一种基于水冷电机系统的电动汽车水泵选型方法及装置制造方法及图纸

本申请提供一种基于水冷电机系统的电动汽车水泵选型方法及装置，方法包括以下步骤：S1：基于水冷电机系统的峰值功率发热量和总阻力，计算获得与水泵相关的第一流量参数和第一扬程参数，并根据第一流量参数和第一扬程参数，进行水泵第一次选型；S2：在预设极限工况下采集对应的占空比数据δ、定子电流数据I CE、电机扭矩数据T、电机转速Ω和定子频率数据f1；S3：基于开关损耗和导通损耗，计算在预设极限工况下电机控制器的第一功率发热量；S4：计算在预设极限工况下水冷电机的第二功率发热量；S5：根据水冷电机系统的总功率发热量，计算获得与水泵相关的第二流量参数和第二扬程参数，并根据第二流量参数和第二扬程参数，进行水泵第二次选型。第二次选型。第二次选型。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水冷电机系统的电动汽车水泵选型方法及装置


[0001]本申请涉及电动汽车水冷电机冷却系统
，具体而言，涉及一种基于水冷电机系统的电动汽车水泵选型方法及装置。

技术介绍

[0002]随着绿色经济的发展，电动汽车在市场的渗透率迅速提升，电动汽车冷却系统的布置方法主要有两种：一种为风冷结构，另一种为液冷结构。目前，在电动汽车领域大多采用水冷电机系统，因此，对绝大多数电动汽车而言，水泵是必不可少的零部件，其为整车的冷却循环系统提供了运行的动力。
[0003]电动汽车的水泵选型与电机系统的发热量直接相关，在现有技术中，往往通过电机系统的峰值功率发热量选取，而电动汽车的电机峰值功率允许的连续运行时间一般小于60S，且在大部分工况下，电机系统都工作在额定功率以下。因此，根据电机系统峰值功率发热量对水泵选型的方法，往往导致所选的水泵流量和扬程有较大裕量，从而导致零部件成本上升，且水泵工作效率低下。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种基于水冷电机系统的电动汽车水泵选型方法及装置，用以有效的改善现有技术中存在的成本高效率低的技术缺陷。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种基于水冷电机系统的电动汽车水泵选型方法，方法包括以下步骤：S1：基于水冷电机系统的峰值功率发热量和总阻力，计算获得与水泵相关的第一流量参数和第一扬程参数，并根据第一流量参数和第一扬程参数，进行水泵第一次选型；S2：在预设极限工况下采集对应的占空比数据δ、定子电流数据ICE、电机扭矩数据T、电机转速Ω和定子频率数据f1；S3：基于开关损耗和导通损耗，计算在预设极限工况下电机控制器的第一功率发热量；S4：计算在预设极限工况下水冷电机的第二功率发热量；S5：根据水冷电机系统的总功率发热量，计算获得与水泵相关的第二流量参数和第二扬程参数，并根据第二流量参数和第二扬程参数，进行水泵第二次选型，其中，总功率发热量为第一功率发热量和第二功率发热量之和。
[0006]结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，基于水冷电机系统的峰值功率发热量和总阻力，计算获得与水泵相关的第一流量参数和第一扬程参数，包括：根据下列公式计算出所述第一流量参数：
[0007][0008]式中，V为水泵流量，单位为L/min；1.1为安全系数；P
f
为水冷电机系统的峰值功率的发热量，单位为Kw；ρ为水的密度；Cw为水的比热容；为散热器进出水温差；根据下列公式计算所述水冷电机系统中的多个零部件对应的管道水阻：
[0009]P
管道水阻
＝P
电机
+P
电控
+P
散热器
+P
水管
+P
其他
ꢀꢀꢀ
(2)
[0010]式中，P
电机
为电机水阻；P
电控
为电机控制器水阻；P
散热器
为散热器水阻；P
水管
为水管阻力；P
其他
为包括水冷充电机和水冷DCDC等其他零部件对应的阻力；根据下列公式计算冷却系统的扬程压力：
[0011]P
扬
＝ρ*g*h
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0012]式中，g为重力加速度，h为水势高低；根据下列公式计算所述水冷电机系统的总阻力：
[0013]P
总
＝P
管道水阻
+P
扬
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0014]根据下列公式计算所述第一扬程参数：
[0015]H＝P
总
/(ρ*g)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0016]式中，H为扬程。
[0017]结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，预设极限工况包括：第一预设条件为满载，第二预设条件为20％坡道，第三预设条件为电动汽车的行驶速度为40Km/h。
[0018]结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，基于开关损耗和导通损耗，计算在预设极限工况下电机控制器的第一功率发热量，包括：根据下列公式计算出预设极限工况下的功率模块单管的发热量：
[0019]P
d1
＝P
S
+P
C
＝0.5U
CE
I
CE(pk)
(t
s(on)
+t
s(off)
)f
s
+δ*U
CE(sat)
I
CE
ꢀꢀ
(6)
[0020]式中，P
S
为开关损耗；P
C
为导通损耗；U
CE
为功率模块导通电压；I
CE(pk)
为功率模块导通的峰值电流；t
s(on)
为功率模块导通时间；t
s(off)
为功率模块关断时间；f
s
为功率模块开关频率；U
CE(sat)
为功率模块饱和压降；I
CE
为定子电流；δ为占空比；其中，t
s(on)
包括开通延迟时间t
d(on)
和上升时间t
f
，t
s(off)
包括下降时间t
f
和关断延迟时间t
d(off)
。
[0021]结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，方法还包括：根据获得的所述功率模块单管的发热量计算电机控制器的第一功率发热量，具体包括：判断电机的类型，若电机为无刷直流电机，其对应的电机控制器的第一功率发热量通过下列公式进行计算：
[0022]P
d2
＝2P
d1
＝2P
S
+2P
C
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0023]若电机为永磁同步电机，其对应的电机控制器的第一功率发热量通过下列公式进行计算：
[0024]P
d2
＝2P
S
+3P
C
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0025]式中，P
d2
为电机控制器的功率发热量，其不同的电机对应不同的计算公式。
[0026]结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，计算在预设极限工况下水冷电机的第二功率发热量，包括：根据下列公式计算水冷电机的第二功率发热量：
[0027]P
d3
＝P
fe
+P
cu
+P
fw
+P
ad
＝C
fe
(E1/f1)2+I
CE2
R+C
fw
f
13
+0.005TΩ<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于水冷电机系统的电动汽车水泵选型方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：基于所述水冷电机系统的峰值功率发热量和总阻力，计算获得与水泵相关的第一流量参数和第一扬程参数，并根据所述第一流量参数和所述第一扬程参数，进行所述水泵第一次选型；S2：在预设极限工况下采集对应的占空比数据δ、定子电流数据ICE、电机扭矩数据T、电机转速Ω和定子频率数据f1；S3：基于开关损耗和导通损耗，计算在预设极限工况下电机控制器的第一功率发热量；S4：计算在预设极限工况下水冷电机的第二功率发热量；S5：根据所述水冷电机系统的总功率发热量，计算获得与水泵相关的第二流量参数和第二扬程参数，并根据所述第二流量参数和所述第二扬程参数，进行所述水泵第二次选型，其中，所述总功率发热量为所述第一功率发热量和所述第二功率发热量之和。2.根据权利要求1所述的基于水冷电机系统的电动汽车水泵选型方法，其特征在于，所述基于所述水冷电机系统的峰值功率发热量和总阻力，计算获得与水泵相关的第一流量参数和第一扬程参数，包括：根据下列公式计算出所述第一流量参数：式中，V为水泵流量，单位为L/min；1.1为安全系数；P
f
为水冷电机系统的峰值功率的发热量，单位为Kw；ρ为水的密度；Cw为水的比热容；为散热器进出水温差；根据下列公式计算所述水冷电机系统中的多个零部件对应的管道水阻：P
管道水阻
＝P
电机
+P
电控
+P
散热器
+P
水管
+P
其他
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式中，P
电机
为电机水阻；P
电控
为电机控制器水阻；P
散热器
为散热器水阻；P
水管
为水管阻力；P
其他
为包括水冷充电机和水冷DCDC等其他零部件对应的阻力；根据下列公式计算冷却系统的扬程压力：P
扬
＝ρ*g*h
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)式中，g为重力加速度，h为水势高低；根据下列公式计算所述水冷电机系统的总阻力：P
总
＝P
管道水阻
+P
扬
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)根据下列公式计算所述第一扬程参数：H＝P
总
/(P*g)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)式中，H为扬程。3.根据权利要求1所述的基于水冷电机系统的电动汽车水泵选型方法，其特征在于，所述预设极限工况包括：第一预设条件为满载，第二预设条件为20％坡道，第三预设条件为电动汽车的行驶速度为40Km/h。4.根据权利要求2所述的基于水冷电机系统的电动汽车水泵选型方法，其特征在于，所述基于开关损耗和导通损耗，计算在预设极限工况下电机控制器的第一功率发热量，包括：根据下列公式计算出预设极限工况下的功率模块单管的发热量：
P
d1
＝P
S
+P
C
＝0.5U
CE
I
CE(pk)
(t
s(on)
+t
s(off)
)f
s
+δ*U
CE(sat)
I
CE
ꢀꢀ
(6)式中，P
S
为开关损耗；P
C
为导通损耗；U
CE
为功率模块导通电压；I
CE(pk)
为功率模块导通的峰值电流；t
s(on)
为功率模块导通时间；t
s(off)
为功率模块关断时间；f
s
为功率模块开关频率；U
CE(sat)
为功率模块饱和压降；I
CE
为定子电流；δ为占空比；其中，t
s(on)
包括开通延迟时间t
d(on)
和上升时间t
f
，t
s(off)
包括下降时间t
f
和关断延迟时间t
d(off)
。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨辉，罗春福，
申请(专利权)人：四川野马汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：