专利名称：一种用于电机及电机控制器的冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车制造领域，尤其涉及一种用于电机及电机控制器的冷却装置。
背景技术：
在以新能源为动力源的各种汽车中，将电机作为驱动设备来提供动力。为了解决电机及电机控制器在工作过程中的过热问题，需要通过散热装置和电动水泵来对电机及电机控制器进行降温。如图I所示，在现有技术中，电机及电机控制器的冷却装置包括有电动水泵11和散热装置12 ;电动水泵11和散热装置12的电源由整车电源13开关同时控制，当整车电源开关13打开后，电动水泵11和散热装置12即开始工作；具体的，电动水泵11将冷却水泵入冷却管路14，冷却水在吸收电机15和电机控制器16的热量后，进入散热装置12内，散热 装置12的风扇17对吸收了热量的冷却水降温，然后冷却水再通过电动水泵11进入冷却管路14，从而实现对电机15和电机控制器16的持续降温。在实际应用中，电动水泵11有可能会出现故障，这种情况下会造成冷却装置的失效，由于此时电机15还会继续工作，所以电机15的温度会持续的升高；所以容易造成电机15和电机控制器16的温度过高，并因此烧坏电机15或电机控制器16。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种用于电机及电机控制器的冷却装置，以实现防止由于电动水泵出现故障所造成的电机和电机控制器的温度过高的问题。为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案—种用于电机及电机控制器的冷却装置，包括散热装置、冷却液泵、电机控制器控制模块和数据采集单元；所述数据采集单元包括在所述冷却液泵的出水口设有的压力传感器；所述电机控制器控制模块接收所述数据采集单元的采集数据；根据所述采集数据，所述电机控制器控制模块通过预设的控制策略组件生成相应的电机控制命令；所述电机控制器根据所述电机控制命令控制所述电机的工作状态。优选的，在本发明实施例中，还包括风扇控速单元；根据所述采集数据，所述电机控制器控制模块通过预设的控制策略组件生成相应的风扇控制命令；所述风扇控速单元根据所述风扇控制命令控制所述散热装置的风扇转速。优选的，在本发明实施例中，还包括冷却液泵控速单元；根据所述采集数据，所述电机控制器控制模块通过预设的控制策略组件生成相应的冷却液泵控制命令；所述冷却液泵控速单元根据所述冷却液泵控制命令控制所述冷却液泵的转速。优选的，在本发明实施例中，所述数据采集单元还包括电机温度传感器；
所述电机温度传感器用于采集所述电机的电机定子的定子温度数据。优选的，在本发明实施例中，所述数据采集单元还包括控制器温度传感器；所述控制器温度传感器用于采集所述电机控制器内部的温度数据。优选的，在本发明实施例中，所述数据采集单元还包括冷却液温度传感器；所述冷却液温度传感器用于采集所述散热装置的出水口的冷却液温度数据。优选的，在本发明实施例中，所述采集数据包括定子温度数据和控制器温度数据；所述控制策略组件将所述定子温度数据和所述控制器温度数据均处于各自的预设的低温数值区间时设定为第一状态，并在第一状态时生成停止所述冷却液泵运转的冷却液泵控制命令，和，停止所述风扇运转的风扇控制命令； 所述控制策略组件将所述定子温度数据或所述控制器温度数据处于与其对应的预设的中温数值区间时设定为第二状态，并在第二状态时生成启动所述冷却液泵运转的冷却液泵控制命令，和，停止所述风扇运转的风扇控制命令；所述控制策略组件将所述定子温度数据和所述控制器温度数据均处于各自的预设的高温数值区间时设定为第三状态，并在第三状态时生成启动所述冷却液泵运转的冷却液栗控制命令，和，启动所述风扇运转的风扇控制命令。优选的，在本发明实施例中，还包括报警单元；根据所述采集数据，所述电机控制器控制模块通过预设的控制策略组件生成相应的报警命令；所述报警单元根据所述报警命令发出报警信号。优选的，在本发明实施例中，所述采集数据包括压力数据、定子温度数据、控制器温度数据或冷却液温度数据；每种采集数据对应有相应的报警命令；报警单元中设有与每种报警命令相应的报
警信号。优选的，在本发明实施例中，所述风扇控速单元和冷却液泵控速单元均设于整车控制单元中。优选的，在本发明实施例中，所述报警单元包括蜂鸣报警器和/或信号指示灯。综上所述，在本发明实施例中，通过数据采集单元中的压力传感器，可以获取在冷却液泵的出水口的压力数据；电机控制器控制模块接收包括有压力数据的采集数据；从而可以得知冷却液泵的工作状态是否正常；由于根据采集数据，电机控制器控制模块可以通过预设的控制策略组件生成相应的电机控制命令；而电机控制器可以根据电机控制命令控制电机的启停。这样，当冷却液泵的工作状态为故障时，具体的，当冷却液泵非正常的停止工作时，或冷却液泵的转速过低时，压力传感器所采集的压力数据会低于控制策略组件中为冷却液泵的压力所设的正常区间，为此电机控制器控制模块即可生成控制命令来使得电机停止工作，从而避免了当冷却液泵故障时，无法为电机提供有效地降温的情况下电机的持续工作所造成的电机和电机控制器的温度过高的问题。
图I为现有技术中用于电机及电机控制器的冷却装置的结构示意图2为本发明实施例所述用于电机及电机控制器的冷却装置的结构示意图；图3为本发明实施例所述用于电机及电机控制器的冷却装置的又一结构示意图；图4为本发明实施例所述用于电机及电机控制器的冷却装置的又一结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例公开了用于电机及电机控制器的冷却装置，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。参考图2，在本发明实施例中，用于电机及电机控制器的冷却装置包括散热装置22、冷却液泵21、电机控制器控制模块28和数据采集单元；数据采集单元包括在冷却液泵的出水口设有的压力传感器31 ;电机控制器控制模块28接收数据采集单元的采集数据；根据采集数据，电机控制器控制模块28通过预设的控制策略组件生成相应的电机控制命令；电机控制器26根据电机控制命令控制电机25的工作状态。在实际应用中，冷却液泵21作为整个冷却装置的重要部件，对电机25及电机控制器26的降温起着关键的作用，如果冷却液泵21发生故障，冷却液将无法有效地通过冷却管路24带走电机25及电机控制器26所产生的热量，从而会使得电机25及电机控制器26的温度持续的增高，在高温下运行的电机25不但会使得性能会严重的下降，而且还很可能造成电机25的烧毁甚至是造成严重的火灾事故。由于冷却液泵21的重要性，本发明实施例中的数据采集单元具体的可以包括有压力传感器31。具体的，在本发明实施例中，压力传感器31设在冷却液泵21的出水口处，从而可以实时的获取冷却液泵21出水口的冷却液的压力值；在冷却液泵21工作正常时，冷却液泵21出水口的冷却液应该具有一定的压力，在压力传感器31采集压力数据后，；电机控制器控制模块28中包括有预设的控制策略组件，控制策略组件中预设了冷却液泵21出水口的冷却液的正常值区间的范围。当冷却液泵21出水口的冷却液的压力值过小，甚至是没有压力时，则说明冷却液泵21已经发生故障，不能正常的通过冷却管路24泵送冷却液。此时，电机控制器控制模块28所接收的数据采集单元的采集数据就会超出了控制策略组件中预设了冷却液泵21出水口的冷却液的正常值区间的范围，此时，电机控制器控制模块28生成电机控制命令；电机控制器26可以根据电机控制命令来控制电机25的启停，具体的，此时电机控制命令会控制电机25停止运转。从而避免了电机25在失去有效降温的情况下继续运行所造成的一系列负面影响。在本发明实施例中，通过数据采集单元中的压力传感器，可以获取在冷却液泵的出水口的压力数据；电机控制器控制模块接收包括有压力数据的采集数据；从而可以得知冷却液泵的工作状态是否正常；由于根据采集数据，电机控制器控制模块可以通过预设的控制策略组件生成相应的电机控制命令；而电机控制器可以根据电机控制命令控制电机的启停。这样，当冷却液泵的工作状态为故障时，具体的，当冷却液泵非正常的停止工作时，或冷却液泵的转速过低时，压力传感器所采集的压力数据会低于控制策略组件中为冷却液泵的压力所设的正常区间，为此电机控制器控制模块即可生成控制命令来使得电机停止工作，从而避免了当冷却液泵故障时，无法为电机提供有效地降温的情况下电机的持续工作所造成的电机和电机控制器的温度过高的问题。参考图3，进一步的，在本发明实施例中，数据采集单元还可以包括电机温度传感器32、控制器温度传感器33或冷却液温度传感器34 ；电机温度传感器32用于采集电机25的电机定子的定子温度数据。控制器温度传感器33用于采集电机控制器26内部的温度数据。冷却液温度传感器34用于采集散热装置22的出水口的冷却液温度数据。为了更加全面的监控本发明实施例中的电机25及电机控制器26的温度控制情况，在本发明实施例中，在电机25的电机定子设置了温度传感器，这样，无论是什么原因引起的电机25温度过高，电机定子的温度数据都可以被电机控制器控制模块28获取，然后根据控制策略组件中预设的正常电机定子的温度数据区间值，可以判定电机定子的温度是否超标，并在超标时生成电机控制命令，具体的，此时，电机控制命令可以使得电机25停止运 转，从而避免已经温度过高的电机25继续运行。同理，本发明实施例中，在电机控制器26内部也可以设有控制器温度传感器33，这是为了进一步的全面监控本发明实施例中的电机25及电机控制器26的温度控制情况。这样，无论是什么原因引起的电机控制器26内部温度过高，电机控制器26的温度数据都可以被电机控制器控制模块28获取，然后根据控制策略组件中预设的正常电机控制器26的温度数据区间值，可以判定电机控制器26的温度是否超标，并在超标时生成电机控制命令，具体的，此时，电机控制命令可以使得电机25停止运转，从而避免在电机控制器26已经温度过高时，电机25还在继续运行的情况。同理，本发明实施例中，在散热装置22的出水口也可以设有冷却液温度传感器34，这是为了进一步的全面监控本发明实施例中的电机25及电机控制器26的温度控制情况。这样，无论是什么原因引起的采集散热装置22的出水口的冷却液的温度过高，冷却液的温度数据都可以被电机控制器控制模块28获取，然后根据控制策略组件中预设的正常冷却液的温度数据区间值，可以判定冷却液的温度是否超标，并在超标时生成电机控制命令，具体的，此时，电机控制命令可以使得电机25停止运转，从而避免在冷却液的冷却失效时，电机25还在继续运行的情况。在本发明实施例中，电机温度传感器、控制器温度传感器和冷却液温度传感器，既可以单独设置在冷却装置中，也可以根据需要任意组合使用，以增加对电机及电机控制器的温度控制情况监控的全面性。参考图4，进一步的，在本发明实施例中，还可以包括有风扇控速单元35 ；根据采集数据，电机控制器控制模块26通过预设的控制策略组件生成相应的风扇控制命令；风扇控速单元35根据风扇控制命令控制散热装置22的风扇27转速。在实际应用中，电机25的运行温度不需过低，只有电机25的运行温度超过一定的温度值时，也就是电机运行耐受温度时，才会影响电机25的运行性能。为了节省能源，避免风扇27不必要的运行，以及，针对不同电机运行温度来控风扇27温度；可以通过电机温度传感器32来获取包括有电机25的运行温度的采集数据，这样，可以通过控制策略组件，根据不同的电机25的运行温度值，电机控制器控制模块28生成对应的风扇控制命令；当电机25的运行温度越高时，风扇控速单元35控制风扇27，使风扇27的转速也将相应的加快以提高散热效果；具体的，可以根据电机25的运行温度的温度值处于不同的区间，对散热装置的风扇27的转速进行相应的分段，在电机25的运行温度较低时，采用低转速以节约能源。此外，由于在一定的条件下，本发明实施例中的散热装置的风扇27可以停止运转，或是低速运转，所以，本发明实施例还可以有效地提高散热装置的风扇27的使用寿命，减少维护成本。此外，在本发明实施例中，还可以包括有冷却液泵控速单元36 ；根据采集数据，电机控制器控制模块28通过预设的控制策略组件生成相应的冷却液泵控制命令；冷却液泵控速单元36根据冷却液泵控制命令控制冷却液泵21的转速。与设置风扇控速单元35的初衷类似，为了使冷却液泵21在不必要的情况下可以自动的停止运转，以避免能源的浪费和不必要的机械损耗，本发明实施例中，可以通过冷却
液温度传感器34所采集的采集数据，这样，可以通过控制策略组件，根据不同的冷却液的温度值，电机控制器控制模块28生成对应的冷却液泵21控制命令；当冷却液的温度越高时，冷却液泵控速单元36控制冷却液泵21的转速也将相应的加快，以提高散热效果；具体的，可以根据冷却液温度的温度值处于不同的区间，对冷却液泵21的转速进行相应的分段，在冷却液的温度较低时，采用低转速以节约能源。此外，由于在一定的条件下，本发明实施例中的冷却液泵21可以停止运转，或是低速运转，所以，本发明实施例还可以有效地提高冷却液泵21的使用寿命，减少维护成本。具体的，在本发明实施例中，风扇控速单元35和冷却液泵控速单元36均可以是包括有继电器，以实现对风扇27或冷却液泵21的控制。具体的，电风扇控速单元35和冷却液泵控速单元36均可以设置于整车控制单元之中，从而方便操作人员的调整和维护。进一步的，在本发明实施例中，还可以包括有报警单元；根据采集数据，电机控制器控制模块通过预设的控制策略组件生成相应的报警命令；报警单元根据报警命令发出报警信号。为了可以使工作人员及时的获知电机及电机控制器的温度异常，在本发明实施例中，还设有了报警单元；同样的，报警单元所接收的报警命令也是由电机控制器控制模块生成的。采集数据可以是压力数据、定子温度数据、控制器温度数据和冷却液温度数据中的一种或多种数据的任意组合。具体的，通过电机温度传感器获取的定子温度数据超出预设值时，通过控制策略组件，机控制器控制单元生成报警命令，报警单元在接收到报警命令后，发出报警信号。具体的报警信号可以是信号指示灯或是蜂鸣报警器中的一种或是两者的结合，当然也可以以现有技术中的其他方式来通知工作人员。进一步的，在本发明实施例中，每种采集数据还可以分别对应有相应的报警命令；报警单元中设有与每种报警命令相应的报警信号。具体的，可以是通过不同的指示灯，或是指示灯的不同颜色，来区分显示由压力数据、定子温度数据、控制器温度数据和冷却液温度数据所生成的报警信号，这样，工作人员可以直接通过报警信号即可得知发生故障的部件或是原因；比如，当报警信号显示为由压力传感器的压力数据生成的时候，表示冷却液泵的工作故障。
在本发明实施例中，控制策略组件可以针对不同的传感器，如压力传感器、电机温度传感器、控制器温度传感器或冷却液温度传感器，分别的设有多个采集数据的区间范围；t匕如，电机温度传感器的温度数据可以设置为多个区间，其中可以包括耐受温度以下的区间，此时，可以停止散热装置的风扇的运行；然后，还可以设置与散热装置的风扇多档转速相对应的温度数据区间，使风扇可以以合适的转速运行；在实际应用中，可以将中各采集数据的数值组合情况对应于电机及电机控制器的温控状态，具体的，采集数据可以包括定子温度数据和控制器温度数据；
所述控制策略组件将所述定子温度数据和所述控制器温度数据均处于各自的预设的低温数值区间时设定为第一状态，并在第一状态时生成停止所述冷却液泵运转的冷却液泵控制命令，和，停止所述风扇运转的风扇控制命令；也就是说，电机和电机控制器的温度均处于较低温度时，无需降温，温控状态为第一状态，此时为了更好的节约能源，可以停止冷却液泵和风扇的运转。所述控制策略组件将所述定子温度数据或所述控制器温度数据处于与其对应的预设的中温数值区间时设定为第二状态，并在第二状态时生成启动所述冷却液泵运转的冷却液泵控制命令，和，停止所述风扇运转的风扇控制命令；也就是说，电机和电机控制器中，当其一的温度处于稍高的温度，但没有达到需要全速降温的程度时，温控状态为第二状态，此时为了更好的节约能源，可以只运行冷却液泵，不开启风扇的运转。所述控制策略组件将所述定子温度数据和所述控制器温度数据均处于各自的预设的高温数值区间时设定为第三状态，并在第三状态时生成启动所述冷却液泵运转的冷却液泵控制命令，和，启动所述风扇运转的风扇控制命令。也就是说，电机和电机控制器的温度均处于较高温度时，温控状态为第三状态，此时为了确保电机及电机控制器的工况安全，需要同时开启冷却液泵和风扇的运转。此外，还可以设置报警温度值，当温度数据到达报警值时，机控制器控制单元生成报警命令，以使报警单元在发出报警信号。进一步的，还可以设置危险温度值，当温度数据到可能造成电机或电机控制器的烧毁或故障时，机控制器控制单元生成电机控制命令，以使电机停止运转。与此类似，控制策略组件可以针对不同的传感器，均以此种形式来设置采集数据的区间，从而保证电机不但避免了当冷却液泵故障时，无法为电机提供有效地降温的情况下电机的持续工作所造成的电机和电机控制器的温度过高的问题。以此同时，本发明实施例中的技术方案还可以有效地节约散热装置的风扇和冷却液泵的能源消耗，以及延长散热装置的风扇和冷却液泵的使用寿命；同时，还可以在电机、电机控制器或冷却装置在发生故障时可以及时的报警，以使工作人员及时的处理故障、以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种用于电机及电机控制器的冷却装置，其特征在于，包括散热装置、冷却液泵、电机控制器控制模块和数据采集单元； 所述数据采集单元包括在所述冷却液泵的出水口设有的压力传感器； 所述电机控制器控制模块接收所述数据采集单元的采集数据；根据所述采集数据，所述电机控制器控制模块通过预设的控制策略组件生成相应的电机控制命令； 所述电机控制器根据所述电机控制命令控制所述电机的工作状态。
2.根据权利要求I所述的冷却装置，其特征在于，还包括风扇控速单元； 根据所述采集数据，所述电机控制器控制模块通过预设的控制策略组件生成相应的风扇控制命令； 所述风扇控速单元根据所述风扇控制命令控制所述散热装置的风扇转速。
3.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，还包括冷却液泵控速单元； 根据所述采集数据，所述电机控制器控制模块通过预设的控制策略组件生成相应的冷却液栗控制命令； 所述冷却液泵控速单元根据所述冷却液泵控制命令控制所述冷却液泵的转速。
4.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，所述数据采集单元还包括电机温度传感器； 所述电机温度传感器用于采集所述电机的电机定子的定子温度数据。
5.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，所述数据采集单元还包括控制器温度传感器； 所述控制器温度传感器用于采集所述电机控制器内部的温度数据。
6.根据权利要求5所述的冷却装置，其特征在于，所述数据采集单元还包括冷却液温度传感器； 所述冷却液温度传感器用于采集所述散热装置的出水口的冷却液温度数据。
7.根据权利要求6所述的冷却装置，其特征在于，所述采集数据包括定子温度数据和控制器温度数据； 所述控制策略组件将所述定子温度数据和所述控制器温度数据均处于各自的预设的低温数值区间时设定为第一状态，并在第一状态时生成停止所述冷却液泵运转的冷却液泵控制命令，和，停止所述风扇运转的风扇控制命令； 所述控制策略组件将所述定子温度数据或所述控制器温度数据处于与其对应的预设的中温数值区间时设定为第二状态，并在第二状态时生成启动所述冷却液泵运转的冷却液泵控制命令，和，停止所述风扇运转的风扇控制命令； 所述控制策略组件将所述定子温度数据和所述控制器温度数据均处于各自的预设的高温数值区间时设定为第三状态，并在第三状态时生成启动所述冷却液泵运转的冷却液泵控制命令，和，启动所述风扇运转的风扇控制命令。
8.根据权利要求7所述的冷却装置，其特征在于，还包括报警单元； 根据所述采集数据，所述电机控制器控制模块通过预设的控制策略组件生成相应的报警命令； 所述报警单元根据所述报警命令发出报警信号。
9.根据权利要求8所述的冷却装置，其特征在于，所述采集数据包括压力数据、定子温度数据、控制器温度数据或冷却液温度数据； 每种采集数据对应有相应的报警命令；报警单元中设有与每种报警命令相应的报警信号。
10.根据权利要求9所述的冷却装置，其特征在于，所述风扇控速单元和冷却液泵控速单元均设于整车控制单元中。
11.根据权利要求10所述的冷却装置，其特征在于，所述报警单元包括蜂鸣报警器和/或信号指示灯。
全文摘要
本发明实施例公开了一种用于电机及电机控制器的冷却装置，包括散热装置、冷却液泵、电机控制器控制模块和数据采集单元；数据采集单元包括在冷却液泵的出水口设有的压力传感器；电机控制器控制模块接收数据采集单元的采集数据；根据采集数据，电机控制器控制模块通过预设的控制策略组件生成相应的电机控制命令；电机控制器根据电机控制命令控制电机的启停。在本实施例中，由于电机控制器控制模块可以在冷却液泵故障时生成相应的电机控制命令来控制电机的启停，从而避免了当冷却液泵故障时，无法为电机提供有效地降温的情况下电机的持续工作所造成的电机和电机控制器的温度过高的问题。
文档编号B60R16/02GK102717697SQ20121020169
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月18日 优先权日2012年6月18日
发明者刘信奎, 刘焕东, 李会收, 潘凤文, 韩尔樑 申请人:潍柴动力股份有限公司