CN110278695A - 一种电机控制器散热降温系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
一种电机控制器散热降温系统及其工作方法，包括控制单元、空气压缩装置、涡流管制冷装置和温度检测装置。其中，控制单元根据温度检测装置采集得到的温度信号控制空气压缩装置，空气压缩装置为涡流管制冷装置提供工作用压缩空气；涡流管制冷装置和温度检测装置均与电机控制器连接，涡流管制冷装置为电机控制器提供冷却气流；温度检测装置用于检测电机控制器的温度，并将该温度信号反馈给控制单元。本系统结构简单，可大幅提升电机控制器散热器的强制对流冷却性能、减轻电机控制器散热器的重量和体积。
Description
技术领域:
本发明涉及散热冷却领域，尤其涉及一种电机控制器散热降温系统及其工作方法。
背景技术:
电机控制器作为电动汽车电驱动系统的核心，需要满足汽车的各种工况需求。电机控制器电子设备的稳定可靠运行是整车动力性和安全性的保障。据相关文献报道，电子元器件的故障主要由高温引起，且故障率与芯片的温度成正比，电子产品温升每降低1℃，其可靠性的失效率将降低4％。因此性能良好的冷却系统是电驱动系统乃至整车稳定、安全、可靠工作于正常温度范围的保证。对于现有电动汽车电机控制器散热系统而言，存在以下问题：
1.电机控制器散热负载的冷却系统成本高，冷却管路复杂，且维护困难；
2.电机控制器散热负载的标准工作环境一般由厂家要求设定，(如风冷系统的工作环境温度低于55℃；水冷系统的工作环境温度低于65℃)。但电机控制器的工作环境温度过高，将使得内部芯片结温迅速上升，无法有效的快速散热，进而引发电机控制器内部元件性能的衰减和变化，从而影响电机控制器的寿命，导致产品功率密度不高；
3.若电机控制器散热负载采用水冷系统，当水冷管道注入冷却液时，容易造成水冷管内部不溶气体的聚集且难以排出，大大地降低了冷却效果，增大了电机控制器的过热风险。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种电机控制器散热降温系统及其工作方法，用于解决现有技术中的冷却系统成本高、冷却管道复杂、功率密度不高、环境工作温度过高和水冷系统内部气体聚集的问题，减轻电机控制器散热器的重量和体积，提升电机控制器的功率密度和整车的工作稳定性及寿命。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种电机控制器散热降温系统，包括：控制单元、空气压缩装置、涡流管制冷装置和温度检测装置；所述控制单元通过控制信号线与空气压缩装置连接，对所述空气压缩装置进行控制；所述控制单元通过温度检测信号线和温度检测装置连接，控制单元采集所述温度检测装置的温度信号反馈；所述空气压缩装置通过压缩空气管道与涡流管制冷装置连接，空气压缩装置将环境空气进行压缩得到高压空气，并将高压空气输送至所述涡流管制冷装置；所述涡流管制冷装置通过冷却气流管道与电机控制器连接，涡流管制冷装置将所述空气压缩装置产生的压缩空气，通过涡流管转换，产生冷却气流，输送至所述电机控制器；所述温度检测装置安装在电机控制器中，用于实时检测所述电机控制器的工作温度，并将温度信号反馈给所述控制单元。
本发明的电机控制器的散热负载可以为内部管道散热器散热系统或者肋片散热器散热系统。
一种上述电机控制器散热降温系统的工作方法，包括以下步骤：
(1)控制单元通过温度检测装置获取电机控制器的温度，根据所述温度检测装置采集得到的温度信号调整所述空气压缩装置产生的高压空气压力，为所述涡流管制冷装置提供工作用高压空气；
(2)然后涡流管制冷装置将所述空气压缩装置提供的工作用高压空气，通过涡流管产生冷却空气，进而提供给所述电机控制器。
所述温度检测装置检测电机控制器的温度是否超出预设阈值，若电机控制器的温度超过该预设阈值，则控制单元向空气压缩装置发送压力调节指令，增大空气压缩装置产生的高压空气压力值；进而，涡流管制冷装置产生冷却空气的流量和温度进行改变，使得电机控制器的温度降低至预设温度阈值内；若电机控制器的温度未超过预设阈值，控制单元向空气压缩装置发送指令，维持现有空气压缩装置的高压空气压力值。
所述控制单元通过设置在电机控制器内部的温度传感器获取电机控制器的内部温度。
本发明的优越性：本发明通过涡流管制冷装置提供冷却气流，使得电机控制器工作在温度较低的气流环境中；相比于传统的电机控制器散热装置，本系统结构简单，可大幅提升电机控制器散热器的强制对流冷却性能、减轻电机控制器散热器的重量和体积。
附图说明：
图1为本发明的一种电机控制器散热降温系统的结构示意图；
图2为本发明的一种电机控制器散热降温系统的降温方法流程示意图。
其中，1为控制单元装置，2为空气压缩装置，3为涡流管制冷装置，4为温度检测装置，5为电机控制器，6为控制信号线，7为压缩空气管道，8为冷却气流管道，9为温度检测信号线。
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，下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要再次指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为本发明保护范围的限制。
图1为本发明的一种电机控制器散热降温系统的结构示意图，如图1所示，
一种电机控制器散热降温系统，包括：控制单元1、空气压缩装置2、涡流管制冷装置3和温度检测装置4；所述控制单元1通过控制信号线6与空气压缩装置2连接，对所述空气压缩装置2进行控制；所述控制单元1通过温度检测信号线9与温度检测装置4连接，采集所述温度检测装置4的温度信号反馈；所述空气压缩装置2通过压缩空气管道7与涡流管制冷装置3连接，空气压缩装置2将环境空气进行压缩得到高压空气，并将高压空气输送至所述涡流管制冷装置3；所述涡流管制冷装置3通过冷却气流管道8与电机控制器5连接，涡流管制冷装置3将所述空气压缩装置2产生的压缩空气，通过涡流管转换，产生冷却气流，输送至所述电机控制器5；所述温度检测装置4安装在电机控制器5中，用于实时检测所述电机控制器5的工作温度，并将温度信号反馈给所述控制单元1。
当电机控制器散热负载采用风冷散热类型，如肋片散热器散热系统时，环境温度为55℃，控制单元1通过采集温度检测装置4的温度信号反馈，对空气压缩装置2进行控制。空气压缩装置2调整压缩空气压力，对所述涡流管制冷装置3提供工作用高压空气。高压空气在涡流管制冷装置3中的涡流管内进行能量转换，产生20℃的冷却气流，并将冷气流提供给电机控制器5用于散热器的强制对流散热，将电机控制器5的热量带走，从而达到冷却电机控制器的目的。
图2为本发明的一种电机控制器散热降温系统的降温方法流程示意图；如图2所示，本实施例提供了一种电机控制器的散热降温系统的工作方法，包括：
(1)控制单元1通过温度检测装置4获取电机控制器5的温度，具体的，可以通过设置在电机控制器5内部的温度传感器获取电机控制器5的内部温度；
(2)判断电机控制器5的温度是否超出电机控制器5温度的预设阈值；
(3)若电机控制器5的温度超过该预设阈值，则控制单元1向空气压缩装置2发送压力调节指令，增大空气压缩装置产生的高压空气压力值；
(4)进而，涡流管制冷装置3产生冷却空气的流量和温度进行改变，使得电机控制器5的温度降低至预设温度阈值内；
(5)若电机控制器5的温度未超过预设阈值，控制单元1向空气压缩装置2发送指令，维持现有空气压缩装置的高压空气压力值。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。本发明并不局限于文中的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例都属于本发明保护范围。
Claims (6)
1.一种电机控制器散热降温系统，其特征在于，主要包括：控制单元(1)、空气压缩装置(2)、涡流管制冷装置(3)和温度检测装置(4)；所述控制单元(1)通过控制信号线(6)与空气压缩装置(2)连接，对所述空气压缩装置(2)进行控制；所述控制单元(1)通过温度检测信号线(9)与温度检测装置(4)连接，采集所述温度检测装置(4)的温度信号反馈；所述空气压缩装置(2)通过压缩空气管道(7)与涡流管制冷装置(3)连接，空气压缩装置(2)将环境空气进行压缩得到高压空气，并将高压空气输送至所述涡流管制冷装置(3)；所述涡流管制冷装置(3)通过冷却气流管道(8)与电机控制器(5)连接，涡流管制冷装置(3)将所述空气压缩装置(2)产生的压缩空气，通过涡流管转换，产生冷却气流，输送至所述电机控制器(5)；所述温度检测装置(4)安装电机控制器(5)中，用于实时检测所述电机控制器(5)的工作温度，并将温度信号通过温度检测信号线(9)反馈给所述控制单元(1)。
2.根据权利要求1所述电机控制器散热降温系统，其特征在于，所述电机控制器的散热负载采用内部管道散热器散热系统。
3.根据权利要求1所述电机控制器散热降温系统，其特征在于，所述电机控制器的散热负载采用肋片散热器散热系统。
4.一种权利要求1所述电机控制器散热降温系统的工作方法，其特征在于它包括以下步骤：
(1)控制单元(1)通过温度检测装置(4)获取电机控制器(5)的温度，根据所述温度检测装置(4)采集得到的温度信号调整所述空气压缩装置(2)产生的高压空气压力，为所述涡流管制冷装置(3)提供工作用高压空气；
(2)然后涡流管制冷装置(3)将所述空气压缩装置(1)提供的工作用高压空气，通过涡流管产生冷却空气，进而提供给所述电机控制器(5)。
5.根据权利要求4所述一种电机控制器散热降温系统的工作方法，其特征在于所述温度检测装置(4)检测电机控制器(5)的温度是否超出预设阈值，若电机控制器(5)的温度超过该预设阈值，则控制单元(1)向空气压缩装置(2)发送压力调节指令，增大空气压缩装置产生的高压空气压力值；进而，涡流管制冷装置(3)产生冷却空气的流量和温度进行改变，使得电机控制器(5)的温度降低至预设温度阈值内；若电机控制器(5)的温度未超过预设阈值，控制单元(1)向空气压缩装置(2)发送指令，维持现有空气压缩装置的高压空气压力值。
6.根据权利要求4所述一种电机控制器散热降温系统的工作方法，其特征在于所述控制单元(1)通过设置在电机控制器(5)内部的温度传感器获取电机控制器(5)的内部温度。
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