CN108528184B - 一种电驱冷却系统及电驱冷却控制方法 - Google Patents

一种电驱冷却系统及电驱冷却控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明适用于新能源汽车技术领域，提供了一种电驱冷却系统及电驱冷却控制方法，该方法包括如下步骤：周期接收电机控制器发送的电驱参数；当电驱冷却装置处于关闭状态时，基于电驱参数及扭矩请求中的扭矩请求值来控制电驱冷却装置开启；或者是当电驱冷却装置处于开启状态时，基于电驱参数及扭矩请求中的扭矩请求值来控制电驱冷却装置关闭。当出现扭矩请求值或扭矩反馈值过大，即在短时间内可能产生大量热量，提前开启冷却系统，对电机和电机控制器及时进行冷却，可以有效避免电机或电机控制器在温度传感器延迟时段内积累大量热量，延迟电驱的寿命，降低故障率。

Description

一种电驱冷却系统及电驱冷却控制方法
技术领域
本发明属于新能源汽车技术领域，提供了一种电驱冷却系统及电驱冷却控制方法。
背景技术
随着新能源汽车的不断发展，人们对新能源汽车提出了越来越高的要求。不仅关注新能源汽车节能环保的特点，又对新能源汽车的能耗以及使用寿命提出了更高的要求。电驱系统(驱动电机和电机控制器)是新能源汽车上至关重要的部件，温度是影响电机及电机控制器的寿命的一个重要因素。温度越高，电机和电机控制器的寿命就越低，但是如果始终开启冷却系统，能耗又比较大，造成了不必要的浪费，那么如何控制驱动系统的冷却问题就成了一个重要的课题。
目前新能源汽车使用的冷却系统及其控制策略，只是单纯基于用驱动电机和电机控制器的温度来控制冷却系统的开启及关闭。由于温度传感器反应时间的滞后性，导致冷却系统开启延迟，若在延迟的时间内出现热量急剧积累，就会伤害电机控制器的相关电路及器件，影响寿命，严重的甚至会损坏器件，长此以往也会对永磁同步电机磁钢造成不可逆的影响。
发明内容
本发明实施例提供一种电驱冷却系统及冷却控制方法，基于温度及扭矩来控制电驱冷却装置，根据需求提前开启冷却系统，提高电驱系统的寿命。
本发明是这样实现的，一种电驱冷却系统，该系统包括：
驱动电机，与驱动电机通信连接的电机控制器，与电机控制器通信连接的整车控制器，与整车控制器通信线束连接的电驱冷却装置；其中，
电机控制器用于监测电驱参数，并将电驱参数周期发送至整车控制器，电驱参数包括：电机温度，电机反馈扭矩，电机转速、电机控制器温度、电机温度传感器故障信号及电机控制器温度传感器故障信号；
整车控制器基于电机控制器反馈的电驱参数及整车控制器发送的扭矩请求值来控制电驱冷却装置的开启与关闭，电驱冷却装置用于给电机控制器及电机进行冷却。
本发明是这样实现的，一种基于电驱冷却系统的电驱冷却控制方法，该方法包括如下步骤：
S1、周期接收电机控制器发送的电驱参数，其中，电驱参数至少包括：电机温度，电机反馈扭矩，电机转速、电机控制器温度、电机温度传感器故障信号、及电机控制器温度传感器故障信号；
S2、当电驱冷却装置处于关闭状态时，基于电驱参数及扭矩请求值来控制电驱冷却装置开启；
或者是，当电驱冷却装置处于开启状态时，基于电驱参数及扭矩请求值来控制电驱冷却装置关闭。
进一步的，在基于电驱参数及扭矩请求值来控制电驱冷却装置开启的同时，基于电驱参数中的电机温度、电机控制器温度、及电机反馈扭矩、电机请求扭矩来调节冷却装置的冷却速率。
进一步的，基于电驱参数及扭矩请求值来控制电驱冷却装置开启具体如下：
判断电驱参数及扭矩请求值是否满足下列条件中的任一条件，若判断结果为是，则启动电驱冷却装置；
条件1：电机温度传感器出现故障；
条件2：电机控制器温度传感器出现故障；
条件3：电机温度高于电机温度阈值Tc；
条件4：电机控制器温度高于电机控制器温度阈值Tm；
条件5：扭矩请求值大于请求扭矩设定值Tq；
条件6：基于扭矩反馈值及电机转速来判断电机处于堵转状态。
进一步的，基于扭矩反馈值及电机转速来判断电机是否处于堵转态，具体包括如下步骤：
S41、判断电机扭矩反馈值是否大于反馈扭矩设定值，若判定结果为是，执行步骤S42。
S42、判断电机转速小于转速设定值，若判定结果为是，则判断电机处于堵转状态。
进一步的，基于电驱参数及扭矩请求值来控制电驱冷却装置关闭，具体包括如下步骤：
判断电驱参数及扭矩请求值是否均满足下列条件，若判断结果为是，则关闭电驱冷却装置；
条件1：电机温度传感器未出现故障；
条件2：电机控制器温度传感器未出现故障；
条件3：电机温度低于电机温度阈值Tc′；
条件4：电机控制器温度低于电机控制器温度阈值Tm′；
条件5：扭矩请求中的扭矩请求值低于请求扭矩设定值Tq′；
条件6：电机处于非堵转状态。
进一步的，非堵转状态是指电机反馈扭矩低于反馈扭矩设定值，或电机转速低于转速设定值。
本发明实施例提供的电驱冷却系统及冷却控制方法具有如下有益效果：
1.基于温度及扭矩来控制电驱冷却装置，当出现扭矩请求值或扭矩反馈值过大，即在短时间内可能产生大量热量，提前开启冷却系统，对电机和电机控制器及时进行冷却，可以有效避免电机或电机控制器在温度传感器延迟时段内积累大量热量，延迟电驱的寿命，降低故障率。
2.当扭矩反馈值及扭矩请求值较小，且电机及电机控制器的温度较低时，不可能导致电机或电机控制器温度过高，控制电驱冷却装置关闭，以达到降低能耗的目的。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电驱冷却系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的整车控制器端的电驱冷却控制方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本发明实施例提供的电驱冷却系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出于本发明实施例相关的部分。
该电驱冷却系统包括：
电机，与电机通信连接的电机控制器，与电机控制器通信连接的整车控制器，与整车控制器线束连接的电驱冷却装置；其中，
电机控制器用于监测电驱参数，并将电驱参数周期发送至整车控制器，电驱参数包括：电机温度，电机反馈扭矩，电机转速、电机控制器温度、电机温度传感器故障信号及电机控制器温度传感器故障信号；
整车控制器基于电驱参数及扭矩请求值来控制电驱冷却装置的开启与关闭，电驱冷却装置一般由水泵及风扇组成，用于对电驱，即电机控制器及电机进行冷却。
图2为本发明实施例提供的整车控制器端的电驱冷却控制方法流程图，该方法包括如下步骤：
S1、周期接收电机控制器发送的电驱参数，其中，电驱参数至少包括：电机温度，电机反馈扭矩，电机转速、电机控制器温度、电机温度传感器故障信号、及电机控制器温度传感器故障信号；
S2、当电驱冷却装置处于关闭状态时，基于电驱参数及扭矩请求值来控制电驱冷却装置开启，或者是，当电驱冷却装置处于开启状态时，基于电驱参数及扭矩请求值来控制电驱冷却装置关闭。
扭矩请求是整车控制器综合档位状态、油门踏板状态、电池可允许最大放电功率、电机可允许最大扭矩等信号生成，并周期性的发送至CAN总线，电机反馈扭矩是电机的实际输出扭矩；
在本发明实施例中，在基于电驱参数及扭矩请求值来控制电驱冷却装置开启的同时，基于电机温度、电机控制器温度、及电机反馈扭矩、电机请求扭矩来调节冷却装置的冷却速率，即调节风扇及水泵的档位。
在本发明实施例中，基于电驱参数及扭矩请求值来控制电驱冷却装置开启具体如下：
判断电驱参数及扭矩请求值是否满足下列条件中的任一条件，若判断结果为是，则启动电驱冷却装置；
条件1：电机温度传感器出现故障；
条件2：电机控制器温度传感器出现故障；
条件3：电机温度高于电机温度阈值Tc；
条件4：电机控制器温度高于电机控制器温度阈值Tm；
条件5：扭矩请求值大于请求扭矩设定值Tq；
条件6：基于扭矩反馈值及电机转速来判断电机处于堵转状态。
基于温度及扭矩来控制电驱冷却装置，当出现扭矩请求值或扭矩反馈值过大，即在短时间内可能产生大量热量，提前开启冷却系统，对电机和电机控制器及时进行冷却，可以有效避免电机或电机控制器在温度传感器延迟时段内积累大量热量，延迟电驱的寿命，降低故障率。
在本发明实施例中，基于扭矩反馈值及电机转速来判断电机是否处于堵转态，具体包括如下步骤：
S41、判断电机扭矩反馈值是否大于反馈扭矩设定值，若判定结果为是，执行步骤S42。
S42、判断电机转速小于转速设定值，若判定结果为是，则判断电机处于堵转状态。
在本发明实施例中，基于电驱参数及扭矩请求中的扭矩请求值来控制电驱冷却装置关闭，具体包括如下步骤：
判断电驱参数及扭矩请求值是否均满足下列条件，若判断结果为是，则关闭电驱冷却装置；
条件1：电机温度传感器未出现故障；
条件2：电机控制器温度传感器未出现故障；
条件3：电机温度低于电机温度阈值Tc′；
条件4：电机控制器温度低于电机控制器温度阈值Tm′；
条件5：扭矩请求值低于请求扭矩设定值Tq′；
条件6：电机处于非堵转状态，其中，非堵转状态是指电机反馈扭矩低于反馈扭矩设定值，或电机转速低于转速设定值。
在本发明实施例中，温度阈值Tc′为电机温度区间的最小值，温度阈值Tc为电机温度区间的最大值；控制器温度阈值Tm′为控制器温度区间的最小值，控制器温度阈值Tm为控制器温度区间的最大值，请求扭矩设定值Tq′为请求扭矩区间的最小值，请求扭矩设定值Tq为请求扭矩区间的最大值；
当扭矩反馈值及扭矩请求值较小，且电机及电机控制器的温度较低时，不可能导致电机或电机控制器温度过高，控制电驱冷却装置关闭，以达到降低能耗的目的。
本发明实施例提供的电驱冷却系统及冷却控制方法具有如下有益效果：
1.基于温度及扭矩来控制电驱冷却装置，当出现扭矩请求值或扭矩反馈值过大，即在短时间内可能产生大量热量，提前开启冷却系统，对电机和电机控制器及时进行冷却，可以有效避免电机或电机控制器在温度传感器延迟时段内积累大量热量，延迟电驱的寿命，降低故障率。
2.当扭矩反馈值及扭矩请求值较小，且电机及电机控制器的温度较低时，不可能导致电机或电机控制器温度过高，控制电驱冷却装置关闭，以达到降低能耗的目的。
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，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 (7)

1.一种电驱冷却系统，其特征在于，所述系统包括：
电机，与电机通信连接的电机控制器，与电机控制器通信连接的整车控制器，与整车控制器通信连接的电驱冷却装置；其中，
电机控制器用于监测电驱参数，并将电驱参数周期发送至整车控制器，电驱参数包括：电机温度，电机反馈扭矩，电机转速、电机控制器温度、电机温度传感器故障信号及电机控制器温度传感器故障信号；
整车控制器基于电驱参数及扭矩请求值来控制电驱冷却装置的开启与关闭，电驱冷却装置用于电机控制器及电机进行冷却。
2.一种基于权利要求1所述电驱冷却系统的电驱冷却控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1、周期接收电机控制器发送的电驱参数，其中，电驱参数至少包括：电机温度，电机反馈扭矩，电机转速、电机控制器温度、电机温度传感器故障信号、及电机控制器温度传感器故障信号；
S2、当电驱冷却装置处于关闭状态时，基于电驱参数及扭矩请求值来控制电驱冷却装置开启；
或者是，当电驱冷却装置处于开启状态时，基于电驱参数及扭矩请求值来控制电驱冷却装置关闭。
3.如权利要求2所述的电驱冷却控制方法，其特征在于，在基于电驱参数及扭矩请求值来控制电驱冷却装置开启的同时，基于电机温度、电机控制器温度、及电机反馈扭矩、电机请求扭矩来调节冷却装置的冷却速率。
4.如权利要求2所述的电驱冷却控制方法，其特征在于，基于电驱参数及扭矩请求值来控制电驱冷却装置开启具体如下：
判断电驱参数及扭矩请求值是否满足下列条件中的任一条件，若判断结果为是，则启动电驱冷却装置；
条件1：电机温度传感器出现故障；
条件2：电机控制器温度传感器出现故障；
条件3：电机温度高于电机温度阈值Tc；
条件4：电机控制器温度高于电机控制器温度阈值Tm；
条件5：扭矩请求中的扭矩请求值大于请求扭矩设定值Tq；
条件6：基于扭矩反馈值及电机转速来判断电机处于堵转状态。
5.如权利要求4所述的电驱冷却控制方法，其特征在于，基于扭矩反馈值及电机转速来判断电机是否处于堵转态，具体包括如下步骤：
S41、判断电机扭矩反馈值是否大于反馈扭矩设定值，若判定结果为是，执行步骤S42；
S42、判断电机转速小于转速设定值，若判定结果为是，则判断电机处于堵转状态。
6.如权利要求2所述的电驱冷却控制方法，其特征在于，基于电驱参数及扭矩请求值来控制电驱冷却装置关闭，具体包括如下步骤：
判断电驱参数及扭矩请求值是否均满足下列条件，若判断结果为是，则关闭电驱冷却装置；
条件1：电机温度传感器未出现故障；
条件2：电机控制器温度传感器未出现故障；
条件3：电机温度低于电机温度阈值Tc′；
条件4：电机控制器温度低于电机控制器温度阈值Tm′；
条件5：扭矩请求中的扭矩请求值低于请求扭矩设定值Tq′；
条件6：电机处于非堵转状态。
7.如权利要求2所述的电驱冷却控制方法，其特征在于，非堵转状态是指电机反馈扭矩低于反馈扭矩设定值，或电机转速低于转速设定值。
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