DE102015216489A1

DE102015216489A1 - System und verfahren zum kühlen eines elektrofahrzeugs

Info

Publication number: DE102015216489A1
Application number: DE102015216489.6A
Authority: DE
Inventors: Tae Hee Jung; Tae Young Chung; Moo Yeon Lee; Jae Hyeong Seo
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp; Research Foundation for Industry Academy Cooperation of Dong A University
Current assignee: Hyundai Motor Co; Research Foundation for Industry Academy Cooperation of Dong A University; Kia Corp
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2016-06-09
Also published as: KR20160069848A; CN105667298B; KR101679927B1; US20160159246A1; US9796292B2; CN105667298A

Abstract

Ein System zum Kühlen eines Fahrzeugs mit einer Leistungsumwandlungskomponente, einem Motor, einem Kühler, einer elektronischen Wasserpumpe und einer Kühleinheit, die die Leistungsumwandlungskomponente kühlt, enthält Folgendes: eine Klimatisierungseinheit, die konfiguriert ist, um mit der Kühleinheit verbunden zu sein, um eine Klimatisierung des Fahrzeugs durchzuführen; einen Temperatursensor, der zum Abtasten einer Temperatur von Luft in der Klimatisierungseinheit konfiguriert ist; einen Kühlwasser-Temperatursensor, der zum Abtasten einer Temperatur von Kühlwasser konfiguriert ist, das in der Kühleinheit strömt; und eine Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung, die zum Berechnen einer als Ziel gesetzten Luftströmungsrate und einer als Ziel gesetzten Kühlwasserströmungsrate konfiguriert ist, um das Kühlen der Kühleinheit zu steuern.

Description

HINTERGRUND
(a) Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und Verfahren zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs und genauer eine Anordnung zum Verbessern des Wirkungsgrades eines Kühlsystems und Verringern des Leistungsverbrauches durch automatisches Steuern einer Geschwindigkeit eines Gebläses eines Kühlers und einer Antriebsgeschwindigkeit einer elektronischen Wasserpumpe.
(b) Beschreibung der verwandten Technik
Im Allgemeinen wurde ein Elektrofahrzeug zum Zweck des Verringerns einer Luftverschmutzung und Ersetzen einer begrenzten Fluidenergie durch eine neue Energiequelle, die einen Motor mit Leistung einer Batterie antreibt, entwickelt, um ein Fahrverhalten bei einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit oder höher sicherzustellen.
Das Elektrofahrzeug ist konfiguriert, um eine Batterie, die elektrische Energie erzeugt, und ein Motorantriebssystem zu enthalten, das von der Batterie erzeugte elektrische Energie dem Motor zuführt.
Das Motorantriebssystem des Elektrofahrzeugs ist konfiguriert, um einen Wechselrichter, einen Wandler, eine Motorsteuereinheit, einen Motor, ein fahrzeuginternes Ladegerät (OBC; engl. on-board charger), Leistungsumwandlungskomponenten etc. zu enthalten, wobei die Leistungsumwandlungskomponenten Geräte sind, die Hochtemperaturwärme erzeugen, das OBC Wärme zum Zeitpunkt des Ladens erzeugt und der Wechselrichter, der Wandler, die Motorsteuereinheit und der Motor Wärme während des Antreibens bzw. während der Ansteuerung und zum Zeitpunkt des Betätigens elektronischer Teile erzeugen.
Die Wärmeerzeugung wirkt sich nachteilig auf die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der Leistungsumwandlungskomponenten aus und enthält daher ein Kühlsystem zum Lösen eines Problems der Wärmeerzeugung.
Als verwandte Technik gibt es Technologien zum Bestimmen eines Ausgangsströmungsratenwertes einer elektronischen Wasserpumpe unter Verwendung einer Vielzahl von Temperatursensoren in elektronischen Vorrichtungen und Verhindern einer unzureichenden Kühlung der elektronischen Vorrichtungen, Steuern einer Betätigung einer elektrischen Pumpe unter Verwendung einer Motorsteuereinheit, Steuern einer Betätigung des Motors, um eine an die bestehende Hauptsteuereinheit angelegte Last zu verteilen, und, wenn die elektrische Pumpe nicht durch die Motorsteuereinheit gesteuert wird, Steuern der elektrischen Pumpe unter Verwendung der Hauptsteuereinheit.
Bestehende Technologien liefern eine Kühlsteuerung, aber berücksichtigen nicht ein Problem eines erhöhten Leistungsverbrauches aufgrund des Unterkühlens.
ZUSAMMENFASSSUNG
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung liefert ein System und Verfahren zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs, die zum Verbessern einer Kühleffizienz und Verringern eines Leistungsverbrauches durch automatisches Steuern einer Geschwindigkeit eines Kühlgebläses eines Kühlers und einer Antriebsgeschwindigkeit einer elektronischen Wasserpumpe durch Berechnen einer erforderten Kühlwasserströmungsrate und einer erforderten Luftströmungsrate fähig sind.
Nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein System zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs mit einer Leistungsumwandlungskomponente, einem Motor, einem Kühler, einer elektronischen Wasserpumpe und einer Kühleinheit, die die Leistungsumwandlungskomponente kühlt, Folgendes: eine Klimatisierungseinheit, die konfiguriert ist, um mit der Kühleinheit ineinanderzugreifen bzw. verbunden zu sein, um eine Klimatisierung des Fahrzeugs durchzuführen; einen Temperatursensor, der zum Abtasten einer Temperatur von Luft in der Klimatisierungseinheit konfiguriert ist; einen Kühlwasser-Temperatursensor, der zum Abtasten einer Temperatur von Kühlwasser konfiguriert ist, das in der Kühleinheit strömt; und eine Steuereinrichtung zur Kühlsteuerung bzw. Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung, die zum Berechnen einer als Ziel gesetzten Luftströmungsrate und einer als Ziel gesetzten Kühlwasserströmungsrate konfiguriert ist, um das Kühlen der Kühleinheit zu steuern.
Das System kann ferner Folgendes enthalten: einen Windgeschwindigkeitssensor, der zum Abtasten einer Windgeschwindigkeit von Luft konfiguriert ist, die in die Klimatisierungseinheit gelangt.
Der Windgeschwindigkeitssensor kann an einem Eingangsanschluss der Klimatisierungseinheit angeordnet sein.
Der Temperatursensor kann an einem Eingangsanschluss der Klimatisierungseinheit angeordnet sein.
Der Temperatursensor kann zwischen der Klimatisierungseinheit und dem Kühler angeordnet sein.
Der Kühlwasser-Temperatursensor kann Folgendes enthalten: einen ersten Kühlwasser-Temperatursensor, der konfiguriert ist, um an einer Eingangsseite des Kühlers angeordnet zu sein; und einen zweiten Kühlwasser-Temperatursensor, der konfiguriert ist, um an einer Ausgangsseite des Kühlers angeordnet zu sein.
Der Kühlwasser-Temperatursensor kann Folgendes enthalten: einen ersten Kühlwasser-Temperatursensor, der konfiguriert ist, um an einer Ausgangsseite der elektronischen Wasserpumpe angeordnet zu sein; und einen zweiten Kühlwasser-Temperatursensor, der konfiguriert ist, um an einer Ausgangsseite des Motors angeordnet zu sein.
Die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung kann Eigenschaftswerte des Kühlwassers an einer Einlassseite des Kühlers, eine Temperaturdifferenz zwischen der Einlassseite und einer Auslassseite des Kühlers und einen Wärmewert der Leistungsumwandlungskomponente verwenden, um die als Ziel gesetzte Kühlwasserströmungsrate zu berechnen, so dass, wenn eine Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente gleich einer voreingestellten Sicherheitstemperatur oder höher als dieselbe ist und sich das Fahrzeug in einem Fahrmodus befindet, die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung eine Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe abhängig von der als Ziel gesetzten Kühlwasserströmungsrate bestimmen kann.
Die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung kann die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate berechnen, um ein Niveau bzw. eine Stufe des Kühlergebläses abhängig von der als Ziel gesetzten Luftströmungsrate zu steuern, wenn eine gegenwärtige Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe ein Höchstwert ist oder eine Temperatur des Kühlwassers an der Auslassseite des Kühlers gleich einer maximal erforderten Temperatur oder höher als dieselbe ist.
Die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung kann Eigenschaftswerte des Kühlwassers der Einlassseite des Kühlers, eine Windgeschwindigkeit und eine Temperatur von Luft, die in die Klimatisierungseinheit gelangt, eine Temperatur des Kühlwassers der Einlassseite des Kühlers und den Wärmewert der Leistungsumwandlungskomponente verwenden, um die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate zu berechnen.
Die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung kann die Eigenschaftswerte des Kühlwassers der Einlassseite des Kühlers, eine Zwischentemperatur zwischen dem Kühler und der Klimatisierungseinheit, einen Wärmewert der Leistungsumwandlungskomponente und eine Temperatur des Kühlwassers an der Einlassseite des Kühlers verwenden, um die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate zu berechnen.
Die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung kann die Stufe des Kühlergebläses auf eine erste Stufe einstellen, wenn die gegenwärtige Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe der Höchstwert ist oder die Temperatur des Kühlwassers der Auslassseite des Kühlers gleich einer maximal erforderten Temperatur oder höher als dieselbe ist, und stellt dann eine Stufe des Kühlergebläses auf eine zweite Stufe ein, wenn die Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente oder des Kühlwassers der Auslassseite des Kühlers erhöht wird.
Nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Kühlverfahren eines Systems zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs mit einer Klimatisierungseinheit, einer Leistungsumwandlungskomponente, einem Motor, einem Kühler und einer elektronischen Wasserpumpe und mit einer Kühleinheit, um die Leistungsumwandlungskomponente zu kühlen, Folgendes enthalten: Bestimmen, ob eine Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente gleich einer Sicherheitstemperatur oder höher als dieselbe ist und sich ein Fahrzeug in einer Fahrmodus-Bedingung befindet, Berechen einer als Ziel gesetzten Kühlwasserströmungsrate, wenn eine Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente gleich der Sicherheitstemperatur oder höher als dieselbe ist und sich das Fahrzeug in der Fahrmodus-Bedingung befindet, um ein Antreiben der elektronischen Wasserpumpe abhängig von der als Ziel gesetzten Kühlwasserströmungsrate zu steuern; und Steuern eines Gebläses des Kühlers, wenn die elektronische Wasserpumpe maximal angetrieben wird oder eine Temperatur des Kühlwassers an einer Auslassseite des Kühlers gleich einer maximal erforderten Temperatur oder höher als dieselbe ist.
Das Steuern des Gebläses des Kühlers kann Folgendes enthalten: Verwenden von Eigenschaftswerten des Kühlwassers einer Einlassseite des Kühlers, einer Windgeschwindigkeit und einer Temperatur von Luft, die in die Klimatisierungseinheit gelangt, einer Temperatur von Kühlwasser der Einlassseite des Kühlers und eines Wärmewertes der Leistungsumwandlungskomponente, um die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate zu berechnen; und Steuern einer Stufe des Kühlergebläses unter Verwendung der als Ziel gesetzten Luftströmungsrate.
Das Steuern des Kühlergebläses kann Folgendes enthalten: Verwenden von Eigenschaftswerten des Kühlwassers der Einlassseite des Kühlers, einer Zwischentemperatur zwischen dem Kühler und der Klimatisierungseinheit, eines Wärmewertes der Leistungsumwandlungskomponente und einer Temperatur des Kühlwassers an der Einlassseite des Kühlers, um die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate zu berechnen; und Steuern einer Stufe des Kühlergebläses unter Verwendung der als Ziel gesetzten Luftströmungsrate.
Das Steuern des Kühlergebläses kann Folgendes enthalten: Bestimmen, ob eine gegenwärtige Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe ein Höchstwert ist oder eine Temperatur des Kühlwassers an einer Auslassseite des Kühlers gleich einer maximal erforderten Temperatur oder höher als dieselbe ist; Einstellen einer Stufe des Kühlergebläses auf eine erste Stufe, wenn die gegenwärtige Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe der Höchstwert ist oder die Temperatur des Kühlwassers an der Auslassseite des Kühlers gleich der maximal erforderten Temperatur oder höher als dieselbe ist; und Einstellen der Stufe des Kühlergebläses auf eine zweite Stufe, wenn die Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente oder die Temperatur des Kühlwassers an der Auslassseite des Kühlers erhöht wird.
Ein nicht-transitorisches computerlesbares Medium, das Programmbefehle enthält die durch einen Prozessor ausgeführt werden, kann Folgendes enthalten: Programmbefehle, die bestimmen, ob eine Temperatur einer Leistungsumwandlungskomponente gleich einer Sicherheitstemperatur oder höher als dieselbe ist und sich ein Fahrzeug in einer Fahrmodus-Bedingung befindet; Programmbefehle, die eine als Ziel gesetzte Kühlwasserströmungsrate berechnen, wenn die Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente gleich der Sicherheitstemperatur oder höher als dieselbe ist und sich das Fahrzeug in der Fahrmodus-Bedingung befindet, um ein Antreiben einer elektronischen Wasserpumpe abhängig von der als Ziel gesetzten Kühlwasserströmungsrate zu steuern; und Programmbefehle, die ein Gebläse eines Kühlers steuern, wenn die elektronische Wasserpumpe maximal angetrieben wird oder eine Temperatur des Kühlwassers an einer Auslassseite des Kühlers gleich einer maximal erforderten Temperatur oder höher als dieselbe ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die oben erwähnten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlicher sein.
1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Systems zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Systems zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Systems zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Systems zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein Graph, der Kühlsteuerungs-Bedingungen nach der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
6 ist ein Ablaufplan, der ein Kühlsteuerverfahren des Systems zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der ersten beispielhaften Ausführungsform der 1 veranschaulicht; und
7 ist ein Ablaufplan, der ein Kühlsteuerverfahren des Systems zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der dritten beispielhaften Ausführungsform der 3 veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben werden, so dass jemand mit technischen Fähigkeiten die vorliegende Erfindung leicht ausüben kann.
Es ist klar, dass der Ausdruck „Fahrzeug” oder „Fahrzeug-” oder ein anderer ähnlicher Ausdruck, der hierin verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen enthält, wie beispielsweise Personenkraftwagen, die Geländefahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene Geschäftswagen enthalten, Wasserfahrzeuge, die eine Vielzahl von Booten und Schiffen enthalten, Luftfahrzeuge und Ähnliches, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere Fahrzeuge mit alternativen Brennstoffen enthält (z. B. Brennstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl gewonnen werden). Wie hierin bezeichnet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Leistungsquellen aufweist, wie beispielsweise sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch betriebene Fahrzeuge.
Die hierin verwendete Terminologie dient nur zum Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine” und „der/die/das” auch die Pluralformen enthalten, sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar erkennen lässt. Es wird zudem klar sein, dass die Ausdrücke „weist auf” und/oder „aufweisend”, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, enthält der Ausdruck „und/oder” jedes beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten, aufgelisteten Elemente. Sofern nicht ausdrücklich gegenteilig beschrieben, werden überall in der Beschreibung das Wort „aufweisen” und Variationen, wie beispielsweise „weist auf” und „aufweisend”, verstanden werden, den Einschluss der genannten Elemente, aber nicht den Ausschluss irgendwelcher anderer Elemente zu enthalten. Zudem bedeuten die Ausdrücke „Einheit”, „-er” bzw. ”-einrichtung” bzw. „-gerät”, „-or” und ”Modul”, die in der Beschreibung beschrieben sind, Einheiten zum Verarbeiten von zumindest einer Funktion und Operation und können durch Hardwarekomponenten oder Softwarekomponenten und Kombinationen derselben implementiert werden.
Zudem kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nicht-transitorische computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Datenträger ausgeführt werden, der ausführbare Programmbefehle enthält, die durch einen Prozessor, eine Steuereinrichtung oder Ähnliches ausgeführt werden. Beispiele computerlesbarer Datenträger enthalten Festwertspeicher, Direktzugriffsspeicher, Compact-Disc-Festwertspeicher (CD-ROMs), Magnetbänder, Disketten, Flash-Laufwerke, Chipkarten und optische Datenspeichervorrichtungen, sind aber nicht darauf beschränkt. Das computerlesbare Medium kann auch in netzwerkgekoppelten Computersystemen verteilt sein, so dass das computerlesbare Medium auf verteilte Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. durch einen Telematikserver oder ein Controller Area Network (CAN).
Die vorliegende Erfindung offenbart eine Steuertechnologie zum Verwenden eines einzigen Kühlers und einer elektronischen Wasserpumpe, um Leistungsumwandlungskomponenten in einem Antriebssystem eines Elektrofahrzeugs effektiv zu kühlen, das konfiguriert ist, um einen Wechselrichter, einen Motor, eine Motorsteuereinheit, ein fahrzeuginternes Ladegerät (OBC) und verwandte Komponenten zu enthalten.
Ferner offenbart die vorliegende Erfindung eine Kühlsteuerungstechnologie basierend auf einem Konzept eines thermischen Gleichgewichts, dass eine Wärmeabsorptionsmenge von Leistungsteilen gleich einer Wärmeerzeugungsmenge des Gebläses des Kühlers ist.
Nachstehend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die 1 bis 7 detailliert beschrieben werden.
1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Systems zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der ersten beispielhaften Ausführungsform berechnet einen tatsächlichen Wärmewert eines Kühlers durch Subtrahieren eines Wärmewertes eines A/C-Kondensators 10 von einer Kühlleistung bzw. Kühlkapazität (cooling capacity) zwischen dem A/C-Kondensator 10 und einem Kühler 1. Insbesondere verwendet das System zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Wärmewert des A/C-Kondensators 10, um eine Kühlkapazität an einer Luftseite des Kühlers 1 und Kühlkapazität an einer Kühlwasserseite desselben zu berechnen.
Zu diesem Zweck enthält das System zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Kühleinheit 8, eine Batterie 9, eine Klimatisierungseinheit 13, einen Kühlwasser-Temperatursensor 14, einen Windgeschwindigkeitssensor 17, einen Außentemperatursensor 18, einen Kältemittel-Temperatursensor 19, eine Kühlgebläse-Steuereinrichtung 15a, eine Steuereinrichtung 15b der elektronischen Wasserpumpe und eine Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161.
Die Kühleinheit 8 enthält einen Kühler 1, ein Kühlgebläse 2, einen Behälter 3, eine elektronische Wasserpumpe 4, einen Leistungswandler 5, einen Motor 6 und ein fahrzeuginternes Ladegerät (OBC) 7.
Der Kühler 1 bezieht sich auf ein Rohr, in dem Kühlwasser, das einen Umfang einer Kraftmaschine umläuft bzw. entlang demselben zirkuliert, durch eine Luftströmung gekühlt wird.
Das Kühlgebläse 2 ist mit dem Kühler 1 verbunden und folglich wird ein Laufrad desselben gedreht, um Gas, wie beispielsweise Luft, zu bewegen und die Luft in eine Wärmesenke zu ziehen, um den Kühler 1 zu unterstützen, Kühlwasser zu kühlen.
Der Behälter 3 ist ein Kühlwassertank und weist eine vorbestimmte Menge Kühlwasser auf, die in demselben bleibt. Die elektronische Wasserpumpe 4 ist eine Pumpe zum Umwälzen des Kühlwassers unter Kraft.
Der Leistungswandler 5 ist eine elektronische Leistungssteuereinheit (EPCU; engl. electronic power control unit), die Elektrizität steuert und einen Wechselrichter, einen Wandler, eine Motorsteuereinheit, einen Hochspannungsteiler und dergleichen enthält.
Der Motor 6 treibt ein Elektrofahrzeug an.
Das OBC 7 ist ein fahrzeuginternes Ladegerät und dient zum Laden der Batterie 9.
Die Batterie 9 lädt oder entlädt Elektrizität.
Die Klimatisierungseinheit 13 steuert eine Klimaanlage und eine Heizung, um das Kühlen, das Heizen, die Entfeuchtung und Ähnliches in dem Fahrzeug zu steuern, und hält dadurch einen Innenraum des Fahrzeugs auf erwünschten Temperatureinstellungen. Die Klimatisierungseinheit 13 enthält einen A/C-Kondensator 10, einen Verdampfer 11 und eine vollautomatische Temperatursteuerung bzw. einen vollautomatischen Temperaturregler (FATC; engl. full automatic temperature control) 12.
Der A/C-Kondensator 10 kondensiert Luft zusammen mit dem Kühlgebläse 2.
Der Verdampfer 11 ist eine Einrichtung, in die ein flüssiges Kältemittel eingespritzt wird, das auf eine niedrige Temperatur und einen niedrigen Druck reduziert ist, um mit einem umgebenden Raum oder einem gekühlten Objekt Wärme zu tauschen, um ein Gefrieren (freezing) mit Wärmeabsorption durch Flüssigkeitsverdampfung durchzuführen.
Die FATC 12 ist eine automatische Temperatursteuereinrichtung und steuert bzw. regelt automatisch einen Zuflusszustand einer Luftströmungsrichtung, eine Luftströmungsrate, eine Innentemperatur und eine Außentemperatur, um einen Innenraum auf erwünschten Temperatureinstellungen unabhängig von einem Außenzustand zu halten.
Der Kühlwasser-Temperatursensor 14 tastet eine Temperatur von Kühlwasser, das dem Kühler 1 zugeführt wird, und eine Temperatur von Kühlwasser ab, das von dem Kühler 1 ausgegeben bzw. abgegeben wird. Zu diesem Zweck ist der Kühlwasser-Temperatursensor 14 an einem Einlass und einem Auslass des Kühlers 1 vorgesehen.
Der Windgeschwindigkeitssensor 17 tastet eine Windgeschwindigkeit von Luft ab, die von der Außenseite zugeführt wird, und der Außentemperatursensor 18 tastet eine Außentemperatur von Luft ab, die von der Außenseite zugeführt wird. Zu diesem Zweck sind der Windgeschwindigkeitssensor 17 und der Außentemperatursensor 18 vor dem A/C-Kondensator 10 angeordnet, um die Windgeschwindigkeit und Temperatur von Luft abzutasten, bevor dieselbe durch den A/C-Kondensator 10 strömt.
Der Kältemittel-Temperatursensor 19 ist an dem Einlass und dem Auslass des A/C-Kondensators angeordnet, um eine Temperatur eines Kältemittels, das dem A/C-Kondensator 10 zugeführt wird, und eine Temperatur eines von demselben abgegebenen Kältemittels abzutasten.
Die Kühlgebläse-Steuereinrichtung 15a steuert ein Antreiben des Kühlgebläses 20 unter der Steuerung der Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161.
Die Steuereinrichtung 15b der elektronischen Wasserpumpe steuert ein Antreiben der elektronischen Wasserpumpe 4 unter der Steuerung der Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161.
Die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161 bestimmt, ob eine gegenwärtige Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente 5 gleich einer Sicherheitstemperatur oder höher als dieselbe ist, und, wenn bestimmt wird, dass die gegenwärtige Temperatur gleich der Sicherheitstemperatur oder höher als dieselbe ist, bestimmt, ob sich ein gegenwärtige Fahrzeug in einem Fahrmodus befindet. Wenn bestimmt wird, dass sich das Fahrzeug nicht in dem Fahrmodus befindet, stellt die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161 dann eine Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe 4 auf einen Mindestwert ein, um die elektronische Wasserpumpe 4 minimal anzutreiben. Wenn sich das Fahrzeug in dem Fahrmodus befindet, berechnet die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161 indessen einen Wärmewert Q_{heat value} der Leistungsumwandlungskomponente 5.
Wenn die Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente 5 gleich der voreingestellten Sicherheitstemperatur oder höher als dieselbe ist und sich das Fahrzeug in dem Fahrmodus befindet, verwendet die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161 Eigenschaftswerte ε_radiator,·(C_p·ρ)_in,air, des Kühlwassers einer Einlassseite eines Kühlers, eine Temperaturdifferenz zwischen einer Einlassseite und einer Auslassseite des Kühlers, den Wärmewert Q_{heat value} der Leistungsumwandlungskomponente und einen Wärmewert Q_condenser des Kondensators, um die als Ziel gesetzte Kühlwasserströmungsrate V_Rad,in,air zu berechnen, und bestimmt die Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe abhängig von einer als Ziel gesetzten Kühlwasserströmungsrate.
In diesem Fall wird die als Ziel gesetzte Kühlwasserströmungsrate V_Rad,in,air basierend auf der folgenden Gleichung 1 berechnet. [Gleichung 1]
In der obigen Gleichung 1 bedeute C_p spezifische Wärme in einer Einheit von J/kg·K und ρ eine Dichte in einer Einheit von kg/m3, wobei die spezifische Wärme und der Dichtewert voreingestellte Versuchswerte als Eigenschaftswerte des Kühlers verwenden können. T_Rad,in,water bedeutet die Temperatur des Kühlwassers an der Einlassseite des Kühlers und T_{Rad,out,water} bedeutet die Temperatur des Kühlwassers an der Auslassseite des Kühlers.
Wenn die gegenwärtige Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe ein Höchstwert ist oder die Temperatur des Kühlwassers an der Auslassseite des Kühlers gleich einer maximal erforderten Temperatur oder höher als dieselbe ist, berechnet die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161 ferner die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate, um eine Stufe des Gebläses 2 des Kühlers 1 abhängig von der als Ziel gesetzten Luftströmungsrate zu steuern. In diesem Fall wird die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate V_in,air,goal basierend auf der folgenden Gleichung 2 berechnet. [Gleichung 2]
Der Wärmewert Q_{heat value} bedeutet ein Wärmewert, der Wärmewert Q_condenser ist ein Kondensator-Wärmewert, Tin,air bedeutet die Außentemperatur, V_in,air bedeutet die Windgeschwindigkeit, T_Rad,in,water bedeutet die Temperatur des Kühlwassers an der Einlassseite des Kühlers und C_p bedeutet die spezifische Wärme und ρ bedeutet die Dichte.
2 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Systems zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der zweiten beispielhaften Ausführungsform empfängt direkt Lufttemperaturinformationen bzw. Temperaturinformationen von Luft, die durch den A/C-Kondensator 10 geht, um die Kühlkapazität an der Luftseite des Kühlers 1 direkt zu berechnen und den Einfluss des A/C-Kondensators 10 zu berücksichtigen. Insbesondere verwendet das System zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Lufttemperatur der gesamten Oberfläche des Kühlers 1, um die Kühlkapazität an der Luftseite und die Kühlkapazität an der Kühlwasserseite zu berechnen.
Nach dem System zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 1 der Temperatursensor 18 an einem Ausgangsanschluss des A/C-Kondensators 10 positioniert, das heißt, zwischen dem A/C-Kondensator 10 und dem Kühler 1 positioniert, um die Temperatur der Außenluft abzutasten, die durch den A/C-Kondensator 10 strömt. Ferner enthält das System zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung keinen Kältemittel-Temperatursensor 19.
Die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 162 berechnet die als Ziel gesetzte Kühlwasserströmungsrate basierend auf der gleichen Gleichung 1, wie die erste beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die zweite beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich jedoch von der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darin, dass die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate unter Verwendung einer Zwischentemperatur Tm zwischen dem A/C-Kondensator 10 und dem Kühler 1 berechnet wird.
Die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 162 verwendet die Eigenschaftswerte ε_radiator,·(C_p·ρ)in,air, des Kühlwassers einer Einlassseite eines Kühlers, die Zwischentemperatur Tm zwischen dem Kühler und der Klimatisierungseinheit, den Wärmewert der Leistungsumwandlungskomponente und die Temperatur T_Rad,in,water des Kühlwassers der Einlassseite des Kühlers, um die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate V_in,air,goal zu berechnen.
Die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 162 berechnet die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate basierend auf der folgenden Gleichung 3. [Gleichung 3]
Die restliche Konfiguration gleicht der 1 und daher wird die detaillierte Beschreibung derselben ausgelassen werden.
3 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Systems zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das System zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steuert das Kühlen unter Berücksichtigung von nur der Kühlkapazität an der Kühlwasserseite. Ferner enthält das System zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht den Windgeschwindigkeitssensor 17, den Temperatursensor 18 und den Kältemittel-Temperatursensor 19.
Ähnlich der Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161, berechnet eine Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 163 die als Ziel gesetzte Kühlwasserströmungsrate basierend auf der obigen Gleichung 1, aber steuert das Gebläse des Kühlers ohne Berechnen der als Ziel gesetzten Luftströmungsrate.
Insbesondere bestimmt die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 163, ob die gegenwärtige Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe 4 ein Höchstwert ist oder die Temperatur des Kühlwassers an der Auslassseite des Kühlers gleich der maximal erforderten Temperatur oder höher als dieselbe ist, und stellt die Stufe des Kühlergebläses auf eine erste Stufe ein, wenn bestimmt wird, dass die gegenwärtige Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe 4 ein Höchstwert ist oder die Temperatur des Kühlwassers an der Auslassseite des Kühlers gleich der maximal erforderten Temperatur oder höher als dieselbe ist, und stellt die Stufe des Kühlergebläses auf eine zweite Stufe ein, wenn bestimmt wird, dass die Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente oder die Temperatur des Kühlwassers an der Auslassseite des Kühlers erhöht wird.
Die restliche Konfiguration gleicht der 1 und daher wird die detaillierte Beschreibung derselben ausgelassen werden.
4 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Systems zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der vierten beispielhaften Ausführungsform ist angeordnet, um das Kühlsystem unter Berücksichtigung von nur der Kühlkapazität an der Kühlwasserseite zu steuern, und ist ein Beispiel, bei dem die Position des Kühlwasser-Temperatursensors 14 verändert wird, wenn dasselbe keinen anderen Abschnitt als die Leistungsumwandlungskomponente (ePCU) 5 und den Motor 6 zum Zeitpunkt des Berechnens der Kühlkapazität an der Kühlwasserseite und der Kühlkapazität der Einrichtung kennt.
Das System zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die gleiche Konfiguration wie das System zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der 3 auf und das System zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von dem System zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nur hinsichtlich der Position des Kühlwasser-Temperatursensors 14.
Insbesondere ist der Kühlwasser-Temperatursensor 14 des Systems zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an dem Auslassanschluss der elektronischen Wasserpumpe 4 und dem Auslassanschluss des Motors 6 angeordnet. Eine Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 164 weist die gleiche Konfiguration wie die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 163 auf und die restliche Konfiguration gleicht der 3 und daher wird die detaillierte Beschreibung derselben ausgelassen werden.
Nachstehend wird ein Kühlsteuerverfahren des Systems zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf 6 beschrieben werden.
Zunächst extrahiert die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161 Eingangsparameter von Werten, die durch den Windgeschwindigkeitssensor 17, den Temperatursensor 18, den Kältemittel-Temperatursensor 19, den Kühlwasser-Temperatursensor 14 und dergleichen abgetastet werden, (S101).
Die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161 bestimmt, ob die Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente gleich der voreingestellten Sicherheitstemperatur oder höher als dieselbe ist, (S102).
Wenn im Schritt S102 die Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente 5 geringer als die voreingestellte Sicherheitstemperatur ist, ist die Kühlung nicht erforderlich und daher steuert die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161 die Steuereinrichtung 15b der elektronischen Wasserpumpe, um die Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe (EWP) einzustellen, um auf „0” gesetzt zu werden, (S103).
Wenn im Schritt S102 die Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente 5 gleich der voreingestellten Sicherheitstemperatur oder höher als dieselbe ist, wird indessen die Kühlung erfordert und daher bestimmt die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161, ob sich das gegenwärtige Fahrzeug in dem Fahrmodus befindet, um die Kühlsteuerung durchzuführen, (S104). Die Leistungsumwandlungskomponente 5 wird angetrieben, wenn sich das Fahrzeug in dem Fahrmodus befindet, und daher muss die Kühlsteuerung durchgeführt werden und das Antreiben der Leistungsumwandlungskomponente 5 setzt aus bzw. stoppt, wenn sich das Fahrzeug nicht in dem Fahrmodus befindet, und daher kann die minimale Kühlsteuerung durchgeführt werden.
In dem Fall, in dem die Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente 5 gleich der voreingestellten Sicherheitstemperatur oder höher als dieselbe ist, aber sich das Fahrzeug nicht in dem Fahrmodus befindet, kann, wenn das Fahrzeug gefahren wird und dann anhält, insbesondere Restwärme in der Leistungsumwandlungskomponente 5 bleiben, wobei dadurch die minimale Kühlsteuerung durchgeführt wird. Wenn die Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente 5 gleich der voreingestellten Sicherheitstemperatur oder höher als dieselbe ist, aber sich das Fahrzeug nicht in dem Fahrmodus befindet, steuert die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161 die Steuereinrichtung 15b der elektronischen Wasserpumpe, um die Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe 4 einzustellen, um auf den Mindestwert gesetzt zu werden, (S105).
Wenn sich das Fahrzeug im Schritt S104 in dem Fahrmodus befindet, berechnet indessen die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161 den Wärmewert der Leistungsumwandlungskomponente 5, um die Kühlsteuerung durchzuführen, (S106). Der Wärmewert Q_{heat value} wird in diesem Fall als Versuchswert im Voraus berechnet oder kann durch ein allgemeines Verfahren berechnet werden.
Als Nächstes berechnet die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161 die als Ziel gesetzte Kühlwasserströmungsrate V_Rad,in,air basierend auf der obigen Gleichung 1 (S107).
Als Nächstes verwendet die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161 die berechnete, als Ziel gesetzte Kühlwasserströmungsrate V_in,air, um die Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe 4 zu bestimmen (S108).
Als Nächstes bestimmt die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161, ob die Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe 4 der Höchstwert ist oder die Temperatur des Kühlwassers an der Auslassseite des Kühlers 1 gleich der maximal erforderten Temperatur oder höher als dieselbe ist, (S109). In diesem Fall können als die maximal erforderte Temperatur für die Temperatur des Kühlwassers an der Auslassseite des Kühlers die voreingestellten Werte für jede Spezifikation verwendet werden. Der Fall, in dem die Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe 4 der Höchstwert im Schritt S109 ist, bedeutet den Fall, in dem die elektronische Wasserpumpe 4 maximal angetrieben wird. Wenn die elektronische Wasserpumpe 4 maximal angetrieben wird oder die Temperatur des Kühlwassers an der Auslassseite des Kühlers 1 gleich der maximal erforderten Temperatur oder höher als dieselbe ist, bestimmt die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161 insbesondere, dass das Kühlen nur durch das Antreiben der elektronischen Wasserpumpe 4 nicht normal durchgeführt wird, und bestimmt den Schritt S109, um das Gebläse des Kühlers 1 zusätzlich zu betätigen.
Wenn eine der Bedingungen im Schritt S109 nicht erfüllt wird, stellt die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161 die Stufe des Gebläses 2 des Kühlers auf „0” ein, um das Gebläse 2 des Kühlers nicht anzutreiben.
Wenn eine der Bedingungen im Schritt S109 erfüllt wird, berechnet die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161 andererseits die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate V_in,air,goal basierend auf der obigen Gleichung 2 (S111).
Die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 161 bestimmt die Stufe des Gebläses des Kühlers unter Verwendung der berechneten, als Ziel gesetzten Luftströmungsrate (S112).
Wenn die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate V_in,air,goal im Schritt S111 berechnet wird, wird, abhängig von der obigen Gleichung 2 bei der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate unter Verwendung der Windgeschwindigkeit V_in,air durch den Windgeschwindigkeitssensor 17 an der Einlassseite des A/C-Kondensators 10 und der Außentemperatur Tin,air durch den Temperatursensor 18 an der Einlassseite des A/C-Kondensators 10 berechnet.
Nach der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jedoch die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate V_in,air,goal und Verwendung der obigen Gleichung 3 anstatt der Gleichung 2 berechnet. Insbesondere wird nach der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate unter Verwendung der Zwischentemperatur TM zwischen dem A/C-Kondensator 10 und dem Kühler 1 anstatt der Windgeschwindigkeit und der Außentemperatur berechnet. In diesem Fall ist die Zwischentemperatur TM ein Wert, der durch den Temperatursensor 18 gemessen wird, der zwischen dem A/C-Kondensator 10 und dem Kühler 1 angeordnet ist.
Insbesondere kann das Kühlsystem nach der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Zwischentemperaturwert, der durch den A/C-Kondensator 10 geht, verwenden, um die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate basierend auf der obigen Gleichung 3 zu berechnen, um die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate unter Berücksichtigung eines Wärmewertes des A/C-Kondensators 10 akkurater zu berechnen.
Nachstehend wird das Kühlsteuerverfahren des Systems zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf 7 beschrieben werden.
Die Schritte S201 bis S210 des Kühlsteuerverfahrens des Systems zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gleichen den Schritten S101 bis S110 der 6 und daher wird die detaillierte Beschreibung derselben ausgelassen werden. Daher wird das Kühlsteuerverfahren ab dem Schritt S211 beschrieben werden.
Wenn im S209 bestimmt wird, dass die gegenwärtige Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe 4 der Höchstwert ist oder die Temperatur des Kühlwassers an der Auslassseite des Kühlers 1 gleich der maximal erforderten Temperatur oder höher als dieselbe ist, stellt die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 163 die Stufe des Gebläses 2 des Kühlers auf niedrig (erste Stufe) ein (S211).
Als Nächstes bestimmt die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung 163, ob die Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente 5 oder die Temperatur des Kühlwassers an der Auslassseite des Kühlers erhöht wird, (S212) und stellt die Stufe des Gebläses 2 des Kühlers auf eine hohe Stufe (zweite Stufe) ein (S213), wenn bestimmt wird, dass die Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente 5 oder die Temperatur des Kühlwassers an der Auslassseite des Kühlers erhöht wird.
Hier bedeutet die niedrige Stufe des Gebläses 2 des Kühlers, dass die erste Stufe nicht aus ist, sondern bedeutet die erste Stufe nach an, und die hohe Stufe, dass die zweite Stufe nicht an ist, sondern bedeutet die zweite Stufe nach an.
Das vorangehende Kühlsteuerverfahren der 7 kann auch auf das Kühlsteuerverfahren des Systems zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs nach der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der 4 angewandt werden.
Wie oben beschrieben wurde, offenbart die vorliegende Erfindung vier beispielhafte Ausführungsformen, die von den Positionen des Kühlwasser-Temperatursensors, des Außentemperatursensors, des Windgeschwindigkeitssensors und dergleichen abhängen, und jedes Kühlsystem berechnet die als Ziel gesetzte Kühlwasserströmungsrate, um die elektronische Wasserpumpe zu steuern, und berechnet, wenn die elektronische Wasserpumpe mit der maximalen Geschwindigkeit angetrieben wird, die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate oder steuert das Gebläse des Kühlers basierend darauf, ob die Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente oder die Temperatur des Kühlwassers an der Auslassseite des Kühlers erhöht wird.
5 ist ein Graph, der die Kühlsteuerungs-Bedingungen nach der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, wobei, wenn die Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente 5 die Sicherheitstemperatur erreicht, nachdem das Fahrzeug gefahren wird, die Geschwindigkeit der elektronischen Wasserpumpe erhöht wird, und, wenn die Geschwindigkeit der elektronischen Wasserpumpe der Höchstwert ist, mit dem Antreiben des Gebläses des Kühlers begonnen wird. In diesem Fall wird das Kühlergebläse von der niedrigen Stufe (erste Stufe) zu der hohen Stufe (zweite Stufe) geändert.
Wie oben beschrieben wurde, ist es nach den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, die Kühleffizienz zu verbessern, den Leistungsverbrauch zu reduzieren und die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der Leistungsumwandlungskomponenten zu erhöhen, indem verhindert wird, dass das System zum Kühlen eines Elektrofahrzeugs unterkühlt.
Die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurden, wurden zu veranschaulichenden Zwecken geliefert. Daher wird jemand mit technischen Fähigkeiten einsehen, dass verschiedene Modifikationen, Änderungen, Ersetzungen und Ergänzungen möglich sind, ohne von dem Bereich und Wesen der Erfindung abzuweichen, die in den beiliegenden Ansprüchen offenbart ist, und solche Modifikationen, Änderungen, Ersetzungen und Ergänzungen innerhalb des Bereiches der vorliegenden Erfindung liegen.
Bezugszeichenliste

1: KÜHLER
3: BEHÄLTER
4: ELEKTRONISCHE WASSERPUMPE
5: LEISTUNGSUMWANDLUNGSKOMPONENTE
6: MOTOR
9: BATTERIE
10: A/C-KONDENSATOR
11: VERDAMPFER
162: KÜHLSTEUERUNGS-STEUEREINRICHTUNG
164: KÜHLSTEUERUNGS-STEUEREINRICHTUNG

Claims

System zum Kühlen eines Fahrzeugs mit einer Leistungsumwandlungskomponente, einem Motor, einem Kühler, einer elektronischen Wasserpumpe und einer Kühleinheit, die die Leistungsumwandlungskomponente kühlt, wobei das System Folgendes aufweist: eine Klimatisierungseinheit, die konfiguriert ist, um mit der Kühleinheit verbunden zu sein, um eine Klimatisierung eines Fahrzeugs durchzuführen; einen Temperatursensor, der zum Abtasten einer Temperatur von Luft in der Klimatisierungseinheit konfiguriert ist; einen Kühlwasser-Temperatursensor, der zum Abtasten einer Temperatur von Kühlwasser konfiguriert ist, das in der Kühleinheit strömt; und eine Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung, die zum Berechnen einer als Ziel gesetzten Luftströmungsrate und einer als Ziel gesetzten Kühlwasserströmungsrate konfiguriert ist, um das Kühlen der Kühleinheit zu steuern.
System nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen Windgeschwindigkeitssensor, der zum Abtasten einer Windgeschwindigkeit von Luft konfiguriert ist, die in die Klimatisierungseinheit gelangt.
System nach Anspruch 2, wobei der Windgeschwindigkeitssensor an einem Eingangsanschluss der Klimatisierungseinheit angeordnet ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Temperatursensor an einem Eingangsanschluss der Klimatisierungseinheit angeordnet ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Temperatursensor zwischen der Klimatisierungseinheit und dem Kühler angeordnet ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Kühlwasser-Temperatursensor Folgendes enthält: einen ersten Kühlwasser-Temperatursensor, der konfiguriert ist, um an einer Eingangsseite des Kühlers angeordnet zu sein; und einen zweiten Kühlwasser-Temperatursensor, der konfiguriert ist, um an einer Ausgangsseite des Kühlers angeordnet zu sein.
System nach Anspruch 1, wobei der Kühlwasser-Temperatursensor Folgendes enthält: einen ersten Kühlwasser-Temperatursensor, der konfiguriert ist, um an einer Ausgangsseite der elektronischen Wasserpumpe angeordnet zu sein; und einen zweiten Kühlwasser-Temperatursensor, der konfiguriert ist, um an einer Ausgangsseite des Motors angeordnet zu sein.
System nach Anspruch 7, wobei die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung Eigenschaftswerte des Kühlwassers an einer Einlassseite des Kühlers, eine Temperaturdifferenz zwischen der Einlassseite und einer Auslassseite des Kühlers und einen Wärmewert der Leistungsumwandlungskomponente verwendet, um die als Ziel gesetzte Kühlwasserströmungsrate zu berechnen, so dass, wenn eine Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente gleich einer voreingestellten Sicherheitstemperatur oder höher als dieselbe ist und sich das Fahrzeug in einem Fahrmodus befindet, die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung eine Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe abhängig von der als Ziel gesetzten Kühlwasserströmungsrate bestimmt.
System nach Anspruch 8, wobei die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate berechnet, um eine Stufe eines Gebläses des Kühlers abhängig von der als Ziel gesetzten Luftströmungsrate zu steuern, wenn eine gegenwärtige Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe ein Höchstwert ist oder eine Temperatur des Kühlwassers an der Auslassseite des Kühlers gleich einer maximal erforderten Temperatur oder höher als dieselbe ist.
System nach Anspruch 9, wobei die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung die Eigenschaftswerte des Kühlwassers der Einlassseite des Kühlers, eine Windgeschwindigkeit und eine Temperatur von Luft, die in die Klimatisierungseinheit gelangt, eine Temperatur des Kühlwassers der Einlassseite des Kühlers und den Wärmewert der Leistungsumwandlungskomponente verwendet, um die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate zu berechnen.
System nach Anspruch 9, wobei die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung die Eigenschaftswerte des Kühlwassers der Einlassseite des Kühlers, eine Zwischentemperatur zwischen dem Kühler und der Klimatisierungseinheit, einen Wärmewert der Leistungsumwandlungskomponente und eine Temperatur des Kühlwassers an der Einlassseite des Kühlers verwendet, um die als Ziel gesetzte Luftströmungsrate zu berechnen.
System nach Anspruch 8, wobei die Kühlsteuerungs-Steuereinrichtung die Stufe des Gebläses des Kühlers auf eine erste Stufe einstellt, wenn die gegenwärtige Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe der Höchstwert ist oder die Temperatur des Kühlwassers der Auslassseite des Kühlers gleich der maximal erforderten Temperatur oder höher als dieselbe ist, und dann die Stufe des Gebläses des Kühlers auf eine zweite Stufe einstellt, wenn die Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente oder des Kühlwassers der Auslassseite des Kühlers erhöht wird.
Kühlverfahren eines Systems zum Kühlen eines Fahrzeugs mit einer Klimatisierungseinheit, einer Leistungsumwandlungskomponente, einem Motor, einem Kühler, einer elektronischen Wasserpumpe und einer Kühleinheit, um die Leistungsumwandlungskomponente zu kühlen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bestimmen, ob eine Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente gleich einer Sicherheitstemperatur oder höher als dieselbe ist und sich das Fahrzeug in einer Fahrmodus-Bedingung befindet; Berechnen einer als Ziel gesetzten Kühlwasserströmungsrate, wenn die Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente gleich der Sicherheitstemperatur oder höher als dieselbe ist und sich das Fahrzeug in der Fahrmodus-Bedingung befindet, um ein Antreiben der elektronischen Wasserpumpe abhängig von der als Ziel gesetzten Kühlwasserströmungsrate zu steuern; und Steuern eines Gebläses des Kühlers, wenn die elektronische Wasserpumpe maximal angetrieben wird oder eine Temperatur des Kühlwassers an einer Auslassseite des Kühlers gleich einer maximal erforderten Temperatur oder höher als dieselbe ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt zum Steuern des Kühlergebläses ferner Folgendes aufweist: Verwenden von Eigenschaftswerten des Kühlwassers einer Einlassseite des Kühlers, einer Windgeschwindigkeit und einer Temperatur von Luft, die in die Klimatisierungseinheit gelangt, einer Temperatur des Kühlwassers der Einlassseite des Kühlers und eines Wärmewertes der Leistungsumwandlungskomponente, um eine als Ziel gesetzte Luftströmungsrate zu berechnen; und Steuern einer Stufe des Kühlergebläses unter Verwendung der als Ziel gesetzten Luftströmungsrate.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt zum Steuern des Gebläses des Kühlers ferner Folgendes aufweist: Verwenden von Eigenschaftswerten des Kühlwassers einer Einlassseite des Kühlers, einer Zwischentemperatur zwischen dem Kühler und der Klimatisierungseinheit, eines Wärmewertes der Leistungsumwandlungskomponente und einer Temperatur des Kühlwassers an der Einlassseite des Kühlers, um eine als Ziel gesetzte Luftströmungsrate zu berechnen; und Steuern einer Stufe des Gebläses des Kühlers unter Verwendung der als Ziel gesetzten Luftströmungsrate.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt zum Steuern des Gebläses des Kühlers ferner Folgendes aufweist: Bestimmen, ob eine gegenwärtige Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe ein Höchstwert ist oder eine Temperatur des Kühlwassers an einer Auslassseite des Kühlers gleich einer maximal erforderten Temperatur oder höher als dieselbe ist; Einstellen einer Stufe des Kühlergebläses auf eine erste Stufe, wenn die gegenwärtige Drehzahl der elektronischen Wasserpumpe der Höchstwert ist oder die Temperatur des Kühlwassers an der Auslassseite des Kühlers gleich der maximal erforderten Temperatur oder höher als dieselbe ist; und Einstellen der Stufe des Kühlergebläses auf eine zweite Stufe, wenn die Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente oder die Temperatur des Kühlwassers an der Auslassseite des Kühlers erhöht wird.
Nicht-transitorisches computerlesbares Medium mit Programmbefehlen, die durch einen Prozessor ausgeführt werden, wobei das computerlesbare Medium Folgendes aufweist: Programmbefehle, die bestimmen, ob eine Temperatur einer Leistungsumwandlungskomponente gleich einer Sicherheitstemperatur oder höher als dieselbe ist und sich ein Fahrzeug in einer Fahrmodus-Bedingung befindet; Programmbefehle, die eine als Ziel gesetzte Kühlwasserströmungsrate berechnen, wenn die Temperatur der Leistungsumwandlungskomponente gleich der Sicherheitstemperatur oder höher als dieselbe ist und sich das Fahrzeug in der Fahrmodus-Bedingung befindet, um ein Antreiben einer elektronischen Wasserpumpe abhängig von der als Ziel gesetzten Kühlwasserströmungsrate zu steuern; und Programmbefehle, die ein Gebläse eines Kühlers steuern, wenn die elektronische Wasserpumpe maximal angetrieben wird oder eine Temperatur des Kühlwassers an einer Auslassseite des Kühlers gleich einer maximal erforderten Temperatur oder höher als dieselbe ist.