CN112211993A - 一种电驱桥冷却控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电驱桥冷却控制系统及方法，涉及汽车冷却系统设计技术领域，包括：一制冷半导体，所述制冷半导体的冷端串接于一电机冷却液回路，所述制冷半导体的热端串接于一减速箱齿轮油回路；一温度采集单元，用以实时检测所述减速箱齿轮油回路中的齿轮油温度；一控制单元，分别连接所述制冷半导体和所述温度采集单元，用以根据所述齿轮油温度控制所述制冷半导体进行所述电机冷却液回路与所述减速箱齿轮油回路之间的热量传导。有益效果是利用制冷半导体热量转移的特性，在以较高的效率加热齿轮油的同时降低电机冷却液的温度，节约能源，实现同时提高减速器及电机的工作效率；有效降低车辆能耗，提升续航里程。

Description

一种电驱桥冷却控制系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车冷却系统设计技术领域，尤其涉及一种电驱桥冷却控制系统及方法。

背景技术

随着新能源汽车的不断发展，人们对新能源汽车提出了越来越高的要求。不仅关注新能源汽车节能环保的特点，又对新能源汽车的能耗以及使用寿命提出了更高的要求。EDS(electric drive system)电驱动总成，至少包括减速器以及电机，是新能源汽车上至关重要的部件，温度是影响其寿命的一个重要因素，因此其冷却性能对整车的动力性、经济性和驾驶性影响重大。

现有冷却系统中，电驱桥的减速器采用自然冷却或采用电机的冷却液回路进行冷却的冷却方式，使得温度较低，而减速器齿轮油最佳工作温度通常在60度至90度之间，因此，新能源汽车在日常行驶时，减速器内齿轮油温度难以达到最佳工作温度，从而造成了一定的能量损失。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种电驱桥冷却控制系统，具体包括：

一制冷半导体，所述制冷半导体的冷端串接于一电机冷却液回路，所述制冷半导体的热端串接于一减速箱齿轮油回路；

一温度采集单元，用以实时检测所述减速箱齿轮油回路中的齿轮油温度；

一控制单元，分别连接所述制冷半导体和所述温度采集单元，用以根据所述齿轮油温度控制所述制冷半导体进行所述电机冷却液回路与所述减速箱齿轮油回路之间的热量传导。

优选的，还包括一第一热交换设备，所述冷端通过所述第一热交换设备串接于所述电机冷却液回路。

优选的，所述冷端通过软性导热材料贴附于所述第一热交换设备上。

优选的，还包括一第二热交换设备，所述热端通过所述第二热交换设备串接于所述减速箱齿轮油回路。

优选的，所述热端通过软性导热材料贴附于所述第二热交换设备上。

优选的，所述控制单元包括：

一信号输出模块，用以在所述齿轮油温度大于一预定温度阈值时输出一第一控制信号，以及在所述齿轮油温度不大于所述预定温度阈值时输出一第二控制信号；

一通电控制模块，连接所述信号输出模块，用以根据所述第一控制信号控制所述制冷半导体不通电，所述电机冷却液回路与所述减速箱齿轮油回路之间通过所述制冷半导体自由进行热量传导，以及根据所述第二控制信号控制所述制冷半导体通电，提升所述齿轮油温度的同时降低所述电机冷却液回路中冷却液温度。

优选的，所述预定温度阈值的取值范围为[60度,90度]。

本申请还提供一种车辆，其中，包括上述的电驱桥冷却控制系统。

本申请还提供一种电驱桥冷却控制方法，其中，预设一制冷半导体，所述制冷半导体的冷端串接于一电机冷却液回路，所述制冷半导体的热端串接于一减速箱齿轮油回路；

则电驱桥冷却控制方法包括：

步骤S1、实时检测所述减速箱齿轮油回路中的齿轮油温度；

步骤S2、根据所述齿轮油温度控制所述制冷半导体进行所述电机冷却液回路与所述减速箱齿轮油回路之间的热量传导。

优选的，提供一第一热交换设备，所述冷端通过所述第一热交换设备串接于所述电机冷却液回路。

优选的，所述冷端通过软性导热材料贴附于所述第一热交换设备上。

优选的，提供一第二热交换设备，所述热端通过所述第二热交换设备串接于所述减速箱齿轮油回路。

优选的，所述热端通过软性导热材料贴附于所述第二热交换设备上。

优选的，所述步骤S2包括：

步骤S21、将所述齿轮油温度与一预定温度阈值进行比较，判断所述齿轮油温度是否大于所述预定温度阈值：

若否，则转向步骤S22；

若是，则控制所述制冷半导体不通电，所述电机冷却液回路与所述减速箱齿轮油回路之间通过所述制冷半导体自由进行热量传导，随后返回所述步骤S21；

步骤S22、控制所述制冷半导体通电，提升所述齿轮油温度的同时降低所述电机冷却液回路中冷却液温度。

优选的，所述预定温度阈值的取值范围为[60度,90度]。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

1)利用制冷半导体热量转移的特性，在以较高的效率加热齿轮油的同时降低电机冷却液的温度，节约能源，实现同时提高减速器及电机的工作效率；

2)有效降低车辆能耗，提升续航里程。

附图说明

图1为本申请的较佳的实施方式中，一种电驱桥冷却控制系统的结构示意图；

图2为本申请的较佳的实施方式中，电驱桥冷却控制系统的结构示意图；

图3为本申请的较佳的实施方式中，一种电驱桥冷却控制方法的流程示意图；

图4为本申请的较佳的实施方式中，制冷半导体控制的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本申请并不限定于该实施方式，只要符合本申请的主旨，则其他实施方式也可以属于本申请的范畴。

本申请的主旨是在提供一种能够满足电机的冷却需求的同时，减速器齿轮油温度能够处于最佳工作温度的电驱桥冷却控制系统及方法，进而提升减速器及电机的工作效率，降低车辆能耗，提升续航里程，以下提供的具体技术手段均为实现本申请主旨的举例说明，可以理解的是，在不冲突的情况下，以下所举的实施例，及实施例中的技术特征均可相互组合。并且，不应当以用于说明本申请可行性的实施例来限定本申请的保护范围。

本申请的优选的实施方式中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种电驱桥冷却控制系统，如图1和图2所示，具体包括：

一制冷半导体1，制冷半导体1的冷端串接于一电机冷却液回路2，制冷半导体1的热端串接于一减速箱齿轮油回路3；

一温度采集单元4，用以实时检测减速箱齿轮油回路3中的齿轮油温度；

一控制单元5，分别连接制冷半导体1和温度采集单元4，用以根据齿轮油温度控制制冷半导体1进行电机冷却液回路2与减速箱齿轮油回路3之间的热量传导。

作为优选的实施方式，上述温度采集单元4可以是温度传感器，该温度传感器可以设置在减速箱齿轮油回路3上的齿轮油能够流经的任意位置，优选设置在减速器的油底壳且位于减速器的油路出口位置。上述控制单元5可以由车辆的整车控制器实现，也可以由另设的独立的硬件芯片实现。作为优选的实施方式，上述制冷半导体1通过车辆的12V电源进行供电。

具体地，本实施方式中，上述制冷半导体1是一个热传递的工具，由N型半导体材料和P型半导体材料联结成电偶对形成。利用半导体材料的帕尔贴效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，两端之间就会产生热量转移，热量从一端转移至另一端，从而产生温差形成冷端和热端。换言之，制冷半导体1在通电后，一端变冷，一端变热，利用电能使热量从制冷半导体1的冷端转移至制冷半导体1的热端。

作为优选的实施方式，基于制冷半导体1的上述热量转移特性，将制冷半导体1的冷端串接于电驱桥的电机冷却液回路2，制冷半导体1的热端串接于减速箱齿轮油回路3，使得制冷半导体1在通电后，冷端温度降低并与电机冷却液回路2中的冷却液温度之间的温差变大，此时，电机冷却液回路2中的冷却液热量能够快速传递至制冷半导体1的冷端，从而降低冷却液温度；同时热端温度升高并与减速箱齿轮油回路3之间的温差变大，此时，制冷半导体1的热端的热量能够快速传递至减速箱齿轮油回路3，从而提升齿轮油温度。

作为优选的实施方式，还包括一第一热交换设备6，冷端通过第一热交换设备6串接于电机冷却液回路2。作为优选的实施方式，冷端采用软性导热材料贴附于第一热交换设备6上，使得冷端与第一热交换设备6的接触面积最大化，以实现冷端与第一热交换设备6之间的热量传导，从而实现与流经该第一热交换设备6的冷却液进行热量传递，该第一热交换设备6可以是热交换器，上述软性导热材料包括但不限于导热硅脂、导热硅胶片、导热胶带、导热膏等。

作为优选的实施方式，还包括一第二热交换设备7，热端通过第二热交换设备7串接于减速箱齿轮油回路3。作为优选的实施方式，热端采用软性导热材料贴附于第二热交换设备7上，使得热端与第二热交换设备7的接触面积最大化，以实现热端与第二热交换设备7之间的热量传导，从而实现与流经该第二热交换设备7的齿轮油进行热量传递，该第二热交换设备7可以是热交换器，上述软性导热材料包括但不限于导热硅脂、导热硅胶片、导热胶带、导热膏等。

作为优选的实施方式，控制单元5包括：

一信号输出模块51，用以在齿轮油温度大于一预定温度阈值时输出一第一控制信号，以及在齿轮油温度不大于预定温度阈值时输出一第二控制信号；

一通电控制模块52，连接信号输出模块51，用以根据第一控制信号控制制冷半导体不通电，电机冷却液回路与减速箱齿轮油回路之间通过制冷半导体自由进行热量传导，以及根据第二控制信号控制制冷半导体通电，提升齿轮油温度的同时降低电机冷却液回路中冷却液温度。

具体地，本实施方式中，由于齿轮油温度的最佳工作温度通常在60度至90度，上述预定温度阈值的取值范围可以是60度至90度之间的任意值，也可以根据需求由用户自行设定。在齿轮油温度大于该预定温度阈值且处于最佳工作温度范围时，齿轮油温度无需加热，控制制冷半导体1不通电。在齿轮油温度大于该预定温度阈值甚至超出最佳工作温度的上限时，此时齿轮油需要进行冷却，由于制冷半导体1的热端串接于减速箱齿轮油回路3，制冷半导体1通电后热端温度会升高，不利于减速箱齿轮油回路3中的齿轮油冷却，因此，此时控制制冷半导体1不通电。在制冷半导体1不通电时，制冷半导体1的冷端和热端的温度相近，热量在冷端和热端之间进行自由传递，当齿轮油温度高于电机冷却液温度时，热量会自发的从减速箱齿轮油回路3经过制冷半导体1传递至电机冷却液回路2中，实现对减速箱齿轮油回路3中的齿轮油的冷却。

本申请还提供一种车辆，其中，包括上述的电驱桥冷却控制系统。

本申请还提供一种电驱桥冷却控制方法，其中，预设一制冷半导体，制冷半导体的冷端串接于一电机冷却液回路，制冷半导体的热端串接于一减速箱齿轮油回路；

如图3所示，则电驱桥冷却控制方法包括：

步骤S1、实时检测减速箱齿轮油回路中的齿轮油温度；

步骤S2、根据齿轮油温度控制制冷半导体进行电机冷却液回路与减速箱齿轮油回路之间的热量传导。

作为优选的实施方式，步骤S1中，提供一温度采集单元实现对减速箱齿轮油回路中的齿轮油温度的实时检测，上述温度采集单元可可以是温度传感器，该温度传感器可以设置在减速箱齿轮油回路上的齿轮油能够流经的任意位置，优选设置在减速器的油底壳且位于减速器的油路出口位置。步骤S2中，可以由车辆的整车控制器实现对制冷半导体的控制，可以由另设的独立的硬件芯片实现。作为优选的实施方式，上述制冷半导体通过车辆的12V电源进行供电。

具体地，本实施方式中，上述制冷半导体是一个热传递的工具，由N型半导体材料和P型半导体材料联结成电偶对形成。利用半导体材料的帕尔贴效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，两端之间就会产生热量转移，热量从一端转移至另一端，从而产生温差形成冷端和热端。换言之，制冷半导体在通电后，一端变冷，一端变热，利用电能使热量从制冷半导体1的冷端转移至制冷半导体1的热端。

作为优选的实施方式，基于制冷半导体的上述热量转移特性，将制冷半导体的冷端串接于电驱桥的电机冷却液回路，制冷半导体的热端串接于减速箱齿轮油回路，使得制冷半导体在通电后，冷端温度降低并与电机冷却液回路中的冷却液温度之间的温差变大，此时，电机冷却液回路中的冷却液热量能够快速传递至制冷半导体的冷端，从而降低冷却液温度；同时热端温度升高并与减速箱齿轮油回路之间的温差变大，此时，制冷半导体的热端的热量能够快速传递至减速箱齿轮油回路，从而提升齿轮油温度。

作为优选的实施方式，提供一第一热交换设备，冷端通过第一热交换设备串接于电机冷却液回路。作为优选的实施方式，冷端采用软性导热材料贴附于第一热交换设备上，使得冷端与第一热交换设备的接触面积最大化，以实现冷端与第一热交换设备之间的热量传导，从而实现与流经该第一热交换设备的冷却液进行热量传递，该第一热交换设备可以是热交换器，上述软性导热材料包括但不限于导热硅脂、导热硅胶片、导热胶带、导热膏等。

作为优选的实施方式，提供一第二热交换设备，热端通过第二热交换设备串接于减速箱齿轮油回路。作为优选的实施方式，热端采用软性导热材料贴附于第二热交换设备上，使得热端与第二热交换设备的接触面积最大化，以实现热端与第二热交换设备之间的热量传导，从而实现与流经该第二热交换设备的齿轮油进行热量传递，该第二热交换设备可以是热交换器，上述软性导热材料包括但不限于导热硅脂、导热硅胶片、导热胶带、导热膏等。

作为优选的实施方式，如图4所示，步骤S2包括：

步骤S21、将齿轮油温度与一预定温度阈值进行比较，判断齿轮油温度是否大于预定温度阈值：

若否，则转向步骤S22；

若是，则控制制冷半导体不通电，电机冷却液回路与减速箱齿轮油回路之间通过制冷半导体自由进行热量传导，随后返回步骤S21；

步骤S22、控制制冷半导体通电，提升齿轮油温度的同时降低电机冷却液回路中冷却液温度。

具体地，本实施方式中，由于齿轮油温度的最佳工作温度通常在60度至90度，上述预定温度阈值的取值范围可以是60度至90度之间的任意值，也可以根据需求由用户自行设定。在齿轮油温度大于该预定温度阈值且处于最佳工作温度范围时，齿轮油温度无需加热，控制制冷半导体不通电。在齿轮油温度大于该预定温度阈值甚至超出最佳工作温度的上限时，此时齿轮油需要进行冷却，由于制冷半导体的热端串接于减速箱齿轮油回路，制冷半导体通电后热端温度会升高，不利于减速箱齿轮油回路中的齿轮油冷却，因此，此时控制制冷半导体不通电。在制冷半导体不通电时，制冷半导体的冷端和热端的温度相近，热量在冷端和热端之间进行自由传递，当齿轮油温度高于电机冷却液温度时，热量会自发的从减速箱齿轮油回路经过制冷半导体传递至电机冷却液回路中，实现对减速箱齿轮油回路中的齿轮油的冷却。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (15)

1.一种电驱桥冷却控制系统，其特征在于，具体包括：

一制冷半导体，所述制冷半导体的冷端串接于一电机冷却液回路，所述制冷半导体的热端串接于一减速箱齿轮油回路；

一温度采集单元，用以实时检测所述减速箱齿轮油回路中的齿轮油温度；

一控制单元，分别连接所述制冷半导体和所述温度采集单元，用以根据所述齿轮油温度控制所述制冷半导体进行所述电机冷却液回路与所述减速箱齿轮油回路之间的热量传导。

2.根据权利要求1所述的电驱桥冷却控制系统，其特征在于，还包括一第一热交换设备，所述冷端通过所述第一热交换设备串接于所述电机冷却液回路。

3.根据权利要求2所述的电驱桥冷却控制系统，其特征在于，所述冷端通过软性导热材料贴附于所述第一热交换设备上。

4.根据权利要求1所述的电驱桥冷却控制系统，其特征在于，还包括一第二热交换设备，所述热端通过所述第二热交换设备串接于所述减速箱齿轮油回路。

5.根据权利要求4所述的电驱桥冷却控制系统，其特征在于，所述热端通过软性导热材料贴附于所述第二热交换设备上。

6.根据权利要求1所述的电驱桥冷却控制系统，其特征在于，所述控制单元包括：

一信号输出模块，用以在所述齿轮油温度大于一预定温度阈值时输出一第一控制信号，以及在所述齿轮油温度不大于所述预定温度阈值时输出一第二控制信号；

一通电控制模块，连接所述信号输出模块，用以根据所述第一控制信号控制所述制冷半导体不通电，所述电机冷却液回路与所述减速箱齿轮油回路之间通过所述制冷半导体自由进行热量传导，以及根据所述第二控制信号控制所述制冷半导体通电，提升所述齿轮油温度的同时降低所述电机冷却液回路中冷却液温度。

7.根据权利要求6所述的电驱桥冷却控制系统，其特征在于，所述预定温度阈值的取值范围为[60度,90度]。

8.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-7中任意一项所述的电驱桥冷却控制系统。

9.一种电驱桥冷却控制方法，其特征在于，预设一制冷半导体，所述制冷半导体的冷端串接于一电机冷却液回路，所述制冷半导体的热端串接于一减速箱齿轮油回路；

则电驱桥冷却控制方法包括：

步骤S1、实时检测所述减速箱齿轮油回路中的齿轮油温度；

步骤S2、根据所述齿轮油温度控制所述制冷半导体进行所述电机冷却液回路与所述减速箱齿轮油回路之间的热量传导。

10.根据权利要求9所述的电驱桥冷却控制方法，其特征在于，提供一第一热交换设备，所述冷端通过所述第一热交换设备串接于所述电机冷却液回路。

11.根据权利要求10所述的电驱桥冷却控制方法，其特征在于，所述冷端通过软性导热材料贴附于所述第一热交换设备上。

12.根据权利要求9所述的电驱桥冷却控制方法，其特征在于，提供一第二热交换设备，所述热端通过所述第二热交换设备串接于所述减速箱齿轮油回路。

13.根据权利要求12所述的电驱桥冷却控制方法，其特征在于，所述热端通过软性导热材料贴附于所述第二热交换设备上。

14.根据权利要求9所述的电驱桥冷却控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

步骤S21、将所述齿轮油温度与一预定温度阈值进行比较，判断所述齿轮油温度是否大于所述预定温度阈值：

若否，则转向步骤S22；

若是，则控制所述制冷半导体不通电，所述电机冷却液回路与所述减速箱齿轮油回路之间通过所述制冷半导体自由进行热量传导，随后返回所述步骤S21；

步骤S22、控制所述制冷半导体通电，提升所述齿轮油温度的同时降低所述电机冷却液回路中冷却液温度。

15.根据权利要求14所述的电驱桥冷却控制方法，其特征在于，所述预定温度阈值的取值范围为[60度,90度]。

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