CN108955948A - 电动汽车的冷却系统水温检测方法、装置及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车的冷却系统水温检测方法、装置及电动汽车，其中，方法包括以下步骤：接收目标器件发送的当前器件温度；根据当前器件温度得到目标器件的自身散热量；根据目标器件的自身散热量和热辐射量得到冷却系统中冷却液的当前水温。该方法只需要根据器件的温度便可以得到冷却系统中冷却液的当前水温，不增加成本的同时又能显著降低冷却系统的能耗，简单易实现。

Description

电动汽车的冷却系统水温检测方法、装置及电动汽车

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种电动汽车的冷却系统水温检测方法、装置及电动汽车。

背景技术

目前，电动汽车的冷却系统主要通过散热器、风扇或水泵进行冷却，因此，不同的冷却方式需要采取不同的控制策略。

相关技术中，(1)直接使用器件的温度进行冷却系统控制(2)使用一个或多个水温传感器获得冷却水道水温，然后根据水温进行冷却系统控制。

然而，方案一通过器件温度控制，由于没有考虑水温的影响，在电机上报的温度达到冷却启动的温度时，则打开全部的水泵风扇等器件进行冷却，往往造成不必要的能耗，节能性差。方案二通过水温进行控制，虽然比方案一节能性好，但是，需要安装水温传感器进行水温检测，安装水温传感器带来了硬件成本的上升，成本高，经济性差。

发明内容

本申请是基于发明人对以下问题的认识和发现作出的：

电动汽车的冷却系统主要通过散热器，风扇，水泵进行冷却。风扇和水泵的控制策略不同，能耗也不一样。基于水温的水泵风扇控制策略比基于器件温度的控制策略节能效果更好，但需要增加水温传感器，带来硬件成本的上升。现有大多数的冷却系统的控制策略主要用以下两个方案：

(1)直接用器件的温度进行冷却系统控制。比如电机的过温点在140度，则当电机上报的温度达到120度的时候把水泵风扇等器件全部打开进行冷却。

(2)使用一个或多个水温传感器获得冷却水道水温，然后根据水温进行冷却系统控制。还是举电机的例子，如果电机设计的规格为：冷却液的温度小于70度，流速大于10L/min的情况下，可以保证电机不会过温。则只有当入口水温超过65度时才需要开水泵风扇，否则即使电机自身的温度到了120度，也有可能达到热平衡。这时只开水泵就够了，没有必要开风扇。

但是，方案一通过器件温度控制，没有考虑水温的影响。当器件温度较高但水温较低时，其实水泵风扇可以低速运行，甚至可以关闭风扇只保留水泵运行。这时的风扇的能耗就被浪费了。方案二通过水温进行控制，节能性比方案一更优，但安装水温传感器带来了硬件成本的上升。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种电动汽车的冷却系统水温检测方法，该方法不增加成本的同时又能显著降低冷却系统的能耗，简单易实现。

本发明的另一个目的在于提出一种电动汽车的冷却系统水温检测装置。

本发明的再一个目的在于提出一种电动汽车。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种电动汽车的冷却系统水温检测方法，包括以下步骤：接收目标器件发送的当前器件温度；根据所述当前器件温度得到所述目标器件的自身散热量；根据所述目标器件的自身散热量和热辐射量得到冷却系统中冷却液的当前水温。

本发明实施例的电动汽车的冷却系统水温检测方法，通过目标器件的自身散热量和热辐射量得到冷却系统中冷却液的当前水温，从而只需要根据器件的温度便可以得到冷却系统中冷却液的当前水温，不增加成本的同时又能显著降低冷却系统的能耗，简单易实现。

另外，根据本发明上述实施例的电动汽车的冷却系统水温检测方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述目标器件为散热量、热阻和与冷却水道的距离均满足预设条件的器件。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述目标器件的自身散热量和热辐射量得到冷却系统中冷却水的当前水温，进一步包括：在所述目标器件达到热平衡状态时，根据传递至所述冷却液的散热量得到器件和冷却液的温差，并根据所述当前期间温度和所述温差得到所述冷却液的当前水温。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：在所述目标器件处于温度上升状态或下降状态时，根据温度的变化速率得到温度修正量，并根据所述修正量修正所述冷却液的当前水温。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述目标器件为多个。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种电动汽车的冷却系统水温检测装置，包括：接收模块，用于接收目标器件发送的当前器件温度；计算模块，用于根据所述当前器件温度得到所述目标器件的自身散热量；检测模块，用于根据所述目标器件的自身散热量和热辐射量得到冷却系统中冷却液的当前水温。

本发明实施例的电动汽车的冷却系统水温检测装置，通过目标器件的自身散热量和热辐射量得到冷却系统中冷却液的当前水温，从而只需要根据器件的温度便可以得到冷却系统中冷却液的当前水温，不增加成本的同时又能显著降低冷却系统的能耗，简单易实现。

另外，根据本发明上述实施例的电动汽车的冷却系统水温检测装置还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述目标器件为散热量、热阻和与冷却水道的距离均满足预设条件的器件。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述检测模块进一步用于在所述目标器件达到热平衡状态时，根据传递至所述冷却液的散热量得到器件和冷却液的温差，并根据所述当前期间温度和所述温差得到所述冷却液的当前水温。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：修正模块，用于在所述目标器件处于温度上升状态或下降状态时，根据温度的变化速率得到温度修正量，并根据所述修正量修正所述冷却液的当前水温。

为达到上述目的，本发明再一方面实施例提出了一种电动汽车，包括上述的电动汽车的冷却系统水温检测装置。该电动汽车通过目标器件的自身散热量和热辐射量得到冷却系统中冷却液的当前水温，从而只需要根据器件的温度便可以得到冷却系统中冷却液的当前水温，不增加成本的同时又能显著降低冷却系统的能耗，简单易实现。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的电动汽车的冷却系统水温检测方法的流程图；

图2为根据本发明一个实施例的电动汽车的冷却水道的结构示意图；

图3为根据本发明一个实施例的器件温度和水温的关系；

图4为根据本发明一个实施例的通过T2来计算T1的温度的示意图；

图5为根据本发明一个实施例的多个水温数据通过策略计算得到更加精确的水温的示意图；

图6为根据本发明一个实施例的电动汽车的冷却系统水温检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的电动汽车的冷却系统水温检测方法、装置及电动汽车，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的电动汽车的冷却系统水温检测方法。

图1是本发明一个实施例的电动汽车的冷却系统水温检测方法的流程图。

如图1所示，该电动汽车的冷却系统水温检测方法包括以下步骤：

在步骤S101中，接收目标器件发送的当前器件温度。

在本发明的一个实施例中，目标器件为散热量、热阻和与冷却水道的距离均满足预设条件的器件。

可以理解的是，器件的温度取决于器件热阻，散热量，水温和冷却液流速；器件的热阻越小，温度变化速度就越快，和水温的关系就越紧密；器件自身的散热量越小，器件的温度变化幅度就越小，和水温就越接近，因此，预设条件为散热量小、热阻小、离冷却水道近，本发明实施例选择散热量小，热阻小，离冷却水道近的器件作为目标器件。

具体而言，如图2所示，电动汽车的冷却水道上主要有MCU，Motor，OBC，DCDC，IGBT等器件，这些器件一般都会上报自身的温度，逐个分析冷却系统能够上报的各个器件的温度，从而找到自身散热量小，热阻小，离冷却水道近的器件温度来进行水温计算。

进一步地，在本发明的一个实施例中，目标器件可以为多个。

可以理解的是，在器件满足自身散热量小，热阻小，离冷却水道近的条件时，即为目标器件，因此，目标器件可以为多个。

在步骤S102中，根据当前器件温度得到目标器件的自身散热量。

可以理解的是，通过器件的热模型和实际实验，以及相应的比例关系可以得到有多少热量是用于提高器件自身的温度，因此，本发明实施例可以当前器件温度得到目标器件的自身散热量。

在步骤S103中，根据目标器件的自身散热量和热辐射量得到冷却系统中冷却液的当前水温。

可以理解的是，通常一个器件的散热主要通过以下几个部分散发出去：(1)通过冷却液带走；(2)通过热辐射传递到周围的环境中；(3)用于提高器件自身的温度。通过器件的热模型和实际实验，可以得到这三个部分的比例关系，进而得到有多少热量是用于提高器件自身的温度。从而综合目标器件的自身散热量和热辐射量得到冷却系统中冷却液的当前水温。

进一步地，在本发明的一个实施例中，根据目标器件的自身散热量和热辐射量得到冷却系统中冷却水的当前水温，进一步包括：在目标器件达到热平衡状态时，根据传递至冷却液的散热量得到器件和冷却液的温差，并根据当前期间温度和温差得到冷却液的当前水温。

可以理解的是，假设器件达到了热平衡，这时器件的温度保持不变。则根据传递到冷却液的散热量可以得到器件和冷却液的温差，再通过器件自身温度和温差得到冷却液的温度。

具体而言，如图3所示，单点水温的计算方法具体包括：参考热传递的公式Φ＝KA(Ta-T1)，总的散热功率由K导热系数，A接触面积和温差决定。由上公式接触面积是一个常数，导热系数一般变化很小也接近于常数。虽然器件A的散热不一定全部传递到冷却液中，但传递到冷却液中热量，与冷却液温度T1和器件A的温度Ta的差值呈线性关系。从而计算得到冷却系统中冷却液的当前水温。

进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的方法还包括：在目标器件处于温度上升状态或下降状态时，根据温度的变化速率得到温度修正量，并根据修正量修正冷却液的当前水温。

可以理解的是，如果器件温度还在变化，需要再考察单位时间器件温度上升还是下降，以及上升和下降的变化速度；如果器件温度还在上升，则冷却液温度比预计的高，需要向上修正；反之如果器件温度正在下降，则冷却液温度比预计的低，需要向下修正。

再看温度变化速度。单位时间内，如果通过散热量和热阻计算出的理论温升小于器件的实际温升，说明水温比预计的高，需要向上修正，理论温升和实际温升的差值越大则水温越高。同理如果理论温升小于实际温升，则说明水温比器件温度低，理论温升和实际温升的差值越大则水温越低。

结合这个计算出的理论水温和修正参数，可以计算得到器件对应点的水温。

进一步地，如果某器件根据温度模型难以准确计算水温，可以通过其他点的水温和其他点和本器件之间的散热量进行计算。

以Motor为例，如果motor的入水口温度不好计算，则可以用motor的出水口温度来反推。根据motor的扭矩和转速，得到motor的散热功率。再对单位时间motor的散热功率进行积分，得到motor总的散热量。

结合上面的分析，电机热量有一部分是传递到了水里面。用传递到冷却液里的散热量除以冷却液的流量，得到冷却液的温升。用出水口温度减去冷却液的温升，就得到了入水口温度。

举例而言，如图4所示，通过出口水温计算入口水温，具体包括：假设冷却水道自身对外界的热辐射很小，一般可以忽略不计。T2温度已知的时候。T1的温度取决于中间器件A与冷却液的热传递，以及冷却液的流速。

器件A与冷却液的热传递由器件A的总散热量减去通过其他方式(比如热辐射)散发的热量，再减去器件A自身温度升高消耗掉的热量可以得到。这部分数据通过模型仿真和实验可以获得。器件A的总散热量可以通过实验或理论计算来得到。T1的温度＝T2的温度减去计算得到的温差。

进一步地，对某一点的水温，假如可以有多个器件的温度可以用来计算。那么可以同时使用多个器件计算出来的多个水温，再进行策略计算，得到一个更加准确的中间水温。

比如器件A和器件B都能体现中间点的水温，器件A算出来水温为T1,器件B算出来水温为T2。对于不同的工况，T1和T2的误差范围也不一样。同时参考T1和T2，通过策略和计算得到一个更加精确的值T3。

如图5所示，通过多个水温数据汇总得到一个更加精确的水温，具体包括：通过器件A可以得到一个水温T1，通过器件B可以得到一个水温T2。T1和T2在不同的应用场景下，计算的精度也不一样。往往场景1时T1计算的水温比较准，但换到场景2以后就变成T2的计算更准。或者T1的温度准，但偶尔会有大的偏差，T2的误差大但不会有大的偏差。

再或者T1的绝对值准，但变化慢，但T2的绝对值不准，但对温度的变化更加敏感。结合T1和T2或者更多的温度，基于他们的特点来进行综合的策略计算，最后得到一个更加精确的水温值T3。

本发明实施例综合使用以上各种方法，可以得到整个冷却水道需要的各个点水温。通过以上方法计算水温，然后再用水温进行冷却系统控制，可以在不提高硬件成本的前提下，降低冷却系统的能耗。

根据本发明实施例提出的电动汽车的冷却系统水温检测方法，通过目标器件的自身散热量和热辐射量得到冷却系统中冷却液的当前水温，从而只需要根据器件的温度便可以得到冷却系统中冷却液的当前水温，不增加成本的同时又能显著降低冷却系统的能耗，简单易实现。

其次参照附图描述根据本发明实施例提出的电动汽车的冷却系统水温检测装置。

图6是本发明一个实施例的电动汽车的冷却系统水温检测装置的结构示意图。

如图6所示，该电动汽车的冷却系统水温检测装置10包括：接收模块100、计算模块200和检测模块300。

其中，接收模块100用于接收目标器件发送的当前器件温度。计算模块200用于根据当前器件温度得到目标器件的自身散热量。检测模块300用于根据目标器件的自身散热量和热辐射量得到冷却系统中冷却液的当前水温。本发明实施例的装置10只需要根据器件的温度便可以得到冷却系统中冷却液的当前水温，不增加成本的同时又能显著降低冷却系统的能耗，简单易实现。

进一步地，在本发明的一个实施例中，目标器件为散热量、热阻和与冷却水道的距离均满足预设条件的器件。

进一步地，在本发明的一个实施例中，检测模块300进一步用于在目标器件达到热平衡状态时，根据传递至冷却液的散热量得到器件和冷却液的温差，并根据当前期间温度和温差得到冷却液的当前水温。

进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的装置10还包括：修正模块。其中，修正模块用于在目标器件处于温度上升状态或下降状态时，根据温度的变化速率得到温度修正量，并根据修正量修正冷却液的当前水温。

需要说明的是，前述对电动汽车的冷却系统水温检测方法实施例的解释说明也适用于该实施例的电动汽车的冷却系统水温检测装置，此处不再赘述。

根据本发明实施例提出的电动汽车的冷却系统水温检测装置，通过目标器件的自身散热量和热辐射量得到冷却系统中冷却液的当前水温，从而只需要根据器件的温度便可以得到冷却系统中冷却液的当前水温，不增加成本的同时又能显著降低冷却系统的能耗，简单易实现。

此外，本发明实施例还提出了一种电动汽车，包括上述的电动汽车的冷却系统水温检测装置。该电动汽车通过目标器件的自身散热量和热辐射量得到冷却系统中冷却液的当前水温，从而只需要根据器件的温度便可以得到冷却系统中冷却液的当前水温，不增加成本的同时又能显著降低冷却系统的能耗，简单易实现。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电动汽车的冷却系统水温检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收目标器件发送的当前器件温度；

根据所述当前器件温度得到所述目标器件的自身散热量；以及

根据所述目标器件的自身散热量和热辐射量得到冷却系统中冷却液的当前水温。

2.根据权利要求1所述的电动汽车的冷却系统水温检测方法，其特征在于，所述目标器件为散热量、热阻和与冷却水道的距离均满足预设条件的器件。

3.根据权利要求1所述的电动汽车的冷却系统水温检测方法，其特征在于，所述根据所述目标器件的自身散热量和热辐射量得到冷却系统中冷却水的当前水温，进一步包括：

在所述目标器件达到热平衡状态时，根据传递至所述冷却液的散热量得到器件和冷却液的温差，并根据所述当前期间温度和所述温差得到所述冷却液的当前水温。

4.根据权利要求2所述的电动汽车的冷却系统水温检测方法，其特征在于，还包括：

在所述目标器件处于温度上升状态或下降状态时，根据温度的变化速率得到温度修正量，并根据所述修正量修正所述冷却液的当前水温。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电动汽车的冷却系统水温检测方法，其特征在于，所述目标器件为多个。

6.一种电动汽车的冷却系统水温检测装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收目标器件发送的当前器件温度；

计算模块，用于根据所述当前器件温度得到所述目标器件的自身散热量；以及

检测模块，用于根据所述目标器件的自身散热量和热辐射量得到冷却系统中冷却液的当前水温。

7.根据权利要求6所述的电动汽车的冷却系统水温检测装置，其特征在于，所述目标器件为散热量、热阻和与冷却水道的距离均满足预设条件的器件。

8.根据权利要求6所述的电动汽车的冷却系统水温检测装置，其特征在于，所述检测模块进一步用于在所述目标器件达到热平衡状态时，根据传递至所述冷却液的散热量得到器件和冷却液的温差，并根据所述当前期间温度和所述温差得到所述冷却液的当前水温。

9.根据权利要求8所述的电动汽车的冷却系统水温检测装置，其特征在于，还包括：

修正模块，用于在所述目标器件处于温度上升状态或下降状态时，根据温度的变化速率得到温度修正量，并根据所述修正量修正所述冷却液的当前水温。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括：如权利要求6-9任一项所述的电动汽车的冷却系统水温检测装置。