车辆散热控制方法及系统与流程

本发明涉及车辆散热技术领域，特别涉及一种车辆散热控制方法及系统。

背景技术：

目前，车辆主要是通过驱动设置在车辆中的散热部件，例如水泵，从而实现对车辆的散热管理，其作用是使动力部件、功率部件及控制部件均可以工作在部件供应商设计的极限工作温度范围内，使乘员舱满足舒适性要求并使整车热管理部件能耗达到最优。

目前一些相关技术提出了直接根据温度及温度变化率来控制水泵的转速，以实现节能和温控之间的平衡控制。但是本申请的发明人在实践本申请的过程中发现目前相关技术中至少存在如下的技术问题：假如整车在行驶，这时即使温度较低，但是车辆在行驶过程中温升变化是很快的，可能导致由于温升过快来不及降温，而当检测到温度或温升已经到达某一阈值时再采取降温措施，可能就会导致部件已经被烧坏；另外，不同的车辆发热部件之间的重要程度是不一样，例如车载充电器和电机控制器都是车辆发热部件，车载充电器的过热失效不会影响车辆的安全性而电机控制器的过热失效可能会影响车辆的安全操控和驾驶，但是在目前相关技术中的车辆热管理过程中并不涉及到对车辆发热部件的散热重要度的个性化考虑，导致车辆中重要工作器件无法得到可靠的散热保障。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种散热控制方法，以至少解决目前相关技术中仅根据温度或温升来采取降温措施而在行驶过程中温升过快所导致降温不及时，以及无法针对车辆发热部件的重要程度而个性化采取散热操作而导致重要发热部件的安全性较低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆散热控制方法，其中，所述车辆散热控制方法包括：检测车辆发热部件的温度、温度变化率和车辆行驶速度；确定所检测的温度和温度变化率所对应的目标冷却重要度，其中冷却重要度指示对车辆发热部件进行降温的重要程度；基于所检测的温度、温度变化率和所确定的目标冷却重要度，确定相应的冷却请求等级；基于所检测的车辆行驶速度和所确定的冷却请求等级，控制所述散热部件执行相应散热幅度的散热动作，其中所述散热幅度与所述车辆行驶速度和所述冷却请求等级之间呈正相关关系。

进一步的，所述散热部件包括第一散热部件和第二散热部件，其中所述控制所述散热部件执行相应散热幅度的散热动作包括：控制所述第一散热部件和所述第二散热部件运行以执行对应于第一散热幅度的散热动作；或者控制所述第一散热部件或所述第二散热部件运行以执行对应于第二散热幅度的散热动作，其中所述第一散热幅度大于所述第二散热幅度。

进一步的，所述散热部件包括pwm散热部件，其中所述基于所检测的车辆行驶速度和所确定的冷却请求等级，控制所述散热部件执行相应散热幅度的散热动作包括：基于所检测的车辆行驶速度和所确定的冷却请求等级，调整所述pwm散热部件的占空比，以控制所述散热部件执行相应散热幅度的散热动作。

进一步的，所述基于所检测的车辆行驶速度和所确定的冷却请求等级，控制所述散热部件执行相应散热幅度的散热动作包括：当所述冷却请求等级小于预设定的第一温冷阈值时，将所述车辆行驶速度与预设定的第一速度阈值进行对比；以及当对比结果指示车辆行驶速度小于预设定的第一速度阈值时，调整所述pwm散热部件的占空比为第一占空比；以及当对比结果指示所述车辆行驶速度大于或等于所述第一速度阈值时，调整所述pwm散热部件的占空比为第二占空比，其中所述第一占空比小于所述第二占空比。

进一步的，所述发热部件包括直流变换器、电机控制单元、车载充电器、电机和冷却液，其中所述检测车辆发热部件的温度、温度变化率和车辆行驶速度包括：在不同车辆工况下检测不同的车辆发热部件的温度和温度变化率，以用于确定相应的冷却请求等级，包括：当车辆处于行车工况时，检测所述直流变换器、所述电机控制单元、所述电机及所述冷却液的温度和温度变化率；当车辆处于慢充电工况时，检测所述直流变换器、所述车载充电器及所述冷却液的温度和温度变化率；当车辆处于快充电工况时，检测所述直流变换器及所述冷却液的温度和温度变化率。

进一步的，所检测的车辆发热部件为多个，其中所述确定所检测的温度和温度变化率所对应的目标冷却重要度包括：根据被检测的多个车辆发热部件确定相对应的多个标定冷却重要度，其中每一车辆发热部件分别对应于不同的标定冷却重要度；通过对所确定的多个标定冷却重要度进行线性插值法计算，得到所检测的温度和温度变化率所对应的目标冷却重要度。

进一步的，所述基于所检测的温度、温度变化率和所确定的目标冷却重要度，确定相应的冷却请求等级包括：在所述冷却请求参照表中确定与所检测的温度和温度变化率相匹配的近似温度和近似温度变化率，其中所述冷却请求参照表中包括预标定的关于温度、温度变化率和冷却请求等级之间的关系；基于所述目标冷却重要度、所述近似温度和近似温度变化率所对应的冷却请求等级，计算所述相应的冷却请求等级。

进一步的，所述散热部件包括以下中的一者或多者：水泵、单档风扇、多档风扇、以及pwm风扇。

相对于现有技术，本发明所述的车辆散热控制方法具有以下优势：

本发明所述的车辆散热控制方法中，通过检测发热部件的温度、温度变化率和冷却重要度，进而确定对应的目标冷却请求等级，并通过行驶速度和目标冷却请求等级，来控制散热部件执行出呈正相关关系的散热幅度的散热动作。由此，在散热过程中除了考虑到发热部件的温度和温度变化率外还考虑了车速，即使温度较低但行驶速度较高时也应当进行散热处理，可以避免因行驶温升太快而降温不及时而导致发热部件被烧毁的风险；进一步的，在车辆散热控制的过程中考虑了发热部件需要降温所对应的重要程度，保障了车辆散热控制过程中对重要发热部件的安全热管理。

本发明的另一目的在于提出一种车辆散热控制系统，以至少解决目前相关技术中仅根据温度或温升来采取降温措施而在行驶过程中温升过快所导致降温不及时，以及无法针对车辆发热部件的重要程度而个性化采取散热操作而导致重要发热部件的安全性较低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆散热控制系统，其中，所述车辆散热控制系统包括：检测单元，用于检测车辆发热部件的温度、温度变化率和车辆行驶速度；目标冷却重要度确定单元，用于确定所检测的温度和温度变化率所对应的目标冷却重要度；冷却请求等级确定单元，用于基于所检测的温度、温度变化率和所确定的目标冷却重要度，确定相应的冷却请求等级；散热控制单元，用于基于所检测的车辆行驶速度和所确定的冷却请求等级，控制所述散热部件执行相应散热幅度的散热动作，其中所述散热幅度与所述车辆行驶速度和所述冷却请求等级之间呈正相关关系。

进一步的，所述散热部件包括pwm散热部件，其中所述散热控制单元还用于基于所检测的车辆行驶速度和所确定的冷却请求等级，调整所述pwm散热部件的占空比，以控制所述散热部件执行相应散热幅度的散热动作。

所述车辆散热控制系统与上述车辆散热控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一实施例的车辆散热控制方法的流程图；

图2为本发明一实施例的车辆散热控制方法中通过控制脉冲信号占空比来调控散热幅度的流程图；

图3为本发明另一实施例的车辆散热控制方法的流程图；

图4为本发明一实施例的车辆散热控制系统的结构框图。

附图标记说明：

40车辆散热控制系统401检测单元

402目标冷却重要度确定单元404散热控制单元

403冷却请求等级确定单元

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

如图1所示，本发明一实施例的车辆散热控制方法，包括：

s11、检测车辆发热部件的温度、温度变化率和车辆行驶速度。

关于本发明实施例方法的执行主体，其可以是各种类型的处理器或控制器，且其可以是通过额外在车辆上装设处理器来实现的，另外其也还可以是通过对车辆所原本就配有的控制器，例如vcu(vehiclecontrolunit,整车控制器)，进行硬件或软件配置上的改进所实现的，且都属于本发明的保护范围内。另外，关于本发明实施例中的车辆的类型，其可以是新能源汽车也可以是传统的燃油汽车，且都属于本发明的保护范围内。

需说明的是，关于车辆发热部件的类型在此应不加以限定，其可以是任意的在车辆中的能够产生热量的部件，例如，其可以是新能源汽车中的电机、dc/dc(直流转换器)、冷却管回路、igbt(insulatedgatebipolartransistor,绝缘栅双极型晶体管)、电机、发动机等等。

具体的，所检测的发热部件的温度和温度变化率也可以是指示单个发热部件的实时温度，其还可以是指示多个发热部件的温度或温度变化率，例如，发热部件可以包括直流变换器dc/dc、电机控制单元(mcu,motercontrolunit)、车载充电器(obc,onboardcharger)、电机和冷却液等等。作为示例，其可以是通过调用温度传感器在温检周期内检测发热部件的温度，进而根据所检测的发热部件的温度在不同温检周期的变化来确定相应的温度变化率。

s12、基于所检测的温度和温度变化率，确定相应的目标冷却请求等级。

其中，目标冷却请求等级的高低可以是指示对汽车中的发热部件进行冷却降温的冷却施加量的大小，例如当温度过高和/或温升过快时，应当给发热部件给予大量的冷却施加量。

在一些实施方式中，当车辆存在多个发热部件时，可以是在不同车辆工况下检测不同的车辆发热部件的温度和温度变化率，以用于确定相应的目标冷却请求等级，例如当车辆处于行车工况时，检测直流变换器、电机控制单元、电机及冷却液的温度和温度变化率；当车辆处于慢充电工况时，检测直流变换器、车载充电器及冷却液的温度和温度变化率；当车辆处于快充电工况时，检测直流变换器及冷却液的温度和温度变化率。由此，针对车辆不同的工况分别有针对性地检测相应发热部件的温度的，并据此确定对应的目标冷却请求等级，保障了所确定的目标冷却请求等级能够满足不同工况的散热个性化需求。

在一些实施方式中，目标冷却请求等级还可以是通过结合预标定的冷却请求参照表来确定的。具体的，其可以是基于所检测的温度和温度变化率查询预标定的冷却请求参照表，确定相应的目标冷却请求等级，其中该冷却请求参照表中包括预标定的关于温度、温度变化率和标定冷却请求等级之间的关系。因此，通过应用包括上述三系数关系的冷却请求参照表，在检测到温度和温度变化率的情况下，能够确定出相对应的目标冷却请求等级。需说明的是，关于冷却请求参照表中的温度、温度变化率和标定冷却请求等级之间的关系，其形式在此应不限定，例如其可以是标定点映射关系、统计函数规律关系等等。

s13、基于所检测的车辆行驶速度和所确定的目标冷却请求等级，控制散热部件执行相应散热幅度的散热动作，其中散热幅度与车辆行驶速度和目标冷却请求等级之间呈正相关关系。

其中，当车辆行驶速度越大或目标冷却请求等级越高时，控制散热部件所执行的散热动作的散热幅度也就越大，使得在控制散热部件执行散热操作时考虑到了车辆行驶速度；另外，在同样的目标冷却请求等级的条件下，当车辆行驶速度越大时，相对应的散热幅度也会越大，由此在车辆高速行驶，且在温度或温升被检测到提高到警戒范围之前，就提前开始对车辆进行大量的散热降温操作，实现了对发热部件的热管理保护，还降低了发热部件被烧坏的风险。

关于正相关关系的说明：一方面，当车辆行驶速度和/或目标冷却请求等级只要发生增长时，所控制的散热部件的散热幅度也相应地增长；另一方面，当车辆行驶速度和/或目标冷却请求等级发生增长，并越过预设定的临界点时，所控制的散热部件的散热幅度才相应地增长，从而实现梯级阶段性的增长；并且，以上实施方式都属于本发明的保护范围内。

在一些实施方式中，车辆中的散热部件有多个，例如第一散热部件、第二部件和第三散热部件等等。在控制对应散热幅度的散热动作时，其可以是通过控制不同散热部件的启停来实现，例如通过控制第一散热部件和第二散热部件同时运行以执行对应于第一散热幅度(或大散热幅度)的散热动作，或者通过控制第一散热部件或第二散热部件单独运行以执行对应于第二散热幅度(或小散热幅度)的散热动作，其中第一散热幅度大于第二散热幅度。

关于本发明实施例的散热部件的类型，其还可以是各种用于车辆的散热部件，在此应不限定，例如其可以是包括以下中的一者或多者：水泵、单档风扇、多档风扇、以及pwm(pulsewidthmodulation,脉宽调制)风扇。可以理解的是，水泵和pwm风扇是属于pwm散热部件，其都能够通过控制驱动脉冲信号的占空比从而实现对pwm散热部件的散热控制。具体的，其可以是基于所检测的车辆行驶速度和所确定的目标冷却请求等级，调整用于驱动pwm散热部件的脉冲信号的占空比，以控制pwm散热部件执行相应散热幅度的散热动作，例如：当脉冲信号占空比大时，其所对应的散热幅度就高；当脉冲信号占空比小时，其所对应的散热幅度就低。

如图2所示，本发明一实施例的车辆散热控制方法中通过控制脉冲信号占空比来调控散热幅度的流程，包括：

s21、当目标冷却请求等级小于预设定的温冷等级阈值时，将车辆行驶速度与预设定的速度阈值进行对比，判断车辆行驶速度是否小于预设定的速度阈值。

关于该温冷等级阈值的说明，其可以是指示发热部件较低或中等的温度，在该发热部件处于该温冷等级阈值的温度水平时，在车辆静止或低速行驶的状态下可以是不需要进行冷却操作的，但是在车辆加速行驶或高速行驶(例如超过速度阈值)时，应当是及时地对发热部件采取相应的冷却降温措施，避免在温升已经升高之后才进行散热。

s22、当对比结果指示车辆行驶速度小于预设定的速度阈值时，调整pwm散热部件的占空比为第一占空比。

s23、当对比结果指示车辆行驶速度大于或等于所述速度阈值时，调整pwm散热部件的占空比为第二占空比，其中第一占空比小于第二占空比。

其中，第一占空比可以是0％或大于0％的其他数值，而第二占空比为大于第一占空比的数值，由此使得在车辆行驶速度过大时，可以是通过增大输出至pwm散热部件的驱动脉冲信号的占空比，从而实现对发热部件施加大散热幅度的散热动作。

在本发明实施例中，提供了多种方式来实现对散热幅度的散热动作的调整过程，例如当车辆装设有水泵或pwm风扇时，可以通过调整驱动脉冲来实现对水泵或pwm风扇的散热幅度的控制；以及，当车辆装设有单挡风扇时，可以通过控开启或关闭单挡风扇来实现对散热幅度的控制；以及，当车辆装设有多挡风扇时，可以是通过控制调整风扇的挡位，例如高、中、低挡，从而实现对散热幅度的控制。

如表1示出了预标定的冷却请求参照表的示例，在该冷却请求标定表中设有在多个温度和温度变化率下所对应的标定冷却请求等级(10％-90％)。

在一些实施方式中，可以是通过将检测所得到的车辆发热部件的温度和温度变化率参照表1进行查询，从而得出对应的冷却请求等级，例如当检测到发热部件的温度为51℃，温度变化率为0.4℃/s时，可以确定对应的冷却请求等级为20％。

表1：

在一些实施方式中，存在所检测到的温度和温度变化率与表1中的标定温度和温度变化率不同的情况，此时可以是通过近似匹配的方式来确定对应的冷却请求等级。具体的，可以是在冷却请求参照表中确定与所检测的温度和温度变化率相匹配的近似温度和近似温度变化率，其中该冷却请求参照表中包括预标定的关于温度、温度变化率和冷却请求等级之间的关系；进一步地，利用近似温度和近似温度变化率所对应的冷却请求等级来计算相应的冷却请求等级。

如图3所示，本发明另一实施例的车辆散热控制方法，包括：

s31、检测车辆发热部件的温度、温度变化率和车辆行驶速度。

s32、确定所检测的温度和温度变化率所对应的目标冷却重要度，其中冷却重要度指示对车辆发热部件进行降温的重要程度。

在目前相关技术中的车辆热管理过程中并不涉及到对车辆发热部件的散热重要度的个性化考虑，例如车载充电器的重要程度要低于电机控制器的重要程度，导致车辆中重要工作器件无法得到可靠的散热保障。

鉴于此，本发明实施例提出并应用了用于指示对车辆发热部件进行降温的重要程度的冷却重要度。关于本发明实施例中的目标冷却重要度的确定方式，其可以是基于针对车辆的各个发热部件的预配置的标定冷却重要度所实现的，因此能够直接确定从多个标定冷却重要度中找出对应于发热部件的标定冷却重要度，例如预标定的电机控制器所对应的冷却重要度为9，当所检测的温度和温度变化率是针对电机控制器时，所确定的目标冷却重要度就是9。

在一些实施方式中，需要对多个发热部件进行散热检测和控制，此时具体可以是通过以下方式来确定车辆所对应的目标冷却重要度：根据被检测的多个车辆发热部件确定相对应的多个标定冷却重要度，其中每一车辆发热部件分别对应于不同的标定冷却重要度；通过对所确定的多个标定冷却重要度进行线性插值法计算，得到所检测的温度和温度变化率所对应的目标冷却重要度。

s33、基于所检测的温度、温度变化率和所确定的目标冷却重要度，确定相应的冷却请求等级。

具体的，结合上述表1，在确定冷却请求等级时，可以是基于目标冷却重要度、近似温度和近似温度变化率所对应的冷却请求等级，计算相应的冷却请求等级，其中近似温度和近似温度变化率可以是在表中与所检测的温度和温度变化率相近似匹配的标定数值。其中，计算方法可以是：当整车控制器检测到dc/dc温度(以dc/dc为例，其它类似)，用该温度减去标定表中的温度，选取差值在0左右的两个温度作为计算区间，如果其中一个差值为0，则选取差值绝对值最小的两个温度作为计算区间；当整车控制器计算出dc/dc的温度变化率，用该变化率减去标定表中的变化率，选取差值在0左右的两个温度变化率作为计算区间，如果其中一个差值为0，则选取该变化率以及与该变化率临近的比较大的变化率作为计算区间；通过温度以及温度变化率确定的计算区间可以得到一个矩阵a，a,b,c,d为标定表中的占空比；根据检测到的温度以及温度变化率通过线性插值法得到温度变化率和温度的重要度，分别为c＝[hi]，其中e、f、h、i为通过线性插值法得到的重要度值；其中eh、ei、fh、fi为矩阵a中对应占空比的重要度；d＝aeh+bei+cfh+dfi，计算得到的d即为该温度以及温度变化率下的目标冷却请求等级。由此，在车辆散热控制的过程中考虑了发热部件需要降温所对应的重要程度，保障了车辆散热控制过程中对重要的发热部件的安全热管理。

s34、基于所检测的车辆行驶速度和所确定的冷却请求等级，控制所述散热部件执行相应散热幅度的散热动作，其中所述散热幅度与所述车辆行驶速度和所述冷却请求等级之间呈正相关关系。

关于图3所示实施例的其他方面的一些细节，可以参照本文其他实施例的描述。

本发明实施例还提供了用于控制风扇和水泵进行散热方法，通过不同部件的温度和温度变化率标定冷却请求占空比表格，整车控制器根据不同的温度和温度变化率查询表格得到冷却请求，根据冷却请求控制风扇和水泵，根据得到的冷却请求可以同时控制风扇和水泵，而且可以控制不同控制方式的风扇。

具体的，首先vcu收集各部件的温度(包括：dc/dc、mcu、obc、电机、冷却液)，并每过2s计算一次温度的变化率，将温度作为一个占空比标定表的一个坐标轴，温度变化率作为另一个坐标轴，标定表如表1所示(不同部件的标定表不一致，可以通过标定确定)，随着温度的升高和温度变化率的增长冷却请求逐渐变大。

另外，不同工况检测的部件不同，行车工况检测dc/dc、mcu、电机、冷却液；慢充工况检测dc/dc、obc、冷却液；快充工况检测dc/dc、冷却液。

根据检测到的不同部件的温度以及计算的温度变化率，通过线性插值法可以得到一个占空比，该占空比作为该部件的冷却请求，取不同检测对象的最大冷却请求输出，以控制风扇、水泵，同时在冷却请求较低时需要考虑到车速的条件。

具体的，本发明实施例于此还公开了针对不同类型的散热部件的散热控制策略，以下控制策略可以以任意方式进行组合：

水泵控制策略：当冷却请求小于20％，且车速<3km/h,关闭水泵；当冷却请求小于20％，且车速>5km/h，设置水泵占空比为20％；当20％≤冷却请求<60％，设置水泵占空比为30％；当冷却请求≥60％，设置水泵占空比为50％。

风扇控制策略，包括：

单档风扇策略：当冷却请求≥90％，开启风扇；如果当前风扇开启，当冷却请求≤85％，关闭风扇。

双档风扇策略：当冷却请求≥90％，开启高速风扇；如果当前高速风扇开启，当冷却请求≤85％，关闭高速风扇；如果高速风扇未开启，当80％≤冷却请求<90％，开启低速风扇；如果当前低速风扇开启，当冷却请求≤75％，关闭低速风扇。

pwm风扇策略：当冷却请求小于20％，且车速<3km/h,关闭风扇；当冷却请求小于20％，且车速>5km/h，设置风扇占空比为20％；当冷却请求>20％，风扇的占空比即为计算的冷却请求。

在本发明实施例中，根据温度和温度变化率，通过查表得到不同等级的冷却请求(或冷却请求等级)，并根据不同工况检测的部件不同，设置不同的标定表格，并根据冷却请求控制风扇、水泵；另外，针对风扇和水泵的统一控制有利于实现平台化开发，并能够保障更加优秀的降温效果；在检测对象温度较低时考虑车速条件，保障能够在车速增加时及时施加降温，抑制温度的快速上升。

由于风扇和水泵联合控制可采用一套控制策略，有利于平台化开发，适用于不同配置的车型，从而降低后续开发与维护的难度；并且，由于在发热部件的温度较低时考虑车速条件，可以避免因行驶温升太快而降温不及时的问题，同时在没车速时又可以关闭风扇、水泵，达到节能的效果，使得风扇和水泵协同工作，实现了在节能和降温之间的高效平衡。

如图4所示，本发明一实施例的车辆散热控制系统40，包括：检测单元401，用于检测车辆发热部件的温度、温度变化率和车辆行驶速度；目标冷却重要度确定单元402，用于确定所检测的温度和温度变化率所对应的目标冷却重要度；冷却请求等级确定单元403，用于基于所检测的温度、温度变化率和所确定的目标冷却重要度，确定相应的冷却请求等级；散热控制单元404，用于基于所检测的车辆行驶速度和所确定的冷却请求等级，控制所述散热部件执行相应散热幅度的散热动作，其中所述散热幅度与所述车辆行驶速度和所述冷却请求等级之间呈正相关关系。

在一些实施方式中，所述散热部件包括pwm散热部件，其中所述散热控制单元还用于基于所检测的车辆行驶速度和所确定的冷却请求等级，调整所述pwm散热部件的占空比，以控制所述散热部件执行相应散热幅度的散热动作。

关于本发明实施例的车辆散热控制系统的更多的细节，可以参照上文关于车辆散热控制方法的描述，并取得与上述车辆散热控制方法相同或相似的技术效果，故在此便不赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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。