CN102883903B - 机动车辆冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明的主题是一种用于机动车辆的冷却装置（1），该冷却装置包括能使用液体冷却剂冷却电池充电器组件（4）和发动机组件（5）的冷却回路、能选择性地将冷却剂供应至所述发动机组件（5）的第一泵（2）和能选择性地将冷却剂供应至所述充电器组件（4）的第二泵（3），该冷却回路由控制系统（9）控制，所述冷却装置（1）能通电或断电，其特征在于，所述控制系统（9）能在车辆处于行驶结束并且发动机组件（5）的一个元件（11，12）的温度高于阈值温度时保持该装置（1）通电。

Description

机动车辆冷却装置

技术领域

本发明的主题是一种用于机动车辆的冷却装置，该冷却装置包括能使用冷却剂冷却发动机组件的冷却回路。本发明有利地应用于电动汽车。

背景技术

在内燃发动机中，反复的燃烧使相接触的部件例如活塞、气缸和气门过热，并且扩散到发动机的所有机械部件。因此，必须冷却这些部件以避免它们损坏。为了正确运行，爆燃式发动机需要平稳且合适的温度。

在具有电动推进的车辆的情况下，也必须冷却牵引链的各种元件。

已知的实践是使用冷却系统，这种冷却系统包括用于使冷却剂循环通过发动机的一个或更多泵以及作为使该液体冷却的温度交换器的散热器。

在驾驶员将车辆停止并锁上之后，当车辆处于其使用结束之时，冷却装置传统上被设置为待机状态，也就是说处于关机状态，以便避免不必要地消耗电池的电能。

然而，在一些情况下，车辆停止之后可能期望对发动机组件进行冷却，这对于传统的冷却装置来说是不可能的。

发明内容

本发明的目的是消除这些缺陷。

本发明的主题是一种用于机动车辆的冷却装置，该冷却装置包括能使用冷却剂（冷却液）冷却电池充电器组件和发动机组件的冷却回路、能选择性地将冷却剂供应至所述发动机组件的第一泵和能选择性地将冷却剂供应至所述充电器组件的第二泵，所述冷却回路由控制系统控制，所述冷却装置能被上电（供电）或掉电（断电）。

根据本发明的装置，该控制系统能当车辆停止、尤其是在车辆处于使用结束状态并且发动机组件的元件的温度高于阈值温度时，保持使该装置被上电。

因而，借助于本发明，当发动机的冷却不足时，可以防止冷却装置在车辆停止使用时掉电。

在本发明中，表述“使用结束时的车辆”应理解为是指车辆停止并且被上锁。车辆的计算机因而掉电。

有利地，所述控制系统能在电池电压低于设定点值时停止所述装置的保持上电状态，也就是说，该控制系统能使该装置掉电，以便不使电池过度放电。

有利地，所述控制系统能在从车辆停止、尤其是从车辆使用结束起流逝的时间超过预定时间间隔时停止保持该装置的上电状态，也就是说，该控制系统能使该装置掉电，以便不会无限制地持续冷却，即使冷却剂的温度太高也是如此。

所述预定时间间隔可以随车辆的外部温度变化（为车辆的外部温度的函数）。

该机动车辆可以是电动汽车，并且所述发动机组件包括发动机和电子驱动器系统。

所述控制系统因而能在发动机的温度和/或电子驱动器系统的温度超过阈值时保持所述装置的上电状态。

所述控制系统能够在所述发动机组件的至少一个元件和/或所述充电器组件的温度高于阈值温度时保持所述装置的上电状态。所述阈值温度可以根据车辆外部温度的变化来设定。

该装置可以包括能阻止所述充电器组件中的冷却剂的流动的第一阀和能阻止所述发动机组件中的冷却剂的流动的第二阀。

该装置还可以包括液压节流部，以便能维持所述发动机组件中的最小冷却剂流量。

有利地，所述控制系统能根据冷却剂的温度和设定点温度的变化来伺服控制闭环模式调节系统中的每个泵的流量。因而，闭环模式中的每个泵的伺服控制使得可限制泵的磨损和泵的能量消耗。

附图说明

通过参照附图阅读作为示例性的非限制性示例给出的如下描述，本发明的其他特征和优点将变得更为清楚，在附图中：

-图1以框图形式示出结合在电动车辆中的根据本发明的冷却装置；

-图2以框图形式示出了装置控制策略；以及

-图3是图2的框图的细节图。

具体实施方式

如图1中所示，冷却装置1包括第一电动泵2、第二电动泵3、电池充电器4、发动机组件5、散热器6以及第一电磁阀7和优选的第二电磁阀8。第一电动泵2、第二电动泵3、第一电磁阀7和第二电磁阀8连接至控制装置9。

第一电动泵2旨在当车辆行进时使用，而第二电动泵3旨在当电池再充电时使用。可以使用控制信号来设置第一泵2的流量和第二泵3的流量。

充电器4使得可以在车辆停止时从家庭电网对未示出的电动牵引电池再充电。

第一电磁阀7使得在车辆行进时可以将第二泵3和充电器4短路，而第二电磁阀8使得可以在电池被充电时当估计发动机组件5不再需要冷却时将发动机组件5短路。第二电磁阀8可以连接至液压节流部10，该液压节流部10使得可以产生压头损失，因而即使在第二电磁阀8导通时也可以保持发动机组件5中的冷却剂流量。

发动机组件5包括发动机11和电子驱动器系统12，该电子驱动器系统特别地用于将来自电池的直流电压转换成交流电压。

散热器6使得可以以与内燃发动机的冷却装置类似的方式对冷却剂进行冷却。它装备有未示出的电动风扇。

当车辆行进时必须对发动机组件5进行冷却，就像当车辆停止时充电器4那样。冷却策略由控制装置9管理。控制装置9是与冷却回路的传感器连接的计算机。该计算机9还控制泵2、3，电磁阀7、8以及散热器6的风扇和马达组件。计算机9还有利地例如经由CAN（控制器局域网）总线类型的网络连接至车辆的其他计算机，以便获得冷却策略所必需的其他测量结果。

冷却回路控制策略可以以三个模块A、B、C的形式实现，如图2所示。

模块A涉及对装置1的断电的防止。

模块B是用于生成流量指令的模块。该模块B涉及冷却剂的温度的调节以及电动泵2、3的选择。

模块C是生成风扇速度设定点的模块。

模块A的输入为：

-车辆冷却请求D_ref：这是来自车辆的中央计算机的逻辑信号，并且表示在行进模式下或在电池再充电模式下是否需要冷却车辆的电气构件。如果该信号具有值1，则冷却是必要的，否则该信号具有值0；

-车辆外部的温度T_ext，该信号在车辆的CAN网络上获得；

-电池充电器的内部温度T_CHR；

-发动机的内部温度T_MOT；

-电子驱动器系统的内部温度T_SEP；和

-对冷却系统供电的电池的电压U_BAT。

模块A作为输出生成冷却信号S_ref，如果冷却装置能够被停止，也就是说，如果泵能够被关闭并断电，则该冷却信号具有值1，或者断电未被允许则该冷却信号具有值0，从而车辆的电气构件必须急需冷却。

模块B负责根据车辆的状态（行进或在停止时电池正在被再充电）生成冷却剂流量指令。

模块B的输入是：

-来自模块A的冷却信号S_ref；和

-measurementsandinternalflows，该信号组合了模块运行所需的各种测量，例如冷却剂的温度、车辆外部的温度、车辆的速度甚或故障流。

模块B的输出是：

-在行进模式下使用的、第一泵的流量的控制D_com1。这是在0和100之间的信号，并且表示能由该泵产生的最大流量的百分比；和

-在再充电模式下使用的、第二泵的流量的控制D_com2。这是在0和100之间的信号，并且表示能由该泵产生的最大流量的百分比。

以简单的方式说，如果车辆状态信号具有值1则可以选择仅使用第二泵，而如果车辆状态信号具有值0，则可以选择仅使用第一泵。

模块C的输入是：

-来自模块A的冷却信号S_ref；和

-measurementsandinternalflows：该信号组合了模块运行所需的各种测量，例如冷却剂的温度、车辆外部的温度、车辆的速度甚或故障流。

模块C的输出是指令C_v，该指令被发送到风扇。指令C_v既可考虑到空调系统的冷却需求，又可考虑到牵引链回路的冷却需求。在风扇具有两个速度等级的情况下，指令C_v可以采取值0（无风扇控制）、值1（低速风扇控制）或值2（高速风扇控制）。

图3中示出了模块A的可能实施例。

该实施例的原理如下。当冷却模式是停止请求或电池更换模式时，模块A生成逻辑信号R1，在这种情况下，该逻辑信号R1具有值1。同时，将系统的每个加热元件的温度与阈值进行比较。因而：

-将电池充电器的温度T_CHR与从CART1导出的阈值进行比较，CART1表示作为外部温度T_ext的函数的曲线图（映射），该曲线图提供了例如当外部温度低时增大阈值的可能性。因而，可以利用外部温度使构件自然冷却。

然而，如果外部温度高，则还可以决定增大阈值，因为即使在最大冷却的情况下，都可能无法将构件的温度降到低于一定水平。

-将发动机的温度T_MOT与从曲线图CART2导出的阈值进行比较；

-将电子驱动器系统的温度T_SEP与从曲线图CART3导出的阈值进行比较。

如果这些温度都不高于其阈值，则具有值1的逻辑信号R2表示系统中不存在高温。在这种情况下，允许停止冷却系统，也就是说，允许停止泵和风扇，并且信号S_ref具有值1（睡眠模式）。

如果这些温度中的至少一个高于其阈值，则信号R2具有值0，并且在电源电池电压水平不低于阈值Uthres的条件下该策略拒绝停止冷却系统，该阈值Uthres考虑到了电源电池的可靠性和耐用性方面。在这种情况下，信号S_ref具有值0（“拒绝睡眠模式”）。

冷却系统的睡眠模式的拒绝应当优选仅持续一定时间。当信号R1的值变为1时，起动定时器。如图3中所示，该持续时间Temp可以被设定，或者随构件的温度变化。在该定时器结束时，信号S_ref变为“睡眠模式”状态。

因而，在该实施例中，目标是当发动机组件的至少一个元件的温度高于阈值时防止将冷却系统设定为备用模式，并且在两个条件下这样做。一方面，如果电池电压低于阈值则不应该继续冷却。实践上，如果电池电压太低，则存在导致车辆无法行驶的故障的风险。另一方面，如果温度保持高于温度阈值，则冷却不应无限制地继续。因此，车辆停止后冷却的持续时间被限制—尤其是在车辆停止使用时—到一最大持续时间。该持续时间可以取决于车辆停止时或使用结束时发动机的温度。该温度越高，该最大持续时间越长。

如果所有温度都变回到低于它们各自的阈值，则对冷却系统的睡眠模式的拒绝应当消失，因此，如果信号R1变为1，则信号S_ref应当表示“睡眠模式”。

在该实施例中，对于冷却停止请求或电池更换模式，使用相同的温度阈值。可以将这些阈值分开，并且对每个构件使用两个阈值，一个用在停止请求过程中，另一个用在电池更换阶段。

类似地，对于停止请求和电池更换阶段可以使用不同的定时器。

最后，在确定了冷却系统的睡眠状态之后，如果该状态是“拒绝睡眠模式”，则保持由另外两个模块计算的泵的设定点和风扇的设定点。在“睡眠模式”状态的情况下，通过供应到冷却系统的停止设定点来改变这两个模块的设定点。

尽管上面描述的装置包括两个泵，但本发明也可以涉及包括一个或两个以上的泵的装置。本发明还可以应用于配备有电动水泵的汽油发动机。

Claims (8)

1.一种用于机动车辆的冷却装置(1)，该冷却装置包括能使用冷却剂来冷却电池充电器组件(4)和发动机组件(5)的冷却回路、能阻止该充电器组件(4)中的冷却剂的流动的第一阀(7)、能阻止该发动机组件(5)中的冷却剂的流动的第二阀(8)、能选择性地将冷却剂供应至所述发动机组件(5)的第一泵(2)和能选择性地将冷却剂供应至所述充电器组件(4)的第二泵(3)，所述冷却回路由控制系统(9)控制，该冷却装置(1)能被上电或掉电，其特征在于，所述控制系统(9)能在车辆处于使用结束并且所述发动机组件(5)的元件(11，12)的温度高于阈值温度时保持所述冷却装置(1)的上电状态，其中，该冷却装置包括液压节流部(10)，以便能维持该发动机组件(5)中的最小冷却剂流量。

2.根据权利要求1所述的冷却装置(1)，其特征在于，所述控制系统(9)能够在电池电压低于设定点值时停止所述冷却装置(1)的保持上电状态。

3.根据权利要求1所述的冷却装置(1)，其特征在于，所述控制系统(9)能在从车辆使用结束起流逝的时间超过预定时间间隔时停止所述冷却装置(1)的保持上电状态。

4.根据权利要求3所述的冷却装置(1)，其特征在于，所述预定时间间隔随车辆外部温度变化。

5.根据权利要求1或2所述的冷却装置(1)，其特征在于，所述机动车辆是电动汽车，所述发动机组件(5)包括发动机(11)和电子驱动器系统(12)。

6.根据权利要求5所述的冷却装置(1)，其特征在于，所述控制系统(9)能在所述发动机(11)的温度和/或所述电子驱动器系统(12)的温度超过阈值时保持所述冷却装置(1)的上电状态。

7.根据权利要求1或2所述的冷却装置(1)，其特征在于，所述控制系统(9)能在该发动机组件(5)的至少一个元件(11，12)和/或该充电器组件(4)的温度高于阈值温度时保持该冷却装置(1)的上电状态。

8.根据权利要求7所述的冷却装置(1)，其特征在于，所述阈值温度根据车辆外部温度的变化来设定。