只一个部位出现散热不均衡，因此根据大于第二温度值的温度传感器所在的位置确定功率器件散热效果差的部位(即温度值大于第二温度值所在的部位)，以及计算将冷却液导流至各散热效果差的部位导流板所对应的各导流角度；
控制导流板驱动电机驱动导流板来回摆动，并使导流板在所述各导流角度停留大于预设时长。
例如，此时检测到冷却水道1的左侧和右侧的温度传感器的温度大于第二温度值，此时确定冷却水道1的左侧和右侧为功率器件散热效果差的部位；并计算出导流板3将冷却液导流至冷却水道1的左侧和右侧分别需要的导流角度A1和A2；
此时，控制导流板3在水道内左右摆动，并使导流板3摆动到A1和A2角度时，分别停留3～5秒钟。
本实施方式即能满足整体散热需求，同时又能兼顾到多个散热不均衡部位的均衡散热需要，提高了冷却水道的散热效果。
与上一实施方式一同的，在一实施方式中，所述均衡散热装置还包括设置于进水管道上的调速泵，所述调速泵连接于控制器，调速泵用于调整进水口的冷却液流速。
所述均衡散热控制还包括：
判断是否有至少一个所述温度值大于第三温度值(如100℃)，若是，则说明此时冷却水道的总散热量不足于满足功率器件的散热要求，因此本实施方式通过提高调速泵的泵水速率，提高冷却液的流速，来提高冷却水道的总散热量。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种电动汽车均衡散热装置，其特征在于，包括冷却水道、导流板和导流板驱动电机；
所述冷却水道的截面为矩形，冷却水道的底部设置有多个圆柱形的散热柱，冷却水道的一端的中部设置有进水口；
所述导流板通过一转轴可摆动的设置于冷却水道内部所述进水口处；
所述导流板驱动电机设置于冷却水道背部，并与导流板的转轴传动连接；
所述电动汽车均衡散热装置还包括控制器和两个以上温度传感器，所述导流板驱动电机和温度传感器连接于所述控制器；
所述冷却水道的背部与电动汽车的功率器件贴合；
所述温度传感器设置于冷却水道与功率器件的贴合面上的不同位置，用于检测功率器件不同位置的温度；
所述控制器用于根据温度传感器所检测到的功率器件不同位置的温度，控制导流板的角度，将冷却液导流至功率器件温度较高的位置。
2.根据权利要求1所述的电动汽车均衡散热装置，其特征在于，所述导流板驱动电机为带减速器的永磁同步电机。
3.根据权利要求1所述的电动汽车均衡散热装置，其特征在于，所述冷却水道的材质为铝合金，冷却水道与功率器件之间涂设有导热硅胶层。
4.一种电动汽车均衡散热方法，其特征在于，电动汽车的功率器件设置了权利要求1至3任一所述的均衡散热装置，所述电动汽车均衡散热方法包括以下步骤：
所述控制器采集各温度传感器所检测到的温度值，判断所述温度值是否大于预设的第一温度值，若是，则启动均衡散热控制；若否，则保持导流板的当前角度，并继续监测温度传感器的输出数据；
所述均衡散热控制包括：比较所采集到的各温度传感器的温度值，并根据所述温度值确定功率器件散热效果最差的部位；
控制导流板驱动电机调整导流板的角度，将冷却液导流至冷却水道中与所述功率器件散热效果最差的部位所对应的位置。
5.根据权利要求4所述的电动汽车均衡散热方法，其特征在于，所述均衡散热控制还包括：
判断是否有两个以上所述温度值大于第二温度值，若是，则根据大于第二温度值的温度传感器所在的位置确定功率器件散热效果差的部位，以及计算将冷却液导流至各散热效果差的部位导流板所对应的各导流角度，其中，第二温度值大于第一温度值；
控制导流板驱动电机驱动导流板来回摆动，并使导流板在所述各导流角度停留大于预设时长。
6.根据权利要求5所述的电动汽车均衡散热方法，其特征在于，所述均衡散热装置还包括设置于进水管道上的调速泵，所述调速泵连接于控制器；
所述均衡散热控制还包括：
判断是否有至少一个所述温度值大于第三温度值，若是，则提高调速泵的泵水速率；其中，第三温度值大于第二温度值。
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