[发明专利]减速栅格冷却系统和控制

说明书

技术领域

本公开总体上涉及减速组件，且更具体而言涉及用于冷却减速栅格（retarding grid）的系统和方法。

背景技术

机器的电驱动系统通常包括以所需扭矩选择性地激励电动机的电源电路。电动机通常连接到用于推进机器的轮子或其他牵引设备。混合驱动系统包括原动机，例如，驱动发电机的内燃机。发电机产生用于驱动电动机的电力。当机器被推进时，引擎产生的机械功被发电机转换成电力。该电力通常在被提供到电动机之前被处理和/或调节。电动机将电力转变回机械功以驱动轮子和推进车辆。

机器在操作员希望使机器减速的操作模式中减速。为了以这种模式使机器减速，来自引擎的功减小。典型的机器还包括刹车和一些类型的减速机构以使机器减速和/或停止。当机器减速时，机器的动量经由轮子的旋转传输到电动机。电动机用作发电机以将机器的动能转换成被提供到驱动系统的电力。这种电能可以通过存储、浪费或系统的其他任意消耗形式消散以吸收机器的动能。

典型的电学减速组件或减速栅格包括一系列电阻器和绝缘体，当电流经过电阻器时通过这些电阻器和绝缘体消散热能。由于机器部件的尺寸和所阻滞的动量的大小，大量热能可能通过电阻器和绝缘体消散，这明显升高了其温度。因此，在过去提出利用有源冷却系统（诸如使用风扇或鼓风机的强制对流）的各种解决方案以降低这些设备的温度。使用风扇或鼓风机的已知系统包括产生在电阻器和绝缘体上方经过的气流的电驱动风扇。这种电动机通常由电学信号驱动，该电学信号直接或间接地由机器的控制系统控制。

作为用于更有效地消散来自减速组件的热的装置，用于驱动风扇或鼓风机的控制系统对于本领域技术人员是已知的。例如，Kumar等人的美国专利申请No.2009/0293760公开了用于栅格鼓风机的驱动系统，该驱动系统基于栅格电阻器的温度变化以及各种其他车辆操作参数控制栅格鼓风机。尽管这种驱动系统考虑栅格电阻器的温度变化，这些系统不考虑栅格绝缘体的温度变化。减速栅格的绝缘体温度倾向于在鼓风机关闭时出现不均匀分布或热点以及温度突增，或过冲。源于这种热点或过冲条件的绝缘体温度可能远远超过允许的阈值且通过当前现有冷却控制装置和相关温度监测器仍不可检测。

发明内容

在本公开的一个方面中，提供一种用于具有多个电阻器和绝缘体的减速栅格的冷却系统。该冷却系统包括鼓风机和控制器。鼓风机配置成有源地冷却减速网格。控制器配置成基于减速栅格的电阻器和绝缘体的热特性选择性地启动鼓风机。热特性包括当前电阻器温度和预计绝缘体温度。

在本公开的另一方面中，提供一种用于具有多个电阻器和绝缘体的减速栅格的冷却系统的备选实施例。该冷却系统包括接口电路和控制器。接口电路耦合到一个或更多开关。所述开关能够选择性地启动减速栅格和鼓风机。控制器配置成与接口电路通信。控制器还配置成根据电阻器和绝缘体的热特性产生指示所需散热水平的控制信号。热特性包括当前电阻器温度和预计绝缘体温度。

在本公开的另一方面中，提供冷却机器的减速组件的方法。机器包括减速栅格和鼓风机。减速栅格包括多个电阻器和绝缘体。该方法确定电阻器和绝缘体的当前温度、确定绝缘体的预计温度、根据当前电阻器温度和预计绝缘体温度确定所需散热水平，且根据所需散热水平启动减速栅格和鼓风机。

附图说明

图1是应用于机器的减速组件的冷却系统的示例性实施例的示意图；

图2是应用于另一减速组件的另一示例性冷却系统的示意图；

图3是用于冷却减速组件的示例性方法的流程图；以及

图4是用于冷却减速组件的示例性方法的示意图。

具体实施方式

现在将详细参考特定实施例或特征，其示例在附图中示出。一般地，贯穿附图相应的附图标记表示相同或相应部件。

图1示意性示出应用于诸如越野卡车的电驱动机器104的减速组件102的示例性冷却系统100。除了减速组件102，典型的电驱动机器104可以包括引擎106、发电机108、整流器电路110、逆变器电路112、电动机114以及一个或更多最终的驱动轮116。减速组件102可以布置在逆变器电路112的输出处。冷却系统100可以与减速组件集成且也布置在逆变器电路112的输出处。