CN112922716B - 一种用于车辆的电子水泵的控制系统、控制方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车辆的电子水泵的控制系统、控制方法及车辆，涉及车辆的驱动系统技术领域。所述控制系统包括：控制单元，其用于在车辆启动后控制所述电子水泵在第一预设转速工作；采集单元，与所述控制单元连接，且用于当所述电子水泵以所述第一预设转速工作预设时长后，实时采集所述电子驱动系统的当前温度；所述控制单元还配置成计算利用所述电子水泵驱动的冷却液将所述电子驱动系统由所述当前温度冷却至预设温度所需要的所述电子水泵的设定目标转速，及控制所述电子水泵按照所述设定目标转速工作。本发明提供的控制系统能够降低电子水泵运行能耗。

Description

一种用于车辆的电子水泵的控制系统、控制方法及车辆

技术领域

本发明涉及车辆的驱动系统技术领域，特别是涉及一种用于车辆的电子水泵的控制系统、控制方法及车辆。

背景技术

目前，随着新能源车型在国内各大中城市的普及，具有自动续电能力的新能源车-增程式车型逐渐走入大众的视野，增程式动力纯电动汽车在原纯电汽车基础上搭载了车载发电系统——增程器(发动机加发电机)，相比于普通纯电动汽车，增程式动力纯电动汽车既有纯电动汽车的优势，又能解决纯电动汽车续航里程焦虑，满足较长距离行驶需求。增程式动力纯电动汽车包含增程器和动力电池两大能源供给系统，其中增程器(发动机和发电机)是一种发电装置，向动力电池供电；动力电池是直接能量来源，为驱动电机和其他用电部件提供电能。

增程车型在为里程续航提供便利的同时，也给热管理系统(或称冷却系统)提出了更高的要求和挑战，相比于传统车型，热管理系统增加了电驱动回路和电池回路；相比于纯电车型，热管理系统增加了发动机回路和电池回路，同时，电驱动回路相对于纯电车型也更加复杂，纯电车型的电驱动回路只有电机、电控和高压辅驱控制器，而增程车型的电驱动回路在此基础上还包含了发电机控制器、发电机两个发热部件。

整个电驱动回路的冷却效果直接影响到各部件的正常工作，进而影响到整车的安全可靠运行，而电子水泵作为电驱动回路的供液动力，其运行方式至关重要，当前传统车型多数使用机械水泵，而纯电车型的电子水泵要么使用长转方式运行，要么通过关联回路入口水温进行控制，这些方法不但耗能高、而且无法兼顾增程车型电驱回路部件数量多、工作特性复杂的因素。

发明内容

根据本发明第一方面的一个目的是要提供一种降低电子水泵运行能耗的控制系统。

根据本发明第一方面的进一步的目的是要提供一种精确性高且满足冷却需求的电子水泵控制系统。

根据本发明第二方面的目的是要提供一种降低电子水泵运行能耗的控制方法。

根据本发明第三方面的目的是要提供一种具有上述的电子水泵的控制系统的车辆。

根据上述第一方面，本发明提供了一种用于车辆的电子水泵的控制系统，所述电子水泵用于将冷却液输送至所述车辆的电子驱动系统，所述控制系统包括采集单元和控制单元，其中：

所述采集单元用于实时采集所述驱动系统的当前温度；

所述控制单元用于在车辆启动后控制所述电子水泵以第一预设转速工作，并在所述电子水泵以所述第一预设转速工作预设时长后控制所述电子水泵按照设定目标转速工作；其中

所述设定目标转速为利用所述电子水泵驱动的冷却液将所述电子驱动系统由所述当前温度冷却至预设温度所需要的所述电子水泵的转速。

可选的，所述电子驱动系统包括车载充电机、发电机、驱动电机、发电机控制器和驱动电机控制器，所述电子水泵与所述电子驱动系统通过管路连接形成冷却回路。

可选的，所述电子驱动系统的温度包括：

冷却回路入口的温度、所述发电机控制器的温度、所述驱动电机控制器的温度、所述发电机的温度和所述驱动电机的温度。

可选的，所述采集单元还配置成同时采集所述冷却回路入口的温度、所述发电机控制器的温度、所述驱动电机控制器的温度、所述发电机的温度和所述驱动电机的温度；且

所述控制单元还配置成计算利用所述电子水泵驱动的冷却液分别将所述冷却回路入口的温度、所述发电机控制器的温度、所述驱动电机控制器的温度、所述发电机的温度和所述驱动电机的温度降低至预设温度所需要的所述电子水泵的多个需求转速，并选择所述多个需求转速中的最大需求转速作为所述设定目标转速。

可选的，所述电子水泵、所述车载充电机、所述发电机控制器、所述驱动电机控制器、所述驱动电机和所述发电机依次连接，所述冷却回路入口为所述车载充电机的冷却液入口。

可选的，所述预设时长为所述冷却液的静态加注时间和电子驱动系统的除气时间中较大的时间。

根据上述第二方面，本发明提供了一种车辆的电子水泵的控制方法，所述电子水泵用于将冷却液输送至所述车辆的电子驱动系统，所述控制方法包括：

在车辆启动后，控制所述电子水泵以第一预设转速工作；

当所述电子水泵以所述第一预设转速工作预设时长后，实时采集所述电子驱动系统的当前温度；

计算利用所述电子水泵驱动的冷却液将所述电子驱动系统由所述当前温度冷却至预设温度所需要的所述电子水泵的设定目标转速；及

控制所述电子水泵按照所述设定目标转速工作。

可选的，所述电子驱动系统包括车载充电机、发电机、驱动电机、发电机控制器和驱动电机控制器，所述电子水泵与所述电子驱动系统通过管路连接形成冷却回路。

可选的，采集所述电子驱动系统的当前温度的步骤包括：

同时采集所述冷却回路入口的温度、所述发电机控制器的温度、所述驱动电机控制器的温度、所述发电机的温度和所述驱动电机的温度；且

计算利用所述电子水泵驱动的冷却液将所述电子驱动系统由所述当前温度冷却至预设温度所需要的所述电子水泵的设定目标转速的步骤包括：

计算利用所述电子水泵驱动的冷却液分别将所述冷却回路入口的温度、所述发电机控制器的温度、所述驱动电机控制器的温度、所述发电机的温度和所述驱动电机的温度降低至预设温度所需要的所述电子水泵的多个需求转速；

选择所述多个需求转速中的最大需求转速作为所述设定目标转速。

根据上述第三方面，本发明还提供一种车辆，包括：

电子驱动系统；

电子水泵，用于将冷却液输送至所述电子驱动系统；及

所述的电子水泵的控制系统。

本发明提供的用于车辆的电子水泵控制系统，一般性地包括控制单元和采集单元。在车辆启动后控制单元控制电子水泵在第一预设转速工作，第一预设转速为较大的转速，优选为电子水泵的最大工作转速，从而能够满足系统对冷却液流量的要求。进一步的，当电子水泵以第一预设转速的工作时间超过预设时长后根据电子驱动系统的当前温度得到设定目标转速，并控制电子水泵按照设定目标转速工作。一方面在传统运转方式的基础上，优化了电子水泵在第一预设转速的工作时间，从而能够降低电子水泵运行时的能耗需求，另一方面，当电子水泵在第一预设转速的工作时间超过预设时长后根据电子驱动系统的当前温度调节电子水泵的转速，例如当电子驱动系统需求冷却时提高电子水泵的转速来增大回路流量，进而强化冷却效果，使部件工作在合适的温度区间，从而能够提高电子驱动系统的工作效率。

进一步地，根据冷却回路入口的温度、发电机控制器的温度、驱动电机控制器的温度、发电机的温度和驱动电机的温度分别获取电子水泵用于冷却冷却回路、发电机控制器、驱动电机控制器、发电机和驱动电机的多个需求转速，并选择其中最大的需求转速控制电子水泵工作，从而既能够满足电子驱动系统整体的冷却需求，解决了电子驱动系统部件多，冷却需求无法满足的问题，又有效提高了电子水泵转速控制的精确性。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的用于车辆的电子水泵的控制系统的结构框图；

图2是根据本发明的一个实施例的用于车辆的电子水泵的控制系统所适用的电子驱动系统的结构示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的用于车辆的电子水泵的控制方法的流程框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1是根据本发明的一个实施例的用于车辆的电子水泵的控制系统的结构框图。如图1所示，本发明提供了一种用于车辆的电子水泵的控制系统，电子水泵用于将冷却液输送至车辆的电子驱动系统，电子驱动系统一般由多个控制器及电机串联组成，各部件工作过程中产生的热量是通过发热部件与管路中冷却液进行热交换，并通过电子水泵提供动力，带动冷却液的流动来带走热量，因此电子水泵转速越高，回路中冷却液流量就越大，能带走的热量也就越多。控制系统一般性地包括控制单元20和采集单元10。采集单元10与控制单元20连接，用于实时采集驱动系统的当前温度。控制单元20用于在车辆启动后控制电子水泵以第一预设转速工作，并在电子水泵以第一预设转速工作预设时长后，控制电子水泵按照设定目标转速工作。设定目标转速为利用电子水泵驱动的冷却液将电子驱动系统由当前温度冷却至预设温度所需要的电子水泵的转速。优选的，第一预设转速为电子水泵的最大工作转速。

本实施例提供的用于车辆的电子水泵控制系统，一般性地包括控制单元20和采集单元10。在车辆启动后控制单元20控制电子水泵在第一预设转速工作，第一预设转速为较大的转速，优选为电子水泵的最大工作转速，从而能够满足系统对冷却液流量的要求。进一步的，当电子水泵以第一预设转速的工作时间超过预设时长后根据电子驱动系统的当前温度得到设定目标转速，并控制电子水泵101按照设定目标转速工作。一方面在传统运转方式的基础上，优化了电子水泵101在第一预设转速的工作时间，从而能够降低电子水泵101运行时的能耗需求，另一方面，当电子水泵101在第一预设转速的工作时间超过预设时长后根据电子驱动系统的当前温度调节电子水泵的转速，例如当电子驱动系统需求冷却时提高电子水泵101的转速来增大回路流量，进而强化冷却效果，使部件工作在合适的温度区间，从而能够提高电子驱动系统的工作效率。

控制单元20对电子水泵101的控制主要分为两个阶段，分别为：第一阶段，整车上电后，控制单元20控制电子水泵101在第一预设转速工作预设时长；第二阶段，第一预设时间后，控制单元20根据电子驱动系统的当前温度确定冷却需求，给出电子水泵的设定目标转速。

在一个具体的实施例中，控制单元20还配置成将电子驱动系统的当前温度与电子驱动系统的预设工作温度比较并根据比较结果判断电子驱动系统是否需要冷却，若是，根据比较结果获取电子水泵用于冷却电子驱动系统的的设定目标转速，及控制电子水泵按照设定目标转速工作。

图2是根据本发明的一个实施例的用于车辆的电子水泵的控制系统所适用的电子驱动系统的结构示意图。如图2所示，在一个具体的实施例中，电子驱动系统包括车载充电机102、发电机107、驱动电机106、发电机控制器103和驱动电机控制器104，电子水泵101与电子驱动系统通过管路连接形成冷却回路。

在一个具体的实施例中，电子驱动系统的温度包括：冷却回路入口的温度、发电机控制器103的温度、驱动电机控制器104的温度、发电机107的温度和驱动电机106的温度。

在一个具体的实施例中，采集单元10还配置成同时采集冷却回路入口的温度、发电机控制器的温度、驱动电机控制器的温度、发电机的温度和驱动电机的温度，控制单元20还配置成计算利用电子水泵101驱动的冷却液分别将冷却回路入口的温度、发电机控制器的温度、驱动电机控制器的温度、发电机的温度和驱动电机的温度降低至预设温度所需要的电子水泵101的多个需求转速，并选择多个需求转速中的最大需求转速作为设定目标转速。

现有技术中电子水泵的转速的控制方式多为电子水泵101上电后全速满转，或者是通过传感器采集电驱动回路的入口水温，然后根据电驱回路入口水温的变化来控制电驱动回路水泵的运转。若在电子水泵101上电后全速满转虽然能满足系统中对冷却液流量的要求，但却非常耗能，而且影响电子水泵101的使用寿命；而根据电驱动回路入口水温的变化来控制水泵运转，虽然能降低能耗，但增程车型电驱回路控制部件多，各控制器及发电机107对水温的要求各不相同，同时各部件实际工作过程中发热量也因工况的不同而各不相同，因此单纯的入口水温不能表征整个系统的降温需求，也无法精准的控制水泵来满足系统的流量要求。故而，在本实施例中根据冷却回路入口的温度、发电机控制器103的温度、驱动电机控制器104的温度、发电机107的温度和驱动电机106的温度分别获取电子水泵101用于冷却冷却回路、发电机控制器103、驱动电机控制器104、发电机107和驱动电机106的多个需求转速，并选择其中最大的需求转速控制电子水泵101工作，从而既能够满足电子驱动系统整体的冷却需求，解决了电子驱动系统部件多，冷却需求无法满足的问题，又有效提高了电子水泵101转速控制的精确性。

在一个具体的实施例中，电子水泵101、车载充电机102、发电机控制器103、驱动电机控制器104、驱动电机106和发电机107依次连接，冷却回路入口为车载充电机102的冷却液入口，优选的，电子水泵101与车载充电机102、发电机控制器103、驱动电机控制器104、驱动电机106和发电机107串联布置。

在一个具体的实施例中，预设时长为冷却液的静态加注时间和电子驱动系统的除气时间中较大的时间。当车辆刚启动或冷却液静态加注的情况下，冷却液水温还较低，不会达到电子水泵101运行的温度要求，但此时若电子水泵101不转就无法完成静态加注的除气和整车运行前的系统除气，因此，控制电子水泵101在静态加注和除气均完成后才根据电子驱动系统的冷却需求工作，从而能够解决系统静态加注及运行除气问题。

优选的，继续参见图2，在一个实施例中，电子驱动系统还包括多合一105，连接在驱动电机控制器104和驱动电机106之间。冷却回路在电子水泵101的上游还设置有电驱散热器108，电驱散热器108包括冷却液风扇和散热器。车辆启动后，电子水泵101带动冷却液在冷却回路中运行，当冷却液经过车载充电机102、发电机控制器103、驱动电机控制器104、多合一105、驱动电机106和发电机107时，与各部件进行热交换，加热后的冷却液从发电机107流出，流经电驱散热器108后被冷却，冷却后的冷却液再由电子水泵101从车载充电机102中输入给电子驱动系统循环冷却。车载充电机102、发电机控制器103、驱动电机控制器104、驱动电机106和发电机107的温度通过温度传感器采集，在电子水泵101与车载充电机102之间也设置有温度传感器109，用于采集冷却回路入口的温度。

在其他实施例中，电子驱动系统中的控制器及电机的数量可以增加或减少，电子水泵101的转速控制关联因素可以做适应性调整，控制原理相类似。

图3是根据本发明的一个实施例的用于车辆的电子水泵的控制方法的流程框图。如图3所示，本发明还提供了一种用于车辆的电子水泵101的控制方法，电子水泵用于将冷却液输送至电子驱动系统，控制方法一般性地包括：

S10：在车辆启动后，控制电子水泵101以第一预设转速工作；

S20：当电子水泵101以第一预设转速工作预设时长后，实时采集电子驱动系统的当前温度；

S30：计算利用电子水泵101驱动的冷却液将电子驱动系统由当前温度冷却至预设温度所需要的电子水泵101的设定目标转速；

S40：控制电子水泵101按照设定目标转速工作。

该控制方法用于控制上述任意一个实施例提供的用于车辆的电子水泵101的控制系统。

本实施例提供的用于车辆的电子水泵101的控制方法中首先当车辆启动后控制单元20控制电子水泵101以第一预设转速工作，第一预设转速为较大的转速，优选为电子水泵101的最大工作转速，从而能够满足系统对冷却液流量的要求。进一步的，当电子水泵101在第一预设转速的工作时间超过预设时长后根据电子驱动系统的当前温度得到设定目标转速，并控制电子水泵101按照设定目标转速工作，一方面在传统运转方式的基础上，优化了水泵在第一预设转速的工作时间，从而能够降低电子水泵101运行时的能耗需求，另一方面，当电子水泵101在第一预设转速的工作时间超过预设时长后根据电子驱动系统的当前温度调节电子水泵101的转速，例如当电子驱动系统需求冷却时提高电子水泵101的转速来增大回路流量，进而强化冷却效果，使部件工作在合适的温度区间，从而能够提高电子驱动系统的工作效率。

在一个具体的实施例中，根据电子驱动系统的当前温度获取电子水泵101用于冷却电子驱动系统的的设定目标转速，及控制电子水泵101按照设定目标转速工作包括：将电子驱动系统的当前温度与电子驱动系统的预设温度比较并根据比较结果判断电子驱动系统是否需要冷却，若是，根据比较结果获取电子水泵101用于冷却电子驱动系统的的设定目标转速，及控制电子水泵101按照设定目标转速工作。

在一个具体的实施例中，采集电子驱动系统的当前温度的步骤包括：

同时采集冷却回路入口的温度、发电机控制器的温度、驱动电机控制器的温度、发电机的温度和驱动电机的温度；且

计算利用电子水泵驱动的冷却液将电子驱动系统由当前温度冷却至预设温度所需要的电子水泵的需求转速的步骤包括：

计算利用电子水泵驱动的冷却液分别将冷却回路入口的温度、发电机控制器的温度、驱动电机控制器的温度、发电机的温度和驱动电机的温度降低至预设温度所需要的电子水泵的多个需求转速；

选择多个需求转速中的最大需求转速作为设定目标转速。

现有技术中电子水泵101的转速的控制方式多为电子水泵101上电后全速满转，或者是通过传感器采集电驱动回路的入口水温，然后根据电驱回路入口水温的变化来控制电驱动回路水泵的运转。若在电子水泵101上电后全速满转虽然能满足系统中对冷却液流量的要求，但却非常耗能，而且影响电子水泵101的使用寿命；而根据电驱动回路入口水温的变化来控制水泵运转，虽然能降低能耗，但增程车型电驱回路控制部件多，各控制器及发电机107对水温的要求各不相同，同时各部件实际工作过程中发热量也因工况的不同而各不相同，因此单纯的入口水温不能表征整个系统的降温需求，也无法精准的控制水泵来满足系统的流量要求。故而，在本实施例中根据冷却回路入口的温度、发电机控制器103的温度、驱动电机控制器104的温度、发电机107的温度和驱动电机106的温度分别获取电子水泵101用于冷却冷却回路、发电机控制器103、驱动电机控制器104、发电机107和驱动电机106的多个需求转速，并选择其中最大的需求转速控制电子水泵101工作，从而既能够满足电子驱动系统整体的冷却需求，解决了电子驱动系统部件多，冷却需求无法满足的问题，又有效提高了电子水泵101转速控制的精确性。

本发明还提供一种车辆，该车辆包括电子驱动系统、电子水泵和上述任意一个实施例提供的电子水泵的控制系统，电子水泵用于将冷却液输送至电子驱动系统，该车辆因采用了上述实施例提供的电子水泵的控制系统因而其具备了相应地功能，其电子水泵的运行能耗降低，对电子水泵的控制更加精确且其冷却系统更加合理高效。

当然该车辆还包括其他部件，而这些其他部件是本领域技术人员所熟知的，因而此处不再赘述。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (8)

1.一种用于车辆的电子水泵的控制方法，所述电子水泵用于将冷却液输送至所述车辆的电子驱动系统，其特征在于，所述电子驱动系统包括车载充电机、发电机、驱动电机、发电机控制器和驱动电机控制器，所述电子水泵与所述电子驱动系统通过管路连接形成冷却回路，所述控制方法包括：

在车辆启动后，控制所述电子水泵以第一预设转速工作；

当所述电子水泵以所述第一预设转速工作预设时长后，实时采集所述电子驱动系统的当前温度，包括以下步骤：

同时采集冷却回路入口的温度、所述发电机控制器的温度、所述驱动电机控制器的温度、所述发电机的温度和所述驱动电机的温度；

计算利用所述电子水泵驱动的冷却液将所述电子驱动系统由所述当前温度冷却至预设温度所需要的所述电子水泵的设定目标转速，包括以下步骤：

计算利用所述电子水泵驱动的冷却液分别将所述冷却回路入口的温度、所述发电机控制器的温度、所述驱动电机控制器的温度、所述发电机的温度和所述驱动电机的温度降低至预设温度所需要的所述电子水泵的多个需求转速，

选择所述多个需求转速中的最大需求转速作为所述设定目标转速；

控制所述电子水泵按照所述设定目标转速工作。

2.根据权利要求1所述用于车辆的电子水泵控制方法的控制系统，所述电子水泵用于将冷却液输送至所述车辆的电子驱动系统，其特征在于，所述控制系统包括采集单元和控制单元，其中：

所述采集单元用于实时采集所述驱动系统的当前温度；

所述控制单元用于在车辆启动后控制所述电子水泵以第一预设转速工作，并在所述电子水泵以所述第一预设转速工作预设时长后控制所述电子水泵按照设定目标转速工作；其中

所述设定目标转速为利用所述电子水泵驱动的冷却液将所述电子驱动系统由所述当前温度冷却至预设温度所需要的所述电子水泵的转速。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述电子驱动系统包括车载充电机、发电机、驱动电机、发电机控制器和驱动电机控制器，所述电子水泵与所述电子驱动系统通过管路连接形成冷却回路。

4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述电子驱动系统的温度包括：

冷却回路入口的温度、所述发电机控制器的温度、所述驱动电机控制器的温度、所述发电机的温度和所述驱动电机的温度。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述采集单元还配置成同时采集所述冷却回路入口的温度、所述发电机控制器的温度、所述驱动电机控制器的温度、所述发电机的温度和所述驱动电机的温度；且

所述控制单元还配置成计算利用所述电子水泵驱动的冷却液分别将所述冷却回路入口的温度、所述发电机控制器的温度、所述驱动电机控制器的温度、所述发电机的温度和所述驱动电机的温度降低至预设温度所需要的所述电子水泵的多个需求转速，并选择所述多个需求转速中的最大需求转速作为所述设定目标转速。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述电子水泵、所述车载充电机、所述发电机控制器、所述驱动电机控制器、所述驱动电机和所述发电机依次连接，所述冷却回路入口为所述车载充电机的冷却液入口。

7.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述预设时长为所述冷却液的静态加注时间和电子驱动系统的除气时间中较大的时间。

8.一种车辆，其特征在于，包括：

电子驱动系统；

电子水泵，用于将冷却液输送至所述电子驱动系统；及

权利要求2-7任一项所述的控制系统。

Images