CN116709743A - 车载电源系统的冷却控制方法、系统、车辆及存储介质 - Google Patents

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CN116709743A CN202310776258.XA CN202310776258A CN116709743A CN 116709743 A CN116709743 A CN 116709743A CN 202310776258 A CN202310776258 A CN 202310776258A CN 116709743 A CN116709743 A CN 116709743A
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Abstract

本发明公开了一种车载电源系统的冷却控制方法、系统、车辆及存储介质，包括：实时获取车载电源系统的工作状态、进水口冷却液温度、内部器件温度，以及车载电源系统处于当前工作模式下的实时输入电压、输入电流、输出电压及输出电流；计算与之当前工作模式对应的理论冷却流量需求；计算车载电源系统的目标冷却流量需求值；根据目标冷却流量需求值查水泵的占空比和流量的关系表获得水泵实时目标占空比，基于水泵实时目标占空比通过闭环控制水泵运转。本发明能够对车载电源系统进行适应性流量主动调节。

Description

车载电源系统的冷却控制方法、系统、车辆及存储介质
技术领域
本发明属于汽车热管理技术领域，具体涉及一种车载电源系统的冷却控制方法、系统、车辆及存储介质。
背景技术
车载电源系统是车载充电机与DCDC集成的二合一系统，主要应用于新能源汽车，实现交流充电、放电，将动力电池高压电转换为低压电，给整车低压负载供电，同时向蓄电池充电等功能。车载电源系统工作时会因内部功率器件开关和导通损耗等产生热量，需通过冷却介质对其进行冷却，以确保内部器件不会出现热失效而影响其工作性能。车载电源系统的冷却要求通常为：第一，车载电源系统进水口温度不超过85℃，其中，进水口温度大于65℃时降额输出；第二，车载电源系统内部器件的温度需在其对应限值范围内。
目前，现行的车载电源系统冷却控制方式完全依赖于整车热管理控制器通过实时获取该车载电源系统的进水口冷却液温度进行冷却控制：通过判断冷却液温度所处的挡位区间调节水泵与风扇占空比，冷却液需求流量在4～9L/min范围内。检测进水口冷却液温度梯度：第一挡位区间(<45℃)时，水泵输出流量4L/min；第二挡位区间(45℃～50℃)时，水泵输出流量6L/min；第三挡位区间(≥50℃)时，或者该车载电源系统出现功率降额工作，水泵输出流量9L/min，同时，开启风扇进行辅助散热。这种冷却方式控制较为粗犷、宽泛、通俗，无法结合车载电源系统的具体技术方案按照实际散热需求进行适应性和精细化主动调节控制，通常情况下，目标请求流量会远大于真实需求流量，导致水泵和风扇长时间高速运行，NVH较差且能耗高，同时，这种冷却控制方式不利于水泵、风扇及散热器等部件的选型，冷却系统成本较高。
又如专利文献CN110316006A公开的一种电动汽车充电车载设备冷却控制系统及方法，该方法通过实时检测车载充电机的温度，并发送给整车热管理控制器，判断车载充电机温度是否达到预设温度值，如果达到设定值，则发送指令开启水泵。该车载充电机冷却控制仅根据车载充电机的温度与预设温度的大小进行水泵控制，条件单一且水泵恒定流量运行，无法根据充电过程中功率的变化进行流量调节，冷却过程不节能。
因此，有必要开发一种车载电源系统的冷却控制方法、系统、车辆及存储介质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车载电源系统的冷却控制方法、系统、车辆及存储介质，能对车载电源系统进行适应性流量主动调节。
第一方面，本发明所述的车载电源系统的冷却控制方法，包括以下步骤：
实时获取车载电源系统的工作状态、进水口冷却液温度、内部器件温度，以及车载电源系统处于当前工作模式下的实时输入电压、输入电流、输出电压及输出电流；
根据车载电源系统进水口的实际冷却液温度，以及对应工作模式下的实时输入电压、输入电流、输出电压和输出电流计算与之当前工作模式对应的理论冷却流量需求；根据车载电源系统内部器件的实时温度与其对应的温度阈值的差值，参照修正系数脉谱图获得各内部器件对应的流量修正系数，对所有内部器件的流量修正系数取大得到车载电源系统的流量修正系数，并基于理论冷却流量需求和车载电源系统的流量修正系数计算车载电源系统的目标冷却流量需求值；
根据目标冷却流量需求值查水泵的占空比和流量的关系表获得水泵实时目标占空比，基于水泵实时目标占空比通过闭环控制水泵运转。
可选地，还包括：
计算车载电源系统进水口的实时冷却液温度和功率降额温度阈值的实时差值，根据实时温度差值所对应的区间动态调节风扇挡位对散热器进行辅助散热。
可选地，实时理论冷却流量需求的计算方法为：
a：根据车载电源系统进水口的实际冷却液温度，对照冷却液温度与车载电源系统散热量-基础流量对应关系表查找对应的车载电源系统散热量-基础冷却液流量的关系表；
b：根据车载电源系统的工作模式及其对应实时输入电压、输入电流、输出电压和输出电流，计算车载电源系统的理论散热量；
c：根据车载电源系统的当前工作模式和理论散热量，通过步骤a确认的车载电源系统散热量-基础冷却液流量的关系表，查询对应的冷却液基础需求流量。
可选地，所述步骤a中，当确认出的工作模式为充电模式时，计算车载电源系统的理论散热量的方法为：
QACDC＝UACDC_in*IACDC_in–UACDC_out*IACDC_out-UDCDC_out*IDCDC_out
其中，QACDC表示待冷却车载电源系统处在充电模式时的理论散热量，UACDC_in表示待冷却车载电源系统的交流端实时输入电压，IACDC_in表示待冷却车载电源系统的交流端实时输入电流，UACDC_out表示待冷却车载电源系统的实时充电电压，IACDC_out表示待冷却车载电源系统的实时充电电流，UDCDC_out表示待冷却车载电源系统的DCDC低压电压，IDCDC_out表示待冷却车载电源系统的DCDC低压电流。
可选地，所述步骤a中，当确认出的工作模式为放电模式时，计算车载电源系统的理论散热量的方法为：
QDCAC＝UDCAC_in*IDCAC_in-UDCAC_out*IDCAC_out-UDCDC_out*IDCDC_out
其中，QDCAC表示待冷却车载电源系统处在放电模式时的理论散热量，UDCAC_in表示待冷却车载电源系统的DCAC输入电压，IDCAC_in表示待冷却车载电源系统的DCAC输入电流，UDCAC_out表示待冷却车载电源系统的DCAC输出电压，IDCAC_out表示待冷却车载电源系统的DCAC输出电流，UDCDC_out表示待冷却车载电源系统的DCDC低压电压，IDCDC_out表示待冷却车载电源系统的DCDC低压电流。
可选地，所述步骤a中，当确认出的工作模式为DCDC模式时，计算车载电源系统的理论散热量的方法为：
QDCDC＝UDCDC_in*IDCDC_in-UDCDC_out*IDCDC_out
其中，QDCDC表示待冷却车载电源系统处在DCDC模式时的理论散热量，UDCDC_in表示待冷却车载电源系统的DCDC高压电压，IDCDC_in表示待冷却车载电源系统的DCDC高压电流，UDCDC_out表示待冷却车载电源系统的DCDC低压电压，IDCDC_out表示待冷却车载电源系统的DCDC低压电流。
可选地，所述目标冷却流量需求值的计算方法为：
CF_Real＝CF_Basic*Kint_0
其中，CF_Real表示目标冷却流量需求值；CF_Basic表示车载电源系统的理论冷却流量需求，Kint_0表示车载电源系统的流量修正系数。
第二方面，本发明所述的一种车载电源系统的冷却控制系统，包括：
参数获取模块，用于获取车载电源系统的工作状态、进水口冷却液温度、内部器件温度，以及车载电源系统处于当前工作模式下的实时输入电压、输入电流、输出电压及输出电流；
流量计算模块，用于根据车载电源系统进水口的实际冷却液温度，以及对应工作模式下的实时输入电压、输入电流、输出电压和输出电流计算与之当前工作模式对应的理论冷却流量需求；以及根据车载电源系统内部器件的实时温度与其对应的温度阈值的差值，参照修正系数脉谱图获得各内部器件对应的流量修正系数，对所有内部器件的流量修正系数取大得到车载电源系统的流量修正系数，并基于理论冷却流量需求和车载电源系统的流量修正系数计算车载电源系统的目标冷却流量需求值，该流量计算模块与参数获取模块连接；
以及冷却控制模块，用于根据目标冷却流量需求值查水泵的占空比和流量的关系表获得水泵实时目标占空比，基于水泵实时目标占空比通过闭环控制水泵运转，该冷却控制模块与流量计算模块连接。
可选地，所述冷却控制模块还用于计算车载电源系统进水口的实时冷却液温度和功率降额温度阈值的实时差值，根据实时温度差值所对应的区间动态调节风扇挡位对散热器进行辅助散热。
可选地，所述参数获取模块包括：
第一参数获取子模块，用于根据汽车的当前工作状态及其使用场景，获取车载电源系统的当前工况模式；
第二参数获取子模块，用于在车载电源系统当前工况模式为充电模式时，获取对应的第一流量计算策略；
第三参数获取子模块，用于在车载电源系统当前工况模式为放电模式时，获取对应的第二流量计算策略；
以及第四参数获取子模块，用于在车载电源系统当前工况模式为DCDC模式时，获取对应的第三流量计算策略。
可选地，所述流量计算模块包括：
第一流量计算子模块，用于在车载电源系统当前工况模式为充电模式时，计算对应的理论冷却流量需求；
第二流量计算子模块，用于在车载电源系统当前工况模式为放电模式时，计算对应的理论冷却流量需求；
第三流量计算子模块，用于在车载电源系统当前工况模式为DCDC模式时，计算对应的理论冷却流量需求；
第四流量计算子模块，用于在车载电源系统当前工况模式为充电模式时，计算对应的目标冷却流量需求值；
第五流量计算子模块，用于在车载电源系统当前工况模式为放电模式时，计算对应的目标冷却流量需求值；
以及第六流量计算子模块，用于在车载电源系统当前工况模式为DCDC模式时，计算对应的目标冷却流量需求值。
可选地，所述冷却控制模块包括：
第一冷却控制子模块，用于根据目标冷却流量需求值，通过查表得到水泵对应的占空比，控制水泵运转。
可选地，所述冷却控制模块包括：
第一冷却控制子模块，用于根据目标冷却流量需求值，通过查表得到水泵对应的占空比，控制水泵运转；
以及第二冷却控制子模块，用于根据目标冷却流量需求值，通过查表得到风扇对应的占空比，控制风扇运转。
第三方面，本发明所述的一种车辆，采用如本发明所述的车载电源系统的冷却控制系统。
第四方面，本发明所述的一种存储介质，其内存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被调用时能执行如本发明所述的车载电源系统的冷却控制方法的步骤。
本发明具有以下优点：本发明通过实时获取车载电源系统的工作状态、进水口冷却液温度、内部器件温度，以及车载电源系统处于当前工作模式下的实时输入电压、输入电流、输出电压及输出电流；并根据车载电源系统进水口的实际冷却液温度，以及对应工作模式下的实时输入电压、输入电流、输出电压和输出电流计算与之当前工作模式对应的理论冷却流量需求；根据车载电源系统内部器件的实时温度与其对应的温度阈值的差值，参照修正系数脉谱图获得各内部器件对应的流量修正系数，对所有内部器件的流量修正系数取大得到车载电源系统的流量修正系数，并基于理论冷却流量需求和车载电源系统的流量修正系数计算车载电源系统的目标冷却流量需求值；根据电机控制器的实时功率和实时冷却液温度，计算待冷却电机控制器的理论流量；根据预设的水泵流量-占空比脉谱图，适应性动态调节水泵运行。本发明还根据预设的车载电源系统进水口的冷却液温度-风扇挡位脉谱图，实时主动调节风扇运行。该方式中，水泵和风扇的控制基于车载电源系统实时流量需求进行主动适应性动态调节，相比通常采用基于冷却液温度判断水泵流量的宽域恒流冷却方式，控制更加精准细化，能够避免水泵长时间高速运转，NVH得到显著改善，满足车载电源系统的实际冷却需求的前提下，冷却过程更加节能，同时，能够优化冷却系统的部件选型，降低整车成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实施例提供的一种车载电源系统冷却循环回路的结构示意图；
图2为本实施例提供的一种车载电源系统冷却控制方法的流程图之一；
图3为本实施例提供的一种车载电源系统冷却控制方法的流程图之二；
图4为本实施例提供的一种车载电源系统冷却控制方法的具体流程图；
图5为本实施例提供的一种车载电源系统冷却控制装置的原理框图；
图标说明：10-车载电源系统；11-蓄水壶；12-水泵；13-散热器；14-风扇；15-温度采集器；310-参数获取模块；311-第一参数获取子模块；312-第二参数获取子模块；313-第三参数获取子模块；314-第四参数获取子模块；320-流量计算模块；321-第一流量计算子模块；322-第二流量计算子模块；323-第三流量计算子模块；324-第四流量计算子模块；325-第五流量计算子模块；326-第六流量计算子模块；330-冷却控制模块；331-第一冷却控制子模块；332-第二冷却控制子模块。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的实施例。虽然附图中显示了本申请的某些实施例，然而应当理解的是，本申请可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本申请。应当理解的是，本申请的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本申请的保护范围。
如图1所示，为一种车载电源系统冷却循坏回路的结构示意图，包括需要进行冷却的车载电源系统10，通过水泵12运行使得冷却回路中的冷却液流动循环，其中，冷却液主要存储在蓄水壶11，散热器13用来对流过车载电源系统10并与其产生的热量交换后流出的冷却液进行散热；风扇14用于辅助对散热器13进行降温，促进散热器13的散热效果，通过温度采集器15对流入车载电源系统10进水口的冷却液温度进行实时采集，用于对水泵12和风扇14进行实时动态调节控制。
如图2所示，本实施例中，一种车载电源系统的冷却控制方法，包括以下步骤：
实时获取车载电源系统的工作状态、进水口冷却液温度、内部器件温度，以及车载电源系统处于当前工作模式下的实时输入电压、输入电流、输出电压及输出电流；
根据车载电源系统进水口的实际冷却液温度，以及对应工作模式下的实时输入电压、输入电流、输出电压和输出电流计算与之当前工作模式对应的理论冷却流量需求；根据车载电源系统内部器件的实时温度与其对应的温度阈值的差值，参照修正系数脉谱图获得各内部器件对应的流量修正系数，对所有内部器件的流量修正系数取大得到车载电源系统的流量修正系数，并基于理论冷却流量需求和车载电源系统的流量修正系数计算车载电源系统的目标冷却流量需求值；
根据目标冷却流量需求值查水泵的占空比和流量的关系表获得水泵实时目标占空比，基于水泵实时目标占空比通过闭环控制水泵运转。
如图3所示，本实施例中，一种车载电源系统的冷却控制方法，还包括计算车载电源系统进水口的实时冷却液温度和功率降额温度阈值的实时差值，根据实时温度差值所对应的区间动态调节风扇挡位对散热器进行辅助散热。
针对上述车载电源系统10的冷却控制方法，结合图4，通过其中一个应用实例(以下各图表中所列举的数据仅供阐释控制方法使用，准确设计值需要结合待冷却车载电源系统的实际状态进行试验与标定确定)对该车载电源系统的具体冷却控制逻辑进一步详细说明：
步骤S201：判断当前车辆CAN通讯是否正常，若正常，则进入步骤S202，若不正常，则进入步骤S208。
步骤S202：读取相关参数：通过CAN通讯实时读取所需参数对应的报文信号，确认车辆及待冷却车载电源系统当前状态，获取得到该待冷却车载电源系统的实时工作状态、进水口的实时冷却液温度、内部器件的实时温度及其预设温度阈值，以及待冷却车载电源系统处于不同工作模式下的实时输入电压、输入电流、输出电压、输出电流等参数。
步骤S203：基于步骤S202获取得到的待冷却车载电源系统的实时工作状态，确认车载电源系统当前是否处于故障状态，若否，则进入步骤S204，若是，则进入步骤S208。
步骤S204，工作模式判断：根据步骤S202获得的车载电源系统的实时工作状态，确认该待冷却车载电源系统的当前工作模式(充电模式/放电模式/DCDC模式)。
步骤S205，计算理论冷却流量需求：根据步骤S202得到的该待冷却车载电源系统进水口的实时冷却液温度和与步骤S204对应工作模式的实时输入电压、输入电流、输出电压、输出电流等参数值，确定车载电源系统的理论冷却流量需求(CF_Basic)，具体如下：
a：根据车载电源系统进水口的实际冷却液温度(Tcool_0)的值，对照表1查找对应的车载电源系统散热量-基础冷却液流量的关系表。
表1：冷却液温度与车载电源系统散热量-基础流量对应关系表
Tcool_0(℃) [-40,-25] (-25,0] (0,30] (30,65] (65,85]
关系对应表 表2 表3 表4 表5 表6
b：根据步骤S204确定的车载电源系统工作模式及其对应实时输入电压、输入电流、输出电压、输出电流等参数值，计算车载电源系统的理论散热量，具体如下：
当根据步骤S204确认为充电模式时：
QACDC＝UACDC_in*IACDC_in–UACDC_out*IACDC_out-UDCDC_out*IDCDC_out
其中，QACDC表示待冷却车载电源系统处在充电模式时的理论散热量(单位：W)，UACDC_in表示待冷却车载电源系统的交流端实时输入电压(单位：V)，IACDC_in表示待冷却车载电源系统的交流端实时输入电流(单位：A)，UACDC_out表示待冷却车载电源系统的实时充电电压(单位：V)，IACDC_out表示待冷却车载电源系统的实时充电电流(单位：A)，UDCDC_out表示待冷却车载电源系统的DCDC低压电压(单位：V)，IDCDC_out表示待冷却车载电源系统的DCDC低压电流(单位：A)。
当根据步骤S204确认为放电模式时：
QDCAC＝UDCAC_in*IDCAC_in-UDCAC_out*IDCAC_out-UDCDC_out*IDCDC_out
其中，QDCAC表示待冷却车载电源系统处在放电模式时的理论散热量(单位：W)，UDCAC_in表示待冷却车载电源系统的DCAC输入电压(单位：V)，IDCAC_in表示待冷却车载电源系统的DCAC输入电流(单位：A)，UDCAC_out表示待冷却车载电源系统的DCAC输出电压(单位：V)，IDCAC_out表示待冷却车载电源系统的DCAC输出电流(单位：A)，UDCDC_out表示待冷却车载电源系统的DCDC低压电压(单位：V)，IDCDC_out表示待冷却车载电源系统的DCDC低压电流(单位：A)。
当根据步骤S204确认为DCDC模式时：
QDCDC＝UDCDC_in*IDCDC_in-UDCDC_out*IDCDC_out
其中，QDCDC表示待冷却车载电源系统处在DCDC模式时的理论散热量(单位：W)，UDCDC_in表示待冷却车载电源系统的DCDC高压电压(单位：V)，IDCDC_in表示待冷却车载电源系统的DCDC高压电流(单位：A)，UDCDC_out表示待冷却车载电源系统的DCDC低压电压(单位：V)，IDCDC_out表示待冷却车载电源系统的DCDC低压电流(单位：A)。
c：根据车载电源系统当前工作模式和理论散热量，通过步骤a确认的关系对应表，查询对应的冷却液基础需求流量(单位：L/min)。
表2：车载电源系统散热量-基础冷却液流量的关系表(-40℃≤Tcool_0≤-25℃)
表3：车载电源系统散热量-基础冷却液流量的关系表(-25℃<Tcool_0≤0℃)
表4：车载电源系统散热量-基础冷却液流量的关系表(0℃<Tcool_0≤30℃)
表5：车载电源系统散热量-基础冷却液流量的关系表(30℃<Tcool_0≤65℃)
表6：车载电源系统散热量-基础冷却液流量的关系表(65℃<Tcool_0≤85℃)
步骤S206，计算目标冷却液流量需求：
根据步骤S202得到的待冷却车载电源系统内部器件的实时温度及其预设温度阈值，确定流量修正系数，计算车载电源系统的目标冷却流量需求值(CF_Real)，具体如下：
(1)根据车载电源系统关键内部器件的预设温度阈值(TLimit_n)与其实时温度(TReal_n)的温度差值(△Tint_n＝TLimit_n–TReal_n)，确定流量修正系数(Kint_n)。
其中，n的取值为1-6，n的范围应根据实际应用情况而确定，并非本实施例的唯一取值范围。
这里，车载电源系统的冷却控制是为了使其在任何工作状态下内部器件的实时温度TReal_n均不超过其对应的预设温度阈值TLimit_n，实时温度TReal_n越小，冷却流量需求也越小。
表7：车载电源系统关键内部器件对应的流量修正系数与温度差值(△Tint_n)的关系表
这里，所述关键内部器件需根据待冷却车载电源系统具体的设计方案及结构布置，通过CAE热仿真及NTC温度传感器布点测试等手段确定其实际需监控的关键内部器件，所述关键内部器件的类型和数量并非本示例的唯一实施方式。
(2)计算车载电源系统的流量修正系数Kint_0。
Kint_0＝Max(Kint_1,Kint_2,Kint_3,…,Kint_n)
其中，Kint_n表示根据表7通过插值法查值得到的车载电源系统关键内部器件n对应的流量修正系数。
(3)计算车载电源系统的目标冷却流量需求值CF_Real。
CF_Real＝CF_Basic*Kint_0
其中，CF_Basic表示根据表1-表6通过插值法查值得到的车载电源系统的理论冷却流量需求，Kint_0表示车载电源系统的流量修正系数。
步骤S207，水泵和风扇控制：
通过实时调节水泵和风扇的运转，实现车载电源系统冷却循环回路的冷却温度控制。
其中，水泵和风扇的控制方法，具体如下：
根据步骤S206确定的车载电源系统的目标冷却流量需求值CF_Real，通过插值法查表得到水泵对应的占空比，水泵通过闭环控制到目标占空比。示例以下一种实施方式：
表8：水泵的占空比和流量的关系表
流量(L/min) 0 1 2 4 6 7 8 9
占空比(％) 0 8 15 50 65 85 90 100
转速(rpm) 0 500 1500 2200 3500 4000 5000 5500
这里，水泵在对应目标流量的占空比及转速为标准温度(25℃)下的标定结果，考虑到上述流量计算过程已预留一定安全余量，本实施例中水泵占空比忽略温度变化对于流量的影响。
根据步骤S202获得的车载电源系统进水口的实际冷却液温度Tcool_0和功率降额冷却液温度65℃的差值(△Tcool＝Tcool_0–65)，通过表9查询得到散热器风扇的挡位，从而可以对冷却循环回路中的冷却液温度进行实时主动调节。示例以下一种实施方式：
表9：风扇的挡位和冷却液温度查值的关系
温度差值(℃) 风扇挡位 占空比
ΔTcool≤-15 0挡 0
-15<ΔTcool≤-10 1挡 10％
-10＜ΔTcool≤-5 2挡 30％
-5＜ΔTcool≤0 3挡 50％
0＜ΔTcool≤10 4挡 80％
10<ΔTcool≤20 5挡 100％
这里，通常采用无级调速风扇，为了方便控制，在整车实际应用中，一般将风扇划分成3-10挡，根据散热需求进行挡位选择匹配，本发明中所展示的相关数据仅作为技术方案描述之用途，并不代表风扇控制的唯一实施方式。
通过本实施例提供的车载电源系统的冷却控制方法，可以结合该待冷却车载电源系统的具体技术方案进行适应性实时流量主动修正，动态调节水泵和散热器风扇的占空比，因而相比现行的宽温域恒定流量冷却方式更加精细、节能。
上述步骤S201～步骤S207展示的车载电源系统冷却控制过程为该车辆及车载电源系统处于正常工作状态下的冷却控制方法及流程，在非正常工作状态下，为了防止出现未知不可控热失效从而导致所述待冷却车载电源系统损坏，针对此种情形，预设冷却控制方式为水泵按照最高转速运行，如步骤S208。
这里，所述非正常工作状态包括但不仅限于车辆上高压失败、动力电池或蓄电池亏电、CAN通信异常、线路连接不良、报故障模式等表现形式。
本方法通过获取车载电源系统不同工作模式下对应的实时输入电压、电流，实时输出电压、电流，计算得到理论散热量，根据试验标定确定的散热量-流量脉谱图，查表得到理论冷却流量需求；根据该车载电源系统预设的内部器件温度-修正系数脉谱图，计算该车载电源系统的目标冷却流量需求；根据该电机控制器的实时功率和实时冷却液温度，计算该待冷却电机控制器的理论流量；根据预设的水泵流量-占空比脉谱图，适应性动态调节水泵运行；根据预设的车载电源系统进水口的冷却液温度-风扇挡位脉谱图，实时主动调节风扇运行。该方式中，水泵和风扇的控制基于该车载电源系统实时流量需求进行主动适应性动态调节，相比通常采用基于冷却液温度判断水泵流量的宽域恒流冷却方式，控制更加精准细化，可避免水泵长时间高速运转，NVH得到显著改善，满足车载电源系统的实际冷却需求的前提下，冷却过程更加节能，同时，可以优化冷却系统的部件选型，降低整车成本。
对应于上述实施例中的车载电源系统冷却控制方法，本实施例还提供了一种车载电源系统的冷却控制装置，应用于整车热管理控制器，待冷却车载电源系统的水泵和风扇分别与该整车热管理控制器进行电气连接。通过水泵和风扇对待冷却车载电源系统进行冷却液温度控制，由图5可见，该装置包括参数获取模块310、流量计算模块320和冷却控制模块330，以下详细介绍各个模块的功能。
参数获取模块310用于获取车载电源系统的工作状态、车载电源系统的进水口冷却液温度、内部器件温度，实时输入电压/电流、输出电压/电流等参数，以及与车载电源系统当前工作模式对应的计算策略。通过CAN通讯实时读取上述所需参数对应的报文信号。
本实施例中，参数获取模块310包括：
第一参数获取子模块311，用于根据汽车的当前工作状态及其使用场景，获取车载电源系统的当前工况模式。具体为：
在汽车处于插枪充电或者远程预约充电使用场景时，确定车载电源系统的当前工况模式为充电模式；
在汽车处于插枪放电或者车内放电、车-车放电、车-电网放电等使用场景时(根据实际具备的放电功能而定)，确定车载电源系统的当前工况模式为放电模式；
在汽车处于上电状态，动力电池向整车低压负载供电或者给蓄电池充电等使用场景时，确定车载电源系统的当前工况模式为DCDC模式。
第二参数获取子模块312，用于在车载电源系统当前工况模式为充电模式时，获取对应的第一流量计算策略；
第三参数获取子模块313，用于在车载电源系统当前工况模式为放电模式时，获取对应的第二流量计算策略；
第四参数获取子模块314，用于在车载电源系统当前工况模式为DCDC模式时，获取对应的第三流量计算策略。
本实施例中，流量计算模块320用于根据参数获取模块310确定的车载电源系统当前工况模式及其对应参数，计算与之对应的理论流量需求和目标流量需求。
其中，流量计算模块320包括：
第一流量计算子模块321，用于在车载电源系统当前工况模式为充电模式时，计算对应的理论冷却流量需求，具体地：
首先，根据参数获取模块310得到待冷却车载电源系统的交流端实时输入电压UACDC_in、待冷却车载电源系统的交流端实时输入电流IACDC_in、待冷却车载电源系统的实时充电电压UACDC_out、待冷却车载电源系统的实时充电电流IACDC_out、待冷却车载电源系统的DCDC低压电压UDCDC_out、待冷却车载电源系统的DCDC低压电流IDCDC_out，计算待冷却车载电源系统处在充电模式时的理论散热量：QACDC＝UACDC_in*IACDC_in–UACDC_out*IACDC_out-UDCDC_out*IDCDC_out；其次，根据第二参数获取子模块312对应的第一流量计算策略，通过查表确定与之对应的理论冷却流量需求CF_Basic。
第二流量计算子模块322，用于在车载电源系统当前工况模式为放电模式时，计算对应的理论冷却流量需求，具体地：
首先，根据参数获取模块310得到待冷却车载电源系统的DCAC输入电压UDCAC_in、待冷却车载电源系统的DCAC输入电流IDCAC_in、待冷却车载电源系统的DCAC输出电压UDCAC_out、待冷却车载电源系统的DCAC输出电流IDCAC_out、待冷却车载电源系统的DCDC低压电压UDCDC_out、待冷却车载电源系统的DCDC低压电流IDCDC_out，计算该待冷却车载电源系统处在放电模式时的理论散热量：QDCAC＝UDCAC_in*IDCAC_in-UDCAC_out*IDCAC_out-UDCDC_out*IDCDC_out；其次，根据第三参数获取子模块313对应的第二流量计算策略，通过查表确定与之对应的理论冷却流量需求CF_Basic。
第三流量计算子模块323，用于在车载电源系统当前工况模式为DCDC模式时，计算对应的理论冷却流量需求，具体地：
首先，根据参数获取模块310得到待冷却车载电源系统的DCDC高压电压UDCDC_in、待冷却车载电源系统的DCDC高压电流IDCDC_in、待冷却车载电源系统的DCDC低压电压UDCDC_out、待冷却车载电源系统的DCDC低压电流IDCDC_out，计算待冷却车载电源系统处在DCDC模式时的理论散热量：QDCDC＝UDCDC_in*IDCDC_in-UDCDC_out*IDCDC_out；其次，根据第三参数获取子模块314对应的第三流量计算策略，通过查表确定与之对应的理论冷却流量需求CF_Basic。
第四流量计算子模块324，用于在车载电源系统当前工况模式为充电模式时，计算对应的目标冷却流量需求值，具体地，分别根据第一流量计算子模块321得到的理论流量需求CF_Basic和第二参数获取子模块312对应的第一流量计算策略通过查表确定与之对应的流量修正系数Kint_0，计算得到对应的目标冷却流量需求值CF_Real。其中，CF_Real＝CF_Basic*Kint_0。
第五流量计算子模块325，用于在车载电源系统当前工况模式为放电模式时，计算对应的目标冷却流量需求值，具体地，分别根据第二流量计算子模块322得到的理论流量需求CF_Basic和第三参数获取子模块313对应的第二流量计算策略通过查表确定与之对应的流量修正系数Kint_0，计算得到对应的目标冷却流量需求值CF_Real。其中，CF_Real＝CF_Basic*Kint_0。
第六流量计算子模块326，用于在车载电源系统当前工况模式为DCDC模式时，计算对应的目标冷却流量需求值，具体地，分别根据第三流量计算子模块323得到的理论流量需求CF_Basic和第四参数获取子模块314对应的第三流量计算策略通过查表确定与之对应的流量修正系数Kint_0，计算得到对应的目标冷却流量需求值CF_Real。其中，CF_Real＝CF_Basic*Kint_0。
本实施例中，冷却控制模块330用于根据参数获取模块310确定的车载电源系统当前工况模式及其对应参数，以及流量计算模块320确定的目标冷却流量需求值，分别控制水泵和风扇运行在对应的目标占空比。
其中，冷却控制模块330包括：
第一冷却控制子模块331，用于根据目标冷却流量需求值CF_Real，通过查表得到水泵对应的占空比，控制水泵运转；
以及第二冷却控制子模块332，用于根据目标冷却流量需求值CF_Real，通过查表得到风扇对应的占空比，控制风扇运转。
本实施例中，一种车辆，采用如本实施例中所述的车载电源系统的冷却控制系统。
本实施例中，一种存储介质，其内存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被调用时能执行如本实施例中所述的车载电源系统的冷却控制方法的步骤。
本实施例的存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种车载电源系统的冷却控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
实时获取车载电源系统的工作状态、进水口冷却液温度、内部器件温度，以及车载电源系统处于当前工作模式下的实时输入电压、输入电流、输出电压及输出电流；
根据车载电源系统进水口的实际冷却液温度，以及对应工作模式下的实时输入电压、输入电流、输出电压和输出电流计算与之当前工作模式对应的理论冷却流量需求；根据车载电源系统内部器件的实时温度与其对应的温度阈值的差值，参照修正系数脉谱图获得各内部器件对应的流量修正系数，对所有内部器件的流量修正系数取大得到车载电源系统的流量修正系数，并基于理论冷却流量需求和车载电源系统的流量修正系数计算车载电源系统的目标冷却流量需求值；
根据目标冷却流量需求值查水泵的占空比和流量的关系表获得水泵实时目标占空比，基于水泵实时目标占空比通过闭环控制水泵运转。
2.根据权利要求1所述的车载电源系统的冷却控制方法，其特征在于，还包括：
计算车载电源系统进水口的实时冷却液温度和功率降额温度阈值的实时差值，根据实时温度差值所对应的区间动态调节风扇挡位对散热器进行辅助散热。
3.根据权利要求1所述的车载电源系统的冷却控制方法，其特征在于：实时理论冷却流量需求的计算方法为：
a：根据车载电源系统进水口的实际冷却液温度，对照冷却液温度与车载电源系统散热量-基础流量对应关系表查找对应的车载电源系统散热量-基础冷却液流量的关系表；
b：根据车载电源系统的工作模式及其对应实时输入电压、输入电流、输出电压和输出电流，计算车载电源系统的理论散热量；
c：根据车载电源系统的当前工作模式和理论散热量，通过步骤a确认的车载电源系统散热量-基础冷却液流量的关系表，查询对应的冷却液基础需求流量。
4.根据权利要求3所述的车载电源系统的冷却控制方法，其特征在于：所述步骤a中，当确认出的工作模式为充电模式时，计算车载电源系统的理论散热量的方法为：
QACDC=UACDC_in*IACDC_in–UACDC_out*IACDC_out-UDCDC_out*IDCDC_out
其中，QACDC表示待冷却车载电源系统处在充电模式时的理论散热量，UACDC_in表示待冷却车载电源系统的交流端实时输入电压，IACDC_in表示待冷却车载电源系统的交流端实时输入电流，UACDC_out表示待冷却车载电源系统的实时充电电压，IACDC_out表示待冷却车载电源系统的实时充电电流，UDCDC_out表示待冷却车载电源系统的DCDC低压电压，IDCDC_out表示待冷却车载电源系统的DCDC低压电流。
5.根据权利要求3所述的车载电源系统的冷却控制方法，其特征在于：所述步骤a中，当确认出的工作模式为放电模式时，计算车载电源系统的理论散热量的方法为：
QDCAC =UDCAC_in*IDCAC_in-UDCAC_out*IDCAC_out-UDCDC_out*IDCDC_out
其中，QDCAC表示待冷却车载电源系统处在放电模式时的理论散热量，UDCAC_in表示待冷却车载电源系统的DCAC输入电压，IDCAC_in表示待冷却车载电源系统的DCAC输入电流，UDCAC_out表示待冷却车载电源系统的DCAC输出电压，IDCAC_out表示待冷却车载电源系统的DCAC输出电流，UDCDC_out表示待冷却车载电源系统的DCDC低压电压，IDCDC_out表示待冷却车载电源系统的DCDC低压电流。
6.根据权利要求3所述的车载电源系统的冷却控制方法，其特征在于：所述步骤a中，当确认出的工作模式为DCDC模式时，计算车载电源系统的理论散热量的方法为：
QDCDC=UDCDC_in*IDCDC_in-UDCDC_out*IDCDC_out
其中，QDCDC表示待冷却车载电源系统处在DCDC模式时的理论散热量，UDCDC_in表示待冷却车载电源系统的DCDC高压电压，IDCDC_in表示待冷却车载电源系统的DCDC高压电流，UDCDC_out表示待冷却车载电源系统的DCDC低压电压，IDCDC_out表示待冷却车载电源系统的DCDC低压电流。
7.根据权利要求3所述的车载电源系统的冷却控制方法，其特征在于：所述目标冷却流量需求值的计算方法为：
CF_Real= CF_Basic * Kint_0
其中，CF_Real表示目标冷却流量需求值；CF_Basic表示车载电源系统的理论冷却流量需求；Kint_0表示车载电源系统的流量修正系数。
8.一种车载电源系统的冷却控制系统，其特征在于，包括：
参数获取模块（310），用于获取车载电源系统的工作状态、进水口冷却液温度、内部器件温度，以及车载电源系统处于当前工作模式下的实时输入电压、输入电流、输出电压及输出电流；
流量计算模块（320），用于根据车载电源系统进水口的实际冷却液温度，以及对应工作模式下的实时输入电压、输入电流、输出电压和输出电流计算与之当前工作模式对应的理论冷却流量需求；以及根据车载电源系统内部器件的实时温度与其对应的温度阈值的差值，参照修正系数脉谱图获得各内部器件对应的流量修正系数，对所有内部器件的流量修正系数取大得到车载电源系统的流量修正系数，并基于理论冷却流量需求和车载电源系统的流量修正系数计算车载电源系统的目标冷却流量需求值，该流量计算模块（320）与参数获取模块（310）连接；
以及冷却控制模块（330），用于根据目标冷却流量需求值查水泵的占空比和流量的关系表获得水泵实时目标占空比，基于水泵实时目标占空比通过闭环控制水泵运转，该冷却控制模块（330）与流量计算模块（320）连接。
9.根据权利要求8所述的车载电源系统的冷却控制系统，其特征在于：所述冷却控制模块（330）还用于计算车载电源系统进水口的实时冷却液温度和功率降额温度阈值的实时差值，根据实时温度差值所对应的区间动态调节风扇挡位对散热器进行辅助散热。
10.根据权利要求8所述的车载电源系统的冷却控制系统，其特征在于：所述参数获取模块（310）包括：
第一参数获取子模块（311），用于根据汽车的当前工作状态及其使用场景，获取车载电源系统的当前工况模式；
第二参数获取子模块（312），用于在车载电源系统当前工况模式为充电模式时，获取对应的第一流量计算策略；
第三参数获取子模块（313），用于在车载电源系统当前工况模式为放电模式时，获取对应的第二流量计算策略；
以及第四参数获取子模块（314），用于在车载电源系统当前工况模式为DCDC模式时，获取对应的第三流量计算策略。
11.根据权利要求10所述的车载电源系统的冷却控制系统，其特征在于：所述流量计算模块（320）包括：
第一流量计算子模块（321），用于在车载电源系统当前工况模式为充电模式时，计算对应的理论冷却流量需求；
第二流量计算子模块（322），用于在车载电源系统当前工况模式为放电模式时，计算对应的理论冷却流量需求；
第三流量计算子模块（323），用于在车载电源系统当前工况模式为DCDC模式时，计算对应的理论冷却流量需求；
第四流量计算子模块（324），用于在车载电源系统当前工况模式为充电模式时，计算对应的目标冷却流量需求值；
第五流量计算子模块（325），用于在车载电源系统当前工况模式为放电模式时，计算对应的目标冷却流量需求值；
以及第六流量计算子模块（326），用于在车载电源系统当前工况模式为DCDC模式时，计算对应的目标冷却流量需求值。
12.根据权利要求10所述的车载电源系统的冷却控制系统，其特征在于：所述冷却控制模块（330）包括：
第一冷却控制子模块（331），用于根据目标冷却流量需求值，通过查表得到水泵对应的占空比，控制水泵运转。
13.根据权利要求11所述的车载电源系统的冷却控制系统，其特征在于：所述冷却控制模块（330）包括：
第一冷却控制子模块（331），用于根据目标冷却流量需求值，通过查表得到水泵对应的占空比，控制水泵运转；
以及第二冷却控制子模块（332），用于根据目标冷却流量需求值，通过查表得到风扇对应的占空比，控制风扇运转。
14.一种车辆，其特征在于：采用如权利要求8至13任一所述的车载电源系统的冷却控制系统。
15.一种存储介质，其特征在于：其内存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被调用时能执行如权利要求1至7任一所述的车载电源系统的冷却控制方法的步骤。
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