CN111506042A - 一种agv自动引导车辆液冷系统的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车冷却系统技术领域，具体涉及一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法及系统，所述的一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法包括：获取运行模式，所述的运行模式包括自动模式、故障模式以及维护模式；在自动模式下，获取当前电机扭矩、电机温度以及电控温度，控制水泵启动或停止，实现水泵控制；在自动模式下，获取散热模块的出水温度，根据出水温度控制风机的运行状态，实现风机控制；当散热模块的出水温度大于高设定值，触发散热器出水高温故障，进入故障模式。通过本发明所述的一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法及系统可以有效的对车辆的动力装置进行散热。

Description

一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及汽车冷却系统技术领域，具体涉及一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法及系统。

背景技术

当前，新能源AGV自动引导车辆技术越来越成熟，应用越来越广泛，驱动电机及电机控制作为其核心装置，也是整个AGV自动引导车的主要发热源。良好的热管理系统是保证其稳定可靠运行的前提。

液冷系统是一种高效的散热系统，其通过冷却液的循环流动，把热量从发热源带出至换热器，经过换热器把热量释放至自然环境中。相比传统的风冷系统，具有效率高、节能、噪音小的优点，因此其应用相当广泛，特别是新能源AGV自动引导车辆中。但同时，组成液冷系统的设备更多，控制工艺更为复杂，所以需要一个很好的控制策略用以控制整个液冷系统，使其运行更加可靠稳定、控制精度更加准确。

驱动电机及电机控制作为AGV自动引导车核心动力装置，一旦其温度超高，必然造成故障停车，甚至烧坏整个动力装置。本发明提供了一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法及系统，使用该控制系统可以对AGV自动引导车辆动力装置即驱动电机及电机控制的温度实现精准控制，保证其安全、可靠、稳定地运行，具有很高的实用价值。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提供了一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法及系统。通过本发明所述的一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法及系统可以有效的对车辆的动力装置进行散热。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法，包括：

获取运行模式，所述的运行模式包括自动模式、故障模式以及维护模式；

在自动模式下，获取当前电机扭矩、电机温度以及电控温度，控制水泵启动或停止，实现水泵控制；

在自动模式下，获取散热模块的出水温度，根据出水温度控制风机的运行状态，实现风机控制；

当散热模块的出水温度大于高设定值，触发散热器出水高温故障，进入故障模式。

优选地，所述的运行模式是通过CAN总线将数据传输至被控终端的。

优选地，所述的水泵的启停条件具体为：

通过判定电机扭矩的绝对值、电机温度、电控温度任意一项大于定值时，启动水泵；

当电机扭矩的绝对值、电机温度、电控温度均小于定值时，延时一定时间停止水泵。这样设置的优点在于，以上的启停条件可以全面涵盖AGV自动引导车辆的启停条件，通过机扭矩的绝对值、电机温度、电控温度的获取，其中任意一项大于定值时，启动水泵，可以准确可靠地判断AGV车辆动力装置是否运行，当AGV车辆运行时，保证液冷系统可靠启动，为AGV车辆提供散热。

进一步优选地，所述的水泵根据电控温度、电机温度进行分档调速控制，具体为；

对于电控温度，当电控温度小于定值1时，水泵运行速度为0；当温度大于等于定值1小于定值2时，水泵速度为额定转速的50%；当温度大于等于定值2小于定值3时，水泵速度为额定转速的80%，当温度大于等于定值3时，水泵以额定转速运行；

所述的对于电机温度，当电机温度小于定值1时，水泵运行速度为0；当温度大于等于定值1小于定值2时，水泵速度为额定转速的50%；当温度大于等于定值2小于定值3时，水泵速度为额定转速的80%，当温度大于等于定值3时，水泵以额定转速运行。

分档调速控制的优点在于：液冷系统根据电机温度、电控温度进行分档调速控制，可以根据车辆的动力装置的发热量进行调速，既很好的保证液冷系统的散热功率达到车辆动力装置发热功率的要求，又能很好的节约电能。

进一步优选地，所述的为防止水泵转速在分档的边界上频繁切换，在每个分档之间设置△℃负回差。所述的温度回差控制能防止水泵转速在分档的边界上频繁来回切换，可以显著提高系统的稳定性，延长水泵的使用寿命。

优选地，所述的散热器的出水温度分为5个区间：0%~TTL区间、TLL~TL区间、TL~TH区间，TH~THH区间、THH~100%区间，

当温度小于TLL或水泵停止时，延时一定时间停风机；

当温度大于TTL且水泵启动时，水泵以最低转速启动；

当温度在TTL~TL区间时，若温度有下降趋势，风机转速减小△%，直至减小到最低转速；

当温度在TH~THH区间时，温度有上升趋势，风机转速增加△%；

当温度大于THH时，风机以额定转速运行。风机采用上述拟合PID的控制算法进行调速控制，可以很好的解决传统PID控制算法的缺点。由于整个液冷系统的冷却液体积容量很大，管道比较长，冷却液的比热容也比较大，这些特点导致整个系统的热滞后时间常数很长，会使得传统的PID算法不能收敛，进而系统不能稳定。而本发明采用的拟合PID算法，即保留了传统PID算法的优点，又规避了其缺点，从而解决风机转速控制的稳定性。

优选地，所述的散热器进水高温故障的判断方法为：

判断散热器进水温度是否高于高设定值；

若低于，消除故障，结束故障模式；

若高于，设定水泵以及散热模块为额定转速运转；

强制水泵、风机以额定转速运转；

延时一定时间后，判断散热模块进水温度；

若散热模块进水温度大于高设定值+

℃，冷却系统向CAN总线发2级故障；

若散热模块进水温度大于高设定值+

℃，冷却系统向CAN总线发3级故障。

优选地，所述的故障还包括风机故障，所述的风机故障的判断方法为：

当1台风机故障，风机故障报警；

当2台风机故障且散热器出水温度高，报警减速；

当3台风机故障且散热器出水温度高，报警停车。

优选地，所述的故障还包括液位故障、风机故障、传感器故障以及水泵故障。

一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制系统，包括：

模式获取模块：所述的模式获取模块用于获取运行模式，所述的运行模式包括自动模式、故障模式以及维护模式；

水泵控制模块：所述的水泵控制模块用于在自动模式下，获取当前电机扭矩、电机温度以及电控温度，控制水泵启动或停止，实现水泵控制；

风机控制模块：所述的风机控制模块用于在自动模式下，获取散热模块的出水温度，根据出水温度控制风机的运行状态，实现风机控制；

故障处理模块：所述的故障处理模块用于当散热模块的出水温度大于高设定值，触发散热器出水高温故障，进入故障模式。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：通过本发明所述的一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法及系统，可以采集管路内冷却液的温度，通过冷却液的温度进而控制散热装置与水泵的功率，从而最大程度上进行散热。具体为：通过第一测量装置检测动力装置的温度，判断温度的情况，对电子泵的功率进行控制以及对散热模块的功率进行控制。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明所述的一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法及的流程图；

图2是本发明所述的一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制系统示意图；

图3是本发明所述的AGV自动引导车辆液冷系统的结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本流程图，因此其仅显示与本发明有关的流程。

实施例1

如图1所示，本发明是AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法，所述的方法具体为：

S1.获取运行模式，所述的运行模式包括自动模式、故障模式以及维护模式；

S2.在自动模式下，获取当前电机扭矩、电机温度以及电控温度，控制水泵启动或停止，实现水泵控制；

S3.在自动模式下，获取散热模块的出水温度，根据出水温度控制风机的运行状态，实现风机控制；

S4.当散热模块的出水温度大于高设定值，触发散热器出水高温故障，进入故障模式。

步骤S1：获取运行模式，所述的运行模式包括自动模式、故障模式以及维护模式。

AGV自动引导车辆液冷系统设置3中运行模式：自动模式、故障模式、维护模式。液冷系统实时接收AGV车辆系统下发的运行模式指令Mode，当Mode指令为0时，液冷系统切换至维护模式；当Mode指令为1时，液冷系统切换至自动模式。当液冷系统出现故障时，液冷系统切换至故障模式。所述的运行模式是通过CAN总线将数据传输至被控终端。

步骤S2：在自动模式下，获取当前电机扭矩、电机温度以及电控温度，控制水泵启动或停止，实现水泵控制。所述自动模式包括水泵控制与风机控制。

所述的水泵的启停条件具体为：

通过判定电机扭矩的绝对值、电机温度、电控温度任意一项大于定值时，启动水泵；

当电机扭矩的绝对值、电机温度、电控温度均小于定值时，延时一定时间停止水泵。

所述的水泵根据电控温度、电机温度进行分档调速控制，具体为；

对于电控温度，当电控温度小于定值1时，水泵运行速度为0；当温度大于等于定值1小于定值2时，水泵速度为额定转速的50%；当温度大于等于定值2小于定值3时，水泵速度为额定转速的80%，当温度大于等于定值3时，水泵以额定转速运行；

所述的对于电机温度，当电机温度小于定值1时，水泵运行速度为0；当温度大于等于定值1小于定值2时，水泵速度为额定转速的50%；当温度大于等于定值2小于定值3时，水泵速度为额定转速的80%，当温度大于等于定值3时，水泵以额定转速运行。

在本方法中，由于采用同一个水泵给电控、电机进行水循环，所以水泵的转速输出以电控、机电两者间要求更高的为最终输出。

所述的为防止水泵转速在分档的边界上频繁切换，在每个分档之间设置△℃负回差。例如：当电机温度从（定值3）℃降低，但高于（定值3-△）℃，水泵的转速保持100%，直到温度下降至（定值3-△）℃以下，水泵的输出转速切换为80%。

步骤S3：在自动模式下，获取散热模块的出水温度，根据出水温度控制风机的运行状态，实现风机控制。所述的散热器的出水温度分为5个区间：0%~TTL区间、TLL~TL区间、TL~TH区间，TH~THH区间、THH~100%区间，

当温度小于TLL或水泵停止时，延时一定时间停风机；

当温度大于TTL且水泵启动时，水泵以最低转速启动；

当温度在TTL~TL区间时，若温度有下降趋势，风机转速减小△%，直至减小到最低转速；

当温度在TH~THH区间时，温度有上升趋势，风机转速增加△%；

当温度大于THH时，风机以额定转速运行。

步骤S4：当散热模块的出水温度大于高设定值，触发散热器出水高温故障，进入故障模式。所述的散热器进水高温故障的判断方法为：

判断散热器进水温度是否高于高设定值；

若低于，消除故障，结束故障模式；

若高于，设定水泵以及散热模块为额定转速运转；

强制水泵、风机以额定转速运转；

延时一定时间后，判断散热模块进水温度；

若散热模块进水温度大于高设定值+

℃，冷却系统向CAN总线发2级故障；

若散热模块进水温度大于高设定值+

℃，冷却系统向CAN总线发3级故障

所述的故障还包括风机故障，所述的风机故障的判断方法为：

当1台风机故障，风机故障报警；

当2台风机故障且散热器出水温度高，报警减速；

当3台风机故障且散热器出水温度高，报警停车。

所述的故障还包括液位故障、风机故障、传感器故障以及水泵故障。

所述的液位故障具体为：液位低信号持续一定时间以上，触发液位低故障，处理方法为：

1.冷却系统向CAN发2级故障；

2.若同时有散热器进水或出水温度高故障，向CAN发3级故障。

所述的风机故障为：风机自身携带有故障输出信号，检测风机故障信号判断风机故障：

1．当发生1台风机故障，冷却系统向CAN网络发1级故障；

2．当发生2台风机故障，同时发生散热器出水温度高，冷却系统向CAN网络发2级故障；

3．当发生3台风机故障，同时发生散热器出水温度高，冷却系统向CAN网络发3级故障。

所述的传感器故障为：

温度传感器接收的温度数据不在合理范围内。

处理措施：

1．当散热器进水温度信号发生故障、散热器出水温度信号分别发生故障时，向CAN网络发1级故障；

2．当散热器进水温度信号发生故障、并且散热器出水温度信号发生故障时，向CAN网络发1级故障，同时强制水泵、风扇以额定转速运转；

所述的水泵故障为：

泵自身携带有故障输出信号，检测水泵故障信号判断水泵故障。

处理措施：向CAN网络发3级故障。

实施例2：

如图2所示，AGV自动引导车辆液冷系统的控制系统，包括：

模式获取模块1：所述的模式获取模块用于获取运行模式，所述的运行模式包括自动模式、故障模式以及维护模式；

水泵控制模块2：所述的水泵控制模块用于在自动模式下，获取当前电机扭矩、电机温度以及电控温度，控制水泵启动或停止，实现水泵控制；

风机控制模块3：所述的风机控制模块用于在自动模式下，获取散热模块的出水温度，根据出水温度控制风机的运行状态，实现风机控制；

故障处理模块4：所述的故障处理模块用于当散热模块的出水温度大于高设定值，触发散热器出水高温故障，进入故障模式。

以上模块是AGV自动引导车辆液冷系统中的车载控制器的控制方法，以下补充AGV自动引导车辆液冷系统。

实施例3：

如图3所示，所述的AGV自动引导车辆液冷系统的硬件包括：包括主回路，该回路设置有：水泵1、动力装置2、第一测量模块3、散热模块4、膨胀水箱5、第二测量模块6、车载控制系统7；

所述水泵1的输出端与动力装置2相连接，所述动力装置2与第一测量模块3相连接，所述第一测量模块3与散热模块4相连接，所述散热模块3与膨胀水箱5相连接，所述膨胀水箱5与第二测量模块6相连接，所述第二测量模块6与水泵1的输入端相连接；

所述的车载控制系统7分别与水泵1、动力装置2、第一测量模块3、第二测量模块6电性连接。

所述的水泵1、动力装置2、第一测量模3块、散热模块4、膨胀水箱5、第二测量模块6之间是通过管路进行连接的，所述的管路中有冷却液。

所述的第一测量3模块用于对进入到散热模块的冷却液的温度进行测量，所述的第二测量模块6用于对进入到水泵中的冷却液的温度进行测量。

其中，车载控制系统对水泵、散热模块的控制方法为：

车载控制系统在自动模式下，获取当前电机扭矩、电机温度以及电控温度，控制水泵启动或停止，实现水泵控制。所述自动模式包括水泵控制与风机控制。

所述的水泵的启停条件具体为：

通过判定电机扭矩的绝对值、电机温度、电控温度任意一项大于定值时，启动水泵；

当电机扭矩的绝对值、电机温度、电控温度均小于定值时，延时一定时间停止水泵。

所述的水泵根据电控温度、电机温度进行分档调速控制，具体为；

对于电控温度，当电控温度小于定值1时，水泵运行速度为0；当温度大于等于定值1小于定值2时，水泵速度为额定转速的50%；当温度大于等于定值2小于定值3时，水泵速度为额定转速的80%，当温度大于等于定值3时，水泵以额定转速运行；

所述的对于电机温度，当电机温度小于定值1时，水泵运行速度为0；当温度大于等于定值1小于定值2时，水泵速度为额定转速的50%；当温度大于等于定值2小于定值3时，水泵速度为额定转速的80%，当温度大于等于定值3时，水泵以额定转速运行。

在本方法中，由于采用同一个水泵给电控、电机进行水循环，所以水泵的转速输出以电控、机电两者间要求更高的为最终输出。

所述的为防止水泵转速在分档的边界上频繁切换，在每个分档之间设置△℃负回差。例如：当电机温度从（定值3）℃降低，但高于（定值3-△）℃，水泵的转速保持100%，直到温度下降至（定值3-△）℃以下，水泵的输出转速切换为80%。

车载控制系统获取散热模块的出水温度，根据出水温度控制风机的运行状态，实现风机控制。所述的散热器的出水温度分为5个区间：0%~TTL区间、TLL~TL区间、TL~TH区间，TH~THH区间、THH~100%区间，

当温度小于TLL或水泵停止时，延时一定时间停风机；

当温度大于TTL且水泵启动时，水泵以最低转速启动；

当温度在TTL~TL区间时，若温度有下降趋势，风机转速减小△%，直至减小到最低转速；

当温度在TH~THH区间时，温度有上升趋势，风机转速增加△%；

当温度大于THH时，风机以额定转速运行。

第一检测模块检测到当散热模块的出水温度大于高设定值，触发散热器出水高温故障，进入故障模式。所述的散热器进水高温故障的判断方法为：

判断散热器进水温度是否高于高设定值；

若低于，消除故障，结束故障模式；

若高于，设定水泵以及散热模块为额定转速运转；

强制水泵、风机以额定转速运转；

延时一定时间后，判断散热模块进水温度；

若散热模块进水温度大于高设定值+

℃，冷却系统向CAN总线发2级故障；

若散热模块进水温度大于高设定值+

℃，冷却系统向CAN总线发3级故障。

所述的故障还包括风机故障，所述的风机故障的判断方法为：

当1台风机故障，风机故障报警；

当2台风机故障且散热器出水温度高，报警减速；

当3台风机故障且散热器出水温度高，报警停车。

所述的故障还包括液位故障、风机故障、传感器故障以及水泵故障。

所述的液位故障具体为：液位低信号持续一定时间以上，触发液位低故障，处理方法为：

1.冷却系统向CAN发2级故障；

2.若同时有散热器进水或出水温度高故障，向CAN发3级故障。

所述的风机故障为：风机自身携带有故障输出信号，检测风机故障信号判断风机故障：

1．当发生1台风机故障，冷却系统向CAN网络发1级故障；

2．当发生2台风机故障，同时发生散热器出水温度高，冷却系统向CAN网络发2级故障；

3．当发生3台风机故障，同时发生散热器出水温度高，冷却系统向CAN网络发3级故障。

温度传感器是指第一检测模块与第二检测模块中的温度传感器，所述的传感器故障为：

温度传感器接收的温度数据不在合理范围内。

处理措施：

1．当散热器进水温度信号发生故障、散热器出水温度信号分别发生故障时，向CAN网络发1级故障；

2．当散热器进水温度信号发生故障、并且散热器出水温度信号发生故障时，向CAN网络发1级故障，同时强制水泵、风扇以额定转速运转；

所述的水泵故障为：

泵自身携带有故障输出信号，检测水泵故障信号判断水泵故障。

处理措施：向CAN网络发3级故障。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，以上实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (10)

1.一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法，其特征在于，包括：

获取运行模式，所述的运行模式包括自动模式、故障模式以及维护模式；

在自动模式下，获取当前电机扭矩、电机温度以及电控温度，控制水泵启动或停止，实现水泵控制；

在自动模式下，获取散热模块的出水温度，根据出水温度控制风机的运行状态，实现风机控制；

当散热模块的出水温度大于高设定值，触发散热器出水高温故障，进入故障模式。

2.根据权利要求1所述的一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法，其特征在于，所述的运行模式是通过CAN总线将数据传输至被控终端的。

3.根据权利要求1所述的一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法，其特征在于，所述的水泵的启停条件具体为：

通过判定电机扭矩的绝对值、电机温度、电控温度任意一项大于定值时，启动水泵；

当电机扭矩的绝对值、电机温度、电控温度均小于定值时，延时一定时间停止水泵。

4.根据权利要求3所述的一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法，其特征在于，所述的水泵根据电控温度、电机温度进行分档调速控制，具体为；

对于电控温度，当电控温度小于定值1时，水泵运行速度为0；当温度大于等于定值1小于定值2时，水泵速度为额定转速的50%；当温度大于等于定值2小于定值3时，水泵速度为额定转速的80%，当温度大于等于定值3时，水泵以额定转速运行；

所述的对于电机温度，当电机温度小于定值1时，水泵运行速度为0；当温度大于等于定值1小于定值2时，水泵速度为额定转速的50%；当温度大于等于定值2小于定值3时，水泵速度为额定转速的80%，当温度大于等于定值3时，水泵以额定转速运行。

5.根据权利要求4所述的一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法，其特征在于，所述的为防止水泵转速在分档的边界上频繁切换，在每个分档之间设置△℃负回差。

6.根据权利要求1所述的一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法，其特征在于，所述的散热器的出水温度分为5个区间：0%~TTL区间、TLL~TL区间、TL~TH区间，TH~THH区间、THH~100%区间，

当温度小于TLL或水泵停止时，延时一定时间停风机；

当温度大于TTL且水泵启动时，水泵以最低转速启动；

当温度在TTL~TL区间时，若温度有下降趋势，风机转速减小△%，直至减小到最低转速；

当温度在TH~THH区间时，温度有上升趋势，风机转速增加△%；

当温度大于THH时，风机以额定转速运行。

7.根据权利要求1所述的一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法，其特征在于，所述的散热器进水高温故障的判断方法为：

判断散热器进水温度是否高于高设定值；

若低于，消除故障，结束故障模式；

若高于，设定水泵以及散热模块为额定转速运转；

强制水泵、风机以额定转速运转；

延时一定时间后，判断散热模块进水温度；

若散热模块进水温度大于高设定值+△_1℃，冷却系统向CAN总线发2级故障；

若散热模块进水温度大于高设定值+△_2℃，冷却系统向CAN总线发3级故障。

8.根据权利要求1所述的一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法，其特征在于，所述的故障还包括风机故障，所述的风机故障的判断方法为：

当1台风机故障，风机故障报警；

当2台风机故障且散热器出水温度高，报警减速；

当3台风机故障且散热器出水温度高，报警停车。

9.根据权利要求1所述的一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制方法，其特征在于，所述的故障还包括液位故障、风机故障、传感器故障以及水泵故障。

10.一种AGV自动引导车辆液冷系统的控制系统，其特征在于，包括：

模式获取模块：所述的模式获取模块用于获取运行模式，所述的运行模式包括自动模式、故障模式以及维护模式；

水泵控制模块：所述的水泵控制模块用于在自动模式下，获取当前电机扭矩、电机温度以及电控温度，控制水泵启动或停止，实现水泵控制；

风机控制模块：所述的风机控制模块用于在自动模式下，获取散热模块的出水温度，根据出水温度控制风机的运行状态，实现风机控制；

故障处理模块：所述的故障处理模块用于当散热模块的出水温度大于高设定值，触发散热器出水高温故障，进入故障模式。

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