一种电动装载机用散热控制方法

邱楚然 董雯雯 马鹏鹏

摘  要：本文介绍了一种电动装载机用散热控制方法，该技术有效地解决了电动装载机在高压电驱动下，电机、电机控制器、液压工作装置等方面导致的过温问题。系统分为手动/自动模式，可根据各子系统温度自动调节散热方式，增强了电动装载机整体散热效果、提高了元件的高效转化率和使用寿命。

关键词：电动装载机;智能散热;控制方法;

1 电动装载机散热需求及现状

电动装载机属于新能源领域，取代传统发动机后，在持续高压驱动下，电机、电控工作期间发热量较大，由于其结构形式所致，散热存在一定困难，尤其夏季高温条件下散热如不能得到有效地保证，均会出现过温故障导致停机。若不能及时散热，会大大缩短元件的使用寿命，同时减低工作效率。目前主流的散熱方式分为风冷和水冷两种，如何构建散热系统，简单高效地达到预期的散热效果，以及何种条件下散热，是解决问题的关键。

考虑到当前需要散热的部件较多，而对于电机、电机控制器而言最佳工作温度较为相似，因此选用油泵电机、行走电机及其控制器集成散热方式，同时结合液压油散同步制定控制策略，实现散热系统的集成控制;

2 电动装载机散热系统

2.1 散热系统总体架构

电动装载机散热系统包括第一散热体、第二散热体、电子风扇、水泵、冷却管路、行走电机、行走电机控制器、油泵电机、油泵电机控制器、温度传感器以及整车散热控制单元。

第一散热体、水泵、以及上述行走电机及其控制器、油泵电机及其控制器依次相连接形成电机电控散热回路，见图1。

油泵、回油口管路、第二散热体、油箱依次连接形成液压油散热回路。

第一散热体和第二散热体并排共用散热器，散热器上安装电子风扇，同时给水路和油路降温，见图2。

电机及电机控制器内置温度传感器，通过低压接口与主散热单元相连，液压回油口增加油温传感器，液压油温传感器与散热单元相连;散热单元驱动电子水泵和电子风扇实现冷凝剂的循环和降温。另设全速散热开关，用于特殊工况（测试整车噪音、热平衡等）下认为调速，使散热量达到最大。

2.2 散热系统控制策略

行走电机、电机控制器、油泵电机及其电机控制器、液压油温做成集成控制策略，分别检测各自工作温度，传递到VCU，通过VCU逻辑判断是否需要散热，同步输出水泵工作信号来控制电子水泵开启，根据各部件的最佳工作温度匹配电子风扇的输出占空比来控制风扇转速，见图3。

其中，行走电机的工作温度区间为Tv0—Tv1，行走电机控制器工作温度区间为Tcv0—Tcv1，液压电机的工作温度区间为Th0—Th1，液压电机控制器的工作温度区间为Tch0—Tch1，液压油温工作温度区间为Te0—Te1。各元件的散热需求根据各自曲线来确定电子风扇的占空比。当任意系统的温度达到最高阈值，进行电子风扇进行全速运转;当电机、电控和液压油温都低于最低限时风扇保持固有低速运转;若是整车下高压，水泵停止工作。由于水泵开启时电机、电控的温度会被瞬间拉低，导致水泵关闭的条件被触发，因此程序内进行延时，水泵工作200s后，才会进行关闭条件的判断;当处于温度区间内，按各部件最高要求转速运转。系统为闭环温度调节，一旦散热量无法达到预期效果，控制单元会反馈到显示屏，提醒驾驶员停机排查，避免过热导致各系统元件报过温故障，影响元件使用寿命。

当散热单元收到手动全速散热信号后，首先排查各元件系统处于正常工作状态下，相应水泵的通断，逐步升风扇转速至最大，电子风扇全速运转，快速达到最佳散热效果。

3 结论

本文介绍的电动装载机散热系统将电机与电机控制器集成管路，可操

作性强，低成本、简单方便;液压油与电机、电控集中控制策略，根据设定温度需求，控制单元自动驱动水泵及风扇，提高散热效率，减少能耗损失;散热系统故障时可先于元件过温故障发出指示，避免由于元件过温所导致的寿命损耗甚至损坏，本方案提高电动装载机散热系统效率，有利于节约降低系统能耗。

参考文献

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