CN112009234B - 一种纯电动客车驱动系统冷却电子风扇自适应控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种纯电动客车驱动系统冷却电子风扇的自适应控制方法，具体包括：（1）钥匙信号=1时，冷却系统处于下电模式；(2)钥匙信号=2时，冷却系统进入唤醒模式；（3）钥匙信号>=3，电子风扇先自检，自检结束进入等待模式；(4)进入等待模式后，未进入驱动模式，水泵与风扇均不工作，仅当电机或电机控制温度大于设定阈值时，水泵会提前介入工作直至电机与电机控制器温度低于设定阈值才停止工作；（5）当检测到整车进入驱动模式时，水泵使能，电子风扇进入工作模式，电子风扇PWM=max（PWM1，PWM2)。该方法控制简单、成本低、易实现，适用于纯电动客车驱动系统冷却电子风扇，可有效避免冷却系统过度耗能。
Description
技术领域
本发明涉及新能源车辆热管理技术领域，更为具体地说是指一种纯电动客车驱动系统冷却电子风扇自适应控制方法。
背景技术
随着环境问题和能源问题的日益突出，在城市公共交通领域，节能、环保的纯电动客车日益受到人们的认可。驱动电机是纯电动客车的动力源，其性能直接影响着车辆行驶的安全与品质。车辆起步、加速、高速行驶时，电机工作在大电流的状况下，电机控制器与电机内耗会急剧增加，释放大量的热量，这些热量如果得不到有效的冷却，电机控制器与电机内部温度就会急剧地升高，会影响驱动电机的输出功率、效率及寿命，严重妨碍驱动系统的正常工作。
纯电动驱动系统的电子风扇一般为三档控制：低速档、中速档及高速档，根据零部件温度值开启不同的档位。但是，由于电子风扇的档位少，在中高速档时存在过度耗能的情况。目前，有些厂家在冷却系统装置中采用PWM控制电子风扇工作，通过PWM自适应调节实现无级调速以满足散热需求降低能耗。但是，将现有这种通过PWM控制电子风扇直接纯电动客车中，显然无法有效地避免冷却系统过度耗能。为此，我们提供一种纯电动客车驱动系统冷却电子风扇自适应控制方法。
发明内容
本发明提供一种纯电动客车驱动系统冷却电子风扇自适应控制方法，以克服现有采用PWM控制电子风扇的方式，在纯电动客车中无法有效地避免冷却系统过度耗能缺点。
本发明采用如下技术方案：
一种纯电动客车驱动系统冷却电子风扇自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、检测钥匙信号，当钥匙信号=1，即整车处于OFF档位，冷却系统处于下电模式，电子风扇PWM=0，水泵不使能，Pumpenable=0；
（2）、若钥匙信号=2，即整车处于ACC档位，冷却系统进入唤醒模式，电子风扇PWM=0， Pumpenable=0；
（3）、若钥匙信号≥3，即整车处于ON档位或START档位，冷却系统进入自检模式，电子风扇按标定的自检时间t与自检转速PWM_CHECK进行自检，自检结束后进入等待模式；
（4）、进入等待模式但未进入驱动模式时，水泵与风扇均不工作，电子风扇PWM=0，Pumpenable=0；若电机温度T1> Ts1，或电机控制温度T2> Ts2时，水泵提前介入工作即Pumpenable=1,直至电机温度T1< To1且T2< To2才停止工作，所述Ts1和所述Ts2分别为水泵提前介入工作的电机温度阈值和水泵提前介入工作的电机控制器温度阈值，所述To1和所述To2分别为所述水泵停止工作的电机温度阈值和水泵停止工作的电机控制器温度阈值；
（5）、检测整车是否进入驱动状态，若是则冷却系统进入工作模式，水泵使能Pumpenable=1，电子风扇PWM=max（PWM1，PWM2)，其中：PWM1为针对电机温度变化自适应调节计算所得占空比，PWM2为针对电机控制器温度变化自适应调节计算所得占空比。
优选地，上述PWM1自适应控制方法包括以下步骤：S11、当检测到电机温度T1大于电机工作温度下限值Tmin1时，PWM1进入循环模式，PWM1=PWM_LOW，PWM_LOW为电子风扇最低转速占空比；S12、当电机温度T1大于Tmin1并且小于电机最佳工作温度Tb1时，如果T1处于下降或不变状态，则PWM1以递减周期t2和递减量P2的速度降低，否则PWM1以周期t1和递增量P1的速度升高；S13、当电机温度T1大于Tb1并且小于电机工作温度上限值Tmax1时，如果T1处于上升或不变状态，则PWM1以周期t1和递增量P1的速度升高，否则PWM1以周期t2和递减量P2的速度降低；S14、当电机温度T1等于电机最佳工作温度Tb1时，PWM1维持当前值不变；S15、当电机温度T1大于电机工作温度上限值Tmax1时，PWM1=PWM_HIGH，PWM_HIGH为电子风扇最高转速占空比；S16、当检测到电机温度T1小于电机工作温度下限值Tmin1时，PWM1退出循环模式，PWM1=0。
优选地，上述PWM2自适应控制方法包括以下步骤：S21、当检测到电机控制器温度T2大于电机控制器工作温度下限值Tmin2时，PWM2进入循环模式，PWM2=PWM_LOW；S22、当电机控制器温度T2大于Tmin2并且小于电机控制器最佳工作温度Tb2时，如果T2处于下降或不变状态，则PWM2以递减周期t2和递减量P2的速度降低，否则PWM2以周期t1和递增量P1的速度升高；S23、当电机控制器温度T2大于电机控制器最佳工作温度Tb2并且小于电机控制器工作温度上限值Tmax2时，如果T2处于上升或不变状态，则PWM2以周期t1和递增量P1的速度升高，否则PWM2以周期t2和递减量P2的速度降低；S24、当电机控制器温度T2等于最佳工作温度Tb2时，PWM2维持当前值不变；S25、当电机控制器温度T2大于电机控制器工作温度上限值Tmax2时，PWM2=PWM_HIGH；S26、当电机控制器温度T2小于Tmin2时，PWM2退出循环模式，PWM2=0。
由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明通过接收驱动电机温度、电机控制器温度、钥匙信号、整车行驶状态的信号，根据驱动电机、电机控制器实时温度变化并结合整车状态进行冷却系统电子风扇的自适应控制，冷却系统的工作模式分为下电模式、唤醒模式、等待模式、工作模式、循环模式。该方法控制简单，成本低，适用于纯电动客车驱动系统冷却电子风扇的控制，可有效的避免冷却系统过度耗能。
2、本发明的冷却系统实时接收电机温度值T1与电机控制器温度值T2，当T1与T2符合设定温度阈值时，进入循环模式，采用鲁棒算法自适应计算PWM输出值以控制电子风扇转速来满足驱动系统的散热需求，控制简单且易于实现。
附图说明
图1为本发明的控制流程图。
图2为本发明的PWM1自适应控制流程图。
图3为本发明的PWM2自适应控制流程图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的具体实施方式。为了全面理解本发明，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本发明。对于公知的组件、方法及过程，以下不再详细描述。
本发明提供一种纯电动客车驱动系统冷却电子风扇自适应控制方法，其中，纯电动客车冷却系统包括：膨胀水箱、冷却管路、水泵、散热器、电子风扇、电控系统等,采用电机与电机控制器一体化冷却方式，即同时给电机与电机控制器散热，冷却系统实时接收驱动电机温度T1、电机控制器温度T2、钥匙信号（1为OFF档位、2为ACC档位、3为ON档位、4为START档位）、整车行驶状态等can信号。
以下PWM为冷却系统所输出的电子风扇控制占空比，PWM1为针对电机温度变化自适应调节计算所得占空比，PWM2为针对电机控制器温度变化自适应调节计算所得占空比；Ts1、Ts2分别为等待模式下水泵提前介入工作电机温度阈值、电机控制器温度阈值；To1、To2等待模式下水泵停止提前介入工作电机温度阈值、电机控制器温度阈值；Tmin1、Tmax1、Tb1分别为所标定的电机工作温度的下限值、上限值、最佳工作温度值；Tmin2、Tmax2、Tb2为所标定的电机控制器的工作温度下限制值、上限值、最佳工作温度值；PWM_lOW、PWM_HIGH、P1、P2、t1、t2分别为所标定的电子风扇最低转速占空比、电子风扇最高转速控制占空比、递增量、递减量、递增周期、递减周期。
参照图1，本发明的具体步骤如下：
（1）、检测钥匙信号，当钥匙信号=1，冷却系统处于下电模式，电子风扇PWM=0，水泵不使能，Pumpenable=0；
（2）、若钥匙信号=2，冷却系统进入唤醒模式，电子风扇PWM=0， Pumpenable=0；
（3）、若钥匙信号≥3，冷却系统进入自检模式，电子风扇按标定的自检时间t与自检转速PWM_CHECK进行自检，自检结束后进入等待模式；
（4）、进入等待模式但未进入驱动模式时，通常情况下水泵与风扇均不工作，电子风扇PWM=0，Pumpenable=0，若电机温度T1>Ts1或电机控制温度T2>Ts2时，水泵会提前介入工作（即Pumpenable=1）,直至电机温度T1<To1且T2<To2才停止工作；
（5）、检测整车是否进入驱动状态，若是则冷却系统进入工作模式，水泵使能Pumpenable=1，电子风扇PWM=max（PWM1，PWM2)，即：电子风扇PWM取PWM1和PWM2中的较大值。
参照图2，PWM1自适应控制方法，包括以下步骤：S11、当检测到电机温度T1大于电机工作温度下限值Tmin1时，PWM1进入循环模式，PWM1=PWM_LOW，PWM_LOW为电子风扇最低转速占空比；S12、当电机温度T1大于Tmin1并且小于电机最佳工作温度Tb1时，如果T1处于下降或不变状态，则PWM1以递减周期t2和递减量P2的速度降低，否则PWM1以周期t1和递增量P1的速度升高；S13、当电机温度T1大于Tb1并且小于电机工作温度上限值Tmax1时，如果T1处于上升或不变状态，则PWM1以周期t1和递增量P1的速度升高，否则PWM1以周期t2和递减量P2的速度降低；S14、当电机温度T1等于电机最佳工作温度Tb1时，PWM1维持当前值不变；S15、当电机温度T1大于电机工作温度上限值Tmax1时，PWM1=PWM_HIGH，PWM_HIGH为电子风扇最高转速占空比；S16、当检测到电机温度T1小于电机工作温度下限值Tmin1时，PWM1退出循环模式，PWM1=0。
参照图3，PWM2自适应控制方法包括以下步骤：S21、当检测到电机控制器温度T2大于电机控制器工作温度下限值Tmin2时，PWM2进入循环模式，PWM2=PWM_LOW；S22、当电机控制器温度T2大于Tmin2并且小于电机控制器最佳工作温度Tb2时，如果T2处于下降或不变状态，则PWM2以递减周期t2和递减量P2的速度降低，否则PWM2以周期t1和递增量P1的速度升高；S23、当电机控制器温度T2大于电机控制器最佳工作温度Tb2并且小于电机控制器工作温度上限值Tmax2时，如果T2处于上升或不变状态，则PWM2以周期t1和递增量P1的速度升高，否则PWM2以周期t2和递减量P2的速度降低；S24、当电机控制器温度T2等于最佳工作温度Tb2时，PWM2维持当前值不变；S25、当电机控制器温度T2大于电机控制器工作温度上限值Tmax2时，PWM2=PWM_HIGH；S26、当电机控制器温度T2小于Tmin2时，PWM2退出循环模式，PWM2=0。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (2)
1.一种纯电动客车驱动系统冷却电子风扇自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、检测钥匙信号，当钥匙信号=1，即整车处于OFF档位，冷却系统处于下电模式，电子风扇PWM=0，水泵不使能，Pumpenable=0；
（2）、若钥匙信号=2，即整车处于ACC档位，冷却系统进入唤醒模式，电子风扇PWM=0，Pumpenable=0；
（3）、若钥匙信号≥3，即整车处于ON档位或START档位，冷却系统进入自检模式，电子风扇按标定的自检时间t与自检转速PWM_CHECK进行自检，自检结束后进入等待模式；
（4）、进入等待模式但未进入驱动模式时，水泵与风扇均不工作，电子风扇PWM=0，Pumpenable=0；若电机温度T1>Ts1，或电机控制温度T2>Ts2时，水泵提前介入工作即Pumpenable=1,直至电机温度T1<To1且T2<To2才停止工作，所述Ts1和所述Ts2分别为水泵提前介入工作的电机温度阈值和水泵提前介入工作的电机控制器温度阈值，所述To1和所述To2分别为所述水泵停止工作的电机温度阈值和水泵停止工作的电机控制器温度阈值；
（5）、检测整车是否进入驱动状态，若是则冷却系统进入工作模式，水泵使能Pumpenable=1，电子风扇PWM=max（PWM1，PWM2)，其中：PWM1为针对电机温度变化自适应调节计算所得占空比，PWM2为针对电机控制器温度变化自适应调节计算所得占空比；
所述PWM1自适应控制方法包括以下步骤：
S11、当检测到电机温度T1大于电机工作温度下限值Tmin1时，PWM1进入循环模式，PWM1=PWM_LOW，PWM_LOW为电子风扇最低转速占空比；
S12、当电机温度T1大于Tmin1并且小于电机最佳工作温度Tb1时，如果T1处于下降或不变状态，则PWM1以递减周期t2和递减量P2的速度降低，否则PWM1以周期t1和递增量P1的速度升高；
S13、当电机温度T1大于Tb1并且小于电机工作温度上限值Tmax1时，如果T1处于上升或不变状态，则PWM1以周期t1和递增量P1的速度升高，否则PWM1以周期t2和递减量P2的速度降低；
S14、当电机温度T1等于电机最佳工作温度Tb1时，PWM1维持当前值不变；
S15、当电机温度T1大于电机工作温度上限值Tmax1时，PWM1=PWM_HIGH，PWM_HIGH为电子风扇最高转速占空比；
S16、当检测到电机温度T1小于电机工作温度下限值Tmin1时，PWM1退出循环模式，PWM1=0。
2.如权利要求1所述的一种纯电动客车驱动系统冷却电子风扇自适应控制方法，其特征在于，所述PWM2自适应控制方法包括以下步骤：
S21、当检测到电机控制器温度T2大于电机控制器工作温度下限值Tmin2时，PWM2进入循环模式，PWM2=PWM_LOW；
S22、当电机控制器温度T2大于Tmin2并且小于电机控制器最佳工作温度Tb2时，如果T2处于下降或不变状态，则PWM2以递减周期t2和递减量P2的速度降低，否则PWM2以周期t1和递增量P1的速度升高；
S23、当电机控制器温度T2大于电机控制器最佳工作温度Tb2并且小于电机控制器工作温度上限值Tmax2时，如果T2处于上升或不变状态，则PWM2以周期t1和递增量P1的速度升高，否则PWM2以周期t2和递减量P2的速度降低；
S24、当电机控制器温度T2等于最佳工作温度Tb2时，PWM2维持当前值不变；
S25、当电机控制器温度T2大于电机控制器工作温度上限值Tmax2时，PWM2=PWM_HIGH；
S26、当电机控制器温度T2小于Tmin2时，PWM2退出循环模式，PWM2=0。
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