CN109474225B - 一种电机冷却系统冷却液的控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电机冷却系统冷却液的控制方法和装置，所述控制方法实时获取电机绕组的电机绕组温度以及电机永磁体的永磁体温度；若所述电机绕组温度超过第一电机绕组温度阈值和/或所述永磁体温度超过第一永磁体温度阈值时，则控制所述冷却系统开启；在所述冷却系统开启时，确定冷却液的初始流量；依据所述初始流量控制所述冷却系统释放冷却液。由于本发明实施例中，是依据电机绕组温度和永磁体温度来实现对冷却系统的开启，根据开启后冷却液的初始流量来实现对电机的冷却，实现了控制冷却系统冷却液流量来对电机进行冷却，提高了电机寿命。

Description

一种电机冷却系统冷却液的控制方法和装置

技术领域

本申请涉及发动机领域，尤其涉及一种电机冷却系统冷却液的控制方法和装置。

背景技术

电动汽车通常采用电机作为动力源，电机在运行中过热会出现故障，因此，需要对电机进行冷却。

现有技术中，通过控制电机冷却系统的冷却水泵和散热器来实现对电机的冷却。

但是，现有技术中并没有对冷却系统冷却液的控制方法。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种电机冷却系统冷却液的控制方法和装置，目的在于通过对电机冷却系统的冷却液流量的控制，来实现对电机的冷却，延长电机使用寿命。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

一种电机冷却系统冷却液的控制方法，包括：

实时获取电机绕组的电机绕组温度以及电机永磁体的永磁体温度；

若所述电机绕组温度超过第一电机绕组温度阈值和/或所述永磁体温度超过第一永磁体温度阈值时，则控制所述冷却系统开启；

在所述冷却系统开启时，确定冷却液的初始流量；

依据所述初始流量控制所述冷却系统释放冷却液。

优选的，若所述电机绕组温度和/或所述永磁体温度未超过第一温度阈值，则控制所述冷却系统关闭。

优选的，所述确定冷却液的初始流量包括：

获得电机当前工况下的工作功率；

获得所述电机的进出口水的温度变化；

依据所述工作功率和所述温度变化得到所述初始流量。

优选的，还包括：

若所述电机绕组温度和/或所述永磁体温度大于第二温度阈值，则依据所述电机绕组温度以及所述永磁体温度调整所述初始流量；

依据调整后的初始流量控制所述冷却系统释放冷却液。

优选的，所述依据所述电机绕组温度以及所述永磁体温度调整所述初始流量包括：

获得所述电机绕组的电机绕组温度变化值以及所述永磁体的永磁体温度变化值；

若所述电机绕组温度变化值和/或所述永磁体温度变化值大于预设参数，则将所述初始流量增加；

若所述电机绕组温度变化值和/或所述永磁体温度变化值小于预设参数，则将所述初始流量减小。

本发明另一方面提供了一种电机冷却系统冷却液的控制装置，包括：

获取装置，用于实时获取电机绕组的电机绕组温度以及电机永磁体的永磁体温度；

第一控制装置，用于若所述电机绕组温度超过第一电机绕组温度阈值和/或所述永磁体温度超过第一永磁体温度阈值时，则控制所述冷却系统开启；

确定装置，用于在所述冷却系统开启时，确定冷却液的初始流量；

释放装置，用于依据所述初始流量控制所述冷却系统释放冷却液。

优选的，还包括第二控制装置，用于若所述电机绕组温度和/或所述永磁体温度未超过第一温度阈值，则控制所述冷却系统关闭。

优选的，所述确定装置包括：

第一获得模块，用于获得电机当前工况下的工作功率；

第二获得模块，用于获得所述电机的进出口水的温度变化；

确定模块，用于依据所述工作功率和所述温度变化得到所述初始流量。

优选的，还包括：

调整模块，用于若所述电机绕组温度大于第二电机绕组温度阈值和/或所述永磁体温度大于第二永磁体温度阈值，则依据所述电机绕组温度以及所述永磁体温度调整所述初始流量；

依据调整后的初始流量控制所述冷却系统释放冷却液。

优选的，所述调整模块包括：

获得子单元，用于获得所述电机绕组的电机绕组温度变化值以及所述永磁体的永磁体温度变化值；

第一调整子单元，用于若所述电机绕组温度变化值和/或所述永磁体温度变化值大于预设参数，则将所述初始流量增加；

第二调整子单元，用于若所述电机绕组温度变化值和/或所述永磁体温度变化值小于预设参数，则将所述初始流量减小。

本申请提供了一种电机冷却系统冷却液的控制方法和装置，所述控制方法实时获取电机绕组的电机绕组温度以及电机永磁体的永磁体温度；若所述电机绕组温度超过第一电机绕组温度阈值和/或所述永磁体温度超过第一永磁体温度阈值时，则控制所述冷却系统开启；在所述冷却系统开启时，确定冷却液的初始流量；依据所述初始流量控制所述冷却系统释放冷却液。由于本发明实施例中，是依据电机绕组温度和永磁体温度来实现对冷却系统的开启，根据开启后冷却液的初始流量来实现对电机的冷却，实现了控制冷却系统冷却液流量来对电机进行冷却，提高了电机寿命。

并且，由于冷却液的初始流量是依据电机的实时功率得到的，避免电机在小功率时温度过低而造成能源浪费。

另外，冷却液的实时调节可以提升电机的能源利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明公开的一种电机冷却系统冷却液的控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例中一种电机冷却系统冷却液的控制方法的另一种流程示意图；

图3是本发明实施例中调整调节量的信号流程图；

图4是本发明实施例提供的一种电机冷却系统冷却液的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供的电机冷却系统冷却液的控制方法，可以应用在车辆上，尤其是整车控制器中，用于提高电机的使用寿命。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本发明实施例公开了一种电机冷却系统冷却液的控制方法。

参见图1，图1是本发明公开的一种电机冷却系统冷却液的控制方法的流程示意图。

所述控制方法包括：

S101、实时获取电机绕组的电机绕组温度以及电机永磁体的永磁体温度；

本发明实施例中，会实时获取电机中电机绕组的电机绕组温度以及电机中永磁体的永磁体温度。

其中，电机绕组温度可以通过设置在绕组中的温度传感器直接测量得到。永磁体温度可以通过计算得到。

具体的，电机永磁体温度可通过电机的感应反电动势随电机温度升高而下降的特性估算得到。电机运行过程中永磁体剩余磁通密度B_rT随温度升高而逐渐减小的关系如式(1)所示。

B_rT＝B_r20[1+α(T-20)] (1)

式中：B_r20为永磁体20℃下的剩余磁通密度；α为温度系数；T为永磁体温度。

电机在温度T时的反电动势可表示为：

式中：f为电机频率；N为绕组匝数；k_dp为绕组系数；A_m为永磁体截面积；b_m0为永磁体工作点；σ₀为空载漏磁系数，其中空载工况下的b_m0、σ₀为永磁同步电机设计参数，在运行过程中不变化。

综合式(1)～(2)，电机永磁体温度T可表示为：

进一步的，由于电机在负载工况下反电势E_T不能直接测量得到，通过下式(4)进行计算得到。

E_T＝U_d+I_dX_q-I_qR₁ (4)

式中：U_d为电机d轴相电压，可由实验测得的abc三相电机通过坐标变换得到；I_d、I_q同样可通过实验测得；X_q为电机交轴同步电抗；R₁为相电阻。

S102、若所述电机绕组温度超过第一电机绕组温度阈值和/或所述永磁体温度超过第一永磁体温度阈值时，则控制所述冷却系统开启；

本发明实施例中，设置有第一电机绕组温度阈值以及第一永磁体温度阈值，其是冷却系统开启或关闭的临界值，是依据电机绕组和永磁体材料的物理特性来确定的。

实际使用中，由于电机绕组正常工作温度是依据绕组绝缘等级来确定，为防止电机温度超过其绝缘等级的极限温度，绕组正常工作的第一电机绕组温度阀值T_{wind_fa1}保持在其绝缘等级极限温度的60％～70％之间，永磁体正常工作温度阀值T_{mag_fa1}由永磁体最高工作温度决定，其设定方法可以参考第一电机绕组温度阈值。

S103、在所述冷却系统开启时，确定冷却液的初始流量；

S104、依据所述初始流量控制所述冷却系统释放冷却液。

本发明实施例中，若冷却系统开启，则确定冷却液的初始流量，其中，所述确定冷却液的初始流量包括：

获得电机当前工况下的工作功率；

获得所述电机的进出口水的温度变化；

依据所述工作功率和所述温度变化得到所述初始流量。

实际使用中可以根据公式(5)来得到初始流量。

式中：P为电机输入功率；η为电机工作效率；c为水的比热容；ΔT为进出口水的温度变化；ρ为水的密度。可以理解的是，上述参数均可以通过相应的传感器获得或者从控制器的存储空间中调取，在此不进行赘述。

因此，本发明实施例中，初始流量是依据电机的实时功率得到的，避免电机在小功率时温度过低而造成能源浪费。

得到初始流量后，控制冷却系统以该初始流量释放冷却液。

可以理解的是，在硬件上，冷却系统可以采用用于精确释放冷却液的水泵和控制器来实现，具体方式不限定，只需要实现可以精确控制冷却液的流量即可。

优选的，若所述电机绕组温度未超过第一电机绕组温度阈值和/或所述永磁体温度未超过第一永磁体温度阈值时，则控制所述冷却系统关闭。

本发明实施例中，如果后续出现所述电机绕组温度和/或所述永磁体温度未超过第一温度阈值，则控制所述冷却系统关闭。

本申请提供了一种电机冷却系统冷却液的控制方法，所述控制方法实时获取电机的电机绕组温度以及电机的永磁体温度；若所述电机绕组温度超过第一电机绕组温度阈值和/或所述永磁体温度超过第一永磁体温度阈值时，则控制所述冷却系统开启；在所述冷却系统开启时，确定冷却液的初始流量；依据所述初始流量控制所述冷却系统释放冷却液。由于本发明实施例中，是依据电机绕组温度和永磁体温度来实现对冷却系统的开启，根据开启后冷却液的初始流量来实现对电机的冷却，实现了控制冷却系统冷却液流量来对电机进行冷却，提高了电机寿命。

本发明实施例中，设置了初始流量，但是，通常情况下，电机的实际工况是实时发生变动的，因此，为了更好的适应实时工况，使得电机在任何时刻都保持最佳温度，本发明实施例中，还包括对初始流量的实时调节。

参见图2，图2是本发明实施例中一种电机冷却系统冷却液的控制方法的另一种流程示意图。

S201、实时获取电机绕组的电机绕组温度以及电机永磁体的永磁体温度；

S202、若所述电机绕组温度超过第一电机绕组温度阈值和/或所述永磁体温度超过第一永磁体温度阈值时，则控制所述冷却系统开启；

S203、在所述冷却系统开启时，确定冷却液的初始流量；

S204、依据所述初始流量控制所述冷却系统释放冷却液。

S205、若所述电机绕组温度大于第二电机绕组温度阈值和/或所述永磁体温度大于第二永磁体温度阈值，则依据所述电机绕组温度以及所述永磁体温度调整所述初始流量；

S206、依据调整后的初始流量控制所述冷却系统释放冷却液。

本发明实施例中，会实时调整初始流量，来实现冷却液的释放。

可以理解的是第二电机温度阀值以及第二永磁体温度阈值是冷却液流量调节的临界值。实际绕组正常工作的第二电机绕组温度阀值T_{wind_fa2}确保在其绝缘等级极限温度的90％左右，第二永磁体温度阀值T_{mag_fa2}设定方法相类似。

本发明实施例中，如果符合调整调节，则进行实时调整。具体的，所述依据所述电机绕组温度以及所述永磁体温度调整所述初始流量包括：

获得所述电机绕组的电机绕组温度变化值以及所述永磁体的永磁体温度变化值；

若所述电机绕组温度变化值和/或所述永磁体温度变化值大于预设参数，则将所述初始流量增加；

若所述电机绕组温度变化值和/或所述永磁体温度变化值小于预设参数，则将所述初始流量减小。

本发明实施例中，电机绕组温度变化值可以根据传感器获取的当前温度与上一时刻的温度的差值。

类似的，永磁体的温度变化值ΔT可以为当前计算出的永磁体温度和上一时刻的永磁体温度的差值。

得到了电机绕组温度变化值以及永磁体温度变化值后，如果大于预设参数，例如0，可以对初始流量进行调整。

若所述电机绕组温度变化值和/或所述永磁体温度变化值大于预设参数，则将所述初始流量增加；

若所述电机绕组温度变化值和/或所述永磁体温度变化值小于预设参数，则将所述初始流量减小。

实际使用中，可以参考图3，图3是本发明实施例中调整调节量的信号流程图。具体量可以根据例如PI控制算法得到。例如，实际使用中，根据的第二电机绕组温度阀值T_{wind_fa2}和温度传感器测得的电机绕组温度T_wind，通过PI控制算法得到电机的冷却液流量的调节量ΔQ₁，同样根据的第二永磁体温度阀值T_{mag_fa2}和计算得到的永磁体温度T_mag，通过PI控制算法得到电机的冷却液流量的调节量ΔQ₂，此时取冷却液流量的调节量为ΔQ₁和ΔQ₂的最大值。可以理解的是，PI控制算法可以参照现有技术中的成熟技术，在此不进行赘述。

进一步的，据水泵转速和流量的关系式得到水泵转速的控制信号，从而调节进入到电机水套内的冷却液流量，进而影响电机内部各部件的温度。其中，关系式如下：

式中：Q₁和Q₂分别为水泵转速n₁和n₂时的流量。

可以理解的是，除了本申请介绍的上述增加和减少的情况外，初始流量保持不变。

根据上述技术方案可以看出，本发明是在考虑电机运行功率的基础上，依据电机绕组和永磁体工作温度提出一种调节电机冷却系统中冷却液流量的控制方法，使得冷却液流量随着电机功率和内部温度的大小实时变化，有效避免电机运行在小功率范围时温度过低，造成能源的浪费，冷却液流量的实时调节能够有效提升电机的能源利用率。同时，实时调节冷却液流量使得电机和永磁体始终工作在最高工作温度以下，从而延长了电机的使用寿命，提升电机的可靠性。

与上述方法实施例相对应的，本发明实施例还公开了一种电机冷却系统冷却液的控制装置。

参见图4，图4是本发明实施例提供的一种电机冷却系统冷却液的控制装置的结构示意图。

包括：

获取装置1，用于实时获取电机的电机绕组温度以及电机的永磁体温度；

第一控制装置2，用于若所述电机绕组温度和/或所述永磁体温度超过第一温度阈值，则控制所述冷却系统开启；

确定装置3，用于在所述冷却系统开启时，确定冷却液的初始流量；

释放装置4，用于依据所述初始流量控制所述冷却系统释放冷却液。

优选的，还包括第二控制装置，用于若所述电机绕组温度和/或所述永磁体温度未超过第一温度阈值，则控制所述冷却系统关闭。

优选的，所述确定装置包括：

第一获得模块，用于获得电机当前工况下的工作功率；

第二获得模块，用于获得所述电机的进出口水的温度变化；

确定模块，用于依据所述工作功率和所述温度变化得到所述初始流量。

优选的，还包括：

调整模块，用于若所述电机绕组温度大于第二电机绕组温度阈值和/或所述永磁体温度大于第二永磁体温度阈值，则依据所述电机绕组温度以及所述永磁体温度调整所述初始流量；

依据调整后的初始流量控制所述冷却系统释放冷却液。

优选的，所述调整模块包括：

获得子单元，用于获得所述电机绕组的电机绕组温度变化值以及所述永磁体的永磁体温度变化值；

第一调整子单元，用于若所述电机绕组温度变化值和/或所述永磁体温度变化值大于预设参数，则将所述初始流量增加；

第二调整子单元，用于若所述电机绕组温度变化值和/或所述永磁体温度变化值小于预设参数，则将所述初始流量减小。

可以理解的是，本发明公开的一种电机冷却系统冷却液的控制装置中的各个模块可以实现上述方法实施例中一种电机冷却系统冷却液的控制方法的各个步骤，在此不进行赘述。

本申请提供了一种电机冷却系统冷却液的控制装置，所述控制装置实时获取电机绕组的电机绕组温度以及电机永磁体的永磁体温度；若所述电机绕组温度超过第一电机绕组温度阈值和/或所述永磁体温度超过第一永磁体温度阈值时，则控制所述冷却系统开启；在所述冷却系统开启时，确定冷却液的初始流量；依据所述初始流量控制所述冷却系统释放冷却液。由于本发明实施例中，是依据电机绕组温度和永磁体温度来实现对冷却系统的开启，根据开启后冷却液的初始流量来实现对电机的冷却，实现了控制冷却系统冷却液流量来对电机进行冷却，提高了电机寿命。

本申请实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种电机冷却系统冷却液的控制方法，其特征在于，包括：

实时获取电机绕组的电机绕组温度以及电机永磁体的永磁体温度；

若所述电机绕组温度超过第一电机绕组温度阈值和/或所述永磁体温度超过第一永磁体温度阈值时，则控制冷却系统开启；

当所述冷却系统开启时，确定冷却液的初始流量；

依据所述初始流量控制所述冷却系统释放冷却液；

还包括：

若所述电机绕组温度大于第二电机绕组温度阈值和/或所述永磁体温度大于第二永磁体温度阈值，则依据所述电机绕组温度以及所述永磁体温度调整所述初始流量；其中，第二电机绕组温度阈值、第二永磁体温度阈值分别大于第一电机绕组温度阈值、第一永磁体温度阈值；

依据调整后的初始流量控制所述冷却系统释放冷却液；

所述依据所述电机绕组温度以及所述永磁体温度调整所述初始流量包括：

获得所述电机绕组的电机绕组温度变化值以及所述永磁体的永磁体温度变化值；

若所述电机绕组温度变化值和/或所述永磁体温度变化值大于预设参数，则将所述初始流量增加；

若所述电机绕组温度变化值和/或所述永磁体温度变化值小于预设参数，则将所述初始流量减小。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：

若所述电机绕组温度未超过第一电机绕组温度阈值和/或所述永磁体温度未超过第一永磁体温度阈值时，则控制所述冷却系统关闭。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述确定冷却液的初始流量包括：

获得电机当前工况下的工作功率；

获得所述电机的进出口水的温度变化；

依据所述工作功率和所述温度变化得到所述初始流量。

4.一种电机冷却系统冷却液的控制装置，其特征在于，包括：

获取装置，用于实时获取电机绕组的电机绕组温度以及电机永磁体的永磁体温度；

第一控制装置，用于若所述电机绕组温度超过第一电机绕组温度阈值和/或所述永磁体温度超过第一永磁体温度阈值时，控制所述冷却系统开启；

确定装置，用于在所述冷却系统开启时，确定冷却液的初始流量；

释放装置，用于依据所述初始流量控制所述冷却系统释放冷却液；

还包括：

调整模块，用于若所述电机绕组温度大于第二电机绕组温度阈值和/或所述永磁体温度大于第二永磁体温度阈值，则依据所述电机绕组温度以及所述永磁体温度调整所述初始流量；其中，第二电机绕组温度阈值、第二永磁体温度阈值分别大于第一电机绕组温度阈值、第一永磁体温度阈值；

依据调整后的初始流量控制所述冷却系统释放冷却液；

所述调整模块包括：

获得子单元，用于获得所述电机绕组的电机绕组温度变化值以及所述永磁体的永磁体温度变化值；

第一调整子单元，用于若所述电机绕组温度变化值和/或所述永磁体温度变化值大于预设参数，则将所述初始流量增加；

第二调整子单元，用于若所述电机绕组温度变化值和/或所述永磁体温度变化值小于预设参数，则将所述初始流量减小。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，还包括第二控制装置，用于若所述电机绕组温度和/或所述永磁体温度未超过第一温度阈值，则控制所述冷却系统关闭。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述确定装置包括：

第一获得模块，用于获得电机当前工况下的工作功率；

第二获得模块，用于获得所述电机的进出口水的温度变化；

确定模块，用于依据所述工作功率和所述温度变化得到所述初始流量。

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