CN109538500A - 一种电动汽车冷却水泵的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动汽车冷却水泵的控制方法及系统，该方法包括：设置PWM波占空比与冷却水泵转速对应的第一对应表；获取电动汽车的动力电池温度、DCDC转换器温度和/或驱动电机温度，整车控制器根据所述动力电池温度、所述DCDC转换器温度和/或所述驱动电机温度发送相应占空比的调速PWM波给水泵控制器；所述水泵控制器接收到所述调整PWM波后，根据所述第一对应表控制冷却水泵的转速。本发明能提高冷却水泵的使用寿命和汽车冷却系统的工作效率。

Description

一种电动汽车冷却水泵的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电动汽车控制技术领域，尤其涉及一种电动汽车冷却水泵的控制方法及系统。

背景技术

在当前的汽车产业环境下，电动汽车获得了国内外主机厂的重视，正在着力开展产业化研发。从目前国内外电动车动力冷却型式来看，多数电动汽车都使用液冷系统，具体包括散热器、风扇、冷却水管和冷却水泵，冷却水泵采用离心式冷却水泵，为整个冷却系统的冷却提供动力源。冷却水泵采用整车控制器控制，可以满足整车充电、正常行驶两种工况下的冷却。

现有液冷系统一般由冷却水泵带动冷却液对驱动电机、车载充电器、电机控制器及DCDC转换器进行冷却，并使冷却液由散热器进行冷却。现有的冷却水泵只有打开和关闭两种状态，无法根据液冷系统的实际温度和部件的冷却需求调节转速，在运行过程中均为最大转速的全负荷运转，冷却水泵的使用寿命会受到很大影响，同时也浪费动力电池的电能。另一方面，冷却水泵一旦出现故障，只能停机无法再次启动，也不能将故障及时上报整车，这使得产品设计、验证及维修处理过程中，无法快速的、针对性的识别水泵具体故障原因。

发明内容

本发明提供一种电动汽车冷却水泵的控制方法及系统，解决现有电动汽车对冷却水泵的控制只有开关两种状态，不能根据冷却需求调节转速，存在能源消耗大和调速单一的问题，能提高冷却水泵的使用寿命和汽车冷却系统的工作效率。

为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：

一种电动汽车冷却水泵的控制方法，包括：

设置PWM波占空比与冷却水泵转速对应的第一对应表；

获取电动汽车的动力电池温度、DCDC转换器温度和/或驱动电机温度，整车控制器根据所述动力电池温度、所述DCDC转换器温度和/或所述驱动电机温度发送相应占空比的调速PWM波给水泵控制器；

所述水泵控制器接收到所述调整PWM波后，根据所述第一对应表控制冷却水泵的转速。

优选的，还包括：

设置PWM波占空比与冷却水泵故障对应的第二对应表；

在冷却水泵运转时，水泵控制器采集冷却水泵的电机的工作电压和工作电流，并根据所述工作电压和所述工作电流判断冷却水泵是否发生故障，如果是，则水泵控制器发送反馈PWM波给所述整车控制器；

所述整车控制器接收到所述反馈PWM波后，根据所述第二对应表确定冷却水泵的故障类型，并控制冷却水泵的运转或停止。

优选的，还包括：

在冷却水泵运转时，所述水泵控制器获取冷却水泵的电机转速，在所述电机转速大于第一转速阈值时，判定冷却水泵处于空转故障，在所述电机转速小于第二转速阈值时，判定冷却水泵处于堵转故障，其中所述第一转速阈值大于所述第二转速阈值；

在冷却水泵处于空转故障或堵转故障时，所述整车控制器根据所述第二对应表控制冷却水泵重新启动。

优选的，还包括：

设置温度与PWM波占空比对应的第三对应表；

所述整车控制器根据所述第三对应表确定所述调速PWM波的占空比。

优选的，所述根据所述工作电压和所述工作电流判断冷却水泵是否发生故障，如果是，则水泵控制器发送反馈PWM波给所述整车控制器，包括：

在所述工作电流大于设定电流阈值时，所述水泵控制器判定冷却水泵处于过流故障，并发送过流故障对应占空比的反馈PWM波。

优选的，所述根据所述工作电压和所述工作电流判断冷却水泵是否发生故障，如果是，则水泵控制器发送反馈PWM波给所述整车控制器，还包括：

在所述工作电压小于第一电压阈值时，所述水泵控制器判定冷却水泵处于欠压故障，并发送欠压故障对应占空比的反馈PWM波；

在所述工作电压大于第二电压阈值时，所述水泵控制器判定冷却水泵处于过压故障，并发送过压故障对应占空比的反馈PWM波。

本发明还提供一种电动汽车冷却水泵的控制系统，包括：

第一设置单元，用于设置PWM波占空比与冷却水泵转速对应的第一对应表；

温度控制单元，用于获取电动汽车的动力电池温度、DCDC转换器温度和/或驱动电机温度，使整车控制器根据所述动力电池温度、所述DCDC转换器温度和/或所述驱动电机温度发送相应占空比的调速PWM波给水泵控制器；

转速调节单元，用于使所述水泵控制器接收到所述调整PWM波后，根据所述第一对应表控制冷却水泵的转速。

优选的，还包括：

第二设置单元，用于设置PWM波占空比与冷却水泵故障对应的第二对应表；

故障反馈单元，用于在冷却水泵运转时，使水泵控制器采集冷却水泵的电机的工作电压和工作电流，并根据所述工作电压和所述工作电流判断冷却水泵是否发生故障，如果是，则控制水泵控制器发送反馈PWM波给所述整车控制器；

所述故障反馈单元还用于控制所述整车控制器在接收到所述反馈PWM波后，根据所述第二对应表确定冷却水泵的故障类型，并控制冷却水泵的运转或停止。

优选的，所述故障反馈单元还用于在冷却水泵运转时，使所述水泵控制器获取冷却水泵的电机转速，在所述电机转速大于第一转速阈值时，判定冷却水泵处于空转故障，在所述电机转速小于第二转速阈值时，判定冷却水泵处于堵转故障，其中所述第一转速阈值大于所述第二转速阈值；

所述故障反馈单元还用于在冷却水泵处于空转故障或堵转故障时，所述整车控制器根据所述第二对应表控制冷却水泵重新启动。

优选的，还包括：

第三设置单元，用于设置温度与PWM波占空比对应的第三对应表；

占空比确定单元，还用于使所述整车控制器根据所述第三对应表确定所述调速PWM波的占空比。

本发明提供一种电动汽车冷却水泵的控制方法及系统，根据动力电池温度、DCDC转换器温度和/或驱动电机温度发送不同占空比的调速PWM波给水泵控制器以控制冷却水泵的转速。解决现有电动汽车对冷却水泵的控制只有开关两种状态，不能根据冷却需求调节转速，存在能源消耗大和调速单一的问题，能提高冷却水泵的使用寿命和汽车冷却系统的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1：是本发明提供的一种电动冷却水泵的控制方法流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

针对当前电动汽车冷却水泵控制只有开关两种状态，不能根据部件温度进行转速调节的问题，本发明提供一种电动汽车冷却水泵的控制方法及系统，根据动力电池温度、DCDC转换器温度和/或驱动电机温度发送不同占空比的调速PWM波给水泵控制器以控制冷却水泵的转速。解决现有电动汽车对冷却水泵的控制只有开关两种状态，不能根据冷却需求调节转速，存在能源消耗大和调速单一的问题，能提高冷却水泵的使用寿命和汽车冷却系统的工作效率。

如图1所示，一种电动汽车冷却水泵的控制方法，包括：

S1：设置PWM波占空比与冷却水泵转速对应的第一对应表。

S2：获取电动汽车的动力电池温度、DCDC转换器温度和/或驱动电机温度，整车控制器根据所述动力电池温度、所述DCDC转换器温度和/或所述驱动电机温度发送相应占空比的调速PWM波给水泵控制器。

S3：所述水泵控制器接收到所述调整PWM波后，根据所述第一对应表控制冷却水泵的转速。

具体地，根据电动汽车会产生热量的设备温度对冷却水泵进行转速控制，如果温度高，则控制冷却水泵以较高转速运转，在温度低时，控制冷却水泵以较低的转速运转。如表1所示，在水泵接收到调速PWM波占空比为0～10％时，水泵运行可以最大转速进行运转。在水泵接收到调速PWM波占空比为10％时，水泵停止运转。在水泵接收到调速PWM波占空比为10％～90％时，水泵将从转速0开始线性调节，直到90％达到水泵转速可调节最高转速。在水泵接收到调速PWM波占空比为90％～100％时，水泵可以最大转速运行。

表1

VCU发送PWM占空比	水泵接收PWM占空比	水泵期望转速
			0～10％	0～10％	max
10％	10％	停机
			10％～90％	10％～90％	调速区域min～max
90％～100％	90％～100％	max

需要注意的是，水泵接收到PWM波的占空比可能会与整车控制器发送的PWM波占空比有一定误差，此时可以设置水泵接收PWM占空比与整车控制器发送的PWM占空比的对应关系，如表2所示，避免造成冷却水泵控制误差。

表2

在实际应用中，在冷却水泵发生故障时，需要整车控制器控制冷却水泵的运转或停止，以使冷却水泵得到保护。这就要求冷却水泵的故障诊断需要与水泵控制策略相对应。

该方法还包括：

S4：设置PWM波占空比与冷却水泵故障对应的第二对应表。

S5：在冷却水泵运转时，水泵控制器采集冷却水泵的电机的工作电压和工作电流，并根据所述工作电压和所述工作电流判断冷却水泵是否发生故障，如果是，则水泵控制器发送反馈PWM波给所述整车控制器。

S6：所述整车控制器接收到所述反馈PWM波后，根据所述第二对应表确定冷却水泵的故障类型，并控制冷却水泵的运转或停止。

该方法还包括：

S7：在冷却水泵运转时，所述水泵控制器获取冷却水泵的电机转速，在所述电机转速大于第一转速阈值时，判定冷却水泵处于空转故障，在所述电机转速小于第二转速阈值时，判定冷却水泵处于堵转故障，其中所述第一转速阈值大于所述第二转速阈值。

S8：在冷却水泵处于空转故障或堵转故障时，所述整车控制器根据所述第二对应表控制冷却水泵重新启动。

进一步，所述根据所述工作电压和所述工作电流判断冷却水泵是否发生故障，如果是，则水泵控制器发送反馈PWM波给所述整车控制器，包括：在所述工作电流大于设定电流阈值时，所述水泵控制器判定冷却水泵处于过流故障，并发送过流故障对应占空比的反馈PWM波。

更进一步，所述根据所述工作电压和所述工作电流判断冷却水泵是否发生故障，如果是，则水泵控制器发送反馈PWM波给所述整车控制器，还包括：在所述工作电压小于第一电压阈值时，所述水泵控制器判定冷却水泵处于欠压故障，并发送欠压故障对应占空比的反馈PWM波。在所述工作电压大于第二电压阈值时，所述水泵控制器判定冷却水泵处于过压故障，并发送过压故障对应占空比的反馈PWM波。

在实际应用中，整车控制器VCU接受到反馈PWM波后依据占空比判断此时冷却水泵的故障状态，如表3所示，整车控制器根据故障状态控制水泵的运转或停止。比如，空转保护：水泵实际转速>6000r/min时即为空转，水泵控制器向整车控制器VCU输出0％-3％占空比的PWM信号，VCU控制水泵停止工作，当转速降至低于5800r/min时，恢复工作。过流保护：水泵工作电流>5A时即为过流，电子水泵停止工作，水泵控制器向VCU输出5％-8％占空比的PWM信号，VCU向仪表输出电子水泵过流报警。当电子水泵工作电流＜4.5A时，电子水泵恢复工作。欠压保护：水泵工作电压<8V时即为欠压，水泵停止工作，水泵控制器向VCU输出10％-13％占空比的PWM信号，VCU向仪表输出电子水泵欠压报警。当电子水泵工作电压>8.2V时，电子水泵恢复工作。过压保护：工作电压＞16.5V时即为过压，电子水泵停止工作，水泵控制器向VCU输出占空比15％-18％的过压报警信号；当工作电压<16V时水泵恢复工作。堵转保护：水泵实际转速<500rpm时即为堵转，水泵停止工作，水泵控制器向VCU输出占空比20％-23％的堵转报警信号；当实际转速≥700rpm时，电子水泵恢复工作。

表3

该方法还包括：

S9：设置温度与PWM波占空比对应的第三对应表；

S10：所述整车控制器根据所述第三对应表确定所述调速PWM波的占空比。

在实际应用中，由于不同温度需要对应不同的冷却水泵转速，以使电动汽车的部件能处于良好运行状态。同时，动力电池温度、DCDC转换器温度和驱动电机温度各不相同，可以根据不同设备温度设置不同的占空比对应表，以实现更为精确的转速控制。

可见，本发明提供一种电动汽车冷却水泵的控制方法，根据动力电池温度、DCDC转换器温度和/或驱动电机温度发送不同占空比的调速PWM波给水泵控制器以控制冷却水泵的转速。解决现有电动汽车对冷却水泵的控制只有开关两种状态，不能根据冷却需求调节转速，存在能源消耗大和调速单一的问题，能提高冷却水泵的使用寿命和汽车冷却系统的工作效率。

本发明还提供一种电动汽车冷却水泵的控制系统，包括：第一设置单元，用于设置PWM波占空比与冷却水泵转速对应的第一对应表。温度控制单元，用于获取电动汽车的动力电池温度、DCDC转换器温度和/或驱动电机温度，使整车控制器根据所述动力电池温度、所述DCDC转换器温度和/或所述驱动电机温度发送相应占空比的调速PWM波给水泵控制器。转速调节单元，用于使所述水泵控制器接收到所述调整PWM波后，根据所述第一对应表控制冷却水泵的转速；

该系统还包括：第二设置单元，用于设置PWM波占空比与冷却水泵故障对应的第二对应表。故障反馈单元，用于在冷却水泵运转时，使水泵控制器采集冷却水泵的电机的工作电压和工作电流，并根据所述工作电压和所述工作电流判断冷却水泵是否发生故障，如果是，则控制水泵控制器发送反馈PWM波给所述整车控制器。所述故障反馈单元还用于控制所述整车控制器在接收到所述反馈PWM波后，根据所述第二对应表确定冷却水泵的故障类型，并控制冷却水泵的运转或停止。

所述故障反馈单元还用于在冷却水泵运转时，使所述水泵控制器获取冷却水泵的电机转速，在所述电机转速大于第一转速阈值时，判定冷却水泵处于空转故障，在所述电机转速小于第二转速阈值时，判定冷却水泵处于堵转故障，其中所述第一转速阈值大于所述第二转速阈值。所述故障反馈单元还用于在冷却水泵处于空转故障或堵转故障时，所述整车控制器根据所述第二对应表控制冷却水泵重新启动。

该系统还包括：第三设置单元，用于设置温度与PWM波占空比对应的第三对应表。占空比确定单元，还用于使所述整车控制器根据所述第三对应表确定所述调速PWM波的占空比。

可见，本发明提供一种电动汽车冷却水泵的控制系统，根据动力电池温度、DCDC转换器温度和/或驱动电机温度发送不同占空比的调速PWM波给水泵控制器以控制冷却水泵的转速。解决现有电动汽车对冷却水泵的控制只有开关两种状态，不能根据冷却需求调节转速，存在能源消耗大和调速单一的问题，能提高冷却水泵的使用寿命和汽车冷却系统的工作效率。

以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电动汽车冷却水泵的控制方法，其特征在于，包括：

设置PWM波占空比与冷却水泵转速对应的第一对应表；

获取电动汽车的动力电池温度、DCDC转换器温度和/或驱动电机温度，整车控制器根据所述动力电池温度、所述DCDC转换器温度和/或所述驱动电机温度发送相应占空比的调速PWM波给水泵控制器；

所述水泵控制器接收到所述调整PWM波后，根据所述第一对应表控制冷却水泵的转速。

2.根据权利要求1所述的电动汽车冷却水泵的控制方法，其特征在于，还包括：

设置PWM波占空比与冷却水泵故障对应的第二对应表；

在冷却水泵运转时，水泵控制器采集冷却水泵的电机的工作电压和工作电流，并根据所述工作电压和所述工作电流判断冷却水泵是否发生故障，如果是，则水泵控制器发送反馈PWM波给所述整车控制器；

所述整车控制器接收到所述反馈PWM波后，根据所述第二对应表确定冷却水泵的故障类型，并控制冷却水泵的运转或停止。

3.根据权利要求2所述的电动汽车冷却水泵的控制方法，其特征在于，还包括：

在冷却水泵运转时，所述水泵控制器获取冷却水泵的电机转速，在所述电机转速大于第一转速阈值时，判定冷却水泵处于空转故障，在所述电机转速小于第二转速阈值时，判定冷却水泵处于堵转故障，其中所述第一转速阈值大于所述第二转速阈值；

在冷却水泵处于空转故障或堵转故障时，所述整车控制器根据所述第二对应表控制冷却水泵重新启动。

4.根据权利要求3所述的电动汽车冷却水泵的控制方法，其特征在于，还包括：

设置温度与PWM波占空比对应的第三对应表；

所述整车控制器根据所述第三对应表确定所述调速PWM波的占空比。

5.根据权利要求4所述的电动汽车冷却水泵的控制方法，其特征在于，所述根据所述工作电压和所述工作电流判断冷却水泵是否发生故障，如果是，则水泵控制器发送反馈PWM波给所述整车控制器，包括：

在所述工作电流大于设定电流阈值时，所述水泵控制器判定冷却水泵处于过流故障，并发送过流故障对应占空比的反馈PWM波。

6.根据权利要求5所述的电动汽车冷却水泵的控制方法，其特征在于，所述根据所述工作电压和所述工作电流判断冷却水泵是否发生故障，如果是，则水泵控制器发送反馈PWM波给所述整车控制器，还包括：

在所述工作电压小于第一电压阈值时，所述水泵控制器判定冷却水泵处于欠压故障，并发送欠压故障对应占空比的反馈PWM波；

在所述工作电压大于第二电压阈值时，所述水泵控制器判定冷却水泵处于过压故障，并发送过压故障对应占空比的反馈PWM波。

7.一种电动汽车冷却水泵的控制系统，其特征在于，包括：

第一设置单元，用于设置PWM波占空比与冷却水泵转速对应的第一对应表；

温度控制单元，用于获取电动汽车的动力电池温度、DCDC转换器温度和/或驱动电机温度，使整车控制器根据所述动力电池温度、所述DCDC转换器温度和/或所述驱动电机温度发送相应占空比的调速PWM波给水泵控制器；

转速调节单元，用于使所述水泵控制器接收到所述调整PWM波后，根据所述第一对应表控制冷却水泵的转速。

8.根据权利要求7所述的电动汽车冷却水泵的控制系统，其特征在于，还包括：

第二设置单元，用于设置PWM波占空比与冷却水泵故障对应的第二对应表；

故障反馈单元，用于在冷却水泵运转时，使水泵控制器采集冷却水泵的电机的工作电压和工作电流，并根据所述工作电压和所述工作电流判断冷却水泵是否发生故障，如果是，则控制水泵控制器发送反馈PWM波给所述整车控制器；

所述故障反馈单元还用于控制所述整车控制器在接收到所述反馈PWM波后，根据所述第二对应表确定冷却水泵的故障类型，并控制冷却水泵的运转或停止。

9.根据权利要求8所述的电动汽车冷却水泵的控制系统，其特征在于，所述故障反馈单元还用于在冷却水泵运转时，使所述水泵控制器获取冷却水泵的电机转速，在所述电机转速大于第一转速阈值时，判定冷却水泵处于空转故障，在所述电机转速小于第二转速阈值时，判定冷却水泵处于堵转故障，其中所述第一转速阈值大于所述第二转速阈值；

所述故障反馈单元还用于在冷却水泵处于空转故障或堵转故障时，所述整车控制器根据所述第二对应表控制冷却水泵重新启动。

10.根据权利要求9所述的电动汽车冷却水泵的控制系统，其特征在于，还包括：

第三设置单元，用于设置温度与PWM波占空比对应的第三对应表；

占空比确定单元，还用于使所述整车控制器根据所述第三对应表确定所述调速PWM波的占空比。