一种电动车冷却系统及其控制方法

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，具体涉及一种电动车冷却系统及其控制方法。

背景技术

目前，在汽车行业中电动车发展较为迅速，电动车开发过程中，如何简化冷却系统以达到降低成本以及布置难度，如何精准控制冷却系统部件以达到降低功耗是目前电动车冷却系统开发的的重点和难点。

现有技术公开了一种电动车冷却系统及其控制方法，电动车冷却系统，主要包括由冷却管路依次连接在一起并被连通的DC/DC冷却水套、空调控制器冷却水套、电机控制器冷却水套、驱动电机冷却水套、散热器、电动水泵，在散热器出口与电动水泵的入口之间安装有冷却液温度传感器，散热装置上还设有用来加强散热的电动风扇，该电动风扇与主控制单元电连接，而冷却液温度传感器与一主控制单元电连接；以及一种控制该电动车冷却系统的控制方法。这种结构的系统及控制方法能够保障电动汽车上主要部件的良好散热，并确保行车安全。但是，该电动车冷却系统主要对于电机冷却系统进行，未公开电池冷却及其控制方法。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种电动车冷却系统，还提供一种电动车冷却系统的控制方法，以解决简化冷却系统以及降低冷却系统零部件功耗的问题，能够有效避免冷却系统零部件频繁开闭，改善系统NVH；可实现按需进行冷却/加热，并考虑了环境温度的影响，实现了精确控制；具有能耗优化、NVH改善等优点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电动车冷却系统，由控制器、电机冷却系统和电池冷却系统构成；

所述电机冷却系统，由通过冷却管路连接的储液罐Ⅰ1、散热器2、电动风扇3、水温传感器Ⅰ4、电动水泵Ⅰ5、电机及控制器6以及DCDC7组成，管路中间为冷却液；

所述电池冷却系统由通过冷却管路连接的电动水泵Ⅱ8、PTC9、换热器10、CHILLER11、电动水泵Ⅲ12、电池13、水温传感器Ⅱ14以及储液罐Ⅱ15组成，管路中间为冷却液；

所述储液罐Ⅰ1和储液罐Ⅱ15用于补偿冷却液和排气；所述散热器2用于将热量换到空气中；所述电动风扇3用于带走散热器2的热量；所述水温传感器Ⅰ4和水温传感器Ⅱ14用于采集温度信号后传递给控制器；所述电动水泵Ⅰ5，电动水泵Ⅱ8和电动水泵Ⅲ12是冷却液循环的动力来源。

上述电动车冷却系统的控制方法包括电机冷却控制，包括以下步骤：所述电机及控制器6、DCDC7的本体温度信号传递给控制器，水温传感器Ⅰ4采集的温度信号传递给控制器，控制器根据相关信号以及控制器是否上电判断系统处于电机冷却系统关闭、电机冷却模式Ⅰ、电机冷却模式Ⅱ中的何种模式，且3种模式可以互相转变。

进一步地，所述电机冷却系统关闭时，控制器下电；所述电机冷却模式Ⅰ时，控制器上电，电动水泵Ⅰ5按照默认转速进行；所述电机冷却模式Ⅱ时，当电机及控制器6本体温度≥T1时，或DCDC7的本体温度≥T2时，或水温传感器Ⅰ4温度信号≥T3时，进入电机冷却模式Ⅱ，电动水泵Ⅰ5按照各个温度值进行线性控制。

更进一步地，当电机及控制器6本体温度≤T4时，或DCDC7的本体温度≤T5时，或水温传感器Ⅰ4温度信号≤T6时，退出电机冷却模式Ⅱ，进入到电机冷却模式Ⅰ；水温传感器Ⅰ4温度≥T7时，电动风扇3启动，其转速按照水温传感器Ⅰ4的温度信号进行线性控制，当水温传感器Ⅰ4温度信号≤T8时，电动风扇3停止运行。

上述电动车冷却系统的控制方法，还包括电池冷却控制，包括以下步骤：所述控制器采集电池本体温度，环境温度、冷却液温度，并根据相关信号判断系统处于电池冷却系统关闭、电池加热模式、电池自循环模式以及电池冷却模式中的何种模式，且4种模式可以互相转变。

进一步地，所述电池冷却系统关闭时，控制器下电；控制器上电，环境温度≤T9且电池本体温度≤T10时进入电池加热模式，电动水泵全速运行，电动水泵Ⅲ12的转速按照电池本体温度线性控制，PTC9的功率需求按照水温传感器Ⅱ14的数值进行控制；所述电池自循环模式时，控制器上电，且电池本体温度处于定义的范围内，电动水泵Ⅲ12按照特定转速运行；当电池本体温度≥T11时进入电池冷却模式，电动水泵Ⅲ12的转速按照环境温度和电池温度差值进行控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、电动车冷却系统通过管路连接电机、电池、储液罐、电动水泵散热器等零部件，简化了冷却系统的布置；

2、电动车冷却系统的控制方法分为电机冷却控制方法以及电池冷却控制方法，电机冷却控制方法通过识别电机本体、DCDC等温度用于控制电动水泵，冷却液中的温度用于控制电动风扇，可实现精准控制，减少电动水泵、电动风扇的能耗；

3、电池冷却控制方法通过识别电池温度与冷却液的温度差值用于控制电池冷却水泵，并通过识别电池温度以及环境温度用于控制PTC以及电池水泵，PTC水泵的转速，实现精准控制，减少电动水泵、PTC的能耗；

4、控制方法中在进行冷却系统零部件控制时，开启和关闭条件设置不同，可以有效避免冷却系统零部件频繁开闭，改善系统NVH。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1本发明电动车冷却系统原理图；

图2本发明的电机冷却控制模式图；

图3本发明的电池冷却控制模式图。

图中，1.储液罐Ⅰ 2.散热器 3.电动风扇 4.水温传感器Ⅰ 5.电动水泵Ⅰ 6.电机及控制器 7.DCDC 8.电动水泵Ⅱ 9.PTC 10.热交换器 11.CHILLER 12.电动水泵Ⅲ 13.电池14.水温传感器Ⅱ 15储液罐Ⅱ 16.电机冷却系统关闭 17.电机冷却模式Ⅰ 18.电机冷却模式Ⅱ 19.电池冷却系统关闭 20.电池加热模式 21.电池自循环模式 22.电池冷却模式。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1-图3所示，本发明电动车冷却系统，由控制器、电机冷却系统和电池冷却系统构成；

所述电机冷却系统由储液罐Ⅰ1、散热器2、电动风扇3、水温传感器Ⅰ4、电动水泵Ⅰ5、电机及控制器6以及DCDC7组成，通过冷却管路连接，管路中间为冷却液。

其中，所述电机及控制器6和DCDC7为需求散热器部件；所述散热器2和电动风扇3为散热器部件；。

所述电池冷却系统由电动水泵Ⅱ8、PTC9、换热器10、CHILLER11、电动水泵Ⅲ12、电池13、水温传感器Ⅱ14以及储液罐Ⅱ15组成，通过冷却管路连接，且管路中间为冷却液。

所述储液罐Ⅰ1和储液罐Ⅱ15在冷却系统中用于起到补冷却液和排气的作用；所述散热器2用于将电机回路的热量换到空气中；所述电动风扇3，提供风量带走散热器的热量；所述水温传感器Ⅰ4和水温传感器Ⅱ14用于采集温度信号后传递给控制器；所述电动水泵Ⅰ5、电动水泵Ⅱ8和电动水泵Ⅲ12是冷却系统中冷却液循环的动力来源；所述电机及控制器6为冷却需求的部件；所述DCDC7为冷却需求部件；所述电池13为加热以及冷却需求零部件，通过换热器10、CHILLER11进行热量交换。

所述电动车冷却系统控制方法分为电机冷却控制方法和电池冷却控制方法。

电机冷却控制方法如下：

电机冷却分为3种模式，分别为电机冷却系统关闭、电机冷却模式Ⅰ和电机冷却模式Ⅱ。

所述电机及控制器6、DCDC7的本体温度信号由温度传感器传递给控制器，水温传感器5采集的温度信号传递给控制器。控制器根据相关信号以及控制器是否上电判断系统处于电机冷却系统关闭、电机冷却模式Ⅰ、电机冷却模式Ⅱ中模式中的一种，且3种模式可以互相转变。

所述电机冷却系统关闭：控制器下电。

所述电机冷却模式Ⅰ：控制器上电，此模式为默认模式，电动水泵5按照默认转速n(此值为标定值)进行。

所述电机冷却模式Ⅱ：当电机及控制器6本体温度≥T1时，或DCDC7的本体温度≥T2时，或水温传感器Ⅰ4温度信号≥T3时，进入电机冷却模式Ⅱ。

此时电动水泵Ⅰ5按照各个温度值进行线性控制。

当电机及控制器6本体温度≤T4时，或DCDC7的本体温度≤T5时，或水温传感器Ⅰ4温度信号≤T6时，退出电机冷却模式Ⅱ，进入到电机冷却模式Ⅰ。

水温传感器Ⅰ4温度≥T7时，电动风扇3启动，其转速n按照水温传感器的温度信号进行线性控制，当水温传感器Ⅰ4温度信号≤T8时，电动风扇3停止运行。其中需要明确电动风扇的共振转速并进行规避。并且根据试验确认车速与电动风扇转速的关系，在电动风扇3运行时考虑车速影响。

电池冷却控制方法如下：

电池冷却分为4种模式，分别为电池冷却系统关闭、电池加热模式、电池自循环模式以及电池冷却模式。

所述控制器采集电池本体温度，环境温度、冷却液温度，并根据相关信号判断系统处于何种模式，且模式可以互相转变。

所述电池冷却系统关闭：控制器下电。

电池加热模式：控制器上电，环境温度≤T9且电池本体温度≤T10时，进入电池加热模式。

此时电动水泵全速运行，电动水泵Ⅲ12的转速按照电池本体温度线性控制。

PTC9的功率需求按照水温传感器Ⅱ14的数值进行控制。

电池自循环模式：控制器上电，且电池本体温度处于定义的范围内，进入电池自循环模式。

电动水泵Ⅲ12按照特定转速运行。

电池冷却模式：当电池本体温度≥T11时，进入电池冷却模式。

电动水泵的转速按照环境温度和电池温度差值进行控制。

本发明上述温度T1-T10的温度取值均是通过实验标定获取。

本发明电动车冷却系统主要对于电机冷却系统以及电池冷却系统进行，且主要着眼点为冷却液温度以及电机、电池本体文图等数值，可以实现按需进行冷却/加热以及精确控制，充分考虑需求冷却零部件的温度以及环境因素的影响，能够规避共振点，提升整车NVH性能。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。