电力电子箱的流阻测试系统和方法与流程

本发明涉及车辆部件的测试技术领域，尤其涉及一种电力电子箱的流阻测试系统和方法。

背景技术：

电力电子箱是混合动力汽车和电动汽车中的重要部件，用于实现动力转换。其内部集成了逆变器、直流变换器等大功率的电子器件，工作时会产生大量的热。这些电子器件由于长期工作在高温的环境下，不仅会影响车辆的动力性能，严重时甚至会导致电子器件的烧毁。因此，电力电子箱的冷却问题是混合动力汽车及电动汽车的关键技术问题。目前，水冷却是大功率电力电子器件最成熟的冷却方式，而采用水冷板冷却是最常用的水冷却方式。

电力电子箱内置有水冷板，在应用前需要对水冷板管道进行流阻测试，确认是否符合散热设计要求。目前，一般的水冷板流阻测试装置，仅是在恒温水箱中进行，无法反映实际的运行条件。

技术实现要素：

本发明实施例解决的问题是如何模拟实际的运行条件对电力电子箱进行流阻测试。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种电力电子箱的流阻测试系统，适于与电力电子箱耦接，包括：

检测单元，适于实时检测流向所述电力电子箱的冷却液的温度，以及流经所述电力电子箱的冷却液的压强差；

输入输出单元，适于接收预设温度值，以及通过所述压强差计算所述电力电子箱的流阻并输出；

温度调节装置，适于调节流向所述电力电子箱的冷却液的温度；

温度控制单元，适于控制所述温度调节装置调节流经所述电力电子箱的 冷却液的温度至所述预设温度值。

可选的，所述温度调节装置包括：

第一支路，适于降低所述冷却液的温度；

第二支路，适于提高所述冷却液的温度；

第三支路，适于保持所述冷却液的温度；

所述温度控制单元，适于在流阻测试前，开启所述第三支路，并关闭所述第一支路和所述第二支路；以及，当所述冷却液的温度高于所述预设温度值时，开启所述第一支路并关闭所述第二支路和第三支路；以及，当所述冷却液的温度低于所述预设温度值时，关闭所述第一支路和第三支路并开启所述第二支路。

可选的，所述第一支路包括：制冷器和第一控制阀；

所述温度控制单元通过控制所述第一控制阀的通断，开启或关闭所述第一支路；以及，在开启所述第一支路时，打开所述制冷器，并在关闭所述第一支路时，关闭所述制冷器。

可选的，所述第二支路包括：加热器和第二控制阀；

所述温度控制单元通过控制所述第二控制阀的通断，开启或关闭所述第二支路；以及，在开启所述第二支路时，打开所述加热器，并在关闭所述第二支路时，关闭所述加热器。

可选的，所述第三支路包括第三控制阀；所述温度控制单元通过控制所述第三控制阀的通断，开启或关闭所述第三支路。

可选的，所述输入输出单元，还适于接收预设流量值；

所述检测单元还适于检测流向所述电力电子箱的冷却液的流量值；

所述流阻测试系统还包括：

流量调节装置，适于调节流经所述电力电子箱的冷却液的流量；

流量控制单元，适于控制所述流量调节装置调节流经所述电力电子箱的冷却液至所述预设流量值。

可选的，所述流量调节单元包括：

第四支路，适于改变所述冷却液的流量；

第五支路，适于保持所述冷却液的流量；

所述流量控制单元适于在流阻测试前，开启所述第五支路，并关闭所述第四支路；以及，当所述冷却液的流量与所述预设流量值不符时，开启所述第四支路并关闭所述第五支路。

可选的，所述第四支路包括：水泵和第四控制阀；

所述流量控制单元通过控制所述第四控制阀的通断，开启或关闭所述第四支路；以及，在开启所述第四支路时，打开所述水泵，并在关闭所述第四支路时，关闭所述水泵。

可选的，所述第五支路包括第五控制阀；

所述流量控制单元通过控制所述第五控制阀的通断，开启或关闭所述第五支路。

可选的，所述流阻测试系统还包括：

水箱，适于向所述流阻测试系统注入冷却液，以及容纳经热膨胀后溢出的部分所述冷却液。

为了解决上述的技术问题，本发明实施例还公开了一种电力电子箱的流阻测试方法，包括：

实时检测流向所述电力电子箱的冷却液的温度；

调节流经所述电力电子箱的冷却液的温度至预设温度值；

检测流经所述电力电子箱的冷却液的压强差；

通过所述压强差计算所述电力电子箱的流阻。

可选的，所述调节流经所述电力电子箱的冷却液的温度至所述预设温度值包括：

在流阻测试前，开启保持所述冷却液温度的第三支路，并关闭适于降低所述冷却液温度的第一支路和适于提高所述冷却液温度的第二支路；

当所述冷却液的温度高于所述预设温度值时，开启所述第一支路并关闭所述第二支路和第三支路；

当所述冷却液的温度低于所述预设温度值时，关闭所述第一支路和第三支路并开启所述第二支路。.

可选的，所述开启所述第一支路包括：控制所述第一支路中第一控制阀开启，并打开所述第一支路中的制冷器；

所述关闭所述第一支路包括：控制所述第一支路中第一控制阀关闭，并关闭所述制冷器。

可选的，所述开启所述第二支路包括：控制所述第二支路中第二控制阀开启，并打开所述第二支路中的加热器；所述关闭所述第二支路包括：控制所述第二控制阀关闭，并关闭所述加热器。

可选的，所述开启所述第三支路包括：控制所述第三支路中第三控制阀开启；所述关闭所述第三支路包括：控制所述第三控制阀关闭。

可选的，所述流阻测试方法还包括：检测流向所述电力电子箱的冷却液的流量值；调节流经所述电力电子箱的冷却液的流量至所述预设流量值。

可选的，所述调节流经所述电力电子箱的冷却液的流量至所述预设流量值包括：在流阻测试前，开启适于保持所述冷却液的流量的第五支路，并关闭适于改变所述冷却液的流量的第四支路；以及，当所述冷却液的流量与所述预设流量值不符时，开启所述第四支路并关闭所述第五支路。

可选的，所述开启所述第四支路包括：控制所述第四支路中第四控制阀开启，并打开所述第四支路中的水泵；所述关闭所述第四支路包括：控制所述第四控制阀关闭，并关闭所述水泵。

可选的，所述开启所述第五支路包括：控制所述第五支路中的第五控制阀开启；所述关闭所述第五支路包括：控制所述第五控制阀关闭。

可选的，在进行所述流阻测试之前，还包括：通过水箱向所述流阻测试系统注入冷却液，以及通过所述水箱容纳经热膨胀后溢出的部分所述冷却液。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

通过实时检测流向所述电力电子箱的冷却液的温度，调节所述冷却液至预设温度值，能够在大温度范围内自动调节电力电子箱水冷板的入口温度和流量，从而模拟电力电子箱实际的运行条件，完成对电力电子箱进行流阻测试，因此所得到的流阻测试数据也会更准确，更符合实际情况。

通过流量控制单元控制流量调节装置对所述冷却液的流量进行调节，不仅可以全范围覆盖汽车工作工况下电力电子箱冷却水的温度范围，而且还可以覆盖不同工作工况下电力电子箱冷却水的流量范围，从而进一步提高模拟环境的真实性和准确性。

附图说明

图1是本发明实施例中一种电力电子箱的流阻测试系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中另一种电力电子箱的流阻测试系统的结构示意图；

图3是本发明实施例中一种电力电子箱的流阻测试方法的流程图。

具体实施方式

电力电子箱的冷却问题是混合动力汽车及电动汽车的关键技术问题。目前，水冷却是大功率电力电子器件最成熟的冷却方式，而采用水冷板冷却是最常用的水冷却方式。电力电子箱内置有水冷板，在应用前需要对水冷板管道进行流阻测试，确认是否符合散热设计要求。目前，一般的水冷板流阻测试装置，仅是在恒温水箱中进行，无法全范围地进行温度、流量和流阻等物理量的综合测量。由于混合动力汽车及电动汽车的电力电子箱中的水冷板需工作在极端低温到极端高温的大变化温度范围内，所以目前所采用的水冷板流阻测试并不能模拟电力电子箱的实际工作情况，难以满足电力电子箱流阻的测试要求。

本发明实施例通过实时检测流向所述电力电子箱的冷却液的温度，调节所述冷却液至预设温度值，能够在大温度范围内自动调节电力电子箱水冷板的入口温度和流量，从而模拟电力电子箱实际的运行条件，完成对电力电子箱进行流阻测试，因此所得到的流阻测试数据也会更准确，更符合实际情况。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图 对本发明的具体实施例做详细的说明。

本发明实施例公开了一种电力电子箱的流阻测试系统。如图1所示，所述电力电子箱的流阻测试系统，可以包括：

检测单元，适于实时检测流向所述电力电子箱的冷却液的温度，以及流经所述电力电子箱的冷却液的压强差。

在具体实施中，所述检测单元可以包括温度计。所述温度计设置在所述电力电子箱的入口处，用于检测流向所述电力电子箱的冷却液的温度。

在具体实施中，所述检测单元还可以包括压强计。所述压强计可以设置在所述电力电子箱的入口处和出口处，分别测量流入所述电力电子箱的冷却液的流体压强以及流出所述电力电子箱的流体压强，并自动输出，从而得到流经所述电力电子箱的冷却液的压强差。

请继续参考图1，所述电力电子箱的流阻测试系统还可以包括：输入输出单元，适于接收预设温度值，以及通过所述压强差计算所述电力电子箱的流阻并输出。

在具体实施中，所述输入输出单元可包括显示装置和计算机外设，可以通过人机交互界面，接收流阻测试的测试员发出的所述预设温度值的设置指令，以及向所述测试员显示经过计算得到的流阻的具体测试数值。

在上述的具体实施中，所述预设温度值可以是一个区间范围，例如所述电力电子箱实际工作时，所处的温度范围。

在上述的具体实施中，所述流阻的计算方法可以是将计算得到的所述压强差除以所述冷却液的流量。这与现有技术中液体流阻的计算方法相同，因此此处不再赘述。

请继续参考图1，所述电力电子箱的流阻测试系统还可以包括：温度调节装置10，适于调节流向所述电力电子箱的冷却液的温度；温度控制单元，适于控制所述温度调节装置10调节流经所述电力电子箱的冷却液的温度至所述预设温度值。

在执行所述流阻测试时，当冷却液的温度值与给定的所述预设温度值相 等时，读取此时压强计的读数，完成一次电力电子箱水冷板管路流阻的测量。随着水冷板温度的改变，重复上述的电力电子箱水冷板管路的流阻测试过程，实现对较大温度范围内流阻的检测。

在具体实施中，如图1所示，所述温度调节装置10可以包括：第一支路、第二支路和第三支路。所述第一支路适于降低所述冷却液的温度。所述第二支路适于提高所述冷却液的温度。所述第三支路适于保持所述冷却液的温度。

所述温度控制单元，适于在流阻测试前，开启所述第三支路，并关闭所述第一支路和所述第二支路，以使所述冷却液能够充满整个流阻测试系统中。当所述冷却液的温度高于所述预设温度值时，所述温度控制单元开启所述第一支路并关闭所述第二支路和第三支路，以对所述冷却液降温，使其满足预设的预设温度值或者处于预设的温度范围内。同样的，当所述冷却液的温度低于所述预设温度值时，预设温度值关闭所述第一支路和第三支路并开启所述第二支路，以使所述冷却液温度升高，使其满足预设的预设温度值或者处于预设的温度范围内。

在上述的具体实施中，所述第一支路可以包括制冷器和第一控制阀101。所述第一控制阀101可以是电磁阀，所述温度控制单元通过发出导通控制的电信号，控制所述第一控制阀101的导通或关闭，进而控制所述第一支路的通断。并且，在所述温度控制单元在开启所述第一支路的同时，打开所述制冷器进行制冷，在关闭所述第一支路时，关闭所述制冷器。

与所述第一支路的组成类似的，所述第二支路可以包括加热器和第二控制阀102。所述第二控制阀102可以是电磁阀，所述温度控制单元通过发出导通控制的电信号，控制所述第二控制阀102的导通或关闭，进而控制所述第二支路的通断。并且，在所述温度控制单元在开启所述第二支路的同时，打开所述加热器进行加热，在关闭所述第二支路时，关闭所述加热器。

在上述的具体实施中，由于所述第三支路仅是用于保持所述冷却液的温度不变，因此所述第三支路可以仅包括第三控制阀103。所述温度控制单元通过控制所述第三控制阀103的通断，开启或关闭所述第三支路。在进行所述流阻测试前，可通过打开所述第三支路，加注冷却液并排出管路中的空气。

在具体实施中，本发明实施例还可以包括水箱，适于向所述流阻测试系统注入冷却液，以及容纳经热膨胀后溢出的部分所述冷却液。如图1所示，所述水箱耦接于所述温度控制装置和所述电力电子箱之间。在执行流阻测试之前，可以通过所述水箱向所述流阻测试系统的管路加注冷却液，直至冷却液的液面高出管路并且其液面不再下降，以保证管路中的空气都被排出。同时，所述水箱中冷却液的液面要低于所述水箱的最高端，以当冷却液温度升高时可以容纳经热膨胀后溢出的部分，防止冷却液热胀溢出。

本发明实施例能够全范围覆盖汽车工作工况下电力电子箱冷却水的温度范围，具有良好的稳定性，重复性，抗干扰性及响应特性，且结构简单，安装方便，可自动实时监控测试过程，得到最符合电力电子箱实际工作情况下的流阻变化情况。

本发明实施例还公开了另一种流阻测试系统。如图2所示，与图1所示实施例相比，本实施例的流阻测试系统可包括：

检测单元，适于实时检测流向所述电力电子箱的冷却液的温度，以及流经所述电力电子箱的冷却液的压强差；

输入输出单元，适于接收预设温度值和预设流量值，以及通过所述压强差计算所述电力电子箱的流阻并输出；

流量调节装置20，适于调节流经所述电力电子箱的冷却液的流量。

流量控制单元，适于控制所述流量调节装置20调节流经所述电力电子箱的冷却液至所述预设流量值。

在执行所述流阻测试时，当冷却液的温度值与给定的所述预设温度值相等，且其流量与在执行所述流阻测试时相等时，读取此时压强计的读数，完成一次电力电子箱水冷板管路流阻的测量。随着水冷板温度和流量给定值的改变，重复上述的电力电子箱水冷板管路的流阻测试过程，实现对较大温度范围和冷却液流量变化范围时，流阻的检测。

所述检测单元以及所述输入输出单元的功能和组成与图1所示实施例中的检测单元以及输入输出单元相同，因此可以参照上述实施例的相应内容，此处不再赘述。

在具体实施中，所述流量调节单元可以包括：第四支路、第五支路以及流量控制单元。所述第四支路适于改变所述冷却液的流量。所述第五支路适于保持所述冷却液的流量。

所述流量控制单元适于在流阻测试前，开启所述第五支路，并关闭所述第四支路以使所述冷却液能够充满整个流阻测试系统中，即在开始测量前，由所述温度控制单元导通所述第三支路，且由所述流量控制单元导通所述第五支路。当所述冷却液的流量与所述预设流量值不符时，开启所述第四支路并关闭所述第五支路进行流量调节，以使所述冷却液的流量与预设的流量值相符。

在上述的具体实施中，所述第四支路可以包括：水泵和第四控制阀201。所述第四控制阀201可以是电磁阀，所述流量控制单元通过发出导通控制的电信号，控制所述第四控制阀201的导通或关闭，进而控制所述第四支路的通断。并且，在所述流量控制单元在开启所述第四支路的同时，打开所述水泵进行冷却液的流量调节，在关闭所述第四支路时，关闭所述水泵。

在上述的具体实施中，由于所述第五支路仅是用于保持所述冷却液的流量，因此所述第五支路可以仅包括第五控制阀202。所述流量控制单元通过控制所述第五控制阀202的通断，开启或关闭所述第五支路。在进行所述流阻测试前，可通过打开所述第五支路，加注冷却液并排出管路中的空气。

本发明实施例在图1所示实施例的基础上，不仅可以全范围覆盖汽车工作工况下电力电子箱冷却水的温度范围，而且还可以覆盖不同工作工况下电力电子箱冷却水的流量范围，从而进一步提高模拟环境的真实性和准确性。

本发明实施例还公开了一种与上述电力电子箱的流阻测试系统相对应的电力电子箱的流阻测试方法。如图3所示，所述电力电子箱的流阻测试方法可以包括如下步骤：

步骤S301，向流阻测试系统注入冷却液。

在具体实施中，可以通过水箱向所述流阻测试系统注入冷却液。如图1或图2所示，所述水箱耦接于所述温度控制装置和所述电力电子箱之间。在执行流阻测试之前，可以通过所述水箱向所述流阻测试系统的管路加注冷却 液，直至冷却液的液面高出管路并且其液面不再下降，以保证管路中的空气都被排出。同时，所述水箱中冷却液的液面要低于所述水箱的最高端，以当冷却液温度升高时可以容纳经热膨胀后溢出的部分，起到防止冷却液因热胀而溢出的问题。

请参考图2，在具体实施中，所述向流阻测试系统注入冷却液可以是通过如下步骤实现的：

步骤a，关闭第一控制阀101、第二控制阀102和第四控制阀201以关闭上述的第一支路、第二支路以及第四支路，并打开第三控制阀103和第五控制阀202，以打开上述的第三支路和第五支路。

步骤b，关闭第五控制阀202以关闭所述第五支路，打开所述第四控制阀201以打开所述第四支路，并开启水泵。

通过上述步骤a和步骤b可以使所述冷却液充满所述第一支路至第五支路，并且通过所述步骤b可以使冷却液在测试系统中冷循环，从而开始流阻测试。

步骤S302，判断流向所述电力电子箱的冷却液的温度T₀与预设温度值T₁的大小关系。

当所述冷却液的温度T₀大于所述预设温度值T₁时，执行步骤S303；当所述冷却液的温度T₀小于所述预设温度值T₁时，执行步骤S304；当所述冷却液的温度T₀等于所述预设温度值T₁时，执行步骤S305。

步骤S303，降低流经所述电力电子箱的冷却液的温度T₀至预设温度值T₁。

在具体实施中，可以通过开启上述的第一控制阀101以打开所述第一支路，并通过关闭所述第二控制阀102和所述第三控制阀103以关闭所述第二支路和第三支路。

在上述的具体实施中，在打开所述第一支路时，同时打开所述第一支路中的制冷器，以实现对所述冷却液温度的降低。

步骤S304，提高流经所述电力电子箱的冷却液的温度T0至预设温度值 T1。

在具体实施中，可以通过关闭上述的第一控制阀101和第三控制阀103以关闭所述第一支路和第三支路，并通过开启所述第二控制阀102以开启所述第二支路。

在上述的具体实施中，在打开所述第二支路时，同时打开所述第二支路中的加热器，以实现对所述冷却液温度的提高。

步骤S305，判断流向所述电力电子箱的冷却液的流量值L₀是否等于预设流量值L₁。

当所述冷却液的流量值L₀不等于所述预设流量值L₁时，执行步骤S306；当所述冷却液的流量值L₀等于所述预设流量值L₁时，执行步骤S307。

步骤S306，调节流经所述电力电子箱的冷却液的流量值L₀至所述预设流量值L₁。

在具体实施中，如图2所示，可以通过开启上述的第四控制阀201以开启所述第四支路，并关闭所述第五控制阀202以关闭所述第五支路。当开启所述第四控制阀201时，开启上述的水泵对冷却液的流量进行调节。

在上述的具体实施中，当所述冷却液的流量大于所述预设的流量值时，可以通过增大所述水泵的转速以增大所述冷却液的流量；当所述冷却液的流量小于所述预设的流量值时，可以通过减小所述水泵的转速以减小所述冷却液的流量。

步骤S307，实时检测流向所述电力电子箱的冷却液的温度T₀，判断流向所述电力电子箱的冷却液的温度T₀与所述预设温度值T₁的大小关系。

当所述冷却液的温度T₀大于所述预设温度值T₁时，执行步骤S308；当所述冷却液的温度T₀小于所述预设温度值T₁时，执行步骤S309；当所述冷却液的温度T₀等于所述预设温度值T₁时，执行步骤S310。

步骤S308，降低流经所述电力电子箱的冷却液的温度T₀至预设温度值T₁。

所述步骤S308的执行与步骤S303相同，此处不再赘述。当完成步骤S308 时，返回步骤S305，再对冷却液流量实施实时监控。

步骤S309，提高流经所述电力电子箱的冷却液的温度T₀至预设温度值T₁。

所述步骤S309的执行与步骤S304相同，此处不再赘述。当完成步骤S309时，返回步骤S305，再对冷却液流量实施实时监控。

步骤S310，检测流经所述电力电子箱的冷却液的压强差。

步骤S311，通过所述压强差计算所述电力电子箱的流阻。

可以理解的是，本发明实施例的电力电子箱的流阻测试方法与前述实施例中的电力电子箱的流阻测试系统属于同一发明构思，因此相关内容可以参照上述内容，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。