CN110228361B - 进气格栅的控制方法和装置、车辆、控制器及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种进气格栅的控制方法和装置、车辆、控制器及介质,所述方法包括获取车辆当前运行工况参数;根据所述运行工况参数确定进气格栅对应的最佳开度;控制所述进气格栅处于所述最佳开度。本发明在在设定的环境温度和设定的车速下,控制进气格栅处于最佳开度,使整车在各种工况下传动效率达到最优,降低整车负荷,从而提高电动汽车的续航里程。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车热管理控制领域,尤其涉及一种进气格栅的控制方法和装置、车辆、控制器及介质。
背景技术
近年来,电动汽车迅速发展。电动汽车的进气格栅(简称AGS)可以改变进气格栅的开启角度,在低速或怠速时进气格栅全部开启,为电机提供良好的散热环境,而当车辆达到一定速度时,进气格栅内部就会关闭,这样最大的作用在于降低了整车的风阻系数,降低了车辆行驶的阻力。
在车辆高速运行时,电动汽车的续航里程相比低速时衰减严重,因此通常在进气口安装进气格栅,高速时关闭进气格栅降低风阻,从而提高续航里程,但是,进气口同时兼具给散热器散热功能,进气格栅开度越大,电机温度就越低,而电机效率越高,散热效果越好,而在车辆高速运行时,整车负荷较大,散热需求更高,开启进气格栅才可满足散热需求,由此可知,满足散热需求和降低风阻系数是一对矛盾需求,因此,如何控制可变进气格栅,使其在满足整车散热需求的前提下尽量降低风阻成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明目的在于,提供一种进气格栅的控制方法和装置、车辆、控制器及介质,在一定环境温度和车速下,控制进气格栅处于最佳开度,使整车在各种工况下传动效率达到最优,降低整车负荷,从而提高电动汽车的续航里程。
为了解决上述技术问题,根据本发明第一实施例,提供了一种进气格栅的控制方法,包括:
获取车辆当前运行工况参数;
根据所述运行工况参数确定进气格栅对应的最佳开度;
控制所述进气格栅处于所述最佳开度。
进一步的,所述运行工况参数包括环境温度和车速,所述方法还包括,获取在设定的温度和设定的车速下所对应的进气格栅的最佳开度。
进一步的,所述获取在设定的温度和设定的车速下所对应的进气格栅的最佳开度,包括以下步骤:
在设定的环境温度和设定的车速下,改变进气格栅开度,并获取每一进气格栅开度下对应的电机负载功率;
将得到的每一进气格栅开度下对应的电机负载功率进行相互比较,获得所述电机负载功率的最小值,对应的进气格栅开度即为所述最佳开度。
进一步的,所述在设定的环境温度和设定的车速下,改变进气格栅开度,并获取每一进气格栅开度下对应的电机负载功率,包括以下步骤;
在设定的环境温度和设定的车速下,改变进气格栅开度,并获取每一进气格栅开度下对应的电机温度;
根据所述电机温度获取对应的电机输出机械功率和电机效率;
根据所述设定的车速和进气格栅开度获取风阻系数和迎风面积;
基于每一进气格栅开度下对应的所述电机输出机械功率、电机效率、设定的车速、风阻系数和迎风面积,获取所述每一进气格栅开度下对应的电机负载功率。
进一步的,所述电机负载功率通过以下公式计算,
其中,P为电机负载功率,PM为电机输出机械功率,η为电机效率,CD为风阻系数,A为迎风面积,V为车速。
进一步的,所述运行工况参数包括散热器出口温度、空调高压压力值、风扇工作状态、电机温度、电池包本体温度中的一种或多种。
为风阻系数,A为迎风面积,V为车速,根据本发明第二实施例,提供了一种进气格栅的控制装置,包括:
获取模块,用于获取车辆当前运行工况参数;
确定模块,用于根据所述运行工况参数确定进气格栅对应的最佳开度;
控制模块,用于控制所述进气格栅处于所述最佳开度。
进一步的,所述运行工况参数包括环境温度和车速,所述装置还包括最佳开度获取模块,用于获取在设定的温度和设定的车速下所对应的进气格栅的最佳开度。
进一步的,所述最佳开度获取模块包括:
电机负载功率获取单元,用于在设定的环境温度和设定的车速下,改变进气格栅开度,并获取每一进气格栅开度下对应的电机负载功率;
最佳开度获取模块获取单元,用于将得到的每一进气格栅开度下对应的电机负载功率进行相互比较,获得所述电机负载功率的最小值,对应的进气格栅开度即为所述最佳开度。
进一步的,所述电机负载功率获取单元包括:
第一参数获取子单元,用于在设定的环境温度和设定的车速下,改变进气格栅开度,并获取每一进气格栅开度下对应的电机温度;
第二参数获取子单元,用于根据所述电机温度获取对应的电机输出机械功率和电机效率;
第三参数获取子单元,用于根据所述设定的车速和进气格栅开度获取风阻系数和迎风面积;
电机负载功率获取子单元,用于基于每一进气格栅开度下对应的所述电机输出机械功率、电机效率、设定的车速、风阻系数和迎风面积,获取所述每一进气格栅开度下对应的电机负载功率。
进一步的,所述电机负载功率获取子单元通过以下公式计算电机负载功率:
其中,P为电机负载功率,PM为电机输出机械功率,η为电机效率,CD为风阻系数,A为迎风面积,V为车速。
进一步的,所述运行工况参数包括散热器出口温度、空调高压压力值、风扇工作状态、电机温度、电池包本体温度中的一种或多种。
为风阻系数,A为迎风面积,V为车速,
根据本发明第三实施例,提供了一种车辆,包括所述进气格栅的控制装置。
根据本发明第四实施例,提供了一种控制器,其包括存储器与处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述程序在被所述处理器执行时能够实现所述方法的步骤。
根据本发明第五实施例,提供了一种计算机可读存储介质,用于存储计算机指令,所述指令在由一计算机或处理器执行时实现所述方法的步骤。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本发明一种进气格栅的控制方法和装置、车辆、控制器及介质可达到相当的技术进步性及实用性,并具有产业上的广泛利用价值,其至少具有下列优点:
本发明发在设定的环境温度和设定的车速下,控制进气格栅处于最佳开度,使其在满足整车散热需求的前提下尽量降低风阻,使得电机降温带来的效率减去格栅带来的额外的功率损失最大化,使得整车动力***效率最高,从而提高电动汽车的续航里程。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的进气格栅的控制方法示意图;
图2为本发明一实施例提供的电动汽车冷却******架构示意图;
图3为本发明一实施例提供的电机的工作效率和电机温度关系图;
图4为本发明一实施例提供的进气格栅的控制装置示意图。
【符号说明】
1:获取模块 2:确定模块
3:确定模块
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的一种进气格栅的控制方法和装置、车辆、控制器及介质的具体实施方式及其功效,详细说明如后。
本发明实施例提供了一种进气格栅的控制方法,如图1所示,包括以下步骤:
步骤S1、获取车辆当前运行工况参数;
影响进气格栅开启状态的运行工况参数有很多,本实施例中以环境温度和车速为例进行说明。作为示例,所述运行工况参数还可包括散热器出口温度、空调高压压力值、风扇工作状态、电机温度、电池包本体温度中等参数中的一种或多种。
步骤S2、根据所述运行工况参数确定进气格栅对应的最佳开度;
如图2所示,电动汽车冷却******架构包含两个冷却回路,即电机冷却回路和电池冷却回路,电池回路主要包括泵、高压加热器(HVH)和电池包等部件。散热器通过前脸的进风口进行散热,而进气格栅(AGS)安装于前脸开口处,根据需求可以闭合或者打开,打开时可以将行驶中的风吹至散热器表面进行热交换,降低电机回路冷却液的温度,从而对电机进行散热;关闭时可以抵挡住开口处的进风,大大降低散热器与周边的空气的热交换,从而急剧降低散热器散热能力,可以快速将电机回路冷却液温度上升,有效的储备电机废热,当电机回路冷却液温度达到一定温度时,在低温环境下可以利用电机废热对电池包进行加热。
进气格栅打开的状态直接影响散热器水温,而散热器水温又直接影响电机的散热,从而影响电机的温度,而电机温度跟电机的工作效率又有直接的关系,电机的效率和温度的关系如图3所示,电机温度越高工作效率越低,因此有进气格栅开度越大,电机温度越低,电机效率越高,代价是风阻系数越大;进气格栅开度越小,电机温度越高,电机效率越低,收益是风阻越小,因此在运行工况参数一定的情况下,存在一个最佳的进气格栅开度,使得整车动力***效率最优,即电机效率带来的收益减去风阻带来的损失最大化。
以所述运行工况参数包括环境温度和车速,所述方法还包括步骤S10,获取在设定的温度和设定的车速下所对应的进气格栅的最佳开度,具体包括以下步骤:
步骤S101、在设定的环境温度和设定的车速下,改变进气格栅开度,并获取每一进气格栅开度下对应的电机负载功率;
作为一种示例,所述步骤S101包括:
步骤S1011、在设定的环境温度和设定的车速下,改变进气格栅开度,并获取每一进气格栅开度下对应的电机温度;
例如,可维持设定的环境温度不变,获取不同的车速下对应的每一进气格栅开度下对应的电机温度:
可先设定的环境温度T1,然后在V1,V2,V3…不同的车速下,且在每个车速下改变空气格栅开度,获取各个工况点的电机温度,该电机温度为电机的稳态温度,如表1所示,这样在每个设定的环境温度下,均可获得一张如表1所示的表格,从而可得到在设定的温度和设定的车速下,不同进气格栅开度下对应的电机温度。
环境温度T1 | 开度1 | 开度2 | 开度3 | … |
V1 | T11 | T12 | T12 | … |
V2 | T21 | T22 | T23 | … |
V3 | T31 | T32 | T33 | … |
… | … | … | … | … |
表1
可以理解的是,也可维持一个设定的车速不变,获取不同环境温度下不同进气格栅开度下对应的电机温度表格,也可直接设定环境温度和设定车速,获取不同进气格栅开度下对应的电机温度表格,最终均可获取所有的设定的温度和设定的车速组合下,不同进气格栅开度下电机的温度。
步骤S1012、根据所述电机温度获取对应的电机输出机械功率和电机效率;
需要说明的是,每个电机的工作效率和电机温度均有与图3类似的对应关系,具体数值可通过实验等技术手段得出,在此不再赘述,根据所述电机的温度,直接通过图3所示的关系图,即可得到对应的电机效率以及电机输出机械功率。
步骤S1013、根据所述设定的车速和进气格栅开度获取风阻系数和迎风面积;
其中,根据进气格栅开度可直接获取迎风面积。不同车速以及不同进气格栅开度下的风阻系数可通过整车滑行等测试获得。
步骤S1014、基于每一进气格栅开度下对应的所述电机输出机械功率、电机效率、设定的车速、风阻系数和迎风面积,获取所述每一进气格栅开度下对应的电机负载功率。
具体可通过以下公式计算电机负载功率:
其中,P为电机负载功率,PM为电机输出机械功率,η为电机效率,CD为风阻系数,A为迎风面积,V为车速。上述公式可以体现电机效率和风阻损失对整车传动***效率的影响,设定的车速下进气格栅开度越小,风阻系数越小,PM越小,电机温度越高,η越小,电机负载功率就越大;反之电机功率越大;因此车速和环境温度一定条件下,存在一个最佳AGS开度,使得P最小,即整车动力***效率最高工作点。
步骤S102、将得到的每一进气格栅开度下对应的电机负载功率进行相互比较,获得所述电机负载功率的最小值,对应的进气格栅开度即为所述最佳开度。
需要说明的是,电机负载功率越小,整车动力***效率越高,因此可通过获取电机负载功率的最小值,获得对应的进气格栅的最佳开度值。
本发明实施例所述方法可以使得在设定的环境温度和设定的车速下,都可以找到一个进气格栅最佳开度,使得整车动力***效率最高,从而提高电动汽车续航里程。
本发明实施例还提供了一种进气格栅的控制装置,如图4所示,包括获取模块1、确定模块2和控制模块3,其中,获取模块1用于获取车辆当前运行工况参数;确定模块2用于根据所述运行工况参数确定进气格栅对应的最佳开度;控制模块3用于控制所述进气格栅处于所述最佳开度。
影响进气格栅开启状态的运行工况参数有很多,本实施例中以环境温度和车速为例进行说明。作为示例,所述运行工况参数还可包括散热器出口温度、空调高压压力值、风扇工作状态、电机温度、电池包本体温度中等参数中的一种或多种。作为一种示例,所述运行工况参数包括环境温度和车速,所述装置还包括最佳开度获取模块,用于获取在设定的温度和设定的车速下所对应的进气格栅的最佳开度。
所述最佳开度获取模块包括电机负载功率获取单元和最佳开度获取模块获取单元,其中,电机负载功率获取单元用于在设定的环境温度和设定的车速下,改变进气格栅开度,并获取每一进气格栅开度下对应的电机负载功率;最佳开度获取模块获取单元用于将得到的每一进气格栅开度下对应的电机负载功率进行相互比较,获得所述电机负载功率的最小值,对应的进气格栅开度即为所述最佳开度。需要说明的是,电机负载功率越小,整车动力***效率越高,因此可通过获取电机负载功率的最小值,获得对应的进气格栅的最佳开度值。
所述电机负载功率获取单元包括第一参数获取子单元、第二参数获取子单元、第三参数获取子单元和电机负载功率获取子单元,其中,第一参数获取子单元用于在设定的环境温度和设定的车速下,改变进气格栅开度,并获取每一进气格栅开度下对应的电机温度。例如,第一参数获取子单元可维持设定的环境温度不变,获取不同的车速下对应的每一进气格栅开度下对应的电机温度:可先设定的环境温度T1,然后在V1,V2,V3…不同的车速下,且在每个车速下改变空气格栅开度,获取各个工况点的电机温度,该电机温度为电机的稳态温度,如表1所示,这样在每个设定的环境温度下,均可获得一张如表1所示的表格,从而可得到在设定的温度和设定的车速下,不同进气格栅开度下对应的电机温度。可以理解的是,也第一参数获取子单元可维持一个设定的车速不变,获取不同环境温度下不同进气格栅开度下对应的电机温度表格,也可直接设定环境温度和设定车速,获取不同进气格栅开度下对应的电机温度表格,最终均可获取所有的设定的温度和设定的车速组合下,不同进气格栅开度下电机的温度。
第二参数获取子单元用于根据所述电机温度获取对应的电机输出机械功率和电机效率;需要说明的是,每个电机的工作效率和电机温度均有与图3类似的对应关系,具体数值可通过实验等技术手段得出,在此不再赘述,效率获取单元根据所述电机的温度,直接通过图3所示的关系图,即可得到对应的电机效率和电机输出机械功率。
第三参数获取子单元用于根据所述设定的车速和进气格栅开度获取风阻系数和迎风面积;其中,根据进气格栅开度可直接获取迎风面积。不同车速以及不同进气格栅开度下的风阻系数可通过整车滑行等测试获得。
电机负载功率获取子单元用于基于每一进气格栅开度下对应的所述电机输出机械功率、电机效率、设定的车速、风阻系数和迎风面积,获取所述每一进气格栅开度下对应的电机负载功率。
所述电机负载功率获取子单元可通过以下公式计算电机负载功率:
其中,P为电机负载功率,PM为电机输出机械功率,η为电机效率,CD为风阻系数,A为迎风面积,V为车速。上述公式可以体现电机效率和风阻损失对整车传动***效率的影响,设定的车速下进气格栅开度越小,风阻系数越小,PM越小,电机温度越高,η越小,电机负载功率就越大;反之电机功率越大;因此车速和环境温度一定条件下,存在一个最佳AGS开度,使得P最小,即整车动力***效率最高工作点。
本发明实施例所述装置可以使得在设定的环境温度和设定的车速下,都可以找到一个进气格栅最佳开度,使得整车动力***效率最高,从而提高电动汽车续航里程。
本发明实施例还提供了一种车辆,包括本发明实施例所述进气格栅的控制装置,所述车辆包括电动车和混动车。
本发明实施例还提供一种控制器,其包括存储器与处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述程序在被所述处理器执行时能够实现所述进气格栅的控制方法的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,用于存储计算机指令,所述指令在由一计算机或处理器执行时实现所述进气格栅的控制方法的步骤。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (11)
1.一种进气格栅的控制方法,其特征在于,包括:
获取车辆当前运行工况参数;
根据所述运行工况参数确定进气格栅对应的最佳开度;
控制所述进气格栅处于所述最佳开度;
所述运行工况参数包括环境温度和车速,所述方法还包括,获取在设定的温度和设定的车速下所对应的进气格栅的最佳开度,具体包括以下步骤:
在设定的环境温度和设定的车速下,改变进气格栅开度,并获取每一进气格栅开度下对应的电机负载功率;
将得到的每一进气格栅开度下对应的电机负载功率进行相互比较,获得所述电机负载功率的最小值,对应的进气格栅开度即为所述最佳开度。
2.根据权利要求1所述的进气格栅的控制方法,其特征在于,
所述在设定的环境温度和设定的车速下,改变进气格栅开度,并获取每一进气格栅开度下对应的电机负载功率,包括以下步骤;
在设定的环境温度和设定的车速下,改变进气格栅开度,并获取每一进气格栅开度下对应的电机温度;
根据所述电机温度获取对应的电机输出机械功率和电机效率;
根据所述设定的车速和进气格栅开度获取风阻系数和迎风面积;
基于每一进气格栅开度下对应的所述电机输出机械功率、电机效率、设定的车速、风阻系数和迎风面积,获取所述每一进气格栅开度下对应的电机负载功率。
4.根据权利要求1所述的进气格栅的控制方法,其特征在于,
所述运行工况参数包括散热器出口温度、空调高压压力值、风扇工作状态、电机温度、电池包本体温度中的一种或多种。
5.一种进气格栅的控制装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取车辆当前运行工况参数;
确定模块,用于根据所述运行工况参数确定进气格栅对应的最佳开度;
控制模块,用于控制所述进气格栅处于所述最佳开度;所述运行工况参数包括环境温度和车速,所述装置还包括最佳开度获取模块,用于获取在设定的温度和设定的车速下所对应的进气格栅的最佳开度;所述最佳开度获取模块包括:
电机负载功率获取单元,用于在设定的环境温度和设定的车速下,改变进气格栅开度,并获取每一进气格栅开度下对应的电机负载功率;
最佳开度获取模块获取单元,用于将得到的每一进气格栅开度下对应的电机负载功率进行相互比较,获得所述电机负载功率的最小值,对应的进气格栅开度即为所述最佳开度。
6.根据权利要求5所述的进气格栅的控制装置,其特征在于,
所述电机负载功率获取单元包括:
第一参数获取子单元,用于在设定的环境温度和设定的车速下,改变进气格栅开度,并获取每一进气格栅开度下对应的电机温度;
第二参数获取子单元,用于根据所述电机温度获取对应的电机输出机械功率和电机效率;
第三参数获取子单元,用于根据所述设定的车速和进气格栅开度获取风阻系数和迎风面积;
电机负载功率获取子单元,用于基于每一进气格栅开度下对应的所述电机输出机械功率、电机效率、设定的车速、风阻系数和迎风面积,获取所述每一进气格栅开度下对应的电机负载功率。
8.根据权利要求5所述的进气格栅的控制装置,其特征在于,
所述运行工况参数包括散热器出口温度、空调高压压力值、风扇工作状态、电机温度、电池包本体温度中的一种或多种。
9.一种车辆,其特征在于,包括权利要求5-8中任意一项所述进气格栅的控制装置。
10.一种控制器,其包括存储器与处理器,其特征在于:所述存储器存储有计算机程序,所述程序在被所述处理器执行时能够实现权利要求1至4中任意一项权利要求所述的方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质,用于存储计算机指令,其特征在于:所述指令在由一计算机或处理器执行时实现如权利要求1至4中任意一项权利要求所述的方法的步骤。
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