一種汽車散熱風扇控制系統及其控制方法與流程
2023-12-04 19:41:31 1
本發明涉及汽車散熱系統，具體地涉及一種汽車散熱風扇控制系統及其控制方法。
背景技術：
汽車上的散熱風扇通過增加流過散熱器的氣流量為發動機等驅動單元和空調冷凝器等系統散熱。在寒冷的天氣中，空調和動力系統並不需要散熱，所以散熱風扇不需要工作。在車輛高速運行時，車輛迎面風足以滿足散熱要求，散熱風扇一般也不需要工作。當車速較高時，迎面風具有較大的動能，流過散熱器後溫度升高，其能量進一步增加。當前的汽車散熱風扇系統並沒有對這一部分能量加以利用，造成了一定的浪費。
在車輛高速運行且不需要風扇對驅動單元和空調系統散熱時，利用風扇進行風力發電，可以獲得一部分電能，通過整流之後可以給12v蓄電池充電，進而為低壓用電設備提供電能供給，減小對發電機的工作需求，進而降低了發動機的油耗。
隨著車用低壓設備的增加，例如手機充電器、車載導航儀、觸摸式中控屏等，車輛對低壓電的需求會進一步增加。當車輛在低溫天氣下高速行駛時，這種風扇系統可以為這些低壓設備供電。
技術實現要素：
鑑於上述問題，本發明旨在提供一種能夠在車輛不需要風扇散熱的情況下能夠利用風扇進行發熱的汽車散熱風扇控制系統及其控制方法。
本發明的汽車散熱風扇控制系統是用於控制汽車的散熱風扇的汽車散熱風扇控制系統，其特徵在於，具備：
風扇驅動電路，用於驅動所述散熱風扇；
蓄電池，用於給所述散熱風扇供給電能；
風扇發電電路，用於利用所述散熱風扇進行發電並且將發電得到的電能供給所述蓄電池；以及
控制器，對所述風扇驅動電路和所述風扇發電電路進行控制以使得兩者之一工作。
優選地，所述風扇驅動電路和所述風扇發電電路並聯連接。
優選地，所述風扇驅動電路具備：
直流電機，用於驅動所述散熱風扇；
第一可控開關，用於根據所述控制器的控制來控制所述風扇驅動電路工作/不工作；
風扇電機控制器，根據來自所述控制器的信號控制所述第一可控開關並且向所述控制器反饋風扇的信息。
優選地，所述風扇發電電路具備：
第二可控開關，根據所述控制器的控制來控制所述風扇發電電路工作/不工作；
整流器，將所述散熱風扇轉動產生的電壓整流到規定的直流電壓；以及
防反流電路，連接在所述蓄電池和所述整流器之間並且用於防止電流反向。
優選地，第一可控開關是繼電器，所述第二可控開關是繼電器。
優選地，所述防反流電路是二極體。
優選地，所述整流器用於將輸入的電壓整流至14v。
優選地，所述控制器在汽車需要進行散熱時控制所述風扇驅動電路工作，而在汽車不需要散熱並且車速達到規定範圍時控制所述風扇發電電路工作。
本發明的汽車散熱風扇控制方法，其特徵在於，包括下述步驟：
散熱需求判斷步驟，判斷車輛是否有散熱需求，如果判斷車輛有散熱需求，則進入下述散熱步驟，如果判斷為沒有散熱需求則進入下述速度判斷步驟；
速度判斷步驟，判斷車速是否大於規定車速，如果判斷車速大於規定車速，則進入下述發電步驟，否則進入下述散熱步驟；
散熱步驟，使得散熱風扇利用蓄電池提供的電能進行散熱工作；以及
發電步驟，使得散熱風扇利用風能進行發電並且將獲得的電能提供給蓄電池。
優選地，在所述散熱需求判斷步驟中，包括判斷車輛動力系統和空調系統是否有散熱需求。
優選地，在所述散熱需求判斷步驟中，在蓄電池的soc大於規定soc值的情況下判斷為有散熱需求；或者在發動機水溫超過第一規定值、空調製冷劑高端壓力超過第二規定值的情況下判斷為有散熱需求；在發動機水溫不超過所述第一規定值、空調製冷劑高端壓力不超過第二規定值的情況下判斷為沒有散熱需求。
根據本發明的汽車散熱風扇控制系統的控制方法，在汽車有散熱需求時，斷開風扇發電電路並接通風扇驅動電路，這樣風扇消耗電能，實現散熱功能。另一方面，在汽車沒有散熱需求且車速較高時，斷開風扇驅動電路並接通風扇發電電路，風扇電機發電，給蓄電池充電。這種情況下，本發明能夠通過利用汽車高速行駛時迎面風的動能，帶動前端風扇轉動並發電,以滿足車內負載，如大燈、導航、顯示屏等對低壓電的需求,並降低發電機的功率輸出，進而降低能耗。
附圖說明
圖1是表示本發明的汽車散熱風扇控制系統的電路示意圖。
圖2是表示本發明的汽車散熱風扇控制系統的控制方法一個實施方式的流程圖。
具體實施方式
下面介紹的是本發明的多個實施例中的一些，旨在提供對本發明的基本了解。並不旨在確認本發明的關鍵或決定性的要素或限定所要保護的範圍。
圖1是表示本發明的汽車散熱風扇控制系統的電路示意圖。本發明的汽車散熱風扇控制系統用於對散熱風扇1進行控制，該汽車散熱風扇控制系統包括：用於驅動散熱風扇1的風扇驅動電路；用於給所述散熱風扇1供給電能的蓄電池9；用於利用散熱風扇1進行發電並將電能供給蓄電池1的風扇發電電路；以及對所述風扇驅動電路和所述風扇發電電路進行控制以使得兩者之一工作的控制器6。
下面，對風扇驅動電路、風扇發電電路以及控制器進行具體說明。
如圖1所示，風扇驅動電路包括：驅動散熱風扇1的直流電機2；用於根據控制器6的控制來控制風扇驅動電路工作/不工作第一可控開關4；根據來自控制器6的信號控制第一可控開關4並且向控制器6反饋風扇的信息的風扇電機控制器5。
風扇發電電路包括：根據控制器6的控制來控制所述風扇發電電路工作/不工作的第二可控開關3；將散熱風扇1轉動產生的電壓整流到規定的直流電壓的整流器7；以及連接在蓄電池9和整流器7之間並且用於防止電流反向的防反流電路8。
具體地，如圖1所示，風扇1由直流電機2驅動，直流電機2的負極連接底盤地gnd，正極通過繼電器4與風扇電機控制器5相連。第一可控開關4由控制器6控制其通斷（例如，圖1中由控制器6的p2引腳控制）。風扇電機控制器5的正極連接12v蓄電池9的正極，負極連接12v蓄電池9的負極並接地gnd。風扇電機控制器5接收控制器6的控制信號，例如圖1中控制器6的p3引腳發出的風扇轉速控制命令信號，並且通過p4引腳向控制器6反饋風扇當前轉速信號。直流電機2的正極還通過第二可控開關3與整流器7相連。第二可控開關3由控制器6的p1引腳控制其通斷。整流器7輸出穩定的14v電壓，通過防反流電路8連接12v蓄電池9的正極。
這裡，由直流電機2、第一可控開關4、風扇電機控制5構成的風扇驅動電路和第二可控開關3、整流器7、防反流電路8構成的風扇發電電路並聯連接。這裡風扇驅動電路是現有技術中已有的電路，而風扇發電電路是本發明為了利用風扇進行發電而增加的電路。
在本發明中，風扇驅動電路和風扇發電電路不能夠同時工作，只能使得其中之一進行工作，例如，在汽車有散熱需求時，斷開風扇發電電路並接通風扇驅動電路，風扇消耗電能，實現散熱功能；在汽車沒有散熱需求且車速較高時，斷開風扇驅動電路並接通風扇發電電路，風扇電機發電，給蓄電池充電。這些控制由控制器6來實現，具體控制過程在下文中將會描述。
作為第一可控開關4優選地是採用繼電器，作為第二可控開關3優選地是採用繼電器。作為防反流電路8是優選地是採用二極體。
圖2是表示本發明的汽車散熱風扇控制系統的控制方法一個實施方式的流程圖。
如圖2所示，在步驟s100，判斷車速是否大於30kph，如果小於30kph，則進入步驟s101，判斷車速是否低於20kph，如果車速低於20kph，則進入步驟s107。在步驟s107，控制器6控制第二可控開關3斷開、第一可控開關4閉合，接著，進入步驟s108，散熱風扇2進入正常的散熱模式。
另一方面，在步驟s100當車速高於30kph（也包括30kph）時，進入步驟s102，在步驟s102中判斷12v蓄電池9的soc是否小於90％，如果小於則進入步驟s104，如果不小於則進入部周s103。在步驟s103中判斷蓄電池9的soc是否高於95%，如果高於95％，則判斷散熱風扇1仍然處於正常的散熱模式，即繼續步驟s107、s108中。在步驟s102中判斷12v蓄電池9的soc小於90％的話，則進入步驟s104。在步驟s104中判斷動力系統及空調系統是否有散熱需求，例如可以通過判斷發動機冷卻水溫不超過95℃、空調製冷劑高端壓力低於700kpa來判斷動力系統及空調系統是否有散熱需求，在步驟s104中判斷為動力系統及空調系統沒有散熱需求的情況下，例如發動機冷卻水溫不超過95℃、空調製冷劑高端壓力低於700kpa的情況下，則進入步驟s106，則控制器6控制第一可控開關3閉合，第二可控開關器斷開，風扇進入發電模式。此時，一旦12v蓄電池9的soc高於95%，或者動力系統和空調系統有散熱需求，例如，步驟s105的判斷，即發動機冷卻水溫超過100℃、空調製冷劑高端壓力高於1000kpa的情況下，則進入散熱模式，即進入步驟s107、s108控制器6控制第一可控開關3斷開，第二可控開關4閉合，散熱風扇1回到正常的散熱模式。
根據本發明的汽車散熱風扇控制系統的控制方法，在汽車有散熱需求時，斷開風扇發電電路並接通風扇驅動電路，這樣風扇消耗電能，實現散熱功能。另一方面，在汽車沒有散熱需求且車速較高時，斷開風扇驅動電路並接通風扇發電電路，風扇電機發電，給蓄電池充電。這種情況下，本發明能夠通過利用汽車高速行駛時迎面風的動能，帶動前端風扇轉動並發電,以滿足車內負載，如大燈、導航、顯示屏等對低壓電的需求,並降低發電機的功率輸出，進而降低能耗。
以上例子主要說明了汽車散熱風扇控制系統及其控制方法。儘管只對其中一些本發明的具體實施方式進行了描述，但是本領域普通技術人員應當了解，本發明可以在不偏離其主旨與範圍內以許多其他的形式實施。因此，所展示的例子與實施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各權利要求所定義的本發明精神及範圍的情況下，本發明可能涵蓋各種的修改與替換。