一種電動裝載機用散熱控制方法

邱楚然 董雯雯 馬鵬鵬

摘 ?要：本文介紹了一種電動裝載機用散熱控制方法，該技術有效地解決了電動裝載機在高壓電驅動下，電機、電機控制器、液壓工作裝置等方面導致的過溫問題。系統分為手動/自動模式，可根據各子系統溫度自動調節散熱方式，增強了電動裝載機整體散熱效果、提高了元件的高效轉化率和使用壽命。

關鍵詞：電動裝載機;智能散熱;控制方法;

1 電動裝載機散熱需求及現狀

電動裝載機屬于新能源領域，取代傳統發動機后，在持續高壓驅動下，電機、電控工作期間發熱量較大，由于其結構形式所致，散熱存在一定困難，尤其夏季高溫條件下散熱如不能得到有效地保證，均會出現過溫故障導致停機。若不能及時散熱，會大大縮短元件的使用壽命，同時減低工作效率。目前主流的散熱方式分為風冷和水冷兩種，如何構建散熱系統，簡單高效地達到預期的散熱效果，以及何種條件下散熱，是解決問題的關鍵。

考慮到當前需要散熱的部件較多，而對于電機、電機控制器而言最佳工作溫度較為相似，因此選用油泵電機、行走電機及其控制器集成散熱方式，同時結合液壓油散同步制定控制策略，實現散熱系統的集成控制;

2 電動裝載機散熱系統

2.1 散熱系統總體架構

電動裝載機散熱系統包括第一散熱體、第二散熱體、電子風扇、水泵、冷卻管路、行走電機、行走電機控制器、油泵電機、油泵電機控制器、溫度傳感器以及整車散熱控制單元。

第一散熱體、水泵、以及上述行走電機及其控制器、油泵電機及其控制器依次相連接形成電機電控散熱回路，見圖1。

油泵、回油口管路、第二散熱體、油箱依次連接形成液壓油散熱回路。

第一散熱體和第二散熱體并排共用散熱器，散熱器上安裝電子風扇，同時給水路和油路降溫，見圖2。

電機及電機控制器內置溫度傳感器，通過低壓接口與主散熱單元相連，液壓回油口增加油溫傳感器，液壓油溫傳感器與散熱單元相連;散熱單元驅動電子水泵和電子風扇實現冷凝劑的循環和降溫。另設全速散熱開關，用于特殊工況（測試整車噪音、熱平衡等）下認為調速，使散熱量達到最大。

2.2 散熱系統控制策略

行走電機、電機控制器、油泵電機及其電機控制器、液壓油溫做成集成控制策略，分別檢測各自工作溫度，傳遞到VCU，通過VCU邏輯判斷是否需要散熱，同步輸出水泵工作信號來控制電子水泵開啟，根據各部件的最佳工作溫度匹配電子風扇的輸出占空比來控制風扇轉速，見圖3。

其中，行走電機的工作溫度區間為Tv0—Tv1，行走電機控制器工作溫度區間為Tcv0—Tcv1，液壓電機的工作溫度區間為Th0—Th1，液壓電機控制器的工作溫度區間為Tch0—Tch1，液壓油溫工作溫度區間為Te0—Te1。各元件的散熱需求根據各自曲線來確定電子風扇的占空比。當任意系統的溫度達到最高閾值，進行電子風扇進行全速運轉;當電機、電控和液壓油溫都低于最低限時風扇保持固有低速運轉;若是整車下高壓，水泵停止工作。由于水泵開啟時電機、電控的溫度會被瞬間拉低，導致水泵關閉的條件被觸發，因此程序內進行延時，水泵工作200s后，才會進行關閉條件的判斷;當處于溫度區間內，按各部件最高要求轉速運轉。系統為閉環溫度調節，一旦散熱量無法達到預期效果，控制單元會反饋到顯示屏，提醒駕駛員停機排查，避免過熱導致各系統元件報過溫故障，影響元件使用壽命。

當散熱單元收到手動全速散熱信號后，首先排查各元件系統處于正常工作狀態下，相應水泵的通斷，逐步升風扇轉速至最大，電子風扇全速運轉，快速達到最佳散熱效果。

3 結論

本文介紹的電動裝載機散熱系統將電機與電機控制器集成管路，可操

作性強，低成本、簡單方便;液壓油與電機、電控集中控制策略，根據設定溫度需求，控制單元自動驅動水泵及風扇，提高散熱效率，減少能耗損失;散熱系統故障時可先于元件過溫故障發出指示，避免由于元件過溫所導致的壽命損耗甚至損壞，本方案提高電動裝載機散熱系統效率，有利于節約降低系統能耗。

參考文獻

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