CN106374682A - 一种混合动力电机冷却方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车冷却技术领域，特别涉及一种混合动力电机冷却方法及系统，该方法包括：获取混合动力电机的温度以及功率；根据所述温度或/和所述功率，控制电子水泵工作在不同的工作状态；并根据所述温度，对混合动力电机进行不同的功率限制。通过本发明，可以有效地对混合动力电机进行冷却。

Description

一种混合动力电机冷却方法及系统
技术领域
本发明涉及汽车冷却技术领域，特别涉及一种混合动力电机冷却方法及系统。
背景技术
BSG混合动力技术因对发动机原有结构改动小，宜实现产业化，是现阶段最好的节油方案。
BSG混合动力技术包括一个传统的发动机和一个BSG电机，发动机与BSG电机均采用水冷方式冷却，BSG电机冷却水路与发动机冷却水路并行设计，现有技术中采用电子水泵控制BSG电机冷却水路。控制方法是电子水泵根据BSG电机的温度控制冷却水流量，并根据BSG电机温度控制其输出电流，从而保证BSG电机工作在合理温度范围之内。一般，电子水泵连续维持在固定转速工作，即上电后就保持运行，从而保证对BSG电机冷却。
现有的控制BSG电机冷却水路冷却的方式具有以下缺点：
(1)不同的BSG电机温度下流经其冷却水的流量是一样的，存在能量的浪费。
(2)电子水泵的流量是开环控制的，不能根据实际BSG电机温度实时修正。
(3)如果电子水泵故障或电子水泵流量过低，BSG电机将温度过高容易损坏。
发明内容
本发明提供了一种混合动力电机冷却方法及系统，以有效地对混合动力电机进行冷却。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种混合动力电机冷却方法，所述方法包括：
获取混合动力电机的温度以及功率；
根据所述温度或/和所述功率，控制电子水泵工作在不同的工作状态；
并根据所述温度，对混合动力电机进行不同的功率限制。
优选地，所述根据所述温度或/和所述功率，控制电子水泵工作在不同的工作状态包括：
当所述温度小于正常温度值或/和所述功率小于第一功率值时，控制所述电子水泵工作在低速状态；
当所述温度大于或等于正常温度值且小于高温阈值，或/和所述功率大于等于第一功率值小于第二功率值时，控制所述电子水泵工作在中速状态；
当所述温度大于或等于高温阈值且小于第一温度值，或/和所述功率大于第二功率值时，控制所述电子水泵工作在高速状态；
当所述温度大于或等于第一温度值且小于第二温度值时，控制电子水泵工作在高速状态；
当所述温度大于或等于第二温度值时，控制电子水泵工作在高速状态；
其中，所述正常温度值小于所述高温阈值，所述高温阈值小于所述第一温度值，所述第一温度值小于所述第二温度值，所述第二功率值大于所述第一功率值。
优选地，所述根据所述温度，对混合动力电机进行不同的功率限制包括：
当所述温度小于所述第一温度值时，获取混合动力电机的扭矩，记录当前扭矩的持续时间，根据所述持续时间对所述混合动力电机进行最大扭矩限制；
当所述温度大于或等于所述第一温度值且小于所述第二温度值时，根据当前温度对所述混合动力电机的功率进行降功率设置；
当所述温度大于或等于所述第二温度值时，使所述混合动力电机停止工作。
优选地，所述记录当前扭矩的持续时间，根据所述持续时间对所述混合动力电机进行最大扭矩限制包括：
记录当前扭矩的持续时间，并检测所述持续时间是否达到第一时间值；
如果是，对当前扭矩进行限制，使当前扭矩降至限制扭矩，并记录限制扭矩的维持时间；
当所述限制扭矩的维持时间达到第二时间值后，恢复当前扭矩，继续返回记录当前扭矩的持续时间并检测所述持续时间是否达到第一时间值。
优选地，所述限制扭矩为当前扭矩的50％。
优选地，所述根据当前温度对所述混合动力电机的功率进行降功率设置包括：
所述混合动力电机的功率按照以下公式进行设置：Y＝k*X+B；其中，k＝W1/(第一温度值-第二温度值)，B＝W1*第二温度值/(第二温度值-第一温度值)，Y为需要设置的混合动力电机的功率，X为当前温度，W1为第一温度值时混合动力电机的功率。
一种混合动力电机冷却系统，包括：混合动力电机、电子水泵以及控制器，所述控制器分别与所述混合动力电机、所述电子水泵电连接，所述控制器控制所述电子水泵向所述混合动力电机输送冷却水，还包括：分别连接在所述控制器以及所述混合动力电机之间的温度传感器以及功率检测装置；所述控制器通过所述温度传感器获取混合动力电机的温度，通过所述功率检测装置获取混合动力电机的功率，根据所述温度或/和所述功率，控制电子水泵工作在不同的工作状态，并根据所述温度，对混合动力电机进行不同的功率限制。
优选地，所述不同的工作状态包括：低速状态、中速状态、高速状态；
如果所述控制器获取到所述温度小于正常温度值或/和所述功率小于第一功率值，则控制所述电子水泵工作在低速状态；
如果所述控制器获取到所述温度大于或等于正常温度值且小于高温阈值，或/和所述功率大于第一功率值小于第二功率值，则控制所述电子水泵工作在中速状态；
如果所述控制器获取到所述温度大于或等于高温阈值且小于第一温度值，或/和所述功率大于第二功率值，则控制所述电子水泵工作在高速状态；
如果所述控制器获取到所述温度大于或等于第一温度值且小于第二温度值，则控制电子水泵工作在高速状态；
如果所述控制器获取到所述温度大于或等于第二温度值，则控制电子水泵工作在高速状态；
其中，所述正常温度值小于所述高温阈值，所述高温阈值小于所述第一温度值，所述第一温度值小于所述第二温度值，所述第二功率值大于所述第一功率值。
优选地，所述控制器对混合动力电机进行不同的功率限制包括：
当所述温度小于所述第一温度值时，所述控制器获取混合动力电机的扭矩，记录当前扭矩的持续时间，并检测所述持续时间是否达到第一时间值；如果是，对当前扭矩进行限制，使当前扭矩降至限制扭矩，并记录所述限制扭矩的持续时间；当所述限制扭矩的维持时间达到第二时间值后，恢复当前扭矩，继续返回记录当前扭矩的持续时间并检测所述持续时间是否达到第一时间值；
当所述温度大于或等于所述第一温度值且小于所述第二温度值时，所述控制器根据当前温度按照如下公式对所述混合动力电机进行降功率设置：Y＝k*X+B；其中，k＝W1/(第一温度值-第二温度值)，B＝W1*第二温度值/(第二温度值-第一温度值)，Y为需要设置的混合动力电机的功率，X为当前温度，W1为第一温度值时混合动力电机的功率；
当所述温度大于或等于所述第二温度值时，所述控制器控制所述混合动力电机停止工作。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的混合动力电机冷却方法及系统，根据混合动力电机的温度或/和功率，控制电子水泵工作在不同的工作状态，并根据所述混合动力电机的温度，对混合动力电机进行不同的功率限制，即保证了电子水泵工作于最小功耗的工作模式，又对混合动力电机的进行了有效的冷却。
附图说明
图1是本发明实施例混合动力电机冷却方法的一种流程图。
图2是本发明实施例中当混合动力电机的温度大于或等于第一温度值且小于第二温度值时，混合动力电机的功率与当前温度的关系图。
图3是本发明实施例混合动力电机冷却系统的一种结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员能更进一步了解本发明的特征及技术内容，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作详细说明。
如图1是本发明实施例混合动力电机冷却方法的一种流程图，包括以下步骤：
步骤101：开始。
步骤102：获取混合动力电机的温度以及功率。
步骤103：根据所述温度或/和所述功率，控制电子水泵工作在不同的工作状态。
具体地，所述根据所述温度或/和所述功率，控制电子水泵工作在不同的工作状态包括(1)～(5)项5种情况：
(1)当所述温度小于正常温度值或/和所述功率小于第一功率值时，控制所述电子水泵工作在低速状态。
(2)当所述温度大于或等于正常温度值且小于高温阈值，或/和所述功率大于第一功率值小于第二功率值时，控制所述电子水泵工作在中速状态。
(3)当所述温度大于或等于高温阈值且小于第一温度值，或/和所述功率大于第二功率值时，控制所述电子水泵工作在高速状态。
(4)当所述温度大于或等于第一温度值且小于第二温度值时，控制电子水泵工作在高速状态。
(5)当所述温度大于或等于第二温度值时，控制电子水泵工作在高速状态；
其中(1)～(5)项中，所述正常温度值小于所述高温阈值，所述高温阈值小于所述第一温度值，所述第一温度值小于所述第二温度值，所述第二功率值大于所述第一功率值。
需要说明的是，本实施例中，所述正常温度值、高温阈值、第一温度值、第二温度值、第一功率值以及第二功率值由混合动力电机以及电子水泵的流量特性确定，比如，正常温度值为50℃，高温阈值为100℃，第一温度值为135℃，第二温度值为155℃，第一功率值为3kW，第二功率值为8kW。
步骤104：并根据所述温度，对混合动力电机进行不同的功率限制。
具体地，所述根据所述温度，对混合动力电机进行不同的功率限制包括(A)～(C)项3种情况：
(A)当所述温度小于所述第一温度值时，获取混合动力电机的扭矩，记录当前扭矩的持续时间，根据所述持续时间对所述混合动力电机进行最大扭矩限制。
进一步，所述记录当前扭矩的持续时间，根据所述持续时间对所述混合动力电机进行最大扭矩限制包括以下步骤：
步骤201：记录当前扭矩的持续时间，并检测所述持续时间是否达到第一时间值；如果是，执行步骤202；否则，返回执行步骤201。
具体地，第一时间值由混合动力电机的额定功率确定，比如第一时间值为20s。
步骤202：对当前扭矩进行限制，使当前扭矩降至限制扭矩，并记录限制扭矩的维持时间。
具体地，所述限制扭矩可以根据当前需限制混合动力电机的功率确定，比如，所述限制扭矩为当前扭矩的50％。需要说明的是，混合动力电机的扭矩与其功率相对应，在限制混合动力电机的扭矩同时，可以达到限制混合动力电机功率的效果。
步骤203：检测所述限制扭矩的维持时间是否达到第二时间值；如果是，恢复当前扭矩，继续返回执行步骤201。
具体地，第二时间值由混合动力电机的额定功率确定，比如第二时间值为30s。
(B)当所述温度大于或等于所述第一温度值且小于所述第二温度值时，根据当前温度对所述混合动力电机的功率进行降功率设置。
具体地，所述根据当前温度对所述混合动力电机的功率进行降功率设置包括：
所述混合动力电机的功率按照以下公式进行设置：Y＝k*X+B；其中，k＝W1/(第一温度值-第二温度值)，B＝W1*第二温度值/(第二温度值-第一温度值)，Y为需要设置的混合动力电机的功率，X为当前温度，W1为第一温度值时混合动力电机的功率。
具体地，本公式中混合动力电机的功率与当前温度的关系如图2所示。
(C)当所述温度大于或等于所述第二温度值时，使所述混合动力电机停止工作。
综上所述，本发明实施例提供的混合动力电机冷却方法，根据混合动力电机发热量与电子水泵的流量特性对电机冷却进行估算，避免不必要的能量损失；根据混合动力电机的实时温度，对电子水泵的流量进行实时调节；当混合动力电机的温度超出其安全工作范围，对其进行功率限制，防止温度过高损坏。
针对上述混合动力电机冷却方法，本发明实施例还提供了一种混合动力电机系统，如图3所示，该系统包括：混合动力电机、电子水泵以及控制器，所述控制器分别与所述混合动力电机、所述电子水泵电连接，所述控制器控制所述电子水泵向所述混合动力电机输送冷却水，其特征在于，还包括：分别连接在所述控制器以及所述混合动力电机之间的温度传感器以及功率检测装置；所述控制器通过所述温度传感器获取混合动力电机的温度，通过所述功率检测装置获取混合动力电机的功率，根据所述温度或/和所述功率，控制电子水泵工作在不同的工作状态，并根据所述温度，对混合动力电机进行不同的功率限制。
具体地，本发明实施例可以针对不同种类的混合动力电机，比如，BSG电机或ISG电机(ISG，Integrated Starter and Generator，汽车起动发电一体机)等。进一步，功率检测装置包括：电流检测装置与电压检测装置；所述检测装置用于实时检测混合动力电机的电流，所述电压检测装置实时检测混合动力电机的电压，控制器根据所述电流检测装置的电流与所述电压检测装置的电压，直接得到混合动力电机当前的功率。
需要说明的是，在图3中，C表示为冷却水，H表示为热水，ECU为控制器；控制器ECU控制电子水泵向混合动力电机输送冷却水C，而从混合动力电机从来的水则变为带有混合动力电机热量的热水H。
具体地，所述不同的工作状态包括：低速状态、中速状态、高速状态。
如果所述控制器获取到所述温度小于正常温度值或/和所述功率小于第一功率值，则控制所述电子水泵工作在低速状态；如果所述控制器获取到所述温度大于或等于正常温度值且小于高温阈值，或/和所述功率大于第一功率值小于第二功率值，则控制所述电子水泵工作在中速状态；如果所述控制器获取到所述温度大于或等于高温阈值且小于第一温度值，或/和所述功率大于第二功率值，则控制所述电子水泵工作在高速状态；如果所述控制器获取到所述温度大于或等于第一温度值且小于第二温度值，则控制电子水泵工作在高速状态；如果所述控制器获取到所述温度大于或等于第二温度值，则控制电子水泵工作在高速状态；其中，所述正常温度值小于所述高温阈值，所述高温阈值小于所述第一温度值，所述第一温度值小于所述第二温度值，所述第二功率值大于所述第一功率值。
具体地，所述控制器对混合动力电机进行不同的功率限制包括：
当所述温度小于所述第一温度值时，所述控制器获取混合动力电机的扭矩，记录当前扭矩的持续时间，并检测所述持续时间是否达到第一时间值；如果是，对当前扭矩进行限制，使当前扭矩降至限制扭矩，并记录所述限制扭矩的持续时间；当所述限制扭矩的维持时间达到第二时间值后，恢复当前扭矩，继续返回记录当前扭矩的持续时间并检测所述持续时间是否达到第一时间值。
当所述温度大于或等于所述第一温度值且小于所述第二温度值时，所述控制器根据当前温度按照如下公式对所述混合动力电机进行降功率设置：Y＝k*X+B；其中，k＝W1/(第一温度值-第二温度值)，B＝W1*第二温度值/(第二温度值-第一温度值)，Y为需要设置的混合动力电机的功率，X为当前温度，W1为第一温度值时混合动力电机的功率。
当所述温度大于或等于所述第二温度值时，所述控制器控制所述混合动力电机停止工作。
需要说明的是，控制器根据当前温度对混合动力电机进行降功率设置，一般通过控制混合动力电机的扭矩实现。
本发明实施例提供的混合动力电机冷却方法及系统，针对混合动力电机提出了一种全新的降温方式，控制器根据混合动力电机温度与功率，控制电子水泵工作在不同的工作状态，对电子水泵的流量进行实时调节，从而保证了电子水泵处于功耗最小的运行模式；控制器根据混合动力电机的功率与电子水泵的流量特征对混合动力电机冷却情况进行估算，避免不必要的能量损失；控制器根据混合动力电机的温度，对其进行功率限制，防止了混合动力电机温度过高而损坏。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的系统及方法；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种混合动力电机冷却方法，其特征在于，所述方法包括：
获取混合动力电机的温度以及功率；
根据所述温度或/和所述功率，控制电子水泵工作在不同的工作状态；
并根据所述温度，对混合动力电机进行不同的功率限制。
2.根据权利要求1所述的混合动力电机冷却方法，其特征在于，所述根据所述温度或/和所述功率，控制电子水泵工作在不同的工作状态包括：
当所述温度小于正常温度值或/和所述功率小于第一功率值时，控制所述电子水泵工作在低速状态；
当所述温度大于或等于正常温度值且小于高温阈值，或/和所述功率大于等于第一功率值小于第二功率值时，控制所述电子水泵工作在中速状态；
当所述温度大于或等于高温阈值且小于第一温度值，或/和所述功率大于第二功率值时，控制所述电子水泵工作在高速状态；
当所述温度大于或等于第一温度值且小于第二温度值时，控制电子水泵工作在高速状态；
当所述温度大于或等于第二温度值时，控制电子水泵工作在高速状态；
其中，所述正常温度值小于所述高温阈值，所述高温阈值小于所述第一温度值，所述第一温度值小于所述第二温度值，所述第二功率值大于所述第一功率值。
3.根据权利要求2所述的混合动力电机冷却方法，其特征在于，所述根据所述温度，对混合动力电机进行不同的功率限制包括：
当所述温度小于所述第一温度值时，获取混合动力电机的扭矩，记录当前扭矩的持续时间，根据所述持续时间对所述混合动力电机进行最大扭矩限制；
当所述温度大于或等于所述第一温度值且小于所述第二温度值时，根据当前温度对所述混合动力电机的功率进行降功率设置；
当所述温度大于或等于所述第二温度值时，使所述混合动力电机停止工作。
4.根据权利要求3所述的混合动力电机冷却方法，其特征在于，所述记录当前扭矩的持续时间，根据所述持续时间对所述混合动力电机进行最大扭矩限制包括：
记录当前扭矩的持续时间，并检测所述持续时间是否达到第一时间值；
如果是，对当前扭矩进行限制，使当前扭矩降至限制扭矩，并记录限制扭矩的维持时间；
当所述限制扭矩的维持时间达到第二时间值后，恢复当前扭矩，继续返回记录当前扭矩的持续时间并检测所述持续时间是否达到第一时间值。
5.根据权利要求4所述的混合动力电机冷却方法，其特征在于，所述限制扭矩为当前扭矩的50％。
6.根据权利要求3所述的混合动力电机冷却方法，其特征在于，所述根据当前温度对所述混合动力电机的功率进行降功率设置包括：
所述混合动力电机的功率按照以下公式进行设置：Y＝k*X+B；其中，k＝W1/(第一温度值-第二温度值)，B＝W1*第二温度值/(第二温度值-第一温度值)，Y为需要设置的混合动力电机的功率，X为当前温度，W1为第一温度值时混合动力电机的功率。
7.一种混合动力电机冷却系统，包括：混合动力电机、电子水泵以及控制器，所述控制器分别与所述混合动力电机、所述电子水泵电连接，所述控制器控制所述电子水泵向所述混合动力电机输送冷却水，其特征在于，还包括：分别连接在所述控制器以及所述混合动力电机之间的温度传感器以及功率检测装置；所述控制器通过所述温度传感器获取混合动力电机的温度，通过所述功率检测装置获取混合动力电机的功率，根据所述温度或/和所述功率，控制电子水泵工作在不同的工作状态，并根据所述温度，对混合动力电机进行不同的功率限制。
8.根据权利要求7所述的混合动力电机冷却系统，其特征在于，所述不同的工作状态包括：低速状态、中速状态、高速状态；
如果所述控制器获取到所述温度小于正常温度值或/和所述功率小于第一功率值，则控制所述电子水泵工作在低速状态；
如果所述控制器获取到所述温度大于或等于正常温度值且小于高温阈值，或/和所述功率大于第一功率值小于第二功率值，则控制所述电子水泵工作在中速状态；
如果所述控制器获取到所述温度大于或等于高温阈值且小于第一温度值，或/和所述功率大于第二功率值，则控制所述电子水泵工作在高速状态；
如果所述控制器获取到所述温度大于或等于第一温度值且小于第二温度值，则控制电子水泵工作在高速状态；
如果所述控制器获取到所述温度大于或等于第二温度值，则控制电子水泵工作在高速状态；
其中，所述正常温度值小于所述高温阈值，所述高温阈值小于所述第一温度值，所述第一温度值小于所述第二温度值，所述第二功率值大于所述第一功率值。
9.根据权利要求8所述的混合动力电机冷却系统，其特征在于，所述控制器对混合动力电机进行不同的功率限制包括：
当所述温度小于所述第一温度值时，所述控制器获取混合动力电机的扭矩，记录当前扭矩的持续时间，并检测所述持续时间是否达到第一时间值；如果是，对当前扭矩进行限制，使当前扭矩降至限制扭矩，并记录所述限制扭矩的持续时间；当所述限制扭矩的维持时间达到第二时间值后，恢复当前扭矩，继续返回记录当前扭矩的持续时间并检测所述持续时间是否达到第一时间值；
当所述温度大于或等于所述第一温度值且小于所述第二温度值时，所述控制器根据当前温度按照如下公式对所述混合动力电机进行降功率设置：Y＝k*X+B；其中，k＝W1/(第一温度值-第二温度值)，B＝W1*第二温度值/(第二温度值-第一温度值)，Y为需要设置的混合动力电机的功率，X为当前温度，W1为第一温度值时混合动力电机的功率；
当所述温度大于或等于所述第二温度值时，所述控制器控制所述混合动力电机停止工作。
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