CN113978223A - 一种电驱动系统及其热量控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电驱动系统及其热量控制方法，电驱动系统包括水冷通路和油冷通路；水冷通路包括顺次相连的电机控制器、水油换热器、水泵、散热器和电机控制器，且水冷通路中流通的冷却液为水冷液；油冷通路包括顺次相连的电机、减速器、油泵、水油换热器和电机，且油冷通路中流通的冷却液为润滑油。本发明的电驱动系统可采用油冷的方式冷却电机和减速器，采用水冷的方式冷却电机控制器和散热器，油冷和水冷结合有利于高效散热，且可有效减小电驱动系统的体积。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车散热领域，更具体地，涉及一种电驱动系统及其热量控制方法。
背景技术
当前市场电动汽车的电驱动系统大多为水冷系统，通过电机壳体上的水道内的水冷液将电机定子和转子等发热部件的热量通过热传导的方式带走。
水冷系统的结构简单，但受到层层导热的限制，散热效果有限。而且在电机壳体上增加水道不利于电驱动系统的体积降低，影响系统的功率密度。
因此，如何提供一种可高效散热，且可有效减小体积的电驱动系统成为本领域亟需解决的技术难题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种可高效散热，且可有效减小体积的电驱动系统的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种电驱动系统。
该电驱动系统包括水冷通路和油冷通路；其中，
所述水冷通路包括顺次相连的电机控制器、水油换热器、水泵、散热器和电机控制器，且所述水冷通路中流通的冷却液为水冷液；
所述油冷通路包括顺次相连的电机、减速器、油泵、水油换热器和电机，且所述油冷通路中流通的冷却液为润滑油。
可选的，所述水冷通路还包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器布置在所述电机控制器内，以采集所述电机控制器内的温度，所述第二温度传感器布置在所述散热器内，以采集所述散热器内水冷液的温度。
可选的，所述油冷通路还包括第三温度传感器和第四温度传感器，所述第三温度传感器布置在所述电机内，以采集所述电机内的温度，所述第四温度传感器布置在所述减速器的油底壳上，以采集所述减速器内润滑油的温度。
本发明还提供了一种基于电驱动系统的电驱动系统热量控制方法。
该电驱动系统热量控制方法包括如下步骤：
根据电机控制器的温度控制水泵的转速至需求水泵转速；
获取电机的运行参数，根据电机的运行参数得到电机运行的发热量；
根据电机运行的发热量、减速器的油底壳内润滑油的温度和散热器内水冷液的温度得到目标润滑油量；
根据目标润滑油量控制油泵的转速至需求油泵转速。
可选的，所述电机的运行参数包括电机转速和电机扭矩。
可选的，还包括以下步骤：
获取电机内的温度和减速器的油底壳内润滑油的温度，得到电机温升速率和减速器温升速率；
根据电机温升速率和减速器温升速率，得到润滑油量偏差量和油泵转速偏差量；
所述根据目标润滑油量控制油泵的转速至目标油泵转速具体如下：
根据目标润滑油量、润滑油量偏差量和油泵转速偏差量，控制油泵的转速至需求油泵转速。
可选的，还包括以下步骤：
获取电机内的温度和减速器的油底壳内润滑油的温度，计算电机内的温度和减速器的油底壳内润滑油的温度的油水温差；
根据水油换热器的换热特性，得到阈值温度；
比较油水温差和阈值温度；
若油水温差大于或等于阈值温度，则根据预设比例降低油泵的峰值转速。
可选的，所述预设比例为50-60％。
本发明的电驱动系统可采用油冷的方式冷却电机和减速器，采用水冷的方式冷却电机控制器和散热器，油冷和水冷结合有利于高效散热，且可有效减小电驱动系统的体积。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明的电驱动系统实施例的结构示意图。
图2为本发明的电驱动系统热量控制方法实施例的流程图。
图中标示如下：
电机控制器-1，水油换热器-2，水泵-3，散热器-4，电机-5，减速器-6，油泵-7。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
如图1所示，本发明的电驱动系统包括水冷通路和油冷通路。
水冷通路包括顺次相连的电机控制器1、水油换热器2、水泵3、散热器4和电机控制器1，且水冷通路中流通的冷却液为水冷液。水冷通路可形成一条以水冷液为冷却液的循环通路。
油冷通路包括顺次相连的电机5、减速器6、油泵7、水油换热器2和电机5，且油冷通路中流通的冷却液为润滑油。油冷通路可形成一条以润滑油为冷却液的循环通路。
水油换热器2可用于交换水冷液和润滑油的热量，实现用水冷液给润滑油降温的目的。
本发明的电驱动系统可采用油冷的方式冷却电机5和减速器6，采用水冷的方式冷却电机控制器1和散热器4，油冷和水冷结合有利于高效散热，且可有效减小电驱动系统的体积。
在本发明的电驱动系统的一种实施方式中，水冷通路还包括第一温度传感器(图中未示出)和第二温度传感器(图中未示出)。第一温度传感器布置在电机控制器1内，以采集电机控制器1内的温度。第二温度传感器布置在散热器4内，以采集散热器4内水冷液的温度。通过第一温度传感器和第二温度传感器采集到的温度，有利于更加精准高效地实现电驱动系统的冷却。
在本发明的电驱动系统的一种实施方式中，油冷通路还包括第三温度传感器(图中未示出)和第四温度传感器(图中未示出)。第三温度传感器布置在电机5内，以采集电机5内的温度。第四温度传感器布置在减速器6的油底壳上，以采集减速器6内润滑油的温度。通过第三温度传感器和第四温度传感器采集到的温度，有利于更加精准高效地实现电驱动系统的冷却。
如图2所示，本发明还提供了一种基于电驱动系统的电驱动系统热量控制方法，包括如下步骤：
步骤S1：根据电机控制器的温度控制水泵的转速至需求水泵转速。需求水泵转速可保证电机控制器的温度在合适范围内。
步骤S2：获取电机的运行参数，根据电机的运行参数得到电机运行的发热量。上述电机的运行参数应当包括电机转速和电机扭矩。
步骤S3：根据电机运行的发热量、减速器的油底壳内润滑油的温度和散热器内水冷液的温度得到目标润滑油量。由于水油换热器的换热性能固定不变，因此根据电机运行的发热量、减速器的油底壳内润滑油的温度和散热器内水冷液的温度可得到电机和减速器的降温需求量，即可得到目标润滑油量。
具体实施时，可在实验室构建电机运行的发热量、减速器的油底壳内润滑油的温度、散热器内水冷液的温度和目标润滑油量之间的关系表，并根据该关系表查得目标润滑油量。
步骤S4：根据目标润滑油量控制油泵的转速至需求油泵转速。
本发明的电驱动系统热量控制方法可控制水泵的转速和油泵的转速，从而控制水冷液进入电机控制器和水油换热器的量，以及控制润滑油进入电机和减速器的量，达到对电驱动系统散热的作用。
在本发明的电驱动系统热量控制方法的一种实施方式中，还包括以下步骤：
步骤S5：获取电机内的温度和减速器的油底壳内润滑油的温度，得到电机温升速率和减速器温升速率。
步骤S6：根据电机温升速率和减速器温升速率，得到润滑油量偏差量和油泵转速偏差量。
具体实施时，可在实验室构建电机温升速率、减速器温升速率、润滑油量偏差量和油泵转速偏差量之间的关系表，并根据该关系表查得润滑油量偏差量和油泵转速偏差量。
在该实施方式中，步骤S4可具体如下：
根据目标润滑油量、润滑油量偏差量和油泵转速偏差量，控制油泵的转速至需求油泵转速。
通过电机和减速器的温度变化来控制油泵的转速，可更高效地实现电驱动系统的散热。
在本发明的电驱动系统热量控制方法的一种实施方式中，还包括以下步骤：
步骤S7：获取电机内的温度和减速器的油底壳内润滑油的温度，计算电机内的温度和减速器的油底壳内润滑油的温度的油水温差。
步骤S8：根据水油换热器的换热特性，得到阈值温度。阈值温度为水油换热器的固有特征参数。
步骤S9：比较油水温差和阈值温度。
步骤S10：若油水温差大于或等于阈值温度，则根据预设比例降低油泵的峰值转速。当油水温差大于或等于阈值温度时，水油换热器的换热器较大，可适当控制油泵的峰值转速降低，从而在满足散热需求的同时减少油泵的能耗。
上述预设比例为50-60％。例如，油泵的峰值转速为5000rpm，当油水温差大于或等于阈值温度时，可将油泵的峰值转速限制在3000rpm。
若油水温差小于阈值温度，则油泵的峰值转速不用加以限制。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (8)
1.一种电驱动系统，其特征在于，包括水冷通路和油冷通路；其中，
所述水冷通路包括顺次相连的电机控制器、水油换热器、水泵、散热器和电机控制器，且所述水冷通路中流通的冷却液为水冷液；
所述油冷通路包括顺次相连的电机、减速器、油泵、水油换热器和电机，且所述油冷通路中流通的冷却液为润滑油。
2.根据权利要求1所述的电驱动系统，其特征在于，所述水冷通路还包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器布置在所述电机控制器内，以采集所述电机控制器内的温度，所述第二温度传感器布置在所述散热器内，以采集所述散热器内水冷液的温度。
3.根据权利要求1所述的电驱动系统，其特征在于，所述油冷通路还包括第三温度传感器和第四温度传感器，所述第三温度传感器布置在所述电机内，以采集所述电机内的温度，所述第四温度传感器布置在所述减速器的油底壳上，以采集所述减速器内润滑油的温度。
4.一种基于权利要求1至3中任一项所述的电驱动系统的电驱动系统热量控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据电机控制器的温度控制水泵的转速至需求水泵转速；
获取电机的运行参数，根据电机的运行参数得到电机运行的发热量；
根据电机运行的发热量、减速器的油底壳内润滑油的温度和散热器内水冷液的温度得到目标润滑油量；
根据目标润滑油量控制油泵的转速至需求油泵转速。
5.根据权利要求4所述的电驱动系统热量控制方法，其特征在于，所述电机的运行参数包括电机转速和电机扭矩。
6.根据权利要求4所述的电驱动系统热量控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
获取电机内的温度和减速器的油底壳内润滑油的温度，得到电机温升速率和减速器温升速率；
根据电机温升速率和减速器温升速率，得到润滑油量偏差量和油泵转速偏差量；
所述根据目标润滑油量控制油泵的转速至目标油泵转速具体如下：
根据目标润滑油量、润滑油量偏差量和油泵转速偏差量，控制油泵的转速至需求油泵转速。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的电驱动系统热量控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
获取电机内的温度和减速器的油底壳内润滑油的温度，计算电机内的温度和减速器的油底壳内润滑油的温度的油水温差；
根据水油换热器的换热特性，得到阈值温度；
比较油水温差和阈值温度；
若油水温差大于或等于阈值温度，则根据预设比例降低油泵的峰值转速。
8.根据权利要求7所述的电驱动系统热量控制方法，其特征在于，所述预设比例为50-60％。
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