纯电动矿用自卸车变速箱液冷系统及控制方法与流程

本发明属于纯电动矿用自卸车，具体涉及一种纯电动矿用自卸车变速箱液冷系统及控制方法。

背景技术：

1、近年来，纯电动矿用自卸车凭借着运行成本低、维护成本低、工作效率高、零排放等优点，已经成为矿山重要的运输工具，而变速箱作为电驱动系统的重要部件，可以在矿车爬坡过程中起到“降速增扭”作用，增强矿车爬坡能力；同时在矿车重载下坡过程中，驾驶员可以通过换档来调整变速箱传动比和能量回收效率。可见，变速箱的性能对矿车安全性、工作效率以及能耗都有重要影响。而变速箱性能受温度影响大，变速箱油温高会导致传动效率低、换挡速度慢、无法换档等问题，严重影响矿车安全以及矿山生产效率。

2、目前变速箱冷却系统基本采用液冷的方式，需要对冷却风扇和冷却水泵进行控制，而传统的控制方法逻辑简单，冷却风扇的转速易在临界温度点发生大范围波动，增大冷却风扇机械损耗，降低冷却系统的可靠性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种纯电动矿用自卸车变速箱液冷系统及控制方法，能够根据变速箱油温自动控制冷却水泵启停以及冷却风扇工作状态，避免风扇转速在临界温度值处大范围波动。

2、为达到上述目的，本发明使用的技术解决方案是：

3、纯电动矿用自卸车变速箱液冷系统，包括：整车控制器vcu、散热器、冷却水泵、变速箱，散热器设置有冷却风扇、冷却风扇控制器，变速箱设置有热交换器、变速箱控制器，冷却水泵设置有冷却水泵控制器；散热器的出水口通过散热管路与冷却水泵的入水口相连接，冷却水泵的出水口通过散热管路与热交换器的入水口相连接，热交换器的出水口通过散热管路与散热器的入水口相连接；vcu通过信号线分别与冷却风扇控制器、冷却水泵控制器相连接，vcu控制冷却风扇的转速和冷却水泵的启停，vcu通过控制总线与变速箱控制器相连接，vcu通过控制总线获取变速箱控制器反馈的变速箱中变速箱油的温度值。

4、进一步，信号线选用脉冲宽度调制pwm信号线，vcu通过pwm方式控制控制冷却风扇的转速和冷却水泵的启停；vcu、冷却风扇控制器、冷却水泵控制器分别设置有pwm接口。

5、进一步，冷却风扇控制器通过pwm接口读取vcu的调速信号，同时将冷却风扇的转速通过pwm接口反馈至vcu。

6、进一步，控制总线选用控制器局域网can总线，vcu、变速箱控制器分别设置有can总线通讯接口，vcu通过can总线与变速箱控制器进行信息交互。

7、进一步，变速箱控制器通过can总线上报温度值给vcu，vcu实时检测变速箱的温度值。

8、纯电动矿用自卸车变速箱液冷系统的控制方法，包括：

9、整车控制器vcu检测车辆处于启动状态，变速箱油的温度值不在设定温度区间内时，vcu检查变速箱油的温度值是否大于等于首端临界温度值，如果是则vcu命令冷却水泵开始工作，否则vcu命令冷却风扇停止运转；vcu继续检查变速箱油的温度值是否小于冷却泵介入温度值，vcu命令冷却水泵停止工作；设定温度区间为首端临界温度值、尾端临界温度值之间的温度区间；

10、整车控制器vcu检测车辆处于启动状态时，整车控制器vcu检测变速箱中变速箱油的温度值，温度值在设定温度区间内时，vcu控制冷却风扇按照阶梯式变化转速，在变速箱油的温度值处于临界温度值时，保持冷却风扇转速不变。

11、优选的，冷却风扇的设定转速包括：第一速度、第二速度、第三速度，第一速度＜第二速度＜第三速度；临界温度值包括：第一临界温度值、第二临界温度值、第三临界温度值，第一临界温度值＜第二临界温度值＜第三临界温度值；vcu判断变速箱油的温度值是否大于等于第一临界温度值、小于第二临界温度值，如果是则vcu判断变速箱油的温度值是否小于第二临界温度值减去温度滞后值的温度值，或者冷却风扇是否处于停机状态，如果是则vcu1控制冷却风扇按照第一速度运转；如果温度值大于等于第二临界温度值，判断温度值是否小于第三临界温度值，如果是则vcu判断变速箱油的温度值是否小于第三临界温度值减去温度滞后值的温度值，或者冷却风扇是否处于第一速度运转，如果是则vcu控制冷却风扇按照第二速度运转；vcu判断变速箱油的温度值大于等于第三临界温度值，vcu控制冷却风扇按照第三速度运转。

12、优选的，温度滞后值根据变速箱油的温升特性确定，温度滞后值为5～10℃。

13、优选的，vcu通过pwm信号线下发指令给冷却风扇控制器、冷却水泵控制器，变速箱控制器通过can总线上报变速箱油的温度值给vcu，vcu判断当前温度值处于设定温度区间。

14、优选的，第一临界温度值为95℃，第二临界温度值为105℃，第三临界温度值为115℃。

15、本发明技术效果包括：

16、1.能够根据变速箱油温自动控制冷却水泵启停以及冷却风扇工作状态；

17、2.能够在变速箱油温下降过程中对冷却风扇实施转速保持，有效避免风扇转速大范围波动，减小风扇机械损耗，提高系统可靠性；

18、3.能够有效控制变速箱油温升高，提高传动系统效率；

19、4.能够提高变速箱液冷系统工作效率，方法简单且能耗低。

技术特征：

1.一种纯电动矿用自卸车变速箱液冷系统，其特征在于，包括：整车控制器vcu、散热器、冷却水泵、变速箱，散热器设置有冷却风扇、冷却风扇控制器，变速箱设置有热交换器、变速箱控制器，冷却水泵设置有冷却水泵控制器；散热器的出水口通过散热管路与冷却水泵的入水口相连接，冷却水泵的出水口通过散热管路与热交换器的入水口相连接，热交换器的出水口通过散热管路与散热器的入水口相连接；vcu通过信号线分别与冷却风扇控制器、冷却水泵控制器相连接，vcu控制冷却风扇的转速和冷却水泵的启停，vcu通过控制总线与变速箱控制器相连接，vcu通过控制总线获取变速箱控制器反馈的变速箱中变速箱油的温度值。

2.如权利要求1所述的纯电动矿用自卸车变速箱液冷系统，其特征在于，信号线选用脉冲宽度调制pwm信号线，vcu通过pwm方式控制控制冷却风扇的转速和冷却水泵的启停；vcu、冷却风扇控制器、冷却水泵控制器分别设置有pwm接口。

3.如权利要求2所述的纯电动矿用自卸车变速箱液冷系统，其特征在于，冷却风扇控制器通过pwm接口读取vcu的调速信号，同时将冷却风扇的转速通过pwm接口反馈至vcu。

4.如权利要求1所述的纯电动矿用自卸车变速箱液冷系统，其特征在于，控制总线选用控制器局域网can总线，vcu、变速箱控制器分别设置有can总线通讯接口，vcu通过can总线与变速箱控制器进行信息交互。

5.如权利要求4所述的纯电动矿用自卸车变速箱液冷系统，其特征在于，变速箱控制器通过can总线上报温度值给vcu，vcu实时检测变速箱的温度值。

6.如权利要求1～5任一项所述的纯电动矿用自卸车变速箱液冷系统的控制方法，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的纯电动矿用自卸车变速箱液冷系统的控制方法，其特征在于，冷却风扇的设定转速包括：第一速度、第二速度、第三速度，第一速度＜第二速度＜第三速度；临界温度值包括：第一临界温度值、第二临界温度值、第三临界温度值，第一临界温度值＜第二临界温度值＜第三临界温度值；vcu判断变速箱油的温度值是否大于等于第一临界温度值、小于第二临界温度值，如果是则vcu判断变速箱油的温度值是否小于第二临界温度值减去温度滞后值的温度值，或者冷却风扇是否处于停机状态，如果是则vcu1控制冷却风扇按照第一速度运转；如果温度值大于等于第二临界温度值，判断温度值是否小于第三临界温度值，如果是则vcu判断变速箱油的温度值是否小于第三临界温度值减去温度滞后值的温度值，或者冷却风扇是否处于第一速度运转，如果是则vcu控制冷却风扇按照第二速度运转；vcu判断变速箱油的温度值大于等于第三临界温度值，vcu控制冷却风扇按照第三速度运转。

8.如权利要求6所述的纯电动矿用自卸车变速箱液冷系统的控制方法，其特征在于，温度滞后值根据变速箱油的温升特性确定，温度滞后值为5～10℃。

9.如权利要求6所述的纯电动矿用自卸车变速箱液冷系统的控制方法，其特征在于，vcu通过pwm信号线下发指令给冷却风扇控制器、冷却水泵控制器，变速箱控制器通过can总线上报变速箱油的温度值给vcu，vcu判断当前温度值处于设定温度区间。

10.如权利要求7所述的纯电动矿用自卸车变速箱液冷系统的控制方法，其特征在于，第一临界温度值为95℃，第二临界温度值为105℃，第三临界温度值为115℃。

技术总结
本发明公开了一种纯电动矿用自卸车变速箱液冷系统，包括：整车控制器VCU、散热器、冷却水泵、变速箱，散热器设置有冷却风扇、冷却风扇控制器，变速箱设置有热交换器、变速箱控制器，冷却水泵设置有冷却水泵控制器；散热器的出水口通过散热管路与冷却水泵的入水口相连接，冷却水泵的出水口通过散热管路与热交换器的入水口相连接，热交换器的出水口通过散热管路与散热器的入水口相连接；VCU通过信号线分别与冷却风扇控制器、冷却水泵控制器相连接。本发明还公开了一种纯电动矿用自卸车变速箱液冷系统的控制方法。本发明能够根据变速箱油温自动控制冷却水泵启停以及冷却风扇工作状态，避免风扇转速在临界温度值处大范围波动。

技术研发人员：李靖,刘强,刘雨默,李官平,李兆华,宋黎明,孟有平,王浩东,张强,孙明达,朱鹤旭,郭海全,张耀斌,李来平,王逢全,赵磊,柴江,丁磊,常亮
受保护的技术使用者：内蒙古北方重型汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22