CN115325413B - 一种油冷电驱热管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油冷电驱热管理系统及方法,涉及电动汽车技术领域。所述系统包括油泵、油路、电磁阀和控制器。油泵与电驱模块连接,用于向电驱模块输送润滑油;油路包括主路和旁路;主路处于常开状态;电磁阀与控制器连接,用于打开或关闭旁路;控制器用于:当电驱模块的出油口温度T大于等于最高允许出油口温度T3时,控制油泵以最高转速运行,并控制电磁阀处于打开状态;当环境温度T0小于车辆运行最低温度T1,和/或,出油口温度T小于最低允许出油口温度T2时,控制油泵以低转速运行,并控制电磁阀处于关闭状态。本发明提高了润滑油的冷却效率和加热效率,从而提高了油冷电驱热管理系统的运行效率。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域,特别是涉及一种油冷电驱热管理系统及方法。
背景技术
在电动汽车上,油冷是目前最为有效的冷却方式,所以油冷电驱系统的热管理极为重要。油冷电驱热管理系统包括:给电动汽车提供动力的电驱(电机控制器、电机和减速器)、用于输送冷却润滑油的油泵、用于对冷却润滑油调温的换热器和用于过滤润滑油的滤清器。工作时,油泵先将润滑油送入电机控制器以冷却电机控制器,随后进入电机、减速器进行冷却等,此时润滑油升温,接着润滑油从减速器流出进入换热器中换热降温,重新被油泵吸入,以进行新的循环。
但是,现有的油冷电驱热管理系统存在如下缺陷:目前常采用油泵定转速方式输送润滑油,单位时间内带走的热量固定,当电驱温度高时,无法在短时间内对其快速冷却;而当电驱温度低或者环境温度较低时,由于目前电动汽车所采用的润滑油粘度随温度变化,温度越低粘度越大,温度越高,粘度越小。则润滑油又存在升温慢,粘度大的问题,从而影响油冷电驱的高效运行。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种油冷电驱热管理系统及方法,以提高润滑油的冷却效率和加热效率,从而提高油冷电驱热管理系统的运行效率。
为实现上述目的,本发明实施例提供了如下方案:
一种油冷电驱热管理系统,包括:
油泵,与电驱模块连接,用于向所述电驱模块输送润滑油;
油路,所述油路包括主路和旁路;所述主路处于常开状态;
电磁阀,与所述控制器连接,用于打开或关闭所述旁路;
控制器用于:
当所述电驱模块的出油口温度T大于等于最高允许出油口温度T3时,控制所述油泵以最高转速运行,并控制所述电磁阀处于打开状态;
当环境温度T0小于车辆运行最低温度T1,和/或,所述出油口温度T小于最低允许出油口温度T2时,控制所述油泵以低转速运行,并控制所述电磁阀处于关闭状态。
可选地,所述的油冷电驱热管理系统还包括:
温度传感器,与所述控制器连接,用于监测所述电驱模块的出油口温度。
可选地,所述控制器还用于:
在所述油泵以低转速运行后,至少执行一次第一调整操作,直至满足预设条件;
其中,相邻的两次第一调整操作的时间间隔为t;
所述第一调整操作包括:
若当前的出油口温度T大于等于所述最低允许出油口温度T2,控制所述油泵以正常转速运行,以及,控制所述电驱模块以当前功率运行;
所述预设条件包括:当前的出油口温度T大于等于所述最低允许出油口温度T2。
可选地,所述第一调整操作还包括:
若当前的出油口温度T小于所述最低允许出油口温度T2,控制所述油泵以低转速运行,以及,控制所述电磁阀处于关闭状态。
可选地,在所述油泵以最高速运行t时刻后,所述控制器还用于:
若当前的出油口温度T小于所述最高允许出油口温度T3,控制所述电驱模块以当前功率运行;
否则,降低所述电驱模块的功率,返回执行所述获取温度数据的操作以及后续操作。
优选地,一种油冷电驱热管理方法,由油冷电驱热管理系统中的控制器执行,所述系统还包括:油泵,油路和电磁阀;所述油泵用于向电驱模块输送润滑油;
所述油路包括主路和旁路;所述主路处于常开状态;所述电磁阀用于打开或关闭所述旁路;
所述方法包括:
获取温度数据;所述温度数据包括:电驱模块的出油口温度T和环境温度T0;
当所述出油口温度T大于等于最高允许出油口温度T3时,控制所述油泵以最高转速运行,并控制所述电磁阀处于打开状态;
当所述环境温度T0小于车辆运行最低温度T1,和/或,所述出油口温度T小于最低允许出油口温度T2时,控制所述油泵以低转速运行,并控制所述电磁阀处于关闭状态。
可选地,在所述油泵以低转速运行后,所述方法还包括:
至少执行一次第一调整操作,直至满足预设条件;
其中,相邻的两次第一调整操作的时间间隔为t;
所述第一调整操作包括:
若当前的出油口温度T大于等于所述最低允许出油口温度T2,控制所述油泵以正常转速运行,以及,控制所述电驱模块以当前功率运行;
所述预设条件包括:当前的出油口温度T大于等于所述最低允许出油口温度T2。
可选地,所述第一调整操作还包括:
若当前的出油口温度T小于所述最低允许出油口温度T2,控制所述油泵保持低转速运行,以及,控制所述电磁阀处于关闭状态。
可选地,在所述油泵以最高速运行t时刻后,所述方法还包括:
若当前的出油口温度T小于所述最高允许出油口温度T3,控制所述电驱模块以当前功率运行;
否则,降低所述电驱模块的功率,返回执行所述获取温度数据的步骤以及后续步骤。
根据本发明提供的具体实施例,公开了以下技术效果:
本发明实施例提供了一种油冷电驱热管理系统及方法,所述系统包括油泵、控制器、油路和电磁阀。各模块协同如下:电驱模块开始工作后,油泵输送润滑油进入电驱模块,润滑油流经电驱模块是会带走热量,润滑油在电驱模块、油泵和油路中循环。
在润滑油循环的过程中,当电驱模块的出油口温度T大于等于最高允许出油口温度T3时(此时表征电驱模块温度过高),控制器控制油泵以最高转速运转,同时控制器控制电磁阀打开旁路,油路的主路和旁路都流过润滑液,这样,单位时间内润滑油流量更大,可带走更多的热量,令电驱模块降温更快,提高了电驱温度高时的冷却效率。
当环境温度T0小于车辆运行最低温度T1(也即环境温度较低),和/或,电驱模块的出油口温度T小于最低允许出油口温度T2时(也即电驱温度低),控制器控制油泵以低转速运转,同时使电磁阀关闭旁路,此时只有油路主路流过润滑油,这样,单位时间内润滑油经过电驱模块的流量减小。同时,因为油泵低速运转,润滑油流速较缓,流经电驱模块的时间会相对更长,在润滑油量小,且流经时长延长的情况下,相比油泵以定转速运转的现有方式,本实施例中的润滑油升温更快,进而可更快降低粘度,提高了润滑油的加热效率,加快了电驱模块达到适宜运行温度的速度。
因此,本发明实施例提供的油冷电驱热管理系统及方法,可提高润滑油温度高时的冷却效率和润滑油温度低或者环境温度较低时润滑油的加热效率,进而提高了油冷电驱热管理系统的运行效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明实施例的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种油冷电驱热管理系统的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种油冷电驱热管理方法的流程示意图;
图3为本发明实施例提供的一种油冷电驱热管理方法的逻辑结构图;
图4为本发明实施例提供的一种油冷电驱热管理系统实施例的结构示意图。
符号说明:
油泵-1,主路-21,旁路-22,电磁阀-3,控制器-4,电驱模块-5,换热器-6。
具体实施方式
本申请实施例描述的结构以及场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案,并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定,本领域普通技术人员可知,随着新场景的出现,本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题,同样适用。
需要说明的是,本申请中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本发明实施例的目的是提供一种油冷电驱热管理系统及方法,以解决油泵定转速方式输送润滑油,当电驱温度高时,无法在短时间内对其快速冷却;当电驱温度低或者环境温度较低时,润滑油存在升温慢,粘度大的问题。图1示出了上述的一种油冷电驱热管理系统的示例性结构,包括油泵1,油路,电磁阀3和控制器4。下面介绍各部分的作用:
油泵1与电驱模块5连接,油泵1用于向电驱模块5输送润滑油。
油泵1通过油路与电驱模块5连接,油泵1抽取润滑油,润滑油流经油路后进入电驱模块5。
油路包括主路21和旁路22;主路21处于常开状态。
在一个示例中,油路由主路21和旁路22组成。旁路22上布置有电磁阀3,电磁阀3控制着旁路22的导通与否,旁路22所承载的润滑油最大流量为油路润滑油总流量的30%。
电磁阀3与控制器4连接,电磁阀3用于打开或关闭旁路22。
电磁阀3与控制器4之间电连接,在控制器4的控制下,电磁阀3打开时,旁路22流过润滑油;电磁阀3关闭时,旁路22未流过润滑油。
其中,在提高冷却效率方面,控制器4可至少用于:
当电驱模块5的出油口温度T大于等于最高允许出油口温度T3时,控制油泵1以最高转速运行,并控制电磁阀3处于打开状态。
在一个示例中,控制器4可比较出油口温度T与最高允许出油口温度T3的大小,若出油口温度T大于等于最高允许出油口温度T3,则控制油泵1以最高转速运行,并控制电磁阀3处于打开状态。
在润滑油循环的过程中,当电驱模块的出油口温度T大于等于最高允许出油口温度T3时,此时电驱模块温度过高,控制器4控制油泵以最高转速运转,同时控制器控制电磁阀打开旁路,油路的主路和旁路都流过润滑液,这样,单位时间内润滑油流量更大,可带走更多的热量,令电驱模块降温更快,提高了电驱温度高时的冷却效率。
在一个示例中,最高转速具体可为每分钟3500转,当然,本领域技术人员也可灵活设计最高转速,例如每分钟3400转或每分钟3550转,在此不作赘述。
在提高加热效率方面,上述控制器4可至少用于:
当环境温度T0小于车辆运行最低温度T1(也即环境温度较低),和/或,出油口温度T小于最低允许出油口温度T2(也即电驱温度低)时,控制油泵1以低转速运行,并控制电磁阀3处于关闭状态。
在一个示例中,控制器4会比较环境温度T0与车辆运行最低温度T1的大小和比较出油口温度T与最低允许出油口温度T2的大小,在下列三种情况下,控制器4会控制油泵1以低转速运行,并控制电磁阀3处于关闭状态:
环境温度T0小于车辆运行最低温度T1。
若出油口温度T小于最低允许出油口温度T2。
若环境温度T0小于车辆运行最低温度T1且出油口温度T小于最低允许出油口温度T2。
低转速的取值可为每分钟800转至1000转,当然,本领域技术人员也可灵活设计低转速,例如每分钟790转或每分钟1190转,在此不作赘述。
在电磁阀3关闭的情况下,只有油路主路流过润滑油,这样,单位时间内润滑油经过电驱模块的流量减小。同时,因为油泵低速运转,润滑油流速较缓,流经电驱模块的时间会相对更长,在润滑油量小,且流经时长延长的情况下,相比油泵以定转速运转的现有方式,本实施例中的润滑油升温更快,进而可更快降低粘度,提高了润滑油的加热效率,加快了电驱模块达到适宜运行温度的速度。
图2示出了基于上述系统的油冷电驱热管理方法的示例性步骤,至少包括:
步骤1:获取温度数据。
温度数据包括:电驱模块的出油口温度T(也可称为当前电机出油口温度)和当前环境温度T0。
环境温度T0可有多种获取渠道,例如,可过环境温度传感器采集得到,也可从当前车载导航中获取行驶路径的环境温度等等。
至于出油口温度T的获取方式亦有多种。例如,控制器4可以通过温度传感器获取电驱模块5的出油口温度T,也可以从电机控制器获取电驱模块5的出油口温度T。
上述温度传感器可属于油冷电驱热管理系统。
当然,上述温度传感器也可属于其他系统或器件,油冷电驱热管理系统可与其他系统或器件共享该温度传感器,获取其监测到的出油口温度。
更具体的,可由温度传感器/电机控制器将出油口温度数据传输到控制器4,也可以是控制器4主动向温度传感器/电机控制器查询出油口温度数据。
此外,还可获取电驱模块5的当前功率(简称电机功率)。在一个示例中,请参见图3,步骤1可具体包括如下步骤:
步骤11:获取当前电机出油口温度T和电机功率P。
步骤12:获取当前环境温度T0。
步骤2:当出油口温度T大于等于最高允许出油口温度T3时,控制油泵1以最高转速运行,并控制电磁阀3处于打开状态。
可使用前例的控制器4控制油泵1和电磁阀3完成步骤1。具体细节请参见前述记载,在此不作赘述。
在一个示例中,请参见图3,步骤2可具体包括如下步骤:
步骤21:打开旁路22上的电磁阀3。
步骤22:油泵1以最高转速运行。
步骤3:当环境温度T0小于车辆运行最低温度T1,和/或,出油口温度T小于最低允许出油口温度T2时,控制油泵1以低转速运行,并控制电磁阀3处于关闭状态。
车辆运行最低温度T1为电池效率较低时的低温限值。
具体的,可使用前例的控制器4控制油泵1和电磁阀3以及油路完成步骤2。具体描述请参见前述实施例的描述,在此不作赘述。
在一个示例中,请参见图3,步骤3可具体包括如下步骤:
步骤31:环境温度T0小于车辆运行最低温度T1。
步骤32:油泵1以低转速运行。
在本发明其他实施例中,上述油冷电驱热管理方法还可包括:
当出油口温度T小于T3且大于等于T2时,控制油泵1以正常转速运行,并控制电驱模块5以当前功率运行。
在一个示例中,请参见图3,上述方法可具体包括如下步骤:
步骤4:出油口温度T小于T3。
步骤5:出油口温度T大于等于T2。
步骤6:油泵1以正常转速运行。
步骤7:电驱模块5以当前功率运行。
前述提及的车辆运行最低温度T1,最高允许出油口温度T3和最低允许出油口温度T2,可以在出厂前预先设定在控制器4中。当然,控制器4也可通过其他途径获取T1,T2和T3,例如,可人工输入T1,T2和T3;或者,T1,T2和T3可存储于存储介质(例如软盘、光盘、DVD、硬盘、闪存、U盘、CF卡、SD卡、MMC卡、SM卡、记忆棒(Memory Stick)、xD卡等)中,需要时,控制器4可从存储介质中获取。
上述步骤2、步骤3、步骤4和步骤5涉及将出油口温度T与T3比较,将出油口温度T与T2比较,将环境温度T0与T1比较,请参见图3,示例性的比较顺序可包括:
步骤31:判断环境温度T0是否小于T1,若是,进入步骤32,否则进入步骤4。
步骤4:判断出油口温度T是否大于等于最高允许出油口温度T3,若是,进入步骤5,否则进入步骤21。
步骤33:判断出油口温度T是否大于等于T2,若是,进入步骤32,否则进入步骤6。
油泵1以低转速运行一段时间后,润滑油可能会升温,则出油口温度T可能会发生变化,则上述所有实施例中的控制器4还可用于:
在油泵1以低转速运行后,至少执行一次第一调整操作,直至满足预设条件。
其中,相邻的两次第一调整操作的时间间隔为t;也即,第一调整操作可循环多次执行或周期性执行,循环间隔或周期间隔为t,当满足预设条件时,则不再执行第一调整操作。
本领域技术人员可灵活设计t的取值,一般需根据实际情况或由试验确定。
任一第一调整操作具体可包括:
若当前的出油口温度T大于等于最低允许出油口温度T2,控制油泵1以正常转速运行,以及,控制电驱模块5以当前功率运行;
预设条件包括:当前的出油口温度T大于等于最低允许出油口温度T2。
上述正常转速的取值范围大于前述的低转速的取值范围。本领域技术人员也可灵活设计正常转速,例如,可设计正常转速为每分钟2000转至3000转,每分钟1890转或每分钟3190转等等,在此不作赘述。
具体的,控制器4可通过比较当前的出油口温度T和最低允许出油口温度T2大小,来判定当前的出油口温度T是否大于等于最低允许出油口温度T2。
在本发明其他实施例中,上述第一调整操作还可包括:
若当前的出油口温度T小于最低允许出油口温度T2,控制油泵1以低转速运行,以及,控制电磁阀3处于关闭状态。或者,控制油泵1以最低转速运行,以及,控制电磁阀3处于关闭状态。
上述最低转速可取低转速范围中的最小值。
与之对应,在本发明其他实施例中,上述系统的油冷电驱热管理方法还包括:
在油泵1以低转速运行后,至少执行一次第一调整操作,直至满足预设条件。
该步骤可由控制器4执行,具体请参见前述记载,在此不作赘述。
在一个示例中,请参见图3,第一调整操作可具体包括:
步骤33:判定当前的出油口温度T大于等于最低允许出油口温度T2,若是,执行步骤6,否则,返回步骤32。
步骤6:控制油泵1以正常转速运行,以及,步骤7:电驱模块5以当前功率运行。
也即,在油泵1以低转速运行后,控制器4每隔t时刻,会获取当前的出出油口温度T和电驱模块5的当前功率,判断当前的出油口温度是否大于等于T2,若是,则不再令油泵1以低转速运行,转而以正常转速运行,对电驱模块5则控制其以当前功率运行。而若否,则返回步骤32——控制油泵1仍保持低转速运行,以及,控制电磁阀3处于关闭状态。
在油泵1以最高转速运行t时刻后,控制器4还用于:
若当前的出油口温度T小于最高允许出油口温度T3,控制电驱模块5以当前功率运行;
否则,降低电驱模块5的功率,返回执行获取温度数据的操作以及后续操作。
在一个示例中,请参见图3,上述方法可具体包括:
步骤23:判定当前的出油口温度T小于最高允许出油口温度T3,若是,执行步骤7,否则,执行步骤24。
步骤24:降低电驱模块5功率后执行步骤11。
也即,在油泵1以最高转速运行后,控制器4每隔t时刻,会获取当前的出出油口温度T和电驱模块5的当前功率,判断当前的出油口温度是否小于最高允许出油口温度T3,若是,则不再令油泵1以最高转速运行,转而以正常转速运行,对电驱模块5则控制其以当前功率运行。而若否,则执行步骤24——降低电驱模块5功率。然后控制器4执行步骤11返回执行获取温度数据以及后续操作。电驱模块5输出功率的调节均以百分比调节,直至电驱模块5的出油口油温在合适范围内。
在油泵1以最高速运行t时刻后,方法还包括:
若当前的出油口温度T小于最高允许出油口温度T3,控制电驱模块5以当前功率运行;
否则,降低电驱模块5的功率,返回执行获取温度数据的步骤以及后续步骤。
具体的,可使用前例的控制器4完成。具体描述请参见前述实施例的描述,在此不作赘述。
综上所述,在油冷电驱热管理系统中,油泵1与电驱模块5连接,用于向电驱模块5输送润滑油;油路包括主路21和旁路22;主路21处于常开状态;电磁阀3与控制器4连接,用于打开或关闭旁路22;控制器4用于:当电驱模块5的出油口温度T大于等于最高允许出油口温度T3时,控制油泵1以最高转速运行,并控制电磁阀3处于打开状态;当环境温度T0小于车辆运行最低温度T1,和/或,出油口温度T小于最低允许出油口温度T2时,控制油泵1以低转速运行,并控制电磁阀3处于关闭状态,提高了润滑油的冷却效率和加热效率,从而提高了油冷电驱热管理系统的运行效率。
在本发明其他实施例中,请参见图4,上述所有实施例中的油冷电驱热管理系统还可包括换热器6和滤清器。其中,电驱模块5的出油口与换热器6的进油口连接,换热器6的出油口与油泵1的进油口连接,在油泵1出油口与电驱模块5进油口之间设置有滤清器,在电驱模块5出油口与换热器6之间设置有滤清器。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明实施例的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明实施例的限制。
Claims (3)
1.一种油冷电驱热管理系统,其特征在于,包括:
油泵,与电驱模块连接,用于向所述电驱模块输送润滑油;
油路,所述油路包括主路和旁路;所述主路处于常开状态;
电磁阀,与控制器连接,用于打开或关闭所述旁路;
控制器用于:
当所述电驱模块的出油口温度T大于等于最高允许出油口温度T3时,控制所述油泵以最高转速运行,并控制所述电磁阀处于打开状态;
当环境温度T0小于车辆运行最低温度T1,和/或,所述出油口温度T小于最低允许出油口温度T2时,控制所述油泵以低转速运行,并控制所述电磁阀处于关闭状态;
所述控制器还用于:
在所述油泵以低转速运行后,至少执行一次第一调整操作,直至满足预设条件;
其中,相邻的两次第一调整操作的时间间隔为t;
所述第一调整操作包括:
若当前的出油口温度T大于等于所述最低允许出油口温度T2,控制所述油泵以正常转速运行,以及,控制所述电驱模块以当前功率运行;
所述预设条件包括:当前的出油口温度T大于等于所述最低允许出油口温度T2;
所述第一调整操作还包括:
若当前的出油口温度T小于所述最低允许出油口温度T2,控制所述油泵以低转速运行,以及,控制所述电磁阀处于关闭状态;
在所述油泵以最高速运行t时刻后,所述控制器还用于:
若当前的出油口温度T小于所述最高允许出油口温度T3,控制所述电驱模块以当前功率运行;
否则,降低所述电驱模块的功率,返回执行获取温度数据的操作以及后续操作。
2.根据权利要求1所述的油冷电驱热管理系统,其特征在于,还包括:
温度传感器,与所述控制器连接,用于监测所述电驱模块的出油口温度。
3.一种油冷电驱热管理方法,其特征在于,由油冷电驱热管理系统中的控制器执行,所述系统还包括:油泵,油路和电磁阀;所述油泵用于向电驱模块输送润滑油;
所述油路包括主路和旁路;所述主路处于常开状态;所述电磁阀用于打开或关闭所述旁路;
所述方法包括:
获取温度数据;所述温度数据包括:电驱模块的出油口温度T和环境温度T0;
当所述出油口温度T大于等于最高允许出油口温度T3时,控制所述油泵以最高转速运行,并控制所述电磁阀处于打开状态;
当所述环境温度T0小于车辆运行最低温度T1,和/或,所述出油口温度T小于最低允许出油口温度T2时,控制所述油泵以低转速运行,并控制所述电磁阀处于关闭状态;
所述方法还包括:
至少执行一次第一调整操作,直至满足预设条件;
其中,相邻的两次第一调整操作的时间间隔为t;
所述第一调整操作包括:
若当前的出油口温度T大于等于所述最低允许出油口温度T2,控制所述油泵以正常转速运行,以及,控制所述电驱模块以当前功率运行;
所述预设条件包括:当前的出油口温度T大于等于所述最低允许出油口温度T2;
所述第一调整操作还包括:
若当前的出油口温度T小于所述最低允许出油口温度T2,控制所述油泵保持低转速运行,以及,控制所述电磁阀处于关闭状态;
在所述油泵以最高速运行t时刻后,所述方法还包括:
若当前的出油口温度T小于所述最高允许出油口温度T3,控制所述电驱模块以当前功率运行;
否则,降低所述电驱模块的功率,返回执行所述获取温度数据的步骤以及后续步骤。
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