一种动力单元散热系统及控制方法与流程

本发明涉及军用大功率电力设备冷却，特别涉及一种动力单元散热系统及控制方法。

背景技术：

1、动力单元是一种军用大功率能源转换设备，动力单元的车载空间和重量有严格的限制，散热系统的设计难度随热耗的增加而增加，故散热不充分已经成为影响军车总体性能的重要问题之一。目前发动机、发电机、发电机控制器等热耗大的部件均分别配备了散热系统，把散热系统的水箱靠近舱壁，通过冷却空气与之进行热交换，未能从动力单元整体的角度考虑散热问题，冷却空气进入动力单元是强制进入还是自然进风，如何根据动力单元内部设备的工作环境合理布局，如何提高冷却空气的有效换热率并没有很深入的思考，且散热系统在启动后，控制器仅依据温度信号即可启动风扇，存在当动力单元的rcu与散热系统控制器的can通讯被干扰及通讯中断时，环境温度较高的情况风扇及水泵存在自启动的风险。因此，为解决该问题有必要从动力单元整体布局的前提下设计一种动力单元液冷散热系统及控制方法。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，提供了一种动力单元散热系统及控制方法，尤其是当动力单元的rcu与散热系统控制器的can通讯被干扰及通讯丢失时，避免误动作的风险。

2、本发明第一方面提出了一种动力单元散热系统，包括散热舱体以及安装在散热舱体内的两台核心机以及散热系统；所述散热舱体从左往右分为热区、冷区、热区三个部分；所述散热系统包括冷却模块、无刷电子风扇、散热控制器以及多个温度传感器；两台核心机分别设置在散热舱体的两侧热区，核心机的发电机设置在冷区，且发电机之间安装有电控支架，核心机控制器、散热控制器及电源放置在电控支架上；所述冷却模块安装在散热舱体热区的前端面，无刷电子风扇设置在散热舱体冷区的前端面，散热舱体的前端面作为冷却空气的入口；所述多个温度传感器分别设置在冷却模块中以及控制器旁，散热控制器获取温度传感器信号以及发动机转速信号进而控制冷却模块以及无刷电子风扇工作。

3、作为一种优选方案，所述冷却模块包括与散热控制器连接的发动机水散热器、中冷器、发电机散热器以及高压风机；发动机水散热器、中冷器、发电机散热器采用并联结构排布，设置于散热舱体前端面；所述高压风机为吸风模式，通过驱动器与散热控制器连接，设置在发动机水散热器、中冷器、发电机散热器后侧。

4、作为一种优选方案，所述发动机水散热器冷却液入口与发动机冷却系统的节温器的出口连接，发动机水散热器冷却液出口与发动机冷却系统的水泵入口连接；所述中冷器入口与发动机的增压器出口连接，中冷器出口与发动机进气歧管连接；所述发电机散热器的冷却液出口和入口分别通过管路经电子水泵接至发电机上散热水道的进出口。

5、作为一种优选方案，所述发动机水散热器、中冷器、发电机散热器的进出口均布置有一个温度传感器。

6、作为一种优选方案，所述核心机的发电机与发动机的安装面作为冷区与热区的分界面，所述分界面布置有隔热棉布。

7、作为一种优选方案，所述散热舱体的两侧面、底面以及尾部均设置百叶窗，且百叶窗的有效通风面积不低于冷却模块正面积的1.2倍。

8、本发明第二方面提出了一种基于上述的动力单元散热系统的控制方法，包括：

9、散热系统通过can接收发送机转速信号作为使能信号开始运行；实时采集发动机散热器出口冷却液温度信号、中冷器出口气体的温度信号和发电机散热器出口冷却液温度信号，发动机水散热器、中冷器、发电机散热器各出口温度任何一个达到预设的风扇怠速点后，控制启动高压风机启动。

10、作为一种优选方案，当散热控制器未接收到发动机转速信号，且发动机水散热器、中冷器、发电机散热器各出口温度的任何一个温度或舱体冷区温度达到风扇怠速点时，通过计算温升速率控制高压风机或无刷电子风扇启动。

11、作为一种优选方案，散热控制器获取控制器旁温度传感器信号，检测到温度高于预设的风扇怠速点后，启动无刷电子风扇，检测到温度低于预设的风扇怠速点后，关闭无刷电子风扇。

12、作为一种优选方案，在高压风机启动后，温度继续升高时，散热控制器通过驱动器调整驱动电压以改变高压风机风扇转速。

13、与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明利用温度传感器或温度变化率来作为风机启动的判断依据，然后利用温度信号调节控制散热器的风机转速，从而控制各冷却介质的温度。将控制器等设备集中放置在冷区，热区和冷区分别对设备进行散热，提高了换热效率。尤其在动力单元的rcu与散热系统控制器的can通讯被干扰及通讯中断的风险，散热系统控制器依靠各传感器温度信号及温升速率来对散热器的风机进行启动并调节转速，避免了误动作的风险。

技术特征：

1.一种动力单元散热系统，其特征在于，包括散热舱体以及安装在散热舱体内的两台核心机以及散热系统；所述散热舱体从左往右分为热区、冷区、热区三个部分；所述散热系统包括冷却模块、无刷电子风扇、散热控制器以及多个温度传感器；两台核心机分别设置在散热舱体的两侧热区，核心机的发电机设置在冷区，且发电机之间安装有电控支架，核心机控制器、散热控制器及电源放置在电控支架上；所述冷却模块安装在散热舱体热区的前端面，无刷电子风扇设置在散热舱体冷区的前端面，散热舱体的前端面作为冷却空气的入口；所述多个温度传感器分别设置在冷却模块中以及控制器旁，散热控制器获取温度传感器信号以及发动机转速信号进而控制冷却模块以及无刷电子风扇工作。

2.根据权利要求1所述的动力单元散热系统，其特征在于，所述冷却模块包括与散热控制器连接的发动机水散热器、中冷器、发电机散热器以及高压风机；发动机水散热器、中冷器、发电机散热器采用并联结构排布，设置于散热舱体前端面；所述高压风机为吸风模式，通过驱动器与散热控制器连接，设置在发动机水散热器、中冷器、发电机散热器后侧。

3.根据权利要求2所述的动力单元散热系统，其特征在于，所述发动机水散热器冷却液入口与发动机冷却系统的节温器的出口连接，发动机水散热器冷却液出口与发动机冷却系统的水泵入口连接；所述中冷器入口与发动机的增压器出口连接，中冷器出口与发动机进气歧管连接；所述发电机散热器冷却液出口和入口分别通过管路经电子水泵接至发电机上散热水道的进出口。

4.根据权利要求2或3所述的动力单元散热系统，其特征在于，所述发动机水散热器、中冷器、发电机散热器的进出口均布置有一个温度传感器。

5.根据权利要求1所述的动力单元散热系统，其特征在于，所述核心机的发电机与发动机的安装面作为冷区与热区的分界面，所述分界面布置有隔热棉布。

6.根据权利要求1所述的动力单元散热系统，其特征在于，所述散热舱体的两侧面、底面以及尾部均设置百叶窗，且百叶窗的有效通风面积不低于冷却模块正面积的1.2倍。

7.一种基于权利要求1～7所述的动力单元散热系统的控制方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，当散热控制器未接收到发动机转速信号，且发动机水散热器、中冷器、发电机散热器各出口温度的任何一个温度或舱体冷区温度达到风扇怠速点时，通过计算温升速率控制高压风机或无刷电子风扇启动。

9.根据权利要求7或8所述的控制方法，其特征在于，散热控制器获取控制器旁温度传感器信号，检测到温度高于预设的风扇怠速点后，启动无刷电子风扇，检测到温度低于预设的风扇怠速点后，关闭无刷电子风扇。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，在高压风机启动后，温度继续升高时，散热控制器通过驱动器调整驱动电压以改变高压风机风扇转速。

技术总结
本发明提供了一种动力单元散热系统，包括散热舱体以及安装在散热舱体内的两台核心机以及散热系统；所述散热舱体从左往右分为热区、冷区、热区三个部分；两台核心机分别设置在散热舱体的两侧热区，核心机的发电机设置在冷区，且发电机之间安装有电控支架，核心机控制器、散热控制器及电源放置在电控支架上；冷却模块安装在热区的前端面，无刷电子风扇设置在冷区的前端面，散热舱体的前端面作为冷却空气的入口；所述多个温度传感器分别设置在冷却模块中以及控制器旁，散热控制器获取温度传感器信号以及发动机转速信号进而控制冷却模块以及无刷电子风扇工作。本发明可以根据传感器温度信号或及温升速率来启动风机并调节转速，避免了误动作的风险。

技术研发人员：武春风,黎塑飞,谢峰,谢新锋,李阳,郭川,陈尧
受保护的技术使用者：航天科工微电子系统研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15