[發(fā)明專利]一種基于水冷電機系統(tǒng)的電動汽車水泵選型方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111341937.1
• 申請日: 2021-11-12
• 公開（公告）號: CN114033659B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設計）人: 楊輝;羅春福
• 申請（專利權）人: 四川野馬汽車股份有限公司
• 主分類號: F04B51/00
• 分類號: F04B51/00;F04B53/00;F04B17/03;H02K9/19
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 劉金蓉

1.一種基于水冷電機系統(tǒng)的電動汽車水泵選型方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1：基于所述水冷電機系統(tǒng)的峰值功率發(fā)熱量和總阻力，計算獲得與水泵相關的第一流量參數(shù)和第一揚程參數(shù)，具體為，根據(jù)下列公式計算出所述第一流量參數(shù)：

式中，V為水泵流量，單位為L/min；1.1為安全系數(shù)；P_f為水冷電機系統(tǒng)的峰值功率的發(fā)熱量，單位為Kw；ρ為水的密度；Cw為水的比熱容；為散熱器進出水溫差；

根據(jù)下列公式計算所述水冷電機系統(tǒng)中的多個零部件對應的管道水阻：

P_管道水阻＝P_電機+P_電控+P_散熱器+P_水管+P_其他 (2)

式中，P_電機為電機水阻；P_電控為電機控制器水阻；P_散熱器為散熱器水阻；P_水管為水管阻力；P_其他為包括水冷充電機和水冷DCDC等其他零部件對應的阻力；

根據(jù)下列公式計算冷卻系統(tǒng)的揚程壓力：

P_揚＝ρ*g*h (3)

式中，g為重力加速度，h為水勢高低；

根據(jù)下列公式計算所述水冷電機系統(tǒng)的總阻力：

P_總＝P_管道水阻+P_揚 (4)

根據(jù)下列公式計算所述第一揚程參數(shù)：

H＝P_總/(ρ*g) (5)

式中，H為揚程

并根據(jù)所述第一流量參數(shù)和所述第一揚程參數(shù)，進行所述水泵第一次選型；

S2：在預設極限工況下采集對應的占空比數(shù)據(jù)δ、定子電流數(shù)據(jù)ICE、電機扭矩數(shù)據(jù)T、電機轉(zhuǎn)速Ω和定子頻率數(shù)據(jù)f1；

S3：基于開關損耗和導通損耗，計算在預設極限工況下電機控制器的第一功率發(fā)熱量；具體為，根據(jù)下列公式計算出預設極限工況下的功率模塊單管的發(fā)熱量：

P_d1＝P_S+P_C＝0.5U_CEI_CE(pk)(t_s(on)+t_s(off))f_s+δ*U_CE(sat)I_CE (6)

式中，P_S為開關損耗；P_C為導通損耗；U_CE為功率模塊導通電壓；I_CE(pk)為功率模塊導通的峰值電流；t_s(on)為功率模塊導通時間；t_s(off)為功率模塊關斷時間；f_s為功率模塊開關頻率；U_CE(sat)為功率模塊飽和壓降；I_CE為定子電流；δ為占空比；其中，t_s(on)包括開通延遲時間t_d(on)和上升時間t_f，t_s(off)包括下降時間t_f和關斷延遲時間t_d(off)；

判斷電機的類型，若電機為無刷直流電機，其對應的電機控制器的第一功率發(fā)熱量通過下列公式進行計算：

P_d2＝2P_d1＝2P_S+2P_C (7)

若電機為永磁同步電機，其對應的電機控制器的第一功率發(fā)熱量通過下列公式進行計算：

P_d2＝2P_S+3P_C (8)

式中，P_d2為電機控制器的第一功率發(fā)熱量，其不同的電機對應不同的計算公式；

S4：計算在預設極限工況下水冷電機的第二功率發(fā)熱量；具體為，根據(jù)下列公式計算水冷電機的第二功率發(fā)熱量：

P_d3＝P_fe+P_cu+P_fw+P_ad＝C_fe(E₁/f₁)²+I_CE²R+C_fwf₁³+0.005TΩ (9)

式中，P_fe為電機鐵損；P_cu為電機銅損；P_fw為電機機械損耗；P_ad為電機附加損耗；C_fe為鐵耗常數(shù)；E₁為定子感應電動勢；f₁為定子頻率；I_CE為定子電流；R為電機電阻；C_fw為機械損耗常數(shù)；T為電機扭矩；Ω為電機轉(zhuǎn)速；

S5：根據(jù)所述水冷電機系統(tǒng)的總功率發(fā)熱量，計算獲得與水泵相關的第二流量參數(shù)和第二揚程參數(shù)，并根據(jù)所述第二流量參數(shù)和所述第二揚程參數(shù)，進行所述水泵第二次選型，分別判斷第一流量參數(shù)與第二流量參數(shù)以及第一揚程參數(shù)與第二揚程參數(shù)是否一致；若判斷結果均為是，將水泵第一次選型確定出的水泵作為目標水泵；若判斷結果至少一個為否，將第二流量參數(shù)和第二揚程參數(shù)中的至少一個更新為目標水泵的選型參數(shù)；其中，所述總功率發(fā)熱量為所述第一功率發(fā)熱量和所述第二功率發(fā)熱量之和。