一种电动汽车液冷管路阻力增大故障的诊断系统及方法与流程

1.本发明涉及电动汽车领域，具体涉及一种电动汽车液冷管路阻力增大故障的诊断系统及方法。


背景技术：

2.电动汽车具有绿色环保和舒适节能等突出优点，是当前经济社会发展的重要领域。当前电动汽车多由锂离子动力电池包提供能量给主驱动电机以驱动电动汽车行驶，并使用液冷管路系统对电池包和主驱动电机进行热管理以保证二者工作过程处于合理的温度范围。液冷管路通常包括离心泵及其配套可调速电机、管道、电磁阀组、膨胀水箱和若干换热器等元件组成，其中电磁阀组用于控制各换热器的接通状态，以根据需要实现电池包温度调节、主驱动电机温度调节和冷却液温度调节等三类热管理功能中的一种或多种。
3.电动汽车行驶过程中，离心泵提供动力以克服冷却液的流动阻力，进而保证冷却液的正常循环。通常冷却液在管路中的流动处于阻力平方区状态，这种情况下流动的阻力系数与流速的二次方成正比。随着电动汽车服役时间的不断增加，液冷管路可能因为内壁结垢和局部堵塞与损坏等原因而出现阻力增大现象，这将导致冷却液流动阻力的增大，进而造成离心泵运行能耗的增加和冷却液流速的降低，对电动汽车的工作性能和续航带来不利影响。故十分有必要对电动汽车液冷管路进行经常性诊断以判断其是否出现阻力增大故障。
4.当前公知的技术手段中，需要将电动汽车上的液冷管路拆卸并由制造维护厂商使用专业的测试台对液冷管路进行测试以判断其是否出现阻力增大故障，这种方式耗时耗力十分不便。因此，有必要发展出新的方便可靠的方法，让电动汽车自身具备管路阻力增大故障的诊断能力。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提供一种成本低廉、稳定可靠、适应性广、易于实现的电动汽车液冷管路阻力增大故障诊断系统及方法。
6.本发明解决上述问题的技术方案是：一种电动汽车液冷管路阻力增大故障诊断系统，应用于电动汽车液冷管路，所述电动汽车液冷管路包括离心泵(1)、与离心泵(1)机械连接且用于驱动离心泵(1)运转的可调速电机(2)、与离心泵(1)入口机械连接的入口母管(3)、与离心泵(1)出口机械连接的出口母管(4)、分别与入口母管(3)和出口母管(4)机械连接的热交换系统(5)，所述热交换系统(5)包括电磁阀组(51)、膨胀水箱(52)、用于电池包温度调节的换热器(53)、用于电动汽车主驱动电机温度调节的换热器(54)和用于冷却液温度调节的换热器(55)这五种类型元件中的若干种元件，组成热交换系统(5)的各元件之间通过管道进行连接且各种类型换热器接通模式由电磁阀组(51)控制；所述电动汽车液冷管路阻力增大故障诊断系统的特征在于，包括差压传感器(6)、信息输入模块(7)、通讯模块(8)、存储模块(9)、运算模块(10)和控制模块(11)，差压传感器(6)、信息输入模块(7)和通讯模
块(8)各自与存储模块(9)电性连接，存储模块(9)、运算模块(10)和控制模块(11)依次电性连接；其中：
7.(a)差压传感器(6)的两端分别与入口母管(3)和出口母管(4)机械连接且均与管道内流体接触，用于测量离心泵(1)的出口与入口之间的压力差值；
8.(b)信息输入模块(7)用于在电动汽车出厂前输入液冷管路相关的测试结果数据和设计数据；
9.(c)通讯模块(8)用于存储模块(9)和电动汽车行车电脑之间的双向数据通讯；
10.(d)存储模块(9)用于存储差压传感器(6)的采集值、信息输入模块(7)的输入信息以及运算模块(10)的计算结果，并通过通讯模块(8)完成其与行车电脑的双向数据通讯；
11.(f)运算模块(10)用于从存储模块(9)读取数据并进行计算，并最终将诊断结果返回存储模块(9)；
12.(g)控制模块(11)根据运算模块(10)的诊断计算需要，控制电磁阀组(51)的开关状态和可调速电机(2)的转速。
13.根据上述电动汽车液冷管路阻力增大故障诊断系统，提供一种电动汽车液冷管路阻力增大故障的诊断方法，包括以下步骤：
14.步骤1、获得不同转速下离心泵(1)的流量
‑
扬程拟合函数组合和电动汽车液冷管路的设计参考流量q
r
，并输入信息输入模块(7)：
15.电动汽车出厂前，基于离心泵性能曲线测试平台，从转速n
min
开始，按固定的间隔δn逐步增大直到转速达到n
max
时为止，测试得到不同转速下离心泵(1)的流量
‑
扬程曲线，并使用最小二乘法拟合得到流量
‑
扬程拟合函数组合：
[0016][0017]
以上式(1)为离心泵(1)的流量
‑
扬程一元二次拟合函数组合，h为扬程，q为流量，n为离心泵(1)的转速符号，n
min
和n
max
分别是测试过程离心泵(1)的最低许可转速和最高许可转速，n
i
表示n
min
和n
max
之间的某个转速值，a
min
、b
min
和c
min
分别为离心泵(1)的转速为n
min
时流量
‑
扬程一元二次拟合函数的二次项系数、一次项系数和常数项，a
i
、b
i
和c
i
分别为离心泵(1)的转速为n
i
时流量
‑
扬程一元二次拟合函数的二次项系数、一次项系数和常数项，a
max
、b
max
和c
max
分别为离心泵(1)的转速为n
max
时流量
‑
扬程一元二次拟合函数的二次项系数、一次项系数和常数项；查阅电动汽车液冷管路设计资料，获得典型行驶工况和环境下液冷管路的设计参考流量q
r
；将以上函数组合拟合结果和设计参考流量q
r
输入信息输入模块(7)；
[0018]
步骤2、将步骤1中式(1)对应的流量
‑
扬程拟合函数组合改写为不同转速下由扬程值h求流量值q的计算式组合：
[0019][0020]
步骤3、电动汽车出厂前，测试并拟合计算得到液冷管路热交换系统(5)的所有单一类型换热器接通模式下各自的管路阻力系数值k
b
并输入信息输入模块(7)；
[0021]
步骤4、电动汽车服役过程，当电动汽车处于停车充电状态时，测试并拟合计算得到液冷管路热交换系统(5)的所有单一类型换热器接通模式下各自的管路阻力系数值k
t
并输入信息输入模块(7)；
[0022]
步骤5、针对液冷管路热交换系统(5)的所有单一类型换热器接通模式，依次比较各单一类型换热器接通模式下步骤3得到的k
b
值和步骤4得到的k
t
的大小，若某单一类型换热器接通模式下k
t
>k
b
，则判断液冷管路阻力增大，计算由此造成的输出功率增大值δw，并将该单一类型换热器接通模式及其对应的输出功率增大值δw反馈至行车电脑。
[0023]
上述电动汽车液冷管路阻力增大故障的诊断方法，所述步骤1中测试过程离心泵(1)处于最低许可转速n
min
和最高许可转速n
max
之间时，需使得对应的电动汽车液冷管路中各处流速均满足阻力平方区流动状态，且电动汽车液冷管路设计参考流量q
r
的选取也需满足该流量值下所对应的离心泵(1)的转速处于最低许可转速n
min
和最高许可转速n
max
之间这一条件。
[0024]
上述电动汽车液冷管路阻力增大故障的诊断方法，所述步骤3和步骤4中测试并拟合计算得到液冷管路热交换系统(5)的所有单一类型换热器接通模式下各自的管路阻力系数值，分为以下子步骤：
[0025]
子步骤s1、调节电磁阀组(51)的连通状态使热交换系统(5)处于某种单一类型换热器接通模式；
[0026]
子步骤s2、调节离心泵(1)的转速，使离心泵(1)的转速从n
min
开始，按固定的间隔δn逐步增大直到转速达到n
max
时为止，测量并记录得到这一过程带转速值的离心泵(1)出口和入口之间的压差值序列{(δp1，n1)，(δp2，n2)，
…
，(δp
i
，n
i
)，
…
}，该序列中为δp为压差值，n为转速值，(δp
i
，n
i
)代表当转速n
i
为时对应的压差值为δp
i
；
[0027]
子步骤s3、基于步骤2获得的由扬程值h求流量值q的计算式组合式(2)，依次将压差值δp代入扬程值h，并根据转速值信息，在子步骤s2获得的压差值序列基础上计算得流量值序列{(q1，n1)，(q2，n2)，
…
，(q
i
，n
i
)，
…
}，该序列中为q为流量值，n为转速值，(q
i
，n
i
)代表当转速n
i
为时对应的流量值为q
i
；
[0028]
子步骤s4、基于子步骤s2获得的压差值序列和子步骤s3获得的流量值序列，整理
得到流量
‑
压差序列{(q1，δp1)，(q2，δp2)，
…
，(q
i
，δp
i
)，
…
}，该序列中为q为流量值，δp为压差值，(q
i
，δp
i
)代表当转速n
i
为时对应的流量值和压差值分别为q
i
和δp
i
，即流量
‑
压差序列中每个流量值和压差值组合元素对应同一转速值；
[0029]
子步骤s5、使用最小二乘法对子步骤s5获得的流量
‑
压差序列{(q1，δp1)，(q2，δp2)，
…
，(q
i
，δp
i
)，
…
}进行函数拟合以获得电动汽车的管路阻力系数值k：
[0030]
δp＝kq2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0031]
式(3)中δp和q分别为离心泵(1)出口和入口之间的压差值和通过离心泵(1)的流量值；k为拟合得到的二次项系数值：针对步骤(3)，k对应电动汽车出厂前的管路阻力系数值k
b
；针对步骤(4)，k对应电动汽车服役过程的管路阻力系数值k
t
；
[0032]
子步骤s6、重复子步骤s1至子步骤s5，直至获得热交换系统(5)所有单一类型换热器接通模式下各自的管路阻力系数值k并输入信息输入模块(7)。
[0033]
上述电动汽车液冷管路阻力增大故障的诊断方法，所述步骤5中液冷管路热交换系统(5)的某单一类型换热器接通模式下输出功率增大值δw的计算式为：
[0034]
δw＝ρg(k
t
‑
k
b
)q
r3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0035]
式(4)中，q
r
为步骤1获得的、以体积流量表示的电动汽车液冷管路的设计参考流量，ρ和g分别为电动汽车液冷管路内冷却液的密度和重力加速度，k
b
和k
t
分别为液冷管路热交换系统(5)的某单一类型换热器接通模式下电动汽车出厂前和服役过程中的管路阻力系数值。
[0036]
上述电动汽车液冷管路阻力增大故障的诊断方法，步骤3至步骤5中所述的液冷管路热交换系统(5)的单一类型换热器接通模式，是通过调节电磁阀组(51)的连通状态进而改变液冷管路热交换系统(5)中各换热器与管路之间的接通状态而调整的，包括但不限于仅用于电池包温度调节的换热器(53)接通的模式、仅用于电动汽车主驱动电机温度调节的换热器(54)接通的模式和仅用于冷却液温度调节的换热器(55)接通的模式。
[0037]
本发明的有益效果在于：
[0038]
1、本发明在现有最基本的电动汽车液冷管路基础上仅仅只额外增设1个差压传感器，同时诊断系统涉及的其他模块功能只需要对现有的电路芯片进行简单改造便可实现，因而成本低廉、易于实现。
[0039]
2、本发明充分利用离心泵的测试数据，对不同转速下离心泵的流量
‑
扬程性能曲线进行改写，进而在已知离心泵转速和进出口差压的情况下较为准确地推知液冷管路的流量值，而不需要昂贵且易损坏的流量计，且事实上限于管路长度和空间，电动汽车上无法提供流量计安装使用条件，故本发明的诊断系统和方法成本低廉、适应性广。
[0040]
3、本发明抓住离心泵进出口差压就等于液冷管路热交换系统的压力损耗值这一特点，通过不断调整离心泵的转速，让液冷管路的流量值不断变化，通过测试记录和换算等手段得到一系列流量和差压组合数据，并基于函数拟合方式获得管路阻力系数值，这可以排除偶尔误差，具有稳定可靠、适应性广的优点。
[0041]
4、本发明充分利用电动汽车停车充电的有利时机对液冷管路的阻力系数值进行测试和计算，并与电动汽车出厂前存储的基准值进行比较，从而准确判断是否出现液冷管路阻力增大故障，这种方法不影响客户用车体验，适合推广。
附图说明
[0042]
图1为本发明实施例中电动汽车液冷管路阻力增大故障诊断系统及应用该系统的电动汽车液冷管路的结构示意图，其中1为离心泵，2为与离心泵(1)机械连接且用于驱动离心泵(1)运转的可调速电机，3为与离心泵(1)入口机械连接的入口母管，4为与离心泵(1)出口机械连接的出口母管，5为分别与入口母管(3)和出口母管(4)机械连接的热交换系统；51至55共同构成了热交换系统(5)，其中51为电磁阀组，52为膨胀水箱，53为用于电池包温度调节的换热器，54为用于电动汽车主驱动电机温度调节的换热器，55为用于冷却液温度调节的换热器；6至11共同构成电动汽车液冷管路阻力增大故障诊断系统，其中6为差压传感器，7为信息输入模块，8为通讯模块，9为存储模块，10为运算模块，11为控制模块。
[0043]
图2为本发明电动汽车液冷管路阻力增大故障的诊断方法的流程图。
具体实施方式
[0044]
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0045]
如图1所示，一种电动汽车液冷管路阻力增大故障诊断系统，应用于电动汽车液冷管路，所述电动汽车液冷管路包括离心泵(1)、与离心泵(1)机械连接且用于驱动离心泵(1)运转的可调速电机(2)、与离心泵(1)入口机械连接的入口母管(3)、与离心泵(1)出口机械连接的出口母管(4)、分别与入口母管(3)和出口母管(4)机械连接的热交换系统(5)，所述热交换系统(5)包括电磁阀组(51)、膨胀水箱(52)、用于电池包温度调节的换热器(53)、用于电动汽车主驱动电机温度调节的换热器(54)和用于冷却液温度调节的换热器(55)这五种类型元件中的若干种元件，组成热交换系统(5)的各元件之间通过管道进行连接且各种类型换热器接通模式由电磁阀组(51)控制；所述电动汽车液冷管路阻力增大故障诊断系统的特征在于，包括差压传感器(6)、信息输入模块(7)、通讯模块(8)、存储模块(9)、运算模块(10)和控制模块(11)，差压传感器(6)、信息输入模块(7)和通讯模块(8)各自与存储模块(9)电性连接，存储模块(9)、运算模块(10)和控制模块(11)依次电性连接；其中：
[0046]
(a)差压传感器(6)的两端分别与入口母管(3)和出口母管(4)机械连接且均与管道内流体接触，用于测量离心泵(1)的出口与入口之间的压力差值；
[0047]
(b)信息输入模块(7)用于在电动汽车出厂前输入液冷管路相关的测试结果数据和设计数据；
[0048]
(c)通讯模块(8)用于存储模块(9)和电动汽车行车电脑之间的双向数据通讯；
[0049]
(d)存储模块(9)用于存储差压传感器(6)的采集值、信息输入模块(7)的输入信息以及运算模块(10)的计算结果，并通过通讯模块(8)完成其与行车电脑的双向数据通讯；
[0050]
(f)运算模块(10)用于从存储模块(9)读取数据并进行计算，并最终将诊断结果返回存储模块(9)；
[0051]
(g)控制模块(11)根据运算模块(10)的诊断计算需要，控制电磁阀组(51)的开关状态和可调速电机(2)的转速。
[0052]
膨胀水箱(52)用于补偿因温度变化造成的冷却液容积和压力变动。
[0053]
如图2所示，一种基于电动汽车液冷管路阻力增大故障诊断系统的诊断方法，包括如下步骤：
[0054]
步骤1、获得不同转速下离心泵(1)的流量
‑
扬程拟合函数组合和电动汽车液冷管
路的设计参考流量q
r
，并输入信息输入模块(7)：
[0055]
电动汽车出厂前，基于离心泵性能曲线测试平台，从转速n
min
开始，按固定的间隔δn逐步增大直到转速达到n
max
时为止，测试得到不同转速下离心泵(1)的流量
‑
扬程曲线，并使用最小二乘法拟合得到流量
‑
扬程拟合函数组合：
[0056][0057]
以上式(1)为离心泵(1)的流量
‑
扬程一元二次拟合函数组合，h为扬程，q为流量，n为离心泵(1)的转速符号，n
min
和n
max
分别是测试过程离心泵(1)的最低许可转速和最高许可转速，n
i
表示n
min
和n
max
之间的某个转速值，a
min
、b
min
和c
min
分别为离心泵(1)的转速为n
min
时流量
‑
扬程一元二次拟合函数的二次项系数、一次项系数和常数项，a
i
、b
i
和c
i
分别为离心泵(1)的转速为n
i
时流量
‑
扬程一元二次拟合函数的二次项系数、一次项系数和常数项，a
max
、b
max
和c
max
分别为离心泵(1)的转速为n
max
时流量
‑
扬程一元二次拟合函数的二次项系数、一次项系数和常数项；查阅电动汽车液冷管路设计资料，获得典型行驶工况和环境下液冷管路的设计参考流量q
r
；将以上函数组合拟合结果和设计参考流量q
r
输入信息输入模块(7)。
[0058]
进一步地，步骤1中测试过程离心泵(1)处于最低许可转速n
min
和最高许可转速n
max
之间时，需使得对应的电动汽车液冷管路中各处流速均满足阻力平方区流动状态，且电动汽车液冷管路设计参考流量q
r
的选取也需满足该流量值下所对应的离心泵(1)的转速处于最低许可转速n
min
和最高许可转速n
max
之间这一条件。
[0059]
优选地，转速调整间隔δn可为最高许可转速n
max
和最低许可转速n
min
之差的十分之一至五分之一。
[0060]
步骤2、将步骤1中式(1)对应的流量
‑
扬程拟合函数组合改写为不同转速下由扬程值h求流量值q的计算式组合：
[0061][0062]
步骤3、电动汽车出厂前，测试并拟合计算得到液冷管路热交换系统(5)的所有单一类型换热器接通模式下各自的管路阻力系数值k
b
并输入信息输入模块(7)。
[0063]
步骤4、电动汽车服役过程，当电动汽车处于停车充电状态时，测试并拟合计算得到液冷管路热交换系统(5)的所有单一类型换热器接通模式下各自的管路阻力系数值k
t
并输入信息输入模块(7)。
[0064]
进一步地，步骤3和步骤4中测试并拟合计算得到液冷管路热交换系统(5)的所有单一类型换热器接通模式下各自的管路阻力系数值，分为以下子步骤：
[0065]
子步骤s1、调节电磁阀组(51)的连通状态使热交换系统(5)处于某种单一类型换热器接通模式；
[0066]
子步骤s2、调节离心泵(1)的转速，使离心泵(1)的转速从n
min
开始，按固定的间隔δn逐步增大直到转速达到n
max
时为止，测量并记录得到这一过程带转速值的离心泵(1)出口和入口之间的压差值序列{(δp1，n1)，(δp2，n2)，
…
，(δp
i
，n
i
)，
…
}，该序列中为δp为压差值，n为转速值，(δp
i
，n
i
)代表当转速n
i
为时对应的压差值为δp
i
；
[0067]
子步骤s3、基于步骤2获得的由扬程值h求流量值q的计算式组合式(2)，依次将压差值δp代入扬程值h，并根据转速值信息，在子步骤s2获得的压差值序列基础上计算得流量值序列{(q1，n1)，(q2，n2)，
…
，(q
i
，n
i
)，
…
}，该序列中为q为流量值，n为转速值，(q
i
，n
i
)代表当转速n
i
为时对应的流量值为q
i
；
[0068]
子步骤s4、基于子步骤s2获得的压差值序列和子步骤s3获得的流量值序列，整理得到流量
‑
压差序列{(q1，δp1)，(q2，δp2)，
…
，(q
i
，δp
i
)，
…
}，该序列中为q为流量值，δp为压差值，(q
i
，δp
i
)代表当转速n
i
为时对应的流量值和压差值分别为q
i
和δp
i
，即流量
‑
压差序列中每个流量值和压差值组合元素对应同一转速值；
[0069]
子步骤s5、使用最小二乘法对子步骤s5获得的流量
‑
压差序列{(q1，δp1)，(q2，δp2)，
…
，(q
i
，δp
i
)，
…
}进行函数拟合以获得电动汽车的管路阻力系数值k：
[0070]
δp＝kq2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0071]
式(3)中δp和q分别为离心泵(1)出口和入口之间的压差值和通过离心泵(1)的流量值；k为拟合得到的二次项系数值：针对步骤(3)，k对应电动汽车出厂前的管路阻力系数值k
b
；针对步骤(4)，k对应电动汽车服役过程的管路阻力系数值k
t
。
[0072]
子步骤s6、重复子步骤s1至子步骤s5，直至获得热交换系统(5)所有单一类型换热器接通模式下各自的管路阻力系数值k并输入信息输入模块(7)。
[0073]
步骤5、针对液冷管路热交换系统(5)的所有单一类型换热器接通模式，依次比较各单一类型换热器接通模式下步骤3得到的k
b
值和步骤4得到的k
t
的大小，若某单一类型换热器接通模式下k
t
>k
b
，则判断液冷管路阻力增大，计算由此造成的输出功率增大值δw，并将该单一类型换热器接通模式及其对应的输出功率增大值δw反馈至行车电脑。
[0074]
进一步地，步骤5中液冷管路热交换系统(5)的某单一类型换热器接通模式下输出功率增大值δw的计算式为：
[0075]
δw＝ρg(k
t
‑
k
b
)q
r3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0076]
式(4)中，q
r
为步骤1获得的、以体积流量表示的电动汽车液冷管路的设计参考流量，ρ和g分别为电动汽车液冷管路内冷却液的密度和重力加速度，k
b
和k
t
分别为液冷管路热交换系统(5)的某单一类型换热器接通模式下电动汽车出厂前和服役过程中的管路阻力系数值。
[0077]
进一步地，步骤3至步骤5中所述的液冷管路热交换系统(5)的单一类型换热器接
通模式，是通过调节电磁阀组(51)的连通状态进而改变液冷管路热交换系统(5)中各换热器与管路之间的接通状态而调整的，包括但不限于仅用于电池包温度调节的换热器(53)接通的模式、仅用于电动汽车主驱动电机温度调节的换热器(54)接通的模式和仅用于冷却液温度调节的换热器(55)接通的模式。
[0078]
实施例
[0079]
某纯电动汽车使用液冷管路系统进行热管理，冷却液为水，其液冷管路和阻力增大故障诊断系统的组成可参见附图1，本实施例中液冷管路阻力增大故障诊断系统主要基于arm芯片及相关集成电路并进行嵌入式开发来实现。该液冷管路系统包括用于电池包温度调节的换热器、用于电动汽车主驱动电机温度调节的换热器和用于冷却液温度调节的换热器这三类换热器，用于电池包温度调节的换热器主要利用冷却液实现电池包的冷却，用于电动汽车主驱动电机温度调节的换热器主要利用冷却液实现主驱动电机及其控制器的冷却，用于冷却液温度调节的换热器主要是利用外界环境的空气流动实现冷却液自身的降温。上述三类换热器各自的出入口均通过电磁阀组和冷却管路系统连接，故调节电磁阀组的开关状态即可控制各类换热器是否接入冷却管路。根据液冷管路设计资料，确定典型行驶工况和环境下液冷管路的设计参考流量q
r
＝3e
‑
4m3/s，离心泵最低许可转速n
min
＝1000r/min，最高许可转速n
max
＝3500r/min。
[0080]
该电动汽车出厂前，由离心泵供应商使用基于离心泵性能曲线测试平台，从转速n
min
＝1000r/min开始，按固定的间隔δn＝(n
max
‑
n
min
)/5＝500r/min，逐步增大直到转速达到n
max
＝3500r/min时为止，测试得到不同转速下离心泵的流量
‑
扬程曲线，并使用最小二乘法拟合得到流量
‑
扬程拟合函数组合，拟合函数选取一元二次函数，拟合得到的二次项系数、一次项系数和常数项见表1。
[0081]
表1不同转速下离心泵流量
‑
扬程曲线拟合函数结果
[0082]
转速(r/min)二次项系数一次项系数常数项1000
‑
8.54e6
‑
4.99e33.51500
‑
8.54e6
‑
7.49e37.8752000
‑
8.54e06
‑
9.98e3142500
‑
8.54e6
‑
1.25e421.8753000
‑
8.54e6
‑
1.50e431.53500
‑
8.54e6
‑
1.75e442.875
[0083]
表1中第1行即表示当转速为1000r/min时，测试得到的离心泵流量(q)
‑
扬程(h)曲线可拟合为一元二次函数形式h＝
‑
8.54e6q2‑
4.99e3q 3.5。根据表1的拟合结果，容易得到式(1)所示的流量
‑
扬程拟合函数组合，也可进一步改写得到式(2)所示的不同转速下由扬程值h求流量值q的计算式组合。
[0084]
该电动汽车出厂前，进行管路阻力系数值的测定。通过调节电磁阀组，可以使该电动汽车液冷管路热交换系统分别处于三种不同的单一类型换热器接通模式：仅用于电池包温度调节的换热器接通的模式、仅用于电动汽车主驱动电机温度调节的换热器接通的模式和仅用于冷却液温度调节的换热器接通的模式。在某种单一类型换热器接通模式下，通过调整离心泵的转速获得不同的流量值，并通过测试数据的处理变换和计算，进而获得流量
‑
压差序列，最终对流量
‑
压差序列按式(3)所示的函数进行拟合。
[0085]
该电动汽车出厂前，不同的单一类型换热器接通模式下，测试和拟合计算获得的电动汽车的管路阻力系数值k
b
见表2。
[0086]
表2电动汽车出厂前测试拟合得到的管路阻力系数值k
b
[0087]
单一类型换热器接通模式管路阻力系数值k
b
仅用于电池包温度调节的换热器接通8.60e7仅用于电动汽车主驱动电机温度调节的换热器接通9.35e7仅用于冷却液温度调节的换热器接通7.62e7
[0088]
表2中第1行表示当仅用于电池包温度调节的换热器接通时，测试得到的该单一类型换热器接通模式下管路阻力系数值k
b
为8.60e7。
[0089]
类似地，该电动汽车出厂并服役一段时间后，某时刻该电动汽车为停止状态，并使用充电桩进行充电。诊断系统从行车电脑获知这一车辆状态后，对液冷系统进行不同的单一类型换热器接通模式下管路阻力系数值的测定。测试和拟合计算获得的电动汽车的管路阻力系数值k
t
见表3。
[0090]
表3电动汽车服役后测试拟合得到的管路阻力系数值k
t
[0091]
单一类型换热器接通模式管路阻力系数值k
t
仅用于电池包温度调节的换热器接通8.58e7仅用于电动汽车主驱动电机温度调节的换热器接通12.66e7仅用于冷却液温度调节的换热器接通7.62e7
[0092]
通过比较表2和表3，容易发现该电动汽车服役一段时间后，仅用于电池包温度调节的换热器接通和仅用于冷却液温度调节的换热器接通这两种单一类型换热器接通模式下，管路阻力系数值变化不大；而仅用于电动汽车主驱动电机温度调节的换热器接通这种单一类型换热器接通模式下，管路阻力系数值从9.35e7上升至12.66e7，上升幅度较为明显，出现液冷管路阻力增大故障，计算模式下输出功率增大值δw为：
[0093]
δw＝ρg(k
t
‑
k
b
)q
r3
[0094]
＝1000*9.8*(12.66e7
‑
9.35e7)*(3e
‑
4)3[0095]
＝8.76w
[0096]
故判断仅用于电动汽车主驱动电机温度调节的换热器接通的模式下液冷管路阻力增大，并造成输出功率增大值为8.76w。将以上诊断结果发送至该电动汽车行车电脑，并由行车电脑通知厂商维护人员。维护人员对该电动汽车用于电动汽车主驱动电机温度调节的换热器进行检查后发现了该换热器具有局部堵塞现象，故造成了仅用于电动汽车主驱动电机温度调节的换热器接通的模式下液冷管路阻力增大故障。
[0097]
需要指出的是，本说明书所指的液冷管路中的电磁阀组，可由若干的多通道电磁阀和若干的管道互相串并联组成，能够灵活调整各种类型的换热器是否接入液冷管路。同时，为了诊断需要，管路阻力系数测试过程一次只接入一种类型的换热器；而实际电动汽车正常工作行驶过程中，可以同时接入多种类型的换热器以满足热管理需要。
[0098]
本实施例提供的电动汽车液冷管路阻力增大故障的诊断系统及方法，在现有最基本的电动汽车液冷管路基础上仅仅只额外增设1个差压传感器，同时诊断系统涉及的其他模块功能只需要对现有的电路芯片进行简单改造便可实现。诊断过程充分利用离心泵的测试数据，对不同转速下离心泵的流量
‑
扬程性能曲线进行改写，进而在已知离心泵转速和进
出口差压的情况下较为准确地推知液冷管路的流量值，而不需要昂贵且已损坏的流量计；同时抓住离心泵进出口差压就等于液冷管路热交换系统的压力损耗值这一特点，通过不断调整离心泵的转速，让液冷管路的流量值不断变化，通过测试记录和换算等手段得到一系列流量和差压组合数据，并基于函数拟合方式获得管路阻力系数值，这可以排除偶尔误差。具体触发诊断的时机选择上，则充分利用电动汽车停车充电的有利时机对液冷管路的阻力系数值进行测试和计算，并与电动汽车出厂前存储的基准值进行比较，从而准确判断是否出现液冷管路阻力增大故障。因此，本实施例提供的电动汽车液冷管路阻力增大故障的诊断系统及方法具有成本低廉、易于实现、适应性广和不影响用户行车体验等一系列突出优点。