CN117962573A - 多合一的动力总成及其温度控制方法、车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及新能源汽车技术领域,尤其涉及多合一的动力总成及其温度控制方法、车辆。动力总成包括第一散热通道、第二散热通道、换热器、旁通支路及控制阀。换热器包括第一换热通道、第二换热通道;第一散热通道用于为动力总成的电机散热,第一散热通道与第一换热通道串联形成第一冷却回路。第二散热通道用于为动力总成的电机控制器散热,第二散热通道与第二换热通道串联形成第二冷却回路。旁通支路用于并联第二散热通道或第二换热通道,或,旁通支路用于分别并联第二散热通道和第二换热通道。控制阀用于控制调节第二散热通道和第二换热通道中至少一个和旁通支路的流量分配,以降低系统能耗,有利于提升整车续航能力。
Description
技术领域
本申请涉及新能源汽车技术领域,尤其涉及多合一的动力总成及其温度控制方法、车辆。
背景技术
在新能源汽车技术领域,动力总成用于为车辆提供行动的驱动力。目前动力总成发展趋势朝着高速化、小型化、集成化方向,动力总成的布置走也逐渐走向三合一、多合一的形式,冷却液通常流经电机控制器后进入油水换热器冷却润滑油。
在低水温或低油温工况下,动力总成润滑油粘度高,导致油冷系统流阻大,从而增加了油泵功耗,同时增大了减速器的搅油损失,这两方面均增加了系统的能耗,不利于整车续航。
发明内容
本申请提供了一种多合一的动力总成及其温度控制方法、车辆,可以在不同的工况和温度条件下调整水路的流量分配,以在低水温或低油温的工况下降低油阻,进而降低系统能耗。
第一方面,提供的多合一的动力总成,该动力总成可以应用于电动汽车或混动汽车。该动力总成包括第一散热通道、第二散热通道、换热器、旁通支路及控制阀。换热器包括第一换热通道、第二换热通道,其中:第一散热通道用于为动力总成的电机散热,第一散热通道与第一换热通道串联形成第一冷却回路,第一冷却回路用于流通第一冷却工质。第二散热通道用于为动力总成的电机控制器散热,第二散热通道与第二换热通道串联形成第二冷却回路,第二冷却回路用于流通第二冷却工质。旁通支路用于并联第二散热通道或第二换热通道,或,旁通支路用于分别并联第二散热通道和第二换热通道。控制阀用于根据第一冷却工质的温度或第二冷却工质的温度中至少一个控制调节第二散热通道或第二换热通道中至少一个和旁通支路的流量分配。第一换热通道内的第一冷却工质和第二换热通道内的第二冷却工质用于在换热器内进行热量交换。
该动力总成,控制阀可以根据第一冷却工质的温度和第二冷却工质的温度中的至少一个调控第二冷却工质的分配,以在第一冷却工质温度较高时,通过增加第一冷却回路中的第一冷却工质与第二冷却回路中的第二冷却工质之间的换热实现对第一冷却工质的散热降温,进而对电机、减速器进行良好的散热。在第一冷却工质温度较低时,减少甚至阻止第一冷却回路中的第一冷却工质与第二冷却回路中的第二冷却工质之间的换热防止第一冷却工质降温,减少第一冷却工质的热量散失。电机产生的热量能够及时加热第一冷却工质使得第一冷却工质温度升高,降低第一冷却工质的粘度以及第一冷却回路中的油阻,保证第一冷却回路中油泵的正常运行,同时降低减速器的搅油损失,降低系统能耗,有利于提升整车续航能力。在一些条件下,对第二冷却回路进行旁通,减少第二第二冷却回路的水阻,降低系统能耗。
具体地,当动力总成处于上电模式,且满足第一冷却工质的温度高于第一温度和第二冷却工质的温度高于第二温度中的至少一个,控制阀增大第二换热通道内第二冷却工质的流量,增大第一冷却工质与第二冷却工质的换热能力以加快降低第一冷却工质的温度。当动力总成处于上电模式,且第一冷却工质的温度低于第三温度和/或第二冷却工质的温度低于第四温度,控制阀减小第二换热通道内第二冷却工质的流量,减弱第一冷却工质与第二冷却工质的换热能力以加快第一冷却工质升温。其中,第三温度低于或等于第一温度,第四温度低于或等于第二温度。一般选择第三温度低于第一温度,使得第一温度和第三温度之间存在温度缓冲区间,当第一冷却工质温度在第一温度上下波动或第三温度上下波动时,控制阀不会随之快速切换,提高控制阀的使用寿命。第四温度一般选择低于第二温度,使得第二温度和第四温度之间存在温度缓冲区间,当第二冷却工质温度在第二温度上下波动或第四温度上下波动时,控制阀不会随之快速切换。
在一些可能实现的方式中,旁通支路包括第一支路,第一支路并联于第二换热通道。此时,控制阀被配置为用于控制调节第一支路与第二换热通道之间的流量分配。
基于控制阀用于控制调节第一支路与第二换热通道之间的流量分配,控制阀可以为三通阀,该三通阀包括三个开口,三个开口分别与第二换热通道的入口、第一支路的入口和第二散热通道的出口相连通,或,三个开口分别与第二换热通道的出口、第一支路的出口和第三散热通道的如入口相连通。控制阀包括第一工位、第二工位和第三工位;
当控制阀处于第一工位,控制阀导通第二冷却回路与第二换热通道并截止所述第一支路,此时第二冷却工质不能从第一支路流过,第二冷却工质能够较为充分地与第一冷却工质换热,以降低第一冷却工质的温度。
当控制阀处于第二工位,控制阀导通第二冷却回路与第二换热通道、第一支路,第二冷却工质可以分两路分别经过第二换热通道和第一支路,第二冷却工质流经第一支路可以减弱第二冷却工质与第一冷却工质的换热。通过控制阀调节第二换热通道和第一支路内的流量分配能够实现流量的动态调节,进而调整第一冷却工质与第二冷却工质的换热效果。
当控制阀处于第三工位,控制阀导通第二冷却回路与第一支路,此时第二冷却工质不能从第二换热通道流过,第二冷却工质不会与第一冷却工质换热,可以加速第一冷却工质升温。
基于控制阀用于控制调节第一支路与第二换热通道之间的流量分配,控制阀可以为二通阀,二通阀包括两个开口,两个开口串联接入第一支路,控制阀包括关闭第一支路的第一工位和导通第一支路的第二工位。控制阀处于第一工位时,第一支路截止,此时第二冷却工质只能从第二换热通道流过,第二冷却工质能够较为充分地与第一冷却工质换热,以降低第一冷却工质的温度。控制阀处于第二工位时,第一支路导通,第二工质流过第一支路可以减弱第二冷却工质与第一冷却工质的换热效果。根据控制阀的开度可以调节第一支路的流量,当控制阀的开度最大,第二换热通道中几乎没有第二冷却工质流过,可以加速第一冷却工质升温。
在一些可能实现的方式中,旁通支路包括第一支路和第二支路,第一支路并联于第二换热通道,第二支路并联于第二散热通道。此时,控制阀被配置为用于控制调节第一支路第二换热通道之间的流量分配以及第二支路与第二散热通道之间的流量分配。
其中,控制阀可以为四通阀,该四通阀包括四个开口,四个开口分别与第二散热通道的出口、第二换热通道的入口、第一支路的入口以及第二支路的出口相连通。控制阀包括第一工位、第二工位和第三工位。
当控制阀处于第一工位,控制阀导通第二散热通道和第二换热通道,并截止第一支路以及第二支路,第二冷却工质经过第一散热通道后进入换热器的第二换热通道。第二冷却工质可以实现对电机控制器的散热以及与第一冷却工质的换热。
当控制阀处于所述第二工位,控制阀导通第二散热通道和第一支路,并截止第二换热通道以及第二支路,第二冷却工质经过第一散热通道后进入第一支路,第二冷却工质仅对电机控制器散热,可以一定程度降低整车第二冷却回路的水阻,从而降低第二冷却回路中的水泵的能耗。第一冷却工质和第二冷却工质不会发生换热,第一冷却工质可以被较快地加热而快速升高温度。随着油温的升高,油泵功耗和减速器的搅油损耗降低,可以降低整车能耗。
当控制阀处于第三工位,控制阀导通第二支路以及第一支路,并截止第二散热通道和第二换热通道,实现对整个电机控制器和换热器的旁通,降低整车第二冷却回路的水阻,从而降低水泵能耗。
在一些可能实现的方式中,第一冷却工质的温度和所述第二冷却工质的温度为估算温度和/或温度传感器监测的监测温度。
在一些可能实现的方式中,换热器数量为多个,每个换热器包括第一换热通道和第二换热通道。多个换热器串联时,多个换热器的第一换热通道串联后与第一散热通道串联形成第一冷却回路,第一冷却工质可以依次流过多个第一换热通道。多个换热器的第二换热通道串联后与第二散热通道串联形成第二冷却回路,第二冷却工质可以依次流过多个第二换热通道。多个换热器并联时,多个换热器的第一换热通道并联后与第一散热通道串联形成第一冷却回路,第一冷却工质可以分多路分别流过多个第一换热通道。多个换热器的第二换热通道并联后与第二散热通道串联形成第二冷却回路,第二冷却工质可以分多路分别流过多个第二换热通道。
在一些可能实现的方式中,动力总成包括油泵,当电机控制器处于上电模式,油泵用于:
响应于第一冷却工质的温度高于第一温度或第二冷却工质的温度高于第二温度中至少一个条件,提高转速;响应于第一冷却工质的温度低于第三温度或第二冷却工质的温度低于第四温度中至少一个条件,降低转速。油泵提高转速可以加快第一冷却工质流动,加强第一冷却工质和第二冷却工质换热,实现对电机、减速器的良好散热。油泵降低转速可以减慢第一冷却工质流动,减弱第一冷却工质和第二冷却工质换热,降低油阻和减速器的搅油损失,减少系统能耗。
在一些可能实现的方式中,在动力总成处于下电模式时,电机、减速器都停止工作,控制阀被配置为用于减小第二冷却工质在第二换热通道中的流量,降低第二冷却工质的流阻,进而降低系统能耗。
第二方面,提供了一种动力总成的温度控制方法,该动力总成包括第一散热通道、第二散热通道、旁通支路和换热器,换热器包括第一换热通道和第二换热通道,第一散热通道用于为动力总成的电机散热,第二散热通道用于为动力总成的电机控制器散热,旁通支路用于并联第二散热通道或第二换热通道、或用于分别并联第二散热通道和第二换热通道,该动力总成可以为上述第一方面提供的动力总成。该温度控制方法包括:
控制第一冷却工质流经第一散热通道和第一换热通道;
控制第二冷却工质流经第二散热通道和第二换热通道;
根据第一冷却工质的温度或第二冷却工质的温度中至少一个控制旁通支路的流量。
在一些实施例中,旁通支路包括第一支路,第一支路用于并联所述第二换热通道,上述根据第一冷却工质的温度或第二冷却工质的温度中至少一个控制旁通支路的流量包括:
响应于第一冷却工质温度高于第一温度或第二冷却工质的温度高于第二温度中至少一个条件,减少第一支路中第二冷却工质的流量;
响应于第一冷却工质温度低于第三温度或第二冷却工质的温度低于第四温度中至少一个条件,增大第一支路中第二冷却工质的流量;
其中,第三温度低于或等于第一温度,第四温度低于或等于第二温度。
一种可能实现的方式中,动力总成包括油泵,油泵用于驱动第一冷却工质流经第一散热通道和第一换热通道,温度控制方法还包括:
响应于第一冷却工质的温度高于第一温度或第二冷却工质的温度高于第二温度中至少一个条件,提高油泵的转速;
响应于第一冷却工质的温度低于第三温度或第二冷却工质的温度低于第四温度中至少一个条件,则降低油泵的转速。
一种可能实现的方式中,温度控制方法还包括:
响应于动力总成中电机控制器处于下电状态,减少第二冷却工质在第二换热通道中的流量。
当旁通支路包括第二支路,第二支路并联第二散热通道,温度控制方法还包括:
响应于动力总成中电机控制器处于下电状态,减少第二冷却工质在第二散热通道内的流量。
第三方面,提供了一种车辆,该车辆包括车轮以及如上述第二方面提供的动力总成,动力总成的动力输出端传动连接车轮,以驱动车辆移动。
附图说明
图1为现有技术中的一种车辆的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种动力总成的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种动力总成的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种动力总成的温度控制系统架构示意图;
图5a为图4中的动力总成的温度控制系统架构工作原理示意图;
图5b为图4中的动力总成的温度控制系统架构工作原理示意图;
图5c为图4中的动力总成的温度控制系统架构工作原理示意图;
图6为本申请实施例提供的一种动力总成的温度控制系统架构示意图;
图7a为图6中的动力总成的温度控制系统架构工作原理示意图;
图7b为图6中的动力总成的温度控制系统架构工作原理示意图;
图7c为图6中的动力总成的温度控制系统架构工作原理示意图;
图8为本申请实施例提供的一种动力总成的温度控制系统架构示意图;
图9a为图8中的动力总成的温度控制系统架构工作原理示意图;
图9b为图8中的动力总成的温度控制系统架构工作原理示意图;
图9c为图8中的动力总成的温度控制系统架构工作原理示意图;
图10为本申请实施例提供的一种动力总成的结构示意图;
图11为本申请实施例提供的一种动力总成的结构示意图;
图12为本申请实施例提供的一种动力总成的温度控制系统架构示意图;
图13a为图12中的动力总成的温度控制系统架构工作原理示意图;
图13b为图12中的动力总成的温度控制系统架构工作原理示意图;
图13c为图12中的动力总成的温度控制系统架构工作原理示意图;
图14a为本申请实施例提供的一种动力总成的结构示意图;
图14b为本申请实施例提供的一种动力总成的结构示意图;
图15a为本申请实施例提供的一种动力总成的温度控制的流程示意图;
图15b为本申请实施例提供的一种动力总成的温度控制的流程示意图;
图15c为本申请实施例提供的一种动力总成的温度控制的流程示意图;
图16为本申请实施例提供的一种动力总成的温度控制的判断流程示意图;
图17a为本申请实施例提供的一种动力总成的温度控制的判断流程示意图;
图17b为本申请实施例提供的一种动力总成的温度控制的判断流程示意图;
图17c为本申请实施例提供的一种动力总成的温度控制的判断流程示意图。
具体实施方式
新能源汽车领域,动力总成的布置趋于三合一、多合一的集成形式,具体将电机控制器、电机以及减速器集成在一起,以利于实现小型化与集成化,也能提高效率。对动力总成的温度控制系统包括对电机和减速器进行温度控制的水路以及对电机控制器进行温度控制的油路,水路和油路之间通过换热器换热。其中,油路中的润滑油的粘度随着温度降低呈指数上升。因此,低温会导致安装电机和减速器的齿轮箱搅油损失大、效率低,进而影响整车续航。
基于此,本申请实施例提供了一种动力总成及其温度控制方法、车辆,该动力总成利用电机主动生热技术,能够在低温条件下升高润滑油的温度,减小油泵功耗以及搅油能量损失,提升整车续航能力。
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
图1示出了一种新能源领域的车辆,该车辆可以为电动汽车或混动汽车。参照图1,本申请实施例提供的车辆包括动力总成10、传动机构20和车轮30。动力总成10通过传动机构20驱动车轮30。其中,动力总成10用于将电能转换成机械能,传动机构20用于传动连接动力总成10与车轮30,以驱动车轮30转动实现车辆的移动。
图2示出了动力总成10的温度控制系统架构。如图2所示,动力总成10为多合一的结构,包括动力模组1、电机控制器2、油泵3、油底壳4以及换热器5,其中电机控制器2也可以简称电控。动力模组1包括电机以及传动连接于电机输出端的减速器,减速器也可以为变速器,电机和减速器可以集成在齿轮箱内。其中电机控制器2的数量为至少一个,电机控制器2、电机以及减速器集成设置可以减小动力总成10的体积。基于电机控制器2数量的改变,电机的数量也需要对应调整。该至少一个电机控制器2具体可以包括微控制单元(microcontroller unit,MCU)、车载充电机(on-board charger,OBC)、直流-直流转换器(DC-to-DC converter,DCDC)、电源分配单元(power distribution unit,PDU)、车载通信装置(vehicular communication unit,VCU)、电池管理系统(battery atterymanagenment system,BMS)、汽车加热器(positive temperature coefficient,PTC)中的一个或多个的组合。具体地,油底壳4内存储有用于为齿轮箱内的动力模组1供油的润滑油。
请继续参照图2所示,该动力总成10还包括第一散热通道101、第二散热通道102,第一散热通道101用于为动力模组1的电机或电机及减速器散热,第二散热通道102用于为电机控制器2散热。换热器5包括第一换热通道51、第二换热通道52,第一换热通道51和第一散热通道101串联形成第一冷却回路L1,第二换热通道52和第二散热通道102串联形成第二冷却回路L2。第一冷却回路L1用于流通第一冷却工质,动力模组1、油底壳4以及油泵3均设置于第一冷却回路L1中,第一冷却工质为油底壳4提供的润滑油,第一冷却回路L1即动力总成10的油路。在油泵3的驱动下,油底壳4中的第一冷却工质可以沿第一冷却回路L1输送到动力模组1,为电机和减速器的供油实现冷却与润滑。其中,第一散热通道101可以认为是第一冷却回路L1的一部分,第一冷却工质在第一散热通道101内流过时,可以对电机和减速器进行液冷散热。第二冷却回路L2用于流通第二冷却工质,第二冷却工质可以是水等液体,第二冷却回路L2即动力总成10的水路。电机控制器2设置于第二冷却回路L2中,第二散热通道102可以认为是第二冷却回路L2的一部分。第二冷却工质经过第二散热通道102时能够对电机控制器2进行冷却降温。此处第二冷却回路L2仅示出了一部分结构,第二散热通道102的两端串联在第二冷却回路L2中。应当理解,第二冷却工质也可以通过水泵驱动在第二冷却回路L2中循环流动。换热器5设置在第一冷却回路L1和第二冷却回路L2之间。第一冷却工质的温度高于第二冷却工质的温度,第一换热通道51内的第一冷却工质和第二换热通道52内的第二冷却工质用于在换热器5内进行热量交换。当第一换热通道51内流通有第一冷却工质,第二换热通道52内流通有第二冷却工质,可以使第一冷却工质的流向与第二冷却工质的流向相反,能够提升换热速率。
在本申请实施例中,第一冷却工质和第二冷却工质可以通过换热器5的第一换热通道51和第二换热通道52实现换热。动力总成10的工况会发生变化,第一冷却工质和第二冷却工质的热量交换不是动力总成10在任何工况下都必须进行的。为了降低系统的功耗,可以根据动力总成10的工况对第二冷却工质的流量分配进行调节。
基于此,本申请实施例所提供的动力总成10还包括旁通支路以及控制阀,旁通支路用于并联第二散热通道102或第二换热通道52,或,旁通支路用于分别并联第二散热通道102和第二换热通道52,控制阀用于根据第一冷却工质的温度和第二冷却工质的温度中至少一个控制调节第二散热通道102和第二换热通道52中至少一个和旁通支路的流量分配。其中,第一冷却工质和第二冷却工质的温度可以通过温度传感器监测,也可以通过系统软件后台估算。当温度为估算数据时,可以根据动力总成10的工作状态以及动力总成10的历史工作参数估算。
具体地,在动力总成10处于上电模式时,当满足第一冷却工质的温度高于第一温度和第二冷却工质的温度高于第二温度中的至少一个,控制阀减小旁通支路内第二冷却工质的流量。当满足第一冷却工质的温度低于第三温度和第二冷却工质的温度低于第四温度中的至少一个,控制阀增大旁通支路内第二冷却工质的流量。其中,第三温度低于或第一温度,第四温度低于或第二温度。其中,第三温度低于或等于第一温度,第四温度低于或等于第二温度。在具体实施中,一般选择第三温度低于第一温度,使得第一温度和第三温度之间存在温度缓冲区间,当第一冷却工质温度在第一温度上下波动或第三温度上下波动时,控制阀不会随之快速切换,提高控制阀的使用寿命。类似地,第四温度一般选择低于第二温度,使得第二温度和第四温度之间存在温度缓冲区间,当第二冷却工质温度在第二温度上下波动或第四温度上下波动时,控制阀不会随之快速切换。
动力总成10的上电模式指的是动力总成10处于工作模式,动力模组1的电机和减速器启动并输出动力。基于动力总成10的工况,第一冷却工质的温度和第二冷却工质的温度只要至少其中一个达到温度条件,控制阀即可动作调整第二冷却工质的流量分配。例如,当动力总成10处于上电模式,且第一工质温度高于第一温度,控制阀即可以动作减小旁通支路内第二冷却工质的流量。或者,当动力总成10处于上电模式,且第二工质温度高于第二温度,控制阀即可以动作减小旁通支路内第二冷却工质的流量。或者,当动力总成10处于上电模式,且第一工质温度高于第一温度、第二工质温度高于第二温度,控制阀即可以动作减小旁通支路内第二冷却工质的流量。
此外,在动力总成10处于上电模式,且第一工质温度高于第一温度、第二工质温度高于第二温度时,还可以增大油泵3的转速加快第一冷却工质的流动,进一步加强第一冷却工质与第二冷却工质的热交换效果。在动力总成10处于上电模式,且第一工质温度低于第三、第二工质温度低于第四温度时,还可以降低油泵3的转速减慢第一冷却工质的流动,进一步减弱第一冷却工质与第二冷却工质的热交换效果。
动力总成10的下电模式指的是动力总成10处于停止模式,动力模组1的电机和减速器停止并不再输出动力。在动力总成处于下电模式时,可以降低直至停止第一冷却工质与第二冷却工质的换热,此时的控制阀可以被配置为用于增大旁通支路中的流量。第二冷却工质可以仅通过旁通支路,降低第二冷却工质的流阻,也可以降低第二冷却回路中的水泵的能耗,从而降低整个系统的能耗。
接下来,将通过具体的实施方式对本申请中的动力总成10进行示例性说明。
如图3所示,旁通支路可以用于并联上述第二换热通道52,实现对第二换热通道52的旁通。为方便示意,此时的旁通支路包括第一支路71,该第一支路71的两端分别连接在第二换热通道52的入口和出口。第二冷却工质在经过换热器5时,具有第一支路71和第二换热通道52两个路径选择。当第二冷却工质通过第二换热通道52,第二冷却工质可以与第一换热通道51中的第一冷却工质实现换热。当第二冷却工质通过第一支路71,可以减少第二冷却工质通过第二换热通道52中的流量。当第二冷却工质仅通过第一支路71,第二冷却工质基本不会与第一冷却工质在换热器5中换热。其中,第一支路71可以是单独的管路,也可以是集成在换热器5的壳体上。
该动力总成10的控制阀被配置为控制调节第二冷却工质在第一支路71与第二换热通道52之间的流量分配。具体地,可以通过控制阀调控第二冷却工质的分配,以在第一冷却工质温度较高时,减少第一支路71内第二冷却工质的流量,增大第二换热通道52内的第二冷却工质的流量,通过第一冷却回路L1中的第一冷却工质与第二冷却回路L2中的第二冷却工质之间的换热实现对第一冷却工质的散热降温。在第一冷却工质温度较低时,增大第一支路71内第二冷却工质的流量,减少第二换热通道52内的第二冷却工质流量,可以减少甚至阻止第一冷却回路L1中的第一冷却工质与第二冷却回路L2中的第二冷却工质之间的换热降低第一冷却工质的热量散失。动力模组1中的电机的热量能够及时加热第一冷却工质使得第一冷却工质温度升高,降低第一冷却工质的粘度以及第一冷却回路L1中的油阻,保证油泵3正常运行的同时,降低减速器搅油损失。
基于图3所示的动力总成10的温度控制系统的基本架构,如图4所示,控制阀示例性地为三通阀61,该三通阀61具有三个开口,三个开口分别与第二换热通道52的入口、第一支路71的入口和第二散热通道102的出口相连通。该三通阀61包括第一工位、第二工位和第三工位,三通阀61可以控制阀芯使得三通阀61可以在三个工位之间转换。
图5a示出了三通阀61处于第一工位的工作状态,此时三通阀61导通第二散热通道102与第二换热通道52并截止第一支路71,第二冷却工质不能通过第一支路71。图5b示出了三通阀61处于第二工位的工作状态,此时三通阀61导通第二散热通道102、第二换热通道52、第一支路71,第二工质一部分通过第二换热通道52,另一部分通过第一支路71。其中,第二换热通道52与第一支路71的流量分配可以通过三通阀61进行调节。图5c示出了三通阀61处于第三工位的工作状态,三通阀61导通第二散热通道102与第一支路71并截止第二换热通道52,第二冷却工质不能通过第二换热通道52。
结合图4以及图5a,当动力总成10处于上电模式,且满足第一冷却工质的温度高于第一温度和第二冷却工质的温度高于第二温度中的至少一个时,三通阀61处于第一工位,第二冷却工质经过第二散热通道102后进入换热器5的第二换热通道52,实现对电机控制器2的散热以及与第一冷却工质的换热,降温后的第一冷却工质在第一冷却回路L1流动进入动力模组1对电机和减速器进行液冷散热。此时,还可以提高油泵3的转速以提高第一冷却工质的流速。
结合图4以及图5b,当动力总成10处于上电模式,且满足第一冷却工质的温度低于第三温度和第二冷却工质的温度低于第四温度中的至少一个时,三通阀61处于第二工位,第二冷却工质经过第二散热通道102后经过三通阀61调配进入第二换热通道52、部分进入第一支路71。其中,经第二散热通道102输出的第二冷却工质的总流量为A,通过第二换热通道52内的第二冷却工质的流量为B,通过第一支路71的第二冷却工质的流量为C,A=B+C。通过第二换热通道52内的第二冷却工质的流量占比为B/A,通过第一支路71的第二冷却工质的流量占比为C/A,B/A和C/A可以为定值,也可以根据第一冷却工质的温度和第二冷却工质的温度中的至少一个进行动态调整。此时,动力总成10内经过第二换热通道52的第二冷却工质的量减少,第二冷却工质和第一冷却工质的热交换作用减弱,可以通过电机发热快速升高第一冷却工质的温度。随着第一冷却工质的温度的升高,油泵3的功耗和减速器的搅油损耗降低,进而可以降低整车能耗。此时,还可以降低油泵3的转速以降低第一冷却工质的流速。
结合图4以及图5c,当动力总成10处于下电模式,三通阀61处于第三工位,第二冷却工质经过第二散热通道102后进入第一支路71,第二冷却工质不经过换热器5的第二换热通道52,可以一定程度降低整车第二冷却回路L2的水阻,从而降低第二冷却回路L2中的水泵的能耗。此时,第二换热通道52内的第二冷却工质的流量为最小值。
基于图3所示的动力总成10的温度控制系统的基本架构,如图6所示,控制阀为三通阀62,该三通阀62具有三个开口,三个开口分别与第二换热通道52的出口、第一支路71的出口和第二散热通道102的入口相连通。其中,第二冷却回路L2图示中的右端与第二散热通道102的入口串联,因此,可以认为三通阀62的一个开口与第二散热通道102的入口连通。该三通阀62也包括第一工位、第二工位和第三工位,三通阀62可以控制阀芯使得三通阀62可以在三个工位之间转换。
图7a示出了三通阀62处于第一工位的工作状态,此时三通阀62导通第二换热通道52与第二散热通道102并截止第一支路71,第二冷却工质不能通过第一支路71。图7b示出了三通阀62处于第二工位的工作状态,此时三通阀62导通第二散热通道102、第二换热通道52、第一支路71,第二工质一部分通过第二换热通道52,另一部分通过第一支路71。其中,第二换热通道52与第一支路71的流量分配可以通过三通阀62进行调节。图7c示出了三通阀62处于第三工位的工作状态,三通阀62导通第二散热通道102与第一支路71并截止第二换热通道52,第二冷却工质不能通过第二换热通道52。
结合图6以及图7a,当动力总成10处于上电模式,且满足第一冷却工质的温度高于第一温度和第二冷却工质的温度高于第二温度中的至少一个时,三通阀62处于第一工位,第二冷却工质经过第二散热通道102后进入换热器5的第二换热通道52。由于三通阀62的调配,第二换热通道52被导通,第一支路71被截止。第二冷却工质可以实现对电机控制器2的散热以及与第一冷却工质的换热。第二换热通道52内的第二冷却工质可以与第一冷却工质的换热降低第一冷却工质的温度,降温后的第一冷却工质在第一冷却回路L1流动进入动力模组1对电机和减速器进行散热润滑。此时,还可以提高油泵3的转速以提高第一冷却工质的流速。
结合图6以及图7b,当动力总成10处于上电模式,且满足第一冷却工质的温度低于第三温度和第二冷却工质的温度低于第四温度中的至少一个时,三通阀62处于第二工位,第二换热通道52、第一支路71均被导通,第二冷却工质经过第二散热通道102后部分进入换热器5的第二换热通道52、部分进入第一支路71。其中,经电机控制器2输出的第二冷却工质的总流量为A,通过第二换热通道52内的第二冷却工质的流量为B,通过第一支路71的第二冷却工质的流量为C,A=B+C。通过第二换热通道52内的第二冷却工质的流量占比为B/A,通过第一支路71的第二冷却工质的流量占比为C/A,B/A和C/A可以为定值,也可以根据第一冷却工质的温度和第二冷却工质的温度中的至少一个进行动态调整。此时,动力总成10内经过第二换热通道52的第二冷却工质的量减少,第二冷却工质和第一冷却工质的热交换作用减弱,可以通过电机发热快速升高第一冷却工质的温度。随着第一冷却工质的温度的升高,油泵3的功耗和减速器的搅油损耗降低,进而可以降低整车能耗。此时,还可以降低油泵3的转速以降低第一冷却工质的流速。
结合图6以及图7c,当动力总成10处于下电模式,三通阀62处于第三工位,第二换热通道52被截止,第二散热通道102与第一支路71导通。第二冷却工质经过第二散热通道102后进入第一支路71,第二冷却工质不会经过散热器5的第二换热通道52散热,可以一定程度降低整车第二冷却回路L2的水阻,从而降低第二冷却回路L2中的水泵的能耗。此时,第二换热通道52内的第二冷却工质的流量为最小值。
基于图3所示的动力总成10的温度控制系统的基本架构,如图8所示,控制阀为二通阀63,该二通阀63设置于第一支路71上,二通阀63的两个开口接入第一支路71。二通阀63具有截止第一支路71的第一工位以及导通第一支路71的第二工位。二通阀63用于在所述第一工位和第二工位之间切换以控制调节第一支路71流量大小。
图9a示出了二通阀63处于第一工位的工作状态,此时二通阀63截止第一支路71,第二冷却工质只能不能通过第一支路71。图9b和图9c示出了二通阀63处于第二工位的工作状态,此时二通阀63导通第一支路71。其中,二通阀63的开度可以使得二通阀63在图9b和图9c之间切换。二通阀63的开度与二通阀63所允许的第二冷却工质流过的流量相关。当二通阀63的开度最大,二通阀63所允许的第二冷却工质流过的流量最大。图9b中二通阀63的开度不是最大开度,第二冷却工质一部分通过第二换热通道52,另一部分通过第一支路71。图9c中二通阀63开度最大,由于第二冷却工质流过二通阀63的阻力远远小于第二冷却工质流过第二换热通道52的阻力,可以认为第二冷却工质基本全部通过第一支路71,只有流量很小甚至可以忽略的第二冷却工质通过第二换热通道52。
结合图8以及图9a,当动力总成10处于上电模式,且满足第一冷却工质的温度高于第一温度和第二冷却工质的温度高于第二温度中的至少一个时,二通阀63处于第一工位,由于二通阀63将第一支路71截止,第二冷却工质经过第二散热通道102后进入换热器5的第二换热通道52。第二冷却工质可以实现对电机控制器2的散热以及与第一冷却工质的换热。第二换热通道52内的第二冷却工质可以与第一冷却工质的换热降低第一冷却工质的温度,降温后的第一冷却工质在第一冷却回路L1流动进入动力模组1对电机和减速器进行散热润滑。此时,还可以提高3的转速以提高第一冷却工质的流速。
结合图8以及图9b,当动力总成10处于上电模式,且满足第一冷却工质的温度低于第三温度和第二冷却工质的温度低于第四温度中的至少一个时,二通阀63处于第二工位且不是最大开度,第二换热通道52、第一支路71均被导通,第二冷却工质经过第二散热通道102后部分进入换热器5的第二换热通道52、部分进入第一支路71。其中,经电机控制器2输出的第二冷却工质的总流量为A,通过第二换热通道52内的第二冷却工质的流量为B,通过第一支路71的第二冷却工质的流量为C,A=B+C。通过第二换热通道52内的第二冷却工质的流量占比为B/A,通过第一支路71的第二冷却工质的流量占比为C/A,B/A和C/A可以为定值,也可以根据第一冷却工质的温度和第二冷却工质的温度中的至少一个通过二通阀63进行动态调整。此时,动力总成10内经过第二换热通道52的第二冷却工质的量减少,第二冷却工质和第一冷却工质的热交换作用减弱,可以通过电机发热快速升高第一冷却工质的温度。随着第一冷却工质的温度的升高,油泵3的功耗和减速器的搅油损耗降低,进而可以降低整车能耗。此时,可以降低油泵3的转速以降低第一冷却工质的流速。
结合图8以及图9c,当动力总成10处于下电模式,二通阀63处于第二工位且为最大开度,第一支路71被导通,第二换热通道52中几乎没有第二冷却工质流过。第二冷却工质经过第二散热通道102后进入第一支路71,可以认为第二冷却工质仅对电机控制器2散热,可以一定程度降低整车第二冷却回路L2的水阻,从而降低第二冷却回路L2中的水泵的能耗。此时,第二换热通道52内的第二冷却工质的流量为最小值。
如图10所示,旁通支路可以用于并联上述第二散热通道102,实现对第二散热通道102的旁通。为方便示意,此时的旁通支路包括第二支路72,该第二支路72的两端分别连接在第二散热通道102的入口和出口。第二冷却工质在经过电机控制器2时,具有第二支路72和第二散热通道102两个路径选择。当第二冷却工质通过第二散热通道102,可以对电机控制器2进行散热。当第二冷却工质通过第二支路72,可以对电机控制器2进行旁通。其中,第二支路72可以是单独的管路,也可以是集成在电机控制器2的壳体上。该动力总成10的控制阀可以被配置为控制调节第二冷却工质在第二支路72与第二散热通道102之间的流量分配。具体地,可以通过控制阀调控第二冷却工质的分配,以在需要的条件下,减小第二冷却工质的流阻。其中,控制阀对第二冷却工质在第二支路72与第二散热通道102之间的流量分配可以参照上述第一支路71与第二换热通道52之间的示例,都是通过阀体调节两条并联通道之间的流量调节,原理类似,此处不再示例说明。
如图11所示,旁通支路7用于分别并联第二散热通道102和第二换热通道52。为方便示意,此时的旁通支路7包括第一支路71和第二支路72,第一支路71的两端分别连接在第二换热通道52的入口和出口,第二支路72的两端分别连接在第二散热通道102的入口和出口。第二冷却工质在经过电机控制器2时,具有第二支路72和第二散热通道102两个路径选择。第二冷却工质在经过换热器5时,具有第一支路71和第二换热通道52两个路径选择。该动力总成10的控制阀被配置为控制调节第二冷却工质在第二支路72、第二散热通道102、第一支路71与第二换热通道52之间的流量分配。
基于图11所示的动力总成10的温度控制系统的基本架构,如图12所示的一种动力总成的温度控制系统结构,控制阀为四通阀64,该四通阀64具有四个开口,四个开口分别与第二散热通道102出口、第二换热通道52的入口、第一支路71的入口以及第二散热通道102的出口相连通。该四通阀64包括第一工位、第二工位和第三工位,四通阀64可以控制阀芯使得四通阀64可以在三个工位之间转换。其中,第二支路72可以为单独管路,也可以集成在电机控制器2本体上。
图13a示出了四通阀64处于第一工位的工作状态,此时四通阀64导通第二散热通道102和第二换热通道52,第二支路72和第一支路71被截止,第二冷却工质只能通过第二散热通道102和第二换热通道52。图13b示出了四通阀64处于第二工位的工作状态,此时四通阀64导通第二散热通道102与第一支路71,并截止第二换热通道52、第二支路72,第二冷却工质只能通过第二散热通道102、第一支路71。图13c示出了四通阀64处于第三工位的工作状态,此时四通阀64导通第二支路72与第一支路71,并截止第二散热通道102和第二换热通道52,第二冷却工质只能通过第二支路72、第一支路71。
结合图12以及图13a,当动力总成10处于上电模式,且满足第一冷却工质的温度高于第一温度和第二冷却工质的温度高于第二温度中的至少一个时,四通阀64处于第一工位,第二散热通道102和第二换热通道52导通,第二支路72、第一支路71被截止,第二冷却工质经过第二散热通道102的第二散热通道102后进入换热器5的第二换热通道52。第二冷却工质可以实现对电机控制器2的散热以及与第一冷却工质的换热。第二换热通道52内的第二冷却工质可以与第一冷却工质的换热降低第一冷却工质的温度,降温后的第一冷却工质在第一冷却回路L1流动进入动力模组1对电机和减速器进行散热润滑。此时,还可以提高油泵3的转速以提高第一冷却工质的流速。
结合图12以及图13b,当动力总成10处于上电模式,且满足第一冷却工质的温度低于第三温度和第二冷却工质的温度低于第四温度中的至少一个时,四通阀64处于第二工位,第二散热通道102和第一支路71导通,第二支路72、第二换热通道52被截止,第二冷却工质经过第二散热通道102后进入第一支路71,第二冷却工质仅对电机控制器2散热,可以一定程度降低整车第二冷却回路L2的水阻,从而降低第二冷却回路L2中的水泵的能耗。第一冷却工质和第二冷却工质不会发生换热,第一冷却工质可以被电机产生的热量加热而快速升高温度。随着油温的升高,油泵3功耗和减速器的搅油损耗降低,从而降低整车能耗。此时,还可以降低油泵3的转速以降低第一冷却工质的流速。
结合图12以及图13c,当动力总成10处于下电模式,四通阀64处于第三工位,第二支路72、第一支路71导通,第二散热通道102和第二换热通道52被截止,第二冷却工质经过第二支路72、第一支路71,不会经过电机控制器2的第二散热通道102和换热器5的第二换热通道52,实现对整个电机控制器2和换热器5的旁通,降低整车第二冷却回路L2的水阻,从而降低水泵能耗。此时,第二换热通道52内的第二冷却工质的流量为最小值。
综上,本申请实施例所提供的动力总成10,通过设置旁通支路,配合控制阀对第二冷却工质的分配进行调节,可以实现不同状态的水路切换和流量大小调节。具体地,在低温、低流量下降低通过第二换热通道52内的第二冷却工质流量,从而减少第一冷却工质和第二冷却工质的换热,使得电机生热能够更快速地升高第一冷却工质的温度,降低减速器搅油损失和油泵3功耗。在动力总成不工作状态时,导通旁通支路,可以降低整车水泵的功耗。
其中,换热器5的数量不限定,可以是上述实施例中的一个,也可以是多个。当换热器5数量为多个,多个换热器5可以是串联设置,也可以是并联设置,或者串并联混合设置。当多个换热器5串联,图14a示例了两个换热器5串联的架构,多个换热器5的第一换热通道51串联后与第一散热通道101串联形成第一冷却回路L1,第一冷却工质可以依次流过多个第一换热通道51。多个换热器5的第二换热通道52串联后与第二散热通道102串联形成第二冷却回路L2,第二冷却工质可以依次流过多个第二换热通道52。第一支路71可以并联于至少一个换热器5的第二换热通道52。
当多个换热器5并联,图14b示例了两个换热器5并联的架构,多个换热器5的第一换热通道51并联后与第一散热通道101串联形成第一冷却回路L1,第一冷却工质可以分为多路分别流过多个第一换热通道51。多个换热器5的第二换热通道52并联后与第二散热通道102串联形成第如图冷却回路L2,第二冷却工质可以分为多路分别流过多个第二换热通道52。第一支路71可以并联于至少一个换热器5的第二换热通道52。
基于上述动力总成10,本申请实施例还提供一种动力总成的温度控制方法,该温度控制方法可以用于控制上述动力总成10的温度。
如图15a所示,该温度控制方法包括:
S151:控制第一冷却工质流经第一散热通道和第一换热通道。
S152:控制第二冷却工质流经第二散热通道和第二换热通道。
S153:根据第一冷却工质的温度和第二冷却工质的温度中至少一个,控制旁通支路的流量。
其中,旁通支路的流量控制通过控制阀调节控制,S151、S152没有先后顺序之分。
具体地,当旁通支路包括第一支路71,第一支路71用于并联第二换热通道52,如图15b所示,上述S153包括:
S1531:响应于第一冷却工质温度高于第一温度和第二冷却工质的温度高于第二温度中至少一个条件,减少第一支路中所述第二冷却工质的流量。
S1532:响应于第一冷却工质温度低于第三温度和第二冷却工质的温度低于第四温度中至少一个条件,增大第一支路中第二冷却工质的流量。
其中,第三温度低于或等于第一温度,第四温度低于或等于第二温度。第一冷却工质的温度可以通过温度传感器监测,也可以通过系统软件后台估算。类似地,第二冷却工质的温度也可以通过温度传感器监测或系统软件后台估算。
此外,动力总成10包括油泵3,油泵3用于驱动第一冷却工质流经第一散热通道101和第一换热通道51。如图15c所示,上述S153包括还可以包括:
S1533:响应于第一冷却工质的温度高于第一温度和第二冷却工质的温度高于第二温度中至少一个条件,提高油泵的转速。
S1534:响应于第一冷却工质的温度低于第三温度和第二冷却工质的温度低于第四温度中至少一个条件,降低油泵的转速。
应当理解,对油泵3的转速调节的时机不做限定,油泵3是否进行转速调节仅与第一冷却工质的温度和第二冷却工质的温度中的至少一个相关。也就是说,S1533可能发生在S1531之前,也可能发生在S1531之后,或者,S1533和S1531也可以并行同步处理。S1534可能发生在S1532之前,也可能发生在S1532之后,或者,S1534和S1532也可以并行同步处理。
基于此,当旁通支路包括第二支路72,第二支路72并联第二散热通道102,上述温度控制方法还包括:响应于动力总成处于下电状态,减少第二冷却工质在第二散热通道102内的流量,可以减小第二冷却回路L2的水阻,降低水泵的能耗。
本申请实施例中,控制阀的结构以及设置位置有多种实现方式,基于不同的控制阀,温度控制方法也不同。
结合图4、图5a至图5c以及图6、图7a至图7c所示,当控制阀为三通阀61或三通阀62,控制阀增大第二冷却工质在第二换热通道52中的流量并减少第二冷却工质在第一支路71中的流量时,可以导通第二换热通道52并截止第一支路71;或者,导通第一支路71、第二换热通道52,并调节控制阀的开度以减少第一支路71内的流量使得第二换热通道52内第二冷却工质的流量增大。增大第二冷却工质在第一支路71中的流量并减少第二冷却工质在第二换热通道52中的流量时,可以是导通第一支路71并截止第二换热通道52,或者,是导通第一支路71、第二换热通道52,并调节控制阀的开度以减小第二换热通道52内第二冷却工质的流量使得第一支路71内的流量增大。
结合图8、图9a至图9c所示,当控制阀为二通阀63,控制阀增大第二冷却工质在第二换热通道52中的流量并减少第二冷却工质在第一支路71中的流量时,可以调节控制阀截止第一支路71,使得第二冷却工质只能走第二换热通道52;或者调节控制阀导通第一支路71并调节控制阀的开度以减小第二冷却工质在第一支路71内的流量至最小值。增大第二冷却工质在第一支路71中的流量并减少第二冷却工质在第二换热通道52中的流量时,可以调节控制阀导通第一支路71,并调节控制阀的开度以增大第一支路71内第二冷却工质的流量使得第二换热通道52内第二冷却工质的流量减小至最小值。
结合图11、图12、图13a至图13c所示,当控制阀为四通阀64,增大第二冷却工质在第二换热通道52中的流量并减少第二冷却工质在第一支路71中的流量时,可以调节控制阀导通第二散热通道102和第二换热通道52并截止第一支路71和第二支路72,使得第二冷却工质经过第二散热通道102和第二换热通道52。增大第二冷却工质在第一支路71中的流量并减少第二冷却工质在第二换热通道52中的流量时,可以调节控制阀导通第二散热通道102和第一支路71并截止第二换热通道52和第二支路72,使得第二冷却工质经过第二散热通道102和第一支路71,或者,调节控制阀导通第二支路72和第一支路71并截止第二散热通道102和第二换热通道52,使得第二冷却工质经过第二支路72和第一支路71。
在旁通支路包括第一支路71,第一支路71并联于第二换热通道52时,结合图16,对本申请实施例提供的动力总成的温度控制方法的其中一种实施方式进行示例性说明。具体地,该温度控制方法包括:
S1601:判断动力总成是否处于上电模式。若是,则执行S1602,否则,执行S1606。
S1602:判断第一冷却工质的温度是否高于第一温度和第二冷却工质的温度是否高于第二温度中的至少一个,若是,则执行S1603,否则,执行步骤S1604。
S1603:增大第二冷却工质在第二换热通道中的流量并减少第二冷却工质在第一支路71中的流量。
S1604:判断第一冷却工质的温度是否低于第三温度和第二冷却工质的温度是否低于第四温度中的至少一个。
S1606:增大第二冷却工质在第一支路中的流量并减少第二冷却工质在第二换热通道中的流量。
其中,在S1601中,可以根据整车的运行状态得到动力总成10是否处于上电模式,上电模式指的是动力总成10处于工作状态。当动力总成10处于非上电模式,动力总成10即为下电模式,动力总成10处于停机状态。若动力总成处于非上电模式,即动力总成处于下电模式,此时执行S1606可以减小第二冷却回路L2中的水阻以降低水泵能耗。
在S1602中,第一冷却工质的温度可以通过温度传感器监测也可以通过后台软件估算得到,第二冷却工质的温度也可以通过温度传感器监测也可以通过后台软件估算得到。第一冷却工质的温度高于第一温度、第二冷却工质的温度高于第二温度、第一冷却工质的温度高于第一温度且第二冷却工质的温度高于第二温度三种情况,只要满足其中一个就可以执行S1603。
确定第一冷却工质的温度高于第一温度和第二冷却工质的温度高于第二温度中至少一个条件,此时需要对第一冷却回路L1中的第一冷却工质进行降温以实现对电机、减速器的良好散热,执行S1603可以使第二冷却工质在第二换热通道52中的流量增大,提高第二冷却工质与第一冷却工质在换热器5内的换热效率,加快对第一冷却工质的散热。
若第一冷却工质的温度不高于第一温度且第二冷却工质的温度不高于第二温度,执行S1604。第一冷却工质的温度低于第三温度、第二冷却工质的温度低于第四温度、第一冷却工质的温度低于第三温度且第二冷却工质的温度低于第四温度三种情况,只要满足其中一个就可以执行S1605。
确定第一冷却工质的温度低于第三温度和第二冷却工质的温度低于第四温度中至少一个条件,此时需要对第一冷却回路L1中的第一冷却工质进行升温以防止油阻过大,执行S1605可以减小第一冷却工质与第二冷却工质的换热,有利于快速升高第一冷却工质的温度,从而降低油阻,减小油泵功耗以及搅油能量损失,提升整车续航能力。若执行S1604后,确定第一冷却工质的温度不低于第三温度,可以继续执行步骤S1601对整车温度控制系统进行控制。
应当理解,上述温度控制方法中的S1602和S1604的顺序可以互换,也就是说可以先执行S1604判断第一冷却工质的温度是否低于第三温度和第二冷却工质是否低于第四温度中至少一个,若是,执行S1603。否则,再执行S1602判断第一冷却工质的温度是否高于第一温度和第二冷却工质是否高于第二温度中至少一个。
在一些实施例中,可以根据第一冷却工质的温度和第二冷却工质的温度中至少一个条件调节油泵3的转速。如图17a所示,执行S1603后,可以执行S1607:提高油泵转速。执行S1605之前,可以执行S1608:降低油泵转速。即通过油泵3与控制阀配合对动力总成10进行温度控制。在另一些实施例中,如图17b所示,执行S1603后对油泵3不做调整,而在执行S1605之前执行S1608降低油泵3的转速。又或者,如图17c所示,执行S1603后执行S1607提高油泵3的转速,而在执行S1605之前不对油泵3做调整。
结合图4、图5a至图5c以及图6、图7a至图7c所示,当控制阀为三通阀61或三通阀62,控制阀具有导通第二冷却回路L2与第二换热通道52并截止第一支路71的第一工位、导通第二冷却回路L2与第二换热通道52和第一支路71连的第二工位以及导通第二冷却回路L2与第一支路71并截止第二换热通道52的第三工位。
S1603中增大第二冷却工质在第二换热通道52中的流量并减少第二冷却工质在第一支路71中的流量时,可以调节控制阀至第一工位,导通第二换热通道52并截止第一支路71,此时第二冷却工质通过第二散热通道102和第二换热通道52,实现对电机控制器2的散热以及第一冷却工质与第二冷却工质的换热,第一冷却工质温度降低可以为电机和减速器散热。或者,可以调节控制阀至第二工位,导通第一支路71、第二换热通道52,并调节控制阀的开度以减少第一支路71内的流量使得第二换热通道52内第二冷却工质的流量增大,第二冷却工质与第一冷却工质的换热效果增强,实现对电机控制器2与电机、减速器的冷却。
S1605中增大第二冷却工质在第一支路71中的流量并减少第二冷却工质在第二换热通52道中的流量时,可以调节控制阀至第三工位导通第一支路71并截止第二换热通道52,此时第二冷却工质通过第二散热通道102和第一支路71,第二冷却工质不会经过换热器5与第一冷却工质进行热交换,可以实现第一冷却工质的快速升温。随着第一冷却工质的温度升高,油泵3的损耗和减速器的搅油损耗降低,可以降低整车能耗。或者,可以调节控制阀至第二工位,导通所述第二冷却回路与第一支路71、第二换热通道52,并调节控制阀的开度以减小第二换热通道52内第二冷却工质的流量使得第一支路71内的流量增大,减少第二冷却工质进入换热器5的流量,减弱第二冷却工质与第一冷却工质的换热作用,有利于快递提升第一冷却工质的温度。
结合图8、图9a至图9c所示,当控制阀为二通阀63,控制阀具有截止第一支路71的第一工位以及导通第一支路71的第二工位。
S1603中增大第二冷却工质在第二换热通道52中的流量并减少第二冷却工质在第一支路71中的流量时,可以调节控制阀质第一工位,截止第一支路71,第二冷却工质经过第二散热通道102和第二换热通道52,实现对电机控制器2的散热以及第一冷却工质与第二冷却工质的换热,第一冷却工质温度降低可以为电机和减速器散热。或者,调节控制阀至第二工位,导通第一支路71并调节控制阀的开度以减小第二冷却工质在第一支路71内的流量至最小值,使得第二冷却工质更大量地进入换热器5与第一冷却工质进行换热,为第一冷却工质降温。
S1605中增大第二冷却工质在第一支路71中的流量并减少第二冷却工质在第二换热通52道中的流量时,可以调节控制阀至第二工位,导通第一支路71,并调节控制阀的开度以增大第一支路71内第二冷却工质的流量使得第二换热通道52内第二冷却工质的流量减小至最小值。减少第二冷却工质进入换热器5的流量,减弱第二冷却工质与第一冷却工质的换热作用,有利于快速提升第一冷却工质的温度。随着第一冷却工质的温度升高,油泵3的损耗和减速器的搅油损耗降低,可以降低整车能耗。
结合图11、图12、图13a至图13c所示,当控制阀为四通阀64,四通阀64包括导通第二散热通道102和第二换热通道52并截止第二支路72和第一支路71的第一工位、导通第二散热通道102与第一支路71并截止第二换热通道52和第二支路72的第二工位以及导通第二支路72与第一支路71并截止第二散热通道102和第二换热通道52的第三工位。
S1603中增大第二冷却工质在第二换热通道52中的流量并减少第二冷却工质在第一支路71中的流量时,可以调节控制阀至第一工位,导通第二散热通道102和第二换热通道52并截止第一支路71和第二支路72,使得第二冷却工质经过第二散热通道102和第二换热通道52。实现对电机控制器2的散热以及第一冷却工质与第二冷却工质的换热,第一冷却工质温度降低可以为电机和减速器散热。
S1605中增大第二冷却工质在第一支路71中的流量并减少第二冷却工质在第二换热通道52中的流量时,以调节控制阀至第二工位,导通第二散热通道102和第一支路71并截止第二换热通道52和第二支路72,使得第二冷却工质经过第二散热通道102和第一支路71,第二冷却工质不会进入换热器5的流量,有利于快速提升第一冷却工质的温度。随着第一冷却工质的温度升高,油泵3的损耗和减速器的搅油损耗降低,可以降低整车能耗。或者,调节控制阀至第三工位,导通第二支路72和第一支路71并截止第二散热通道102和第二换热通道52,使得第二冷却工质经过第二支路72和第一支路71,实现对整个电机控制器2和换热器5的旁通,降低整车第二冷却回路L2的水阻,从而降低水泵能耗。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (15)
1.一种多合一的动力总成,其特征在于,所述动力总成包括第一散热通道、第二散热通道、换热器、旁通支路及控制阀,所述换热器包括第一换热通道、第二换热通道,其中:
所述第一散热通道用于为所述动力总成的电机散热,所述第一散热通道与所述第一换热通道串联形成第一冷却回路,所述第一冷却回路用于流通第一冷却工质;
所述第二散热通道用于为所述动力总成的电机控制器散热,所述第二散热通道与所述第二换热通道串联形成第二冷却回路,所述第二冷却回路用于流通第二冷却工质;
所述旁通支路用于并联所述第二散热通道或所述第二换热通道,或,所述旁通支路用于分别并联所述第二散热通道和所述第二换热通道;
所述控制阀用于根据所述第一冷却工质的温度和所述第二冷却工质的温度中至少一个控制调节所述第二散热通道和所述第二换热通道中至少一个和所述旁通支路的流量分配。
2.如权利要求1所述的动力总成,其特征在于,在所述动力总成处于上电模式时,当满足所述第一冷却工质的温度高于第一温度和所述第二冷却工质的温度高于第二温度中至少一个条件,所述控制阀增大所述第二换热通道内第二冷却工质的流量;
当满足所述第一冷却工质的温度低于第三温度和所述第二冷却工质的温度低于第四温度中至少一个条件,所述控制阀减小所述第二换热通道内第二冷却工质的流量;
其中,所述第三温度低于或等于第一温度,所述第四温度低于或等于第二温度。
3.如权利要求1或2所述的动力总成,其特征在于,所述旁通支路包括第一支路,所述第一支路并联于所述第二换热通道;
所述控制阀用于控制调节所述第一支路与所述第二换热通道之间的流量分配。
4.如权利要求3所述的动力总成,其特征在于,所述控制阀包括三个开口,三个所述开口分别与所述第二换热通道的入口、所述第一支路的入口和所述第二散热通道的出口相连通,或,三个所述开口分别与所述第二换热通道的出口、所述第一支路的出口和所述第二散热通道的入口相连通;
所述控制阀包括第一工位、第二工位和第三工位;
当所述控制阀处于所述第一工位,所述控制阀导通所述第二散热通道与所述第二换热通道并截止所述第一支路;
当所述控制阀处于所述第二工位,所述控制阀导通所述第二散热通道与所述第二换热通道、所述第一支路;
当所述控制阀处于所述第三工位,所述控制阀导通所述第二散热通道与所述第一支路并截止所述第二换热通道;
所述控制阀用于在所述第一工位、所述第二工位与所述第三工位之间切换以控制调节所述第一支路与所述第二换热通道之间的流量分配。
5.如权利要求3所述的动力总成,其特征在于,所述控制阀包括两个开口,两个所述开口串联接入所述第一支路;
所述控制阀包括关闭所述第一支路的第一工位和导通所述第一支路的第二工位,所述控制阀用于在所述第一工位和所述第二工位之间切换以控制调节所述第一支路流量大小。
6.如权利要求1或2所述的动力总成,其特征在于,所述旁通支路包括第一支路和第二支路,所述第一支路并联于所述第二换热通道,所述第二支路并联于所述第二散热通道;
所述控制阀用于控制调节所述第一支路与所述第二换热通道之间的流量分配以及所述第二支路与所述第二散热通道之间的流量分配。
7.如权利要求6所述的动力总成,其特征在于,所述控制阀包括四个开口,四个所述开口分别与所述第二散热通道的出口、所述第二换热通道的入口、所述第一支路的入口以及所述第二支路的出口相连通;
所述控制阀包括第一工位、第二工位和第三工位;
当所述控制阀处于所述第一工位,所述控制阀导通所述第二散热通道和所述第二换热通道,并截止所述第一支路以及所述第二支路;
当所述控制阀处于所述第二工位,所述控制阀导通所述第二散热通道和所述第一支路,并截止所述第二换热通道以及所述第二支路;
当所述控制阀处于所述第三工位,所述控制阀导通所述第二支路以及所述第一支路,并截止所述第二散热通道和所述第二换热通道;
所述控制阀用于在所述第一工位、所述第二工位与所述第三工位之间切换以控制调节所述第一支路、所述第二支路、所述第二散热通道以及所述第二换热通道之间的流量分配。
8.如权利要求2-7中任一项所述的动力总成,其特征在于,所述动力总成包括油泵,当所述电机控制器处于上电模式,所述油泵用于:
响应于所述第一冷却工质的温度高于第一温度和所述第二冷却工质的温度高于第二温度中至少一个条件,提高转速;
响应于所述第一冷却工质的温度低于第三温度和所述第二冷却工质的温度低于第四温度中至少一个条件,降低转速。
9.如权利要求1-8任一项所述的动力总成,其特征在于,所述换热器的数量为多个;
多个所述换热器的所述第一换热通道串联后与所述第一散热通道串联形成所述第一冷却回路,多个所述换热器的所述第二换热通道串联后与所述第二散热通道串联形成所述第二冷却回路;
或,多个所述换热器的所述第一换热通道并联后与所述第一散热通道串联形成所述第一冷却回路,多个所述换热器的所述第二换热通道并联后与所述第二散热通道串联形成所述第二冷却回路。
10.一种动力总成的温度控制方法,其特征在于,所述动力总成包括第一散热通道、第二散热通道、旁通支路和换热器,所述换热器包括第一换热通道和第二换热通道,所述第一散热通道用于为所述动力总成的电机散热,所述第二散热通道用于为所述动力总成的电机控制器散热,所述旁通支路用于并联所述第二散热通道或所述第二换热通道、或用于分别并联所述第二散热通道和所述第二换热通道,所述温度控制方法包括:
控制第一冷却工质流经所述第一散热通道和所述第一换热通道;
控制第二冷却工质流经所述第二散热通道和所述第二换热通道;
根据所述第一冷却工质的温度和所述第二冷却工质的温度中至少一个控制所述旁通支路的流量。
11.如权利要求10所述的温度控制方法,其特征在于,所述旁通支路包括第一支路,所述第一支路用于并联所述第二换热通道,所述温度控制方法包括:
响应于所述第一冷却工质温度高于第一温度和所述第二冷却工质的温度高于第二温度中至少一个条件,减少所述第一支路中所述第二冷却工质的流量;
响应于所述第一冷却工质温度低于第三温度和所述第二冷却工质的温度低于第四温度中至少一个条件,增大所述第一支路中所述第二冷却工质的流量;
其中,所述第三温度低于或等于所述第一温度,所述第四温度低于或等于所述第二温度。
12.如权利要求10或11所述的温度控制方法,其特征在于,所述动力总成包括油泵,所述油泵用于驱动所述第一冷却工质流经第一散热通道和第一换热通道,所述温度控制方法还包括:
响应于所述第一冷却工质的温度高于第一温度和所述第二冷却工质的温度高于第二温度中至少一个条件,提高所述油泵的转速;
响应于所述第一冷却工质的温度低于第三温度和所述第二冷却工质的温度低于第四温度中至少一个条件,则降低所述油泵的转速。
13.如权利要求10-12任一项所述的温度控制方法,其特征在于,所述温度控制方法还包括:
响应于所述动力总成中所述电机控制器处于下电状态,减少所述第二冷却工质在第二换热通道中的流量。
14.如权利要求13所述的温度控制方法,其特征在于,所述旁通支路包括第二支路,所述第二支路并联所述第二散热通道,所述温度控制方法还包括:
响应于所述动力总成中所述电机控制器处于下电状态,减少所述第二冷却工质在所述第二散热通道内的流量。
15.一种车辆,其特征在于,包括车轮以及如权利要求1-9任一项所述的动力总成,所述动力总成的动力输出端传动连接所述车轮。
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