一种集成油冷的电驱系统的油路切换方法与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种集成油冷的电驱系统的油路切换方法。


背景技术：

2.随着大众环保意识的增强，新能源汽车的市场日益壮大。新能源汽车电驱系统的冷却系统对电驱的动力总成效率起着至关重要的作用。但是现有的新能源汽车电驱系统的冷却系统结构复杂，冷却效果不稳定，导致新能源汽车的电驱系统的温度波动较大，影响动力输出效率。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提出一种集成油冷的电驱系统的油路切换方法，能够维持电驱系统的温度稳定，保证电驱系统的动力效率。
4.本发明的实施例提供一种集成油冷的电驱系统的油路切换方法，适用一种集成油冷的电驱系统，所述电驱系统包括储油器、油泵、调节器、散热器以及冷却油道；所述油泵用于将所述储油器中冷却油压送至所述调节器；所述调节器用于通过控制冷却油流向所述冷却油道或所述散热器，切换油路循环；所述散热器用于对冷却油进行散热；所述冷却油道用于通过接收所述散热器或所述调节器输送的冷却油，吸收所述电驱系统的发热部件的热量，并将冷却油输送至储油器；所述电驱系统中分布有至少一个温度传感器；
5.所述方法包括：
6.通过分布在所述电驱系统中的温度传感器检测所述电驱系统的温度数据；
7.根据所述温度数据在预设的控制指令库中匹配对应的控制指令；
8.根据所述控制指令控制所述调节器切换所述电驱系统的油道。
9.优选地，所述电驱系统的发热部件包括控制器、电机和减速器；
10.所述控制器、所述电机和所述减速器集成在所述电驱系统的壳体内部，与分布在所述电驱系统的壳体内部的所述冷却油道接触。
11.作为一种优选方案，所述储油器、所述油泵、所述调节器和所述冷却油道配置在所述电驱系统的壳体内部；所述散热器配置在壳体外部；
12.所述储油器、所述油泵、所述调节器、所述冷却油道和所述散热器通过油道连接构成两条油路循环；分别为外循环油路和内循环油路；
13.所述外循环油路由所述储油器、所述油泵、所述调节器、所述散热器和所述冷却油道依次连接构成；
14.所述内循环油路由所述储油器、所述油泵、所述调节器和所述冷却油道依次连接构成。
15.优选地，所述电驱系统的控制器的功率元器件上配置有第一温度传感器；
16.所述电驱系统的电机的定子绕组上配置有第二温度传感器；
17.所述电驱系统的调节器上配置有第三温度传感器。
18.作为上述方案的改进，所述温度数据包括第一温度值、第二温度值和第三温度值；
19.所述通过分布在所述电驱系统中的温度传感器检测所述电驱系统的温度数据，具体包括：
20.通过所述第一温度传感器检测所述控制器的第一温度值；
21.通过所述第二温度传感器检测所述电机的第二温度值；
22.通过所述第三温度传感器检测所述调节器中通过的冷却油的第三温度值。
23.优选地，所述根据所述温度数据在预设的控制指令库中匹配对应的控制指令；
24.当所述温度数据中的第一温度值小于预设的第一温度阈值，且所述温度数据中的第二温度值小于预设的第二温度阈值，且所述温度数据中的第三温度值小于预设的第三温度阈值时，匹配所述控制指令库中的第一控制指令；
25.当所述第一温度值不小于所述第一温度阈值，或所述第二温度值不小于所述第二温度阈值，或所述第三温度值不小于所述第三温度阈值时，匹配所述控制指令库中的第二控制指令。
26.优选地，所述根据所述控制指令控制所述调节器切换所述电驱系统的油道，具体包括：
27.当所述控制指令为第一控制指令时，控制所述调节器将所述油泵输送的冷却油直接输送至所述冷却油道；
28.当所述控制指令为第二控制指令时，控制所述调节器将所述油泵输送的冷却油输送至所述散热器。
29.作为一种优选方案，所述调节器包括三通阀；
30.所述三通阀的油路输入端与所述油泵的油路输出端连接，所述三通阀的第一油路输出端与所述散热器的油路输入端连接，所述三通阀的第二油路输出端与所述冷却油道的油道输入端连接。
31.优选地，所述控制器与壳体之间设有冷却油道，所述电机与壳体之间设有冷却油道，所述减速器与壳体之间设有冷却油道；
32.所述壳体内分布的冷却油道还包括润滑油道，所述润滑油道敷设于所述减速器的齿轮、轴承与壳体之间，用于对所述减速器进行润滑。
33.优选地，所述电驱系统还包括滤油器；
34.所述滤油器过滤所述油泵的油道回路中的冷却油的杂质。
35.本发明提供一种集成油冷的电驱系统的油路切换方法，所述电驱系统包括储油器、油泵、调节器、散热器以及冷却油道；所述油泵用于将所述储油器中冷却油压送至所述调节器；所述调节器用于通过控制冷却油流向所述冷却油道或所述散热器，切换油路循环；所述散热器用于对冷却油进行散热；所述冷却油道用于通过接收所述散热器或所述调节器输送的冷却油，吸收所述电驱系统的发热部件的热量，并将冷却油输送至储油器；所述电驱系统中分布有至少一个温度传感器；通过分布在所述电驱系统中的温度传感器检测所述电驱系统的温度数据；根据所述温度数据在预设的控制指令库中匹配对应的控制指令；根据所述控制指令控制所述调节器切换所述电驱系统的油道。通过检测电驱系统的温度，改变电驱系统配置的油路循环，实现不同的冷却效果；均衡电驱系统的温度，保证电驱系统工作在适宜温度范围，保障电驱系统动力输出的效率。
附图说明
36.图1是本发明实施例提供的集成油冷的电驱系统的结构示意图；
37.图2是本发明实施例提供的一种集成油冷的电驱系统的油路切换方法的流程示意图；
38.图3是本发明另一实施例提供的一种集成油冷的电驱系统的结构示意图；
39.图4是本发明实施例提供的一种调节器的结构示意图。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.参见图1，是本发明实施例提供的集成油冷的电驱系统的结构示意图，所述电驱系统包括储油器5、油泵6、调节器8、散热器9以及冷却油道10；
42.储油器5的油路输出端通过油道与油泵6的油道输入端连接，油泵6的油路输出端与调节器8的油路输入端连接，调节器8的第一油路输出端与散热器9的油路输入端连接，调节器8的第二油路输出端与冷却油道10的油道输入端连接，冷却油道10的油路输出端、散热器9的油路输出端均与冷却油道10的油路输入端连接，冷却油道10的油路输出端与储油器5的油路输入端连接；构成电驱系统的油路循环；
43.储油器5用于收集油道回路中流回的冷却油，储油器5的底部安装有放油螺栓，能够放出油道回路中的冷却油，并对冷却油进行替换；
44.油泵6用于将储油器5中的冷却油压送至调节器8中；
45.调节器8用于通过控制冷却油流向冷却油道10或散热器9，切换油路循环；
46.散热器9用于对经过散热器的冷却油进行散热，并将散热后的冷却油输送至冷却油道；
47.冷却油道10用于接收散热器9或调节器8输送的冷却油，通过流经的冷却油吸收所述电驱系统的发热部件的热量，并将冷却油输送至储油器5；
48.电驱系统中分布有至少一个温度传感器t，用于检测电驱系统中不同部位的温度。
49.参见图2，是本发明实施例提供的一种集成油冷的电驱系统的油路切换方法的流程示意图，所述方法包括步骤s1～s3：
50.s1，通过分布在所述电驱系统中的温度传感器检测所述电驱系统的温度数据；
51.s2，根据所述温度数据在预设的控制指令库中匹配对应的控制指令；
52.s3，根据所述控制指令控制所述调节器切换所述电驱系统的油道。
53.在本实施例具体实施时，通过分布在电驱系统中的温度传感器，监测电驱系统中不同位置的温度，获得对应的温度数据；所述温度数据包括电驱系统中至少一个部位的温度；温度数据中数据数量取决于所述电驱系统中分布的温度传感器的数量；
54.根据所述温度数据中的温度，在预设的控制指令库中匹配对应的控制指令；所述控制指令库中包括温度数据中各个温度数据的温度与控制指令的对应关系；通过判断温度数据中每一温度值与对应设置的阈值的大小关系，匹配对应的控制指令；
55.根据匹配的控制指令控制所述调节器改变冷却油的流向，控制冷却油直接流向冷却油道，或流经散热器，散热后再流向冷却油道，切换油路循环；
56.通过检测电驱系统的温度，改变电驱系统配置的油路循环，实现不同的冷却效果；均衡电驱系统的温度，保证电驱系统工作在适宜温度范围，保障电驱系统动力输出的效率。
57.在本发明提供的又一实施例中，所述电驱系统的发热部件包括控制器、电机和减速器；
58.所述控制器、所述电机和所述减速器集成在所述电驱系统的壳体内部，与分布在所述电驱系统的壳体内部的所述冷却油道接触。
59.在本实施例具体实施时，参见图3，是本发明另一实施例提供的一种集成油冷的电驱系统的结构示意图；所述电驱系统的发热部件包括控制器2、电机3、和减速器4；
60.控制器2、电机3和减速器4集成在所述电驱系统的壳体1内部，与壳体1内部分布的冷却油道10接触；冷却油道10用于循环流通冷却油通过热传递带走集成在壳体1内部的控制器2、电机3和减速器4的热量；
61.通过壳体中的冷却油道，对壳体内部的控制器、电机和减速器进行热传递降温，能够提高热传递效率，提高电驱系统的动力总成效率。
62.在本发明提供的又一实施例中，所述储油器、所述油泵、所述调节器和所述冷却油道配置在所述电驱系统的壳体内部；所述散热器配置在壳体外部；
63.所述储油器、所述油泵、所述调节器、所述冷却油道和所述散热器通过油道连接构成两条油路循环；分别为外循环油路和内循环油路；
64.所述外循环油路由所述储油器、所述油泵、所述调节器、所述散热器和所述冷却油道依次连接构成；
65.所述内循环油路由所述储油器、所述油泵、所述调节器和所述冷却油道依次连接构成。
66.在本实施例具体实施时，储油器5、油泵6、调节器8和冷却油道10配置在所述电驱系统的壳体1的内部；
67.散热器9配置在壳体外部；通过热传递将油道回路中的冷却油的热量传递到散热器外部，提高电驱系统的散热效率。
68.需要说明的是，图1的实施例中，散热器9配置在壳体外部，便于散热；在其他实施例中，所述散热器配置在壳体上，向壳体外部散热；所述散热器也可配置在壳体内部，通过额外配置散热通道传递热量，将热量传递到壳体外部。
69.所述系统由调节器切换油路输入端和油路输出端的连接关系，实现两条不同的循环油路，包括外循环油路和内循环油路。
70.外循环油路依次由储油器5、油泵6、调节器8、散热器9和流经控制器2、电机3和减速器4的冷却油道10组成，通过配置在壳体外部的散热器散热，提高系统的散热效率；
71.内循环油路依次由储油器5、油泵6、调节器8和流经控制器2、电机3和减速器4的冷却油道10组成，无需经过配置在壳体外部的散热器，能够实现小功率状态下的散热。
72.在本发明提供的又一实施例中，所述电驱系统的控制器的功率元器件上配置有第一温度传感器；
73.所述电驱系统的电机的定子绕组上配置有第二温度传感器；
74.所述电驱系统的调节器上配置有第三温度传感器。
75.在本实施例具体实施时，参见图3，电驱系统的控制器2的第一温度传感器t1配置在功率元器件上，第一温度传感器t1用于检测控制器的温度；
76.电驱系统的电机3的第二温度传感器t2配置在定子绕组上，第二温度传感器t2用于检测电机的温度；
77.电驱系统的调节器8的第三温度传感器t3配置在调节器的油道中，第三温度传感器t3用于检测调节器上通过的冷却油的温度。
78.在本发明提供的又一实施例中，在本发明提供的又一实施例中，所述温度数据包括第一温度值、第二温度值和第三温度值；
79.所述步骤s1具体包括：
80.通过所述第一温度传感器检测所述控制器的第一温度值；
81.通过所述第二温度传感器检测所述电机的第二温度值；
82.通过所述第三温度传感器检测所述调节器中通过的冷却油的第三温度值。
83.在本实施例具体实施时，所述温度数据包括分在电驱系统中的每一温度传感器获取的温度，即：
84.通过控制器2的功率元器件上配置的第一温度传感器t1获取的第一温度值t1；
85.通过电机3的定子绕组上配置有第二温度传感器t2获取的第二温度值t2；
86.通过调节器8上配置有第三温度传感器t3获取的第三温度值t3；
87.通过配置在电驱系统中的温度传感器检测受温度影响较大的控制器，以及发热较大的电机的温度，能够更加准确反应电驱系统的温度；通过调节器上配置的温度传感器，能够检测油路循环中冷却油的温度，反映当前油路循环的冷却效果；根据调节器、电机和控制器上的温度，能够确定电驱系统的温度情况。
88.在本发明提供的又一实施例中，所述步骤s2具体包括：
89.当所述温度数据中的第一温度值小于预设的第一温度阈值，且所述温度数据中的第二温度值小于预设的第二温度阈值，且所述温度数据中的第三温度值小于预设的第三温度阈值时，匹配所述控制指令库中的第一控制指令；
90.当所述第一温度值不小于所述第一温度阈值，或所述第二温度值不小于所述第二温度阈值，或所述第三温度值不小于所述第三温度阈值时，匹配所述控制指令库中的第二控制指令。
91.在本实施例具体实施时，在实现油路切换前，需要预先对温度数据中每一部件的设置温度阈值，即对控制器2设置第一温度阈值a，对电机3设置第二温度阈值b，对调节器设置第三温度阈值c；
92.在获取温度数据后，对温度数据中的每一温度值与对应设置的温度阈值进行判断；即，判断第一温度值t1与第一温度阈值a的大小关系，判断第二温度值t2与第二温度阈值b的大小关系，判断第三温度值t3与第三温度阈值c的大小关系；
93.当t1《a，且t2《b，且t3《c时，即温度数据中所有温度值均小于对应设置的温度阈值，表明电驱系统的温度较低，匹配所述控制指令库中的第一控制指令；
94.当t1≥a，或t2≥b，或t3≥c时，即温度数据中存在温度值不小于对应设置的温度阈值，表明电驱系统的温度偏高，匹配所述控制指令库中的第二控制指令；
95.通过温度值与预设的温度阈值进行比较，确定电驱系统的温度状态，是维持在较低状态还是偏高状态，匹配控制指令，控制调节器均衡温度。
96.在本发明提供的又一实施例中，所述步骤s3，具体包括：
97.当所述控制指令为第一控制指令时，控制所述调节器将所述油泵输送的冷却油直接输送至所述冷却油道；
98.当所述控制指令为第二控制指令时，控制所述调节器将所述油泵输送的冷却油输送至所述散热器。
99.在本实施例具体实施时，当所述控制指令为第一控制指令时，即通过温度数据判定电驱系统的温度保持在较低的温度条件下，控制所述调节器将所述油泵输送的冷却油直接输送至所述冷却油道；即将所述油道循环切换至内循环油路；冷却油不经过散热器散热，保持电驱系统的温度均衡，不至于过低。
100.当所述控制指令为第二控制指令时，即通过温度数据判定电驱系统的温度偏高，控制所述调节器将所述油泵输送的冷却油输送至所述散热器，由散热器散热后，再输送至所述冷却油道；即将所述油道循环切换至外循环油路；冷却油经过散热器散热，提高散热效率，保持电驱系统的温度均衡，不至于过高。
101.通过维持电驱系统温度均衡，避免电驱系统温度过低时，由于冷却油粘度大，电机轴承、减速器齿轮和轴承摩擦损失大，加剧减速器齿轮的磨损的现象，也能避免电驱系统持续温度过低运行，动力效率降低的问题，提高电驱系统低温运行效率和整车冬季续航里程；避免电驱系统温度过高时，电驱系统的工作性能不稳定，导致动力输出效率降低，并避免潜在的超温导致的风险。
102.在本发明提供的又一实施例中，所述调节器包括三通阀；
103.所述三通阀的油路输入端与所述油泵的油路输出端连接，所述三通阀的第一油路输出端与所述散热器的油路输入端连接，所述三通阀的第二油路输出端与所述冷却油道的油道输入端连接。
104.在本实施例具体实施时，参见图4，是本发明实施例提供的一种调节器的结构示意图；所述调节器为一三通阀；
105.油泵压送的冷却油由三通阀的油路输入端in流入三通阀，三通阀的第一油路输出端out1与散热器的油路输入端连接，三通阀的第二油路输出端out2与冷却油道的油道输入端连接；
106.三通阀中通过开关k的位置控制冷却油流向，在图4中的a)中，开关k偏向第一油路输出端out1的方向，则控制冷却油流向冷却油道，即进入内循环油路；在图4中的b)中，开关k偏向第二油路输出端out2的方向，则控制冷却油流向散热器，即进入外循环油路。
107.通过三通阀控制冷却油的流向不同的油路输出端，便于控制油路循环，调节器的结构简单。
108.在本发明提供的又一实施例中，优选地，所述控制器与壳体之间设有冷却油道，所述电机与壳体之间设有冷却油道，所述减速器与壳体之间设有冷却油道；
109.所述壳体内分布的冷却油道还包括润滑油道，所述润滑油道敷设于所述减速器的齿轮、轴承与壳体之间，用于对所述减速器进行润滑。
110.在本实施例具体实施时，控制器2通过直流母线与电驱系统的电池相连，通过铜排
与电机3的三相线相连，电机3的动力输出端与减速器4的动力输入端相连，减速器4的动力输出端输出动力，即电机3的输出轴和减速器4的输入轴同轴连接；控制器接收配置的电池的能量，控制电机工作，电机经由减速器输出动力，实现电驱系统的动力输出。
111.控制器2与壳体1敷设的冷却油道10直接接触，通过热传递给控制器降温；
112.电机3与壳体1敷设冷却油道10接触，通过热传递给电机降温；
113.减速器4的齿轮、轴承与壳体1之间设有润滑油道，润滑油道作为冷却油道的一部分，通过冷却油道中的冷却油给减速器降温的同时，对冷却器的部件进行润滑，提高系统的集成率，减少成本。
114.在本发明提供的又一实施例中，所述电驱系统还包括滤油器；
115.所述滤油器过滤所述油泵的油道回路中的冷却油的杂质。
116.在本实施例具体实施时，参见图3，所述系统还包括滤油器7，滤油器7的油道输入端与油泵6的油道输出端连接，滤油器的油道输出端与调节器8的油道输入端连接；
117.滤油器7用于将油道回路中冷却油的杂质进行过滤，减少冷却油中的杂质，避免油路堵塞。
118.需要说明的是，在图3中，所述滤油器集成在壳体内部，以节约油道回路的成本，在其他实施例中配置在壳体外部，通过输油管道与油泵和调节器连接，构成油道回路。
119.需要说明的是，冷却油道流经所述控制器、所述电机和所述减速器的顺序并不会对本方案技术效果产生实质性影响，均在本方案的保护范围。
120.在本发明提供的又一实施例中，所述冷却油道依次经过集成在内部的控制器2的发热部件、电机3的发热部件和减速器4的发热部件；
121.冷却油道优先经过控制器，对控制器的发热部件进行优先降温，避免控制器由于温度过高导致性能降低，提高控制器的工作效率。
122.在本发明提供的又一实施例中，所述冷却油道依次经过集成在内部的电机3的发热部件、控制器2的发热部件和减速器4的发热部件；
123.冷却油道优先经过电机，对电机的发热部件进行优先降温，避免电机由于温度过高存在的安全隐患，提高电驱系统的安全性能。
124.在本发明提供的又一实施例中，所述冷却油道同时流经集成在内部的电机3的发热部件、控制器2的发热部件和减速器4的发热部件；
125.冷却油道同时对电机、控制器和减速器进行降温，平均化整个电驱系统的热量，提高电驱系统的综合性能。
126.在本发明提供的又一实施例中，所述冷却油道同时流经集成在内部的电机3的发热部件和控制器2的发热部件，再流经减速器4的发热部件；
127.冷却油道优先经过电机和控制器，优先对控制器和电机的发热部件进行降温，优先对发热较大的电机和对性能影响较大的控制器散热，提高散热效率。
128.应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。