本发明涉及汽车技术领域，特别涉及智能混合动力汽车、风扇冷却系统及方法。
背景技术：
混合动力汽车两套动力装置在工作过程中都需要合理冷却，才能保护动力装置，同时提高燃油经济性和排放性，保持动力系统处于最佳工作状态。研究表明，冷却液温度超过105℃，发动机将出现损坏，低于45℃，发动机平均启动阻力矩将随着温度下降而增大很快。电机与电机控制器温度过高也将导致功率下降、寿命缩短、直至损坏等问题。同时，过渡冷却也将增加燃油消耗。
由于混合动力汽车中两套动力装置的温度控制目标不同，目前常规方案是采用两套独立的液体冷却系统，发动机冷却系主要由发动机、水泵、节温器、散热器、散热风扇构成，电机冷却系统主要由电机、电机控制器、电子水泵、散热器、散热风扇构成。其中散热风扇为两套系统所共有，工作状态仅由冷却液温度确定，冷却液温度低于门限值，散热风扇不启动，温度超过门限值，则散热风扇工作。这种常规的其控制方案用在混合动力汽车时呈现如下弊端：1)温度控制精度较差，冷却液温度波动较大；2)散热风扇平均输出转矩大，燃油经济性下降；3)车辆转入纯电动工作模式时，散热风扇可能依然工作，使得发动机冷却系统温度迅速下降，不利于发动机的再启动工作，同时燃油经济性也会下降，尤其是强混型车辆。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种智能混合动力汽车、风扇冷却系统及方法，所要解决的技术问题是：温度控制精度较差，冷却液温度波动较大；散热风扇平均输出转矩大，燃油经济性低。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：风扇冷却系统，包括感应模式判断器、模糊控制器、处理器和风扇本体；所述感应模式判断器、模糊控制器、处理器和风扇本体依次通过线路连接；所述感应模式判断器还与所述处理器通过线路连接；
所述感应模式判断器与汽车连接；所述感应模式判断器用于感应汽车的状态，当感应到汽车处于纯电动模式，且车速不为零时，向所述处理器输出关闭信号；当感应到汽车处于非纯电动模式时，向所述模糊控制器输出开启信号；
所述模糊控制器与所述发动机通过线路连接，所述模糊控制器检测所述发动机的转速n；还检测流经发动机处冷却液的实际温度tt，获取冷却液温度差δt，其中冷却液温度差δt为设定温度topt和实际温度tt的差值，即δt＝topt-tt；
所述模糊控制器用于对发动机的转速n、冷却液温度差δt和开启信号进行处理，生成处理信号传输至处理器；
所述处理器对处理信号或关闭信号进行处理，生成控制信号传输至风扇本体，所述风扇本体根据控制信号控制风扇本体的运转状态。
进一步，所述感应模式判断器分别与汽车的加速踏板、制动踏板和汽车动力电池通过线路连接；所述感应模式判断器用于分别感应车速、加速踏板工作状态、制动踏板工作状态和汽车动力电池的剩余电量，分别对应生成车速信号v、加速踏板工作信号θp、制动踏板工作信号θb和剩余电量信号soc；
所述感应模式判断器还用于对车速信号v、加速踏板工作信号θp、制动踏板工作信号θb和剩余电量信号soc进行处理，判断汽车工作状态；当判断汽车混合动力汽车处于纯电动模式，且车速不为零时，向所述处理器输出关闭信号；当判断汽车混合动力汽车处于非纯电动模式时，向所述模糊控制器输出开启信号。
进一步，所述处理器对处理信号或关闭信号进行处理，获取风扇本体进行运转时的需求转矩为：
tft＝kttfmax；
其中，kt为风扇本体转矩分配系数，表示分配到冷却风扇最大转矩的权值，kt为变化量，其定义域为[0，1]；
tfmax为风扇最大需求转矩。
进一步，所述处理器对关闭信号进行处理，获得风扇本体转矩分配系数kt＝0，生成控制信号传输至风扇本体，所述风扇本体根据控制信号获取tft＝0，控制风扇本体停止运转。
进一步，所述处理器对处理信号进行处理，获得风扇本体转矩分配系数kt，其中，0<kt≤1，生成控制信号传输至风扇本体，所述风扇本体根据控制信号获取tft>0，控制风扇本体进行运转；其中，冷却液的实际温度tt和发动机的转速n越高，kt的值越大。
进一步，所述模糊控制器将发动机的转速n、冷却液温度差δt和开启信号做归一化处理，处理结果进行模糊化，根据模糊规则库的规则进行模糊处理，并对模糊处理结果进行解模糊化，生成包含kt值的处理信号传输至处理器。
本发明的有益效果是：使得混合动力汽车在纯电动工作模式下发动机冷却液温度下降更慢，有利于发动机的再次启动以及燃油经济性提升；控制模型模块化，引入了冷却风扇转矩分配系数kt，不仅便于模糊控制器设计也便于模型的移植；采用模糊逻辑控制冷却风扇，实现冷却风扇的无极变速。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：智能混合动力汽车，包括电机冷却机构、发动机冷却机构和所述的风扇冷却系统：
所述电机冷却机构置于所述发动机冷却机构远离车身的一端时，所述风扇冷却系统置于所述电机冷却机构远离发动机冷却机构的一端；
或着所述电机冷却机构置于所述发动机冷却机构的上端时，所述风扇冷却系统置于所述发动机冷却机构的一侧；
所述风扇冷却系统感应汽车的状态，当汽车处于纯电动模式运行时，所述电机冷却机构进行冷却散热，所述风扇冷却系统停止工作；当汽车处于发动机模式运行时，所述风扇冷却系统运转对发动机冷却机构和电机冷却机构进行吹风散热。
进一步，所述电机冷却机构包括电机散热器和电子水泵；
所述电机散热器置于电机控制器和电机的一侧，所述电机控制器和电机运行过程中产生热量传导至电机散热器，所述电机散热器进行散热；
所述电子水泵的进水端通过第一管路与所述电机散热器的出水端连通，所述电子水泵的出水端通过第二管路与所述电机散热器的进水端连通，且所述第二管路的中部环绕所述电机控制器和电机；
所述电子水泵通过第二管路向电机散热器输送冷却水，所述第二管路内的冷却水对电机控制器和电机进行吸热冷却，并将吸热后的冷却水输送至电机散热器进行散热；所述电机散热器将散热后的冷却水传输至电子水泵。
进一步，所述发动机冷却机构包括发动机散热器、水泵和阀门；
所述发动机散热器置于所述风扇冷却系统的一侧，所述发动机散热器的出水端与所述水泵的进水端通过管道连通，所述水泵的出水端与所述发动机的进水端通过管道连通，所述发动机的出水端通过阀门与所述发动机散热器的进水端连通；
所述发动机内设置有与其进水端和出水端连通的散热通道，所述发动机运作过程中产生的热量传导至散热通道内的冷却水中，吸热后的冷却水经发动机的出水端和阀门输送至发动机散热器，所述发动机散热器对吸热后的冷却水进行散热冷却，将散热冷却后的冷却水传输至水泵，所述水泵将散热冷却后的冷却水传输至发动机散热通道内。
本发明的有益效果是：使得混合动力汽车在纯电动工作模式下发动机冷却液温度下降更慢，有利于发动机的再次启动以及燃油经济性提升；控制模型模块化，引入了冷却风扇转矩分配系数kt，不仅便于模糊控制器设计也便于模型的移植；采用模糊逻辑控制冷却风扇，实现冷却风扇的无极变速。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种风扇冷却方法，包括以下步骤：
所述感应模式判断器感应汽车的状态，当感应到汽车处于纯电动模式，且车速不为零时，向所述处理器输出关闭信号；当感应到汽车处于非纯电动模式时，向所述模糊控制器输出开启信号；
模糊控制器检测发动机的转速n；还检测流经发动机处冷却液的实际温度tt，获取冷却液温度差δt，其中冷却液温度差δt为设定温度topt和实际温度tt的差值，即δt＝topt-tt；还对发动机的转速n、冷却液温度差δt和开启信号进行处理，生成处理信号传输至处理器；
处理器对处理信号或关闭信号进行处理，生成控制信号传输至风扇本体，所述风扇本体根据控制信号控制风扇本体的运转状态。
本发明的有益效果是：使得混合动力汽车在纯电动工作模式下发动机冷却液温度下降更慢，有利于发动机的再次启动以及燃油经济性提升；控制模型模块化，引入了冷却风扇转矩分配系数kt，不仅便于模糊控制器设计也便于模型的移植；采用模糊逻辑控制冷却风扇，实现冷却风扇的无极变速。
附图说明
图1为本发明风扇冷却系统的模块框图；
图2为本发明温差隶属度函数的示意图；
图3为本发明转速及转矩系数隶属度函数的示意图；
图4为本发明智能混合动力汽车的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、风扇冷却系统，101、感应模式判断器，102、模糊控制器，103、处理器，104、风扇本体；
2、电机冷却机构，201、电机散热器，202、电子水泵；
3、发动机冷却机构，301、发动机散热器，302、水泵，303、阀门。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：
如图1至图3所示，风扇冷却系统，包括感应模式判断器101、模糊控制器102、处理器103和风扇本体104；所述感应模式判断器101、模糊控制器102、处理器103和风扇本体104依次通过线路连接；所述感应模式判断器101还与所述处理器103通过线路连接；
所述感应模式判断器101与汽车连接；所述感应模式判断器101用于感应汽车的状态，当感应到汽车处于纯电动模式，且车速不为零时，向所述处理器103输出关闭信号；当感应到汽车处于非纯电动模式时，向所述模糊控制器102输出开启信号；
所述模糊控制器102与所述发动机通过线路连接，所述模糊控制器102检测所述发动机的转速n；还检测流经发动机处冷却液的实际温度tt，获取冷却液温度差δt，其中冷却液温度差δt为设定温度topt和实际温度tt的差值，即δt＝topt-tt；
所述模糊控制器102用于对发动机的转速n、冷却液温度差δt和开启信号进行处理，生成处理信号传输至处理器103；
所述处理器103对处理信号或关闭信号进行处理，生成控制信号传输至风扇本体104，所述风扇本体104根据控制信号控制风扇本体104的运转状态。
上述实施例中，所述感应模式判断器101分别与汽车的加速踏板、制动踏板和汽车动力电池通过线路连接；所述感应模式判断器101用于分别感应车速、加速踏板工作状态、制动踏板工作状态和汽车动力电池的剩余电量，分别对应生成车速信号v、加速踏板工作信号θp、制动踏板工作信号θb和剩余电量信号soc；
所述感应模式判断器101还用于对车速信号v、加速踏板工作信号θp、制动踏板工作信号θb和剩余电量信号soc进行处理，判断汽车工作状态；当车速信号v和剩余电量信号soc不为零，制动踏板工作信号θb为零时，判断汽车混合动力汽车处于纯电动模式，向所述处理器103输出关闭信号；当车速信号v或剩余电量信号soc为零，或制动踏板工作信号θb不为零时，判断汽车混合动力汽车处于非纯电动模式，向所述模糊控制器102输出开启信号。
上述实施例中，所述处理器103对处理信号或关闭信号进行处理，获取风扇本体104进行运转时的需求转矩为：
tft＝kttfmax；
其中，kt为风扇本体104转矩分配系数，表示分配到冷却风扇最大转矩的权值，kt为变化量，其定义域为[0，1]；
tfmax为风扇最大需求转矩。
上述实施例中，所述处理器103对关闭信号进行处理，获得风扇本体104转矩分配系数kt＝0，生成控制信号传输至风扇本体104，所述风扇本体104根据控制信号获取tft＝0，控制风扇本体104停止运转。
上述实施例中，所述处理器103对处理信号进行处理，获得风扇本体104转矩分配系数kt，其中，0<kt≤1，生成控制信号传输至风扇本体104，所述风扇本体104根据控制信号获取tft>0，控制风扇本体104进行运转；其中，冷却液的实际温度tt和发动机的转速n越高，kt的值越大。
上述实施例中，所述模糊控制器102将发动机的转速n、冷却液温度差δt和开启信号做归一化处理，处理结果进行模糊化，根据模糊规则库的规则进行模糊处理，并对模糊处理结果进行解模糊化，生成包含kt值的处理信号传输至处理器103；
具体为：所述模糊控制器102将发动机的转速n、冷却液温度差δt和开启信号做归一化处理，获得的处理结果确定冷却液温度差δt的论域为[-2,2]，发动机的转速n和风扇冷却系统转矩分配系数kt的论域均为[0,1]；将发动机的转速n、冷却液温度差δt和风扇冷却系统转矩分配系数kt分别划分为5个模糊子集，以{low,midlow,mid,midhigh,high}表示{低，较低，中，较高，高}；冷却液温度差δt采用梯形和三角形隶属度函数进行处理，发动机的转速n及风扇冷却系统转矩分配系数kt采用三角形隶属度函数进行，输出包含风扇冷却系统转矩分配系数kt的处理信号至处理器103；三角型隶属函数和梯形函数对于采样过程中的随机噪声有较好的过滤作用。
对于智能混合动力汽车，风扇冷却系统的工作特点可以描述如下：
(1)风扇冷却系统1输出转矩必须要对温差变化做出及时响应；
(2)要求在保持目标温差最小的条件下，风扇冷却系统1的输出转矩尽可能小；
(3)智能混合动力汽车的发动机的转速n随车辆负荷增大而增大的特点，因此风扇冷却系统1的转矩可以在冷却液温度升高前应适当增大，避免大的温度波动。
依据上述智能混合动力汽车工作特点，制定模糊逻辑控制规则时遵循以下原则：
(1)发动机冷却液温度差δt小，发动机的转速n低，则为风扇本体104转矩分配系数kt值减小。
(2)发动机的转速n高，风扇本体104转矩分配系数kt适当增加，避免发动机功率上升后温度急剧上升。
(3)发动机冷却液温度差δt大，则风扇本体104转矩分配系数kt值增加。
模糊规则库的规则采用if-then规则，建立了25条规则库。规则如表1所示：
表1模糊逻辑控制规则表
实施例2：
如图4所示，智能混合动力汽车，包括电机冷却机构2、发动机冷却机构3和所述的风扇冷却系统1：
所述电机冷却机构2置于所述发动机冷却机构3远离车身的一端时，所述风扇冷却系统1置于所述电机冷却机构2远离发动机冷却机构3的一端；
或着所述电机冷却机构2置于所述发动机冷却机构3的上端时，所述风扇冷却系统1置于所述发动机冷却机构3的一侧；
所述风扇冷却系统1感应汽车的状态，当汽车处于纯电动模式运行时，所述电机冷却机构2进行冷却散热，所述风扇冷却系统1停止工作；当汽车处于发动机模式运行时，所述风扇冷却系统1运转对发动机冷却机构3和电机冷却机构2进行吹风散热。
上述实施例中，所述电机冷却机构2包括电机散热器201和电子水泵202；
所述电机散热器201置于电机控制器和电机的一侧，所述电机控制器和电机运行过程中产生热量传导至电机散热器201，所述电机散热器201进行散热；
所述电子水泵202的进水端通过第一管路与所述电机散热器201的出水端连通，所述电子水泵202的出水端通过第二管路与所述电机散热器201的进水端连通，且所述第二管路的中部环绕所述电机控制器和电机；
所述电子水泵202通过第二管路向电机散热器201输送冷却水，所述第二管路内的冷却水对电机控制器和电机进行吸热冷却，并将吸热后的冷却水输送至电机散热器201进行散热；所述电机散热器201将散热后的冷却水传输至电子水泵202。
上述实施例中，所述发动机冷却机构3包括发动机散热器301、水泵302和阀门303；
所述发动机散热器301置于所述风扇冷却系统1的一侧，所述发动机散热器301的出水端与所述水泵302的进水端通过管道连通，所述水泵302的出水端与所述发动机的进水端通过管道连通，所述发动机的出水端通过阀门303与所述发动机散热器301的进水端连通；
所述发动机内设置有与其进水端和出水端连通的散热通道，所述发动机运作过程中产生的热量传导至散热通道内的冷却水中，吸热后的冷却水经发动机的出水端和阀门303输送至发动机散热器301，所述发动机散热器301对吸热后的冷却水进行散热冷却，将散热冷却后的冷却水传输至水泵302，所述水泵302将散热冷却后的冷却水传输至发动机散热通道内。
所述发动机散热器301和电机散热器201的总散热量：
qr＝qepemax+qmpmmax
其中qe、qm分别为发动机与电机推荐的比散热量，pemax和pmmax分别为发动机与电机最大功率。
风扇冷却系统的散热风量：
γα为空气重度，cp为空气定压比热，δt为散热器前后空气的温度差。
通过最大散热风量选型确定风扇冷却系统最大需求功率p；从而得到风扇最大需求转矩：
tfmax＝9550×p/n。
实施例3：
一种风扇冷却方法，包括以下步骤：
所述感应模式判断器101感应汽车的状态，当感应到汽车处于纯电动模式，且车速不为零时，向所述处理器103输出关闭信号；当感应到汽车处于非纯电动模式时，向所述模糊控制器102输出开启信号；
模糊控制器102检测发动机的转速n；还检测流经发动机处冷却液的实际温度tt，获取冷却液温度差δt，其中冷却液温度差δt为设定温度topt和实际温度tt的差值，即δt＝topt-tt；还对发动机的转速n、冷却液温度差δt和开启信号进行处理，生成处理信号传输至处理器103；
处理器103对处理信号或关闭信号进行处理，生成控制信号传输至风扇本体104，所述风扇本体104根据控制信号控制风扇本体104的运转状态。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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。