摘要：改革后，在我国科技水平不断进步下，带动了我国各领域的进步。现阶段，电池和电机系统冷却泵是保障新能源汽车安全行驶的重要设备。为了提高电池组的使用寿命、增强电动机性能、提高能源利用率，基于嵌入式处理器设计了新能源汽车电池组冷却泵自适应控制系统。系统的硬件部分采用MC9S12XEQ512芯片为核心，包括AD采集模块、CAN通信模块、测温模块以及直流电机驱动模块等。软件部分选择了基于模糊PID的智能控制策略，构建了理论控制模型，讨论了输入变量和输出变量论域的确定及其模糊化处理、隶属函数的确定、模糊规则设计和输出的解模糊处理。基于C语言实现了控制算法，给出了部分控制代码。使用Matlab软件建立仿真模型，观察比较得到的曲线波形，分析不同参数如Ki、Kp、Kd等对曲线的影响。最后调试了参数，使其达到最佳控制效果。
关键词：新能源汽车；冷却泵：自适应控制
引言
目前，世界上许多国家都在积极开发新能源汽车，我国已经成功地将它们纳入了七大国家战略
重点新兴产业的发展之中。节能环保型新能源汽车的推广，开发与应用，是我国积极减少国内石油资源消耗，努力减少国内二氧化碳排放的重要政策措施之一。中央和地方各级人民政府高度重视新能源汽车的发展。并且，相继出台了各种相关的扶持政策，以促进激励政策，为我国新能源汽车的推广，开发和应用创造了良好的扶持政策发展环境。近年来，我国大型新能源汽车产业在冷却液管道的产业发展和工程设计中也承担了一些重要任务，这进一步直接推动了我国大型新能源的产业发展和汽车行业中的冷却液管道的健康稳定的发展。
1冷却结构的设计
液冷的冷却方式虽然散热结构比风冷式复杂，但其冷却效果却远远高于风冷式。不仅如此，还可以在液冷结构中设计液体加热装置，以保证在低温环境中锂离子电池的使用性能不受到影响。液冷是利用液体材料作为冷却介质，通过与热源的直接接触或间接接触将热量带走完成散热的一种方式，可以通过围绕电池设置冷却夹板或者将电池模组浸在绝缘性好的液体材料中如绝缘油等对电池进行冷却。但考虑到锂离子电池的使用安全性等因素，间接接触式的冷却方式受到很多研究者的高度重视。微通道冷板是一种通过在扁平管内设置隔板，将扁平管的流道分隔成多个微小通道的高效冷却装置。由于微小通道的尺寸效应，其热阻非常小，
因此具有很高的换热效率。本课题采用了一种具有微小通道冷却扁管的结构型式。该冷却扁管工作时直接放置在电池组底部，通过扁管内的冷却介质把电池组产生的热量带走从而完成对电池组的冷却，该冷却结构所占用的空间极少，具有很高的实用价值。
汽车冷却系统2新能源汽车冷却泵控制系统研究
2.1水冷散热系统主要包括
电子水泵、换热器、电池散热片、PTC加热器、膨胀水箱。该技术是基于液体热交换的冷却技术，比风冷技术效率更高，使得电动汽车电池组内部温度更加均匀，可与车辆的冷却系统整合在一起，与电池壁面之间的热交换系数高，冷却、加热速度快。但是采用水冷技术的系统更复杂，重量大，维修和保养难度大，并且存在漏液的可能。国外对水冷技术研究较早，应用时间也较长，并且随着不断的探索、实践与改进，系统的热交换系数以及冷却加热速度均已达到了较高的水平，并且通过新材料的应用，国外水冷系统的重量也有所减轻。
2.2正确使用冷却液
正确，合理地使用冷却液，可以直接起到新能源汽车冷却液管路的防腐，防气蚀，防渗漏，
防止油机散热器沸腾，防止水垢和热量过高，防止液体冻结等重要作用，并且可以确保冷却系统始终保持最佳的正常工作状态，以确保柴油机的正常工作量和温度。如果在日常使用中不注意它，则会严重影响在正常运行期间的性能和使用寿命。因此，在日常使用中，我们应特别注意对于旧的传统发动机，应该有效确保发动机正常运行的冷却液的正常工作温度为80℃～90℃，而对于新型发动机，由于其高速，高压膨胀比和高输出功率的特点是正常工作时间机械传递载荷和热力学载荷较大，摩擦热耗散较高。因此，对冷却液的正常工作时间和温度的技术要求逐渐提高到95℃～105℃。这与当前人们反对传统发动机所用冷却液的“正常水温”的认识不同，因此有必要鼓励人们改变他们的认识和新观念。并且必须特别注意冷却液正常使用的安全性。除此之外，冷却液具有防腐，防沸腾和防垢功能。技术人员必须正确地建立思想和观念，以防止长期地使用冷却液，从而降低由于观念和思想的问题对冷却液管道的正常运行所产生的影响。
2.3度传感器选型
在控制器系统中，需要将传感器贴合在泵的进水口或出水口进行测温。传感器接触式温度传感器有热敏电阻和温差电偶等。常用的温度传感器有NTC温度传感器、热电偶传感器等，例
如PT100/1000、DS18B20、TCN75、TMP03、AD7314温度传感器。其中PT100、PT1000温度传感器为热敏电阻传感器，根据其阻值随温度升高而降低的特性制造。此类传感器可安装在汽车冷却泵内与冷却液直接接触。实际应用中，汽车冷却液温度传感器一般均采用NTC传感器。且PT100温度传感器其测温范围为-200℃～350℃。实际应用中考虑到汽车冷却泵的工作环境与传感器的测量方式，关于温度传感器的选型可选择接触式的高温型DS18B20温度传感器。DS18B20可通过控制器直接驱动和通信，有较高的可靠性和较长的稳定性实用性强。DS18B20测量的温度范围为-55℃～125℃，测温误差不超过±2℃，工作所需电源为3.0～5.5V，适于接入控制器电路此类型传感器广泛应用于轴瓦、汽车空调等设备。
结语
本文以新能源汽车为对象，介绍了基于嵌入式控制器的硬件系统和基于模糊PID的软件控制策略。给出了关键模块的电路图和程序代码。通过Matlab对控制算法的仿真，分析了该控制策略的优势。
参考文献
[1]郭少杰,王军雷,夏天,等.基于专利分析的新能源汽车驱动电机冷却技术发展现状分析[J].汽车文摘,2020(5):8-12.
[2]杨佩琦,张颖,文凯,等.模糊PID控制在汽车发动机冷却水泵系统中的应用[J].机电工程技术,2020,49(12):120-122.
发布评论