電動客車冷卻系統對整車的影響

夏云濤

上海申龍客車有限公司 上海 201108

引言

電動汽車產業的發展證明了時代的進步，但是現階段在研制和開發電動客車時，冷卻系統對于整車的質量卻起到嚴重的影響。電動客車在行駛過程中，冷卻系統不僅要保證車輛整體的溫度，還要負責車輛的安全，一旦冷卻系統出現了故障，就會直接影響到駕駛員以及乘客的人身安全。在研究電動客車冷卻系統對整車的作用時，應當首先分析各項關鍵技術。

1 電動客車冷卻系統發展現狀

在電動客車的正常使用中，驅動電機由于為整車提供質量，因此需要產生較大的功率，并且對應的發熱程度較大，一旦冷卻系統出現問題，影響到制冷活動就會導致車輛行駛的故障，甚至產生安全事故。為了可以提升電動客車行駛安全，必須要設計使用效率較高并且保證行駛安全，需要從冷卻系統入手，選擇合理的冷卻裝置，獲得穩定效果。一般來說，都是通過采集電機、電機控制器、散熱器等進出水溫度，作為監控溫度的主要指標，同時結合了風扇以及風冷風機等，來實現車體能耗的降低，帶動電機系統的運行。當空氣和冷卻液溫度達到了30℃時，在1KW的輸入功率下，提供1.6KW的冷卻能力，能夠有效地實現制冷效果。圖1為常見的電動客車冷卻裝置。

圖1 電動客車冷卻裝置

目前的電動客車冷卻系統發展已經獲得了成功，但是卻仍舊存在著幾點問題影響了客車運行的質量，首先是電動客車冷卻系統中，冷卻裝置的完善性，在一些電動汽車研制開發時，由于價位的原因，會在冷卻系統方面進行一定的削弱。其次是在實際的研發中，電動冷卻機的工作邏輯也有待完善。電動冷卻系統的質量對于整車的質量影響重大，目前應該加大對電動冷卻系統的研制，解決現階段存在的一些問題，獲得有效的成功，這樣才能夠保證電動冷卻系統獲得更好的進步，電動客車也可以進一步推廣使用。

2 電動客車冷卻系統關鍵技術

2.1 電機雙冷卻裝置構成內容

電動客車當中，一般使用的電機雙冷卻裝置主要包含了溫度采集以及控制器，還有液冷系統的散熱水箱、電子風扇、水泵以及水溫傳感器等。這些裝置共同組成了測溫系統，還能夠通過采集電機對水泵以及風機等裝置進行啟動與停止的控制。電動客車冷卻裝置中，判斷實時溫度的方式是采集散熱水箱中，進出水溫度，以此來達到控制電子風扇轉速的效果。散熱水箱中的進出水，可以直接反映出機箱的實時運行狀況，當水溫在穩定范圍內，就可以進行正常的散熱和車輛行駛，當水溫過熱時，就需要加大制冷的力度將溫度控制在合理的范疇。電機液冷裝置的構成部件包含了膨脹水箱、散熱水箱以及進出水溫傳感器和電子風扇、水泵等。其中，電機風冷裝置還包含了車內的空濾器、電機以及風機等。在進行溫度采集時，主要依靠的是ECU、散熱器進出水溫傳感器以及電機溫度信號等，這些裝置的應用能夠有效把控客車內部的各項設備溫度。

2.2 雙冷卻裝置連接方式

電動客車的冷卻裝置一般都是由以下幾個部分構成的，首先是電機液冷裝置，這一裝置中主要通過不同的膠管和散熱水箱進行通氣口與鋼管注水口的連接，并在膨脹水箱的另一個連接部位能夠實現硅橡膠管以及三通鋼管的聯合。具體使用的過程里，能夠在不同的部分綜合形成一種循環，帶動冷卻活動的開展。而接下來的電機風冷裝置則是由空調風通過硅橡膠管連入到不銹鋼管當中，構成一種風口循環，保證帶動熱量的流動。最后是在溫度采集以及控制機構中，一般都是通過ECU以及CAN的總線，來讀取散熱水箱等部位的運行狀況，并且進行輔助控制。結合繼電器，可以對水箱中散熱風扇的啟停和轉速進行控制。從圖2中可以看到冷卻系統的控制器以及保險盒。

目前在電動客車的冷卻系統中布置相對散熱器，可以按照氣流的方向，采用吹風式的風扇，或者是采用吸風式風扇，這兩種風扇由于工作原理的不同，因此布置形式略有差距。吹風式風扇由于處于自然的環境中，可以由大氣氣流帶動一部分熱量消散在空氣中，而吸風式風扇不同，吸風式風扇會由于系統自身工作原理的限制造成工作效率難以提升。因此使用吹風式風扇的情況較多，這種方式還可以大大提升電機的使用壽命，具有較為深遠的影響。

圖2 冷卻系統的控制器以及保險盒

2.3 電動風扇控制方式

控制電動風扇能夠促進電機的溫度穩定，目前我國使用較多的電動客車冷卻系統中，采用有刷電機的電動風扇，都是依靠CAN總線獲得發動機內部水位，并且再通過電動風扇控制輸出信號，影響風扇的轉速。電動風扇的使用，要考慮到水溫狀況的監視，并且電壓的輸出會影響到電機的額定電壓，風扇控制器的輸出狀況也會影響到氣溫的變化。風扇跟隨著電機的轉動而工作，但在電機使用時，風扇控制器的輸出端信號又會發生改變，進而影響到電扇的實際使用效率。為了解決此問題，需要加強不同裝置之間的控制聯系，保證風扇轉動的可控性和穩定性。

2.4 電機冷卻系統工作邏輯

電機冷卻系統工作的邏輯會影響到整車的運行狀況，為了解決現存的一些使用問題，需要針對性的開展電機冷卻系統工作邏輯的修復，保證有效啟動水泵、風扇以及各類的溫度調控裝置，帶動冷卻液循環的合理進行。電機冷卻系統工作邏輯主要分為以下三個部分：首先是水泵工作邏輯，電機冷卻系統中，水泵存在的意義在于保證液冷散熱系統的循環，同時為整車內部的電機溫度做出調控作用[1]。而在時間中，水泵的工作狀態是具有一定觸發條件的，以此來節約能源降低能耗。一般觸發的條件為電機溫度高于電機控制器的溫度，如果電機沒有運行時，觸發的條件則變成了電機溫度在60℃以上。如果電機冷卻系統的水泵停止工作，那么所需要的條件則是電機溫度小于電機控制器的溫度。目前為了保證電機的裝置安全，一般都將水泵單次工作時間控制在一分鐘以上。

其次是液冷電子風扇的工作邏輯，電動客車依靠液冷電子風扇促進液冷散熱，這種裝置實際工作中需要符合一定的條件，才可以發揮出自身作用。液冷電子風扇啟動的前提條件是散熱水箱中進水的溫度已經超過了45℃，或者進水溫度遠大于出水的溫度，這時電子風扇會進行低速的運轉。低速運轉目的在于利用較少的能源來進行排熱工作，當低速轉動不能夠滿足排熱需求時，隨著溫度的提升就會加快電子風扇的運轉速度。電子風扇的轉速，會隨著溫度的提升呈現出直線的增長，當水溫度達到了60℃以上，就會達到轉速的一個較大值[2]。

最后電動客車冷卻系統的使用還體現出風冷風機工作邏輯，電動客車風冷風機的存在，目的在于把控各項設備溫度，同時構成了風冷散熱系統的重要部分，風冷風機的工作邏輯是一個較為復雜的邏輯，在風機工作時，需要保證電機的溫度已經高達100℃，或者是電機及時沒有運轉，溫度也大于110℃。風冷風機的散熱效果較為明顯，同時也是電動客車冷卻系統的核心環節。當內部電機溫度下降到了95℃以下時，就會關閉。風冷風機的使用還會受到驅動電機溫度以及電機控制器溫度的影響，綜合考慮到各項因素，風冷風機裝置是目前電動客車內部最有效的降溫措施之一。同時，還降低了車輛運行的危險性，保證車輛在夏季高溫天氣下的安全行駛。

3 電動客車冷卻系統對整車的作用

電動客車的冷卻系統應用，已經積累了豐富的經驗，并且在當前仍舊處于不斷的研制開發。電動客車冷卻系統采用的大量散熱方式以及散熱流程，都是從傳統客車散熱方式上脫胎而來的，因此電動客車冷卻效果與傳統內燃機客車要更好。電動客車由于使用清潔能源，在能耗、環保等方面都有較強的優勢，而冷卻系統則是影響到車體自身質量的重要因素。首先，電動客車冷卻協同對于車輛來說，有延長使用壽命的效果，電機冷卻質量直接影響車輛運行效果，電動客車冷卻還會一定程度上影響到車內乘客的乘坐舒適度。其次，使用有效的冷卻系統大大提升了電動客車行駛安全，降低了由于電機過熱引發一系列燃油泄漏以及車輛自燃事故發生的幾率，對于我國交通運輸事業的發展做出了重要的貢獻[3]。最后，電動客車冷卻系統的研制對于整車來說，還提供了新的研究進步方向，除了車輛的速度、能耗以及載客量以外，還可以從冷卻系統入手，降低車輛的成本，提升車輛的品質，性價比更高的電動客車會擁有更加廣闊的銷售市場，帶動電動客車產業的快速發展以及進步，推進我國交通事業朝向清潔化進一步發展。

4 結論

綜上所述，在現階段的實際研究與使用過程當中，電動客車已經為實際的生活帶來了大量的便利，并且能夠在節約資源、帶動環保的同時，提升電動汽車生產產業的發展，創造巨大的經濟價值和社會效益。新能源的客車設計初衷是提升運行水平，而客車中的冷卻系統是影響客車質量的關鍵部分。