CN106945507A - 一种电动汽车冷却系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车冷却系统，它包括一体化控制机柜、动力电机、散热器、水泵、温度传感器和压力传感器；所述的散热器设置有冷却风扇和转速传感器，转速传感器用于检测冷却风扇的转速；一体化控制柜分别通过水管连接水泵和动力电机，动力电机的出水口通过水管连接散热器的进水口，散热器的出水口通过水管连接水泵进水口；一体化控制柜和水泵之间的水管上设置有两个三通，其中一个三通上安装温度传感器，另一个三通上安装压力传感器。本发明有助于实时监控和解决电动汽车冷却系统工作中的诸多问题；具体地，本发明实时反馈冷却系统主要部件故障和实时数据；考虑环境影响，调节水泵装束，节能环保，提升电动汽车冷却系统的智能度及经济性。

Description

一种电动汽车冷却系统及控制方法
技术领域
本发明涉及电动车领域，特别涉及一种电动汽车冷却系统及控制方法。
背景技术
电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于电动汽车对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。电动汽车行驶过程中，由于动力电机及一体化控制柜需要进行散热，但现有技术状态下，冷却系统工作状态无法实时监控，冷却效果无法从外界定量分析，且冷却系统部件故障难以排查。
现有技术主要有以下缺点：
1、冷却系统主要部件故障和实时数据无法反馈；
2、未考虑环境影响：车辆上电，冷却系统即开始工作，且无论外界环境问题高低，水泵均以相同转速运转，不利于节能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以检测冷却系统主要部件是否故障以及获取主要部件实时数据的电动汽车冷却系统及控制方法，提升电动汽车冷却系统的智能度及经济性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种电动汽车冷却系统，它包括一体化控制机柜、动力电机、散热器、水泵、温度传感器和压力传感器；
所述的散热器设置有冷却风扇和转速传感器，转速传感器用于检测冷却风扇的转速；
一体化控制柜分别通过水管连接水泵和动力电机，动力电机的出水口通过水管连接散热器的进水口，散热器的出水口通过水管连接水泵进水口；
一体化控制柜和水泵之间的水管上设置有两个三通，其中一个三通上安装温度传感器，另一个三通上安装压力传感器。
作为优选方式，本发明还包括整车控制器，温度传感器和压力传感器通过信号线连接到整车控制器的信号输入端；
水泵通过电源线、信号线以及调速线连接到整车控制器；
冷却风扇通过电源线连接整车控制器，转速传感器通过信号线连接整车控制器。
作为优选方式，本发明还包括智能终端，整车控制器通过CAN网络连接智能终端。
一种电动汽车冷却系统控制方法，包括一体化控制机柜、动力电机、散热器、水泵、温度传感器、压力传感器和整车控制器；
所述的散热器设置有冷却风扇和转速传感器，转速传感器集成到冷却风扇上，转速传感器用于检测冷却风扇的转速；
一体化控制柜分别通过水管连接水泵和动力电机，动力电机的出水口通过水管连接散热器的进水口，散热器的出水口通过水管连接水泵进水口；
温度传感器和压力传感器通过信号线连接到整车控制器的信号输入端；
水泵通过电源线、信号线以及调速线连接到整车控制器；
冷却风扇通过电源线和信号线连接整车控制器；
水泵电源和冷却风扇电源均由整车控制器控制，整车控制器检测动力电机的温度，并根据动力电机的温度，对水泵和冷却风扇进行开关控制。
作为优选方式，水泵内部集成有用于检测水泵转速和/或检测水泵是否故障的传感器，传感器与整车控制器连接。
本发明的有益效果是：本发明有助于实时监控和解决电动汽车冷却系统工作中的诸多问题；具体地，本发明实时反馈冷却系统主要部件故障和实时数据；考虑环境影响，调节水泵装束，节能环保，提升电动汽车冷却系统的智能度及经济性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明控制逻辑示意图；
图3为水泵故障信号输出示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1～图3所示，冷却系统由水泵、散热器总成(散热器、冷却风扇)、冷却管路等部件组成，冷却水泵提供整个冷却系统水循环动力，冷却水经过一体化控制柜、动力电机等被冷却部件后，流经散热器的散热芯体，该过程中，电子风扇吹/吸风，带走冷却水中的热量，冷却后的冷却液再次通过水泵，进入下一次冷却循环。
一种电动汽车冷却系统，它包括一体化控制机柜、动力电机、散热器、水泵、温度传感器和压力传感器；
所述的散热器设置有冷却风扇和转速传感器，转速传感器用于检测冷却风扇的转速；
一体化控制柜分别通过水管连接水泵和动力电机，动力电机的出水口通过水管连接散热器的进水口，散热器的出水口通过水管连接水泵进水口；
一体化控制柜和水泵之间的水管上设置有两个三通，其中一个三通上安装温度传感器，另一个三通上安装压力传感器。
优选地，本发明还包括整车控制器，温度传感器和压力传感器通过信号线连接到整车控制器的信号输入端；
水泵通过电源线、信号线以及调速线连接到整车控制器；
冷却风扇通过电源线连接整车控制器，转速传感器通过信号线连接整车控制器。
优选地，本发明还包括智能终端，整车控制器通过CAN网络连接智能终端。
一种电动汽车冷却系统控制方法，包括一体化控制机柜、动力电机、散热器、水泵、温度传感器、压力传感器和整车控制器；
所述的散热器设置有冷却风扇和转速传感器，转速传感器集成到冷却风扇上，转速传感器用于检测冷却风扇的转速；
一体化控制柜分别通过水管连接水泵和动力电机，动力电机的出水口通过水管连接散热器的进水口，散热器的出水口通过水管连接水泵进水口；
温度传感器和压力传感器通过信号线连接到整车控制器的信号输入端；
水泵通过电源线、信号线以及调速线连接到整车控制器；
冷却风扇通过电源线和信号线连接整车控制器；
水泵电源和冷却风扇电源均由整车控制器控制，整车控制器检测动力电机的温度，并根据动力电机的温度，对水泵和冷却风扇进行开关控制。
优选地，水泵内部集成有用于检测水泵转速和/或检测水泵是否故障的传感器，传感器与整车控制器连接。
本发明的控制逻辑是，水泵和冷却风扇(或电子风扇)电源由整车控制器(VCU)控制，即VCU根据动力电机提供的温度数据，对水泵和电子风扇进行开关控制，例如：当动力电机温度达到50℃时，VCU控制冷却水泵和电子风扇打开，整个冷却系统开始工作。同时根据温度高低对水泵进行调速(即高温时增大水泵转速，提高系统冷却水流速，加快冷却)，冷却系统控制逻辑见图2。
冷却水泵故障监测：水泵不正常工作有以下几种情况：(1)泵内无液体；(2)水泵故障不工作；(3)无PWM调速信号。目前部分水泵自身带有故障输出功能，可通过故障信号输出，让外界远程判断故障原因。例如，图3为一款水泵故障输出示意：通过方波输出来显示故障信号，而方波信号的不同占空比的来区分水泵故障类型。水泵工作时可输出波形信号，需要VCU来接收该信号，判别此时水泵是否有故障及其故障类型，而后再转换成报文发送给智能终端(GPS)，从而进行远程监控水泵工作状态。
冷却风扇故障监测：冷却风扇的主要作用是通过吸风或者排风迅速散去散热水箱芯体上的热量，降低冷却水温，从而让其更好地参与下一个冷却循环。通过现有散热风扇的故障分析，散热风扇失效的主要故障点为散热风扇损坏，而检测散热器转速即可知道散热风扇是否正常运行。也就是说，只要在散热风扇上增加一个转速传感器，即可通过散热风扇的转速对散热风扇的工作状态进行监控。判断方法：在额定电压下，散热风扇的转速值在一个范围内(如某款使用的散热风扇转速为2200±200r/min)，通过数据采集的散热风扇的实际转速与额定转速相比较，可判断散热风扇是否正常工作。
冷却循环水路故障监测：监测水冷系统内部水温和水压信息，为水冷系统冷却效果和控制器及电机报温度过高时故障分析服务。目前水冷系统的温度采集是由电机旋变和电机控制器内部传感器经过电机控制器计算之后得出的，相当于间接算出的水温。循环水路采用温度传感器可以直接测试水温，这对分析水冷系统效率和冷却效果有极大帮助。采用压力传感器可监测冷却系统水路是否畅通或泄露的问题，对于整个水循环系统的工作状态有清楚的了解，便于定量分析。
本发明VCU来接收相应传感器信息，通过CAN网络发给智能终端，便于远程查看数据。若水温高于某个温度值时，说明整个冷却系统水温过高，需排查冷却系统部件是否出现故障；若水压高于某个压力值，则说明系统水路可能发生堵塞，或膨胀水箱出现故障；若水压低于某个压力值，说明整个系统水路可能发生泄漏。经过这些数据的支撑，可大大缩小整个系统故障排查范围。
本发明具有的突出特点是：
1、整个冷却系统工作通过整车控制器控制，根据环境的变化及部件温度做出相应调整；
2、整车控制器通过传感器反馈出的水泵和冷却风扇故障，发送给智能终端，进行远程监控；
3、冷却系统管路中增加压力传感器和水温传感器，并将采集到的数据实时反馈到整车控制器VCU，然后VCU通过CAN报文发送给智能终端，进行远程监控和数据采集。
本发明的优点：
1、整个冷却系统控制通过整车控制器控制，对环境的变化及部件温度能够做出相应调整，适应性更强，有利于节省能源；
2、整车控制器通过传感器反馈出的水泵和冷却风扇故障，发送给智能终端，可远程监控冷却系统故障，大大降低了故障排查难度；
3、冷却系统管路中增加压力传感器和水温传感器，并将采集到的数据实时反馈到整车控制器VCU，然后VCU发送给智能终端，便于远程对冷却系统进行监控和数据采集。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电动汽车冷却系统，其特征在于：它包括一体化控制机柜、动力电机、散热器、水泵、温度传感器和压力传感器；
所述的散热器设置有冷却风扇和转速传感器，转速传感器用于检测冷却风扇的转速；
一体化控制柜分别通过水管连接水泵和动力电机，动力电机的出水口通过水管连接散热器的进水口，散热器的出水口通过水管连接水泵进水口；
一体化控制柜和水泵之间的水管上设置有两个三通，其中一个三通上安装温度传感器，另一个三通上安装压力传感器。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车冷却系统，其特征在于：它还包括整车控制器，温度传感器和压力传感器通过信号线连接到整车控制器的信号输入端；
水泵通过电源线、信号线以及调速线连接到整车控制器；
冷却风扇通过电源线连接整车控制器，转速传感器通过信号线连接整车控制器。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车冷却系统，其特征在于：它还包括智能终端，整车控制器通过CAN网络连接智能终端。
4.一种电动汽车冷却系统控制方法，其特征在于：它包括一体化控制机柜、动力电机、散热器、水泵、温度传感器、压力传感器和整车控制器；
所述的散热器设置有冷却风扇和转速传感器，转速传感器集成到冷却风扇上，转速传感器用于检测冷却风扇的转速；
一体化控制柜分别通过水管连接水泵和动力电机，动力电机的出水口通过水管连接散热器的进水口，散热器的出水口通过水管连接水泵进水口；
温度传感器和压力传感器通过信号线连接到整车控制器的信号输入端；
水泵通过电源线、信号线以及调速线连接到整车控制器；
冷却风扇通过电源线和信号线连接整车控制器；
水泵电源和冷却风扇电源均由整车控制器控制，整车控制器检测动力电机的温度，并根据动力电机的温度，对水泵和冷却风扇进行开关控制。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车冷却系统控制方法，其特征在于：水泵内部集成有用于检测水泵转速和/或检测水泵是否故障的传感器，传感器与整车控制器连接。
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