一种车辆冷却系统及冷却方法和故障识别修复方法与流程

本发明涉及通风冷却，具体涉及一种车辆冷却系统及冷却方法和故障识别修复方法。

背景技术：

1、冷却系统是在车辆装备中必不可少的部件，常被用于降低牵引电机的温度，保证车辆运行安全。现有的冷却系统包括水泵、管路、风机和热交换器；在作业时，通过水泵驱动水介质在牵引电机、管路系统和热交换器中循环流动，水介质在带出牵引电机热量后，在热交换器中与风机吹来的外界冷却空气进行热量交换，实现对牵引电机的冷却降温，保证牵引电机的正常运行。

2、然而，现有的冷却系统在应用中容易出现以下问题，如：1)风机长时间以满频率运行，噪音大，能耗高；2)冷却系统无故障预警功能；3)风机和水泵均为三相交流电源，无法直接使用车辆提供的直流电。

技术实现思路

1、本发明第一目的在于提供一种车辆冷却系统，具体技术方案如下：

2、一种车辆冷却系统，用于对车辆上的牵引电机冷却降温，在所述牵引电机上设置进水口和出水口；所述车辆冷却系统包括水泵、管路、风机、驱动器、热交换器和温度传感器；所述水泵和热交换器均设置在所述管路上，在沿所述管路的水流方向上，所述牵引电机设置在所述水泵和热交换器之间，其进水口和出水口均与所述管路连接；所述驱动器与所述风机连接；所述风机与所述热交换器对应设置；所述温度传感器设置在所述牵引电机的出水口，且与所述驱动器连接；所述水泵为直流电机，且与所述车辆上的直流电连接；

3、在所述车辆上设有用于控制所述驱动器和所述牵引电机的控制部件。

4、可选的，所述驱动器为ec驱动器，其包括h1接口、h2接口、h3接口和内部电路；所述h1接口与车辆直流电源连接；所述h2接口与用于监控故障的继电器连接；所述h3接口与所述风机连接；

5、所述内部电路包括中央处理器、第一并联电路、第二并联电路、第三并联电路和三相交流输出端；所述第一并联电路包括并联在所述h1接口上，且与所述中央处理器连接的直流输入p01和直流地线n01；所述第二并联电路包括并联在所述h2接口上，且与所述中央处理器连接的开关信号继电器前端接线t/on和开关信号继电器后端接线t/com；所述第三并联电路包括并联在所述h3接口上，且与所述中央处理器连接的模拟量正极输入ai3和模拟量地线gnd；所述三相交流输出端设置在所述中央处理器上，且与所述风机连接；

6、在所述驱动器中设置用于监测所述驱动器自身温度的ipm模块。

7、本发明第二目的在于提供一种采用所述的车辆冷却系统的冷却方法，包括以下步骤：

8、步骤s1、采用所述控制部件为所述牵引电机设置工作最高温度tx；

9、步骤s2、启动所述牵引电机工作，由所述控制部件获取所述牵引电机的实时温度数据ti；

10、若ti小于等于tx，则由所述控制部件控制所述驱动器启动所述牵引电机的出水口温度自动控制模式；

11、若ti大于tx，则由所述控制部件控制所述驱动器设置所述风机的工作频率f为满频作业；在延长时间t后，再由所述控制部件获取所述牵引电机温度数据ti；若ti小于等于tx，则由所述控制部件控制所述驱动器启动所述牵引电机的出水口温度自动控制模式；若ti仍然大于tx，则第二次延长时间t后，再判断ti是否小于等于tx，直至ti小于等于tx，启动所述牵引电机的出水口温度自动控制模式。

12、可选的，所述出水口温度自动控制模式包括以下步骤：

13、步骤s3、采用所述驱动器为所述牵引电机的出水口设置目标温度tcos；同时，采用所述驱动器设置所述风机的工作频率f为半满频；

14、步骤s4、启动所述车辆冷却系统，由所述温度传感器获取所述牵引电机的出水口实时温度tco；在首次延长时间t后，判断tco是否大于tcos，包括以下六种判断结果；

15、具体的，第一种判断结果为：若tco大于tcos，且tco大于tcos+△t，同时，第二次延长时间t后，tco仍大于tcos+△t，则采用所述驱动器为所述风机设置工作频率f+△f；其中，△t表示为所述牵引电机的出水口目标温度偏差；△f表示为所述风机的工作频率调节幅度；

16、第二种判断结果为：若tco大于tcos，且tco大于tcos+△t，然而，第二次延长时间t后，tco小于等于tcos+△t，则所述风机维持当前的工作频率f；

17、第三种判断结果为：若tco大于tcos，且tco小于等于tcos+△t，则所述风机维持当前的工作频率f；

18、第四种判断结果为：若tco小于等于tcos，且tco小于tcos-△t，同时，第二次延长时间t后，tco仍小于tcos-△t，则采用所述驱动器为所述风机设置工作频率f-△f；

19、第五种判断结果为：若tco小于等于tcos，且tco小于tcos-△t，然而，第二次延长时间t后，tco大于等于tcos-△t，则所述风机维持当前的工作频率f；

20、第六种判断结果为：若tco小于等于tcos，且tco大于等于tcos-△t，则所述风机维持当前的工作频率f；

21、其中，在出现第一种判断结果时，需要将所述车辆冷却系统在所述风机工作频率为f+△f运行时间△t后，重新判断tco是否小于等于tcos+△t，直至tco小于等于tcos+△t，所述风机维持当前的工作频率f；

22、在出现第四种判断结果时，需要将所述车辆冷却系统在所述风机工作频率为f-△f运行时间△t后，重新判断tco是否大于等于tcos-△t，直至tco大于等于tcos-△t，所述风机维持当前的工作频率f。

23、本发明第三目的在于提供一种采用所述的车辆冷却系统的故障识别修复方法，包括过压故障识别修复方法，其包括以下步骤：

24、步骤a1、启动所述车辆冷却系统，等待时间t1后，判断所述驱动器的母线电压是否过压；若不过压，重新等待时间t1后，再判断所述驱动器的母线电压是否过压；反之，若过压，则形成过压故障，触发过压保护；此时，由所述驱动器设置过压故障标志，且闭合故障继电器；

25、步骤a2、在过压故障情况下，等待时间t2后，再次判断所述驱动器的母线电压是否过压；若过压，则重新等待时间t2后，再判断所述驱动器的母线电压是否过压；反之，若不过压，则进入等待状态，清除所有故障标志，并释放故障继电器。

26、本发明第四目的在于提供一种采用所述的车辆冷却系统的故障识别修复方法，包括欠压故障识别修复方法，其包括以下步骤：

27、步骤b1、启动所述车辆冷却系统，等待时间t1后，判断所述驱动器的母线电压是否欠压；若不欠压，重新等待时间t1后，再判断所述驱动器的母线电压是否欠压；反之，若欠压，则形成欠压故障，触发欠压保护；此时，由所述驱动器设置欠压故障标志，且闭合故障继电器；

28、步骤b2、在欠压故障情况下，等待时间t2后，再次判断所述驱动器的母线电压是否欠压；若欠压，则重新等待时间t2后，再判断所述驱动器的母线电压是否欠压；反之，若不欠压，则进入等待状态，清除所有故障标志，并释放故障继电器。

29、本发明第五目的在于提供一种采用所述的车辆冷却系统的故障识别修复方法，包括过载故障识别修复方法，其包括以下步骤：

30、步骤c1、启动所述车辆冷却系统，等待时间t3后，判断所述驱动器的输出电流是否过载；若不过载，重新等待时间t3后，再判断所述驱动器的输出电流是否过载；反之，若过载，则形成过载故障，触发过载保护；此时，由所述驱动器设置过载故障标志，且闭合故障继电器，并记录过载故障次数；

31、步骤c2、若过载故障次数大于等于4，则等待时间t4后，重新启动所述风机，采用所述驱动器设置所述风机的工作频率为半满频；此时，若再次出现过载故障，则闭合故障继电器，进入锁死状态；反之，若过载故障解除，则所述风机的工作频率采用半满频运行；

32、若过载故障次数小于4，则等待时间t5后，重新启动所述风机，释放故障继电器，并返回步骤c1。

33、本发明第六目的在于提供一种采用所述的车辆冷却系统的故障识别修复方法，包括过流故障识别修复方法，其包括以下步骤：

34、步骤d1、启动所述车辆冷却系统，等待时间t3后，判断所述驱动器输出的母线电流是否过流；若不过流，重新等待时间t3后，再判断所述驱动器的输出电流是否过流；反之，若过流，则形成过流故障，触发母线过流保护；此时，由所述驱动器设置母线过流故障标志，且闭合故障继电器，并记录母线过流故障次数；

35、步骤d2、若母线过流故障次数大于等于4，则等待时间t4后，重新启动所述风机，采用所述驱动器设置所述风机的工作频率为半满频；此时，若再次出现母线过流故障，则闭合故障继电器，进入锁死状态；反之，若母线过流故障解除，则所述风机的工作频率采用半满频运行；

36、若母线过流故障次数小于4，则等待时间t5后，重新启动所述风机，释放故障继电器，并返回步骤d1。

37、本发明第七目的在于提供一种采用所述的车辆冷却系统的故障识别修复方法，包括缺相故障识别修复方法，其包括以下步骤：

38、步骤e1、启动所述车辆冷却系统，等待时间t3后，判断所述驱动器输出的三相电流是否缺相；若不缺相，重新等待时间t3后，再判断所述驱动器输出的三相电流是否缺相；反之，若缺相，则形成缺相故障，触发驱动器缺相保护；此时，由所述驱动器设置缺相故障标志，且闭合故障继电器，并记录缺相故障次数；

39、步骤e2、若缺相故障次数大于等于4，则闭合故障继电器，进入锁死状态；

40、若缺相故障次数小于4，则等待时间t5后，重新启动所述风机，释放故障继电器，并返回步骤e1。

41、本发明第八目的在于提供一种采用所述的车辆冷却系统的故障识别修复方法，包括过温故障识别修复方法，其包括以下步骤：

42、步骤f1、启动所述车辆冷却系统，等待时间t3后，判断所述驱动器的ipm模块温度是否过温；若不过温，重新等待时间t3后，再判断所述驱动器的ipm模块温度是否过温；反之，若过温，则形成过温故障，触发驱动器过温保护；此时，由所述驱动器设置过温故障标志，且闭合故障继电器；

43、步骤f2、判断所述驱动器的ipm模块温度是否降至预设温度值，若降至预设温度值，则进入等待状态，清除过温故障标志，并释放故障继电器；反之，则继续判断所述驱动器的ipm模块温度是否降至预设温度值，直至ipm模块温度降至预设温度值。

44、应用本发明的技术方案，至少具有以下有益效果：

45、(1)本发明中所述车辆冷却系统，采用所述驱动器将车辆上的直流电转换为三相交流电，用于为所述风机供电，能够取消原有的中间变频器，且简单可靠；同时，所述驱动器能够根据所述温度传感器监测的所述牵引电机的出水口温度变化，及时调控所述风机的工作频率，避免风机因高频率或满频率工作而产生噪音和能耗；再有，所述水泵采用直流电机，为与车辆电源直接连接提供了方便；采用所述控制部件便于在所述驱动器出现故障时或所述牵引电机出现过温时，直接取代所述驱动器调控所述车辆冷却系统使得牵引电机的温度降低在合适温度范围工作。

46、(2)本发明中所述车辆冷却系统的冷却方法采用所述驱动器能够实时对所述风机进行无极调速，精确匹配所述牵引电机的温度，既能使所述牵引电机在合适温度范围工作，又可降低所述车辆冷却系统的噪音和能耗。

47、(3)本发明中所述车辆冷却系统根据所述驱动器和所述继电器的组合结构可反向反馈所述车辆冷却系统的运行状态，提前采取故障识别修复方法，提高所述车辆冷却系统的可靠性。

48、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。