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技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，特别是涉及一种车辆散热系统及散热 控制方法。

背景技术

随着社会的进步以及公共交通的不断发展，新能源车辆逐渐取代普通 燃油车辆成为当今人们出行所选择的交通工具之一。新能源车辆中应用了 电机/发电机，电机控制器/发电机控制器等电气工作部件，工作部件温度的 温度过高会影响新能源车辆的运行性能以及各电气工作部件的使用寿命。 为了保证各电气工作部件的温度保持在额定工作的温度范围内，针对不同 的电气工作部件设置了散热部件，主要通过对散热风扇转速的控制以及散 热水泵的启停控制，来满足新能源车辆各电气工作部件在车辆不同工况下 对散热的需求。因此，新能源车辆中散热部件的散热管理方法及其在车辆 中的布置方式对车辆的正常运行十分重要。

目前，针对电机系统设置的散热部件主要采用串联式水冷散热系统。 冷却液从散热水泵中流出，先给电机控制器和发电机控制器进行散热，再 流经电机和发电机，给电机和发电机进行散热。由于电机控制器和发电机 控制器在额定功率下，温度应保持在大约45℃；电机和发电机在额定功率 下，温度应该保持在大约90℃，电机/发电机与电机控制器/发电机控制器 之间的工作温差较大，需要在电机/发电机以及电机控制器/发电机控制器的 散热回路中设置多个水温信息采集器，在串联式的水冷散热系统中，分别 精确控制电机/发电机与电机控制器/发电机控制器回路中进出水的温度，导 致散热控制难度大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种车辆散热系统及散热控制方法，给电机/ 发电机与电机控制器/发电机控制器分别设置两个不同的散热回路，减小电 机系统散热控制难度。

一种车辆散热系统，所述系统包括：

主控器，继电器，两个散热器，两个散热水泵，电机散热风扇组以及 控制器散热风扇组，发电机以及电机，发电机控制器以及电机控制器；

所述主控器与所述继电器以及所述电机散热风扇组分别相连，所述继 电器与两个散热水泵以及所述控制器散热风扇组相连，第一散热器与第一 散热水泵、所述发电机以及所述电机通过散热导管相连形成第一散热回路， 第二散热器与第二散热水泵、所述发电机控制器以及所述电机控制器通过 散热导管相连形成第二散热回路；

所述主控器向所述继电器发送第一控制信号，所述第一控制信号用于 控制两个散热水泵以及控制器散热风扇组的启停；

所述主控器向所述电机散热风扇组发送第二控制信号，所述第二控制 信号用于控制所述电机散热风扇组在不同工况下的工作状态；

所述继电器用于接收所述主控器的第一控制信号，根据所述第一控制 信号控制两个散热水泵以及控制器散热风扇组的启停；

所述第一散热器用于冷却输出第一散热回路的冷却液；

所述第一散热水泵用于启动时将第一散热器冷却后的冷却液输出至所 述发电机和电机；

所述第二散热器用于输出第二散热回路的冷却液；

所述第二散热水泵用于启动时将第二散热器输出的冷却液输出至所述 发电机控制器和电机控制器；

所述电机散热风扇组用于给第一散热器进行散热；

所述控制器散热风扇组用于给第二散热器进行散热。

可选的，

所述电机散热风扇组为发动机散热风扇组中靠近第一散热器的两个风 扇，所述发动机散热风扇组用于给所述发动机进行散热。

可选的，所述第一散热器与第一散热水泵、所述发电机以及所述电机 通过散热导管相连形成第一散热回路包括：

第一散热器、第一散热水泵、发电机以及电机依次通过散热导管串联；

或者，

第一散热器、第一散热水泵、电机以及发电机依次通过散热导管串联。

可选的，所述第一散热器与第一散热水泵、所述发电机以及所述电机 通过散热导管相连形成第一散热回路包括：

发电机和电机并联后，依次与第一散热器和第一散热水泵串联。

可选的，所述第二散热器与第二散热水泵、所述发电机控制器以及所 述电机控制器通过散热导管相连形成第二散热回路包括：

第二散热器、第二散热水泵、发电机控制器以及电机控制器依次通过 散热导管串联；

或者，

第二散热器、第二散热水泵、电机控制器以及发电机控制器依次通过 散热导管串联。

可选的，所述第二散热器与第二散热水泵、所述发电机控制器以及所 述电机控制器通过散热导管相连形成第二散热回路包括：

电机控制器和发电机控制器并联后，依次与第二散热器和第二散热水 泵串联。

可选的，所述系统还包括：

两个温度传感器，第一温度传感器与发电机控制器相连，第二温度传 感器与电机控制器相连，所述发电机控制器与电机控制器通过CAN网络与 所述主控器相连；

第一温度传感器用于采集发电机的发电机温度信息发送到发电机控制 器，以便发电机控制器通过CAN网络将发电机温度信息和发电机控制器温 度信息发送到所述主控器；

第二温度传感器用于采集电机的电机温度发送到电机控制器，以便电 机控制器通过CAN网络将电机温度信息和电机控制器温度信息发送到所 述主控器。

一种车辆散热方法，所述方法包括：

主控器分析发电机和/或电机的温度；

当发电机和/或电机的温度大于第一预设阈值时，主控器向继电器发送 第一水泵启动信号；

所述继电器接收到第一水泵启动信号后，控制第一散热水泵启动；

第一散热水泵将第一散热器冷却后的冷却液输出至发电机和电机进行 散热；

当发电机和/或电机的温度大于第二预设阈值时，主控器向电机风扇组 发送第二控制信号，所述第二预设阈值大于第一预设阈值；

所述电机散热风扇组接收到第二控制信号后，根据第二控制信号对第 一散热器进行散热；

主控器分析发电机控制器和/或发电机控制器的温度；

当发电机控制器和/或发电机控制器的温度大于第三预设阈值时，主控 器向继电器发送第二水泵启动信号以及控制器风扇组启动信号；

所述继电器接收到第二水泵启动信号以及控制器风扇组启动信号后， 控制第二散热水泵以及控制器风扇组启动；

第二散热水泵将第二散热器输出的冷却液输出至发电机控制器和/或 发电机控制器进行散热；

控制器风扇组对第二散热器进行散热。

可选的，所述方法还包括：

当主控器检测到二档信号并且车速大于0时，主控器向继电器发送第 一水泵启动信号、第二水泵启动信号和控制器风扇组启动信号。

可选的，所述方法还包括：

当主控器接收到调试诊断信号时，主控器向继电器发送第一水泵启动 信号、第二水泵启动信号和控制器风扇组启动信号。

由上述内容可知，本发明有如下有益效果：

本发明提供了一种车辆散热系统和散热方法，所述系统包括：所述主 控器与所述继电器以及所述电机散热风扇组分别相连，所述继电器与两个 散热水泵以及所述控制器散热风扇组相连，第一散热器与第一散热水泵、 所述发电机以及所述电机通过散热导管相连形成第一散热回路，第二散热 器与第二散热水泵、所述发电机控制器以及所述电机控制器通过散热导管 相连形成第二散热回路，给电机/发电机与电机控制器/发电机控制器分别设 置两个不同的散热回路，控制第一散热回路的冷却液温度符合电机/发电机 正常工作的需求，控制第二散热回路冷却液问题符合电机控制器/发电机控 制器正常工作的需求，两个散热回路的温度分别控制，散热控制简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种车辆散热系统中主控器与散热部件连接关系示意 图；

图2为本发明一种车辆散热系统中第一散热回路第一种结构示意图；

图3为本发明一种车辆散热系统中第一散热回路第二种结构示意图；

图4为本发明一种车辆散热系统中第一散热回路第三种结构示意图；

图5为本发明一种车辆散热系统中第二散热回路第一种结构示意图；

图6为本发明一种车辆散热系统中第二散热回路第二种结构示意图；

图7为本发明一种车辆散热系统中第二散热回路第二种结构示意图；

图8为本发明实施例二中第一散热回路控制方法流程图；

图9为本发明实施例二中第二散热回路控制方法流程图。

具体实施方式

本发明公开了一种车辆散热系统及散热控制方法，给电机/发电机与电 机控制器/发电机控制器分别设置两个不同的散热回路，散热控制简单，简 化散热部件的结构。

下面结合附图对本发明具体实施例进行详细说明。

实施例一

本发明一种车辆散热系统，所述系统包括：

主控器，继电器，两个散热器和，两个散热水泵和，电机散热风扇组 以及控制器散热风扇组，发电机以及电机，发电机控制器以及电机控制器。

图1为本发明一种车辆散热系统中主控器与散热部件连接关系示意 图。

所述主控器101与所述继电器102以及所述电机散热风扇组103分别 相连，所述继电器102与两个散热水泵104和105以及所述控制器散热风 扇组106相连。

主控器101通常情况下是车辆控制器(VchicleControlUnit，VCU)， 主控器101根据车况生成散热控制信号，主控器101通过继电器102间接 控制两个散热水泵104和105以及所述控制器散热风扇组106进行散热， 主控器101直接控制所述电机散热风扇组103进行散热。所述继电器102 为低压配电板继电器。

第一散热器与第一散热水泵、所述发电机以及所述电机通过散热导管 相连形成第一散热回路。

这里需要说明的是，除了第一散热器、第一散热水泵、电机以及发电 机外，第一散热回路中还包括膨胀水箱等现有技术中散热回路所包含的其 他附件，这里不再进行赘述。

第一散热回路有三种可能的结构，下面结合附图进行详细说明。

第一散热回路第一种可能的结构：

图2为本发明一种车辆散热系统中第一散热回路第一种结构示意图。 第一散热器107、第一散热水泵104、发电机108以及电机109依次通过散 热导管串联形成第一散热回路。

在第一散热回路的第一种可能的结构中，冷却液从第一散热器107的 低位出液口流入第一散热水泵104，第一散热水泵104将冷却液输出至发 电机108，先对发电机108进行散热，冷却液从发电机108流出后，再流 入电机109，再对电机109进行散热，从电机109流出的冷却液最终流回 至第一散热器107。

靠近第一散热器107设置电机散热风扇组103，用于给第一散热器107 采用抽风方式进行散热。

第一散热回路第二种可能的结构：

图3为本发明一种车辆散热系统中第一散热回路第二种结构示意图。 第一散热器107、第一散热水泵104、电机109以及发电机108依次通过散 热导管串联形成第一散热回路。

在第一散热回路的第二种可能的结构中，冷却液从第一散热器107的 低位出液口流入第一散热水泵104，第一散热水泵104将冷却液输出至电 机109，先对电机109进行散热，冷却液从电机109流出后，再流入发电 机108，再对发电机108进行散热，从发电机108流出的冷却液最终流回 至第一散热器107。

靠近第一散热器107设置电机散热风扇组103，用于给第一散热器107 采用抽风方式进行散热。

这里需要说明的是，电机散热风扇组103不仅可以采用抽风方式进行 散热，还可以采用吹风等其他方式进行散热，主要是根据具体车身结构布 置以及车辆所处的环境因素。例如：北方地区，沙尘较多，也可以采用“吹 风”方式进行散热，散热方式可以根据实际车身的结构以及车辆所处的环 境进行具体设置。

第一散热回路第三种可能的结构：

图4为本发明一种车辆散热系统中第一散热回路第三种结构示意图。 发电机108和电机109并联后，依次与第一散热器107和第一散热水泵104 串联形成第一散热回路。

在第一散热回路的第三种可能的结构中，冷却液从第一散热器107的 低位出液口流入第一散热水泵104，第一散热水泵104将冷却液分别输出 至发电机108和电机109，同时对发电机108和电机109进行散热，从发 电机108和电机109流出的冷却液最终流回至第一散热器107。

靠近第一散热器107设置电机散热风扇组103，用于给第一散热器107 采用抽风方式进行散热。

第二散热器与第二散热水泵、所述发电机控制器以及所述电机控制器 通过散热导管相连形成第二散热回路。

这里需要说明的是，除了第二散热器、第二散热水泵、电机控制器以 及发电机控制器以外，第二散热回路中还包括膨胀水箱等现有技术中散热 回路所包含的其他附件，这里不再进行赘述。

第二散热回路有三种可能的结构，下面结合附图进行详细说明。

第二散热回路第一种可能的结构：

图5为本发明一种车辆散热系统中第二散热回路第一种结构示意图。 第二散热器110与第二散热水泵105、所述发电机控制器111以及所述电 机控制器112依次通过散热导管串联形成第二散热回路。

在第二散热回路的第一种可能的结构中，冷却液从第二散热器110的 低位出液口流入第二散热水泵104，第二散热水泵104将冷却液输出至发 电机控制器111，先对发电机控制器111进行散热，冷却液从发电机控制 器111流出后，再流入电机控制器112，再对电机控制器112进行散热， 从电机控制器112流出的冷却液最终流回至第二散热器110。

靠近第二散热器110设置控制器散热风扇组106，用于给第二散热器 110采用吹风方式进行散热。

第二散热回路第二种可能的结构：

图6为本发明一种车辆散热系统中第二散热回路第二种结构示意图。 第二散热器110与第二散热水泵104、所述电机控制器112以及所述发电 机控制器111依次通过散热导管串联形成第二散热回路。

在第二散热回路的第二种可能的结构中，冷却液从第二散热器110的 低位出液口流入第二散热水泵104，第二散热水泵104将冷却液输出至电 机控制器112，先对电机控制器112进行散热，冷却液从电机控制器112 流出后，再流入发电机控制器111，再对发电机控制器111进行散热，从 发电机控制器111流出的冷却液最终流回至第二散热器114。

靠近第二散热器110设置控制器散热风扇组106，用于给第二散热器 110采用吹风方式进行散热。

第二散热回路第三种可能的结构：

图7为本发明一种车辆散热系统中第二散热回路第二种结构示意图。 发电机控制器111和电机控制器112并联后，依次与第二散热器114和第 二散热水泵104串联形成第二散热回路。

在第二散热回路的第三种可能的结构中，冷却液从第二散热器114的 低位出液口流入第二散热水泵104，第二散热水泵104将冷却液分别输出 至发电机控制器111和电机控制器112，同时对发电机控制器111和电机 控制器112进行散热，从发电机控制器111和电机控制器112流出的冷却 液最终流回至第二散热器114。

靠近第二散热器110设置控制器散热风扇组106，用于给第二散热器 110采用吹风方式进行散热。

所述主控器101向所述继电器102发送第一控制信号，所述第一控制 信号用于控制两个散热水泵104和105以及控制器散热风扇组106的启停。

第一控制信号包括第一水泵启动信号，第二水泵启动信号，控制器风 扇组启动信号，第一水泵停止信号，第二水泵停止信号，控制器风扇组停 止信号中的任意一种或多种。

所述主控器101向所述电机散热风扇组103发送第二控制信号，所述 第二控制信号用于控制所述电机散热风扇组在不同工况下的工作状态。

所述第二控制信号是脉冲宽度调制(PulseWidthModulation，PWM)信 号，所述电机散热风扇组103设置有识别PWM信号的装置，主控器101 通过控制第二控制信号的占空比实现对电机散热风扇组103的启停以及高 低风速的控制，可以适应车辆在各个运行模式下对工作部件温度的不同需 求。

所述继电器102用于接收所述主控器101的第一控制信号，根据所述 第一控制信号控制两个散热水泵104和105以及控制器散热风扇组106的 启停。

继电器102接收到主控器101发送的第一控制信号后，对第一控制信 号进行识别，第一控制信号控制两个散热水泵104和105以及控制器散热 风扇组106中的任意一个或多个的启停。

所述第一散热器107用于冷却第一散热回路的冷却液。

所述第一散热水泵104用于启动时将第一散热器107输出的冷却液输 出至所述发电机108和电机109。

所述第二散热器110用于输出第二散热回路的冷却液。

所述第二散热水泵105用于启动时将第二散热器110输出的冷却液输 出至所述发电机控制器111和电机控制器112。

所述电机散热风扇组103用于给第一散热器107进行散热。

所述电机散热风扇组103采用吸风方式进行散热，增大第一散热器107 上散热片的风量，更快地带走热量，从而达到对第一散热器107迅速降温的目 的。

可选的，所述电机散热风扇组103为车辆发动机散热风扇组中靠近第 一散热器107的两个风扇，所述发动机散热风扇组用于给所述发动机进行 散热。

将第一散热器107设置在靠近发动机散热风扇组区域，采用发动机散 热风扇组对第一散热器107进行散热，这样可以不用额外的设置第一散热 器107的散热风扇，进一步简化车辆散热系统的散热部件的结构。

所述控制器散热风扇组106用于给第二散热器110进行散热。

所述控制器散热风扇组106采用吹风方式，将散热系统内部的热量吹 到散热系统外部。

可选的，所述系统还包括：

两个温度传感器，第一温度传感器与发电机控制器相连，第二温度传 感器与电机控制器相连，所述发电机控制器与电机控制器通过CAN网络与 所述主控器相连；

第一温度传感器用于采集发电机的发电机温度信息发送到发电机控制 器，以便发电机控制器通过CAN网络将发电机温度信息和发电机控制器温 度信息发送到所述主控器；

第二温度传感器用于采集电机的电机温度发送到电机控制器，以便电 机控制器通过CAN网络将电机温度信息和电机控制器温度信息发送到所 述主控器。

主控器101可以接收操作人员执行散热操作或调试诊断操作时发送的 信号进行散热控制，进行散热控制也可以根据所接收到的发电机温度信息、 发电机控制器温度信息、电机温度信息以及电机控制器温度信息。

由上述内容可知，本发明有如下有益效果：

所述主控器与所述继电器以及所述电机散热风扇组分别相连，所述继 电器与两个散热水泵以及所述控制器散热风扇组相连，第一散热器与第一 散热水泵、所述发电机以及所述电机通过散热导管相连形成第一散热回路， 第二散热器与第二散热水泵、所述发电机控制器以及所述电机控制器通过 散热导管相连形成第二散热回路，给电机/发电机与电机控制器/发电机控制 器分别设置两个不同的散热回路，控制第一散热回路的冷却液温度符合电 机/发电机正常工作的需求，控制第二散热回路冷却液问题符合电机控制器 /发电机控制器正常工作的需求，两个散热回路的温度分别控制，散热控制 简单，无需设置多个水温信息采集器置，简化散热部件的结构。

实施例二

本发明一种车辆散热方法，其中包括第一散热回路控制方法以及第二 散热回路控制方法：

图8为本发明实施例二中第一散热回路控制方法流程图：

步骤801：主控器分析发电机和/或电机的温度。

第一温度传感器采集发电机的温度信息发送到发电机控制器，发电机 控制器通过CAN网络将发电机温度信息和发电机控制器温度信息发送到 所述主控器；第二温度传感器采集电机的电机温度发送到电机控制器，电 机控制器通过CAN网络将电机温度信息和电机控制器温度信息发送到所 述主控器。主控器分析所接收到的电机和/或电机的温度。

步骤802：当发电机和/或电机的温度大于第一预设阈值时，主控器向 继电器发送第一水泵启动信号。

当发电机温度和电机温度中至少一个大于第一预设阈值时，主控器控 制第一散热回路进行散热，主控器向继电器发送第一水泵启动信号，通过 继电器间接控制第一散热水泵启动，对发电机和电机进行散热。其中，所 述第一水泵启动信号是第一控制信号中控制第一散热水泵启动的控制信 号。

步骤803：所述继电器接收到第一水泵启动信号后，控制第一散热水 泵启动。

步骤804：第一散热水泵将第一散热器冷却后的冷却液输出至发电机 和电机进行散热。

步骤805：当发电机和/或电机的温度大于第二预设阈值时，主控器向 电机风扇组发送第二控制信号，所述第二预设阈值大于第一预设阈值。

当发电机温度或电机温度中的任意一个大于第二预设阈值时，主控器 向继电器发送第二控制信号，通过继电器间接控制电机散热风扇组给第一 散热回路中的第一散热器进行散热。

步骤806：所述电机散热风扇组接收到第二控制信号后，根据第二控 制信号对第一散热器进行散热。

此外，若当发电机或电机的温度超过第一预设限值，并且所采集的邻 近的两个发电机温度和/或电机温度的差超过第一预设差值时，对第一散热 水泵进行故障诊断，第一散热水泵重启三次，若重启三次后还无法消除故 障，则停止第一散热水泵，并向主控器发送第一散热水泵故障信息。

图9为本发明实施例二中第二散热回路控制方法流程图：

步骤901：主控器分析发电机控制器和/或发电机控制器的温度。

与步骤801类似，这里不再赘述，参考步骤801的描述。

步骤902：当发电机控制器和/或发电机控制器的温度大于第三预设阈 值时，主控器向继电器发送第二水泵启动信号以及控制器风扇组启动信号。

当发电机控制器温度和电机控制器温度中至少一个大于第三预设阈值 时，主控器控制第二散热回路进行散热，主控器向继电器发送第二水泵启 动信号以及控制器风扇组启动信号，通过继电器间接控制第二散热水泵以 及控制器风扇组启动，对发电机控制器和电机控制器进行散热。其中，所 述第二水泵启动信号是第一控制信号中控制第二散热水泵启动的控制信 号，控制器风扇组启动信号是第一控制信号中控制控制器散热风扇组启动 的控制信号。

步骤903：所述继电器接收到第二水泵启动信号以及控制器风扇组启 动信号后，控制第二散热水泵以及控制器风扇组启动。

步骤904：第二散热水泵将第二散热器输出的冷却液输出至发电机控 制器和/或发电机控制器进行散热。

步骤905：控制器风扇组对第二散热器进行散热。

此外，若当发电机控制器或电机控制器的温度超过第二预设限值，并 且所采集的邻近的两个发电机控制器温度和/或电机控制器温度的差超过 第二预设差值时，对第二散热水泵进行故障诊断，第二散热水泵重启三次， 若重启三次后还无法消除故障，则停止第二散热水泵，并向主控器发送第 二散热水泵故障信息。

可选的，当主控器检测到二档信号并且车速大于0时，主控器向继电 器发送第一水泵启动信号、第二水泵启动信号和控制器风扇组启动信号。

主控器检测到二档信号，表示主控器对车辆上电正常，车辆准备启动， 当车速大于0时，主控器通过继电器控制第一散热水泵、第二散热水泵以 及控制器风扇组启动。

可选的，当主控器接收到调试诊断信号时，主控器向继电器发送第一 水泵启动信号、第二水泵启动信号和控制器风扇组启动信号。

调试诊断信号是工作人员对车辆的散热系统进行调试时向主控器发出 的信号，主控器接收到调试诊断信号后，通过继电器控制第一散热水泵、 第二散热水泵以及控制器风扇组启动。

当冷却液温度低于第一预设阈值，并且车辆进站或驻车等车速为0时， 第一散热水泵停止工作；当冷却液温度低于第三预设阈值，并且车辆进站 或驻车等车速为0时，第二散热水泵停止工作，减少散热水泵的工作时间， 延长散热水泵的使用寿命，一定程度上降低能耗。

对第一散热水泵或第二散热水泵的故障诊断，以及通过控制器对第一 散热水泵或第二散热水泵的启停控制，防止第一散热水泵或第二散热水泵 长时间空转导致损坏，保证车辆正常运行。

另外，当车辆正常上电后，主控器还可以根据实际车况进行散热模式 判断：

当主控器接收到故障或调试诊断信号时，进入故障或调试诊断模式；

当主控器车辆运行时，电机、发电机以及发动机的最高温度超过第五 预设阈值时，主控器持续输出高电平，电机散热风扇组进入高速模式；

当主控器车辆运行时，电机、发电机以及发动机的最高温度在第四预 设阈值和第五预设阈值之间时，主控器持续输出占空比为50％～100％的 PWM信号，电机散热风扇组进入调速模式；

当主控器车辆运行时，电机、发电机以及发动机的最高温度低于第四 预设阈值时，主控器停止输出PWM信号，电机散热风扇组停止。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在 本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包 含在本发明的保护范围之内。