CN111231658A - 一种新能源车辆散热系统及其散热控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开的一种新能源车辆散热系统及其散热控制方法，该散热系统进行了系统性的技术降本，同时能够实现电池、电机散热功率的分区控制。解决现有散热系统的高成本问题。该系统包括主控制器、两个散热箱、两个水泵、散热风扇、第一散热箱、第一水泵、新能源车辆的电机依次相连形成第一散热回路；第二散热箱、第二水泵、新能源车辆的电次依次相连形成第二散热回路；散热风扇给第一散热箱和第二散热箱进行散热；电机的温度感应器向主控制器发送第一温度信号；电池的温度感应器向主控制器发送第二温度信号；主控制器分别向所述第一水泵控制单元、第二水泵控制单元以及散热风扇控制单元发送启停信号和/或控制信号。

Description

一种新能源车辆散热系统及其散热控制方法

技术领域

本公开涉及一种车辆散热系统，尤其涉及一种复合型低成本新能源车辆散热系统及其散热控制方法。

背景技术

目前，国内商用车纯电动车型造价高昂，而中低端市场的用户接受度低，需依靠补贴进行购买；混动车型造价稍低，根据不同工况与不同配置路试节油率可达到15～35％，但由于混动车型没有政府补贴，推广难度更大，为满足市场推广，需要一款低成本方案的混动动力总成，而现有的混合动力总成，电机、电池系统由于技术进步和大规模商业化的原因，成本已经降幅极低，剩余的高成本部分主要为散热系统与控制系统。

在现有新能源市场中，商用车的混合动力车型所使用的散热系统均为分体式散热系统，电机散热采用专门匹配的散热箱、风扇、水泵和框架，定制化程度较高；电池散热系统则采用具备强制制冷(压缩机)、强制加热(PTC)、散热箱、风机、控制器等主要部件的复杂度较高的集成系统；现有技术中整套的电机、电池散热系统空间占用大，且由于构成复杂，成本与故障率均较高，且本身的能耗较高，对整车带来的电池负担较大，影响整车续航。

另外，由于现有市场上的技术、供应链所限制，电机、电池的成本短时间内不会有大的降幅，混动总成的推广难度居高不下。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种新能源车辆散热系统及其散热控制方法。

本公开的技术方案是这样实现的：

一种新能源车辆散热系统，包括：主控制器、第一散热箱、第二散热箱、第一水泵、第一水泵控制单元、第二水泵、第二水泵控制单元、散热风扇以及散热风扇控制单元；

所述第一散热箱、第一水泵、以及所述新能源车辆的电机依次相互形成第一散热回路；

所述第二散热箱、第二水泵、以及所述新能源车辆的电池依次相互连接第二散热回路；

所述第一散热箱和第二散热箱并排设置，所述散热风扇与第一散热箱和第二散热箱连接，散热风扇给第一散热箱和第二散热箱进行散热；

所述第一水泵控制单元、第二水泵控制单元、散热风扇控制单元分别与主控制器信号连接；

所述主控制器与电机的温度感应器信号连接，所述电机的温度感应器向主控制器发送第一温度信号；所述主控制器与电池的温度感应器信号连接，所述电池的温度感应器向主控制器发送第二温度信号；

所述主控制器分别向所述第一水泵控制单元、第二水泵控制单元以及散热风扇控制单元发送启停信号和/或控制信号。

进一步的，还包括一个框架，所述第一散热箱、第二散热箱以及散热风扇与所述框架连接。

进一步的，所述主控制器向散热风扇控制单元发送的控制信号用于控制所述散热风扇的转速。

进一步的，所述主控制器向第一水泵控制单元发送的控制信号用于控制所述第一水泵的转速。

进一步的，所述主控制器向第二水泵控制单元发送的控制信号用于控制所述第二水泵的转速。

进一步的，所述主控制器为整车控制器，所述主控制器借由CAN线获取第一温度信号和第二温度信号。

进一步的，所述主控制器为单独的水冷控制器，所述水冷控制器借由CAN线获取第一温度信号和第二温度信号。

一种新能源车辆散热控制方法，所述新能源车辆的散热系统为上述散热系统的任一种，所述方法包括：

主控制器通过CAN线获取电机的第一温度信号和电池的第二温度信号；

所述主控制器根据第一温度信号分析电机所需散热功率；所述主控制器根据电机所需散热功率计算散热风扇所需的第一转速，并向散热风扇控制单元发送启停信号和/或控制信号；

所述主控制器根据第二温度信号分析电池所需散热功率；所述主控制器根据电池所需散热功率计算散热风扇所需的第二转速，并向散热风扇控制单元发生启停信号和/或控制信号。

进一步的，当第一转速大于第二转速时，所述主控制器向风扇控制单元发送控制信号，使得散热风扇处于第一转速工作状态；当第一转速小于第二转速时，所述主控制器向风扇控制单元发送控制信号，使得散热风扇处于第二转速工作状态。

进一步的，所述主控制器根据电机所需散热功率计算第一水泵所需的转速，并向第一水泵控制单元发送启停信号和/或控制信号；

所述主控制器根据电池所需散热功率计算第二水泵所需的转速，并向第二水泵控制单元发送启停信号和/或控制信号。

由以上内容可知本公开有如下有益效果：

本公开针对现有车辆散热系统的高成本问题，进行了系统性的技术降本，将电机、电池散热系统进行创新性的功能整合，并给出了该复合型低成本新能源散热系统的控制逻辑，能够实现电池、电机散热功率的分区控制。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是本公开的散热系统结构示意图；

图2是本公开的散热系统工作逻辑意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。

实施例一

参照图1，一种新能源车辆散热系统，包括：主控制器1、第一散热箱2、第二散热箱3、第一水泵4、第一水泵控制单元、第二水泵5、第二水泵控制单元、散热风扇6、散热风扇控制单元；电机7为新能源车辆用于驱动车辆行进的电机，电机上应带有冷却回路，电池8为新能源车辆用于向电机提供能源的电池，电池上应带有冷却回路。

本实施例中，所述电机7、第一散热箱、第一水泵依次相互连接形成第一散热回路，具体的所述电机7、第一散热箱2和第一水泵4通过第一散热导管9相连形成第一散热回路；在第一散热回路中装有冷却液，第一散热箱用于冷却从电机输送到第一散热箱内的冷却液，并借由第一水泵向电机的冷却回路中输送经过冷却后的冷却液。

本实施例中，所述电池8、第二散热箱3、第二水泵4依次相互连接形成第二散热回路，具体的所述电池8、第二散热箱3和第二水泵4通过第二散热导管10相连形成第二散热回路；在第二散热回路中装有冷却液，第二散热箱3用于冷却从电池8输送到第二散热箱3内的冷却液，并借由第二水泵4向电池8的冷却回路中输送经过冷却后的冷却液。

所述第一散热箱2和第二散热箱3并排设置，所述散热风扇6与第一散热箱2和第二散热3箱连接，散热风扇6给第一散热箱2和第二散热箱3进行散热。所述散热风扇6可以采用吹风式也可以采用抽风式散热。

在本实施例中，第一散热箱2和第二散热箱3采用分体设置并且并排紧靠在一起，以便于散热风扇6能够同时给第一散热箱2和第二散热箱3进行散热。

做为本公开的另外一种可能的实施方式：所述第一散热箱2和第二散热3为一体设计，即在一个散热箱体内分隔出两个独立的容纳冷却液的空间，两个空间分别为第一散热箱和第二散热箱。

所述第一水泵控制单元、第二水泵控制单元、散热风扇控制单元分别与主控制器1信号连接；所述第一水泵控制单元、第二水泵控制单元以及散热风扇控制单元均分别包括了控制开关和调速器。控制开关和调速器可选用现有技术的公开方案。

所述主控制器1与电机7的温度感应器信号连接，所述电机7的温度感应器向主控制器1发送第一温度信号；所述主控制器1与电池8的温度感应器信号连接，所述电池8的温度感应器向主控制器发送第二温度信号；

所述主控制器1分别向所述第一水泵控制单元、第二水泵控制单元以及散热风扇控制单元发送启停信号和/或控制信号。

需要说明的是，本公开的新能源车辆散热系统，还可包括一个框架(未图示)，所述第一散热箱2、第二散热箱3以及散热风扇6与所述框架连接。该框架可采用原车散热框架。

所述主控制器1向散热风扇控制单元发送的控制信号用于控制所述散热风扇6的转速。

所述主控制器1向第一水泵控制单元发送的控制信号用于控制所述第一水泵4的转速。

所述主控制器1向第二水泵控制单元发送的控制信号用于控制所述第二水泵5的转速。

在本实施例中，所述主控制器可以借用车辆的整车控制器(VCU)，将第一水泵控制单元、第二水泵控制单元、散热风扇控制单元通过控制线与整车控制器的多余硬件接口连接。所述主控制器借由CAN线获取第一温度信号和第二温度信号，并根据信号分析各种所需的散热功率，发送控制信号给散热风扇控制单元、第一水泵控制单元和第二水泵控制单元。所述CAN线为车辆内部原有的控制总线，一般情况车辆的CAN线与车内的各种传感器相互连接。

在本实施例中，所述主控制器可以使用单独的水冷控制器，将第一水泵控制单元、第二水泵控制单元、散热风扇控制单元通过控制线与水冷控制器连接。所述水冷控制器也可借用CAN线获取第一温度信号和第二温度信号，并根据信号分析各种所需的散热功率，发送控制信号给散热风扇控制单元、第一水泵控制单元和第二水泵控制单元。

本公开基于以上技术方案可知，相较于现有纯电动、混动车辆减少了压缩机、PTC，并减少了一个电池散热系统的框架、减少了电机散热系统的控制器和电池散热系统的控制器，实现了成本的极度压缩，同时，该系统由于能耗较低，对整车的续航能力影响极小，在现有技术条件内，以尽量大的可能性减少了整车成本并保持了车辆的性能。

本公开的散热系统可在主机厂加装也可以用于后市场改装；该散热系统对整车的安装空间比现有技术减少一半以上，在电器控制上只需对VCU进行软件的变更；

该系统的电耗比现有纯电、混动车型所使用的电池、电机散热系统能耗减少70％左右。成本为现有传统散热技术的1/6左右。

本公开的散热系统在商用车领域，低配版本的混合动力系统可以为用户带来至少15％以上的节油率，在推动新能源的同时，为客户带来更直接的经济效益，此类车型需要价格、功能更加合适的散热系统，以此减低购车成本，降低散热系统本身造价的同时，降低对电池电量的需求，保证续航能力；同时，为了降低整车厂的生产成本，需要散热系统体机小、控制逻辑简单，来尽量减少对整车机械、电器结构的修改，保证最大程度的一致性。

实施例二：

图2为本公开散热系统的工作逻辑示意图，基于实施例一，本实施例提供了一种新能源车辆散热控制方法，包括：

主控制器通过CAN线获取电机的第一温度信号和电池的第二温度信号；

所述主控制器根据第一温度信号分析电机所需散热功率；所述主控制器根据电机所需散热功率计算散热风扇所需的第一转速，并向散热风扇控制单元发送启停信号和/或控制信号；

所述主控制器根据第二温度信号分析电池所需散热功率；所述主控制器根据电池所需散热功率计算散热风扇所需的第二转速，并向散热风扇控制单元发生启停信号和/或控制信号。

当第一转速大于第二转速时，所述主控制器向风扇控制单元发送控制信号，使得散热风扇处于第一转速工作状态；当第一转速小于第二转速时，所述主控制器向风扇控制单元发送控制信号，使得散热风扇处于第二转速工作状态。

所述主控制器根据电机所需散热功率计算第一水泵所需的转速，并向第一水泵控制单元发送启停信号和/或控制信号；

所述主控制器根据电池所需散热功率计算第二水泵所需的转速，并向第二水泵控制单元发送启停信号和/或控制信号。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种新能源车辆散热系统，其特征在于,包括：主控制器、第一散热箱、第二散热箱、第一水泵、第一水泵控制单元、第二水泵、第二水泵控制单元、散热风扇以及散热风扇控制单元；

所述第一散热箱、第一水泵、以及所述新能源车辆的电机依次相连形成第一散热回路；

所述第二散热箱、第二水泵、以及所述新能源车辆的电池依次相互相连形成第二散热回路；

所述第一散热箱和第二散热箱并排设置，所述散热风扇与第一散热箱和第二散热箱连接。

所述第一水泵控制单元、第二水泵控制单元、散热风扇控制单元分别与主控制器信号连接；

所述主控制器与所述电机的温度感应器信号连接，所述电机的温度感应器向所述主控制器发送第一温度信号；所述主控制器与所述电池的温度感应器信号连接，所述电池的温度感应器向所述主控制器发送第二温度信号；

所述主控制器分别向所述第一水泵控制单元、第二水泵控制单元以及散热风扇控制单元发送启停信号和/或控制信号。

2.如权利要求1所述的一种新能源车辆散热系统，其特征在于,还包括一个框架，所述第一散热箱、第二散热箱以及散热风扇与所述框架连接。

3.如权利要求1所述的一种新能源车辆散热系统，其特征在于：所述主控制器向散热风扇控制单元发送的控制信号用于控制所述散热风扇的转速。

4.如权利要求1所述一种新能源车辆散热系统，其特征在于：所述主控制器向第一水泵控制单元发送的控制信号用于控制所述第一水泵的转速。

5.如权利要求1所述一种新能源车辆散热系统，其特征在于：所述主控制器向第二水泵控制单元发送的控制信号用于控制所述第二水泵的转速。

6.如权利要求1-5中任一项所述的一种新能源车辆散热系统，其特征在于：所述主控制器为整车控制器，所述主控制器借由CAN线获取第一温度信号和第二温度信号。

7.如权利要求1-5中任一项所述的一种新能源车辆散热系统，其特征在于：所述主控制器为单独的水冷控制器，所述水冷控制器借由CAN线获取第一温度信号和第二温度信号。

8.一种新能源车辆散热控制方法，其特征在于：

所述新能源车辆的散热系统为权利要求1-7任一项的散热系统；

所述方法包括：

主控制器通过CAN线获取电机的第一温度信号和电池的第二温度信号；

所述主控制器根据第一温度信号分析电机所需散热功率；所述主控制器根据电机所需散热功率计算散热风扇所需的第一转速，并向散热风扇控制单元发送启停信号和/或控制信号；

所述主控制器根据第二温度信号分析电池所需散热功率；所述主控制器根据电池所需散热功率计算散热风扇所需的第二转速，并向散热风扇控制单元发生启停信号和/或控制信号。

9.如权利要求8所述的一种新能源车辆散热控制方法，其特征在于：当第一转速大于第二转速时，所述主控制器向风扇控制单元发送控制信号，使得散热风扇处于第一转速工作状态；当第一转速小于第二转速时，所述主控制器向风扇控制单元发送控制信号，使得散热风扇处于第二转速工作状态。

10.如权利要求8或9所述的一种新能源车辆散热控制方法，其特征在于：

所述主控制器根据电机所需散热功率计算第一水泵所需的转速，并向第一水泵控制单元发送启停信号和/或控制信号；

所述主控制器根据电池所需散热功率计算第二水泵所需的转速，并向第二水泵控制单元发送启停信号和/或控制信号。

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