CN112197470A - 用于调节体积流量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于调节冷却回路(2)中的体积流量(1)的方法，其中，所述冷却回路(2)具有用于输送冷却剂(4)的至少一个第一泵(3)和被冷却剂(4)加载的至少一个部件(5)，其中，所述方法至少具有以下步骤：a)运行第一泵(3)并且将冷却剂(4)输送经过冷却回路(2)；b)测量冷却剂(4)作用在部件(5)上的压差(6)；c)根据存储在控制设备(7)中的特征曲线(8)来确定与待测量的压差(6)相关联的体积流量(1)，和d)控制设备(7)根据由测得的压差(6)所确定的体积流量(1)调节第一泵(3)。

Description

用于调节体积流量的方法
技术领域
本发明涉及一种用于调节冷却回路中、尤其在蓄电池的冷却回路中的体积流量的方法，所述蓄电池优选在机动车中用于存储电能。所述机动车尤其具有用于驱动机动车的电机，其中，所述电机能够通过存储在蓄电池中的电能被驱动。
背景技术
通常通过泵来实现对体积流量的调节，根据特征曲线控制所述泵。在此，应针对每条冷却回路并且尤其针对冷却回路的每种不同的实施方式都提供自身的特征曲线。即使是对冷却回路的最小改变也必须考虑特征曲线的调整。
而恰恰对于现代的机动车的冷却回路而言，体积流量必须在狭窄的界限范围内调整。在此，既不允许低于确定的最小体积流量，也不允许超过最高体积流量。
由文献US 6,457,442 B1已知一种液体冷却的电机，所述电机具有多个相互并联的冷却回路，通过共同的泵为所述冷却回路供应冷却剂。冷却回路的压差设计得相互协调，从而使每条冷却回路具有相同的差压，并且由此加载相同质量流量的冷却剂。由泵输送的质量流量是恒定的，并且与冷却回路相匹配。
由文献US 9,148,983 B2已知一种用于自动确定由电子部件对冷却回路造成的热负载的方法。在此，由泵输送的体积流量被分成多条并联的冷却回路。每条冷却回路可以通过调节阀调节穿流过该冷却回路的体积流量。调节是根据冷却回路的热负载进行的，其中，通过温度传感器检测热负载。通过测得的在每个调节阀上的压力损失可以确定导引通过所述阀的体积流量。
由文献DE 42 00 316 A1已知一种冷却剂处理***，其中，蒸发器与压缩机之间的冷却剂流量通过布置在蒸发器上游的阀调节，从而防止冷却剂在蒸发器中的过热。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，至少部分解决现有技术中存在的问题。尤其应建议一种方法，通过所述方法实现对经由冷却回路的体积流量的更准确的调节，其中，应能够简单地适配设计得不同的冷却回路，也就是说恰恰无需针对每条冷却回路或冷却回路的每个变化都建立自有的特征曲线。
所述技术问题通过一种用于调节冷却回路中的体积流的方法解决。在说明书中单独提及的特征能够以技术上有意义的方式相互结合并且可以通过说明书中的解释性事实和/或附图中的细节补充，其中示出了本发明的其它实施变型。
建议了一种用于调节冷却回路中的体积流量的方法，其中，所述冷却回路具有至少一个用于输送冷却剂的第一泵和至少一个被冷却剂(例如气体或液体；所述冷却剂优选具有水或油)加载(也即例如穿流)的部件。所述方法至少具有以下步骤：
a)运行第一泵并且将冷却剂输送经过冷却回路；
b)测量冷却剂作用在部件上的压差；
c)根据存储在控制设备中的特征曲线来确定与待测量的压差相关联的体积流量，和
d)控制设备根据由测得的压差所确定的体积流量调节第一泵。
以上方法步骤a)至d)的(非穷尽式的)划分应仅用于区分，而非强制规定顺序和/或从属性。而且例如在配置和/或运行该***的过程中可以改变方法步骤的频率。同样可行的是，所述方法步骤至少部分在时间上是相互重叠的。尤其在步骤a)的过程中进行方法步骤b)至d)。尤其以列出的顺序执行步骤a)至d)。
该方法尤其利用下列关系：体积流量与冷却回路内部的压差成比例地变化。尤其在冷却回路的几何尺寸不变的区段上确定压差。优选地，在该区段中布置至少一个部件、必要时多个部件。
所述部件例如是换热器，该换热器尤其用于机动车部件(例如功率电子部件、蓄电池、电机、变流器，但也可能是废气处理装置、工作介质，例如油或水等)的调温。
通过测得的压差尤其可以利用查询特征曲线来确定由第一泵输送的体积流量。在获知当前输送的体积流量的情况下，就可以调节第一泵。
尤其可以根据部件的需求调节第一泵。如果例如需要一定的、经过某部件的冷却功率，那么在获知当前输送的体积流量的情况下第一泵就可以以所需的准确性形成并提供该冷却功率，也就是说必要时根据其他体积流量调整该冷却功率。
例如通过测量部件(直接)上游的第一压力和部件(直接)下游的第二压力来确定所述压差。第一压力与(较小的)第二压力之间的差值构成所述压差。
在此尤其在步骤b)中额外地确定冷却剂的当前温度并且在步骤c)和d)中考虑冷却剂的当前温度。可以在确定压差的同时进行温度的确定。然而必要时也可以使用在时间上错开确定的温度值(当所述温度例如仅周期性确定时)。
由此，尤其要考虑的关系在于，除了压差之外体积流量也与温度成比例地改变。
尤其在步骤c)中仅考虑这一特征曲线，其中，这一特征曲线(仅)是三维的，并且具有作为第一维的压差、作为第二维的温度和作为第三维的与压差和温度相关联的体积流量。
尤其可以通过特征曲线针对当前存在的温度和当前存在的压差确定由第一泵所输送的体积流量，并且相应地调节第一泵。
尤其根据至少一个部件(必要时布置在冷却回路中的一个或多个不同的或每个部件)所需要的冷却功率改变由第一泵所输送的体积流量。
例如可以通过对相应部件的温度或温度曲线的确定或估计或者说建模来确定所需要的冷却功率。
冷却回路尤其具有至少一个第一冷却子回路和第二冷却子回路，所述第一冷却子回路和第二冷却子回路单独地被冷却剂穿流并且相互以串联的方式布置(也就是说冷却剂例如首先穿流过第一冷却子回路，随后才穿流过第二冷却子回路)，或共同地被冷却剂穿流并且相互以并联的方式布置(冷却剂必要时通过体积流量的分化而仅同时穿流过第一和第二冷却子回路这二者)。第一泵的调节根据这一特征曲线进行。
尤其通过冷却回路循环地输送所述冷却剂。在此，冷却剂可以流动通过第一冷却子回路和/或通过第二冷却子回路。冷却子回路例如可以包括旁路，仅在必要时通过所述旁路输送冷却剂。还可以为指定的功能配置冷却子回路，以便例如实现仅一个指定部件的快速加热或冷却，或实现恰好不需要冷却或受热的部件的低散热。
还建议一种冷却回路，所述冷却回路至少具有用于输送冷却剂的第一泵和至少一个被冷却剂穿流的部件以及用于调节第一泵的控制设备。所述控制设备设计用于实施所述方法。
冷却回路尤其具有至少一个第一冷却子回路和第二冷却子回路，所述第一冷却子回路和第二冷却子回路单独地被冷却剂穿流并且相互以串联的方式布置，或共同地被冷却剂穿流并且相互以并联的方式布置。
尤其能够通过至少一个阀来调节冷却剂对冷却子回路的加载。尤其为每个冷却子回路配置至少一个阀(必要时也为两个冷却子回路配置一个共同的阀)，从而通过所述阀在冷却回路中接入或关断冷却子回路(或者说加载或不加载冷却剂的体积流量)。经过冷却子回路的体积流量尤其可以通过可调节的阀来调节，调节方式在于将所述阀部分打开或关闭。
尤其将冷却回路配置给机动车的电动动力总成或者说与机动车的动力总成相连，以便为动力总成的部件调温。
还建议一种机动车，其至少具有至少一个用于驱动机动车的电气部件、蓄电池、用于电气部件和蓄电池的调温的至少一个冷却回路和至少用于运行所述至少一个冷却回路的控制设备。所述控制设备设计为适用于实施所述方法。
有关所述方法和冷却回路的描述也同样适用于所述机动车，反之亦然。
通过冷却回路的冷却子回路的不同连接，尤其可以实现不同的功能。那么各个部件可以例如在闭合设计的冷却子回路(具有自有的第二泵)中受热。为此可以例如在调整或结束机动车的(行驶)运行之后，将至少一个(电气)部件(和必要时机动车的其他部件)的仍旧存在的废热存储在冷却子回路中并且用于所选定的部件的加热。尤其地，例如可以利用余热对布置在冷却回路或冷却子回路中的蓄电池进行调温。由此，机动车的热能可被使用并且例如传递至蓄电池中。这样存储在蓄电池中的热量可以尤其被重新用于机动车的重启，其中，可以降低在蓄电池预热方面的需要。
还可以在启动第一泵之后有目的地用冷却剂加载指定的部件并且使其冷却，而其他部件则在稍后时刻才被加载冷却功率或者说被加载冷却剂的体积流量。
所述至少一个(电气)部件包括例如功率电子部件、电机、蓄电池(电池)或变流器、例如直流变压器。
不同的(电气)部件尤其通过相互不同的冷却子回路调温。
冷却回路可以具有第二泵。所述第二泵尤其布置在可接通的冷却子回路中。冷却剂可以至少暂时仅通过第二泵被输送。为此，尤其带有第二泵的冷却子回路在流体技术上与第一泵分离，从而使得冷却剂仅通过该冷却子回路并且在此仅通过第二泵输送。还可行的是，两个泵同时运行，以便输送冷却剂。
而且第二泵可以和第一泵一样也借助由压差和必要时由温度确定的体积流量被调节。
所述用于调节体积流量的方法还可以由计算机或控制设备的处理器实施。
因此还建议一种用于数据处理的***，所述***包括处理器，所述处理器被适配/配置为执行所述方法或所建议的方法的部分步骤。
可以规定一种计算机可读存储介质，其包括指令，所述指令在通过计算机/处理器实施时促使计算机/处理器实施所述方法或所建议的方法的部分步骤。
有关所述方法的描述尤其能够转用至冷却回路、机动车、***、存储介质或计算机执行的方法，反之亦然。
应当注意，此处使用的数字(“第一”、“第二”、…)首要(仅)用于区分多个相同的对象、尺寸或过程，因此尤其不是对这些对象、尺寸或过程彼此的相关性和/或顺序的强制规定。如果需要相关性和/或顺序，则在此会明确地记载或者对本领域技术人员而言在研究具体描述的设计方案时是显而易见的。
以下根据附图更详细地阐述本发明和技术环境。应当指出，本发明不应当由所列举的实施例限制。尤其地，如果未明确地另作说明，也可以提取在图中描述的事实的局部并且将其与说明书中的其它组成部分和认识相结合。尤其应当指出，附图和尤其所示的尺寸比例仅是示意性的。
附图说明
图1示出具有冷却回路的机动车。
具体实时方式
机动车15具有多个部件5、17、16、18、18、20、21、22、25，其用于驱动机动车15。第一电气部件5例如是用于蓄电池16的充电设备的换热器。机动车15还包括用于感应式电路板的换热器(第二部件17)、用于功率电子部件的换热器(第三部件18)、用于电机的换热器(第四部件19)、DC-DC变流器(第五部件25)、散热器(第六部件26)、HV加热器(第七部件27)和散热器(第八部件32)。冷却回路2包括多个冷却子回路10、11、28、29、30、31和用于运行冷却回路2的控制设备7。
(第一)部件5、第二部件17、第三部件18和第四部件19布置在该冷却回路2中。在第四部件下游布置有第一阀14，通过所述第一阀能够将体积流量1传导至第一冷却子回路10或传导至第二冷却子回路11中。第一冷却子回路10和第二冷却子回路11相互以并联13的方式布置。在第一冷却子回路10中布置有作为第八部件32的散热器，通过设计为旁路的第二冷却子回路11可以绕过所述散热器。
在该冷却子回路10、11的汇合部的下游布置有作为第五部件25的变流器。冷却回路2具有用于为冷却回路2供应冷却剂4的补偿容器22。
在变流器的下游布置有第二阀23，通过所述第二阀为第三冷却子回路28(作为用于绕过蓄电池16的旁路)和/或至少一个第六冷却子回路31加载体积流量1。
第三冷却子回路28将体积流量1导引回第一泵3。第六冷却子回路31具有第二泵20以及蓄电池16。在蓄电池16的上游和下游布置有传感器21，所述传感器设计用于监控温度9并且用于确定可能需要的冷却功率。通过对第三阀24的操作，可以与由第一泵3所输送的体积流量1无关地使另一体积流量1经由第二泵20输送通过第六冷却子回路31，并随后要么输送通过第五冷却子回路30要么输送通过第四冷却子回路29。
第六冷却子回路31至少与第五冷却子回路30以串联12的方式布置。
根据所述方法的步骤a)，运行第一泵3，并且通过冷却回路2输送具有体积流量1的冷却剂4。根据步骤b)，测量冷却剂4作用在(第一)部件5上的压差6(见从冷却回路2直接在第一部件上游和下游、经由传感器21直至控制设备7的箭头)。根据步骤c)，根据存储在控制设备7中的特征曲线8来确定与待测量的压差6相关联的体积流量1。根据步骤d)，根据由测得的压差6所确定的体积流量1通过控制设备7调节第一泵3(见从控制设备7直至第一泵3的箭头)。
通过测得的压差6可以利用查询特征曲线8来确定由第一泵3输送的体积流量1。在获知当前输送的体积流量1的情况下，就可以调节第一泵3。由此也可以根据部件(在此例如是被传感器21监控的蓄电池16)的要求调节第一泵3。如果例如需要一定的、经过某部件的冷却功率，或者说该冷却功率鉴于传感器21被识别为是必要的，那么在获知当前输送的体积流量1的情况下第一泵3就能够以所需的准确性形成并提供该冷却功率，也就是说必要时根据其他体积流量1调整。
在步骤b)中，还确定了冷却剂4的当前温度9，并且在步骤c)和d)中考虑所述当前温度9(见从传感器21直至控制设备7和从控制设备7直至第一泵3的箭头)。
在步骤c)中仅考虑这一特征曲线8，其中，该特征曲线8是三维的，并且具有作为第一维的压差6、作为第二维的温度9和作为第三维的与压差6和温度9相关联的体积流量1。可以通过特征曲线8针对当前存在的温度9和当前存在的压差6确定由第一泵3所输送的体积流量1，并且相应地调节第一泵3。
附图标记清单
1 体积流量
2 冷却回路
3 第一泵
4 冷却剂
5 (第一)部件
6 压差
7 控制设备
8 特征曲线
9 温度
10 第一冷却子回路
11 第二冷却子回路
12 串联
13 并联
14 第一阀
15 机动车
16 蓄电池
17 第二部件
18 第三部件
19 第四部件
20 第二泵
21 传感器
22 补偿容器
23 第二阀
24 第三阀
25 第五部件
26 第六部件
27 第七部件
28 第三冷却子回路
29 第四冷却子回路
30 第五冷却子回路
31 第六冷却子回路
32 第七冷却子回路

Claims (10)

1.一种用于调节冷却回路(2)中的体积流量(1)的方法，其中，所述冷却回路(2)具有至少一个用于输送冷却剂(4)的第一泵(3)和至少一个被冷却剂(4)加载的部件(5)，其中，所述方法至少具有以下步骤：
a)运行第一泵(3)并且将冷却剂(4)输送经过冷却回路(2)；
b)测量冷却剂(4)作用在所述部件(5)上的压差(6)；
c)根据存储在控制设备(7)中的特征曲线(8)来确定与待测量的压差(6)相关联的体积流量(1)，和
d)控制设备(7)根据由测得的压差(6)所确定的体积流量(1)调节第一泵(3)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤b)中额外地确定冷却剂(4)的当前温度(9)并且在步骤c)和d)中考虑冷却剂(4)的当前温度(9)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在步骤c)中仅考虑一条特征曲线(8)，其中，所述一条特征曲线(8)是三维的并且具有作为第一维的压差(6)、作为第二维的温度(9)和作为第三维的与压差(6)和温度(9)相关联的体积流量(1)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，根据至少一个部件(5)所要求的冷却功率改变由第一泵(3)所输送的体积流(1)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述冷却回路(2)具有至少一个第一冷却子回路(10)和第二冷却子回路(11)，所述第一冷却子回路(10)和第二冷却子回路(11)单独地被冷却剂(4)穿流并且相互以串联(12)的方式布置，或共同地被冷却剂(4)穿流并且相互以并联(13)的方式布置；其中，根据所述一条特征曲线(8)进行对第一泵(3)的调节。
6.一种冷却回路(2)，其至少具有用于输送冷却剂(4)的第一泵(3)和被冷却剂(4)穿流的至少一个部件(5)以及用于调节第一泵(3)的控制设备(7)，其中，所述控制设备(7)设计用于执行根据上述权利要求中任一项所述的方法。
7.根据权利要求6所述的冷却回路(2)，其中，所述冷却回路(2)具有至少一个第一冷却子回路(10)和第二冷却子回路(11)，所述第一冷却子回路和第二冷却子回路单独地被冷却剂(4)穿流并且相互以串联(12)的方式布置，或共同地被冷却剂(4)穿流并且相互以并联(13)的方式布置。
8.根据上述权利要求6或7所述的冷却回路(2)，其中，通过至少一个阀(14)能够调节冷却剂对所述冷却子回路(10、11)的加载。
9.根据上述权利要求6至8中任一项所述的冷却回路(2)，其中，所述冷却回路配属于机动车(15)的电动动力总成(14)。
10.一种机动车(15)，其至少具有至少一个用于驱动机动车(15)的电气部件(15)、蓄电池(16)、用于对电气部件(15)和蓄电池(16)进行调温的至少一个冷却回路(2)和至少用于运行至少一个冷却回路(2)的控制设备(7)；其中，所述控制设备(7)设计为适用于执行根据前述权利要求1至5中任一项所述的方法。
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