CN102717702A - 一种汽车电机***的冷却方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车电机***的冷却方法，首先判断储气装置内气体的压力是否满足其原本的工作需要，在满足储气装置原本的工作需求的基础上再对电机***进行冷却；在对电机***进行冷却的同时，检测冷却管道入口处气体的压力，判断气体能否顺利通过整个冷却管道。此汽车电机***的冷却方法利用储气装置内的气体冷却电机***时，时时检测电机***的温度，并根据电机***的温度控制冷却气体的流量。气体冷却电机***后可以直接排入大气，无需设置循环装置，可使整个结构简洁，装配方便。同时，上述冷却方法有较强的可操作性，能够高效可靠地对电机***进行冷却。本发明还公开了一种应用上述冷却方法的汽车电机***的冷却装置。

Description

一种汽车电机***的冷却方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种汽车电机***的冷却方法及装置。

背景技术

电机是依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，是混合动力汽车和电动汽车的核心部件。电机通常由电机控制器对其运动过程进行控制。

电机***是车辆行驶中的主要执行结构，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，是汽车的重要部件。电机***包括电机本体和电机控制器。

电机***的稳定工作与否直接决定了汽车的运行情况，电机***的冷却问题从很大程度上影响着电机***的性能，进而影响着汽车的运行情况。现有技术中，汽车电机***的冷却方法主要包括水冷和强制风冷。

电机***的冷却方法采用水冷时，存在水箱、水泵等部件的泄漏问题。冷却水的循环利用，使得出水口及循环回路的布置极其复杂。当汽车附带的冷却水的温度超过限定值后必须更换或者停车，否则将会影响汽车的运行。

电机***的冷却方法采用强制风冷时，安装风扇的方式只能起到冷却表面的作用，冷却效果差，并且极易将大气中的杂质和灰尘吹入电机及控制器中，影响其性能。

因此，如何针对上述技术问题，改善电机***的冷却方法，是本领域技术人员目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车电机***的冷却方法，该冷却方法能够高效可靠地对电机***进行冷却。本发明的另一目的是提供一种汽车电机***的冷却装置。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种汽车电机***的冷却方法，汽车具有储气装置和电机***的冷却管道，包括下述步骤：

对储气装置进行加压充气；

连通储气装置和电机***的冷却管道，使储气装置内的气体流经冷却管道冷却电机***；

将流经冷却管道的气体排入大气。

优选地，在对储气装置进行加压充气、连通储气装置和电机***的冷却管道两步骤之间还包括下述步骤：

1）检测储气装置内气体的压力值；

2）判断储气装置内气体的压力值是否高于储气装置的压强阀值；若是，则执行步骤3），若否，则执行步骤5）；

3）获取电机***的温度；

4）根据电机***的温度控制电机***的冷却管道的开度，返回步骤1；

5）控制电机停止运行。

优选地，步骤4）中返回步骤1）之前还包括步骤：

4A）检测电机***的冷却管道入口处气体的压力值；

4B）判断电机***的冷却管道入口处气体的压力值是否高于电机***的冷却管道的压强阀值；若是，则返回步骤1），若否，则执行步骤5）。

优选地，步骤3）获取电机***的温度包括以下步骤：

31）检测电机本体的温度，电机控制器的温度，以及冷却管道入口处气体的温度；

32）将电机本体的温度，电机控制器的温度，冷却管道入口处气体的温度中的最高温度设置为电机***的温度。

优选地，步骤4）控制电机***的冷却管道的开度包括下述步骤：

41）设置N个小于电机***限制温度的预设温度，通过预设温度和电机***限制温度划分出（N+2）个温度区间，并设定与各温度区间对应的电机***的冷却管道的预设开度，其中，N≥1；

42）根据电机***的温度对应的温度区间，控制电机***的冷却管道开至与该温度区间对应的预设开度。

优选地，步骤41）中，将大于电机***限制温度的温度区间对应的冷却管道的预设开度设定为电机***的冷却管道的最大开度；

步骤42）中，电机***的温度处于大于电机***限制温度的温度区间时，控制电机***的冷却管道开至最大开度，并发出报警信息，同时电机降功率运行。

优选地，除大于电机***限制温度的温度区间，其他各温度区间对应的最高温度与电机***限制温度的比例，与各温度区间对应的预设开度和冷却管道的最大开度的比例相等。

本发明还提供了一种汽车电机***的冷却装置，汽车具有储气装置和电机***的冷却管道，所述储气装置的出气口与所述电机***的冷却管道的入口连通，所述储气装置内的气体能够流经所述冷却管道，并从所述冷却管道的出口排入大气。

优选地，包括：

压力传感器，所述压力传感器检测储气装置内气体的压力值和电机***的冷却管道入口处气体的压力值；

通断阀，所述储气装置的出气口与所述电机***的冷却管道的入口之间设有通断阀；

控制器，当储气装置内气体的压力值高于储气装置的压强阀值时，所述控制器控制所述通断阀开启，以连通所述储气装置和所述电机***的冷却管道；当电机***的冷却管道入口处气体的压力值低于电机***的冷却管道的压强阀值时，所述控制器控制电机停止运行。

优选地，还包括温度传感器，所述温度传感器检测电机***的温度和冷却管道入口处气体的温度；所述控制器根据电机***的温度和冷却管道入口处气体的温度中的最高温度，控制所述通断阀的开度。

优选地，所述通断阀为比例流量阀。

优选地，所述储气装置内的气体流经所述冷却管道后，经单向阀和溢流阀排入大气。

优选地，所述电机***的冷却管道包括电机本体冷却管道和电机控制器冷却管道，所述储气装置的出气口与所述电机控制器冷却管道的入口连通，所述电机控制器冷却管道的出口与所述电机本体冷却管道的入口连通，所述储气装置内的气体能够流经所述电机控制器冷却管道和所述电机本体冷却管道。

优选地，所述储气装置的出气口通过分流结构分别与所述电机本体冷却管道的入口和所述电机控制器冷却管道的入口连通，所述储气装置内的气体能够分别流经所述电机本体冷却管道和所述电机控制器冷却管道。

本发明提供的汽车电机***的冷却方法及装置，利用储气装置内的气体冷却电机***，可以通过比例流量阀控制电机***冷却管道的进气量的大小；冷却电机***后的气体可以直接排入大气，无需设置循环装置，可使整个结构简洁，装配方便；此冷却方法及装置实现了简洁、稳定、干净、柔性的控制。同时，上述冷却方法及装置有较强的可操作性，能够高效可靠地对电机***进行冷却。

附图说明

图1为本发明所提供的汽车电机***的冷却方法一种具体实施方式的流程图；

图2为图1所示的流程图中步骤S10的第一种具体实施方式的流程图；

图3为图1所示的流程图中步骤S10的第二种具体实施方式的流程图；

图4为图1所示的流程图中步骤S10的第三种具体实施方式的流程图；

图5为图2至图4所示的流程图中步骤S4的一种具体实施方式的流程图；

图6为本发明所提供的汽车电机***的冷却装置一种具体实施方式的结构图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种汽车电机***的冷却方法，该冷却方法能够高效可靠地对电机***进行冷却。本发明的另一核心是提供一种汽车电机***的冷却装置。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供的汽车电机***的冷却方法一种具体实施方式的流程图。

在一种实施方式中，本发明提供了一种汽车电机***的冷却方法，汽车具有储气装置1和电机***的冷却管道，包括下述步骤：

步骤S10对储气装置1进行加压充气；连通储气装置1和电机***的冷却管道，使储气装置1内的气体流经冷却管道冷却电机***；

步骤S20将流经冷却管道的气体排入大气。

此汽车电机***的冷却方法利用储气装置1内的气体冷却电机***时，并根据电机***的温度控制冷却气体的流量，冷却后气体可以直接排入大气。此冷却方法有较强的可操作性，能够高效可靠地对电机***进行冷却。

请参考图2，图2为图1所示的流程图中步骤S10的第一种具体实施方式的流程图。

一种具体的实施方式中，在对储气装置1进行加压充气、连通储气装置1和电机***的冷却管道两步骤之间还包括下述步骤：

步骤S1检测储气装置1内气体的压力值；

步骤S2判断储气装置1内气体的压力值是否高于储气装置1的压强阀值；若是，则执行步骤S3，若否，则执行步骤S5；

步骤S3获取电机***的温度；

步骤S4根据电机***的温度控制电机***的冷却管道的开度，并返回步骤S1；

步骤S5控制电机停止运行。

本发明提供的汽车电机***的冷却方法，首先判断储气装置1内气体的压力是否满足其原本的工作需要，在满足储气装置1原本的工作需求的基础上再对电机***进行冷却。

储气装置1的压强阀值等于储气装置1内气体完成其原本工作的压力损失，气体压力大于此值时，才能既满足其原本的工作需要又能用于冷却电机***。

此汽车电机***的冷却方法利用储气装置1内的气体冷却电机***时，时时检测电机***的温度，并根据温度控制冷却气体的流量，能够高效节能地实现冷却；且采用气体冷却的方式，相较于背景技术中的水冷方式，无需采取防漏措施，另外，气体冷却电机***后可以直接排入大气，无需设置循环装置，因此，可使整个结构简洁，装配方便；此外，此冷却方法实现了简洁、稳定、干净、柔性的控制。同时，上述冷却方法有较强的可操作性，能够高效可靠地对电机***进行冷却。

请参考图3，图3为图1所示的流程图中步骤S10的第二种具体实施方式的流程图。

进一步具体的实施方式中，步骤S4中返回步骤S1之前还包括步骤：

步骤S4A检测电机***的冷却管道入口处气体的压力值；

步骤S4B判断电机***的冷却管道入口处气体的压力值是否高于电机***的冷却管道的压强阀值；若是，则返回步骤S1，若否，则执行步骤S5。

在对电机***进行冷却的同时，检测并判断冷却管道入口处气体的压力能否使气体顺利通过整个冷却管道。

电机***冷却管道的压强阀值等于气体流经整个冷却管道的压力损失，气体压力大于此值时，气体才能从冷却管道的入口流到出口。

请参考图4，图4为图1所示的流程图中步骤S10的第三种具体实施方式的流程图。

另一种具体的实施方式中，步骤S3获取电机***的温度包括以下步骤：

步骤S31检测电机本体的温度，电机控制器的温度，以及冷却管道入口处气体的温度；

步骤S32将电机本体的温度，电机控制器的温度，冷却管道入口处气体的温度中的最高温度设置为电机***的温度。

电机***包括电机本体和电机控制器，电机***的温度取电机本体的温度，电机控制器的温度，电机***的冷却管道入口处气体的温度中的最高温度。

另一种优选的具体实施方式中，步骤S4控制电机***的冷却管道的开度包括下述步骤：

步骤S41设置N个小于电机***限制温度的预设温度，通过预设温度和电机***限制温度划分出（N+2）个温度区间，并设定与各温度区间对应的电机***的冷却管道的预设开度，其中，N≥1；

步骤S42根据电机***的温度对应的温度区间，控制电机***的冷却管道开至与该温度区间对应的预设开度。

N个预设温度与限制温度共（N+1）个温度值将温度轴划分为（N+2）个温度区间，为每个温度区间设置与其对应的冷却管道的预设开度，能够根据电机***的温度调节冷却管道的进气量。

可以设置至少一个小于电机***限制温度的预设温度，预设温度与电机***限制温度将温度轴划分为至少三个温度区间，当电机***的温度位于某个温度区间时，控制冷却管道的开度为与此温度区间相对应的预设开度。

具体的，步骤S41中，将大于电机***限制温度的温度区间对应的冷却管道的预设开度设定为电机***的冷却管道的最大开度；

步骤S42中，电机***的温度处于大于电机***限制温度的温度区间时，控制电机***的冷却管道开至最大开度，并发出报警信息，同时电机降功率运行。

此冷却方法，能够在电机***的温度超过限制温度时，保护电机***使其降功率运行并发出报警信息。

进一步的，除大于电机***限制温度的温度区间，其他各温度区间对应的最高温度与电机***限制温度的比例，与各温度区间对应的预设开度和冷却管道的最大开度的比例相等。

如图5所示，图5为图2至图4所示的流程图中步骤S4的一种具体实施方式的流程图。

例如，步骤S41中设置两个预设温度，则存在四个温度区间，所述步骤S42包括以下步骤：

步骤S421判断电机***的温度与第一预设温度、第二预设温度和电机***限制温度的大小；

若电机***的温度小于第一预设温度，则执行步骤S422，

若电机***的温度大于等于第一预设温度且小于第二预设温度，则执行步骤S423，

若电机***的温度大于等于第二预设温度且小于电机***限制温度，则执行步骤S424，

若电机***的温度大于等于电机***限制温度，则执行步骤S424和步骤S425；

步骤S422控制电机***冷却管道的开度为第一预设开度；

步骤S423控制电机***冷却管道的开度为第二预设开度；

步骤S424控制电机***冷却管道的开度为1；

步骤S425发出报警信息，同时电机降功率运行。

设置两个预设温度时，两个预设温度与电机***限制温度将温度轴划分为四个温度区间，冷却管道具有与四个温度区间相对应的四种工作模式。

具体的，设置第一预设温度可以为电机***限制温度的30%，第二预设温度可以为电机***限制温度的60%；设置第一预设开度可以为电机***冷却管道开度的30%，第二预设开度可以为电机***冷却管道开度的60%。

当然，预设温度的数量和与电机***限制温度的比例关系不仅仅局限于上述实施例所述的情况，在实际的应用中，应根据电机***的具体情况，分析出电机***最佳的冷却方案，确定最佳的预设温度数量和与电机***限制温度的比例关系，并确定与预设温度对应的最佳的预设开度。

请参考图6，图6为本发明所提供的汽车电机***的冷却装置一种具体实施方式的结构图。

本发明还提供了一种汽车电机***的冷却装置，包括储气装置1和电机***的冷却管道，所述储气装置1的出气口12与所述电机***的冷却管道的入口连通，所述储气装置1内的气体能够流经所述冷却管道，并从所述冷却管道的出口排入大气。

此冷却装置利用储气装置1内的气体冷却电机***，不但结构简单，可操作性强，还具有较好的冷却效果。

一种具体的实施方式中，汽车电机***的冷却装置包括：

压力传感器4，所述压力传感器4检测储气装置1内气体的压力值和电机***的冷却管道入口处气体的压力值；

通断阀，所述储气装置1的出气口与所述电机***的冷却管道的入口之间设有通断阀；

控制器，当储气装置1内气体的压力值高于储气装置1的压强阀值时，所述控制器控制所述通断阀开启，以连通所述储气装置1和所述电机***的冷却管道；当电机***的冷却管道入口处气体的压力值低于电机***的冷却管道的压强阀值时，所述控制器控制电机停止运行。

大气经过空气滤清器后进入发动机空压机，干燥之后，通过进气口送入储气装置1，储气装置1内的气体为刹车***提供动力，还可以用与开关车门。储气装置1在满足其原本的工作需求的基础上，再用于冷却电机***。

气体冷却电机***后可以直接排入大气，无需设置循环装置，可使整个结构简洁，装配方便；此冷却装置实现了简洁、稳定、干净、柔性的控制。同时，上述冷却装置具有较强的可操作性，能够高效可靠地对电机***进行冷却。

一种优选的实施方式中，汽车电机***的冷却装置还包括温度传感器5，所述温度传感器1检测电机***的温度和冷却管道入口处气体的温度；所述控制器根据电机***的温度和冷却管道入口处气体的温度中的最高温度，控制所述通断阀的开度。

根据电机***工作时自身的温度情况，控制通断阀的开度。当电机***的温度较低时，可以使冷却管道的开度较小，可以节省储气装置1内的气体。

电机***包括电机本体和电机控制器，电机***的温度为电机本体温度、电机控制器温度中的最大值和电机***冷却管道入口处气体的温度中的最大值。

具体的，通断阀可以为比例流量阀。

通过对比例流量阀开度的调节，控制冷却管道的开度。比例流量阀能够获得比较精确的开度比例，从而能够精确控制冷却管道的开度。

优选地，所述储气装置1内的气体流经所述冷却管道后，经单向阀6和溢流阀7排入大气。在气体排入大气的出口设置单向阀和溢流阀，排出的气体压力大于大气压时，单向阀即可开启。单向阀和溢流阀能够起稳压、卸荷和安全保护的作用。

一种具体的实施方式中，所述电机***的冷却管道包括电机本体冷却管道3和电机控制器冷却管道2，所述储气装置1的出气口12与所述电机控制器冷却管道2的入口21连通，所述电机控制器冷却管道2的出口22与所述电机本体冷却管道3的入口31连通，所述储气装置1内的气体能够流经所述电机控制器冷却管道2和所述电机本体冷却管道3。

通常，电机控制器的温度极限值低于电机本体的温度极限值，所以储气装置1内的气体可以先冷却电机控制器，再冷却电机本体，最后经电机本体冷却管道3的出口32排入大气。此结构的冷却装置，对空气进行了重复利用，节省了储气装置1内的空气，同时此装置具有很强的可操作性。

另一种具体的实施方式中，所述储气装置1的出气口12通过分流结构分别与所述电机本体冷却管道3的入口31和所述电机控制器冷却管道2的入口21连通，所述储气装置1内的气体能够分别流经所述电机本体冷却管道3和所述电机控制器冷却管道2。

比例流量阀可以设置在分流结构前，则此比例流量阀同时控制电机本体冷却管道3和电机控制器冷却管道2内气体的流量。

还可以在分流结构后的两个管路分别设置比例流量阀，可以根据电机本体自身的情况控制电机本体冷却管道3内气体的流量，同理，也可以根据电机控制器自身的情况控制电机控制器冷却管道2内气体的流量。

以上对本发明所提供的汽车电机***的冷却方法及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (14)

1.一种汽车电机***的冷却方法，汽车具有储气装置和电机***的冷却管道，其特征在于，包括下述步骤：

对储气装置进行加压充气；

连通储气装置和电机***的冷却管道，使储气装置内的气体流经冷却管道冷却电机***；

将流经冷却管道的气体排入大气。

2.根据权利要求1所述的汽车电机***的冷却方法，其特征在于，在对储气装置进行加压充气、连通储气装置和电机***的冷却管道两步骤之间还包括下述步骤：

1）检测储气装置内气体的压力值；

2）判断储气装置内气体的压力值是否高于储气装置的压强阀值；若是，则执行步骤3），若否，则执行步骤5）；

3）获取电机***的温度；

4）根据电机***的温度控制电机***的冷却管道的开度，返回步骤1；

5）控制电机停止运行。

3.根据权利要求2所述的汽车电机***的冷却方法，其特征在于，步骤4）中返回步骤1）之前还包括步骤：

4A）检测电机***的冷却管道入口处气体的压力值；

4B）判断电机***的冷却管道入口处气体的压力值是否高于电机***的冷却管道的压强阀值；若是，则返回步骤1），若否，则执行步骤5）。

4.根据权利要求3所述汽车电机***的冷却方法，其特征在于，步骤3）获取电机***的温度包括以下步骤：

31）检测电机本体的温度，电机控制器的温度，以及冷却管道入口处气体的温度；

32）将电机本体的温度，电机控制器的温度，冷却管道入口处气体的温度中的最高温度设置为电机***的温度。

5.如权利要求4所述汽车电机***的冷却方法，其特征在于，步骤4控制电机***的冷却管道的开度包括下述步骤：

41）设置N个小于电机***限制温度的预设温度，通过预设温度和电机***限制温度划分出（N+2）个温度区间，并设定与各温度区间对应的电机***的冷却管道的预设开度，其中，N≥1；

42）根据电机***的温度对应的温度区间，控制电机***的冷却管道开至与该温度区间对应的预设开度。

6.如权利要求5所述汽车电机***的冷却方法，其特征在于，

步骤41）中，将大于电机***限制温度的温度区间对应的冷却管道的预设开度设定为电机***的冷却管道的最大开度；

步骤42）中，电机***的温度处于大于电机***限制温度的温度区间时，控制电机***的冷却管道开至最大开度，并发出报警信息，同时电机降功率运行。

7.如权利要求6所述汽车电机***的冷却方法，其特征在于，除大于电机***限制温度的温度区间，其他各温度区间对应的最高温度与电机***限制温度的比例，与各温度区间对应的预设开度和冷却管道的最大开度的比例相等。

8.一种汽车电机***的冷却装置，汽车具有储气装置和电机***的冷却管道，其特征在于，所述储气装置的出气口与所述电机***的冷却管道的入口连通，所述储气装置内的气体能够流经所述冷却管道，并从所述冷却管道的出口排入大气。

9.如权利要求8所述的汽车电机***的冷却装置，其特征在于，包括：

压力传感器，所述压力传感器检测储气装置内气体的压力值和电机***的冷却管道入口处气体的压力值；

通断阀，所述储气装置的出气口与所述电机***的冷却管道的入口之间设有通断阀；

控制器，当储气装置内气体的压力值高于储气装置的压强阀值时，所述控制器控制所述通断阀开启，以连通所述储气装置和所述电机***的冷却管道；当电机***的冷却管道入口处气体的压力值低于电机***的冷却管道的压强阀值时，所述控制器控制电机停止运行。

10.如权利要求9所述的汽车电机***的冷却装置，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器检测电机***的温度和冷却管道入口处气体的温度；所述控制器根据电机***的温度和冷却管道入口处气体的温度中的最高温度，控制所述通断阀的开度。

11.如权利要求10所述的汽车电机***的冷却装置，其特征在于，所述通断阀为比例流量阀。

12.如权利要求11所述的汽车电机***的冷却装置，其特征在于，所述储气装置内的气体流经所述冷却管道后，经单向阀和溢流阀排入大气。

13.如权利要求8至12任一项所述的汽车电机***的冷却装置，其特征在于，所述电机***的冷却管道包括电机本体冷却管道和电机控制器冷却管道，所述储气装置的出气口与所述电机控制器冷却管道的入口连通，所述电机控制器冷却管道的出口与所述电机本体冷却管道的入口连通，所述储气装置内的气体能够流经所述电机控制器冷却管道和所述电机本体冷却管道。

14.如权利要求8至12任一项所述的汽车电机***的冷却装置，其特征在于，所述储气装置的出气口通过分流结构分别与所述电机本体冷却管道的入口和所述电机控制器冷却管道的入口连通，所述储气装置内的气体能够分别流经所述电机本体冷却管道和所述电机控制器冷却管道。

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