本發(fā)明涉及電機與新能源汽車，特別地，涉及一種油冷電機系統(tǒng)的控制方法。

背景技術：

1、油冷電機是伴隨新能源汽車出現(xiàn)的，油冷是當前中低壓電機和新能源汽車電機的主要冷卻形式之一，油冷電機因冷卻油與電機發(fā)熱部件繞組直接接觸，可顯著降低繞組溫升，但是冷卻油的粘度與溫度呈指數(shù)關系，在低溫情況下，油的粘度極高(5℃時油粘度為40℃粘度數(shù)十倍)，需要油泵具有極大扭矩，但油泵驅(qū)動電機可能燒毀或者油系統(tǒng)因壓力過高導致泄漏，對潤滑系統(tǒng)計算之后發(fā)現(xiàn)，潤滑系統(tǒng)的流阻和耐壓薄弱點主要存在于換熱部件，即換熱器及油冷電機定子，而管路本身的流阻則很小，泄漏風險也較低，現(xiàn)有的方案主要是使用控制油泵轉速與電機運行模式相匹配，無減壓方法，少部分監(jiān)測油壓，即系統(tǒng)過壓時降低油泵轉速，但是這可能造成潤滑油供油不足，軸承或者電機繞組存在溫度過高的風險。現(xiàn)有油冷系統(tǒng)一般采用“油-水-空氣”冷卻方案，經(jīng)過兩層熱交換，但系統(tǒng)反應速度較慢，效率低。

2、現(xiàn)有的一種滑動軸承支撐的發(fā)電機組，潤滑油需求量較大，同時要求該機組能夠適用于沙漠或高原環(huán)境，該系統(tǒng)要求極為緊湊，為了提高換熱效率，縮小電機體積，電機采用油冷方案，使用傳統(tǒng)方法，低溫時系統(tǒng)流阻過大，要達到目標流量時，油泵無法啟動，而傳統(tǒng)方法中，油系統(tǒng)使用水冷方法，由于經(jīng)過油-水-空氣兩次熱交換，在高溫天氣環(huán)境下，無法達到目標油溫，而使用氟利昂制冷，則會增加系統(tǒng)復雜程度，降低了系統(tǒng)可靠性。

3、現(xiàn)有專利申請?zhí)枮閏n202210727136.7的專利公開了一種油冷電機系統(tǒng)的油冷回路控制方法、系統(tǒng)及電動汽車，其根據(jù)油溫、油泵工作電流和油泵轉速確定當前油冷回路的流阻，通過判斷當前油冷回路的流阻是否在預設的理論流阻區(qū)間內(nèi)的方式來判斷油冷回路是否存在狀態(tài)異常，如果油冷回路存在狀態(tài)異常，則通過增大油泵轉速的方式來增加油冷回路的潤滑油流量，從而提供滿足油冷電機系統(tǒng)冷卻潤滑所需的潤滑油流量，該發(fā)明僅是通過控制潤滑油泵轉速來控制流量，無系統(tǒng)減壓，無法精確控制油溫?，F(xiàn)有專利申請?zhí)枮閏n201910636889.5的專利公開了一種油冷電機控制裝置與方法，其描述的油冷電機溫度控制方法包括：根據(jù)油冷電機的預測工況、油冷電機的溫控目標以及潤滑油的溫控目標控制油泵的轉速；根據(jù)流入換熱器的冷卻液的溫度、集油槽內(nèi)潤滑油的溫度、潤滑油的流量以及潤滑油的溫控目標控制水泵的轉速。這種控制方法由于其輸入變量過多，導致其系統(tǒng)過于復雜，且輸入變量間存在耦合關系，其中的控制目標也未說明確定依據(jù)。現(xiàn)有專利申請?zhí)枮閏n202210434619.8的專利公開了一種油冷電機系統(tǒng)用油泵控制方法、系統(tǒng)及車輛，該發(fā)明的工作模式選擇油泵轉速與電機運行模式相匹配，但是油溫較低而電機大扭矩啟動時，潤滑油粘度較高，系統(tǒng)流阻較大，系統(tǒng)油壓較高，油泵系統(tǒng)存在泄露風險，未提供如何降低流阻和控制油溫的方法。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明主要是針對現(xiàn)有技術中各種潤滑系統(tǒng)及油冷電機方案中，未涉及如何減阻及控制目標溫度的方法，低溫啟動時，系統(tǒng)壓力過高，存在油泵功率過大和泄露的風險，而當軸承潤滑油溫度波動過大時，則可能造成軸承油膜不穩(wěn)定，造成機組異常振動或者異響的問題，提出了一種油冷電機系統(tǒng)的控制方法。

2、針對上述技術問題，本發(fā)明的技術方案如下：

3、一種油冷電機系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

4、s1、輸入主電機目標轉速、扭矩以及主電機參數(shù)；

5、s2、根據(jù)所述步驟s1中輸入的數(shù)據(jù)估算主電機軸承損耗、主電機鐵耗、主電機銅耗以及風磨耗，再將所述主電機軸承損耗、主電機鐵耗、主電機銅耗以及風磨耗求和；

6、s3、計算所述油冷電機系統(tǒng)所需的油量，根據(jù)所述油量計算出油泵轉速，判斷所述油泵轉速是否高于最高允許轉速，當所述油泵轉速低于最高允許轉速，則按給定轉速運行；當所述油泵轉速高于最高允許轉速，電機以最高轉速運行；

7、s4、散熱器旁路管路上設有溫度傳感器，所述溫度傳感器檢測潤滑油在散熱器溫控三通閥匯流后的溫度，當油溫達到散熱器溫控三通閥的設定值，則所述散熱器溫控三通閥開啟，部分或全部潤滑油經(jīng)過散熱器；

8、s5、定子繞組與定子繞組溫度傳感器連接，所述定子繞組溫度傳感器與定子溫控三通閥連通，當定子溫度達到定子溫控三通閥的設定值，開啟定子溫控三通閥，部分或全部潤滑油經(jīng)過定子；

9、s6、所述定子內(nèi)的潤滑油經(jīng)管路在所述定子溫控三通閥處匯流，匯流后的潤滑油經(jīng)過過濾器去除潤滑油中的雜質(zhì)后對電機軸承進行供油，冷卻軸承后的潤滑油回到油箱。

10、進一步地，所述散熱器溫控三通閥的溫控目標為匯流后的潤滑油溫度，所述定子溫控三通閥的溫控目標為定子繞組的溫度。

11、進一步地，所述步驟s4中，當所述潤滑油的油溫低于散熱器溫控三通閥的設定值，潤滑油通過所述散熱器旁路油管到達散熱器溫控三通閥。

12、進一步地，所述步驟s4中，所述潤滑油在所述散熱器溫控三通閥匯流后的油溫高于目標溫度，則散熱器風扇開啟；所述潤滑油在所述散熱器溫控三通閥匯流后的油溫低于目標溫度，則散熱器風扇制動。

13、進一步地，經(jīng)過散熱器匯流之后的目標溫度，調(diào)節(jié)經(jīng)過散熱器和旁路管路的流量比例，使系統(tǒng)整體供油溫度平衡，匯流后的油溫高時，全部的潤滑油經(jīng)過散熱器，匯流后的油溫低時，全部的潤滑油經(jīng)過散熱器旁路管路。

14、進一步地，根據(jù)匯流后的潤滑油油溫決定散熱器風扇轉速，當油溫偏離目標溫度越高時，所述散熱器風扇轉速越高，反之所述散熱器風扇轉速越低直至停止。

15、進一步地，所述步驟s5中，通過所述定子繞組溫度傳感器檢測定子溫度，當定子溫度過高，加大油泵轉速并返回所述步驟s3；當定子溫度處于正常范圍，油泵保持既定轉速轉動。

16、進一步地，所述步驟s5中，通過所述定子繞組溫度傳感器檢測定子溫度，當定子溫度低于所述定子溫控三通閥的設定值，潤滑油經(jīng)所述定子旁路管路直接到達過濾器，經(jīng)所述過濾器到達軸承。

17、進一步地，所述軸承進油路上設有軸承進油溫度傳感器，通過所述軸承進油溫度傳感器檢測軸承溫度，若軸承溫度過高，則加大油泵轉速并返回所述步驟s3；若軸承溫度處于正常范圍，則所述油泵保持既定轉速轉動。

18、進一步地，由定子決定經(jīng)過定子繞組流量大小，當所述定子繞組溫度傳感器檢測到定子溫度較高時，油泵控制通過定子的潤滑油的流量大；當所述定子繞組溫度傳感器檢測到定子溫度較低時，油泵控制通過定子的潤滑油的流量小。

19、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果如下：

20、1.本發(fā)明經(jīng)過旁路油管或者電動風扇冷卻的散熱器，然后在散熱器溫控三通閥處進行匯流，再經(jīng)過電機定子或者定子旁路油管，再次在定子溫控三通閥處進行匯流，匯流后的潤滑油經(jīng)過過濾器去除潤滑油中的雜質(zhì)之后對電機軸承進行供油，冷卻軸承之后的潤滑油通過重力或者回油泵會到油箱。其中散熱器3風扇及油泵具有可變轉速，散熱器溫控三通閥控制目標溫度為匯流之后的溫度，定子溫控三通閥的控制目標溫度為定子繞組溫度，通過散熱器溫控三通閥與定子溫控三通閥來調(diào)節(jié)潤滑油流阻，在系統(tǒng)油溫較低時，潤滑油通過旁路管路，可顯著降低系統(tǒng)流阻，降低油泵功率；與目標轉速或者定子損耗相匹配的油泵轉速，根據(jù)損耗實時調(diào)整油泵轉速，降低油泵整個工作周期內(nèi)的功率消耗。

21、2.本發(fā)明提供的油溫控制方法，通過兩路溫控三通閥和換熱器風扇轉速兩級配合，從而保持進油溫度穩(wěn)定。

22、3.使用空油冷直接換熱冷卻，減少冷卻水這一中間環(huán)節(jié)，加大換熱介質(zhì)之間的溫差，顯著提高換熱器效率，縮小換熱器體積，并提高系統(tǒng)可靠性；因系統(tǒng)無需冷卻水，可在缺水環(huán)境下使用。