CN111591126A - 一种电动汽车散热器冷却系统及其控制方法、电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电动汽车散热器冷却系统及其控制方法、电动汽车，该冷却系统包括水泵、充电机、电机组件、散热器、冷却风扇以及整车控制单元；水泵一端与充电机连接，充电机的另一端与电机组件连接，电机组件另一端通过第三三通阀与散热器连接，散热器另一端通过第一支路与水泵另一端连接，从而形成循环的冷却水路；第一支路上设有第一电子膨胀阀；并联管路上设有第二电子膨胀阀；冷却风扇用于对散热器进行散热；整车控制单元通过检测冷却水路中的温度，从而控制第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀或冷却风扇的运行；本发明提供的方案，既能够及时有效的降低驱动电机等热管部件的温度，同时又能够开启不同冷却循环模式，降低整车能耗。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车散热器冷却技术领域，具体涉及一种电动汽车散热器冷却系统及其控制方法、电动汽车。
背景技术
近年来，环境不断恶化，温室效应严重，传统汽车的内燃发动机是温室气体排放的主要来源，这已经使人们意识到发展环境友好型汽车的重要性。因此，人们越来越关注电动汽车的研发，电动汽车由于在能量利用率、环保方面的优势，越来越多的人致力于电动汽车的开发与研究，电动汽车被认为是汽车未来的发展趋势。
随着新能源汽车的日益普及，人们对新能源汽车续航里程不断提出更高的要求，同时随着电动车的发展，电动车中的动力系统和供电系统的零部件散热问题也是需要研究和解决的重要问题，并且如何能够合理设计电动汽车散热冷却系统回路，进而降低电动汽车冷却系统所带来的能耗水平是增加电动汽车续航里程一个有效手段。
基于上述电动汽车散热、冷却中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种电动汽车散热器冷却系统及其控制方法、电动汽车，旨在解决现有电动汽车散热器冷却的问题。
本发明提供一种电动汽车散热器冷却系统，包括水泵、充电机、电机组件、散热器、冷却风扇以及整车控制单元；水泵一端与充电机连接，充电机另一端与电机组件连接，电机组件另一端通过第三三通阀与散热器连接，散热器另一端通过第一支路与水泵另一端连接，从而形成循环的冷却水路；第一支路上设有第一电子膨胀阀；第三三通阀另一端还通过并联管路与水泵另一端连接，并联管路上设有第二电子膨胀阀；冷却风扇设置于散热器侧边，用于对散热器进行散热；第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀以及冷却风扇分别与整车控制单元电连接；整车控制单元通过检测冷却水路中的温度，从而控制第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀或冷却风扇的运行。
进一步地，电机组件包括DC/DC变换器、电机控制器以及电机；DC/DC变换器一端与充电机连接，DC/DC变换器一端与电机控制器连接，电机控制器另一端与电机连接，电机通过第二支路与第三三通阀一端连通；整车控制单元通过检测冷却水路中的电机的温度，从而控制第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀或冷却风扇的运行。
进一步地，冷却系统还包括膨胀水壶，膨胀水壶一端通过除气管与第二支路的第二三通阀第三端连通，第二三通阀的第一端和第三三通阀，第二三通阀的第二端和电机连接；膨胀水壶另一端通过补水管与水泵连接。
进一步地，第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀以及电机上分别设有温度感应装置；温度感应装置还与整车控制单元电连接。
进一步地，整车控制单元通过对比电机温度T_motor、第一电子膨胀阀预设温度值T_0以及第二电子膨胀阀预设温度值T_1，从而控制第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀或冷却风扇的开关状态；
当T_motor＜T_0，此时第一电子膨胀阀关闭，第二电子膨胀阀开启，散热器此时不介入工作；冷却水路经由：水泵、充电机、电机组件、第三三通阀、经由并联管路回到水泵；
当T_0≤T_motor＜T_1，此时第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭，散热器此时介入工作；冷却水路经由：水泵、充电机、电机组件、第三三通阀、散热器器回到水泵，冷却风扇不工作；
当T_motor≥T_1，此时第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭，散热器此时介入工作；冷却水路经由：水泵、充电机、电机组件、第三三通阀、散热器器回到水泵，冷却风扇同时开启。
相应地，本发明还提供一种电动汽车散热器冷却系统的控制方法，应用于上述所述的电动汽车散热器冷却系统；所述控制方法包括以下过程：
整车控制单元通过对比电机温度T_motor、第一电子膨胀阀的预设温度值T_0以及第二电子膨胀阀的预设温度值T_1，从而控制第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀或冷却风扇的开关状态。
进一步地，控制方法具体包括以下过程：
当T_motor＜T_0，此时第一电子膨胀阀关闭，第二电子膨胀阀开启，散热器此时不介入工作；冷却水路经由：水泵、充电机、电机组件、第三三通阀、经由并联管路回到水泵；
当T_0≤T_motor＜T_1，此时第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭，散热器此时介入工作；冷却水路经由：水泵、充电机、电机组件、第三三通阀、散热器器回到水泵，冷却风扇7不工作；
当T_motor≥T_1，此时第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭，散热器此时介入工作；冷却水路经由：水泵、充电机、电机组件、第三三通阀、散热器器回到水泵，冷却风扇同时开启。
进一步地，电机组件包括DC/DC变换器、电机控制器以及电机；DC/DC变换器一端与充电机连接，DC/DC变换器一端与电机控制器连接，电机控制器另一端与电机连接，电机5通过第二支路与第三三通阀一端连通。
进一步地，第一电子膨胀阀预设温度值T_0为50°C；第二电子膨胀阀预设温度值T_1为55°C。
相应地，本发明还提供一种电动汽车，包括电动汽车散热器冷却系统，所述电动汽车散热器冷却系统为上述所述的电动汽车散热器冷却系统。
本发明提供的方案，既能够及时有效的降低驱动电机等热管部件的温度，同时又能够根据实际条件开启不同冷却循环模式以及电子风扇的开启和关闭，达到有效降低整车能耗，优化电动汽车续航里程的目的。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1 为本发明一种电动汽车散热器冷却系统示意图。
图中：1、水泵；2、充电机；3、DC/DC变换器；4、电机控制器；5、电机；6、散热器；7、冷却风扇；8、第一三通阀；9、第二三通阀；10、第三三通阀； 11、膨胀水壶；12、第一电子膨胀阀；13、第二电子膨胀阀；14、整车控制单元；15、除气管；16、补水管；17、并联管路；18、第一支路。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图 1所示，本发明提供一种电动汽车散热器冷却系统，能够应用于现有电动车上，用于有效提高电动车整车热管理系统的实际运行性能；该冷却系统具体包括水泵1、充电机2、电机组件、散热器6、冷却风扇7以及整车控制单元14；具体地，水泵1一端与充电机2连接，充电机2的另一端与电机组件连接，电机组件的另一端通过第三三通阀10与散热器6连接，散热器6的另一端通过第一支路18与水泵1的另一端连接，从而形成循环的冷却水路；具体地，第一支路18上设有第一电子膨胀阀12；第三三通阀10的另一端还通过并联管路17与水泵1的另一端连接，从而与第一支路18和散热器6形成并联的冷却水路；具体地，并联管路17上设有第二电子膨胀阀13；进一步地，冷却风扇7设置于散热器6侧边，用于对散热器6进行散热；具体地，为实现整个冷却系统的有效控制，第一电子膨胀阀12、第二电子膨胀阀13以及冷却风扇7分别与整车控制单元14电连接；进一步地，整车控制单元14通过检测冷却水路中的温度，从而控制第一电子膨胀阀12、第二电子膨胀阀13或冷却风扇7的运行；具体地，可以理解的是：整车控制单元14是通过检测冷却水路中的电机5的温度，从而控制第一电子膨胀阀12、第二电子膨胀阀13或冷却风扇7的运行；本发明提供的合理有效的控制散热器冷却系统的循环水路，可有效对电动车散热器进行散热管理；有效提高整车热管理系统的实际运行性能的电动汽车整车冷却系统；并且该合理有效的控制散热器冷却系统的循环水路走向，有效提高热管理系统的实际运行性能，并能够有效降低整车能耗水平。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，本实施例中，该电机组件具体包括DC/DC变换器3、电机控制器4以及电机5；具体地，DC/DC变换器3一端与充电机2连接，DC/DC变换器3的一端与电机控制器4连接，电机控制器4的另一端与电机5连接，电机5则通过第二支路与第三三通阀10一端连通；整车控制单元14是通过检测冷却水路中的电机5的温度，从而控制第一电子膨胀阀12、第二电子膨胀阀13或冷却风扇7的运行；此处电机5的温度为电机本体的问题。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，本实施例中，该冷却系统还包括膨胀水壶11，膨胀水壶11的一端通过除气管15与第二支路的第二三通阀9的第三端连通，第二三通阀9的第一端和第三三通阀10，第二三通阀9的第二端和电机5连接；膨胀水壶11另一端通过补水管16与水泵1连接；具体地，膨胀水壶11另一端可通过第一三通阀8与第一支路18连通，从而实现与水泵1连接。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，第一电子膨胀阀12、第二电子膨胀阀13以及电机5上分别设有温度感应装置；各个温度感应装置还分别与整车控制单元14电连接，从而实现温度的检测和传输；使得整车控制单元14更加检测的温度对比预设温度，进一步控制第一电子膨胀阀12、第二电子膨胀阀13或冷却风扇7的运行。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，整车控制单元14通过对比电机温度T_motor、第一电子膨胀阀12预设温度值T_0以及第二电子膨胀阀13预设温度值T_1，从而控制第一电子膨胀阀12、第二电子膨胀阀13或冷却风扇7的开关状态；具体地，电机温度T_motor为电机本体的温度；具体包括以下过程：
当T_motor＜T_0，此时第一电子膨胀阀12关闭，第二电子膨胀阀13开启，散热器6此时不介入工作；冷却水路经由：水泵1、充电机2、DC/DC变换器3、电机控制器4、电机5、第三三通阀10、经由并联管路17回到水泵1；
当T_0≤T_motor＜T_1，此时第一电子膨胀阀12开启，第二电子膨胀阀13关闭，散热器6此时介入工作；冷却水路经由：水泵1、充电机2、DC/DC变换器3、电机控制器4、电机5、第三三通阀10、散热器器6回到水泵1，此时冷却风扇7不工作；
当T_motor≥T_1，此时第一电子膨胀阀12开启，第二电子膨胀阀13关闭，散热器6此时介入工作；冷却水路经由：水泵1、充电机2 DC/DC变换器3、电机控制器4、电机5、第三三通阀10、散热器器6回到水泵1，此时冷却风扇7同时开启，达到强制冷却的目的。
本发明提供的电动汽车散热器冷却系统，在满足电驱动系统冷却效果的同时，考虑到电驱动系统循环回路的冷却液温度水平，通过整车控制单元14对并联在散热器6两个冷却水路上的第一电子膨胀阀12和第二电子膨胀阀13的控制，在不同冷却需求条件下，冷却水循环回路有所不同，从而达到有效、合理工作，在达到有效冷却热源部件的目的，保障各元件能够在一个相对合理的温度下工作的同时，降低整车能量损耗水平。
相应地，结合上述方案，如图 1所示，本发明还提供一种电动汽车散热器冷却系统的控制方法，应用于上述所述的电动汽车散热器冷却系统；所述控制方法包括以下过程：
整车控制单元14通过对比电机温度T_motor、第一电子膨胀阀12的预设温度值T_0以及第二电子膨胀阀13的预设温度值T_1，从而控制第一电子膨胀阀12、第二电子膨胀阀13或冷却风扇7的开关状态。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，控制方法具体包括以下过程：
当T_motor＜T_0，此时第一电子膨胀阀12关闭，第二电子膨胀阀13开启，散热器6此时不介入工作；冷却水路经由：水泵1、充电机2、DC/DC变换器3、电机控制器4、电机5、第三三通阀10、经由并联管路17回到水泵1；
当T_0≤T_motor＜T_1，此时第一电子膨胀阀12开启，第二电子膨胀阀13关闭，散热器6此时介入工作；冷却水路经由：水泵1、充电机2、DC/DC变换器3、电机控制器4、电机5、第三三通阀10、散热器器6回到水泵1，此时冷却风扇7不工作；
当T_motor≥T_1，此时第一电子膨胀阀12开启，第二电子膨胀阀13关闭，散热器6此时介入工作；冷却水路经由：水泵1、充电机2 DC/DC变换器3、电机控制器4、电机5、第三三通阀10、散热器器6回到水泵1，此时冷却风扇7同时开启，达到强制冷却的目的。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，本实施例中，电机组件具体包括DC/DC变换器3、电机控制器4以及电机5；DC/DC变换器3一端与充电机2连接，DC/DC变换器3一端与电机控制器4连接，电机控制器4另一端与电机5连接，电机5通过第二支路与第三三通阀10一端连通。
优选地，结合上述方案，第一电子膨胀阀12预设温度值T_0为50°C；第二电子膨胀阀13预设温度值T_1为55°C。
相应地，结合上述方案，本发明还提供一种电动汽车，包括电动汽车散热器冷却系统，所述电动汽车散热器冷却系统为上述所述的电动汽车散热器冷却系统。
本发明提供的方案，既能够及时有效的降低驱动电机等热管部件的温度，同时又能够根据实际条件开启不同冷却循环模式以及电子风扇的开启和关闭，达到有效降低整车能耗，优化电动汽车续航里程的目的。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种电动汽车散热器冷却系统，其特征在于，包括水泵（1）、充电机（2）、电机组件、散热器（6）、冷却风扇（7）以及整车控制单元（14）；所述水泵（1）一端与所述充电机（2）连接，所述充电机（2）另一端与所述电机组件连接，所述电机组件另一端通过第三三通阀（10）与所述散热器（6）连接，所述散热器（6）另一端通过第一支路（18）与所述水泵（1）另一端连接，从而形成循环的冷却水路；所述第一支路（18）上设有第一电子膨胀阀（12）；所述第三三通阀另一端还通过并联管路（17）与所述水泵（1）另一端连接，所述并联管路（17）上设有第二电子膨胀阀（13）；所述冷却风扇（7）设置于所述散热器（6）侧边，用于对所述散热器（6）进行散热；所述第一电子膨胀阀（12）、所述第二电子膨胀阀（13）以及所述冷却风扇（7）分别与所述整车控制单元（14）电连接；所述整车控制单元（14）通过检测冷却水路中的温度，从而控制所述第一电子膨胀阀（12）、所述第二电子膨胀阀（13）或所述冷却风扇（7）的运行。
2.根据权利要求1所述的电动汽车散热器冷却系统，其特征在于，所述电机组件包括DC/DC变换器（3）、电机控制器（4）以及电机（5）；所述DC/DC变换器（3）一端与所述充电机（2）连接，所述DC/DC变换器（3）一端与所述电机控制器（4）连接，所述电机控制器（4）另一端与所述电机（5）连接，所述电机5通过第二支路与所述第三三通阀（10）一端连通；所述整车控制单元（14）通过检测冷却水路中的所述电机（5）的温度，从而控制所述第一电子膨胀阀（12）、所述第二电子膨胀阀（13）或所述冷却风扇（7）的运行。
3.根据权利要求2所述的电动汽车散热器冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括膨胀水壶（11），所述膨胀水壶（11）一端通过除气管（15）与所述第二支路的第二三通阀（9）第三端连通，所述第二三通阀（9）的第一端和所述第三三通阀（10），所述第二三通阀（9）的第二端和所述电机（5）连接；所述膨胀水壶（11）另一端通过补水管（16）与所述水泵（1）连接。
4.根据权利要求2所述的电动汽车散热器冷却系统，其特征在于，所述第一电子膨胀阀（12）、所述第二电子膨胀阀（13）以及所述电机（5）上分别设有温度感应装置；所述温度感应装置还与所述整车控制单元（14）电连接。
5.根据权利要求2所述的电动汽车散热器冷却系统，其特征在于，所述整车控制单元（14）通过对比电机温度T_motor、所述第一电子膨胀阀（12）预设温度值T_0以及所述第二电子膨胀阀（13）预设温度值T_1，从而控制所述第一电子膨胀阀（12）、所述第二电子膨胀阀（13）或所述冷却风扇（7）的开关状态；
当T_motor＜T_0，此时所述第一电子膨胀阀（12）关闭，所述第二电子膨胀阀（13）开启，所述散热器（6）此时不介入工作；所述冷却水路经由：水泵、充电机、电机组件、第三三通阀、经由并联管路（17）回到水泵；
当T_0≤T_motor＜T_1，此时所述第一电子膨胀阀（12）开启，所述第二电子膨胀阀（13）关闭，所述散热器（6）此时介入工作；所述冷却水路经由：水泵、充电机、电机组件、第三三通阀、散热器器回到水泵，所述冷却风扇（7）不工作；
当T_motor≥T_1，此时所述第一电子膨胀阀（12）开启，所述第二电子膨胀阀（13）关闭，所述散热器（6）此时介入工作；所述冷却水路经由：水泵、充电机、电机组件、第三三通阀、散热器器回到水泵，所述冷却风扇（7）同时开启。
6.一种电动汽车散热器冷却系统的控制方法，其特征在于，应用于上述权利要求1所述的电动汽车散热器冷却系统；所述控制方法包括以下过程：
所述整车控制单元（14）通过对比电机温度T_motor、所述第一电子膨胀阀（12）预设温度值T_0以及所述第二电子膨胀阀（13）预设温度值T_1，从而控制所述第一电子膨胀阀（12）、所述第二电子膨胀阀（13）或所述冷却风扇（7）的开关状态。
7.根据权利要求6所述的电动汽车散热器冷却系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法具体包括以下过程：
当T_motor＜T_0，此时所述第一电子膨胀阀（12）关闭，所述第二电子膨胀阀（13）开启，所述散热器（6）此时不介入工作；所述冷却水路经由：水泵、充电机、电机组件、第三三通阀、经由并联管路（17）回到水泵；
当T_0≤T_motor＜T_1，此时所述第一电子膨胀阀（12）开启，所述第二电子膨胀阀（13）关闭，所述散热器（6）此时介入工作；所述冷却水路经由：水泵、充电机、电机组件、第三三通阀、散热器器回到水泵，所述冷却风扇（7）不工作；
当T_motor≥T_1，此时所述第一电子膨胀阀（12）开启，所述第二电子膨胀阀（13）关闭，所述散热器（6）此时介入工作；所述冷却水路经由：水泵、充电机、电机组件、第三三通阀、散热器器回到水泵，所述冷却风扇（7）同时开启。
8.根据权利要求7所述的电动汽车散热器冷却系统的控制方法，其特征在于，所述电机组件包括DC/DC变换器（3）、电机控制器（4）以及电机（5）；所述DC/DC变换器（3）一端与所述充电机（2）连接，所述DC/DC变换器（3）一端与所述电机控制器（4）连接，所述电机控制器（4）另一端与所述电机（5）连接，所述电机5通过第二支路与所述第三三通阀（10）一端连通。
9.根据权利要求7所述的电动汽车散热器冷却系统的控制方法，其特征在于，所述第一电子膨胀阀（12）预设温度值T_0为50°C；所述第二电子膨胀阀（13）预设温度值T_1为55°C。
10.一种电动汽车，包括电动汽车散热器冷却系统，其特征在于，所述电动汽车散热器冷却系统为上述权利要求1至5任一项所述的电动汽车散热器冷却系统。
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