阅读说明：本技术 一种电动船水冷智能控制系统和控制方法 (Intelligent water-cooling control system and control method for electric ship ) 是由 明奇 刘冠辉 张育超 刘家胜 郝登运 王旺球 李�真 江和耀 胡广辉 张晓� 于 2019-11-28 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种电动船水冷智能控制系统和控制方法,包括对动力电机和动力电机控制器进行冷却的循环水冷单元,所述的循环水冷单元包括循环水管道；驱动循环水管道中的冷却水循环的水泵；检测动力电机、动力电机控制器的温度及运行状态的信息采集单元；与动力电机、动力电机控制器、水泵、信息采集单元通信连接的控制模块。主控模块直接采集动力电机和动力电机控制器的温度和运行状态,并根据采集的温度和预设的温度阈值进行水泵工作的智能控制。本发明能够减少水泵运行中消耗的电能,提高动力电池续航里程和使用寿命；且能够有效防止冷却液体反冲,有效保护循环水管道系统；同时能够在动力电机停止工作后继续对动力电机进行冷却防止动力电机损坏。(The invention provides an intelligent water-cooling control system and a control method for an electric ship, which comprise a circulating water-cooling unit for cooling a power motor and a power motor controller, wherein the circulating water-cooling unit comprises a circulating water pipeline; a water pump for driving the cooling water circulation in the circulating water pipeline; the information acquisition unit is used for detecting the temperature and the running state of the power motor and the power motor controller; and the control module is in communication connection with the power motor, the power motor controller, the water pump and the information acquisition unit. The main control module directly collects the temperature and the running state of the power motor and the power motor controller, and intelligently controls the work of the water pump according to the collected temperature and a preset temperature threshold value. The invention can reduce the electric energy consumed in the operation of the water pump, improve the endurance mileage of the power battery and prolong the service life; the back flushing of the cooling liquid can be effectively prevented, and a circulating water pipeline system is effectively protected; meanwhile, the power motor can be continuously cooled after the power motor stops working, so that the power motor is prevented from being damaged.)

一种电动船水冷智能控制系统和控制方法

技术领域

本发明涉及一种电动船控制系统,尤其涉及一种电动船水冷智能控制系统。

背景技术

在纯电动船中,由动力电机作为动力源驱动船体前进,由于动力电机在工作过程中会产生大量的热量，因此需要在电动船上设计冷却系统。传统的冷却系统包括水冷和风冷两种,而中大功率的动力电机均采用水冷方式。

传统的电动船水冷系统按照如下方式工作：当动力电机上电后，同步启动水泵恒速运行,当动力电机停止后,同步停止水泵运行,这种运行方式控制简单,但存在如下缺点：

首先,水泵在运行中一直采用恒速的方式为冷却水循环提供循环动力,这种状态下对于动力电机处于恶劣的工况下是可以的,但是,在动力电机处于正常转速或者低速运行时,此时动力电机的温升并不大,而水泵的运行速度仍然很高,从而消耗大量的能量,而电动船的动力源为动力蓄电池,水泵的大消耗导致动力蓄电池的续航能力下降,从而影响到电动船的整船性能；

其次,传统的水冷方式中,动力电机断电后水泵同步停止工作,会造成水路中的冷却液体反冲,导致循环水管道承受较大反冲压力,从而对循环水管道提出了更高的耐高温和耐压要求,使得电动船的生产成本增加；

再次,当动力电机断电停止工作后,水泵同步停止运行,此时动力电机的温度仍然很高,会导致动力电机的温度持续上升,严重时甚至损坏电机。

因此,需要提出一种新的电动船水冷智能控制系统：1）能够有效减少水泵运行中所消耗的电能,避免电能非工作消耗，提高动力电池的续航里程和使用寿命；2）能够有效防止冷却液体反冲,有效保护循环水管道系统；3）能够在动力电机停止工作后继续对动力电机进行冷却,防止动力电机损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动船水冷智能控制系统和控制方法，用于解决现有技术中存在的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种电动船水冷智能控制系统，包括：

对动力电机和动力电机控制器进行冷却的循环水冷单元，所述的循环水冷单元包括循环水管道；

驱动循环水管道中的冷却水循环的水泵；

检测动力电机、动力电机控制器的温度及运行状态的信息采集单元；

与动力电机、动力电机控制器、水泵、信息采集单元通信连接的控制模块。

进一步来说，所述的信息采集单元包括检测动力电机温度及运行信息的第一采集模块和检测动力电机控制器温度及运行状态的第二采集模块，所述第一采集模块和第二采集模块均与控制模块通信连接。

进一步来说，所述循环水管道连通散热水箱。

作为进一步的技术方案，所述散热水箱处设置风机，所述风机连接控制模块。

本发明还提供一种电动船水冷智能控制系统的控制方法，包括：

控制模块获取第一采集模块获取的动力电机当前温度Td和第二采集模块获取的动力电机控制器的温度Tc，且控制模块预设第一温度阈值Td1、第二温度阈值Td2、第三温度阈值Tc3、第四温度阈值Tc4，其中第一温度阈值Td1小于第二温度阈值Td2，第三温度阈值Tc3小于第四温度阈值Tc4，则

（1）如果动力电机的当前温度Td<Td1且动力电机控制器的当前温度Tc<Tc3，则控制模块控制水泵和风机均不运行；

（2）如果动力电机的当前温度Td1≤Td<Td2或者动力电机控制器的当前温度Tc3≤Tc<Tc4，则控制模块控制水泵运行，风机不运行；

（3）如果动力电机的当前温度Td≥Td2或者动力电机控制器的当前温度Tc≥Tc4，则控制模块控制水泵和风机均运行；

（4）如果控制模块通过第一采集模块获取动力电机运行状态信息后，判断动力电机停止工作，则控制模块控制风机不运行。

进一步来说，所述主控模块中设置有温度范围-驱动电流控制表，当动力电机的当前温度Td<Td2时，主控模块向水泵输出当前动力电机所在温度范围对应的驱动电流，控制水泵工作在不同的转速。

本发明的有益效果：1）能够有效减少水泵运行中所消耗的电能,避免电能非工作消耗，提高动力电池的续航里程和使用寿命；2）能够有效防止冷却液体反冲,有效保护循环水管道系统；3）能够在动力电机停止工作后继续对动力电机进行冷却,防止动力电机损坏。

附图说明

图1为本发明的冷却系统示意图。

图2为本发明的冷却系统一具体实施例图。

图3为本发明的主控制模块组成图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

本发明提供一种电动船水冷智能控制系统，如图1所示，该控制系统包括：

对动力电机和动力电机控制器进行冷却的循环水冷单元，所述的循环水冷单元包括循环水管道，循环水管道穿过动力电机和电机控制器内部的水冷管道进行动力电机和动力电机控制器的冷却；

驱动循环水管道中的冷却水循环的水泵；

检测动力电机、动力电机控制器的温度及运行状态的信息采集单元；所述的运行状态一般包括设备运行是否正常、是否故障、异常等。

与动力电机、动力电机控制器、水泵、信息采集单元通信连接的控制模块。

所述控制模块输出控制命令智能控制水泵以不同转速工作以及动力电机停止后水泵延时停止运行。

为方便对循环水管道内的水进行散热，本发明还设置有散热水箱，循环水管道连通散热水箱，循环水管道内的水进入散热水箱进行散热后再进入循环水管道，为增加散热水箱的散热效果，散热水箱上部可设置风机，风机能够加速散热水箱周围的空气流动，对散热水箱进行散热。

如图2所示，在一些实施例中，信息采集单元包括检测动力电机温度及运行信息的第一采集模块和检测动力电机控制器温度及运行状态的第二采集模块，所述第一采集模块和第二采集模块均通过总线通讯模块与主控制模块连接，通过总线连接动力电机和动力电机控制器的这种结构，能够直接且准确获得动力电机以及动力电机控制器的实时温度及运行状态。

所述主控制模块可选择使用现有船只上的整船的主控制模块，节约成本，方便控制，无需额外安装控制器，利于整船布置。

如图3所示，主控制模块至少包括主控制器、总线连接单元、存储在主控制模块中的温度一驱动电流控制表单元、模式配置及切换模块、存储多种工作模式的存储模块、驱动输出模块。

本发明还提供一种电动船水冷智能控制系统的控制方法，该控制方法包括：

预先在主控制器的存储模块中存储预先设置的第一温度阈值Td1、第二温度阈值Td2、第三温度阈值Tc3、第四温度阈值Tc4，其中第一温度阈值Td1小于第二温度阈值Td2，第三温度阈值Tc3小于第四温度阈值Tc4，其中，上述的小于第一温度阈值Td1表示当前动力电机的温度为不需要进行冷却的温度；小于第二温度阈值Td2表示当前动力电机的温度需要循环冷却水进行冷却，但是散热水箱不需要进行散热的温度，大于第二温度阈值Td2则表示需要水泵和风机同时工作的温度，即当前的动力电机处于较高的温度。同理，上述的小于第三温度阈值Tc3表示当前动力电机控制器的温度为不需要进行冷却的温度；小于第四温度阈值Tc4表示当前动力电机控制器的温度需要循环冷却水进行冷却，但是散热水箱不需要进行散热的温度，大于第四温度阈值Tc4则表示需要水泵和风机同时工作的温度，即当前的动力电机控制器处于较高的温度。

具体来说，主控制器的中设置进行模式配置及切换的模块，模式配置参数和对应的切换控制方式均存储在主控制器的存储模块中或者主控制器连接的存储其中，模式配置参数和对应的切换控制方式均能够通过与主控制器连接的人机交互模块（如鼠标和键盘）进行设置，该模块内设置多种工作模式，主控制器能够根据总线通讯模块获取的第一采集模块采集的动力电机当前温度Td和第二采集模块获取的动力电机控制器的温度Tc进行多种工作模式的切换。

所述的工作模式包括：

模式1：如果动力电机的当前温度Td<Td1且动力电机控制器的当前温度Tc<Tc3，则控制模块控制水泵和风机均不运行；

模式2：如果动力电机的当前温度Td1≤Td<Td2或者动力电机控制器的当前温度Tc3≤Tc<Tc4，则控制模块控制水泵运行，风机不运行；

模式3：如果动力电机的当前温度Td≥Td2或者动力电机控制器的当前温度Tc≥Tc4，则控制模块控制水泵和风机均运行；

模式4：如果控制模块通过第一采集模块获取动力电机运行状态信息后，判断动力电机停止工作，则控制模块控制风机不运行。主控制器通过驱动输出模块向水泵电机输出不同的控制电流驱动水泵以不同转速运行，且水泵在延时运行时间达到后停止工作。

本发明还可以设置自定义模式，该模式为预留模式，可依据具体使用场景需要，定制适合自己的模式。

其中，动力电机的当前温度Td<Td2时, 主控制模块输出不同的驱动电流控制水泵工作在不同的转速,在主控制模块中预存有温度一驱动电流控制表单元，每一个温度范围对应一个驱动电流值，当前的动力电机温度Td<Td2时，动力电机的温度处于某一个温度范围,则主控制模块输出相对应的驱动电流，从而控制水泵工作在不同的转速，从而有效节约水泵的能耗，当然，当动力电机停止后, 主控制模块同样按照动力电机温度对应的不同电流值驱动水泵动作。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应该涵盖在本发明的保护范围内。