CN113910984A - 用于车辆的冷却回路的控制模块和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种用于车辆的冷却回路的控制模块，所述冷却回路中包括待冷却元件，用于控制在冷却回路中循环的冷却液的流量的流量调节元件，和用于测量冷却回路中的冷却液的实际温度的温度测量元件，所述待冷却元件具有预设工作温度，所述控制模块被配置用于：确定所述温度测量元件测得的冷却液的实际温度处于至少两个预设温度区间中的哪一个特定预设温度区间，并且与所确定出的所述特定预设温度区间相关地调节所述流量调节元件以实现所述待冷却元件的预设工作温度。本申请还涉及用于车辆的冷却回路的控制方法和机器可读存储介质。

Description

用于车辆的冷却回路的控制模块和控制方法
技术领域
本申请涉及用于车辆的冷却回路的控制模块和控制方法。
背景技术
车辆中通常设置有用于冷却车辆中的部件、例如电气元件的冷却回路。例如，待冷却的电气元件可以是电动车辆或混合动力车辆中的动力电池或电机等。
这些冷却回路除具有待冷却的电气元件自身之外，一般还包括调节冷却回路中的冷却液流量的流量调节元件。流量调节元件可以是泵或任何合适形式的阀。
流量调节元件一般具有与待冷却的电气元件的预设工作温度相对应的预设调节参数，例如泵占空比或阀门开度，以便提供预设流量的冷却液。所述预设调节参数通常基于待冷却电气元件的预设工作温度设定。
然而，冷却回路中的冷却液作为液体，其粘度随温度而变化，而冷却液粘度的变化会影响冷却液的流速以及因而影响冷却回路的冷却效率。例如，冷却液温度越低，粘度越高，冷却回路在冷却液温度较低的情况下的冷却效率与冷却液在常温或高温下的情况下的冷却效率也不相同。例如，在流量调节元件是泵的例子中，冷却液处于常温或高温时与冷却液处于低温时相比，利用相同的泵占空比是不能快速、高效地冷却电气元件的。
希望能够解决冷却液温度对冷却回路的冷却效率的影响问题。
发明内容
本申请的目的是减小或消除冷却液温度对冷却回路的冷却效率的不利影响。
根据本申请的第一方面，提供了一种用于车辆的冷却回路的控制模块，所述冷却回路中包括待冷却元件，用于控制在冷却回路中循环的冷却液的流量的流量调节元件，和用于测量冷却回路中的冷却液的实际温度的温度测量元件，所述待冷却元件具有预设工作温度，所述控制模块被配置用于：
确定所述温度测量元件测得的冷却液的实际温度处于至少两个预设温度区间中的哪一个特定预设温度区间，并且与所确定出的所述特定预设温度区间相关地调节所述流量调节元件以实现所述待冷却元件的预设工作温度。
根据本申请的第二方面，提供了一种用于车辆的冷却回路的控制方法，所述冷却回路中包括待冷却元件，用于控制在冷却回路中循环的冷却液的流量的流量调节元件，和用于测量冷却回路中的冷却液的实际温度的温度测量元件，所述待冷却元件具有预设工作温度，所述控制方法包括：
确定步骤：确定所述温度测量元件测得的冷却液的实际温度处于至少两个预设温度区间中的哪一个特定预设温度区间，并且
调节步骤：与所确定出的所述特定预设温度区间相关地调节所述流量调节元件以实现所述待冷却元件的预设工作温度。
根据本申请的第三方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有可执行指令；当所述可执行指令被执行时使机器执行上述的控制方法。
根据本申请的控制模块，首先判断冷却回路中的温度传感器测得的冷却液温度所处的温度区间，然后与该温度区间相对应地控制冷却液流量调节元件，以实现待冷却元件的预期工作温度。用对应于该温度区间的矫正系数或矫正算法适应性地改变冷却回路的冷却液流量调节元件的预设调节参数是一个简单有效的实施方式，能够相当大程度上消除冷却液温度对冷却回路的冷却效率的影响。
附图说明
通过下面参考附图给出的详细描述，本申请的上述和其它特征和优点将变得显而易见。附图给出的仅仅是示例性实施例，不意于限制本申请的保护范围。图中示意出的部件不一定存在于所有实施例中，图中未示出的部件有可能存在于某些实施例中。图中：
图1是示出了本申请的第一实施例的示意图；和
图2是示出了本申请的第二实施例的示意图。
具体实施方式
首先，本申请的原理可以适用于车辆中的各种冷却回路，例如、但不仅限于用于冷却动力电池的动力电池冷却回路和用于冷却电机相关电气元件的电机冷却回路。其次，本申请所使用的冷却回路可以是任何合适车辆中的冷却回路，包括、但不仅限于电动车辆和混合动力车辆。
本申请提供了一种用于车辆的冷却回路的控制模块和控制方法。根据本申请的原理，首先由冷却回路中的温度测量元件测量冷却回路中的冷却液的实际温度，然后确定该实际温度处于至少两个、例如更多个预设温度区间中的哪一个特定预设温度区间，最后与所确定出的所述特定预设温度区间相关地调节冷却回路中的流量调节元件以实现冷却回路中的待冷却元件的预设工作温度。
冷却回路中的待冷却元件通常具有预设工作温度，相应地，流量调节元件具有与待冷却元件的预设工作温度对应的预设调节参数。也就是说，在不考虑冷却液温度的影响的情况下，将该预设调节参数应用于流量调节元件时，冷却回路中冷却液的流量能够实现待冷却元件的预设工作温度。在一种示例性、而非限制性实施方式中，在确定出冷却液的实际温度所处的特定预设温度区间之后，对冷却回路中的流量调节元件的调节基于所确定出的所述特定预设温度区间和所述流量调节元件的上述预设调节参数进行。
进一步具体而言，本申请的实施例通过引入表示冷却液温度和冷却液流量调节元件的调节参数之间的关系的矫正系数实现了相当大程度上减小或消除了冷却液温度对冷却效率的不利影响的技术效果。当然，本领域内技术人员应理解，此处使用的术语“矫正系数”可以是如下述描述中的狭义的数值，也可以广义地理解为矫正算法或函数。
在本申请的实施例中，控制模块与用于测量冷却回路中的冷却液的温度的温度传感器以及用于调节冷却回路中的冷却液流量的冷却液流量调节元件通信连接。如上述，冷却液流量调节元件具有使冷却回路中流通的冷却液的流量能够将待冷却电气元件冷却至其预设工作温度的预设调节参数，也就是说，当冷却液流量调节元件处于预设调节参数时，冷却液具有使待冷却电气元件处于其预设工作温度的预设流量。所述待冷却电气元件可以是冷却回路中的一个元件(图1)、例如电气元件，也可以是冷却回路中的多个电气元件(图2)。
根据本申请的实施例，冷却液的可能温度被划分为若干温度区间，例如两个或更多个温度区间。根据冷却液温度与冷却效率的关系，为每个温度区间设置相应的矫正系数或矫正算法或函数。当温度传感器测得的实际温度落入某一特定预设温度区间内时，欲将待冷却电气元件置于或冷却到其预设工作温度，冷却液流量调节元件所需的调节参数通过对上述预设调节参数应用对应于该特定预设温度区间的矫正系数或矫正算法或函数而得到。例如，在下面具体实施例中描述的，冷却液流量调节元件所需的调节参数为上述预设调节参数与对应于该特定预设温度区间的矫正系数的乘积。
下面参考两个具体实施例详细描述本申请的原理。
图1示出了本申请的第一实施例。本实施例中的冷却回路是用于冷却车辆、例如电动车辆或混合动力车辆的动力电池的冷却回路100。在本实施例中，待冷却电气元件是动力电池110，冷却液流量调节元件是泵140，而调节参数是泵的占空比或阀门开度。
如图1所示，冷却回路100包括作为待冷却电气元件的动力电池110本身，用于加热冷却回路中的冷却液的加热器120，用于冷却冷却回路中的冷却液的冷凝器130，和用于使冷却液在冷却回路100中流通并且调节冷却回路中的冷却液流量的冷却液泵140。可选地，冷却液槽150被流体连接到冷却回路100，用于供应冷却液。
动力电池110具有预设工作温度T0，对应于此预设工作温度，对于常温或某一特定温度的冷却液来说，要使动力电池110处于预设工作温度T0(在本申请中，处于某一温度是指处于该温度的容许误差范围内)，冷却液泵140需要具有预设占空比或者预设阀门开度P0，此时，预定流量的冷却液在冷却回路100内流动。冷却液泵140的预设占空比或者阀门开度P0基于动力电池110的预设工作温度设计。
从图1可以看到，温度传感器160设置于冷却回路100中，例如设置有冷却液泵140的出口处，用于测量在冷却回路100中流通的冷却液的温度。加热器120被配置用于在由温度传感器160测得的冷却液的温度低于预设最低温度值(或范围)时加热冷却液，而冷凝器130被配置用于在由温度传感器160测得的冷却液的温度高于预设最高温度值(或范围)时冷却冷却液。
根据本申请，冷却回路100包括控制模块190。控制模块190被配置成与冷却液泵140和温度传感器160通信连接。控制模块190被配置用于从温度传感器160接收所测得的冷却液的实际温度T。控制模块190被配置为判断所述实际温度T所处的温度区间TI，然后将冷却液泵140的预设占空比或阀门开度P0乘以与所述温度区间TI对应的矫正系数F设置为新的阀门开度P并且将该新的阀门开度P应用于冷却液泵140。
作为一个例子，在图1所示的实施例中，冷却液的可能温度可以被划分为三个温度区间TI1，TI2和TI3，每一个温度区间具有预设的矫正系数F1，F2和F3。例如，当温度传感器160测得的冷却液的实际温度T位于温度区间TI2时，冷却液泵140的新的阀门开度P等于其预设阀门开度P0与和温度区间TI2对应的矫正系数F2的乘积。当然，根据本申请的原理，温度区间的个数不限于上述三个。
图2示出了本申请的第二实施例。根据本实施例的冷却回路200是用于车辆中的电机冷却回路，用于冷却电机相关部件。
图2示出的电机冷却回路200包括电机210，逆变器或电机控制器220，DC/DC转换器230，车载充电器(on board charger，简称OBC)280，冷却液泵240，温度传感器260，和散热器270、例如风扇等等。可选地，冷却回路200还包括用于供应冷却液的冷却液槽250。其中，冷却液泵240用于提供冷却液循环流经冷却回路200的动力并且调节冷却回路200中的冷却液流量，温度传感器260用于测量冷却回路200中的冷却液的温度。冷却液在冷却回路200中循环流动对冷却回路200中的各电气元件进行冷却，本实施例中的待冷却电气元件可以包括电机210，逆变器或电机控制器220，DC/DC转换器230，OBC 280中的一个、多个直至所有这些电气元件。
对于图2所示的电机冷却回路200来说，冷却液泵240的预设占空比或预设阀门开度P0由冷却回路200中各电气元件(电机210，逆变器220，DC/DC转换器230，OBC 280)的工作温度设定。
同样地，图2的冷却回路200还包括控制模块290，控制模块290与温度传感器260和冷却液泵240连接。控制模块290被配置用于从温度传感器260获得其测得的冷却液的实际温度，确定该实际温度所处的温度区间，并且将所述冷却液泵240的预设阀门开度与对应于该温度区间的矫正系数的乘积设置成新的阀门开度P。最后，控制模块290将新的开度P应用于冷却液泵240。
根据本申请，基于冷却液温度的矫正系数可以是基于实际应用的标定值。作为一个可选实施例，如果由温度传感器测得的冷却回路中的冷却液温度低于某一温度A，则矫正系数设为F1；如果由温度传感器测得的冷却回路中的冷却液温度高于温度A、但低于温度B，则矫正系数设为F2；如果由温度传感器测得的冷却回路中的冷却液温度高于温度B、但低于温度C，则矫正系数设为F3；如果由温度传感器测得的冷却回路中的冷却液温度高于温度C，则矫正系数设为F4，其中F1>F2>F3>F4。冷却液温度越低，矫正系数越大，相反，冷却液温度越高，矫正系数越小。
在本申请中，温度区间的个数可以根据实际需要选择。对应于各温度区间的矫正系数的值可以通过实验获得，也可以通过任何合适的算法计算得到。待冷却的电气元件不同，电气元件所在的车辆型号不同，所划分的温度区间的个数以及对应的矫正系数可能不同。在一个实施例中，冷却液温度矫正系数可以在0.7至1.5之间、优选在0.9至1.2之间变化。
如上述，通过引入冷却液温度矫正系数或者可选的矫正算法或函数，实现了根据冷却液的实际温度调节冷却液泵的占空比或阀门开度的目的。这样，无论冷却液温度如何变化，都能够有足够流量的冷却液在冷却回路中流动，将所有待冷却的电气元件冷却至工作温度。
尽管在上面参考图示的动力电池冷却回路和电机冷却回路详细地描述了根据本申请的原理。但本领域内的技术人员应理解，本申请的原理不仅限于上述待冷却电气元件，而是可以应用于车辆中任何合适的待冷却元件的冷却回路。本申请的冷却回路可以应用于任何车辆中，包括、但不仅限于电动车辆和混合动力车辆。本申请的冷却回路的控制模块可以单独提供，也可以集成到车辆的车辆控制单元的一部分内。在此，本申请还可以涉及包括控制模块的车辆控制单元。
本申请还提供了一种用于车辆的冷却回路的控制方法，冷却回路中包括待冷却元件(例如，第一实施例的动力电池，第二实施例中诸如电机、DC/DC转换器等的电气元件)，用于控制在冷却回路中循环的冷却液的流量的流量调节元件(例如，前述冷却液泵或任何其他形式的阀等)，和用于测量冷却回路中的冷却液的实际温度的温度测量元件(例如温度传感器)，所述待冷却元件具有预设工作温度，所述控制方法包括：
第一确定步骤：确定所述温度测量元件测得的冷却液的实际温度处于至少两个、例如多个预设温度区间中的哪一个特定预设温度区间，以及
第二调节步骤：与所确定出的所述特定预设温度区间相关地调节所述流量调节元件以实现所述待冷却元件的预设工作温度。
具体而言，本控制方法的第二调节步骤可以包括基于所确定出的所述特定预设温度区间、以及所述流量调节元件的预设调节参数来确定所述流量调节元件的新的调节参数，并且将所述新的调节参数应用于所述流量调节元件。例如，在上述实施例中，所述新的调节参数为所述预设调节参数与对应于所述特定预设温度区间的矫正系数的乘积。
本文描述的控制方法示例可以至少部分是机器或计算机实现的。一些示例可以包括编码有指令的计算机可读介质或机器可读介质，所述指令在被执行时执行如以上示例中所述的方法。这些方法的实现可以包括代码，例如微代码，汇编语言代码，高级语言代码等。这种代码可以包括用于执行各种方法的计算机可读指令。该代码可以形成计算机程序产品的一部分。此外，在示例中，代码可以有形地存储在一个或多个易失性，非暂时性或非易失性有形计算机可读介质上，例如在执行期间或在其他时间。这些有形的计算机可读介质的示例可以包括、但不限于硬盘，可移动磁盘，可移动光盘(例如光盘和数字视频磁盘)，盒式磁带，存储卡或棒，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)等。
在不偏离本申请的实质和范围的情况下，本领域内的技术人员可以进行多种修改和变异，这些修改和变异被认为落在本申请的范围内。本申请的保护范围仅通过权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种用于车辆的冷却回路的控制模块(190，290)，所述冷却回路中包括待冷却元件，用于控制在冷却回路中循环的冷却液的流量的流量调节元件，和用于测量冷却回路中的冷却液的实际温度的温度测量元件，所述待冷却元件具有预设工作温度，所述控制模块被配置用于：
确定所述温度测量元件测得的冷却液的实际温度处于至少两个预设温度区间中的哪一个特定预设温度区间，并且与所确定出的所述特定预设温度区间相关地调节所述流量调节元件以实现所述待冷却元件的预设工作温度。
2.根据权利要求1所述的控制模块(190，290)，其中，所述流量调节元件具有与所述待冷却元件的所述预设工作温度相对应的预设调节参数，并且所述控制模块被配置用于基于所确定出的所述特定预设温度区间、以及所述流量调节元件的所述预设调节参数来确定所述流量调节元件的新的调节参数，并且将所述新的调节参数应用于所述流量调节元件。
3.根据权利要求2所述的控制模块(190，290)，其中，所述新的调节参数为对所述预设调节参数应用对应于所述特定预设温度区间的矫正系数。
4.根据权利要求3所述的控制模块(190，290)，其中，
所述流量调节元件是使冷却液在所述冷却回路中循环的冷却液泵(140，240)，所述预设条件参数是所述冷却液泵的预设占空比或预设阀门开度；或者
所述流量调节元件是控制在所述冷却回路中循环的冷却液的流量的阀，所述预设条件参数是所述阀的阀门开度。
5.根据权利要求4所述的控制模块(190，290)，其中，所述至少两个预设温度区间至少包括第一预设温度区间和第二预设温度区间，所述第一预设温度区间中的温度高于所述第二预设温度区间中的温度，并且对应于所述第一预设温度区间的矫正系数小于对应于所述第二预设温度区间的矫正系数。
6.根据权利要求5所述的控制模块(190，290)，其中，所述矫正系数在0.7至1.5之间。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的控制模块(190，290)，其中，
所述冷却回路是动力电池冷却回路，所述待冷却元件是动力电池，所述预设调节参数基于所述动力电池的预设工作温度设定；或者
所述冷却回路是电机冷却回路，所述待冷却元件包括设置于所述冷却回路中的电机以及下述中至少一个：电机控制器，DC/DC转换器和车载充电器，并且所述预设调节参数取决于各待冷却元件器的预设工作温度。
8.一种用于车辆的冷却回路的控制方法，所述冷却回路中包括待冷却元件，用于控制在冷却回路中循环的冷却液的流量的流量调节元件，和用于测量冷却回路中的冷却液的实际温度的温度测量元件，所述待冷却元件具有预设工作温度，所述控制方法包括：
确定步骤：确定所述温度测量元件测得的冷却液的实际温度处于至少两个预设温度区间中的哪一个特定预设温度区间，并且
调节步骤：与所确定出的所述特定预设温度区间相关地调节所述流量调节元件以实现所述待冷却元件的预设工作温度。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其中，所述流量调节元件具有与所述待冷却元件的所述预设工作温度相对应的预设调节参数，并且所述控制方法的调节步骤包括：基于所确定出的所述特定预设温度区间、以及所述流量调节元件的预设调节参数来确定所述流量调节元件的新的调节参数，并且将所述新的调节参数应用于所述流量调节元件，例如，所述新的调节参数为对所述预设调节参数应用对应于所述特定预设温度区间的矫正系数。
10.一种机器可读存储介质，其上存储有可执行指令；当所述可执行指令被执行时使机器执行权利要求8或9所述的控制方法。
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