CN111425291A - 一种汽车用电驱冷却***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发动机冷却***技术领域，具体涉及一种汽车用电驱冷却***及方法，该***包括：电子风扇组；还包括温度传感器，其与电子风扇组连接，采集冷却液的温度，并将采集的温度信号传输给电子风扇组使其启动或停机；还包括蓄电池，其与电子风扇组连接，向电子风扇组供电；还包括余热发电TEG***，其与蓄电池连接，还与电子风扇组连接，余热发电TEG***向蓄电池和电子风扇组供电；还包括太阳能发电***，其与蓄电池连接，还与电子风扇组连接，太阳能发电***用于向蓄电池和电子风扇组供电。能解决现有技术中采用硅油离合器风扇，用皮带轮驱动，功耗较高，需要消耗发动机的功率，抬升油耗，会对整车经济性及舒适性造成不良影响的问题。

Description

一种汽车用电驱冷却***及方法
技术领域
本发明涉及发动机冷却***技术领域，具体涉及一种汽车用电驱冷却***及方法。
背景技术
当前，随着汽车向经济性、环保性方向发展，国内外的整车及发动机企业纷纷拓展对余热回收技术(TEG)、太阳能发电和混合动力技术等技术的研发和应用。
传统的汽车发动机冷却***由水泵、散热器、冷却风扇、节温器和发动机机体和气缸盖、水套等组成。冷却风扇的作用是增加通过散热器的风速和风量，以提高散热器的散热能力。
目前商用车的散热***中的冷却风扇多采用硅油离合器风扇，采用皮带轮驱动，其功耗较高，需要消耗发动机的功率，抬升油耗。另外，传统的硅油离合器风扇本身功耗较大，由于自身的机械特性，电控信号的反应时间偏长和响应时间存在较大的散差，对整车经济性及噪声(整车舒适性)造成不良影响。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种汽车用电驱冷却***及方法，能够解决现有技术中商用车的散热***中的冷却风扇采用硅油离合器风扇，采用皮带轮驱动，其功耗较高，需要消耗发动机的功率，抬升油耗，会对整车经济性及噪声(整车舒适性) 造成不良影响的问题。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
本发明提供一种汽车用电驱冷却***，其特征在于，包括：
电子风扇组；
温度传感器，其与所述电子风扇组连接，用于采集冷却***中冷却液的温度，并将采集的温度信号传输给所述电子风扇组使其启动或停机；
蓄电池，其与所述电子风扇组连接，用于向所述电子风扇组供电；
余热发电TEG***，其与所述蓄电池连接，还与所述电子风扇组连接，所述余热发电TEG***用于向所述蓄电池和电子风扇组供电；
太阳能发电***，其与所述蓄电池连接，还与所述电子风扇组连接，所述太阳能发电***用于向所述蓄电池和电子风扇组供电。
在上述技术方案的基础上，该***还包括ECU；所述蓄电池的输出端设有第七开关，所述第七开关与所述ECU信号连接用于控制所述蓄电池与所述电子风扇组连接的连通与断开。
在上述技术方案的基础上，还包括：所述余热发电TEG***的输出端设有第一功率电压监测单元，所述余热发电TEG***与所述蓄电池的连接线路上设有第二开关，所述余热发电TEG***与所述电子风扇组的连接线路上设有第四开关；所述太阳能发电***的输出端设有第二功率电压监测单元，所述太阳能发电***与所述蓄电池的连接线路上设有第三开关，所述太阳能发电***与所述电子风扇组的连接线路上设有第五开关；所述第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第一功率电压监测单元和第二功率电压监测单元均与所述ECU信号连接，所述余热发电TEG***的太阳能发电***的电压和功率之和满足所述电子风扇组的需求功率，所述ECU控制所述第四开关和第五开关闭合，所述第七开关断开，并在功率之和大于所述需求功率设定值时，闭合所述第二开关和第三开关向所述蓄电池充电；当不满足所述电子风扇组的需求功率，断开所述第二开关、第三开关、第四开关和第五开关，闭合所述第七开关。
在上述技术方案的基础上，所述电子风扇组中设有功率控制单元，其与所述温度传感器连接，用于根据采集的温度信号调整所述电子风扇组的功率。
在上述技术方案的基础上，所述电子风扇组的输入端还设有第一开关。
在上述技术方案的基础上，还包括发电机，其与所述电子风扇组连接，用于给所述电子风扇组供电。
在上述技术方案的基础上，所述蓄电池中设有电池管理单元，其用于管理所述蓄电池的电量。
本发明还提供一种汽车用电驱冷却方法，包括以下步骤：
S1：监测获取余热发电TEG***和太阳能发电***的电压和功率，并采集发动机的冷却液温度；
S2：判断所述冷却液温度是否大于第一定值，若是，则执行步骤 S3，则不启动电子风扇组；
S3：判断余热发电TEG***的太阳能发电***的电压和功率之和是否满足所述电子风扇组的需求功率，若是，采用余热发电TEG ***和太阳能发电***直接驱动电子风扇组，并在余热发电TEG***和太阳能发电***的功率之和大于所述需求功率设定值时，向所述蓄电池充电；若否，采用蓄电池驱动电子风扇组。
在上述技术方案的基础上，所述冷却***还包括发电机和电池管理单元，在S4步骤中，采用蓄电池驱动电子风扇组时，若所述蓄电池电量小于设定值，则所述采用发电机直接驱动所述电子风扇组。
在上述技术方案的基础上，所述电子风扇组中设有功率控制单元，所述电子风扇组的需求功率根据采集的温度信号调整。
与现有技术相比，本发明的优点在于：当用温度传感器采集到的发动机的冷却液温度是大于第一定值时，需启动电子风扇组散热。通过余热发电TEG***和太阳能发电***发电带动电子风扇组，当余热发电TEG***的太阳能发电***的电压和功率的功率充足时，采用余热发电TEG***和太阳能发电***直接驱动电子风扇组；当发电功率不足是，采用蓄电池驱动电子风扇组，可避免采用硅油离合器风扇时，对整车经济性及噪声(整车舒适性)造成不良影响。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本发明实施例中汽车用电驱冷却***的简易示意图；
图2为本发明实施例中汽车用电驱冷却***的详细示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
图1为本发明实施例中汽车用电驱冷却***的简易示意图，如图1所示，本发明提供一种汽车用电驱冷却***，包括：电子风扇组；还包括温度传感器，其与电子风扇组连接，用于采集冷却***中冷却液的温度，并将采集的温度信号传输给电子风扇组使其启动和停机；还包括蓄电池，其与电子风扇组连接，用于向电子风扇组供电；还包括余热发电TEG***，其与蓄电池连接，还与电子风扇组连接，余热发电TEG***向蓄电池和电子风扇组供电；还包括太阳能发电***，其与蓄电池连接，还与电子风扇组连接，太阳能发电***向蓄电池和电子风扇组供电。
在使用该汽车用电驱冷却***时，当用温度传感器采集到的发动机的冷却液温度是大于第一定值时，需启动电子风扇组散热。通过余热发电TEG***和太阳能发电***发电带动电子风扇组，当余热发电TEG***的太阳能发电***的电压和功率的功率充足时，采用余热发电TEG***和太阳能发电***直接驱动电子风扇组；当发电功率不足时，采用蓄电池驱动电子风扇组，可避免采用硅油离合器风扇时，对整车经济性及噪声(整车舒适性)造成不良影响。
在本实施例中，第一定值即设定的发动机冷却液需要降温的温度。
图2为本发明实施例中汽车用电驱冷却***的详细示意图。如图2所示，优选地，该***还包括ECU；蓄电池的输出端设有第七开关，第七开关与ECU信号连接用于控制蓄电池与电子风扇组连接的连通与断开。
在本实施例中，通过ECU控制第七开关的断开与闭合，可使余热发电TEG***和太阳能发电***的发电功率不足时，闭合第七开关使蓄电池给电子风扇组充电；功率充足时，使余热发电TEG***和太阳能发电***直接给电子风扇组充电。
优选地，余热发电TEG***的输出端设有第一功率电压监测单元，余热发电TEG***与蓄电池的连接线路上设有第二开关，余热发电TEG***与电子风扇组的连接线路上设有第四开关；太阳能发电***的输出端设有第二功率电压监测单元，太阳能发电***与蓄电池的连接线路上设有第三开关，太阳能发电***与电子风扇组的连接线路上设有第五开关；第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第一功率电压监测单元和第二功率电压监测单元均与ECU信号连接，余热发电TEG***的太阳能发电***的电压和功率之和满足电子风扇组的需求功率，ECU控制第四开关和第五开关闭合，第七开关断开，采用余热发电TEG***和太阳能发电***直接驱动电子风扇组，并在余热发电TEG***和太阳能发电***的功率之和大于需求功率设定值时，闭合第二开关和第三开关向蓄电池充电；当不满足电子风扇组的需求功率，断开第二开关、第三开关、第四开关和第五开关，闭合第七开关，采用蓄电池驱动电子风扇组。
在本实施例中，通过在余热发电TEG***的输出端设置第一功率电压监测单元，余热发电TEG***与蓄电池的连接线路上设置第二开关，余热发电TEG***与电子风扇组的连接线路上设置第四开关；太阳能发电***的输出端设置第二功率电压监测单元，太阳能发电***与蓄电池的连接线路上设置第三开关，太阳能发电***与电子风扇组的连接线路上设置第五开关；第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第一功率电压监测单元和第二功率电压监测单元均与ECU 信号连接。可在余热发电TEG***的太阳能发电***的电压和功率之和满足电子风扇组的需求功率，ECU控制第四开关和第五开关闭合，第七开关断开，采用余热发电TEG***和太阳能发电***直接驱动电子风扇组，并在余热发电TEG***和太阳能发电***的功率之和大于需求功率设定值时，闭合第二开关和第三开关向蓄电池充电；当不满足电子风扇组的需求功率，断开第二开关、第三开关、第四开关和第五开关，闭合第七开关，采用蓄电池驱动电子风扇组。可避免采用硅油离合器风扇时，对整车经济性及噪声(整车舒适性)造成不良影响。并且可以节省电力，将多余的电能储存起来。
优选地，电子风扇组中设有功率控制单元，其与温度传感器连接，用于根据采集的温度信号调整电子风扇组的功率。
在本实施例中，通过功率控制单元和温度传感器均与ECU连接， ECU可根据温度传感器采集到的发动机的冷却液的温度来使功率控制单元调整电子风扇组的功率，以使发动机得到更好的温度控制，降低发动机的温度。
优选地，电子风扇组的输入端还设有第一开关。在本实施例中，在电子风扇组的输入端设置第一开关，可根据需求关闭电子风扇组，节省电能。
优选地，该***还包括发电机，其与电子风扇组连接，用于给电子风扇组供电。在本实施例中，发电机也与ECU信号连接，设置发电机与电子风扇组连接，可在蓄电池、余热发电TEG***和太阳能发电***均不能带动电子风扇组时采用发电机给电子风扇组供电，以确保发动机的冷却液在设定范围内。
优选地，蓄电池中设有电池管理单元，其用于管理蓄电池的电量。在本实施例中，电池管理单元也与ECU信号连接，在蓄电池电量过低时，断开蓄电池向外供电，以保护蓄电池。
本发明还提供一种汽车用电驱冷却方法，包括以下步骤：
S1：监测获取余热发电TEG***和太阳能发电***的电压和功率，并采集冷却液温度；
S2：判断冷却液温度是否大于第一定值，若是，则执行步骤S3，则不启动电子风扇组；
S3：判断余热发电TEG***的太阳能发电***的电压和功率之和是否满足电子风扇组的需求功率，若是，采用余热发电TEG***和太阳能发电***直接驱动电子风扇组，并在余热发电TEG***和太阳能发电***的功率之和大于需求功率设定值时，向蓄电池充电；若否，采用蓄电池驱动电子风扇组。
在使用该方法时，当用温度传感器采集到的发动机的冷却液温度是大于第一定值时，需启动电子风扇组散热。通过余热发电TEG***和太阳能发电***发电带动电子风扇组，当余热发电TEG***的太阳能发电***的电压和功率的功率充足时，采用余热发电TEG***和太阳能发电***直接驱动电子风扇组；当发电功率不足时，采用蓄电池驱动电子风扇组，可避免采用硅油离合器风扇时，对整车经济性及噪声(整车舒适性)造成不良影响。
优选地，冷却***还包括发电机和电池管理单元，在S4步骤中，采用蓄电池驱动电子风扇组时，若蓄电池电量小于设定值，则采用发电机直接驱动电子风扇组。
在本实施例中，一般蓄电池电量小于30％时，采用发电机直接驱动电子风扇组，当电池电量充足时，采用蓄电池充电。
优选地，电子风扇组中设有功率控制单元，电子风扇组的需求功率根据采集的温度信号调整。
在本实施例中，通过功率控制单元和温度传感器均与ECU连接， ECU可根据温度传感器采集到的发动机的冷却液的温度来使功率控制单元调整电子风扇组的功率，以使发动机得到更好的温度控制，降低发动机的温度。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种汽车用电驱冷却***，其特征在于，包括：
电子风扇组；
温度传感器，其与所述电子风扇组连接，用于采集冷却***中冷却液的温度，并将采集的温度信号传输给所述电子风扇组使其启动或停机；
蓄电池，其与所述电子风扇组连接，用于向所述电子风扇组供电；
余热发电TEG***，其与所述蓄电池连接，还与所述电子风扇组连接，所述余热发电TEG***用于向所述蓄电池和电子风扇组供电；
太阳能发电***，其与所述蓄电池连接，还与所述电子风扇组连接，所述太阳能发电***用于向所述蓄电池和电子风扇组供电。
2.如权利要求1所述的一种汽车用电驱冷却***，其特征在于，该***还包括ECU；所述蓄电池的输出端设有第七开关，所述第七开关与所述ECU信号连接用于控制所述蓄电池与所述电子风扇组连接的连通与断开。
3.如权利要求2所述的一种汽车用电驱冷却***，其特征在于，还包括：所述余热发电TEG***的输出端设有第一功率电压监测单元，所述余热发电TEG***与所述蓄电池的连接线路上设有第二开关，所述余热发电TEG***与所述电子风扇组的连接线路上设有第四开关；所述太阳能发电***的输出端设有第二功率电压监测单元，所述太阳能发电***与所述蓄电池的连接线路上设有第三开关，所述太阳能发电***与所述电子风扇组的连接线路上设有第五开关；所述第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第一功率电压监测单元和第二功率电压监测单元均与所述ECU信号连接，所述余热发电TEG***的太阳能发电***的电压和功率之和满足所述电子风扇组的需求功率，所述ECU控制所述第四开关和第五开关闭合，所述第七开关断开，并在功率之和大于所述需求功率设定值时，闭合所述第二开关和第三开关向所述蓄电池充电；当不满足所述电子风扇组的需求功率，断开所述第二开关、第三开关、第四开关和第五开关，闭合所述第七开关。
4.如权利要求1所述的一种汽车用电驱冷却***，其特征在于，所述电子风扇组中设有功率控制单元，其与所述温度传感器连接，用于根据采集的温度信号调整所述电子风扇组的功率。
5.如权利要求1所述的一种汽车用电驱冷却***，其特征在于，所述电子风扇组的输入端还设有第一开关。
6.如权利要求1或2所述的一种汽车用电驱冷却***，其特征在于，还包括发电机，其与所述电子风扇组连接，用于给所述电子风扇组供电。
7.如权利要求7所述的一种汽车用电驱冷却***，其特征在于，所述蓄电池中设有电池管理单元，其用于管理所述蓄电池的电量。
8.一种应用如权利要求1所述的一种汽车用电驱冷却***的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：监测获取余热发电TEG***和太阳能发电***的电压和功率，并采集发动机的冷却液温度；
S2：判断所述冷却液温度是否大于第一定值，若是，则执行步骤S3，则不启动电子风扇组；
S3：判断余热发电TEG***的太阳能发电***的电压和功率之和是否满足所述电子风扇组的需求功率，若是，采用余热发电TEG***和太阳能发电***直接驱动电子风扇组，并在余热发电TEG***和太阳能发电***的功率之和大于所述需求功率设定值时，向所述蓄电池充电；若否，采用蓄电池驱动电子风扇组。
9.如权利要求8所述的一种汽车用电驱冷却方法，其特征在于，所述冷却***还包括发电机和电池管理单元，在S4步骤中，采用蓄电池驱动电子风扇组时，若所述蓄电池电量小于设定值，则所述采用发电机直接驱动所述电子风扇组。
10.如权利要求8所述的一种汽车用电驱冷却方法，其特征在于，所述电子风扇组中设有功率控制单元，所述电子风扇组的需求功率根据采集的温度信号调整。
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