一种车辆冷却系统流量匹配和电子水泵参数的确定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车辆冷却系统流量匹配和电子水栗参数的确定方法。
【背景技术】
[0002]目前电动汽车的发展越来越快，用于动力输出的电机及控制器等部件均需要冷却降温来保证其性能，现有的电动汽车通常采用水冷却系统进行散热冷却。因此，电动汽车冷却系统的冷却水路循环至关重要。而现在很多新能源汽车、房车等特种车辆常用于微型水栗作为水循环、冷却或车上供水系统，这种微型自吸水水栗成为汽车电子水栗。这种水栗可实现定量传输、定量控制，但功率一般不大，汽车冷却系统一般采用电子水栗作为循环水栗，这样就不需要另外再设置水栗驱动设备，并能够实现电控制。
[0003]现有的汽车冷却水路基本采用串联水路，如图1所示，冷却水路经由汽车上各个需要冷却的零部件包括再流入散热器，从而形成一个大循环水路，通过电子水栗增压使冷却液不断循环流动，以使驱动元件和驱动控制元件的温度保持在合理的温度范围内，以保证整车安全可靠运行。但是由于整个回路中需要冷却部件多，串联系统阻力为各元件单件阻力和，系统阻力较大，若想保证冷却水循环畅通且维持一定的流量，则需要功率大、流量高的电子水栗，目前国内外此种高性能水栗仍旧缺乏，且价格高昂，这就造成水栗性能和成本的浪费。
[0004]尤其是目前随着电动汽车上集成的功能日益增多，需要冷却的单元也日趋增多，特别是大型纯电动汽车，其存在多个电机(驱动元件)、控制器(驱动控制元件)，而且不同的部件对工作温度的要求不同，其对散热流量的需求也不一样，导致冷却系统的冷却水路复杂，水阻大而导致冷却水局部循环不畅或困难，冷却单元局部水温高的问题，同时电子水栗性能低，其也满足不了复杂的水路循环功能。这常常导致电动汽车上的需要冷却的部件因不能获得有效冷却，而不能正常工作，从而导致电动汽车发生故障。
[0005]中国专利授权公告号CN 203752889U公开了一种具有热管理功能的并联冷却系统，根据不同部件散热功率不同以及工作温度不同，将系统分成并联的冷却支路对不同部件进行冷却，一套系统可以满足不同部件的散热需求，降低了系统成本和设备重量。但是在目前的汽车冷却系统匹配设计中，设计人员大多只能根据汽车驱动系统热量平衡进行热量平衡的理论计算，对于冷却系统电子水栗流量匹配和流量分配并无可靠和统一的匹配设计方法，无法确定所需电子水栗的栗压及流量的性能参数以选择合适的水栗。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种车辆冷却系统流量匹配和电子水栗参数的确定方法，为汽车冷却系统在匹配电子水栗流量时提供指导。
[0007]为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是:一种车辆冷却系统流量匹配和电子水栗参数的确定方法，包括对电子水栗流量L和栗压P的确定，具体确定方式如下:
[0008](I)栗压P的确定:并联冷却系统中栗压P为散热器水阻P。、系统管路总阻力Px及系统各发热元件并联支路中水阻最大值Pniax之和，其中P _为各发热元件支路中阻力最大支路在需求流量时的阻力值；
[0009](2)流量L的确定:以Pniax为支路阻力平衡基准，得到所有发热元件支路在该阻力时对应的流量值，流量L即为所有发热元件在水阻为？_时对应的流量值之和。
[0010]栗压P的计算公式为:P = P_+PQ+PX。
[0011]所述设定安全流量为对应需求散热流量乘以第一安全系数的值。
[0012]所述第一安全系数为L I?L 3。
[0013]通过各发热元件的阻力曲线由其水阻值得到对应的流量值。
[0014]本发明车辆冷却系统流量匹配和电子水栗参数的确定方法根据并联冷却系统的特点，利用支路阻力平衡和系统总压力平衡原则，以散热流量需求最大的发热元件的需求流量为参考流量，对电子水栗的流量和栗压参数的最小性能需求进行计算，为汽车冷却系统在匹配电子水栗流量时提供指导。
【附图说明】
[0015]图1为现有汽车冷却系统结构示意图；
[0016]图2为本发明冷却系统结构示意图；
[0017]图3为系统发热元件及水栗阻力曲线图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
[0019]如图2所示为本发明冷却系统结构示意图，由图可知，该冷却系统采用并联结构，包括电子水栗、多个并联支路、副水箱和散热器，每个并联支路上均连接有对应需冷却部件(发热元件)，其中散热器水阻为P。，系统管路总阻力为Px，Pp Pf Pn为系统各发热元件水阻，该冷却系统的总流量为L，系统总压力为P。
[0020]在并联冷却系统中，在水路流量达到稳定时，系统会形成并联支路阻力平衡和系统总压力平衡两个平衡状态，匹配电子水栗，也即匹配系统两个平衡状态下的支路流量和系统总流量。
[0021]支路阻力平衡:即在系统流量稳定时，所有并联支路阻力达到平衡状态，即此时有-P1= P2 =…=Pn，而根据并联支路流量特性，此时所有支路流量并不相同。
[0022]系统总压力平衡:即在系统总流量稳定时，系统水栗提供的水压要和系统总阻力达成平衡状态，即系统总压力与水栗出口压力(栗压)相同。
[0023]电子水栗所需的流量L和栗压P的具体确定方式如下:
[0024](I)栗压P的确定:并联冷却系统中栗压P为散热器水阻P。、系统管路总阻力Px及系统各发热元件并联支路中水阻最大值Pniax之和，其中P _为各发热元件支路中阻力最大支路在需求流量时的阻力值，这里的水阻即为水压，其计算公式如下:
[0025]P = Pnax+P0+Px;
[0026]本实施例中设定安全流量为对应需求散热流量乘以第一安全系数的值，一般安全系数SI可取1.1?1.3。
[0027](2)流量L的确定:以系统各发热元件中水阻最大值Pniax为基准，得到所有发热元件对应的流量值，则流量L为所有发热元件在水阻为？_时对应的流量值之和。
[0028]本实施例是通过各发热元件的阻力曲线由其水阻值得到对应的流量值。
[0029]另外，在计算出水栗的流量和栗压参数后进