一种电驱动齿轮箱热管理系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种电驱动齿轮箱热管理系统及方法，涉及车辆热管理技术领域，电动机的冷却流体经过分流阀和冷却回路流入散热器，并经散热器回流到电动机；实时获取电动机冷却流体温度和齿轮箱润滑油温度，并进行比较；当齿轮箱润滑油温度低于齿轮箱润滑油目标温度范围的下限，且电动机冷却流体温度高于齿轮箱润滑油温度时，控制装置控制分流阀动作，使电动机的冷却流体经过分流阀和分流管路流入热交换器，并经分流管路回流到电动机。实现对电动机和齿轮箱相互加热与冷却，且能够在冷却系统失衡的工况下实现齿轮箱润滑油与冷却流体的热交换作用的隔离，具有结构简单、控制稳定、可靠性高的优点。性高的优点。性高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种电驱动齿轮箱热管理系统及方法


[0001]本专利技术涉及车辆热管理
，尤其涉及一种电驱动齿轮箱热管理系统及方法。

技术介绍

[0002]维持电驱动系统温度是提升其传动效率、保证其可靠性的关键措施。对电动机而言，运行温度过高会导致其可靠性降低。对齿轮箱而言，运行温度过高或过低都会导致其传动效率大幅度降低，且会对其可靠性产生不良影响；尤其是运行温度过高的情况，会导致齿轮箱啮合状态劣化，传动零部件出现点蚀、甚至烧蚀的现象。
[0003]目前，电动机温度控制方案主要包含风冷、冷却剂冷却两种。齿轮箱的温度控制方案主要包含冷却、加热两类。齿轮箱冷却相关研究中，包含壳体自然冷却、气冷式油冷却器冷却和液冷式油冷却器冷却三种方案。齿轮箱加热相关研究中，包含电热器加热、发动机机油加热、发动机冷却流体加热、发动机气缸加热、废气回收加热等多种方法。
[0004]在针对电驱动的齿轮箱综合热管理的研究中，申请公开号为CN101480914A的中国专利申请文件公开了一种用于与车辆发动机一起使用的变速器主动热管理系统及方法，包含具有传动液的变速器、第一管路（加热管路）、第二管路（冷却管路）、阀和控制装置，通过控制传动液流入加热管路或冷却管路来实现变速器传动液的加热或冷却。其公开的方案虽然能够实现变速器热管理，但是其使用两个管路系统实现传动液的加热或冷却，系统结构复杂；其控制装置仅监测所述传动液的温度，无法监测加热管路或冷却管路中流体的温度，当加热管路中流体的温度低于所述传动液温度或冷却管路中流体的温度高于所述传动液时，该方案将导致对所述传动液的错误管理；且其将所述传动液引入发动机冷却系统，导致部分所述传动液与冷却系统中的流体一直热交换，在发动机冷却系统高温工况容易出现所述传动液高温劣化的问题；此外，其需要使用发动机冷却系统实现冷容器和热容器的限定，对没有相关冷却系统的电驱动齿轮箱来说，无法实现。
[0005]另一方面，其公开的一种对来自车辆发动机中所用变速器的传动液的主动热管理方法，仅感测所述传动液的温度与目标温度的差异，即仅能实现加热管路或冷却管路对所述传动液的加热或冷却，无法实现传动液对发动机的冷却系统的冷却功能；且其方案采用预定目标温度进行传动液的加热或冷却，会导致所述传动液温度围绕目标温度超调波动，进而导致所述传动液流向控制阀不断切换，最终导致发动机冷却系统散热器不断启停的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种电驱动齿轮箱热管理系统，系统具有结构简单、控制稳定、可靠性高的优点。
[0007]电驱动齿轮箱热管理系统包括：控制装置、分流阀、散热器、热交换器、具有冷却流体的电动机以及具有润滑油的齿轮箱；
齿轮箱的输出端通过油管路与热交换器油输入端连接，热交换器油输出端通过油管路与齿轮箱的输入端连接；电动机的输出端与分流阀输入端连接，分流阀的第一输出端通过分流管路与热交换器的交换输入端连接；热交换器的交换输出端通过分流管路与电动机的第一输入端连接；分流阀的第二输出端通过冷却回路与散热器输入端连接，散热器输出端与电动机的第二输入端连接；控制装置用于获取电动机冷却流体目标温度上限值、齿轮箱润滑油目标温度范围、齿轮箱润滑油温度以及电动机冷却流体温度，并根据获取的温度信息分别控制分流阀和电动机运行。
[0008]进一步需要说明的是，齿轮箱的输入端和输出端分别设有第一温度传感器；电动机的输入端和输出端分别设有第二温度传感器；控制装置通过与第一温度传感器连接，获取齿轮箱润滑油的温度信息；控制装置通过与第二温度传感器连接，获取电动机冷却流体的温度信息。
[0009]进一步需要说明的是，控制装置获取的电动机冷却流体目标温度上限值为65℃至70℃；齿轮箱润滑油目标温度范围为80℃
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100℃。
[0010]进一步需要说明的是，控制装置包括：配置模块、获取模块、比较模块以及执行模块；配置模块，用于获取用户设置的电动机冷却流体目标温度上限值以及齿轮箱润滑油目标温度范围；获取模块，用于获取齿轮箱润滑油温度以及电动机冷却流体温度；比较模块，用于将齿轮箱润滑油温度与齿轮箱润滑油目标温度范围进行比较，将电动机冷却流体温度与电动机冷却流体目标温度上限值进行比较；控制模块，用于根据比较模块的比较结果，生成相应阀控制信息，控制分流阀运行。
[0011]本专利技术还提供一种电驱动齿轮箱热管理方法，方法包括：S101、系统启动，电动机的冷却流体经过分流阀和冷却回路流入散热器，并经散热器回流到电动机；S102、获取电动机冷却流体目标温度上限值和齿轮箱润滑油目标温度范围；S103、实时获取电动机冷却流体温度和齿轮箱润滑油温度；S104、将获取电动机冷却流体温度和齿轮箱润滑油温度，分别对应与电动机冷却流体目标温度上限值和齿轮箱润滑油目标温度范围进行比较；S105、当齿轮箱润滑油温度低于齿轮箱润滑油目标温度范围的下限，且电动机冷却流体温度高于齿轮箱润滑油温度时，控制装置控制分流阀动作，使电动机的冷却流体经过分流阀和分流管路流入热交换器，并经分流管路回流到电动机。
[0012]进一步需要说明的是，S104之后还包括：车辆在高速重载运行时，齿轮箱润滑油温
度高于齿轮箱润滑油目标温度范围的上限，且电动机冷却流体温度低于齿轮箱润滑油温度时，控制装置控制分流阀动作，使电动机的冷却流体经过分流阀和分流管路流入热交换器，并经分流管路回流到电动机。
[0013]进一步需要说明的是，S104之后还包括：车辆在连续下坡制动能量回收时，电动机冷却流体温度高于电动机冷却流体目标温度上限值，齿轮箱润滑油温度低于齿轮箱润滑油目标温度范围的上限，且齿轮箱润滑油温度低于电动机冷却流体温度时，控制装置控制分流阀动作，使电动机的冷却流体经过分流阀和分流管路流入热交换器，并经分流管路回流到电动机。
[0014]进一步需要说明的是，S104中控制装置获取的电动机冷却流体目标温度上限值为65℃至70℃；齿轮箱润滑油目标温度范围为80℃
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100℃。
[0015]从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：本专利技术提供的电驱动齿轮箱热管理系统及方法能够通过与电动机冷却回路连通的分流管路、阀、热交换器及控制装置实现对齿轮箱润滑油与电动机冷却流体之间的热交换控制，实现对齿轮箱润滑油和电动机冷却流体之间的相互加热和冷却，保持电驱动齿轮箱工作在合适的温度条件下。
[0016]本专利技术提供的方法和系统在齿轮箱低温工况下提升齿轮箱润滑油温度，提升齿轮箱的传动效率；高温工况下降低齿轮箱润滑油温度，提升齿轮箱传动效率，并延长齿轮箱润滑油的使用寿命，保证齿轮箱工作可靠性；在电动机高温工况下降低电动机冷却流体温度，保证电动机工作可靠性。
[0017]相对于现有齿轮箱热管理技术而言，使用本专利技术提供的方法能够实现对电动机和齿轮箱相互加热与冷却，且能够在冷却系统失衡的工况下实现齿轮箱润滑油与冷却流体的热交换作用的隔离，具有结构简单、控制稳定、可靠性高的优点。
附图说明
[0018]为了更清楚地说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电驱动齿轮箱热管理系统，其特征在于，包括：控制装置、分流阀、散热器、热交换器、具有冷却流体的电动机以及具有润滑油的齿轮箱；齿轮箱的输出端通过油管路与热交换器油输入端连接，热交换器油输出端通过油管路与齿轮箱的输入端连接；电动机的输出端与分流阀输入端连接，分流阀的第一输出端通过分流管路与热交换器的交换输入端连接；热交换器的交换输出端通过分流管路与电动机的第一输入端连接；分流阀的第二输出端通过冷却回路与散热器输入端连接，散热器输出端与电动机的第二输入端连接；控制装置用于获取电动机冷却流体目标温度上限值、齿轮箱润滑油目标温度范围、齿轮箱润滑油温度以及电动机冷却流体温度，并根据获取的温度信息分别控制分流阀和电动机运行。2.根据权利要求1所述的电驱动齿轮箱热管理系统，其特征在于，齿轮箱的输入端和输出端分别设有第一温度传感器；电动机的输入端和输出端分别设有第二温度传感器；控制装置通过与第一温度传感器连接，获取齿轮箱润滑油的温度信息；控制装置通过与第二温度传感器连接，获取电动机冷却流体的温度信息。3.根据权利要求1所述的电驱动齿轮箱热管理系统，其特征在于，控制装置获取的电动机冷却流体目标温度上限值为65℃至70℃；齿轮箱润滑油目标温度范围为80℃
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100℃。4.根据权利要求1所述的电驱动齿轮箱热管理系统，其特征在于，控制装置包括：配置模块、获取模块、比较模块以及执行模块；配置模块，用于获取用户设置的电动机冷却流体目标温度上限值以及齿轮箱润滑油目标温度范围；获取模块，用于获取齿轮箱润滑油温度以及电动机冷却流体温度；比较模块，用于将齿轮箱润滑油温度与齿轮箱润滑油目标温度范围进行比较，将电动机冷却流体温度与电动机冷却流体目标温度上限值进行比较；控制模块，用于根据比较模块的比较结果，生成相应阀控制信息，控制分流阀运行。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫书法，刘宏威，李彬，孔卓，
申请(专利权)人：中国重汽集团济南动力有限公司，
类型：发明
国别省市：