CN102320246B - 一种电动车空调安全控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动车空调安全控制系统及其控制方法，包括空调压缩机，正极线束，电流传感器，空调控制面板控制器和继电器，其中，所述正极线束为空调压缩机正极线束；所述电流传感器设置在正极线束上，其通讯连接或电路连接至空调控制面板控制器，并用于向空调控制面板控制器实时反馈电流信息；所述空调控制面板控制器用于采集电流信息和根据电流信息判断所述压缩机是否存在漏电流，其控制连接继电器，并可控制继电器断开压缩机和整车动力电源的联系。
Description
技术领域
本发明涉及一种高安全系数电动车空调系统，可以实时监测高压空调系统的安全性，同时也能实时监测电动车空调系统的能耗，具体涉及一种电动车空调安全控制系统及其控制方法。
背景技术
随着国家电动车补贴政策的出台，电动车的研发生产和制造将出现一种井喷式的发展。随着人民生活水平的提高，汽车空调系统也基本已经成为车内的必需品。
重所周知，传统的汽油车绝大多数是由发动机做为动力源来带动压缩机完成对制冷剂的压缩过程。在通电过程中离合器线圈将电能转化成磁能，用来使压缩机离合器和皮带轮保持吸合，一般功率不会超过100W。同时由于传统汽油车压缩机离合器工作电压仅有13.5V，所以基本不存在电压安全问题。但电动汽车为了保证整车续航里程和相同功率的用电器的电流不会过大，动力电源绝大多数都采用高压动力电池。目前比较常见的是336V高压直流电源，且电动车空调工作时总体能耗常常会超过2000W，是电动车上耗能最多的元器件之一。所以电动空调的安全问题和能量消耗的监测问题成为一个传统汽油车空调没有面对过的问题。目前空调电动压缩机绝大多数都采用直流变频压缩机，可以实现功率的实时调节，压缩机由压缩机内部电机直接驱动。目前压缩机、电机和控制器一体式为主。这样方式的最大好处是，低压低温的制冷剂可以用来直接给电机和控制器进行降温冷却，又减小了压缩机和控制器部分整体重量，同时也方便了生产线流水线装配。但同时在制冷剂加注过程中如果抽真空不够彻底或者制冷剂自身质量不够稳定都会引起压缩机绝缘电阻的大幅度下降，这样在336V高压下，就会产生较大的漏电流，引起人身安全问题；同时又由于电动车压缩机动力均由动力电池提供，动力电池在满足人体舒适性的同时又要兼顾整车续航里程，所以对空调系统电能的消耗又要能做到实时监控。如何解决安全问题同时满足人体舒适性成为电动车电动空调的一个难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动车空调安全控制系统及其控制方法，能够保护操作人员不会因为压缩机漏电而遭受人身伤害，同时还可以满足整车实时监控的空调系统。
为解决上述技术问题，本系统发明在压缩机正极线束上采用一种能够实时反馈电流信息的电流传感器。空调控制面板控制器可以通过采集到的电流信息判断压缩机是否存在漏电流，如存在漏电流则立即通过继电器断开压缩机和整车动力电源的联系，保护人身安全，同时也保证整车安全。
本系统发明可以对整车前舱盖开启状况进行监控，整车如果没有进入诊断模式，前舱发盖开启后，空调控制器收到CAN总线发送过来的前舱开启信号，空调控制器会给压缩机两个继电器同步发送一个低电平信号，切断压缩机和整车高压动力电池的联系，保护操作者安全。
本系统发明可以对整车空调能耗进行实时监控。空调控制器可以将电流传感器采集到的相关电流信息实时发送给整车电源管理系统，由整车电源管理系统计算空调系统目前能耗量与动力电池总能量比值。如果发现空调目前能耗严重影响到整车续航里程，则会切断空调压缩机。如是能耗过大，则发送信号给空调控制面板控制器，由控制面板综合各传感器信息进行功率调节处理。
该空调系统冷凝器、管路、蒸发器、控制面板等元器件和常规自动空调并无明显差异，空调系统自身工作原理也和常规空调无明显差异，故不一一赘述。
具体技术方案如下：
一种电动车空调安全控制系统，包括空调压缩机，正极线束，电流传感器，空调控制面板控制器和继电器，其中，
所述正极线束为空调压缩机正极线束；
所述电流传感器设置在正极线束上，其通讯连接或电路连接至空调控制面板控制器，并用于向空调控制面板控制器实时反馈电流信息；
所述空调控制面板控制器用于采集电流信息和根据电流信息判断所述压缩机是否存在漏电流，其控制连接继电器，并可控制继电器断开压缩机和整车动力电源的联系。
进一步地，还包括一位置传感器，其通过整车CAN总线连接至空调控制面板控制器，该位置传感器用于对整车前舱盖开启状况进行监控，并将监控得到的整车前舱盖位置信号通过CAN总线发送至空调控制面板控制器。
进一步地，所述压缩机设置两个继电器，所述空调控制面板控制器通讯连接或电路连接至两个继电器，并用于在预设工况下向两个继电器同步发送低电平信号，切断压缩机和整车高压动力电池的联系。
进一步地，所述预设工况为：整车没有进入诊断模式，且位置传感器监测到前舱发盖开启。
进一步地，还包括BCM控制器，所述位置传感器通讯连接或电路连接至该BCM控制器，并用于向其发送前舱盖位置信息，所述BCM控制器通过CAN总线连接至空调面板控制器。
进一步地，还包括整车电源管理系统，所述空调面板控制器与该整车电源管理系统通讯连接，并可将电流传感器采集到的电流信息实时发送至整车电源管理系统，该整车电源管理系统用于计算空调系统目前能耗量与动力电池总能量比值，其控制连接压缩机并可对其进行关闭，其通讯连接空调面板控制器并可向其发送信号。
进一步地，还包括室内外温度传感器，其用于采集汽车内部和外部的温度，室内外温度传感器通讯连接或电路连接至空调面板控制器并可向其发送温度信息。
上述电动车空调安全控制系统的控制方法，采用如下步骤：
(1)空调控制面板控制器根据电流传感器反馈回的电流信息判断是否存在压缩机漏电现象，如存在漏电流则立即通过继电器断开压缩机和整车动力电源的联系；
(2)空调控制面板控制器通过继电器控制压缩机的启停；
(3)空调控制面板控制器实时监测到的电流信息通过CAN总线发送给整车电源管理系统；
(4)整车电源管理系统根据监测到的信息，来对整车电力分配做出实时调整。
进一步地，电动车空调安全控制系统对整车前舱盖开启状况进行监控，整车如果没有进入诊断模式，前舱发盖开启后，空调控制器收到CAN总线发送过来的前舱开启信号，空调控制器给压缩机两个继电器同步发送一个低电平信号，切断压缩机和整车高压动力电池的联系。
进一步地，电动车空调安全控制系统对整车空调能耗进行实时监控，空调控制器将电流传感器采集到的相关电流信息实时发送给整车电源管理系统，由整车电源管理系统计算空调系统目前能耗量与动力电池总能量比值，电动车空调安全控制系统切断空调压缩机或者发送信号给空调控制面板控制器，由控制面板综合各传感器信息进行功率调节处理。
附图说明
图1为电器原理图
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
工作整体原理如图一所示。整车点火钥匙旋到ON档，电源管理系统自检完毕，如各元器件均正常，无短路或漏电等安全隐患，仪表显示正常，则此时允许空调系统工作。
开启鼓风机，按下空调系统A/C按键后，空调面板控制器会向压缩机两个继电器发送持续的低电平信号，则继电器线圈通电吸合，压缩机通电。同时空调控制面板控制器会给压缩机控制器发送一个压缩机开启的启动信号，整车电源管理系统也会接收到空调控制面板控制器发出的压缩机启动信号，整车电源管理系统VMS会根据整车的自检情况决定是否允许压缩机开启，如允许则同步启动低速风扇。
当压缩机在工作过程空调面板控制器根据室内外温度传感器采集到的温度信息和使用者设定的室内目标温度信息和空调控制器内设定的程序通过PWM信号对电动压缩机的转速进行调节，则可实现无级可调功能。
电流传感器围绕在电动压缩机高压线束上，当压缩机工作时有电流产生，电流传感器采集到流过的电流，将采集到的信息实时发送给空调控制面板控制器，由空调控制器接受处理后发送到整车电源管理系统VMS，VMS对收到空调耗电量和整车剩余电量进行比对计算，如果超过VMS设定值，则切断空调，并在仪表上报警提示整车电量较少。
如果使用者在车辆静止状态时，将空调A/C按键按下去，此时压缩机继电器吸合，压缩机带电。如果压缩机绝缘保护出现问题，此时顾客开启前舱盖会有触电危险。而在此空调控制系统中顾客一旦开启前舱盖，位置传感器就会给BCM控制器发送一个前舱盖开启的信息，BCM控制器收到信号后会将发盖开启信息发送到CAN总线上，空调面板控制器从CAN总线上收到发盖开启信息后，会同步切断压缩机继电器，保证使用者人身安全。
同时如果是专业电动车空调维修人员对空调进行检测和维修，则可以通过模式打到全除霜模式，空调内循环，鼓风机最高档强制进入空调诊断模式。则此时空调系统不再受前舱发盖开启的影响，可以进行空调系统的诊断与维修工作。
本发明在结构控制上简单，安全可靠，将使用者的的风险降到最低；同时可以使空调这种大功率用电器耗电量实时监控，让使用者安全放心。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种电动车空调安全控制系统，其特征在于，包括空调压缩机，正极线束，电流传感器，空调控制面板控制器，继电器和一位置传感器，其中，
所述正极线束为空调压缩机正极线束；
所述电流传感器设置在正极线束上，其通讯连接或电路连接至空调控制面板控制器，并用于向空调控制面板控制器实时反馈电流信息；
所述空调控制面板控制器用于采集电流信息和根据电流信息判断所述压缩机是否存在漏电流，其控制连接继电器，并可控制继电器断开压缩机和整车动力电源的联系；
所述位置传感器通过整车CAN总线连接至空调控制面板控制器，该位置传感器用于对整车前舱盖开启状况进行监控，并将监控得到的整车前舱盖位置信号通过CAN总线发送至空调控制面板控制器；
所述压缩机设置两个继电器，所述空调控制面板控制器通讯连接或电路连接至两个继电器，并用于在预设工况下向两个继电器同步发送低电平信号，切断压缩机和整车高压动力电池的联系。
2.如权利要求1所述的电动车空调安全控制系统，其特征在于，所述预设工况为：整车没有进入诊断模式，且位置传感器监测到前舱盖开启。
3.如权利要求1或2所述的电动车空调安全控制系统，其特征在于，还包括BCM控制器，所述位置传感器通讯连接或电路连接至该BCM控制器，并用于向其发送前舱盖位置信息，所述BCM控制器通过CAN总线连接至空调面板控制器。
4.如权利要求1或2所述的电动车空调安全控制系统，其特征在于，还包括整车电源管理系统，所述空调面板控制器与该整车电源管理系统通讯连接，并可将电流传感器采集到的电流信息实时发送至整车电源管理系统，该整车电源管理系统用于计算空调系统目前能耗量与动力电池总能量比值，其控制连接压缩机并可对其进行关闭，其通讯连接空调面板控制器并可向其发送信号。
5.如权利要求1或2所述的电动车空调安全控制系统，其特征在于，还包括室内外温度传感器，其用于采集汽车内部和外部的温度，室内外温度传感器通讯连接或电路连接至空调面板控制器并可向其发送温度信息。
6.如权利要求1-5所述电动车空调安全控制系统的控制方法，其特征在于，采用如下步骤：
(1)空调控制面板控制器根据电流传感器反馈回的电流信息判断是否存在压缩机漏电现象，如存在漏电流则立即通过继电器断开压缩机和整车动力电源的联系；
(2)空调控制面板控制器通过继电器控制压缩机的启停；
(3)空调控制面板控制器实时监测到的电流信息通过CAN总线发送给整车电源管理系统；
(4)整车电源管理系统根据监测到的信息，来对整车电力分配做出实时调整。
7.如权利要求6所述电动车空调安全控制系统的控制方法，其特征在于，电动车空调安全控制系统对整车前舱盖开启状况进行监控，整车如果没有进入诊断模式，前舱盖开启后，空调控制器收到CAN总线发送过来的前舱盖开启信号，空调控制器给压缩机两个继电器同步发送一个低电平信号，切断压缩机和整车高压动力电池的联系。
8.如权利要求6或7所述电动车空调安全控制系统的控制方法，其特征在于，电动车空调安全控制系统对整车空调能耗进行实时监控，空调控制器将电流传感器采集到的相关电流信息实时发送给整车电源管理系统，由整车电源管理系统计算空调系统目前能耗量与动力电池总能量比值，电动车空调安全控制系统切断空调压缩机或者发送信号给空调控制面板控制器，由控制面板综合各传感器信息进行功率调节处理。
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