CN110239383A - 新能源汽车大功率充电冷却系统及其监测方法 - Google Patents

新能源汽车大功率充电冷却系统及其监测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车大功率充电冷却系统及其监测方法，冷却系统通过连接到充电枪的管道对充电接触点进行冷却，由不同的温度传感器分别获取接触点温度、水箱中冷却液体的温度、环境温度，各温度传感器与冷却系统控制器相连，充电控制器根据各点温度与各自温度阈值的比较结果，对水泵和散热风扇的转速做出调整；检测到的管道中压力和流量、水箱液位信号传送给冷却系统控制器，根据各自阈值的比较结果对冷却液体运行情况进行判断，以便对运行故障做出报警。

Description

新能源汽车大功率充电冷却系统及其监测方法
技术领域
本发明涉及电动汽车大功率充电领域，尤其涉及一种新能源汽车大功率充电冷却系统及其监测方法。
背景技术
随着新能源汽车行业的不断发展，电动汽车电池容量加大，续航里程逐渐提高；因此产生了电池容量与充电速度的矛盾。为实现快速充电，除直接更换电池外，提高充电功率是最有效的解决方法。在几百安培的充电电流下，接触点的发热问题会影响充电安全；并且充电桩会对充电电流做出限制，影响充电效率。
在新能源汽车大功率充电场合下，现有冷却系统不能够实现自主温度调节，当温度升高后充电桩会对降低充电电流，会造成充电效率下降影响用户体验。
发明内容
发明目的：针对以上问题，本发明提出一种新能源汽车大功率充电冷却系统及其监测方法，通过检测温度、压力、流量、水箱液位信号等参数，冷却系统据此进行调节，提高冷却系统的可靠和稳定性。
技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种新能源汽车大功率充电冷却系统，包括充电枪、充电线缆、散热器、水泵、水箱；水箱中的冷却液通过水泵出水进入散热器中，冷却降温后进入到充电线缆中，充电线缆连接充电枪；充电枪冷却后冷却液回到水箱中；各部件之间通过冷却管道相连；水泵的出水口处还设有压力计，与冷却系统控制单元相连；散热器的出水口处还设有流量计，与冷却系统控制单元相连；水箱中设有温度传感器和液位计，与冷却系统控制单元相连；充电枪连接口设有充电枪插针，充电枪插针上设有温度传感器，与冷却系统控制单元相连；冷却系统控制单元与温度传感器、流量计、压力计、液位计相连，接收检测的参数信号，并进行判断，而后通过变频器对水泵和散热器的转速做出调整。
进一步地，所述冷却系统还设有环境温度传感器，用于检测环境温度，并与冷却系统控制单元相连反馈数据信号。
一种新能源汽车大功率充电冷却系统监测方法，由不同的温度传感器分别获取充电枪插针接触点温度、水箱中冷却液温度、环境温度，各温度传感器与冷却系统控制单元相连，冷却系统控制单元根据各点温度与各自温度阈值的比较结果，对水泵和散热器的转速做出调整，在温度将达到实际并未达到充电桩限制充电电流的阈值的情况下主动加强冷却以保证充电效率；同时，检测管道中压力、流量、水箱液位信号传送给冷却系统控制单元，根据各自阈值的比较结果对冷却液运行情况进行判断，并对运行故障做出报警。
进一步地，温度监测方法具体包括步骤：
(1)检测充电枪插针接触点的温度，水箱中冷却液温度；
(2)判断温度是否都高于温度控制第一阈值，若没有，则继续步骤1检测实时温度；若是，则继续步骤3；
(3)判断散热器转速是否到达最大值，若没有，则调高散热器转速，并继续步骤1监测实时温度；若是，则继续步骤4；
(4)判断高于温度控制第一阈值时间是否大于时间阈值；若没有，则继续步骤1检测实时温度；若是，则继续步骤5；
(5)判断水泵转速是否到达最大值，若是，则通知充电桩限制充电电流；若没有，则继续步骤6；
(6)调高水泵转速，并继续监测实时温度；当温度高于温度控制第二阈值，通知充电桩限制充电电流。
进一步地，利用环境温度修正系统控制参数，环境温度增大时，同样的接触点温度和水箱冷却液温度情况下，增加水泵和散热器的转速的幅度。
进一步地，压力监测方法具体包括步骤：
(1)检测水泵所连接冷却管道中的压力；
(2)判断压力是否第一次低于压力控制第一阈值，若没有，则继续步骤1的监测；若是，则调高水泵转速；
(3)判断调节后的压力是否仍低于压力控制第一阈值，若没有，则继续步骤4；若是，则向充电桩上报压力过低故障；
(4)判断压力是否高于压力控制第二阈值，若没有，则继续步骤1的监测；若是，则向充电桩上报压力过高故障。
进一步地，流量监测方法具体包括步骤：
(1)检测水泵所连接冷却管道中的液体流量；
(2)判断流量是否第一次低于流量控制第一阈值，若没有，则继续步骤1的监测；若是，则调高水泵转速；
(3)判断调节后的流量是否仍低于压力控制第一阈值，若没有，则继续步骤4；若是，则向充电桩上报流量过低故障；
(4)判断压力是否高于流量控制第二阈值，若没有，则继续步骤1的监测；若是，则向充电桩上报流量过高故障。
进一步地，水箱液位监测方法具体包括步骤：
(1)检测水箱液位；
(2)判断液位是否第一次高于液位控制第一阈值，若没有，则继续步骤1的监测；若是，则调高水泵转速；
(3)判断调节后的液位是否仍高于液位控制第一阈值，若没有，则继续步骤4；若是，则向充电桩上报液位过高故障；
(4)判断压力是否低于液位控制第二阈值，若没有，则继续步骤1的监测；若是，则向充电桩上报液位过低故障。
有益效果：本发明提供用于冷却系统的主动冷却控制方式，可以在温度将达到实际并未达到充电桩限制充电电流的阈值的情况下主动加强冷却效果以保证充电效率，同时也提高冷却系统的可靠和稳定性。同时，检测管道中压力和流量、水箱液位信号传送给冷却系统控制器，根据各自阈值的比较结果对冷却液体运行情况进行判断，以便对运行故障做出报警。
附图说明
图1是新能源汽车大功率充电冷却系统示意图；
图2是新能源汽车大功率充电冷却系统的温度监测方法流程图；
图3是新能源汽车大功率充电冷却系统的压力监测方法流程图；
图4是新能源汽车大功率充电冷却系统的流量监测方法流程图；
图5是新能源汽车大功率充电冷却系统的水箱液位监测方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
如图1所示，本发明所述的新能源汽车大功率充电冷却系统，包括充电枪、充电线缆3、散热器5、水泵7、水箱9；水箱9中的冷却液通过水泵7出水进入散热器5中，冷却降温后进入到充电线缆3中，充电线缆3连接充电枪；充电枪冷却后冷却液回到水箱9中。各部件之间通过冷却管道12相连。
水泵7的出水口处还设有压力计6，用于检测冷却液循环过程中的压力大小，与冷却系统控制单元11相连反馈数据信号。
散热器5的出水口处还设有流量计4，用于检测冷却液循环过程中的流量大小，与冷却系统控制单元11相连反馈数据信号。
水箱9中设有温度传感器1和液位计10，用于检测水箱中的实时温度和水箱液位，与冷却系统控制单元11相连反馈数据信号。
充电枪连接口设有充电枪插针2，充电枪插针2上设有温度传感器1，用于检测充电枪的实时温度，与冷却系统控制单元11相连反馈数据信号。
冷却系统控制单元11与温度传感器、流量计、压力计、液位计等相连，接收检测的参数信号，并进行判断，而后通过变频器8对水泵和散热器的转速做出调整。
本发明冷却系统还设有环境温度传感器，用于检测环境温度，并与冷却系统控制单元11相连反馈数据信号。环境温度用于修正系统控制参数，环境温度过高时，同样的接触点温度和水箱冷却液温度情况下，对水泵和散热器的转速的增加幅度更大。
本发明用于新能源汽车大功率充电冷却系统的监测方法，冷却系统通过连接到充电枪的管道对充电接触点进行冷却，由不同的温度传感器分别获取接触点温度、水箱中冷却液体的温度、环境温度，各温度传感器与冷却系统控制器相连，充电控制器根据各点温度与各自温度阈值的比较结果，对水泵和散热风扇的转速做出调整。
如图2所示，新能源汽车大功率充电冷却系统的温度监测方法，具体包括步骤：
(1)检测充电枪插针接触点的温度，水箱中冷却液的温度；
(2)判断温度是否都高于温度控制第一阈值，若没有，则继续步骤1检测实时温度；若是，则继续步骤3；
(3)判断散热器转速是否到达最大值，若没有，则调高散热器转速，主动加强冷却效果，并继续步骤1监测实时温度；若是，则继续步骤4；
(4)判断高于温度控制第一阈值时间是否大于时间阈值；若没有，则继续步骤1检测实时温度；若是，则继续步骤5；
(5)判断水泵转速是否到达最大值，若是，则通知充电桩限制充电电流；若没有，则继续步骤6；
(6)调高水泵转速，主动加强冷却效果，并继续监测实时温度；当温度高于温度控制第二阈值，通知充电桩限制充电电流。
本发明提供用于冷却系统的控制方式可以在温度将达到实际并未达到充电桩限制充电电流的阈值的情况下主动加强冷却效果以保证充电效率，同时也提高冷却系统的可靠和稳定性。
同时，检测管道中压力和流量、水箱液位信号传送给冷却系统控制器，根据各自阈值的比较结果对冷却液体运行情况进行判断，以便对运行故障做出报警。
如图3所示，新能源汽车大功率充电冷却系统的压力监测方法，具体包括步骤：
(1)检测水泵所连接冷却管道中的压力；
(2)判断压力是否第一次低于压力控制第一阈值，若没有，则继续步骤1的监测；若是，则调高水泵转速；
(3)判断调节后的压力是否仍低于压力控制第一阈值，若没有，则继续步骤4；若是，则向充电桩上报压力过低故障；
(4)判断压力是否高于压力控制第二阈值，若没有，则继续步骤1的监测；若是，则向充电桩上报压力过高故障。
如图4所示，新能源汽车大功率充电冷却系统的流量监测方法，具体包括步骤：
(1)检测水泵所连接冷却管道中的液体流量；
(2)判断流量是否第一次低于流量控制第一阈值，若没有，则继续步骤1的监测；若是，则调高水泵转速；
(3)判断调节后的流量是否仍低于压力控制第一阈值，若没有，则继续步骤4；若是，则向充电桩上报流量过低故障；
(4)判断压力是否高于流量控制第二阈值，若没有，则继续步骤1的监测；若是，则向充电桩上报流量过高故障。
如图5所示，新能源汽车大功率充电冷却系统的水箱液位监测方法，具体包括步骤：
(1)检测水箱液位；
(2)判断液位是否第一次高于液位控制第一阈值，若没有，则继续步骤1的监测；若是，则调高水泵转速；
(3)判断调节后的液位是否仍高于液位控制第一阈值，若没有，则继续步骤4；若是，则向充电桩上报液位过高故障；
(4)判断压力是否低于液位控制第二阈值，若没有，则继续步骤1的监测；若是，则向充电桩上报液位过低故障。
本发明通过检测温度、压力、流量、水箱液位信号等参数，冷却系统据此进行调节，提高冷却系统的可靠和稳定性。

Claims (8)

1.一种新能源汽车大功率充电冷却系统，其特征在于，包括充电枪、充电线缆(3)、散热器(5)、水泵(7)、水箱(9)；水箱(9)中的冷却液通过水泵(7)出水进入散热器(5)中，冷却降温后进入到充电线缆(3)中，充电线缆(3)连接充电枪；充电枪冷却后冷却液回到水箱(9)中；各部件之间通过冷却管道(12)相连；
水泵(7)的出水口处还设有压力计(6)，与冷却系统控制单元(11)相连；散热器(5)的出水口处还设有流量计(4)，与冷却系统控制单元(11)相连；水箱(9)中设有温度传感器(1)和液位计(10)，与冷却系统控制单元(11)相连；充电枪连接口设有充电枪插针(2)，充电枪插针(2)上设有温度传感器(1)，与冷却系统控制单元(11)相连；
冷却系统控制单元(11)与温度传感器、流量计、压力计、液位计相连，接收检测的参数信号，并进行判断，而后通过变频器(8)对水泵和散热器的转速做出调整。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车大功率充电冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还设有环境温度传感器，用于检测环境温度，并与冷却系统控制单元相连反馈数据信号。
3.一种新能源汽车大功率充电冷却系统监测方法，其特征在于，基于权利要求1-2所述的冷却系统，由不同的温度传感器分别获取充电枪插针接触点温度、水箱中冷却液温度、环境温度，各温度传感器与冷却系统控制单元相连，冷却系统控制单元根据各点温度与各自温度阈值的比较结果，对水泵和散热器的转速做出调整，在温度将达到实际并未达到充电桩限制充电电流的阈值的情况下主动加强冷却以保证充电效率；
同时，检测管道中压力、流量、水箱液位信号传送给冷却系统控制单元，根据各自阈值的比较结果对冷却液运行情况进行判断，并对运行故障做出报警。
4.根据权利要求3所述的新能源汽车大功率充电冷却系统监测方法，其特征在于，温度监测方法具体包括步骤：
(1)检测充电枪插针接触点的温度，水箱中冷却液温度；
(2)判断温度是否都高于温度控制第一阈值，若没有，则继续步骤1检测实时温度；若是，则继续步骤3；
(3)判断散热器转速是否到达最大值，若没有，则调高散热器转速，并继续步骤1监测实时温度；若是，则继续步骤4；
(4)判断高于温度控制第一阈值时间是否大于时间阈值；若没有，则继续步骤1检测实时温度；若是，则继续步骤5；
(5)判断水泵转速是否到达最大值，若是，则通知充电桩限制充电电流；若没有，则继续步骤6；
(6)调高水泵转速，并继续监测实时温度；当温度高于温度控制第二阈值，通知充电桩限制充电电流。
5.根据权利要求4所述的新能源汽车大功率充电冷却系统监测方法，其特征在于，利用环境温度修正系统控制参数，环境温度增大时，同样的接触点温度和水箱冷却液温度情况下，增加水泵和散热器的转速的幅度。
6.根据权利要求3所述的新能源汽车大功率充电冷却系统监测方法，其特征在于，压力监测方法具体包括步骤：
(1)检测水泵所连接冷却管道中的压力；
(2)判断压力是否第一次低于压力控制第一阈值，若没有，则继续步骤1的监测；若是，则调高水泵转速；
(3)判断调节后的压力是否仍低于压力控制第一阈值，若没有，则继续步骤4；若是，则向充电桩上报压力过低故障；
(4)判断压力是否高于压力控制第二阈值，若没有，则继续步骤1的监测；若是，则向充电桩上报压力过高故障。
7.根据权利要求3所述的新能源汽车大功率充电冷却系统监测方法，其特征在于，流量监测方法具体包括步骤：
(1)检测水泵所连接冷却管道中的液体流量；
(2)判断流量是否第一次低于流量控制第一阈值，若没有，则继续步骤1的监测；若是，则调高水泵转速；
(3)判断调节后的流量是否仍低于压力控制第一阈值，若没有，则继续步骤4；若是，则向充电桩上报流量过低故障；
(4)判断压力是否高于流量控制第二阈值，若没有，则继续步骤1的监测；若是，则向充电桩上报流量过高故障。
8.根据权利要求3所述的新能源汽车大功率充电冷却系统监测方法，其特征在于，水箱液位监测方法具体包括步骤：
(1)检测水箱液位；
(2)判断液位是否第一次高于液位控制第一阈值，若没有，则继续步骤1的监测；若是，则调高水泵转速；
(3)判断调节后的液位是否仍高于液位控制第一阈值，若没有，则继续步骤4；若是，则向充电桩上报液位过高故障；
(4)判断压力是否低于液位控制第二阈值，若没有，则继续步骤1的监测；若是，则向充电桩上报液位过低故障。
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