CN110614919A - 冷却液流量监测方法及液冷电驱系统 - Google Patents

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CN110614919A CN201910901488.8A CN201910901488A CN110614919A CN 110614919 A CN110614919 A CN 110614919A CN 201910901488 A CN201910901488 A CN 201910901488A CN 110614919 A CN110614919 A CN 110614919A
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Abstract

本发明提供一种冷却液流量监测及液冷电驱系统，通过获取液冷电驱系统中两个参考点的温度以及功率模块的功耗损失，即可得到流经所述功率模块的冷却液的流量，解决了目前配置电驱动系统车辆无法获知实际冷却液流量及容易发生冷却异常而导致系统故障的问题。进一步的，利用对液冷电驱系统中两个参考点的温度检测值以及功率模块的功耗损失进行计算，可不对液冷电驱系统增设如流量传感器等物理传感器，不提高产品成本，也避免了因物理传感器的散差和故障导致的问题，可靠性高。

Description

冷却液流量监测方法及液冷电驱系统
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种冷却液流量监测方法及液冷电驱系统。
背景技术
新能源汽车电驱动系统中冷却系统担负着冷却电池，逆变器、电动机等动力部件的功能。而一旦在冷却系统故障情况下仍然进行大功率输出将导致功率器件过热损坏造成非预期动力丢失影响车辆和人身安全。目前车辆上用于电驱系统的冷却系统一般采用PWM水泵或者开关水泵进行冷却液流量控制，大多没有流量传感器进行测量，采用开环控制。一旦发生冷却液泄露、堵塞等往往不易发现，而这时如果逆变器、电动机等动力器件进行大功率输出，则将因冷却能力不足，轻则造成器件循环寿命降低，严重则产生过温损坏，造成车辆动力丢失危害车辆和人员安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冷却液流量监测方法及液冷电驱系统，以解决现有的电驱系统中冷却液流量无法监测的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种冷却液流量监测方法，其应用于液冷电驱系统，所述液冷电驱系统包括一功率模块与一供冷却液流通的液冷通道，所述液冷通道与所述功率模块连接，用以为所述功率模块散热，所述冷却液流量监测方法包括：
分别获取所述液冷电驱系统中一设置于所述液冷通道或所述功率模块中的第一参考点的温度；以及一设置于所述液冷通道或所述功率模块中的第二参考点的温度；
获取所述功率模块的功耗损失；
根据预设的规则，由所述第一参考点的温度、第二参考点的温度与所述功耗损失得到流经所述液冷通道的冷却液的流量。
可选的，在所述的冷却液流量监测方法中，所述第一参考点设置于所述液冷通道的入口处，所述第二参考点设置于所述液冷通道的出口处；所述预设的规则包括：
以所述第一参考点与所述第二参考点所测得的温度差值为第一温差；
根据以下公式计算得到所述冷却液的流量：
其中，Vf为所述冷却液的流量，Ptot为所述功率模块的总功耗损失，Cv为所述冷却液的比热容，ρ为所述冷却液的密度，T1为所述第一参考点处测得的温度，T2为所述第二参考点处测得的温度。
可选的，在所述的冷却液流量监测方法中，所述第一参考点设置于所述液冷通道中，所述第二参考点设置于所述功率模块中；所述预设的规则包括：
以所述第一参考点与所述第二参考点所测得的温度差值为第二温差；
根据所述功耗损失及所述第二温差计算所述第二参考点相对于所述冷却液的热阻；
根据所述热阻和所述第一参考点处测得的温度计算得到所述冷却液的流量。
可选的，在所述的冷却液流量监测方法中，所述功率模块包括若干相的功率单元，所述第二参考点设置于靠近所述冷却液之入口的一相功率单元上，所述第二参考点相对于所述冷却液的热阻根据以下公式计算：
其中，T1为所述第一参考点处测得的温度，T2为所述第二参考点处测得的温度，P为所述功率模块之设有所述第二参考点的一相功率单元的功耗损失， Rntc为所述第二参考点相对于所述冷却液的热阻。
可选的，在所述的冷却液流量监测方法中，所述冷却液流量Vf通过如下函数关系进行计算得到：
Rntcref＝f(T1,Vfref)
其中Vfref为预设的参考流量，Rntcref为所述参考流量及T1下的参考冷却液热阻，Vf为所述冷却液的流量；其中所述函数关系由实验标定表格实现或者根据实验数据采用多项式拟合的方式实现。
可选的，在所述的冷却液流量监测方法中，所述冷却液流量Vf通过如下函数关系进行计算得到：
Vf＝f(Rntc,T1)
其中所述函数关系由实验标定表格实现或者根据实验数据采用多项式拟合的方式实现。
可选的，在所述的冷却液流量监测方法中，所述第一参考点与第二参考点均设置于所述功率模块中，所述功率模块包括多相的功率单元，所述多相的功率单元按所述冷却液的流动方向依次排布，所述第一参考点设置于靠近所述冷却液之入口的功率单元上，所述第二参考点设置于靠近所述冷却液之出口的功率单元上，所述预设的规则包括：
以所述第一参考点与第二参考点所测得的温度差值为第三温差；将可能的流量空间以预定的分辨率离散化；利用查找算法找到符合约束条件的流量数值作为所述冷却液的流量Vf；
所述约束条件包括：查找到的流量数值满足：
T1＝Tin+P*Rntc(Tin,Vf)
其中，T1为所述第一参考点处测得的温度，T2为所述第二参考点处测得的温度，Tin为计算得到的冷却液之入口处的温度，Rntc为所述第一参考点相对于所述冷却液的热阻，Ptot为所述功率模块的总功耗损失，P为设有所述第一参考点的一相功率单元的功耗损失，Cv为所述冷却液的比热容，ρ为所述冷却液的密度；Vt为假设流量，Vf为所述冷却液的流量。
可选的，在所述的冷却液流量监测方法中，所述查找算法包括：
步骤一：遍历离散化后的流量空间，以给定一假设流量Vt；
步骤二：根据所述第一参考点处测得的温度T1、设有所述第一参考点的一相功率单元的功率损耗P、所述假设流量Vt与所述冷却液之入口处的温度Tin 的关系，利用所述假设流量Vt计算出冷却液之入口处的温度Tin；
步骤三：根据所述第三温差、所述功率模块的总功耗损失Ptot、冷却液之入口处的温度Tin与所述冷却液的流量Vf的关系，计算得到所述冷却液的流量Vf。
可选的，在所述的冷却液流量监测方法中，在所述步骤三之后，所述冷却液流量监测方法还包括：
若计算得到的冷却液的流量与所述假设流量Vt的误差在预定范围外，则返回所述步骤一，给定另一假设流量，并重复计算所述冷却液的流量；
其中，当所述步骤一的循环次数达到预定阈值时，以计算得到的冷却液的流量与所述假设流量Vt的误差最小的一次循环中，所计算得到的冷却液的流量作为所述冷却液的流量Vf。
可选的，在所述的冷却液流量监测方法中，所述步骤二中，所述第一参考点处测得的温度T1、设有所述第一参考点的一相功率单元的功率损耗P、所述假设流量Vt、冷却液之入口处的温度Tin的函数关系如下所示：
Tin＝f(T1,P,Vt)
其中所述函数关系由实验标定表格实现或者根据实验数据采用多项式拟合的方式实现。
可选的，在所述的冷却液流量监测方法中，所述步骤三中，所述第三温差T2- T1、功率模块的总功耗损失Ptot、冷却液之入口处的温度Tin与所述冷却液的流量Vf的函数关系如下所示：
Vf＝f(T2-T1,Ptot,Tin)
其中所述函数关系由实验标定表格实现或者根据实验数据采用多项式拟合的方式实现。
可选的，在所述的冷却液流量监测方法中，获取所述功率模块的功耗损失的方法包括：
获取所述功率模块的开关损耗功率和导通损耗功率；以及
在一定时间周期累积平均所述开关损耗功率和所述导通损耗功率得到所述功率模块的损耗功率。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种液冷电驱系统，其包括：
功率模块；
供冷却液流通的液冷通道，所述液冷通道与所述功率模块连接，用以为所述功率模块散热；
第一温度传感器，设置于所述液冷通道或所述功率模块中的第一参考点，用以获取所述第一参考点的温度；
第二温度传感器，设置于所述液冷通道或所述功率模块中的第二参考点，用以获取所述第二参考点的温度；以及
控制模块，分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、及所述功率模块通信连接；
所述控制模块利用如上所述的冷却液流量监测方法获取流经所述液冷通道的冷却液的流量；当获取到的所述冷却液的流量与目标冷却液流量的差距超过预设安全阈值时，执行报警或通过控制所述功率模块对电动机实施降额控制。
综上所述，在本发明提供的冷却液流量监测方法及液冷电驱系统中，通过获取液冷电驱系统中两个参考点的温度以及功率模块的功耗损失，即可得到流经所述功率模块的冷却液的流量，解决了目前配置电驱动系统车辆无法获知实际冷却液流量及容易发生冷却异常而导致系统故障的问题。进一步的，利用对液冷电驱系统中两个参考点的温度检测值以及功率模块的功耗损失进行计算，可不对液冷电驱系统增设如流量传感器等物理传感器，更进一步的，根据配置策略可以完全只沿用功率模块内部的温度传感器，不提高产品成本，也避免了因物理传感器的散差和故障导致的问题，可靠性高。
附图说明
本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：
图1是本发明实施例一提供的液冷电驱系统的示意图；
图2是本发明实施例一提供的功率模块与液冷通道的示意图；
图3是本发明实施例一提供的冷却液流量监测方法的流程图；
图4是本发明实施例一提供的冷却液流量监测方法的预设规则的流程图；
图5是本发明实施例二提供的冷却液流量监测方法的预设规则的流程图；
图6是本发明实施例三提供的冷却液流量监测方法的预设规则的流程图；
附图中：
10-液冷通道；20-直流电源；30-控制模块；40-功率模块；50-电动机；
41、42、43-功率单元；44、45、46-NTC温度传感器。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本说明书和所附权利要求中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。
本发明的核心思想在于提供一种冷却液流量监测方法，以解决目前配置电驱动系统车辆无法获知实际冷却液流量及容易发生冷却异常而导致系统故障的问题。为实现上述思想，本发明提供了一种冷却液流量监测方法，其应用于液冷电驱系统，所述液冷电驱系统包括一功率模块与一供冷却液流通的液冷通道，所述液冷通道与所述功率模块连接，用以为所述功率模块散热，所述冷却液流量监测方法包括：分别获取所述液冷电驱系统中一设置于所述液冷通道或所述功率模块中的第一参考点的温度；以及一设置于所述液冷通道或所述功率模块中的第二参考点的温度；获取所述功率模块的功耗损失；根据预设的规则，由所述第一参考点的温度、第二参考点的温度与所述功耗损失得到流经所述液冷通道的冷却液的流量。在本发明提供的冷却液流量监测方法中，通过获取液冷电驱系统中两个参考点的温度以及功率模块的功耗损失，即可得到流经所述功率模块的冷却液的流量，解决了目前配置电驱动系统车辆无法获知实际冷却液流量及容易发生冷却异常而导致系统故障的问题。进一步的，利用对液冷电驱系统中两个参考点的温度检测值以及功率模块的功耗损失进行计算，可不对液冷电驱系统增设如流量传感器等物理传感器，更进一步的，根据配置策略可以完全只沿用功率模块内部的温度传感器，不提高产品成本，也避免了因物理传感器的散差和故障导致的问题，可靠性高。
以下参考附图进行描述。
【实施例一】
请参考图1至图4，其中，图1是本发明实施例一提供的液冷电驱系统的示意图，图2是本发明实施例一提供的功率模块与液冷通道的示意图，图3是本发明实施例一提供的冷却液流量监测方法的流程图，图4是本发明实施例一提供的冷却液流量监测方法的预设规则的流程图。
本发明实施例一提供一种冷却液流量监测方法及液冷电驱系统，所述冷却液流量监测方法主要应用于液冷电驱系统，如图1所示，在一个示范性的实施例中，所述液冷电驱系统包括液冷通道10、直流电源20、控制模块30、功率模块40和电动机50，该液冷通道10中流通有冷却液，主要用以为功率模块40进行散热。所述直流电源20为所述功率模块40供电，所述控制模块30与功率模块40通信连接，并用于根据实际工况控制和保护所述功率模块40的运行，所述功率模块40驱动电动机50转动，一般的，功率模块40(如包括IGBT模块) 在运作中会产生一定的功耗损失并转化为热量，所述功率模块40上安装有温度传感器，以对功率模块40的运行情况进行监测。在一个可替代的实施例中，电动机50为三相交流电动机，控制模块30控制功率模块40将直流电源20的直流转化为交流供给电动机50，与电动机50对应的，如图2所示，功率模块40 包括三相功率单元41、42、43，每相功率单元均设置一个NTC温度传感器(三个NTC温度传感器44、45、46，分别与三相功率单元41、42、43一一对应)，用以监测功率单元的温度，液冷通道10中流通有冷却液，冷却液的流动方向为自功率单元41向功率单元43，如图2中箭头所示。
如图3所示，实施例一提供的冷却液流量监测方法主要包括以下步骤：
步骤S1：分别获取所述液冷电驱系统中一设置于所述液冷通道10或所述功率模块40中的第一参考点的温度；以及一设置于所述液冷通道10或所述功率模块40中的第二参考点的温度；
步骤S2：获取所述功率模块40的功耗损失；
步骤S3：根据预设的规则，由所述第一参考点的温度、第二参考点的温度与所述功耗损失得到流经所述液冷通道10的冷却液的流量。
请参考图4，其是本发明实施例一提供的冷却液流量监测方法的预设规则的流程图。
在本实施例一中，第一参考点与第二参考点均设置于所述液冷通道10中，具体的，所述第一参考点设置于所述液冷通道10的入口处(指冷却液流入处)，所述第二参考点设置于所述液冷通道10的出口处(指冷却液流出处)。如图6所示，所述预设的规则包括：
步骤S31a：以所述第一参考点与所述第二参考点所测得的温度差值为第一温差；
步骤S31b：根据第一温差，第一参考点处测得的温度及功率模块40的总损耗功率计算得到所述冷却液的流量；
具体计算公式如下：
其中，Vf为所述冷却液的流量，Ptot为所述功率模块总损耗功率，需理解，这里的Ptot为功率模块40的三相功率单元的总损耗，Cv为所述冷却液的比热容，ρ为所述冷却液的密度，T1为第一参考点处测得的温度，T2为所述第二参考点处测得的温度，T2-T1为所述第一温差，Cv(T1)、ρ(T1)可根据冷却液的物性参数表获得。
如此配置，第一温差T2-T1即为冷却液流过功率模块40的实际温升，通过获取设置于液冷通道10中的两个参考点的温度，以及功率模块40的功耗损失 (三相总损耗Ptot)，基于冷却液的密度和比热容，即可得到流经所述功率模块 40的冷却液的流量Vf。
本实施例一通过在液冷通道10的冷却液出入口处分别设置温度传感器，能直接获取冷却液流经功率模块40的第一温差，根据开口系统能量守恒原理，即可准确地计算得到冷却液的流量。可以理解，在本实施例中，功率模块40不限于包括三相功率单元，其也可以仅包括单相的功率单元，或其它数量的功率单元，其原理与上述方法的原理相同。此外，第一参考点与第二参考点分别设置于液冷通道10的入口处与出口处，不应局限为第一参考点只能设置于如图2所示的对应于功率单元41的液冷通道10中，而应广义理解为，第一参考点还可以设置在液冷通道10的更上游位置，如连接液冷通道10的管路或水箱中。同样的，第二参考点亦不应局限为只能设置于对应于功率单元43的液冷通道10中，其还可以设置于液冷通道10的更下游位置，其能取得的类似效果，本发明对此不作限制。
可选的，获取所述功率模块40的功耗损失的方法包括：获取所述功率模块 40的开关损耗功率和导通损耗功率；累积所述开关损耗功率和所述导通损耗功率得到所述功耗损失。具体的，功率模块40中每相功率单元的功耗损失 P＝Psw+Pcnd，其中，Psw为该相功率单元中IGBT和Diode的开关损耗功率，Pcnd为该相功率单元中IGBT和Diode的导通损耗功率。功率模块40的三相总损耗 Ptot＝3*P。本领域技术人员可以知道，IGBT和Diode的开关损耗功率和导通损耗功率可根据功率模块的母线电压、功率模块的输出交流电流、功率因数、调制度和占空比来计算得到，不需要对功率模块40增设其它物理传感器。
进一步的，所述液冷电驱系统还包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器设置于所述液冷通道中的第一参考点(即液冷通道10的入口处)，所述第二温度传感器设置于所述液冷通道中的第二参考点(即液冷通道10 的出口处)，分别用以获取第一参考点的温度以及第二参考点的温度。所述控制模块30分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、及所述功率模块40 通信连接。所述控制模块利用上述的冷却液流量监测方法获取流经所述液冷通道10的冷却液的流量；当获取到的所述冷却液的流量与目标冷却液流量的差距超过预设安全阈值时，执行报警或通过控制所述功率模块40对电动机50实施降额控制。具体的，通过本实施例的冷却液流量监测方法，计算得到实际冷却液流量后，可根据实际冷却液流量与目标冷却液流量进行比较；当实际冷却液流量与目标冷却液流量差距超过合理的范围(即预设安全阈值)时，进行水冷流量控制的故障报警；当实际冷却液流量低于安全阈值时亦进行故障报警；控制模块30 可根据冷却液流量大小对电动机50的扭矩输出进行降额控制，如线性降额 (derating)或自定义降额曲线，以防止过温发生。由此，通过对比实际流量与正常参考流量对比即可发现冷却异常，从而实现故障诊断与报警及功率输出降额实现驱动系统的安全保护。此外，控制模块30可在发生严重故障前执行报警，可根据水冷系统故障状况对逆变器等功率部件进行输出限制防止过温损坏。在实际车辆冷却系统布置中，功率模块40如逆变器等，和电动机往往公用水冷系统，这种情况下，通过本实施例的冷却液流量监测方法对冷却液的流量进行监测，还可以同时起到保护电动机的作用。
【实施例二】
本发明实施例二的冷却液流量监测方法及液冷电驱系统与实施例一基本相同，对于相同部分不再叙述，以下仅针对不同点进行描述。
请参考图5，其是本发明实施例二提供的冷却液流量监测方法的预设规则的流程图。
在本实施例二中，第一参考点与第二参考点的设置位置与实施例一不同。具体的，第一参考点设置于所述液冷通道10中，第二参考点设置于所述功率模块 40中，如图5所示，所述预设的规则具体包括：
步骤S32a：以所述第一参考点与所述第二参考点所测得的温度差值为第二温差；
步骤S32b：根据所述功耗损失及所述第二温差计算所述第二参考点相对于所述冷却液的热阻；
步骤S32c：根据所述热阻所述第一参考点处测得的温度计算得到所述冷却液的流量。
在一个示范性的实施例中，所述液冷电驱系统包括第一温度传感器和第二温度传感器，液冷通道10中，冷却液流经液冷通道10的入口处设置第一温度传感器，并将该第一温度传感器配置为第一参考点；功率模块40包括三相的功率单元41、42、43，三相的功率单元41、42、43沿冷却液的流动方向依次排布，与功率单元41相对应的NTC温度传感器44(即冷却液流入方向的第一个功率单元所对应的NTC温度传感器)被配置为第二温度传感器，并定义其为第二参考点；所述第二参考点相对于所述冷却液的热阻根据以下公式计算：
其中，T1为所述第一参考点处测得的温度，T2为所述第二参考点处测得的温度，P为所述功率模块之设有所述第二参考点的一相功率单元(即功率单元41) 的功耗损失，Rntc为所述第二参考点相对于所述冷却液的热阻。
可以理解的，在其它的一些实施例中，第一参考点与第二参考点并不局限于设置于液冷流道10的入口处与功率单元41上，例如，第一参考点与第二参考点还可以分别设置于液冷流道10的出口处与功率单元43上，或者设置于液冷流道10的中间处与功率单元42上，即第一参考点与第二参考点分别设置于液冷流道与相对应的功率单元上，其效果类似。
可选的，所述冷却液流量Vf可通过如下函数关系计算得到：
Vf＝f(Rntc,T1)
其中，f(.)(即函数关系)可通过离线标定表格实现。
可选的，所述冷却液流量Vf也可通过如下函数关系进行计算：
Rntcref＝f(T1,Vfref)
其中T1为所述第一参考点处测得的温度，Vfref为预设的参考流量，Rntcref为所述参考流量及T1下的参考冷却液热阻，Vf为所述冷却液的流量。其中具体的函数关系可以通过多项式拟合或者离线标定表格等方式实现。具体的，冷却液的流量Vf通过实际热阻与参考热阻的比值进行查表获得，该关系也可以根据实验数据通过函数拟合的方式实现。本领域技术人员可根据不同的液冷电驱系统，对该函数关系进行不同的配置，以适合需要。
基于上述配置，通过获取设置于所述液冷通道10中的第一参考点的温度、设置于所述功率模块40中第二参考点的温度，以及功率模块40的功耗损失(单相损耗P)，即可得到流经所述功率模块40的冷却液的流量。相比实施例一的方案，可利用位于功率模块40中的NTC温度传感器作为温度的参考点，减少在液冷通道10中设置的温度传感器的数量，从而可以降低成本，降低因物理传感器的散差和故障导致的问题，提高可靠性。可以理解的，本实施例的冷却液流量监测方法中，功率模块40也不限于包括多相的功率单元，也可以仅包括单相的功率单元，其原理类似，本领域技术人员可根据上述说明进行变换设置。
【实施例三】
在本实施例三中，所述第一参考点与第二参考点均设置于所述功率模块40 中，优选的，所述功率模块40包括多相的功率单元，所述多相的功率单元按所述冷却液的流动方向依次排布，所述第一参考点设置于靠近所述冷却液之入口的功率单元上，所述第二参考点设置于靠近所述冷却液之出口的功率单元上。在一个示范性的实施例中，所述液冷电驱系统包括第一温度传感器和第二温度传感器，请参考图2，功率模块40的三相功率单元41、42、43沿冷却液的流动方向依次排布，NTC温度传感器44被配置为第一温度传感器，并被设定为第一参考点，NTC温度传感器46被配置为第一温度传感器，并被设定为第二参考点，冷却液由液冷通道10靠近功率单元41的一端流入，并由靠近功率单元43的一端流出。第三温差T2-T1即为NTC温度传感器46的温度测量值与NTC温度传感器44的温度测量值的差值。进一步的，获取功率模块40的三相总损耗Ptot，作为所述功耗损失。
如图6所示，所述预设的规则具体包括：
步骤S33a：以所述第一参考点与第二参考点所测得的温度差值为第三温差；
步骤S33b：将可能的流量空间以预定的分辨率(如1L/min)离散化；
步骤S33c：利用查找算法找到符合约束条件的流量数值作为所述冷却液的流量Vf；
所述约束条件包括：查找到的流量数值满足：
T1＝Tin+P*Rntc(Tin,Vf)
其中，T1为所述第一参考点处测得的温度，T2为所述第二参考点处测得的温度，Tin为计算得到的冷却液之入口处的温度，Rntc为所述第一参考点相对于所述冷却液的热阻，Ptot为所述功率模块的总功耗损失，P为设有所述第一参考点的一相功率单元的功耗损失，Cv为所述冷却液的比热容，ρ为所述冷却液的密度；Vt为假设流量，Vf为所述冷却液的流量。
优选的，所述查找算法为一遍历算法，其主要包括：
步骤33c1：遍历离散化后的流量空间，以给定一假设流量Vt；
步骤33c2：根据所述第一参考点处测得的温度T1、设有所述第一参考点的一相功率单元的功率损耗P、所述假设流量Vt与所述冷却液之入口处的温度Tin 的关系，利用所述假设流量Vt计算出冷却液之入口处的温度Tin；
步骤33c3：根据所述第三温差、所述功率模块的总功耗损失Ptot、冷却液之入口处的温度Tin与所述冷却液的流量Vf的关系，计算得到所述冷却液的流量 Vf。
优选的，在所述步骤33c3之后，所述冷却液流量监测方法还包括：
若计算得到的冷却液的流量与所述假设流量Vt的误差在预定范围外，则返回所述步骤33c1，给定另一假设流量，并重复计算所述冷却液的流量；
其中，当所述步骤33c1的循环次数达到预定阈值时，以计算得到的冷却液的流量与所述假设流量Vt的误差最小的一次循环中，所计算得到的冷却液的流量作为所述冷却液的流量Vf。当然，查找算法并不局限于遍历算法，本领域技术人员还可以根据现有技术，对查找算法进行适当的改进，例如，可采用取中值的算法，即选取离散化后的流量空间中的中间值作为假设流量，并计算冷却液的流量，进而选取该中间值两侧的流量空间中的次级中间值(即1/4点位的值)，如此循环。
优选的，在步骤33c2中，根据第一参考点处测得的温度T1、设有所述第一参考点的一相功率单元的功率损耗P、所述假设流量Vt计算得出冷却液之入口处的温度Tin。具体的函数关系如下所示：
Tin＝f(T1,P,Vt)
其中所述函数关系由实验标定表格实现或者根据实验数据采用多项式拟合的方式实现。
优选的，所述步骤33c3中，所述第三温差T2-T1、功率模块的总功耗损失 Ptot、冷却液之入口处的温度Tin与所述冷却液的流量Vf的函数关系如下所示：
Vf＝f(T2-T1,Ptot,Tin)
其中所述函数关系由实验标定表格实现或者根据实验数据采用多项式拟合的方式实现。
基于上述配置，通过获取设置于所述功率模块40中两个参考点的温度以及功率模块40的功耗损失(三相总损耗Ptot)，即可得到流经所述功率模块40的冷却液的流量，解决了目前配置电驱动系统车辆无法获知实际冷却液流量及容易发生冷却异常而导致系统故障的问题。进一步的，实际中，功率模块40中一般均设有NTC温度传感器，以检测功率模块40的运行情况，本实施例提供的冷却液流量监测方法可利用这部分NTC温度传感器，通过收集NTC温度传感器对功率模块40的温度检测值，即可计算得到冷却液的流量。由于仅利用对液冷电驱系统中两个参考点的温度检测值以及功率模块40的功耗损失进行计算，可不对液冷电驱系统增设如流量传感器等物理传感器，不提高产品成本，也避免了因物理传感器的散差和故障导致的问题，可靠性高。
需要说明的，三相功率模块仅为功率模块40的一示例，本发明提供的冷却液流量监测方法并不局限于应用于三相功率模块，在一些情况下，其也可应用于单相功率模块，其原理类似，本领域技术人员可根据本发明进行变通应用。
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他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可，此外，各个实施例之间不同的部分也可互相组合使用，本发明对此不作限定。此外，上述若干实施例仅为对本发明的示范性描述而非对本发明的限定，本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，其均属于权利要求书的保护范围。

Claims (13)

1.一种冷却液流量监测方法，应用于液冷电驱系统，所述液冷电驱系统包括一功率模块与一供冷却液流通的液冷通道，所述液冷通道与所述功率模块连接，用以为所述功率模块散热，其特征在于，所述冷却液流量监测方法包括：
分别获取所述液冷电驱系统中一设置于所述液冷通道或所述功率模块中的第一参考点的温度；以及一设置于所述液冷通道或所述功率模块中的第二参考点的温度；
获取所述功率模块的功耗损失；
根据预设的规则，由所述第一参考点的温度、第二参考点的温度与所述功耗损失得到流经所述液冷通道的冷却液的流量。
2.根据权利要求1所述的冷却液流量监测方法，其特征在于，所述第一参考点设置于所述液冷通道的入口处，所述第二参考点设置于所述液冷通道的出口处；所述预设的规则包括：
以所述第一参考点与所述第二参考点所测得的温度差值为第一温差；
根据以下公式计算得到所述冷却液的流量：
其中，Vf为所述冷却液的流量，Ptot为所述功率模块的总功耗损失，Cv为所述冷却液的比热容，ρ为所述冷却液的密度，T1为所述第一参考点处测得的温度，T2为所述第二参考点处测得的温度。
3.根据权利要求1所述的冷却液流量监测方法，其特征在于，所述第一参考点设置于所述液冷通道中，所述第二参考点设置于所述功率模块中；所述预设的规则包括：
以所述第一参考点与所述第二参考点所测得的温度差值为第二温差；
根据所述功耗损失及所述第二温差计算所述第二参考点相对于所述冷却液的热阻；
根据所述热阻和所述第一参考点处测得的温度计算得到所述冷却液的流量。
4.根据权利要求3所述的冷却液流量监测方法，其特征在于，所述功率模块包括若干相的功率单元，所述第二参考点设置于靠近所述冷却液之入口的一相功率单元上，所述第二参考点相对于所述冷却液的热阻根据以下公式计算：
其中，T1为所述第一参考点处测得的温度，T2为所述第二参考点处测得的温度，P为所述功率模块之设有所述第二参考点的一相功率单元的功耗损失，Rntc为所述第二参考点相对于所述冷却液的热阻。
5.根据权利要求4所述的冷却液流量监测方法，其特征在于，所述冷却液流量Vf通过如下函数关系进行计算得到：
Rntcref＝f(T1,Vfref)
其中Vfref为预设的参考流量，Rntcref为所述参考流量及T1下的参考冷却液热阻，Vf为所述冷却液的流量；其中所述函数关系由实验标定表格实现或者根据实验数据采用多项式拟合的方式实现。
6.根据权利要求3所述的冷却液流量监测方法，其特征在于，所述冷却液流量Vf通过如下函数关系进行计算得到：
Vf＝f(Rntc,T1)
其中所述函数关系由实验标定表格实现或者根据实验数据采用多项式拟合的方式实现。
7.根据权利要求1所述的冷却液流量监测方法，其特征在于，所述第一参考点与第二参考点均设置于所述功率模块中，所述功率模块包括多相的功率单元，所述多相的功率单元按所述冷却液的流动方向依次排布，所述第一参考点设置于靠近所述冷却液之入口的功率单元上，所述第二参考点设置于靠近所述冷却液之出口的功率单元上，所述预设的规则包括：
以所述第一参考点与第二参考点所测得的温度差值为第三温差；将可能的流量空间以预定的分辨率离散化；利用查找算法找到符合约束条件的流量数值作为所述冷却液的流量Vf；
所述约束条件包括：查找到的流量数值满足：
T1＝Tin+P*Rntc(Tin,Vf)
其中，T1为所述第一参考点处测得的温度，T2为所述第二参考点处测得的温度，Tin为计算得到的冷却液之入口处的温度，Rntc为所述第一参考点相对于所述冷却液的热阻，Ptot为所述功率模块的总功耗损失，P为设有所述第一参考点的一相功率单元的功耗损失，Cv为所述冷却液的比热容，ρ为所述冷却液的密度；Vt为假设流量，Vf为所述冷却液的流量。
8.根据权利要求7所述的冷却液流量监测方法，其特征在于，所述查找算法包括：
步骤一：遍历离散化后的流量空间，以给定一假设流量Vt；
步骤二：根据所述第一参考点处测得的温度T1、设有所述第一参考点的一相功率单元的功率损耗P、所述假设流量Vt与所述冷却液之入口处的温度Tin的关系，利用所述假设流量Vt计算出冷却液之入口处的温度Tin；
步骤三：根据所述第三温差、所述功率模块的总功耗损失Ptot、冷却液之入口处的温度Tin与所述冷却液的流量Vf的关系，计算得到所述冷却液的流量Vf。
9.根据权利要求8所述的冷却液流量监测方法，其特征在于，在所述步骤三之后，所述冷却液流量监测方法还包括：
若计算得到的冷却液的流量与所述假设流量Vt的误差在预定范围外，则返回所述步骤一，给定另一假设流量，并重复计算所述冷却液的流量；
其中，当所述步骤一的循环次数达到预定阈值时，以计算得到的冷却液的流量与所述假设流量Vt的误差最小的一次循环中，所计算得到的冷却液的流量作为所述冷却液的流量Vf。
10.根据权利要求8所述的冷却液流量监测方法，其特征在于，所述步骤二中，所述第一参考点处测得的温度T1、设有所述第一参考点的一相功率单元的功率损耗P、所述假设流量Vt、冷却液之入口处的温度Tin的函数关系如下所示：
Tin＝f(T1,P,Vt)
其中所述函数关系由实验标定表格实现或者根据实验数据采用多项式拟合的方式实现。
11.根据权利要求8所述的冷却液流量监测方法，其特征在于，所述步骤三中，所述第三温差T2-T1、功率模块的总功耗损失Ptot、冷却液之入口处的温度Tin与所述冷却液的流量Vf的函数关系如下所示：
Vf＝f(T2-T1,Ptot,Tin)
其中所述函数关系由实验标定表格实现或者根据实验数据采用多项式拟合的方式实现。
12.根据权利要求1所述的冷却液流量监测方法，其特征在于，获取所述功率模块的功耗损失的方法包括：
获取所述功率模块的开关损耗功率和导通损耗功率；以及
在一定时间周期累积平均所述开关损耗功率和所述导通损耗功率得到所述功率模块的损耗功率。
13.一种液冷电驱系统，其特征在于，包括：
功率模块；
供冷却液流通的液冷通道，所述液冷通道与所述功率模块连接，用以为所述功率模块散热；
第一温度传感器，设置于所述液冷通道或所述功率模块中的第一参考点，用以获取所述第一参考点的温度；
第二温度传感器，设置于所述液冷通道或所述功率模块中的第二参考点，用以获取所述第二参考点的温度；以及
控制模块，分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、及所述功率模块通信连接；
所述控制模块利用根据权利要求1～12中任一项所述的冷却液流量监测方法获取流经所述液冷通道的冷却液的流量；当获取到的所述冷却液的流量与目标冷却液流量的差距超过预设安全阈值时，执行报警或通过控制所述功率模块对电动机实施降额控制。
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