CN102700481A - 电动汽车的空调压缩机和加热器控制方法及装置 - Google Patents

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本发明公开一种电动汽车的空调压缩机和加热器的控制方法及装置,在保持传统车的空调系统的基础上,通过采样冷热风门位置传感器电压值和鼓风机两端风量电压值,由控制器智能调节电动空调压缩机和电动加热器的输出功率,在提供舒适的驾乘环境的基础上,节约了电动汽车的能源损耗,有效的延长了纯电动汽车的续驶里程。

Description

电动汽车的空调压缩机和加热器控制方法及装置
本发明公开一种电动汽车的空调压缩机和加热器的控制方法及装置,属于电动汽车汽车技术领域。
背景技术:
当今,汽车工业的快速发展,使人们出行变得方便快捷;但也产生了一系列的负面效应。其中最引人关注的便是全球空气污染指数和燃油消耗总量的不断攀升。电动汽车(EV)概念的提出解决了这一系列的矛盾。目前整车厂采用在原有传统车型改造的方式,生产电动汽车进行整车功能测试。电动汽车空调功能的好坏,是评价一款汽车舒适性的重要标准。国外的汽车公司在该方面已取得实质性进展,有的已经进入生产阶段,并己被应用于批量生产的车辆。国内在该方面的研究起步较晚,各汽车厂商的电动汽车空调控制器尚处于研发和试制阶段,没有成熟的电动汽车空调控制器。传统车使用发动机带动空调压缩机进行制冷,使用发动机冷却系统进行加热。
发明内容
本发明提供一种电动汽车的空调压缩机和加热器的控制方法,解决了在电动汽车开发前期无法同步实现空调系统的问题。
本发明还公开了实现上述方法的控制装置,用于电动汽车空调的控制。
本发明公开的一种电动汽车的空调压缩机和加热器的控制方法,其技术解决方案如下:
微处理器MCU的CAN模块通过CAN收发器与车身控制器连接,接收并解析CAN总线报文,获取整车高压电控制状态、电池包SOC值、AC状态和蒸发器后温度传感器值等,判断空调启动条件和输出功率限制,同时将控制器状态和自诊断信息上传给车身控制器;MCU的AD采样模块通过鼓风机信号AD采集电路和冷热风门位置信号AD采集电路分别连接冷热风门位置传感器和鼓风机连接,采样冷热风门位置传感器电压值和鼓风机两端风量电压值,判断用户需要制冷或者加热以及需要输出的功率情况,根据用户输入,单独控制压缩机或加热器工作实现制冷和加热功能;MCU的GPIO2模块与低端驱动器的输入端连接,低端驱动器的输出端与电动空调压缩机的使能信号连接,控制电动空调压缩的开启和关闭;MCU的PWM模块与低端驱动器的输入端连接,低端驱动器的输出端与电动空调压缩机的功率调整接口和电动加热器功率调整接口连接,调节PWM输出信号的占空比来控制电动空调压缩机和电动加热器的输出功率;MCU的GPIO2模块通过电动空调压缩机消耗功率检测电路和电动空调压缩机诊断代码检测电路与电动空调压缩机连接,采集电动空调压缩机的输出功率和输出的诊断信息,并将工作状态通过CAN总线上传给车身控制器;MCU的GPIO1模块通过INTERLOCK检测电路与电动加热器连接,检测电动加热器的连接是否可靠;MCU的SPI模块与低端驱动器的SPI接口连接,读取短路、过流、过压等诊断信息进行本地处理。
本发明的积极效果在于:解决了汽车电子产品开发周期长,在电动汽车开发前期无法同步实现空调系统,不能及时、全面的提供整车测试数据的问题,本装置保持传统车空调的操作面板,通过检测冷热风门位置、鼓风机送风量以及一些温度传感器信息,实时调节电动加热器和电动压缩机的输出功率,达到电动汽车加热和制冷的功能,并且在提供舒适的驾乘环境的基础上,节约了电动汽车的能源损耗,有效的延长了纯电动汽车的续驶里程。
附图说明
图1为本发明空调电动压缩机和电动加热器控制器系统框图;
图2为本发明空调电动压缩机和电动加热器控制器原理框图。
具体实施方式
实施例1
根据图1所示,微处理器MCU的CAN模块通过CAN收发器与车身控制器连接,接收并解析CAN总线报文,获取整车高压电控制状态、电池包SOC值、AC状态和蒸发器后温度传感器值等,判断空调启动条件和输出功率限制,同时将控制器状态和自诊断信息上传给车身控制器;MCU的AD采样模块通过鼓风机信号AD采集电路和冷热风门位置信号AD采集电路分别连接冷热风门位置传感器和鼓风机连接,采样冷热风门位置传感器电压值和鼓风机两端风量电压值,判断用户需要制冷或者加热以及需要输出的功率情况,根据用户输入,单独控制压缩机或加热器工作实现制冷和加热功能;MCU的GPIO2模块与低端驱动器的输入端连接,低端驱动器的输出端与电动空调压缩机的使能信号连接,控制电动空调压缩的开启和关闭;MCU的PWM模块与低端驱动器的输入端连接,低端驱动器的输出端与电动空调压缩机的功率调整接口和电动加热器功率调整接口连接,调节PWM输出信号的占空比来控制电动空调压缩机和电动加热器的输出功率;MCU的GPIO2模块通过电动空调压缩机消耗功率检测电路和电动空调压缩机诊断代码检测电路与电动空调压缩机连接,采集电动空调压缩机的输出功率和输出的诊断信息,并将工作状态通过CAN总线上传给车身控制器;MCU的GPIO1模块通过INTERLOCK检测电路与电动加热器连接,检测电动加热器的连接是否可靠;MCU的SPI模块与低端驱动器的SPI接口连接,读取短路、过流、过压等诊断信息进行本地处理。
实施例2
根据图2所示,鼓风机信号两端连接MCU的AD采样通道PAD01和PAD02。冷热风门位置信号连接MCU的AD采样通道PAD00。MCU的MOSI、MISO、SCK和SS分别连接低端驱动器的SI、SO、CLK和CS,读取低端驱动器的自诊断信息。MCU的PP0和PP5连接低端驱动器的IN2和IN3,低端驱动器的OUT2和OUT3连接电动空调压缩机的PWM和STB,使能电动空调压缩机和调整电动空调压缩机的输出功率。MCU的PP1连接低端驱动器的IN1,低端驱动器的OUT1连接电动加热器的PWM,调整电动加热器的输出功率。电动空调压缩机的DIAG和POWER连接MCU的PT0和PT1,采样压缩机输出的PWM信号,读取电动空调压缩机实际输出功率值和自诊断信息。MCU电CAN0RXD和CAN0TXD分别连接低速CAN总线收发器的TXD和RXD,CAN总线收发器的CANH和CANL连接网关,传输总线报文。MCU的PS3、PS5和PS6分别连接CAN总线收发器的EN、STB和WAKE,控制CAN总线收发器使能和唤醒CAN总线收发控制器。
本发明CAN总线收发器使用的芯片为:NXP 公司的 TJA1055,MCU使用的芯片为Freescale公司的MC90SXDP512,低端驱动电路使用的芯片为:Infineon公司的TLE6220GP。采集与滤波电路是由一系列阻容器件、二极管和三极管构成。 
本发明的工作过程如下:
加热过程:首先采样高压电控制状态(输出或断开)、电池包SOC(剩余电量)值、AC(空气调节)按键状态、鼓风机两端电压和冷热风门位置等,在满足电动加热器工作条件下,MCU直接控制低端驱动器调节PWM输出的占空比控制电动加热器的输出功率,采样interlock out值判断连接器是否锁死,保证电动加热器同控制器可靠连接。
制冷过程:首先采样高压电控制状态(输出或断开)、电池包SOC(剩余电量)值、AC(空气调节)按键状态、鼓风机两端电压和冷热风门位置等,在满足电动空调压缩机工作条件下,MCU直接控制低端驱动器调节PWM输出的占空比控制电动空调压缩机的输出功率。
电动汽车的空调压缩机和加热器控制器包括MCU、低端驱动器、CAN总线收发器、鼓风机信号AD采集电路、冷热风门位置信号AD采集电路、INTERLOCK检测电路、电动空调压缩消耗功率检测电路和电动空调压缩机诊断代码检测电路,MCU通过低端驱动器控制电动空调压缩机和电动加热器,调整输出功率,通过低速CAN总线收发器同网关连接,接收总线报文,并把自身的状态和诊断信息上传到网关。

Claims (2)

1.一种电动汽车的空调压缩机和加热器的控制方法,其特征在于:微处理器MCU的CAN模块通过CAN收发器与车身控制器连接,接收并解析CAN总线报文,获取整车高压电控制状态、电池包SOC值、AC状态和蒸发器后温度传感器值等,判断空调启动条件和输出功率限制,同时将控制器状态和自诊断信息上传给车身控制器;MCU的AD采样模块通过鼓风机信号AD采集电路和冷热风门位置信号AD采集电路分别连接冷热风门位置传感器和鼓风机连接,采样冷热风门位置传感器电压值和鼓风机两端风量电压值,判断用户需要制冷或者加热以及需要输出的功率情况,根据用户输入,单独控制压缩机或加热器工作实现制冷和加热功能;MCU的GPIO2模块与低端驱动器的输入端连接,低端驱动器的输出端与电动空调压缩机的使能信号连接,控制电动空调压缩的开启和关闭;MCU的PWM模块与低端驱动器的输入端连接,低端驱动器的输出端与电动空调压缩机的功率调整接口和电动加热器功率调整接口连接,调节PWM输出信号的占空比来控制电动空调压缩机和电动加热器的输出功率;MCU的GPIO2模块通过电动空调压缩机消耗功率检测电路和电动空调压缩机诊断代码检测电路与电动空调压缩机连接,采集电动空调压缩机的输出功率和输出的诊断信息,并将工作状态通过CAN总线上传给车身控制器;MCU的GPIO1模块通过INTERLOCK检测电路与电动加热器连接,检测电动加热器的连接是否可靠;MCU的SPI模块与低端驱动器的SPI接口连接,读取短路、过流、过压等诊断信息进行本地处理。
2. 实现权利要求1所述方法的电动汽车的空调压缩机和加热器控制装置,其特征在于:
鼓风机信号两端连接MCU的AD采样通道PAD01和PAD02;冷热风门位置信号连接MCU的AD采样通道PAD00;MCU的MOSI、MISO、SCK和SS分别连接低端驱动器的SI、SO、CLK和CS,读取低端驱动器的自诊断信息;MCU的PP0和PP5连接低端驱动器的IN2和IN3,低端驱动器的OUT2和OUT3连接电动空调压缩机的PWM和STB,使能电动空调压缩机和调整电动空调压缩机的输出功率;MCU的PP1连接低端驱动器的IN1,低端驱动器的OUT1连接电动加热器的PWM,调整电动加热器的输出功率;电动空调压缩机的DIAG和POWER连接MCU的PT0和PT1,采样压缩机输出的PWM信号,读取电动空调压缩机实际输出功率值和自诊断信息;MCU电CAN0RXD和CAN0TXD分别连接低速CAN总线收发器的TXD和RXD,CAN总线收发器的CANH和CANL连接网关,传输总线报文;MCU的PS3、PS5和PS6分别连接CAN总线收发器的EN、STB和WAKE,控制CAN总线收发器使能和唤醒CAN总线收发控制器。
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