CN115111513A - 一种油冷电机系统的油冷回路控制方法、系统及电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油冷电机系统的油冷回路控制方法、系统及电动汽车,其根据油温、油泵工作电流和油泵转速确定当前油冷回路的流阻,通过判断当前油冷回路的流阻是否在预设的理论流阻区间内的方式来判断油冷回路是否存在状态异常,如果油冷回路存在状态异常,则通过增大油泵转速的方式来增加油冷回路的润滑油流量,从而提供满足油冷电机系统冷却润滑所需的润滑油流量,其能及时有效的识别出油冷回路的故障(异常)状态并进行故障保护,提升油冷电机系统的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车热管理技术领域,具体涉及一种油冷电机系统的油冷回路控制方法、系统及电动汽车。
背景技术
电动汽车油冷电机系统的冷却方式主要有风冷、水冷和油冷三种。相比于其他两种冷却方式,油冷可以通过润滑油直接对电驱内部的发热源进行冷却,冷却效果最优。
如图1所示,油冷电机系统的油冷回路为由油冷器、过滤器、油泵、减速器、油冷电机连通形成的润滑冷却油路,油冷电机控制器与油冷电机、油泵控制器连接,油泵控制器与油泵连接,油冷电机控制器控制油冷电机工作,生成油泵转速控制命令,并将油泵转速控制命令发送给油泵控制器,油泵控制器按照该油泵转速控制命令控制油泵转速,以调节油冷回路的润滑油流量。在工作过程中,润滑油从减速器油道中流出,经油泵后进入过滤器进行过滤,经过滤器过滤后的润滑油进入油冷器进行散热,散热之后的润滑油进入减速器油道中,润滑油经减速器油道进入油冷电机,并对油冷电机的定子绕组和转子进行冷却,对油冷电机的定子绕组和转子进行冷却过后的润滑油流回减速器油道,并从减速器油道流出,经油泵后进入过滤器,从而形成润滑油循环的油冷回路。
油冷电机系统的冷却和润滑效果与油冷回路所能提供的流量息息相关。然而,在油冷回路中出现故障(异常)的情况下,油冷电机系统的冷却和润滑效果将大大降低,这将影响油冷电机系统的性能,严重的将造成零部件的损坏。因此,如何有效地控制油冷回路以提供油冷电机系统冷却和润滑所需流量,对于油冷电机系统的可靠运行至关重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种油冷电机系统的油冷回路控制方法、系统及电动汽车,以有效控制油冷回路提供油冷电机系统冷却润滑所需流量,提升油冷电机系统的可靠性。
本发明所述的油冷电机系统的油冷回路控制方法,包括:
根据油冷电机转速和油冷电机扭矩,确定当前油冷电机系统冷却润滑所需流量。
根据油温、油泵工作电流和油泵转速,确定当前油冷回路的流阻和流量。
判断当前油冷回路的流阻是否在预设的理论流阻区间内。
若是,则根据当前油冷回路的流量与当前油冷电机系统冷却润滑所需流量的关系,生成对应的油泵转速控制命令,并将该对应的油泵转速控制命令发送给油泵控制器,使油泵控制器控制油泵转速,以调节油冷回路中的润滑油流量,提供满足油冷电机系统冷却润滑所需的润滑油流量。
若否,则上报油冷回路状态异常,生成油泵转速增大命令,并将油泵转速增大命令发送给油泵控制器,使油泵控制器控制油泵转速增大,以提供满足当前油冷电机系统冷却润滑所需的润滑油流量。
优选的,如果当前油冷回路的流阻未在预设的理论流阻区间内,且控制油泵转速增大至预设的最大转速时油冷电机温度未在预设的目标温度范围内(表示油泵转速增大至预设的最大转速仍无法提供满足当前油冷电机系统冷却润滑所需的流量),则限制油冷电机的输出功率(即进行限功率处理),以免造成零部件的损坏。
优选的,如果当前油冷回路的流阻在预设的理论流阻区间内,且当前油冷回路的流量等于当前油冷电机系统冷却润滑所需流量,则生成油泵转速保持不变命令,并将该油泵转速保持不变命令发送给油泵控制器,使油泵控制器控制油泵转速保持不变,以使油冷回路的润滑油流量保持平衡。
优选的,如果当前油冷回路的流阻在预设的理论流阻区间内,且当前油冷回路的流量大于当前油冷电机系统冷却润滑所需流量,则生成油泵转速减小命令,并将该油泵转速减小命令发送给油泵控制器,使油泵控制器控制油泵转速减小,以减少油冷回路的润滑油流量。
优选的,如果当前油冷回路的流阻在预设的理论流阻区间内,且当前油冷回路的流量小于油冷电机系统冷却润滑所需流量,则生成油泵转速增大命令,并将该油泵转速增大命令发送给油泵控制器,使油泵控制器控制油泵转速增大,以增加油冷回路的润滑油流量。
优选的,确定当前油冷回路的流量的方式为:根据油温、油泵工作电流和油泵转速,查询预设的流量表Ⅰ,得到当前油冷回路的流量;其中,预设的流量表Ⅰ为通过标定(即油泵单体试验测试)获得的油温、油泵工作电流、油泵转速与油冷回路的流量的对应关系表。通过查表的方式获得当前油冷回路的流量,容易实现。
优选的,确定当前油冷电机系统冷却润滑所需流量的方式为:根据油冷电机转速、油冷电机扭矩,查询预设的流量表Ⅱ,得到当前油冷电机系统冷却润滑所需流量;其中,预设的流量表Ⅱ为通过标定获得的油冷电机转速、油冷电机扭矩与油冷电机系统冷却润滑所需流量的对应关系表。通过查表的方式获得当前油冷电机系统冷却润滑所需流量,容易实现。
优选的,所述预设的理论流阻区间的一个端点为通过标定得到的与油冷电机最小转速对应的油冷回路的流阻,所述预设的理论流阻区间的另一个端点为通过标定得到的与油冷电机最大转速对应的油冷回路的流阻。由于油冷回路的流阻与油冷电机转速也相关,油冷电机转速越小,油冷回路的流阻越大,油冷电机转速越大,油冷回路的流阻越小。因此,通过在不同油冷电机转速(即油冷电机最小转速、油冷电机最大转速)下测试(标定),可以得到与油冷电机最小转速对应的油冷回路的流阻和与油冷电机最大转速对应的油冷回路的流阻,这两个流阻即为预设的理论流阻区间的两个端点。
优选的,油冷回路的流阻与油温、油泵工作电流以及油泵转速是一一对应的,该对应关系与油泵的工作特性有关,可以通过油泵单体试验测试(标定)得到。因此,确定当前油冷回路的流阻的方式有两种。
第一种确定当前油冷回路的流阻的方式为:根据油温、油泵工作电流和油泵转速,查询预设的流阻表,得到当前油冷回路的流阻;其中,预设的流阻表为通过标定(即油泵单体试验测试)获得的油温、油泵工作电流、油泵转速与油冷回路的流阻的对应关系表。通过查表的方式获得流阻,容易实现。
第二种确定当前油冷回路的流阻的方式为:将油温、油泵工作电流和油泵转速代入预设的流阻曲线方程中,计算得到当前油冷回路的流阻;其中,预设的流阻曲线方程为利用标定(即油泵单体试验测试)获得的油温、油泵工作电流、油泵转速、油冷回路的流阻进行拟合,而得到的拟合曲线方程。通过代入预设的流阻曲线方程计算流阻,与查表的方式相比,不需要存储数据量较大的标定表,能减少存储空间的占用。
本发明所述的油冷电机系统的油冷回路控制系统,包括油冷电机控制器和油泵控制器,油冷电机控制器与油泵控制器连接;所述油冷电机控制器被编程以便执行上述油冷回路控制方法。
本发明所述的电动汽车,包括上述油冷电机系统的油冷回路控制系统。
本发明根据油温、油泵工作电流和油泵转速确定当前油冷回路的流阻,通过判断当前油冷回路的流阻是否在预设的理论流阻区间内的方式来判断油冷回路是否存在状态异常,如果油冷回路存在状态异常,则通过增大油泵转速的方式来增加油冷回路的润滑油流量,从而提供满足油冷电机系统冷却润滑所需的润滑油流量,其能及时有效的识别出油冷回路的故障(异常)状态并进行故障保护,提升了油冷电机系统的可靠性。
附图说明
图1为油冷电机系统的油冷回路示意图。
图2为实施例1中油冷电机系统的油冷回路控制流程图。
具体实施方式
如图1所示,油冷电机系统的油冷回路为由油冷器、过滤器、油泵、减速器、油冷电机连通形成的润滑冷却油路,油冷电机控制器与油冷电机、油泵控制器连接,油泵控制器与油泵连接,油冷电机控制器控制油冷电机工作,生成油泵转速控制命令,并将油泵转速控制命令发送给油泵控制器,油泵控制器按照该油泵转速控制命令控制油泵转速,以调节油冷回路的润滑油流量。在工作过程中,润滑油从减速器油道中流出,经油泵后进入过滤器进行过滤,经过滤器过滤后的润滑油进入油冷器进行散热,散热之后的润滑油进入减速器油道中,润滑油经减速器油道进入油冷电机,并对油冷电机的定子绕组和转子进行冷却,对油冷电机的定子绕组和转子进行冷却过后的润滑油流回减速器油道,并从减速器油道流出,经油泵后进入过滤器,从而形成润滑油循环的油冷回路。
实施例1:本实施例中油泵控制器具备油温、油泵工作电流和油泵转速检测功能,油泵控制器将检测的油温、油泵工作电流和油泵转速发送给油冷电机控制器,油冷电机控制器具备油冷电机温度、油冷电机转速和油冷电机扭矩监控功能。
如图2所示,本实施例中油冷电机系统的油冷回路控制方法,由油冷电机控制器执行,该方法包括:
步骤S1、根据油冷电机转速和油冷电机扭矩,确定当前油冷电机系统冷却润滑所需流量,然后执行步骤S2。具体为:根据油冷电机转速、油冷电机扭矩,查询预设的流量表Ⅱ,得到当前油冷电机系统冷却润滑所需流量。其中,预设的流量表Ⅱ为通过标定获得的油冷电机转速、油冷电机扭矩与油冷电机系统冷却润滑所需流量的对应关系表。
步骤S2、根据油温、油泵工作电流和油泵转速,确定当前油冷回路的流阻和流量,然执行步骤S3。
确定当前油冷回路的流阻的方式为:根据油温、油泵工作电流和油泵转速,查询预设的流阻表,得到当前油冷回路的流阻。其中,预设的流阻表为通过标定(即油泵单体试验测试)获得的油温、油泵工作电流、油泵转速与油冷回路的流阻的对应关系表。
确定当前油冷回路的流量的方式为:根据油温、油泵工作电流和油泵转速,查询预设的流量表Ⅰ,得到当前油冷回路的流量。其中,预设的流量表Ⅰ为通过标定(即油泵单体试验测试)获得的油温、油泵工作电流、油泵转速与油冷回路的流量的对应关系表。
步骤S3、判断当前油冷回路的流阻是否在预设的理论流阻区间内,如果是,则执行步骤S4,否则执行步骤S9。其中,预设的理论流阻区间的一个端点为通过标定得到的与油冷电机最小转速对应的油冷回路的流阻,预设的理论流阻区间的另一个端点为通过标定得到的与油冷电机最大转速对应的油冷回路的流阻。
步骤S4、判断当前油冷回路的流量是否等于当前油冷电机系统冷却润滑所需流量,如果是,则执行步骤S5,否则执行步骤S6。
步骤S5、生成油泵转速保持不变命令,并将该油泵转速保持不变命令发送给油泵控制器,使油泵控制器控制油泵转速保持不变,然后返回执行步骤S1。
步骤S6、判断当前油冷回路的流量是否大于当前油冷电机系统冷却润滑所需流量,如果是,则执行步骤S7,否则执行步骤S8。
步骤S7、生成油泵转速减小命令,并将该油泵转速减小命令发送给油泵控制器,使油泵控制器控制油泵转速减小,然后返回执行步骤S1。
步骤S8、生成油泵转速增大命令,并将该油泵转速增大命令发送给油泵控制器,使油泵控制器控制油泵转速增大,然后返回执行步骤S1。
步骤S9、上报油冷回路状态异常(即将油冷回路状态异常信息上传到CAN总线上),生成油泵转速增大命令,并将油泵转速增大命令发送给油泵控制器,使油泵控制器控制油泵转速增大,然后执行步骤S10。
步骤S10、判断当前油冷回路的流阻是否在预设的理论流阻区间内,如果是,则执行步骤S12,否则执行步骤S11。
步骤S11、判断油冷电机温度是否在预设的目标温度范围内,如果是,则执行步骤S12,否则执行步骤S13。
步骤S12、上报油冷回路状态正常(即将油冷回路状态正常信息上传到CAN总线上),然后返回执行步骤S1。
步骤S13、判断油泵转速是否等于预设的最大转速,如果是,则执行步骤S14,否则返回执行步骤S9。
步骤S14、限制油冷电机的输出功率,然后返回执行步骤S1。
本实施例中的油冷电机系统的油冷回路控制系统,包括油冷电机控制器和油泵控制器,油冷电机控制器与油泵控制器连接;油冷电机控制器被编程以便执行上述油冷电机系统的油冷回路控制方法。
本实施例中的电动汽车,包括上述油冷电机系统的油冷回路控制系统。
实施例2:本实施例中油冷电机系统的油冷回路控制方法,其大部分步骤与实施例1相同,不同之处仅在于:步骤S2中确定当前油冷回路的流阻的方式与实施例1不同。
本实施例中确定当前油冷回路的流阻的方式为:将油温、油泵工作电流和油泵转速代入预设的流阻曲线方程中,计算得到当前油冷回路的流阻。其中,预设的流阻曲线方程为利用标定(即油泵单体试验测试)获得的油温、油泵工作电流、油泵转速、油冷回路的流阻进行拟合,而得到的拟合曲线方程。
本实施例中的油冷电机系统的油冷回路控制系统,包括油冷电机控制器和油泵控制器,油冷电机控制器与油泵控制器连接;油冷电机控制器被编程以便执行上述油冷电机系统的油冷回路控制方法。
本实施例中的电动汽车,包括上述油冷电机系统的油冷回路控制系统。
Claims (10)
1.一种油冷电机系统的油冷回路控制方法,其特征在于,包括:
根据油冷电机转速和油冷电机扭矩,确定当前油冷电机系统冷却润滑所需流量;
根据油温、油泵工作电流和油泵转速,确定当前油冷回路的流阻和流量;
判断当前油冷回路的流阻是否在预设的理论流阻区间内;
若是,则根据当前油冷回路的流量与油冷电机系统冷却润滑所需流量的关系,生成对应的油泵转速控制命令,并将该对应的油泵转速控制命令发送给油泵控制器,使油泵控制器控制油泵转速;
若否,则上报油冷回路状态异常,生成油泵转速增大命令,并将油泵转速增大命令发送给油泵控制器,使油泵控制器控制油泵转速增大。
2.根据权利要求1所述的油冷电机系统的油冷回路控制方法,其特征在于:如果当前油冷回路的流阻未在预设的理论流阻区间内,且控制油泵转速增大至预设的最大转速时油冷电机温度未在预设的目标温度范围内,则限制油冷电机的输出功率。
3.根据权利要求1所述的油冷电机系统的油冷回路控制方法,其特征在于:
如果当前油冷回路的流阻在预设的理论流阻区间内,且当前油冷回路的流量等于油冷电机系统冷却润滑所需流量,则生成油泵转速保持不变命令,并将该油泵转速保持不变命令发送给油泵控制器,使油泵控制器控制油泵转速保持不变;
如果当前油冷回路的流阻在预设的理论流阻区间内,且当前油冷回路的流量大于油冷电机系统冷却润滑所需流量,则生成油泵转速减小命令,并将该油泵转速减小命令发送给油泵控制器,使油泵控制器控制油泵转速减小;
如果当前油冷回路的流阻在预设的理论流阻区间内,且当前油冷回路的流量小于油冷电机系统冷却润滑所需流量,则生成油泵转速增大命令,并将该油泵转速增大命令发送给油泵控制器,使油泵控制器控制油泵转速增大。
4.根据权利要求1所述的油冷电机系统的油冷回路控制方法,其特征在于,确定当前油冷回路的流量的方式为:根据油温、油泵工作电流和油泵转速,查询预设的流量表Ⅰ,得到当前油冷回路的流量;其中,预设的流量表Ⅰ为通过标定获得的油温、油泵工作电流、油泵转速与油冷回路的流量的对应关系表。
5.根据权利要求1所述的油冷电机系统的油冷回路控制方法,其特征在于,确定当前油冷电机系统冷却润滑所需流量的方式为:根据油冷电机转速、油冷电机扭矩,查询预设的流量表Ⅱ,得到当前油冷电机系统冷却润滑所需流量;其中,预设的流量表Ⅱ为通过标定获得的油冷电机转速、油冷电机扭矩与油冷电机系统冷却润滑所需流量的对应关系表。
6.根据权利要求1所述的油冷电机系统的油冷回路控制方法,其特征在于:所述预设的理论流阻区间的一个端点为通过标定得到的与油冷电机最小转速对应的油冷回路的流阻,所述预设的理论流阻区间的另一个端点为通过标定得到的与油冷电机最大转速对应的油冷回路的流阻。
7.根据权利要求1至6任一项所述的油冷电机系统的油冷回路控制方法,其特征在于,确定当前油冷回路的流阻的方式为:根据油温、油泵工作电流和油泵转速,查询预设的流阻表,得到当前油冷回路的流阻;其中,预设的流阻表为通过标定获得的油温、油泵工作电流、油泵转速与油冷回路的流阻的对应关系表。
8.根据权利要求1至6任一项所述的油冷电机系统的油冷回路控制方法,其特征在于,确定当前油冷回路的流阻的方式为:将油温、油泵工作电流和油泵转速代入预设的流阻曲线方程中,计算得到当前油冷回路的流阻;其中,预设的流阻曲线方程为利用标定获得的油温、油泵工作电流、油泵转速、油冷回路的流阻进行拟合,而得到的拟合曲线方程。
9.一种油冷电机系统的油冷回路控制系统,包括油冷电机控制器和油泵控制器,油冷电机控制器与油泵控制器连接;其特征在于:所述油冷电机控制器被编程以便执行如权利要求1至8任一项所述的油冷回路控制方法。
10.一种电动汽车,其特征在于:包括如权利要求9所述的油冷电机系统的油冷回路控制系统。
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