[發明專利]一種電動汽車用輪轂電機智能散熱系統及控制方法

在審

• 申請號: 201711374348.7
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN107839471A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 陳齊平;黃娟林;任繼文;肖強;周聰輝;康盛
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: B60K11/02
• 分類號: B60K11/02;H02K9/19;H02K9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電動汽車用輪轂電機技術領域，尤其涉及一種電動汽車用輪轂電機智能散熱系統。

背景技術

面對全球能源安全和環境變化的嚴峻挑戰，世界各國禁售燃油車時間表相繼公布，電動汽車的發展與推廣勢在必行。基于輪轂電機驅動的電動汽車具有明顯的優勢，高度一體化設計的輪轂電機省卻了傳統的離合器、變速箱、減速器、傳動軸等復雜裝置，簡化了汽車的結構，提高了驅動系統的傳動效率。

為了滿足電動汽車輪轂電機高功率、高轉矩和結構緊湊等要求。電動汽車在行駛過程中會導致輪轂電機單位質量產生的熱損耗過大，電機溫升過高，而對于高度一體化的輪轂電機封閉的結構來說，電機溫升過高會帶來諸多不良后果：如引起絕緣層損壞，使其失去絕緣作用；導致永磁體磁通密度降低，引起永磁體永久性退磁；定轉子受熱膨脹，使電機尺寸發生變化，導致電機運行的精度下降。這些不良后果都會影響電機性能，降低電機的可靠性。

目前，對普通電機散熱冷卻的裝置與方法較多，在一定程度上能起到一定的作用。在復雜的外在環境與汽車工況下，電動汽車在行駛過程中，輪轂電機的熱損耗始終處于一種不斷變化的狀態。目前較為普遍的做法是將輪轂電機冷卻系統的冷卻水泵或散熱風扇設計成固定功率來冷卻電機，如（專利號為CN201320716905.X的專利），這不僅會造成能源的浪費，甚至會導致輪轂電機散熱能力不足，如當汽車在不斷重復制動時，置于輪轂電機內部的摩擦片將產生大量的熱量，固定功率的水泵或散熱風扇無法立即匹配相應的冷卻能力來冷卻電機，這勢必會嚴重降低輪轂電機的使用壽命，降低電機的可靠性。為此，設計一款結構相對簡單，運用廣泛、且具有智能冷卻散熱功能的電動汽車用輪轂電機智能散熱系統顯得尤為重要。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提供了一種電動汽車用輪轂電機智能散熱系統及控制方法，克服現有技術中存在的不足，能根據駕駛者的駕駛意圖及時為電動汽車輪轂電機匹配相應的冷卻散熱能力，采取相應的冷卻散熱處理措施，節省能源，響應了國家節能減排的號召，大大提高了輪轂電機的可靠性與電動汽車的安全性。

本發明通過以下技術方案予以實現：

本發明提供的一種電動汽車用輪轂電機智能散熱系統及控制方法，包括中央控制單元1、電門踏板位移傳感器2、制動踏板位移傳感器3、驅動水泵4、冷卻水套5、冷卻水箱6、繼電控制開關7、散熱風扇8、溫度傳感器9、信息收集單元10、進水口11、出水口12。

所述電門踏板位移傳感器2、制動踏板位移傳感器3與中央控制單元1的輸入端相連接；所述中央控制單元1的輸出端分別與驅動水泵4、繼電控制開關7連接，繼電控制開關7又與散熱風扇8連接，驅動水泵4與電動汽車輪轂電機冷卻水套5的入口連接，冷卻水套5的出口與冷卻水箱6連接，所述溫度傳感器9有兩個，分別安裝在冷卻水套5的進水口11、出水口12。中央控制單元1根據電門踏板位移傳感器2、制動踏板位移傳感器3與溫度傳感器9傳來的信號對驅動水泵4和散熱風扇8的功率進行控制。

所述電門踏板位移傳感器2、制動踏板位移傳感器3分別安裝在電動汽車的電門踏板位置和制動踏板位置，能將位移信號轉化為電信號傳遞給中央控制單元1，中央控制單元1根據已存入的位移-驅動水泵4功率對于關系，發出命令對驅動水泵4功率進行調節。

所述電門踏板位移傳感器2、制動踏板位移傳感器3位移較小時，即汽車剛啟動不久，驅動水泵4將根據中央控制單元1的指令維持一個恒定的驅動水泵4功率對輪轂電機進行冷卻。

所述中央控制單元1根據電門踏板位移傳感器2、制動踏板位移傳感器3實時監測到的位移信號感知駕駛者的操縱意圖，判斷輪轂電機溫度變化趨勢，當所檢測位移增大時，中央控制單元1立即調控驅動水泵4的功率，以匹配相應的散熱能力，進行一級散熱001。

所述控制命令都是通過中央控制單元1發出，中央控制單元1根據事先存儲在其內部的位移-驅動水泵4功率對應關系控制驅動水泵4冷卻輪轂電機，冷卻液通過驅動水泵4的加壓在冷卻水套5中循環，與電機殼體發生對流傳熱，輪轂電機產生的熱量通過冷卻液帶走。

當所述輪轂電機內部溫度高于設定值時，所述中央控制單元1立即通過繼電控制開關7調控散熱風扇8的功率對輪轂電機進行二級冷卻散熱002。