[發明專利]一種輪轂電機軸承熱管理系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202011580426.0
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112696436B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 李明;侯高林
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F16C37/00
• 分類號: F16C37/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 劉小嬌

本發明公開了一種基于路面載荷譜的輪轂電機軸承熱管理系統，包括：信號處理運算裝置與多個六分力傳感器相連接；第一控制器與信號處理運算裝置相連接；第一噴油器和第二噴油器均與第一控制器相連接，且分別設置在內側輪轂電機軸承和外側輪轂電機軸承上；第一溫度傳感器和第二溫度傳感器分別設置在內側輪轂電機軸承和外側輪轂電機軸承的保持架上；第二控制器與第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第一控制器相連接。本發明還公開了一種基于路面載荷譜的輪轂電機軸承熱管理系統的控制方法，根據不同的輪轂電機軸承的摩擦損耗功率調節噴油器的噴油量，實現對輪轂電機軸承溫度的閉環控制。

技術領域

本發明涉及輪轂電機軸承技術領域，更具體的是，本發明涉及一種基于路面載荷譜的輪轂電機軸承熱管理系統及其控制方法。

背景技術

輪轂電機目前是電動汽車最為先進的驅動方式之一，是電動汽車理想的解決方案之一。輪轂電機省去了傳統的離合器、傳動橋等機械部件，節省空間，大幅度的降低了動力傳輸過程中能量損失。

對于內轉子輪轂電機軸承，其轉速達到10000r/min以上，軸承高速運轉導致發熱量升高，并且發熱原因復雜多樣，又由于整體結構緊湊，散熱空間小，通風量小，從而導致散熱功率密度大，但是輪轂電機軸承在汽車行駛時需承載大載荷，而溫度高于100℃時會極大影響軸承的承載能力，降低整車的性能和安全性，因此如何對輪轂電機軸承的溫度進行有效預測和控制，是輪轂電機發展中的痛點問題之一。

散熱效率更高的油冷技術對于高功率密度和高轉矩密度電機軸承具有更好的冷卻效果。潤滑油除本身可提供潤滑外，還具良好的絕緣性，且潤滑油的沸點相對較高，低溫下不易結冰，高溫下不易沸騰，噴油冷卻可作為輪轂電機軸承首選冷卻方式。

輪轂電機軸承的內部傳熱具有遲滯性，滾動體的摩擦產熱量難以迅速傳遞至整個軸承，而一旦傳遞至整個軸承，熱量很難被迅速帶走。傳統的冷卻方式是在檢測到軸承溫度以后提供相應的冷卻策略，而此時提供的冷卻措施難以迅速降低軸承溫度，導致軸承局部溫度過高，破壞軸承的穩定性，需針對傳熱滯后期的情況，以路面載荷為信息源，根據檢測到的路面載荷，提前對輪轂電機軸承的產熱趨勢進行實時預測和分析，提前執行相應的熱管理，有效控制軸承溫度。

發明內容

本發明的目的是設計開發了一種基于路面載荷譜的輪轂電機軸承熱管理系統，解決了目前的技術不足之處，通過采集到的路面載荷，獲得輪轂電機軸承的摩擦損耗功率，進而利用噴油器對輪轂電機軸承進行噴油冷卻，方便快捷地對輪轂電機軸承進行實時控溫。

本發明的另一個目的是設計開發了一種基于路面載荷譜的輪轂電機軸承熱管理系統的控制方法，根據不同的輪轂電機軸承的摩擦損耗功率調節噴油器的噴油量，提前對輪轂電機軸承進行噴油冷卻，并且能夠實時調節噴油量，實現對輪轂電機軸承溫度的閉環控制。

本發明提供的技術方案為：

一種基于路面載荷譜的輪轂電機軸承熱管理系統，包括：

多個六分力傳感器，其分別設置在各個車輪中；以及

信號處理運算裝置，其與所述多個六分力傳感器相連接；

第一控制器，其與所述信號處理運算裝置相連接；

第一噴油器，其與所述第一控制器相連接，且所述第一噴油器設置在內側輪轂電機軸承上；

第二噴油器，其與所述第一控制器相連接，且所述第二噴油器設置在外側輪轂電機軸承上；

第一溫度傳感器，其設置在所述內側輪轂電機軸承的保持架上；

第二溫度傳感器，其設置在所述外側輪轂電機軸承的保持架上；

第二控制器，其與所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第一控制器相連接，用于將所述內側輪轂電機軸承和外側輪轂電機軸承的內部溫度反饋給所述第一控制器。