CN106515499B - 二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控*** - Google Patents

二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控*** Download PDF

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Abstract

本发明公开一种二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***，该***主要由油箱、油泵、轮毂电机、车轮、蓄电池组、加热器、散热器、风扇、温度传感器、控制器、粗滤器、细滤器、四通阀和二通阀等组成。该***通过控制器接收各温度传感器反馈回来的温度信号，发送指令控制油泵、加热器和散热风扇的启停以及控制各个阀体阀口的开启与闭合，使得在不同的工况下，接通不同的循环通路使冷却油在相应通路中流动。本发明所述的二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***不仅可以实现对蓄电池和轮毂电机的集成冷却散热，低温启动时，还可以对蓄电池加热，尽可能使蓄电池在最佳温度范围内工作，更好的发挥蓄电池的工作性能和延长其使用寿命。

Description

二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***
技术领域
本发明涉及纯电动汽车温度调控***，特别是涉及一类二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车的温度调控***，该***不仅可以实现对蓄电池组和轮毂电机的集成冷却散热，低温启动时，还可以对蓄电池组加热，尽可能使蓄电池组在最佳温度范围内工作，更好的发挥蓄电池组的工作性能和延长其使用寿命。
技术背景
日益严重的能源和环境危机，给传统车辆带来巨大的压力。因此，开发超低排放或零排放的电动汽车已成为解决这一问题的重要途径。毫无疑问，纯电动汽车是实现零排放的最佳途径，世界各国也将纯电动汽车作为研发的重点之一，尤其是轮毂电机驱动的纯电动汽车因其在车辆总布置结构简化、底盘主动控制以及操控方便性方面的明显技术优势使其受到工业界和学术界的普遍关注。但目前技术下，用于纯电动汽车动力电池能量密度较低，同时车用电机及蓄电池组的工作的温度范围较窄，而我国幅员辽阔，各地气候环境差异极大，造成纯电动汽车只能在特定的城市环境中行驶。
就目前常用的轮毂电机驱动纯电动汽车温度调控***来说，基本上只能够对轮毂电机进行冷却散热，而不能对蓄电池组进行预热，故蓄电池组只能工作在环境温度较高的地区，在高寒地区无法使用。
发明内容
针对轮毂电机驱动纯电动汽车温度控制存在的问题，本发明的目的在于提供一种适用于二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车的温度调控***，其不仅能够实现对蓄电池组和轮毂电机的集成冷却散热，还能够保证在低温恶劣环境下，对蓄电池组进行加热，尽可能使蓄电池组在最佳温度范围内工作，更好的发挥蓄电池组的工作性能和延长其使用寿命。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
本发明二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***主要由油箱、油泵、轮毂电机、车轮、蓄电池组、加热器、散热器、散热风扇、温度传感器、控制器、粗滤器、细滤器、四通阀和二通阀等组成。该控制器根据各温度传感器反馈回来的实时温度信号，发送指令给油泵、各个阀体、加热器和散热风扇，该油泵、该加热器、该散热风扇分别根据该控制器的指令进行启停，各个阀体则根据该控制器的指令进行阀口的开启与闭合，以此来实现轮毂电机和蓄电池组的集成冷却散热并保证在低温启动时，对蓄电池组进行加热，尽可能使蓄电池组在最佳温度范围内工作，更好的发挥蓄电池组的工作性能和延长其使用寿命。
在上述的二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***中，当轮毂电机的温度高于其设定的阈值时，控制器根据电机温度传感器反馈回来的实时温度信号，发送指令启动油泵，同时分别发送指令给第一四通阀开启阀口a、b、d关闭阀口c和第二四通阀开启阀口a、d、c关闭阀口b。此时，在油泵的作用下，冷却油经油箱、油泵、细滤器、第一四通阀后分两条支路分别经过第一轮毂电机和第二轮毂电机、然后经过第二四通阀、散热器和粗滤器流回油箱。
在上述的二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***中，当蓄电池组温度传感器检测到蓄电池组的温度为第一温度时，控制器根据蓄电池组温度传感器反馈回来的实时温度信号，发送指令启动油泵和加热器，同时分别发送指令给第一四通阀开启阀口b、c关闭阀口a、d以及开启第二二通阀。此时，在油泵的作用下，冷却油依次经过油箱、油泵、细滤器、第一四通阀、加热器、蓄电池组、第二二通阀、粗滤器流回油箱。
在上述的二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***中，当蓄电池组温度传感器检测到蓄电池组的温度为第二温度时，控制器根据蓄电池组温度传感器反馈回来的实时温度信号，发送指令启动油泵并关闭加热器，同时分别发送指令给第一四通阀开启阀口a、b、d关闭阀口c和第二四通阀开启阀口a、b、d关闭阀口c以及开启第二二通阀。此时，在油泵的作用下，冷却油依次经过油箱、油泵、细滤器、第一四通阀、轮毂电机、第二四通阀、蓄电池组、第二二通阀、粗滤器流回油箱。
在上述的二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***中，当蓄电池组温度传感器检测到蓄电池组的温度为第三温度时，控制器根据蓄电池组温度传感器反馈回来的实时温度信号，发送指令启动油泵并关闭加热器，同时分别发送指令给第一四通阀开启阀口b、c关闭a、d，关闭第二四通阀和第二二通阀，开启第一二通阀。此时，在油泵的作用下，冷却油依次经过油箱、油泵、细滤器、第一四通阀、蓄电池组、第一二通阀、散热器、粗滤器流回油箱。
在上述的二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***中，当散热器的温度传感器检测到散热器的温度高于设定的温度阈值时，控制器根据散热器温度传感器反馈回来的实时温度信号，发送指令启动散热器的散热风扇，根据不同程度的温度信号反馈控制散热风扇的转速来保证散热器的正常工作，提高散热效率。
本发明的优点：
(1)该***可以很好的实现对轮毂电机因内部的功耗产生的热量进行冷却散热，使其以最佳的工作性能运行。
(2)该***可以综合考虑到轮毂电机驱动纯电动汽车各个发热部件的冷却散热，很好的实现各发热部件始终以最佳的工作性能运行，既能保证各发热部件的安全运行，又能够提高纯电动汽车的工作效率；
(3)该***合理利用加热器和回油管路中的热油对蓄电池组进行加热，使其能够在低温环境下启动并以最佳的工作性能运行，不仅提高了蓄电池组的工作效率和使用寿命，而且在一定程度上对热油进行二次利用，实现了能量的有效利用；
(4)该***结构简单且易于布置，提高轮毂电机驱动纯电动汽车的工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例1二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***的结构原理图。
1-油箱；2-油泵；3-细滤器；4-粗滤器；5-散热器；6-蓄电池组；7-控制器；81-第一轮毂电机；82-第二轮毂电机；91-第一四通阀；92-第二四通阀；101-104-温度传感器；11-第一二通阀；12-散热风扇；13-加热器；14-第二二通阀；151-车轮；152-车轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施实例1
如图1所示，二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***，主要由油箱1、油泵2、细滤器3、粗滤器4、散热器5、蓄电池组6、控制器7、第一轮毂电机81、第二轮毂电机82、第一四通阀91、第二四通阀92、温度传感器101、102、103和104、第一二通阀11、散热风扇12、加热器13、第二二通阀14、车轮151和152等组成。
油泵2从油箱1将冷却油泵入细滤器3，冷却油通过第一四通阀91的阀口b流入后，经第一四通阀91的a、d、c口分别流入第一轮毂电机81、第二轮毂电机82和蓄电池组6，其中从第一轮毂电机81和第二轮毂电机82输出的油路在第二四通阀92汇流后又分两条支路分别流向蓄电池组6或散热器5，最后通过粗滤器4流回油箱1，四通阀91与蓄电池组冷却管路上设置有加热器13；而流出蓄电池组6的油路又分两条支路，一条油路经过第一二通阀11后流经散热器5再通过粗滤器4流回油箱1，另一条经过第二二通阀14后流经粗滤器4流回油箱1。
控制器7接收各温度传感器101-104反馈回来的信号，发送指令来控制油泵2和加热器13的启动与关闭，同时发送指令给第一四通阀91、第二四通阀92第一二通阀11和第二二通阀14来控制各阀阀口开启和关闭，此外，控制器7还根据接收到的温度信号控制散热风扇12的转速，以此来加大散热器5的散热功率。
本实施例的不同工况下的工作状态如下：
(1)对轮毂电机的温度调控
当电机温度传感器103和104检测到第一轮毂电机81和第二轮毂电机82的温度超过其正常工作的阈值时，控制器7根据接收到的电机温度传感器103和104的信号，发出指令启动油泵2，发送指令给第一四通阀91打开阀口a、b、d，关闭阀口c，同时指令第二四通阀92打开阀口a、c、d，关闭阀口b。这样，冷却油在油泵2的作用下经油箱1流出，经过细滤器3进入第一四通阀91的阀口b口，并经其阀口a口和d口分两条支路分别流向第一轮毂电机81和第二轮毂电机82的冷却装置，然后在第二四通阀92的阀口a口和d口汇流后经其阀口c口流经散热器5和粗滤器4后流回油箱1。
其中，该散热器5外面设置有散热风扇12，当散热器温度传感器102检测到散热器5的温度高于其设定的温度阈值时，控制器7接收到温度传感器102的信号后发出指令开启散热风扇12加大散热器5的散热功率，加大冷却强度。
(2)对蓄电池组的温度调控
当蓄电池组温度传感器101检测到蓄电池组的温度为第一温度(例如大于等于-40℃且小于等于-20℃)时，控制器7根据蓄电池组温度传感器101反馈回来的实时温度信号，发送指令启动油泵2和加热器13，同时分别发送指令给第一四通阀91开启阀口b、c，关闭阀口a、d以及开启第二二通阀14。此时，冷却油在油泵2的作用下经油箱1流出，经过细滤器3进入第一四通阀91的阀口b口，并经其阀口c口分流向加热器13进行加热后流经蓄电池组6、第二二通阀14、粗滤器4后流回油箱1，来实现对蓄电池组6的启动预热；当蓄电池组温度传感器101检测到蓄电池组6的温度上升到正常工作的温度范围时，例如大于-20℃时，蓄电池组6即可正常启动并给第一轮毂电机81和第二轮毂电机82供电，使其正常运行。
当蓄电池组温度传感器101检测到蓄电池组6的温度为第二温度(例如为大于-20℃且小于等于60℃)时，控制器7根据蓄电池组温度传感器101反馈回来的实时温度信号，发送指令启动油泵2并关闭加热器13，同时发送指令给第一四通阀91开启阀口a、b、d，关闭阀口c，同时指令第二四通阀92开启阀口a、b、d，关闭阀口c以及开启第二二通阀14。此时，冷却油在油泵2的作用下经油箱1流出，经过细滤器3进入第一四通阀91的阀口b口，并经其阀口a口和d口分两条支路分别流向第一轮毂电机81和第二轮毂电机82的冷却装置，然后在第二四通阀92的阀口a口和d口汇流后经其阀口b口流向蓄电池组6并经第二二通阀14、粗滤器4后流回油箱1。通过给第一轮毂电机81和第二轮毂电机82冷却散热后的热油来给蓄电池组6进行加热，保持其正常的工作温度，以供汽车正常行驶。
当蓄电池组温度传感器101检测到蓄电池组6的温度为第三温度(例如大于60℃)时，控制器7根据蓄电池组温度传感器101反馈回来的实时温度信号，发送指令启动油泵1并关闭加热器13，同时发送指令给第一四通阀91开启阀口b、c并关闭阀口a、d，同时指令关闭第二四通阀92和第二二通阀14，开启第一二通阀11。此时，冷却油在油泵2的作用下经油箱1流出，经过细滤器3进入第一四通阀91的阀口b口，并经其阀口c口流向蓄电池组6并经第一二通阀11、散热器5、粗滤器4后流回油箱1，以此来实现对蓄电池组6的冷却散热，保证其正常的工作温度，以供汽车正常行驶。
(3)蓄电池组和电机同时进行调控
当电机温度传感器103和104以及蓄电池组温度传感器101分别检测到第一轮毂电机81和第二轮毂电机82以及蓄电池组6的温度均为第四温度(例如10℃)时，控制器7根据接收到的电机温度传感器103和104的信号以及蓄电池组温度传感器101的信号，发出指令启动油泵2，发送指令给第一四通阀91打开阀口a、b、d，关闭阀口c，同时指令第二四通阀92打开阀口a、b、d，关闭阀口c并打开第二二通阀14并关闭第一二通阀11，此种工况下加热器13始终处于关闭状态，这样，冷却油在油泵2的作用下经油箱1流出，经过细滤器3进入第一四通阀91的阀口b口，并经其阀口a口、d口分别流经第一轮毂电机81和第二轮毂电机82的冷却装置，并在第二四通阀92汇流后经阀口b流经蓄电池组6、第二二通阀14、粗滤器4后流回油箱1，以此来实现对第一轮毂电机81、第二轮毂电机82的冷却散热并对蓄电池组6进行加热，保证其正常的工作温度，以供汽车正常行驶。
当电机温度传感器103和104以及蓄电池组温度传感器101分别检测到第一轮毂电机81和第二轮毂电机82以及蓄电池组6的温度均为第五温度(例如超过其正常工作的阈值)时，控制器7根据接收到的电机温度传感器103和104的信号以及蓄电池组温度传感器101的信号，发出指令启动油泵2，发送指令给第一四通阀91打开阀口a、b、c、d，同时指令第二四通阀92打开阀口a、c、d，关闭阀口b并开启第一二通阀11，此种工况下加热器13始终处于关闭状态，这样，冷却油在油泵2的作用下经油箱1流出，经过细滤器3进入第一四通阀91的阀口b口，并经其阀口a口、d口、c口分三条支路分别流经第一轮毂电机81、第二轮毂电机82和蓄电池组6的冷却装置，其中流经第一轮毂电机81和第二轮毂电机82的两条油路在第二四通阀92汇流后经阀口c流向散热器5经粗滤器4后流回油箱1，而流经蓄电池组6的油路经第一二通阀11流向散热器5和粗滤器4后流回油箱1，以此来实现对第一轮毂电机81、第二轮毂电机82以及蓄电池组6的冷却散热，保证其正常的工作温度，以供汽车正常行驶。

Claims (9)

1.二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***，包括：油箱、油泵、轮毂电机、车轮、蓄电池组、加热器、散热器、散热风扇、温度传感器、控制器、粗滤器、细滤器、四通阀和二通阀组成，其特征在于：第一四通阀的四个阀口分别连接一条进油油路和三条出油油路，其中两条出油油路分别通向第一轮毂电机和第二轮毂电机，另一条出油油路通向蓄电池组,且在该另一条出油油路上设有加热器；第二四通阀其中两个阀口分别连接第一轮毂电机和第二轮毂电机的出油管路，其余两个阀口分别连接蓄电池组和散热器，散热器外面设置有散热风扇，当散热器温度传感器检测到散热器的温度高于其设定的温度阈值时，控制器指令散热器工作，加大冷却强度，蓄电池组有两条出油油路，其中一条出油油路通过第一二通阀进入散热器，然后进入粗滤器，另外一条出油油路通过第二二通阀进入粗滤器，粗滤器的冷却油最终回到油箱内，经油泵、细滤器进入第一四通阀进行下一次的循环。
2.根据权利要求1所述的二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***，其特征在于，在第一四通阀和蓄电池组之间设置有加热器，当蓄电池组温度传感器检测到蓄电池组的温度为第一温度时，控制器根据蓄电池组温度传感器反馈回来的实时温度信号，发送指令启动油泵和加热器，同时分别发送指令给第一四通阀开启阀口b、c，关闭阀口a、d以及开启第二二通阀，此时，冷却油在油泵的作用下经油箱流出，经过细滤器进入第一四通阀的阀口b口，并经其阀口c口分流向加热器进行加热后流经蓄电池组、第二二通阀、粗滤器后流回油箱，来实现对蓄电池组的启动预热；当蓄电池组温度传感器检测到蓄电池组的温度上升到正常工作的温度范围时，蓄电池组即可正常启动并给第一轮毂电机和第二轮毂电机正常供电，使其正常运行，此时断开加热器。
3.根据权利要求1所述的二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***，其特征在于，当轮毂电机的温度高于其设定的阈值时，控制器根据电机温度传感器反馈回来的实时温度信号，发送指令启动油泵，同时分别发送指令给第一四通阀开启阀口a、b、d，关闭阀口c和第二四通阀开启阀口a、d、c，关闭阀口b；这样，冷却油在油泵的作用下经油箱流出，经过细滤器进入第一四通阀的阀口b口，并经其阀口a口和d口分两条支路分别流向第一轮毂电机和第二轮毂电机的冷却装置，然后在第二四通阀的阀口a口和d口汇流后经其阀口c口流经散热器和粗滤器后流回油箱。
4.根据权利要求1所述的二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***，其特征在于，当蓄电池组温度传感器检测到蓄电池组的温度为第二温度时，控制器根据蓄电池组温度传感器反馈回来的实时温度信号，发送指令启动油泵并关闭加热器，同时分别发送指令给第一四通阀开启阀口a、b、d，关闭阀口c和第二四通阀开启阀口a、b、d，关闭阀口c以及开启第二二通阀；此时，冷却油在油泵的作用下经油箱流出，经过细滤器进入第一四通阀的阀口b口，并经其阀口a口和d口分两条支路分别流向第一轮毂电机和第二轮毂电机的冷却装置，然后在第二四通阀的阀口a口和d口汇流后经其阀口b口流向蓄电池组并经第二二通阀、粗滤器后流回油箱。
5.根据权利要求1所述的二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***，其特征在于，当蓄电池组温度传感器检测到蓄电池组的温度为第三温度时，控制器根据蓄电池组温度传感器反馈回来的实时温度信号，发送指令启动油泵并关闭加热器，同时分别发送指令给第一四通阀开启阀口b、c并关闭阀口a、d，同时指令关闭第二四通阀和第二二通阀，开启第一二通阀；此时，冷却油在油泵的作用下经油箱1流出，经过细滤器进入第一四通阀的阀口b口，并经其阀口c口流向蓄电池组并经第一二通阀、散热器、粗滤器后流回油箱。
6.根据权利要求1所述的二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***，其特征在于，当电机温度传感器以及蓄电池组温度传感器分别检测到第一轮毂电机和第二轮毂电机以及蓄电池组的温度均为第四温度时，控制器根据接收到的电机温度传感器的信号以及蓄电池组温度传感器的信号，发出指令启动油泵，发送指令给第一四通阀打开阀口a、b、d，关闭阀口c，同时指令第二四通阀打开阀口a、b、d，关闭阀口c并打开第二二通阀并关闭第一二通阀，此种工况下加热器始终处于关闭状态，这样，冷却油在油泵的作用下经油箱流出，经过细滤器进入第一四通阀的阀口b口，并经其阀口a口、d口分别流经第一轮毂电机和第二轮毂电机的冷却装置，并在第二四通阀汇流后经阀口b流经蓄电池组、第二二通阀、粗滤器后流回油箱。
7.根据权利要求1所述的二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***，其特征在于，当电机温度传感器以及蓄电池组温度传感器分别检测到第一轮毂电机和第二轮毂电机以及蓄电池组的温度均为第五温度时，控制器根据接收到的电机温度传感器的信号以及蓄电池组温度传感器的信号，发出指令启动油泵，发送指令给第一四通阀打开阀口a、b、c、d，同时指令第二四通阀打开阀口a、c、d，关闭阀口b并开启第一二通阀，此种工况下加热器始终处于关闭状态，这样，冷却油在油泵的作用下经油箱流出，经过细滤器进入第一四通阀的阀口b口，并经其阀口a口、d口、c口分三条支路分别流经第一轮毂电机、第二轮毂电机和蓄电池组的冷却装置，其中流经第一轮毂电机和第二轮毂电机的两条油路在第二四通阀汇流后经阀口c流向散热器经粗滤器后流回油箱，而流经蓄电池组的油路经第一二通阀流向散热器和粗滤器后流回油箱。
8.根据权利要求1所述的二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***，其特征在于，轮毂电机分别安装于车轮内，轮毂电机是直驱结构形式或减速驱动结构形式；所述的轮毂电机是永磁同步电机或开关磁阻电机。
9.根据权利要求1所述的二驱分布式轮毂驱动纯电动汽车温度调控***，其特征在于，所述的蓄电池组为动力电池，动力电池的具体类型为锂电池、镍氢电池或铅酸电池。
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