純電動客車冷卻風扇調速系統的設計與應用

葛飛 王冉

摘 要：本文根據純電動客車冷卻系統市場問題調研，為解決能耗高等問題，設計了一種純電動客車冷卻風扇調速系統。現就具體設計與應用做如下介紹。

關鍵詞：冷卻風扇;純電動客車;風扇調試;設計與應用

0 前言

目前，純電動客車冷卻系統在工作時，不能實現調速控制、延時輸出、喚醒保護等功能，造成工作時的能耗較高，因整車在運行時，當水溫升高或者空調開啟后，驅動系統及空調壓縮機需要冷卻，如果沒有調速控制風扇運轉，冷卻風扇將一直處于最高速運轉，致使整車能耗升高。同時在整車斷電充電或鑰匙關閉高壓沒有就緒的情況下，如果沒有喚醒保護功能，冷卻風扇會持續工作，致使整車輔助電源虧電，無法行車。

考慮到純電動客車冷卻風扇控制的重要性，有必要提供一種純電動客車冷卻風扇調速系統及其控制方法，可根據空調冷媒壓力、驅動系統水溫、整車當前狀態等信息，實現冷卻風扇的調速運轉，從而降低整車能耗，調高整車可靠性。

1 設計方案

為了解決風扇長時間運行能耗高、散熱效果不佳等問題，本文研究設計了一種純電動客車冷卻風扇調速系統。該系統根據空調冷媒壓力、驅動系統水溫、整車當前狀態等信息，實現冷卻風扇的調速運轉，從而降低整車能耗，調高整車可靠性，解決了現有的問題。具體設計方案如下。

純電動客車冷卻風扇調速系統，包括客車電瓶、電源總開關、風扇控制器、空調冷媒壓力傳感器、冷卻系統水溫傳感器、大風扇、小風扇、整車控制器和充電槍，客車電瓶通過電源總開關與風扇控制器相連;所述大風扇、小風扇均與風扇控制器連接;空調冷媒壓力傳感器、冷卻系統水溫傳感器均與風扇控制器連接;整車控制器、充電槍均與風扇控制器連接。

客車電瓶通過電源總開關向風扇控制器傳輸電源信號;大風扇、小風扇均通過風扇控制器接收電源信號;風扇控制器用于控制大風扇、小風扇運轉或停止;空調冷媒壓力傳感器用于獲取壓力信號并將其發送給風扇控制器，其中壓力信號包括中壓信號和高壓信號;冷卻系統水溫傳感器用于獲取水溫信號并將其傳送至風扇控制器;整車控制器用于在整車高壓就緒后產生高壓就緒信號并將其發送至風扇控制器，繼而喚醒風扇控制器;充電槍用于在整車準備充電就緒后產生充電信號并將其發送至風扇控制器，繼而喚醒風扇控制器。

2 控制系統工作方法

純電動客車冷卻風扇調速系統的控制方法主要包括八個步驟，具體如下：

步驟一，當整車準備就緒時，按下電源總開關，電源接入風扇控制器中;

步驟二，當整車高壓就緒后，整車控制器發送高壓就緒信號接入風扇控制器，繼而喚醒風扇控制器;

步驟三，當整車準備充電就緒后，充電槍發送充電信號接入風扇控制器，繼而喚醒風扇控制器;

步驟四，整車運行過程中，空調開啟后，空調冷媒壓力傳感器發送中壓信號給風扇控制器，風扇控制器通過PWM波調速控制大風扇以30%轉速運轉，控制小風扇以50%轉速運轉;

步驟五，整車運行過程中，空調開啟，空調冷媒壓力傳感器檢測空調壓力升高后，空調冷媒壓力傳感器發送高壓信號給風扇控制器，風扇控制器通過PWM波調速控制大風扇以50%轉速運轉，控制小風扇以80%轉速運轉;

步驟六，整車運行過程中，當水溫傳感器檢測到水溫升高達到48℃時，則發送水溫信號給風扇控制器，繼而風扇控制器通過PWM波調速控制大風扇以50%轉速運轉，控制小風扇以100%轉速運轉;

步驟七，整車運行過程中，當水溫傳感器檢測到水溫升高達到53℃時，則發送水溫信號給風扇控制器，繼而風扇控制器通過PWM波調速控制大風扇以100%轉速運轉，控制小風扇以100%轉速運轉;

步驟八，整車運行過程中，當所有的輸入至風扇控制器的工作信號發送后且溫度下降不再發送時，風扇控制器繼續通過PWM波調速控制大風扇和小風扇維持30秒工作后，再關閉大風扇和小風扇，使其停止工作;其中工作信號包括中壓信號、高壓信號和水溫信號。

3 具體實施方式

如圖1所示純電動客車冷卻風扇調速系統，包括客車電瓶、電源總開關、風扇控制器、空調冷媒壓力傳感器、冷卻系統水溫傳感器、大風扇、小風扇、整車控制器和充電槍，客車電瓶通過電源總開關與風扇控制器相連，客車電瓶通過電源總開關向風扇控制器傳輸電源信號，為風扇控制器提供電源;大風扇、小風扇與風扇控制器連接，大風扇、小風扇均通過風扇控制器接收電源信號，風扇控制器用于控制大風扇、小風扇運轉或停止;空調冷媒壓力傳感器、冷卻系統水溫傳感器均與風扇控制器;空調冷媒壓力傳感器用于獲取壓力信號并將其發送給風扇控制器，其中壓力信號包括中壓信號和高壓信號;冷卻系統水溫傳感器用于獲取水溫信號并將其傳送至風扇控制器;整車控制器、充電槍均與風扇控制器連接;整車控制器用于在整車高壓就緒后產生高壓就緒信號并將其發送至風扇控制器，繼而喚醒風扇控制器;充電槍用于在整車準備充電就緒后產生充電信號并將其發送至風扇控制器，繼而喚醒風扇控制器。

4 結束語

純電動客車冷卻風扇調速系統通過采集水溫信號、空調冷媒信號，然后由風扇控制器判斷當前整車高壓是否就緒、是否處于充電狀態并根據水溫信號和空調冷媒壓力信號，繼而調速控制風扇的運轉并實現延時輸出，從根本上降低了冷卻風扇在工作中能耗，并且在沒有喚醒信號時控制風扇停止工作，從而保護了整車輔助電源，進一步降低了整車的能耗，提升了整車的可靠性和穩定性。

參考文獻：

[1]葛飛，朱鶴，王少凱，等.一種純電動客車冷卻風扇調速系統及其控制方法[P].

[2]王小荷.電動冷卻風扇在客車上的應用[J].客車技術與研究，2008（05）：27-29.