一种针对空气悬架中空气泵的温度调节架构及方法

技术领域

本申请涉及悬架系统领域，具体涉及一种针对空气悬架中空气泵的温度调节架构及方法。

背景技术

主动悬架系统中，空气泵是一个关键部件，它是整套系统高压气体的来源，空气弹簧举升改变车身姿态都是需要使用空气泵产生的高压气体；但是空气泵有一个缺点，就是工作时噪音较大，尤其是在新能源车型上，噪音问题尤为明显。

为解决上述问题，通常目前的空气泵都会在其外部增加一个厚厚的隔音罩，隔音罩能够起到降低噪音的作用，但是对空气泵的散热极不友好，而空气泵通常都是有过热保护的，目的是为了防止电子器件损坏，一般过热温度设定在120℃(常规情况下，空气泵短时间连续多起举升降低循环，就会导致空气泵因散热能力不足而导致过热)。针对该情况，目前普遍的冷却方式就是自然冷却，但因为空气泵有厚厚的隔音罩，这会导致空气泵在过热后散热极慢，降低到95℃通常就需要20-30min，而空气泵过热会导致主动悬架系统将临时不可用，车身姿态将暂时不可调，这在驾驶员有需要调整时是极不友好的。

现有技术一中公开了一种电控空气悬架车高调节控制方法，包括空气弹簧系统、车辆和控制方法。所述空气弹簧系统包括多个空气弹簧、蓄压器和多通阀，每个所述空气弹簧对应所述车辆的一个悬架设置，每个所述空气弹簧具有第一通气口和第二通气口；所述蓄压器设置在所述空气弹簧系统的供气管路上，用于通过所述空气弹簧的第一通气口和所述空气弹簧的第二通气口向所述空气弹簧提供气压。如此，在行驶过程中，如果车辆遇到碰撞、高速过弯或湿滑路面等危险工况时，空气弹簧可快速响应从而解决主动安全问题。

现有技术一的缺点是，空气泵自然散热冷却速度非常慢，需要长时间等待恢复，由于散热能力差，空气泵长时间工作在一个较高的温度没有针对空气泵冷却的有效控制方法，存在空气泵经常过热的问题，因过热问题容易影响空气弹簧操作。

发明内容

本申请提供一种针对空气悬架中空气泵的温度调节架构及方法，可以解决现有技术中存在的空气泵难以平衡噪音和过热的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种针对空气悬架中空气泵的温度调节架构，其特征在于，所述架构包括动力电池系统、空气泵系统、温度采集组件、以及控制组件，所述空气泵系统包括空气泵和设置在空气泵中的气泵冷却管路，该管路包括设置在空气泵上的气泵冷却液进水口和气泵冷却液出水口，气泵冷却液进水口连接位于电池冷却液进水口的第一阀体，气泵冷却液出水口连接所述第一阀体和位于电池冷却液出水口的第二阀体，第一阀体和第二阀体均连接动力电池系统的三个回路；

控制组件用于根据温度采集组件采集的环境温度、电池运行温度、以及气泵运行温度，控制第一阀体和第二阀体的开关状态、以及动力电池系统中对冷却液的温度调节状态，以调节所述气泵运行温度。

第二方面，本申请实施例提供了一种针对空气悬架中空气泵的温度调节架构；所述方法包括：

利用温度采集装置采集环境温度、电池运行温度、以及气泵运行温度，通过控制第一阀体和第二阀体的开关状态、以及动力电池系统中对冷却液的温度调节状态，调节所述气泵运行温度。

结合第二方面，在一种实施方式中，所述环境温度通过设置于电池散热器一侧的温度传感器采集得到；

所述电池运行温度通过设置在电池冷却液出口处的温度传感器采集得到；

所述气泵运行温度通过设置在气泵冷却液出口处的温度传感器得到。

结合第二方面，在一种实施方式中，所述方法包括：

在气泵运行温度不大于预设阈值时，断开空气泵与动力电池系统的连接，以利用环境空气对空气泵进行降温；

在气泵运行温度大于预设第一阈值、且电池运行温度符合预设第二阈值范围时，利用动力电池系统的冷却液对空气泵进行降温；

在气泵运行温度大于预设第一阈值、电池运行温度大于预设第二阈值范围的上限、且环境温度小于预设第三阈值时，通过第三回路上的电池散热器对动力电池系统的冷却液降温，并利用降温后的冷却液对空气泵进行降温；

在气泵运行温度大于预设第一阈值、电池运行温度大于预设第二阈值范围的上限、且环境温度大于预设第三阈值时，利用第二回路上的空调系统对动力电池系统的冷却液降温，并利用降温后的冷却液对空气泵进行降温。

结合第二方面，在一种实施方式中，通过所述两个阀体，接通空气泵与动力电池系统的连接、接通第一回路、以及断开其他两个回路，以利用动力电池系统的冷却液对动力电池和空气泵进行降温；

通过所述两个阀体，接通空气泵与动力电池系统的连接、接通第一回路、以及接通第三回路，以利用第三回路上的电池散热器对动力电池系统的冷却液进行降温，并利用动力电池系统的冷却液对动力电池和空气泵进行降温；

通过所述两个阀体，接通空气泵与动力电池系统的连接、接通第一回路、以及接通第三回路，以利用第二回路上的空调系统对动力电池系统的冷却液进行降温，并利用动力电池系统的冷却液对动力电池和空气泵进行降温。

结合第二方面，在一种实施方式中，所述方法包括：

在气泵运行温度大于预设第一阈值、且电池运行温度大于预设电池极限温度阈值时，利用第二回路上的空调系统对动力电池系统的冷却液降温，并利用降温后的冷却液对空气泵进行降温。

结合第二方面，在一种实施方式中，通过所述两个阀体，接通空气泵与动力电池系统的连接、接通第一回路、以及接通第三回路，以利用第二回路上的空调系统对动力电池系统的冷却液进行降温，并利用动力电池系统的冷却液对动力电池和空气泵进行降温。

结合第二方面，在一种实施方式中，所述在气泵运行温度不大于预设阈值时，断开空气泵与动力电池系统的连接，以利用环境空气对空气泵进行降温，具体包括如下步骤：

在气泵运行温度不大于预设第一阈值、电池运行温度符合预设第二阈值范围时，利用环境空气对空气泵进行降温；

在气泵运行温度不大于预设第一阈值、电池运行温度大于预设第二阈值范围的上限、且环境温度小于预设第三阈值时，利用环境空气对空气泵进行降温，并利用第三回路中的电池散热器对动力电池系统的冷却液降温；

在气泵运行温度不大于预设第一阈值、电池运行温度大于预设第二阈值范围的上限、且环境温度大于预设第三阈值时，利用环境空气对空气泵进行降温，并利用第二回路中的空调系统对动力电池系统的冷却液降温；

在气泵运行温度不大于预设第一阈值、且环境温度大于预设环境极限温度阈值时，利用环境空气对空气泵进行降温，并利用第二回路中的空调系统对动力电池系统的冷却液降温。

结合第二方面，在一种实施方式中，在气泵运行温度小于预设第一阈值并大于预设第四阈值、且电池运行温度小于预设第二温度阈值的下限时，通过空气泵系统的冷却液和第一回路上的加热装置对动力电池系统的冷却液进行增温。

结合第二方面，在一种实施方式中，在气泵运行温度小于预设第四阈值、且电池运行温度小于预设第二温度阈值的下限时，通过第一回路上的加热装置对动力电池系统的冷却液进行增温。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

通过将空气泵系统并联至动力电池系统中，提供环境空气和动力电池系统冷却液两种冷却介质，根据环境和各系统温度，灵活选择针对空气泵的温度调节方式。

附图说明

图1为本申请针对空气悬架中空气泵的温度调节架构的架构示意图。

附图标记：

1-动力电池；2-四通阀；3-电池冷却器；4-空调系统；5-电池散热器；6-冷却液水泵；7-三通阀a；8-三通阀b；9-空气泵；10-加热装置。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。术语“第一”、“第二”和“第三”等描述，是用于区分不同的对象等，其不代表先后顺序，也不限定“第一”、“第二”和“第三”是不同的类型。

在本申请实施例的描述中，“示例性的”、“例如”或者“举例来说”等用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”、“例如”或者“举例来说”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”、“例如”或者“举例来说”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

在本申请实施例描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作或步骤，但是应该理解，这些操作或步骤可以不按照其在本申请实施例中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号仅用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作或步骤可以按顺序执行或并行执行，并且这些操作或步骤可以进行组合。

首先，对本申请中的部分技术术语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解本申请。

动力电池系统：包括动力电池和动力电池的温度调节组件，动力电池上设有电池冷却液进水口和电池冷却液出水口，温度调节组件包括并联在电池冷却液进水口和电池冷却液出水口的第一回路、第二回路、以及第三回路，第一回路上设有加热装置，第二回路上设有电池冷却器和空调系统，第三回路上设有电池散热器。第一回路上设有四通阀，四通阀位于电池冷却液出口处，四通阀的④出口连接冷却液出口，四通阀的①出口连接第一回路，四通阀的②出口连接第二回路，四通阀的③出口连接第三回路。第一回路上还设有二通阀，二通阀的①出口通过连接上述三个回路，二通阀的②出口位于电池冷却液进水口。二通阀的②出口和电池冷却液进水口之间还设有加热装置。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

第一方面，本申请实施例提供一种针对空气悬架中空气泵9的温度调节架构。

一实施例中，参照图1，图1为本申请针对空气悬架中空气泵9的温度调节架构第一实施例的架构示意图。如图1所示，针对空气悬架中空气泵9的温度调节架构包括动力电池系统、空气泵9系统、温度采集组件(图中未示出)、以及控制组件(图中未示出)。

本实施例的动力电池系统在现有动力电池系统的基础上，将电池冷却液入口处的二通阀改为三通阀a 7，以增加一个与气泵冷却管路连接的出口，原有电池冷却液出口处的四通阀2不变，将气泵冷却管路与电池冷却液出口处的管路汇合后接入四通阀2的同一出口。

动力电池系统的第一回路走向为电池冷却液出口、四通阀2的④出口、四通阀2的①出口、冷却液水泵6、三通阀a 7的③出口、加热装置10、以及电池冷却液入口。

动力电池系统的第二回路走向为电池冷却液出口、四通阀2的④出口、四通阀2的②出口、电池冷却器3和空调系统4、冷却液水泵6、三通阀a 7的③出口、三通阀的a的②出口、加热装置10、以及电池冷却液入口。

动力电池系统的第三回路走向为电池冷却液出口、四通阀2的④出口、四通阀2的③出口、电池散热器5、冷却液水泵6、三通阀a 7的③出口、三通阀的a的②出口、加热装置10、以及电池冷却液入口。

气泵冷却液出口通过三通阀b 8的①出口分别与电池冷却液出口和四通阀2的④出口连接，气泵冷却液入口与三通阀a 7的①出口连接。

空气泵9系统包括空气泵9和设置在空气泵9中的气泵冷却管路，气泵冷却管路包括设置在空气泵9上的气泵冷却液进水口和气泵冷却液出水口，气泵冷却液进水口连接位于电池冷却液进水口的第一阀体也即上述三通阀a 7，气泵冷却液出水口连接所述第一阀体和位于电池冷却液出水口的第二阀体也即三通阀b 8，第一阀体和第二阀体均连接动力电池系统的三个回路。

本实施例中，通过将空气泵9系统并联至动力电池系统中，提供环境空气和动力电池系统冷却液两种冷却介质，根据环境和各系统温度，灵活选择针对空气泵9的温度调节方式。

进一步地，一实施例中，参照图1，a为电池冷却液进水口处的温度传感器，b为电池冷却液出水口处的温度传感器，c为气泵冷却液进水口处的温度传感器，d为气泵冷却液出水口处的温度传感器，e为设置在电池散热器5一侧的环境温度传感器，上述温度传感器均为温度采集组件，用于采集环境温度、电池运行温度、以及气泵运行温度。

第二方面，本申请实施例提供一种主动悬架空气泵9温度调节方法，利用温度采集装置采集环境温度、电池运行温度、以及气泵运行温度，通过控制第一阀体和第二阀体的开关状态、以及动力电池系统中对冷却液的温度调节状态，调节所述气泵运行温度。

本实施例中，整个架构启动后，首选对动力电池系统的BMS(Battery managementsystem，电池管理系统)和主动悬架系统的ASC(Active Suspension Controller，主动悬架控制器)初始化，判定有无故障，比如温度传感器/气泵故障/压缩机故障。在无故障的情况下，开始监控几个温度传感器值，检测动力电池1及主动悬架空气泵9的工作温度，电池工作合适温度是20-30℃，气泵过热是＞120℃，恢复过热要＜95℃。

进一步地，一实施例中，所述环境温度通过设置于电池散热器5一侧的温度传感器采集得到；

所述电池运行温度通过设置在电池冷却液出口处的温度传感器采集得到；也可以根据电池冷却液入口处的温度传感器和电池冷却液出口处的温度传感器采集得到。

所述气泵运行温度通过设置在气泵冷却液出口处的温度传感器得到，也可以根据气泵冷却液入口处的温度传感器和气泵冷却液出口处的温度传感器采集得到。

进一步地，一实施例中，所述方法包括：

在气泵运行温度不大于预设阈值时，断开空气泵9与动力电池系统的连接，以利用环境空气对空气泵9进行降温；

在气泵运行温度大于预设第一阈值、且电池运行温度符合预设第二阈值范围时，利用动力电池系统的冷却液对空气泵9进行降温；

在气泵运行温度大于预设第一阈值、电池运行温度大于预设第二阈值范围的上限、且环境温度小于预设第三阈值时，通过第三回路上的电池散热器5对动力电池系统的冷却液降温，并利用降温后的冷却液对空气泵9进行降温；

在气泵运行温度大于预设第一阈值、电池运行温度大于预设第二阈值范围的上限、且环境温度大于预设第三阈值时，利用第二回路上的空调系统4对动力电池系统的冷却液降温，并利用降温后的冷却液对空气泵9进行降温。

本实施例中，预设第一阈值为100℃，预设第二阈值范围为20-30℃当温度传感器b温度处于20-30℃，预设第三阈值为25℃，预设第四阈值为50℃，预设电池极限温度阈值为40℃。

进一步地，一实施例中，通过所述两个阀体，接通空气泵9与动力电池系统的连接、接通第一回路、以及断开其他两个回路，以利用动力电池系统的冷却液对动力电池1和空气泵9进行降温。

通过所述两个阀体，接通空气泵9与动力电池系统的连接、接通第一回路、以及接通第三回路，以利用第三回路上的电池散热器5对动力电池系统的冷却液进行降温，并利用动力电池系统的冷却液对动力电池1和空气泵9进行降温。

通过所述两个阀体，接通空气泵9与动力电池系统的连接、接通第一回路、以及接通第三回路，以利用第二回路上的空调系统4对动力电池系统的冷却液进行降温，并利用动力电池系统的冷却液对动力电池1和空气泵9进行降温。

本实施例中，温度传感器b温度处于20-30℃，温度传感器d温度＞100℃，则三通阀a 7同时打开①和②通道，同时三通阀b 8打开①通道，空气泵9靠冷却液循环冷却；四通阀2仅打开①通道，通过冷却液带走动力电池1及空气泵9产生热量。此时，冷却液正常温度，空气泵9过热，则冷却液同时为动力电池1和气泵降温(冷却液温度不变)。

30℃＜温度传感器b温度＜40℃，外界环境温度e较低＜25℃，温度传感器a温度＞100℃，则三通阀a 7同时打开①和②通道，同时三通阀b 8打开①通道，空气泵9靠冷却液循环冷却；四通阀2同时打开③的通道，冷却液通过电池散热器5冷却。此时，冷却液高温，外界环境低温，气泵过热，则冷却液通过散热器冷却，冷却液同时为动力电池1和气泵降温。

30℃＜温度传感器b温度＜40℃，外界环境温度e较高＞25℃，温度传感器a温度＞100℃，则三通阀a 7同时打开①和②通道，同时三通阀b 8打开①通道，空气泵9靠冷却液循环冷却；四通阀2同时打开②的通道冷却液通过空调制冷剂冷却。此时，冷却液高温，外界环境高温，气泵过热，则冷却液通过空调系统4冷却，冷却液同时为动力电池1和气泵降温。

进一步地，一实施例中，所述方法包括：

在气泵运行温度大于预设第一阈值、且电池运行温度大于预设电池极限温度阈值时，利用第二回路上的空调系统4对动力电池系统的冷却液降温，并利用降温后的冷却液对空气泵9进行降温。

具体的，通过所述两个阀体，接通空气泵9与动力电池系统的连接、接通第一回路、以及接通第三回路，以利用第二回路上的空调系统4对动力电池系统的冷却液进行降温，并利用动力电池系统的冷却液对动力电池1和空气泵9进行降温。

本实施例中，温度传感器b温度＞40℃，则不考虑外界环境温度e，若温度传感器a温度＞100℃，则利用第二回路上的空调系统4对动力电池系统的冷却液降温，并利用降温后的冷却液对空气泵9进行降温。

具体的，三通阀a 7同时打开①和②通道，同时三通阀b 8打开①通道，空气泵9靠冷却液循环冷却；四通阀2同时打开②的通道冷却液通过空调制冷剂冷却。此时，冷却液高温，外界环境高温，气泵过热，则冷却液通过空调系统4冷却，冷却液同时为动力电池1和气泵降温。

进一步地，一实施例中，所述在气泵运行温度不大于预设阈值时，断开空气泵9与动力电池系统的连接，以利用环境空气对空气泵9进行降温，具体包括如下步骤：

在气泵运行温度不大于预设第一阈值、电池运行温度符合预设第二阈值范围时，利用环境空气对空气泵9进行降温；

在气泵运行温度不大于预设第一阈值、电池运行温度大于预设第二阈值范围的上限、且环境温度小于预设第三阈值时，利用环境空气对空气泵9进行降温，并利用第三回路中的电池散热器5对动力电池系统的冷却液降温；

在气泵运行温度不大于预设第一阈值、电池运行温度大于预设第二阈值范围的上限、且环境温度大于预设第三阈值时，利用环境空气对空气泵9进行降温，并利用第二回路中的空调系统4对动力电池系统的冷却液降温；

在气泵运行温度不大于预设第一阈值、且环境温度大于预设环境极限温度阈值时，利用环境空气对空气泵9进行降温，并利用第二回路中的空调系统4对动力电池系统的冷却液降温。

本实施例中，温度传感器b温度处于20-30℃，温度传感器d温度＜100℃，则三通阀a 7打开②通道，关闭①通道，同时三通阀b 8均关闭，空气泵9完全靠自然冷却；四通阀2仅打开①通道，通过冷却液带走动力电池1产生热量。此时，冷却液正常温度，气泵不过热，则动力电池1不需要增温降温(冷却液温度不变)，气泵自然冷却。

30℃＜温度传感器b温度＜40℃，外界环境温度e较低＜25℃，温度传感器d温度＜100℃，则三通阀a 7打开②通道，关闭①通道，同时三通阀b 8均关闭,空气泵9完全靠自然冷却；四通阀2同时打开③的通道，冷却液通过散热器冷却。此时，冷却液高温，外界环境低温，气泵不过热，则冷却液通过散热器冷却。

30℃＜温度传感器b温度＜40℃，外界环境温度e较高＞25℃，温度传感器a温度＜100℃，则三通阀a 7打开②通道，关闭①通道，同时三通阀b 8均关闭,空气泵9完全靠自然冷却；四通阀2同时打开②的通道，冷却液通过空调系统4制冷剂冷却；此时，冷却液高温，外界环境高温，气泵不过热，则冷却液通过空调系统4冷却，冷却液只为动力电池1降温，气泵自然冷却。

b温度＞40℃，则不考虑外界温度e，a温度＜100℃，则三通阀a 7打开②通道，关闭①通道，同时三通阀b 8均关闭,空气泵9完全靠自然冷却；四通阀2同时打开②的通道，冷却液通过空调系统4制冷剂冷却；此时，冷却液超高温，气泵不过热，则冷却液通过空调系统4冷却，冷却液只为动力电池1降温，气泵自然冷却。

进一步地，一实施例中，在气泵运行温度小于预设第一阈值并大于预设第四阈值、且电池运行温度小于预设第二温度阈值的下限时，通过空气泵9系统的冷却液和第一回路上的加热装置10对动力电池系统的冷却液进行增温。

本实施例中，温度传感器b温度＜20℃，温度传感器d温度＞50℃，则三通阀a 7同时打开①和②通道，同时三通阀b 8打开②通道，加热装置10工作，一起给动力电池1加热，四通阀2同时打开①的通道；此时，冷却液低温，气泵低温，则冷却液通过热泵或PTC加热器(ptc heater)加热，冷却液同时为动力电池1和气泵加热。

进一步地，一实施例中，在气泵运行温度小于预设第四阈值、且电池运行温度小于预设第二温度阈值的下限时，通过第一回路上的加热装置10对动力电池系统的冷却液进行增温。

本实施例中，温度传感器b温度＜20℃，温度传感器d温度＜50℃，则三通阀a 7打开②通道，三通阀b 8全部关闭，PTC加热器工作，给动力电池1加热，四通阀2同时打开①的通道；此时，冷却液低温，气泵超低温，则冷却液通过热泵或PTC加热，冷却液只给动力电池1加热。

需要说明的是，上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本申请各个实施例所述的方法。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。