汽车冷却系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及汽车技术领域，具体涉及一种汽车冷却系统及其控制方法。

背景技术

近年来随着新能源汽车的推广普及，新能源专用车的上装也呈现电动化趋势，上装的动力需要依靠上装驱动电机来提供，同时需要匹配冷却系统用于上装驱动电机及电控的降温。

目前，新能源汽车的汽车冷却系统均包括发动机冷却系统、上装电器冷却系统和底盘电器冷却系统，以保证各部件能够正常运行，其中，发动机冷却系统主要用于冷却发动机并实现车内取暖循环，上装电器冷却系统主要用于实现上装驱动电机和上装电机控制器等上装电动部件的冷却，底盘电器冷却系统主要用于实现底盘驱动电机、底盘电机控制器等底盘电动部件的冷却，三套冷却系统独立工作，无关联，冷却系统结构复杂，占用空间大，布置安装不便，且成本高。

综上所述，现有技术中汽车冷却系统存在结构繁琐、制造成本和运行成本较高的技术问题。

发明内容

鉴于背景技术中存在的技术问题，本申请提供了一种汽车冷却系统及其控制方法，能够解决结构繁琐、制造成本和运行成本较高的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种汽车冷却系统，包括膨胀水箱、底盘冷却系统、上装冷却系统、管路系统以及供能系统；

其中，所述膨胀水箱与所述底盘冷却系统连接；

所述底盘冷却系统通过所述管路系统内循环；

所述底盘冷却系统与所述上装冷却系统连接，所述底盘冷却系统通过所述上装冷却系统、所述管路系统外循环；

所述供能系统与所述底盘冷却系统、所述上装冷却系统、所述管路系统电性连接。

在本申请实施例的技术方案中，通过管路系统将底盘冷却系统与上装冷却系统连通，使底盘冷却系统与上装冷却系统集成于一体，膨胀水箱的冷却液可以先后经过底盘冷却系统、上装冷却系统，在一次循环中同时对底盘冷却系统和上装冷却系统进行散热。相较于各自独立的底盘冷却系统和上装冷却系统，本实施例省略了独立匹配上装冷却系统的散热设备，降低了制造成本和运行成本，减少了改装工作量。

在一些实施例中，所述管路系统包括第一三通管、第一电磁阀、第二三通管和第二电磁阀，所述第一三通管分别与所述底盘冷却系统的尾端、所述第一电磁阀、所述第二三通管连接，所述第二三通管分别与所述第一三通管、所述第二电磁阀、所述底盘冷却系统的首端连接，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀分别位于所述上装冷却系统的首端、尾端。

该实施例中，通过第一三通管、第二三通管在底盘冷却系统的内循环回路中并联上装冷却系统，构成冷却液循环一次先后经过底盘冷却系统、上装冷却系统的外循环回路。再通过第一电磁阀、第二电磁阀根据不同使用情况切换不同的工作模式，既可以连通内循环回路，又可以连通外循环回路，还可以同时连通内循环回路和外循环回路。

在一些实施例中，所述底盘冷却系统包括依次串联的底盘散热器总成、底盘电子水泵、底盘电机控制器和底盘驱动电机，所述底盘散热器总成与所述膨胀水箱、所述第二三通管连接，所述底盘驱动电机与所述第一三通管连接。

该实施例中，底盘散热器总成可以加快对冷却液的散热，提高冷却液的长线换热效率。冷却液作为换热媒介，在底盘电机控制器和底盘驱动电机处吸收热量，在底盘散热器总成处放出热量，使得底盘电机控制器和底盘驱动电机处于适宜的工况，提高工作性能，降低故障率。

在一些实施例中，所述上装冷却系统包括依次串联的上装电子水泵、上装电机控制器和上装驱动电机，所述上装电子水泵与所述第一电磁阀连接，所述上装驱动电机与所述第二电磁阀连接。

该实施例中，冷却液在上装电机控制器处和上装驱动电机处吸收热量，使得上装电机控制器和上装驱动电机处于适宜的工况，提高工作性能，降低故障率。

在一些实施例中，还包括温度传感器和报警系统，所述温度传感器与所述上装电机控制器和/或者所述上装驱动电机连接，所述温度传感器与所述供能系统信号连接，所述报警系统与所述温度传感器信号连接。

该实施例中，通过温度传感器和供能系统联动，根据传感器信息判断是否出现需要冷却水的情况；在上装冷却系统需要降温时，供能系统智能控制，自动开启冷却液循环。若冷却液温度较高，底盘散热器总成无法及时散热，通过报警系统提醒作业人员更换冷却液。

在一些实施例中，所述供能系统包括低压电源、电源控制器、多个低压继电器、多个低压保险，所述低压电源与所述电源控制器连接，所述电源控制器分别与多个用电支路连接，每个所述用电支路包括相互串联的用电器、所述低压继电器和所述低压保险，所述用电器包括所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述底盘冷却系统的底盘电子水泵或者所述上装冷却系统的上装电子水泵。

该实施例中，低压继电器可以监测和保护电路中的负载设备。当电路中发生短路、过流、过压等异常情况时，继电器会立即切断电路，保护负载设备免受损坏。

而低压保险的作用是在电流异常升高到一定的高度和热度时，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。

第二方面，本申请实施例提供了一种汽车冷却系统的控制方法，采用如第一方面中任一实施例所述的汽车冷却系统，包括以下步骤：

当汽车底盘处于作业状态时，控制冷却液由膨胀水箱中进入底盘冷却系统，并在所述底盘冷却系统中内循环；

当汽车上装处于作业状态时，控制所述冷却液由所述底盘冷却系统进入上装冷却系统，并在所述底盘冷却系统与所述上装冷却系统之间外循环。

在本申请实施例的技术方案中，通过管路系统将底盘冷却系统与上装冷却系统连通，使底盘冷却系统与上装冷却系统集成于一体。同时，本实施例可以根据不同使用场景智能选择不同模式：既可以使得冷却液在底盘冷却系统中内循环，仅对底盘冷却系统进行散热；又可以使得冷却液在底盘冷却系统和上装冷却系统之间外循环，同时对底盘冷却系统和上装冷却系统进行散热；还可以使得冷却液同时经过内循环回路和外循环回路，通过底盘冷却系统和上装冷却系统之间的散热差异，调节不同流量的冷却液进入内循环回路和外循环回路。智能调节工作模式，提高了对不同使用场景的兼容性和针对性，降低了整车的生产成本和能耗。

在一些实施例中，在所述底盘冷却系统中内循环，包括：

电源控制器控制底盘电子水泵启动，所述底盘电子水泵驱使所述冷却液依次经过底盘电机控制器、底盘驱动电机、第一三通管、第二三通管和底盘散热器总成实现内循环。

在一些实施例中，在所述底盘冷却系统与所述上装冷却系统之间外循环，包括：

当温度传感器检测到上装电机控制器或者上装驱动电机的实际温度达到设定阈值时，电源控制器控制上装电子水泵、第一电磁阀、第二电磁阀启动，所述上装电子水泵驱使所述冷却液依次经过第一三通管、所述第一电磁阀、所述上装电机控制器、所述上装驱动电机、所述第二电磁阀、第二三通管和底盘散热器实现外循环；

当所述温度传感器检测到所述上装电机控制器和所述上装驱动电机的实际温度低于所述设定阈值时，所述电源控制器延时一定时间依次关闭所述上装电子水泵、所述第二电磁阀和所述第一电磁阀。

该实施例中，通过温度传感器感应上装冷却系统中的温度信息，来智能调节开关外循环回路，既可以避免上装电机控制器和上装驱动电机的实际温度过高，工作性能下降甚至出现损坏；又可以避免了上装电机控制器和上装驱动电机在无需冷却时，外循环回路空转，额外增加能耗。

在一些实施例中，所述控制方法还包括：

当所述温度传感器检测到所述上装电机控制器或者所述上装驱动电机的实际温度超过设定阈值时，根据所述实际温度调节所述上装电子水泵的功率，所述实际温度越高，所述上装电子水泵的功率越大。

该实施例中，冷却液包括内循环、外循环两条路径，可对不同路径下冷却液的流量大小进行区分控制。根据上装冷却系统和底盘冷却系统当时的散热需求不同，控制内、外循环回路中冷却液流量的不同。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请中所使用的附图作简单介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施方式，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的附图。

图1为本申请实施例中汽车冷却系统的系统组成图；

图2为本申请实施例中供能系统的原理示意图。

附图标记说明：1-膨胀水箱、2-底盘冷却系统、3-上装冷却系统、4-管路系统、5-供能系统；

21-底盘散热器总成、22-底盘电子水泵、23-底盘电机控制器、24-底盘驱动电机；

31-上装电子水泵、32-上装电机控制器、33-上装驱动电机；

41-第一三通管、42-第一电磁阀、43-第二电磁阀、44-第二三通管；

51-低压电源、52-电源控制器、53-低压继电器、54-低压保险。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“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，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

由于独立匹配上装冷却系统会额外增加成本，考虑底盘冷却系统散热能力比较富裕。为了解决结构繁琐、制造成本和运行成本较高的技术问题，本申请提供了一种汽车冷却系统及其控制方法，本申请实施例在底盘预留上装冷却系统的接口，使底盘与上装冷却系统集成于一体，并增加智能温度控制，以达到减少改装工作量、降低整车成本、降低整车能耗的目的。

第一方面，本申请实施例提供了一种汽车冷却系统，如图1所示，图1为本申请实施例中汽车冷却系统的系统组成图。

汽车冷却系统，包括膨胀水箱1、底盘冷却系统2、上装冷却系统3、管路系统4以及供能系统5。

其中，所述膨胀水箱1与所述底盘冷却系统2连接；所述底盘冷却系统2通过所述管路系统4内循环；所述底盘冷却系统2与所述上装冷却系统3连接，所述底盘冷却系统2通过所述上装冷却系统3、所述管路系统4外循环；所述供能系统5与所述底盘冷却系统2、所述上装冷却系统3、所述管路系统4电性连接。

在本申请实施例的技术方案中，通过管路系统4将底盘冷却系统2与上装冷却系统3连通，使底盘冷却系统2与上装冷却系统3集成于一体，膨胀水箱1的冷却液可以先后经过底盘冷却系统2、上装冷却系统3，在一次循环中同时对底盘冷却系统2和上装冷却系统3进行散热。相较于各自独立的底盘冷却系统2和上装冷却系统3，本实施例省略了独立匹配上装冷却系统3的散热设备，降低了制造成本和运行成本，减少了改装工作量。

在一些实施例中，所述管路系统4包括第一三通管41、第一电磁阀42、第二电磁阀43和第二三通管44，所述第一三通管41分别与所述底盘冷却系统2的尾端、所述第一电磁阀42、所述第二三通管44连接，所述第二三通管44分别与所述第一三通管41、所述第二电磁阀43、所述底盘冷却系统2的首端连接，所述第一电磁阀42、所述第二电磁阀43分别位于所述上装冷却系统3的首端、尾端。

该实施例中，通过第一三通管41、第二三通管44在底盘冷却系统2的内循环回路中并联上装冷却系统3，构成冷却液循环一次先后经过底盘冷却系统2、上装冷却系统3的外循环回路。再通过第一电磁阀42、第二电磁阀43根据不同使用情况切换不同的工作模式，既可以连通内循环回路、又可以连通外循环回路，还可以同时连通内循环回路和外循环回路。

在一些实施例中，所述底盘冷却系统2包括依次串联的底盘散热器总成21、底盘电子水泵22、底盘电机控制器23和底盘驱动电机24，所述底盘散热器总成21与所述膨胀水箱1、所述第二三通管44连接，所述底盘驱动电机24与所述第一三通管41连接。

该实施例中，底盘散热器总成21可以加快对冷却液的散热，提高冷却液的长线换热效率。冷却液作为换热媒介，在底盘电机控制器23和底盘驱动电机24处吸收热量，在底盘散热器总成21处放出热量，使得底盘电机控制器23和底盘驱动电机24处于适宜的工况，提高工作性能，降低故障率。

在一些实施例中，所述上装冷却系统3包括依次串联的上装电子水泵31、上装电机控制器32和上装驱动电机33，所述上装电子水泵31与所述第一电磁阀42连接，所述上装驱动电机33与所述第二电磁阀43连接。

该实施例中，冷却液在上装电机控制器32处和上装驱动电机33处吸收热量，使得上装电机控制器32和上装驱动电机33处于适宜的工况，提高工作性能，降低故障率。

在一些实施例中，还包括温度传感器和报警系统，所述温度传感器与所述上装电机控制器32和/或者所述上装驱动电机33连接，所述温度传感器与所述供能系统5信号连接，所述报警系统与所述温度传感器信号连接。

该实施例中，通过温度传感器和供能系统5联动，根据传感器信息判断是否出现需要冷却水的情况；在上装冷却系统3需要降温时，供能系统5智能控制，自动开启冷却液循环。若冷却液温度较高，底盘散热器总成21无法及时散热，通过报警系统提醒作业人员更换冷却液。

如图2所示，图2为本申请实施例中供能系统5的原理示意图。

在一些实施例中，所述供能系统5包括低压电源51、电源控制器52、多个低压继电器53、多个低压保险54，所述低压电源51与所述电源控制器52连接，所述电源控制器52分别与多个用电支路连接，每个所述用电支路包括相互串联的用电器、所述低压继电器53和所述低压保险54，所述用电器包括所述第一电磁阀42、所述第二电磁阀43、所述底盘冷却系统2的底盘电子水泵22或者所述上装冷却系统3的上装电子水泵31。

该实施例中，低压继电器可以监测和保护电路中的负载设备。当电路中发生短路、过流、过压等异常情况时，继电器会立即切断电路，保护负载设备免受损坏。

而低压保险54的作用是在电流异常升高到一定的高度和热度时，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。

第二方面，本申请实施例提供了一种汽车冷却系统的控制方法，采用如第一方面中任一实施例所述的汽车冷却系统，包括以下步骤：

当汽车底盘处于作业状态时，控制冷却液由膨胀水箱1中进入底盘冷却系统2，并在所述底盘冷却系统2中内循环；

当汽车上装处于作业状态时，控制所述冷却液由所述底盘冷却系统2进入上装冷却系统3，并在所述底盘冷却系统2与所述上装冷却系统3之间外循环。

在本申请实施例的技术方案中，通过管路系统4将底盘冷却系统2与上装冷却系统3连通，使底盘冷却系统2与上装冷却系统3集成于一体。同时，本实施例可以根据不同使用场景智能选择不同模式：既可以使得冷却液在底盘冷却系统2中内循环，仅对底盘冷却系统2进行散热；又可以使得冷却液在底盘冷却系统2和上装冷却系统3之间外循环，同时对底盘冷却系统2和上装冷却系统3进行散热；还可以使得冷却液同时经过内循环回路和外循环回路，通过底盘冷却系统2和上装冷却系统3之间的散热差异，调节不同流量的冷却液进入内循环回路和外循环回路。智能调节工作模式，提高了对不同使用场景的兼容性和针对性，降低了整车的生产成本和能耗。

在一些实施例中，在所述底盘冷却系统2中内循环，包括：

电源控制器52控制底盘电子水泵22启动，所述底盘电子水泵22驱使所述冷却液依次经过底盘电机控制器23、底盘驱动电机24、第一三通管41、第二三通管44和底盘散热器总成21实现内循环。

在一些实施例中，在所述底盘冷却系统2与所述上装冷却系统3之间外循环，包括：

当汽车底盘处于上电或行驶状态，且上装启动作业，当温度传感器检测到上装电机控制器32或者上装驱动电机33的实际温度达到第一设定阈值时，电源控制器52控制上装电子水泵31、第一电磁阀42、第二电磁阀43启动，所述上装电子水泵31驱使所述冷却液依次经过第一三通管41、所述第一电磁阀42、所述上装电机控制器32、所述上装驱动电机33、所述第二电磁阀43、第二三通管44和底盘冷却系统2实现外循环；

当所述温度传感器检测到所述上装电机控制器32和所述上装驱动电机33的实际温度低于所述第一设定阈值时，所述电源控制器52延时一定时间依次关闭所述上装电子水泵31、所述第二电磁阀43和所述第一电磁阀42。

该实施例中，通过温度传感器感应上装冷却系统3中的温度信息，来智能调节开关外循环回路，既可以避免上装电机控制器32和上装驱动电机33的实际温度过高，工作性能下降甚至出现损坏；又可以避免了上装电机控制器32和上装驱动电机33在无需冷却时，外循环回路空转，额外增加能耗。

在一些实施例中，所述控制方法还包括：

当所述温度传感器检测到所述上装电机控制器32或者所述上装驱动电机33的实际温度超过第二设定阈值时，根据所述实际温度调节所述上装电子水泵31的功率，所述实际温度越高，所述上装电子水泵31的功率越大。

该实施例中，冷却液包括内循环、外循环两条路径，可对不同路径下冷却液的流量大小进行区分控制。根据上装冷却系统3和底盘冷却系统2当时的散热需求不同，控制内、外循环回路中冷却液流量的不同。

需要说明的是，本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。此外，在不脱离本申请主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。