CN108068577B - 一种热泵空调系统、电动汽车及其控制方法 - Google Patents

一种热泵空调系统、电动汽车及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热泵空调系统、电动汽车及其控制方法,该系统包括:增焓压缩机(11)、第一室内换热器(32)、闪蒸器(12)和室外换热器(31);其中,增焓压缩机(11)的排气端,连通至第一室内换热器(32)的冷媒入口;第一室内换热器(32)的冷媒出口,连通至闪蒸器(12)的第一出入端;闪蒸器(12)的第二出入端,连通至室外换热器(31)的第一冷媒出入口;室外换热器(31)的第二冷媒出入口,连通至增焓压缩机(11)的吸气端;闪蒸器(12)的补气端,连通至增焓压缩机(11)的补气口。该方案,可以克服现有技术中能耗大、操作不方便和用户体验差等缺陷,实现能耗小、操作方便和用户体验好的有益效果。

Description

一种热泵空调系统、电动汽车及其控制方法
技术领域
本发明属于空调技术领域,具体涉及一种热泵空调系统、电动汽车及其控制方法,尤其涉及一种变频热泵型电动汽车自动空调、具有该空调的电动汽车、以及该电动汽车的控制方法。
背景技术
纯电动汽车与传统的汽车相比,由于无发动机的余热可以利用,冬季车舱采暖无法像传统汽车那样从暖风芯直接取热,因此纯电动汽车空调系统与传统汽车空调系统有着本质区别。
当前行业内电动汽车空调系统普遍采用“单冷系统+PTC(Positive TemperatureCoefficient,热敏电阻)加热”方案;该方案在原汽车空调基础上将压缩机更换为电动压缩机,将原暖风芯更换为PTC加热器;该方案冬季采暖采用PTC加热,其能耗较大,缩短纯电动汽车的续航里程;且当前该方案的电动汽车空调基本为手动式空调,即需要人们通过手动开关来开启或关闭空调系统,需要手动选择制冷、制热模式等,操作麻烦,同时未能利用电动空调可调节的特性,降低车内舒适性且浪费能源。
现有技术中,存在能耗大、操作不方便和用户体验差等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于,针对上述缺陷,提供一种热泵空调系统、电动汽车及其控制方法,以解决现有技术中电动汽车空调采暖采用PTC加热器能耗大的问题,达到减小能耗的效果。
本发明提供一种热泵空调系统,包括:增焓压缩机、第一室内换热器、闪蒸器和室外换热器;其中,所述增焓压缩机的排气端,连通至所述第一室内换热器的冷媒入口;所述第一室内换热器的冷媒出口,连通至所述闪蒸器的第一出入端;所述闪蒸器的第二出入端,连通至所述室外换热器的第一冷媒出入口;所述室外换热器的第二冷媒出入口,连通至所述增焓压缩机的吸气端;所述闪蒸器的补气端,连通至所述增焓压缩机的补气口。
可选地,还包括:第二室内换热器;其中,所述闪蒸器的第一出入端,还连通至所述第二室内换热器的冷媒入口;所述增焓压缩机的吸气端,还连通至所述第二室内换热器的冷媒出口;所述增焓压缩机的排气端,还连通至所述室外换热器的第二冷媒出入口。
可选地,还包括:第一二通阀、第二二通阀和三通阀中的至少之一;其中,所述第一二通阀,设置在所述闪蒸器的第一出入端与所述第二室内换热器的冷媒入口之间的冷媒管路中;在制热模式下,所述第一二通阀关断;在制冷模式下,所述第一二通阀开通;和/或,所述第二二通阀,设置在所述室外换热器的第二冷媒出入口与所述增焓压缩机的吸气端之间的冷媒管路中;在制热模式下,所述第二二通阀开通;在制冷模式下,所述第二二通阀关断;和/或,所述三通阀,设置在自所述增焓压缩机的排气端引出的排气管路中;其中,所述三通阀的第一阀口,与所述增焓压缩机的排气端连通;所述三通阀的第二阀口,与所述室外换热器的第二冷媒出入口连通;所述三通阀的第三阀口,与所述第一室内换热器的冷媒入口连通;在制热模式下,所述三通阀的第一阀口与所述三通阀的第三阀口开通;所述三通阀的第一阀口与所述三通阀的第二阀口关断;在制冷模式下,所述三通阀的第一阀口与所述三通阀的第二阀口开通;所述三通阀的第一阀口与所述三通阀的第三阀口关断。
可选地,其中,所述第一室内换热器与所述第二室内换热器,并行、且分离式设置;和/或,所述第一室内换热器与所述第二室内换热器,设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔内,且靠近所述送风腔的进风侧。
可选地,还包括:气液分离器,第一节流元件,第二节流元件,补气阀,辅助PTC,室外风机,室内鼓风机,内、外循环风门,模式风门,除霜风门,吹面风门和吹脚风门中的至少之一;其中,所述气液分离器,设置在通向所述增焓压缩机的吸气端的冷媒管路中;和/或,所述第一节流元件,设置在自所述闪蒸器的第二出入端引出的冷媒管路中;和/或,所述第二节流元件,设置在自所述闪蒸器的第一出入端引出的冷媒管路中;和/或,所述补气阀,设置在所述闪蒸器的补气端与所述增焓压缩机的补气口之间的补气管路中;当需要对所述增焓压缩机进行补气时,所述补气阀开通;当不需要对所述增焓压缩机进行补气时,所述补气阀关断;和/或,所述辅助PTC,设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔内,且靠近所述送风腔的出风侧;和/或,所述室外风机,设置在所述室外换热器处;和/或,所述室内鼓风机,设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔内,且位于所述送风腔的进风侧与所述第一室内换热器之间;和/或,所述内、外循环风门,设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔的进风侧的进风口处;和/或,当该热泵空调系统还包括第二室内换热器和辅助PTC时,所述模式风门,设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔内,且位于所述第二室内换热器与所述辅助PTC之间;和/或,所述除霜风门,设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔的出风侧的除霜风出口处;和/或,所述吹面风门,设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔的出风侧的吹面风出口处;和/或,所述吹脚风门,设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔的出风侧的吹脚风出口处。
可选地,还包括:控制器和传感组件;其中,所述传感组件,用于采集所述热泵空调系统所属汽车的车内温度;所述控制器,用于将所述车内温度与用户设定的目标温度进行比较;以及,若所述车内温度低于所述目标温度,则选择制热模式;若所述车内温度高于所述目标温度,则选择制冷模式;和/或,所述传感组件,还用于采集所述热泵空调系统所属汽车的车外温度、所述热泵空调系统所属汽车的车速、以及所述热泵空调系统所属汽车所属环境的日照强度;在所述控制器已选择所述热泵空调系统的运行模式之后,所述控制器,还用于根据所述车内温度与用户设定的目标温度的温度差值、所述运行模式、所述车外温度、所述车速和所述日照强度,确定所述热泵空调系统所属汽车的能力需求;以及,根据所述能力需求和用户设定的目标风档,确定所述增焓压缩机的初始运行转速,以使所述增焓压缩机按所述初始运行转速启动运行;或者,所述控制器,还用于根据所述车外温度、所述车速和所述日照强度,确定所述热泵空调系统所属汽车的环境负荷;以及,所述控制器,还用于根据所述环境负荷、以及所述车内温度与用户设定的目标温度之间的温度差值,确定所述增焓压缩机的初始运行转速,以使所述增焓压缩机按所述初始运行转速启动运行。
可选地,其中,传感组件,还用于采集所述增焓压缩机的排气温度及压力、吸气温度及压力和所述室外换热器的室外换热温度;以及,所述传感组件,还用于采集所述第一室内换热器所处室内环境的室内制热温度,或者采集所述第二室内换热器的室内蒸发温度;在使所述增焓压缩机按所述初始运行转速启动运行之后,所述控制器,还用于根据所述初始运行转速、所述排气温度及压力、所述吸气温度及压力和所述室外换热温度,还根据所述室内制热温度或所述室内蒸发温度,确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,以使相应执行器按各自的初始执行指令进行运行;和/或,在使所述增焓压缩机按所述初始运行转速启动运行之后,当所述热泵空调系统还包括补气阀时,所述控制器,还用于根据所述排气温度及压力、所述吸气温度及压力、所述室外换热温度和所述初始运行转速,确定所述增焓压缩机的气压状态是否满足设定的补气条件,以确定所述增焓压缩机是否需要补气;和/或,在使所述增焓压缩机按所述初始运行转速启动运行之后,所述控制器,还用于确定当前更新的所述车内温度和所述目标温度的当前温度差值是否在设定温差范围以内;若所述当前温度差值在所述设定温差范围以内,则使所述增焓压缩机保持所述初始运行转速运行;若所述当前温度差值不在所述设定温差范围以内,则根据当前更新的所述车外温度、所述车速和所述日照强度,重新确定所述汽车的当前环境负荷;并根据所述当前温度差值和所述当前环境负荷,重新确定所述增焓压缩机的当前运行转速。
可选地,其中,所述执行器,包括:所述第一二通阀,所述第二二通阀,所述增焓压缩机,所述第一节流元件,所述第二节流元件,所述室外风机,所述室内鼓风机,所述内、外循环风门、所述模式风门,所述除霜风门,所述吹面风门和所述吹脚风门中的至少之一;和/或,在确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令之后,所述控制器,还用于确定相应执行器的运行状态是否达到设定的保护状态;若任一执行器的运行状态达到该执行器的保护状态,则使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,同时其它执行器按系统保护模式发出的相应指令进行运行;其中,若进入保护模式的执行器的运行状态恢复到正常状态,则使恢复到正常状态的执行器退出保护模式,并重新确定所述增焓压缩机在相应执行器退出保护模式后的运行转速;若所有执行器的运行状态均未达到各自的保护状态,则使所有执行器继续运行;和/或,在确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令之后,所述控制器,还用于结合当前更新的所述车内温度和所述目标温度的当前温度差值,重新确定所述增焓压缩机的当前运行转速;以及,根据重新确定的所述当前运行转速、以及当前更新的相应执行器的反馈参数,重新确定相应执行器的当前执行指令;和/或,所述控制器确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,包括:根据所述排气温度及压力,确定所述增焓压缩机的排气过热度;并根据所述吸气温度及压力,确定所述增焓压缩机的吸气过热度;确定所述排气过热度与设定的目标排气值的排气差值,并确定所述吸气过热度与设定的目标吸气值的吸气差值;当所述热泵空调系统还包括第一节流元件和/或第二节流元件时,根据所述室内制热温度或所述室内蒸发温度,并结合所述排气差值和所述吸气差值,确定所述第一节流元件和/或所述第二节流元件的初始开度;和/或,所述控制器确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,还包括:所述传感组件,还用于采集所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔内进风口处的进风温度;所述控制器,还用于根据所述进风温度核算所述热泵空调系统所属电动汽车的整车负荷;以及,在所述进风温度发生变化的情况下,根据变化后的进行温度重新核算所述热泵空调系统所属电动汽车的整车负荷;和/或,所述控制器确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,还包括:当所述热泵空调系统还包括辅助PTC时,所述传感组件,还用于采集所述辅助PTC的辅助加热温度;所述控制器,还用于将所述辅助加热温度与设定安全温度进行比较,和/或将所述车内温度与用户设定的目标温度进行比较;以及,若所述辅助加热温度大于或等于所述设定安全温度,则降低所述辅助PTC的加热功率或关闭所述辅助PTC;和/或,若所述车内温度低于所述目标温度,则在未开启所述辅助PTC的情况下开启所述辅助PTC,或在已开启所述辅助PTC的情况下增大所述辅助PTC的加热功率。
可选地,其中,在确定所述第一节流元件和/或所述第二节流元件的初始开度之后,所述控制器,还用于确定当前更新的当前排气差值是否满足设定的排气差值范围,并确定当前更新的当前吸气差值是否满足设定的吸气差值范围;若所述当前排气差值满足所述排气差值范围、且所述当前吸气差值满足所述吸气差值范围,则使所述第一节流元件和/或所述第二节流元件保持所述初始开度;若所述当前排气差值不满足所述排气差值范围、和/或所述当前吸气差值不满足所述吸气差值范围,则根据当前更新的当前室内制热温度或当前室内蒸发温度,并结合所述当前排气差值和所述当前吸气差值,重新确定确定所述第一节流元件和/或所述第二节流元件的当前开度;和/或,所述控制器使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,包括:所述传感组件,还用于采集所述热泵空调系统所属汽车的车内湿度;所述控制器,还用于根据所述车外温度、所述车内温度和所述日照强度,确定所述热泵空调系统所属汽车的挡风玻璃的玻璃温度;并根据所述车内温度和所述车内湿度,确定所述汽车的车内环境中的露点温度;以及,确定所述玻璃温度是否大于所述露点温度;若所述玻璃温度大于所述露点温度,则保持用户设定的运行模式或所述控制器选择的运行模式;若所述玻璃温度小于或等于所述露点温度,则启动设定的防雾运行模式;和/或,所述控制器使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还包括:在制冷模式下,所述控制器,还用于确定所述室内蒸发温度是否大于设定的冻结温度;以及,若所述室内蒸发温度小于或等于所述冻结温度,则执行设定的防冻结保护动作,以对所述第二室内换热器进行防冻结保护;和/或,所述控制器使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还包括:在使所述增焓压缩机按所述初始运行转速启动运行之后,所述控制器,还用于根据所述排气压力、所述车外温度和所述初始运行转速,确定所述增焓压缩机是否缺冷媒;若所述增焓压缩机缺冷媒,则启动设定的防缺冷媒保护;和/或,所述控制器使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还包括:所述控制器,还用于将所述车速与设定速度进行比较,并将所述排气压力与设定压力进行比较;以及,若所述车速小于或等于所述设定速度,或所述排气压力大于或等于所述设定压力,则使所述室外风机开启;若所述车速大于所述设定速度,且所述排气压力小于所述设定压力,则使所述室外风机关闭;和/或,所述控制器使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还包括:所述传感组件,还用于采集所述热泵空调所属汽车的剩余电量;所述控制器,还用于确定所述剩余电量是否小于或等于设定电量;若所述剩余电量小于或等于所述设定电量,则使所述热泵空调系统停止运行;若所述剩余电量大于所述设定电流,则保持所述热泵空调系统正常运行。
可选地,其中,启动设定的防雾运行模式,包括:关闭所述内、外循环风门;和/或,开大所述除霜风门、所述吹面风门、所述吹脚风门中的至少之一;和/或,调大所述室外风机、所述室内鼓风机中至少之一的风档;和/或,调高所述增焓压缩机的当前运行转速或当前运行频率;和/或,在对所述第二室内换热器进行防冻结保护之后,所述控制器,还用于确定所述防冻结保护之后所述第二室内换热器的室内蒸发温度是否恢复至大于所述冻结温度;以及,若所述防冻结保护之后所述第二室内换热器的室内蒸发温度已恢复至大于所述冻结温度,则退出所述防冻结保护动作;和/或,其中,执行设定的防冻结保护动作,包括:降低所述增焓压缩机的当前运行转速或当前运行频率;和/或,当所述热泵空调系统还包括第一节流元件和/或第二节流元件时,调大所述第一节流元件和所述第二节流元件中至少之一的开度;和/或,当所述热泵空调系统还包括室内鼓风机时,调高所述室内鼓风机的吹风风档;和/或,其中,启动设定的防缺冷媒保护,包括:使所述增焓压缩机停机,并提示所述增焓压缩机缺冷媒的故障。
与上述热泵空调系统相匹配,本发明另一方面提供一种电动汽车,包括:以上所述的热泵空调系统。
与上述电动汽车相匹配,本发明再一方面提供一种以上所述的电动汽车的控制方法,包括:采集所述热泵空调系统所属汽车的车内温度;将所述车内温度与用户设定的目标温度进行比较;以及,若所述车内温度低于所述目标温度,则选择制热模式;当所述热泵空调系统还包括第二室内换热器时,若所述车内温度高于所述目标温度,则选择制冷模式;和/或,采集所述热泵空调系统所属汽车的车外温度,采集所述热泵空调系统所属汽车的车速,并采集所述热泵空调系统所属汽车所属环境的日照强度;在已选择所述热泵空调系统的运行模式之后,根据所述车内温度与用户设定的目标温度的温度差值、所述运行模式、所述车外温度、所述车速和所述日照强度,确定所述热泵空调系统所属汽车的能力需求;以及,根据所述能力需求和用户设定的目标风档,确定所述增焓压缩机的初始运行转速,以使所述增焓压缩机按所述初始运行转速启动运行;或者,根据所述车外温度、所述车速和所述日照强度,确定所述热泵空调系统所属汽车的环境负荷;以及,还用于根据所述环境负荷、以及所述车内温度与用户设定的目标温度之间的温度差值,确定所述增焓压缩机的初始运行转速,以使所述增焓压缩机按所述初始运行转速启动运行。
可选地,其中,当所述热泵空调系统还包括第一二通阀、第二二通阀和三通阀时,选择制热模式,包括:使所述第一二通阀关断,使所述第二二通阀开通,以及使所述三通阀的第一阀口与所述三通阀的第三阀口开通;所述三通阀的第一阀口与所述三通阀的第二阀口关断;或者,选择制冷模式,包括:使所述第一二通阀开通,使所述第二二通阀关断,以及使所述三通阀的第一阀口与所述三通阀的第二阀口开通;所述三通阀的第一阀口与所述三通阀的第三阀口关断;和/或,采集所述增焓压缩机的排气温度及压力,采集所述增焓压缩机的吸气温度及压力,采集所述室外换热器的室外换热温度;以及,采集所述第一室内换热器所处室内环境的室内制热温度;或者,当所述热泵空调系统还包括第二室内换热器时,采集所述第二室内换热器的室内蒸发温度;在使所述增焓压缩机按所述初始运行转速启动运行之后,根据所述初始运行转速、所述排气温度及压力、所述吸气温度及压力和所述室外换热温度,还根据所述室内制热温度或所述室内蒸发温度,确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,以使相应执行器按各自的初始执行指令进行运行;和/或,在使所述增焓压缩机按所述初始运行转速启动运行之后,当所述热泵空调系统还包括补气阀时,根据所述排气温度及压力、所述吸气温度及压力、所述室外换热温度和所述初始运行转速,确定所述增焓压缩机的气压状态是否满足设定的补气条件,以确定所述增焓压缩机是否需要补气;若所述增焓压缩机需要补气,则使所述补气阀开通;若所述增焓压缩机不需要补气,则使所述补气阀关断;和/或,在使所述增焓压缩机按所述初始运行转速启动运行之后,确定当前更新的所述车内温度和所述目标温度的当前温度差值是否在设定温差范围以内;若所述当前温度差值在所述设定温差范围以内,则使所述增焓压缩机保持所述初始运行转速运行;若所述当前温度差值不在所述设定温差范围以内,则根据当前更新的所述车外温度、所述车速和所述日照强度,重新确定所述汽车的当前环境负荷;并根据所述当前温度差值和所述当前环境负荷,重新确定所述增焓压缩机的当前运行转速。
可选地,还包括:在确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令之后,确定相应执行器的运行状态是否达到设定的保护状态;若任一执行器的运行状态达到该执行器的保护状态,则使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,同时其它执行器按系统保护模式发出的相应指令进行运行;其中,若进入保护模式的执行器的运行状态恢复到正常状态,则使恢复到正常状态的执行器退出保护模式,并重新确定所述增焓压缩机在相应执行器退出保护模式后的运行转速;若所有执行器的运行状态均未达到各自的保护状态,则使所有执行器继续运行;和/或,在确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令之后,结合当前更新的所述车内温度和所述目标温度的当前温度差值,重新确定所述增焓压缩机的当前运行转速;以及,根据重新确定的所述当前运行转速、以及当前更新的相应执行器的反馈参数,重新确定相应执行器的当前执行指令;和/或,其中,确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,包括:根据所述排气温度及压力,确定所述增焓压缩机的排气过热度;并根据所述吸气温度及压力,确定所述增焓压缩机的吸气过热度;确定所述排气过热度与设定的目标排气值的排气差值,并确定所述吸气过热度与设定的目标吸气值的吸气差值;当所述热泵空调系统还包括第一节流元件和/或第二节流元件时,根据所述室内制热温度或所述室内蒸发温度,并结合所述排气差值和所述吸气差值,确定所述第一节流元件和/或所述第二节流元件的初始开度;和/或,其中,确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,还包括:采集所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔内进风口处的进风温度;当所述热泵空调系统还包括内、外循环风门时,将所述进风温度与设定进风温度进行比较;以及,若所述进风温度小于或等于所述设定温度,则在制冷模式下,开大所述内、外循环风门的开度;在制热模式下,关小所述内、外循环风门的开度;若所述进风温度大于所述设定温度,则在制冷模式下,关小所述内、外循环风门的开度;在制热模式下,开大所述内、外循环风门的开度;和/或,其中,确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,还包括:当所述热泵空调系统还包括辅助PTC时,采集所述辅助PTC的辅助加热温度;将所述辅助加热温度与设定安全温度进行比较,和/或将所述车内温度与用户设定的目标温度进行比较;以及,若所述辅助加热温度大于或等于所述设定安全温度,则降低所述辅助PTC的加热功率或关闭所述辅助PTC;和/或,若所述车内温度低于所述目标温度,则在未开启所述辅助PTC的情况下开启所述辅助PTC,或在已开启所述辅助PTC的情况下增大所述辅助PTC的加热功率。
可选地,还包括:在确定所述第一节流元件和/或所述第二节流元件的初始开度之后,确定当前更新的当前排气差值是否满足设定的排气差值范围,并确定当前更新的当前吸气差值是否满足设定的吸气差值范围;若所述当前排气差值满足所述排气差值范围、且所述当前吸气差值满足所述吸气差值范围,则使所述第一节流元件和/或所述第二节流元件保持所述初始开度;若所述当前排气差值不满足所述排气差值范围、和/或所述当前吸气差值不满足所述吸气差值范围,则根据当前更新的当前室内制热温度或当前室内蒸发温度,并结合所述当前排气差值和所述当前吸气差值,重新确定确定所述第一节流元件和/或所述第二节流元件的当前开度;和/或,其中,使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,包括:采集所述热泵空调系统所属汽车的车内湿度;根据所述车外温度、所述车内温度和所述日照强度,确定所述热泵空调系统所属汽车的挡风玻璃的玻璃温度;并根据所述车内温度和所述车内湿度,确定所述汽车的车内环境中的露点温度;以及,确定所述玻璃温度是否大于所述露点温度;若所述玻璃温度大于所述露点温度,则保持用户设定的运行模式或所述控制器选择的运行模式;若所述玻璃温度小于或等于所述露点温度,则启动设定的防雾运行模式;和/或,其中,使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还包括:在制冷模式下,确定所述室内蒸发温度是否大于设定的冻结温度;以及,若所述室内蒸发温度小于或等于所述冻结温度,则执行设定的防冻结保护动作,以对所述第二室内换热器进行防冻结保护;和/或,其中,使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还包括:在使所述增焓压缩机按所述初始运行转速启动运行之后,根据所述排气压力、所述车外温度和所述初始运行转速,确定所述增焓压缩机是否缺冷媒;若所述增焓压缩机缺冷媒,则启动设定的防缺冷媒保护;和/或,其中,使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还包括:将所述车速与设定速度进行比较,并将所述排气压力与设定压力进行比较;以及,若所述车速小于或等于所述设定速度,或所述排气压力大于或等于所述设定压力,则使所述室外风机开启;若所述车速大于所述设定速度,且所述排气压力小于所述设定压力,则使所述室外风机关闭;和/或,其中,使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还包括:采集所述热泵空调所属汽车的剩余电量;确定所述剩余电量是否小于或等于设定电量;若所述剩余电量小于或等于所述设定电量,则使所述热泵空调系统停止运行;若所述剩余电量大于所述设定电流,则保持所述热泵空调系统正常运行。
可选地,其中,当所述热泵空调系统还包括内、外循环风门、除霜风门、吹面风门、吹脚风门、室外风机、室内鼓风机中的至少之一时,启动设定的防雾运行模式,包括:关闭所述内、外循环风门;和/或,开大所述除霜风门、所述吹面风门、所述吹脚风门中的至少之一;和/或,调大所述室外风机、所述室内鼓风机中至少之一的风档;和/或,调高所述增焓压缩机的当前运行转速或当前运行频率;和/或,还包括:在对所述第二室内换热器进行防冻结保护之后,确定所述防冻结保护之后所述第二室内换热器的室内蒸发温度是否恢复至大于所述冻结温度;以及,若所述防冻结保护之后所述第二室内换热器的室内蒸发温度已恢复至大于所述冻结温度,则退出所述防冻结保护动作;和/或,其中,执行设定的防冻结保护动作,包括:降低所述增焓压缩机的当前运行转速或当前运行频率;和/或,当所述热泵空调系统还包括第一节流元件和/或第二节流元件时,调大所述第一节流元件和所述第二节流元件中至少之一的开度;和/或,当所述热泵空调系统还包括室内鼓风机时,调高所述室内鼓风机的吹风风档;和/或,其中,启动设定的防缺冷媒保护,包括:使所述增焓压缩机停机,并提示所述增焓压缩机缺冷媒的故障。
本发明的方案,通过采用变频热泵型电动汽车空调系统,实现电动变频控制,电动汽车冬季可采用热泵采暖,节能增效,还可以避免因采用PTC加热而影响整车的续航里程等问题。
进一步,本发明的方案,通过根据热泵空调系统,结合汽车使用工况,全新设计自动控制逻辑,根据汽车环境变化及乘客设置,自行识别和调节压缩机转速,系统模式,HVAC进风模式、风挡及空气分配等,保证车内舒适空气环境,可以提升整车舒适性,并排除冬季结雾等安全性隐患。
进一步,本发明的方案,通过根据各传感器信号采集,自行计算、分析和调整系统运行;如自动选择运行模式;系统运行中自适应调节各系统负载,使系统最优运行;运行中再对传感器信号实时收集、分析处理,对异常情况能自动及时保护,对负荷要求及实况变化做出判断,自适应调整相应模式,可靠性高,用户的舒适性体验好。
由此,本发明的方案,通过增焓压缩机、第一室内换热器、闪蒸器和室外换热器,采用热泵制热,并采用补气增焓技术,满足热泵超低温环境下可靠制热,解决现有技术中电动汽车空调采暖采用PTC加热器能耗大的问题,从而,克服现有技术中能耗大、操作不方便和用户体验差的缺陷,实现能耗小、操作方便和用户体验好的有益效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的热泵空调系统(例如:纯电动汽车热泵系统)的一实施例的结构示意图;
图2为本发明的热泵空调系统(例如:纯电动汽车热泵系统)的一实施例的制冷模式原理示意图;
图3为本发明的热泵空调系统(例如:纯电动汽车热泵系统)的一实施例的制热模式原理示意图;
图4为本发明的热泵空调系统(例如:纯电动汽车热泵系统)的一实施例的自动空调控制原理示意图;
图5为本发明的热泵空调系统(例如:纯电动汽车热泵系统)的另一实施例的自动空调控制原理示意图;
图6为本发明的热泵空调系统(例如:纯电动汽车热泵系统)的一实施例的自动空调控制总概况示意图;
图7为本发明的热泵空调系统(例如:纯电动汽车热泵系统)的一实施例的自动空调压缩机模块控制原理示意图;
图8为本发明的热泵空调系统(例如:纯电动汽车热泵系统)的一实施例的自动空调阀件模块控制原理示意图;
图9为本发明的热泵空调系统(例如:纯电动汽车热泵系统)的一实施例的自动空调防结雾控制原理示意图;
图10为本发明的热泵空调系统(例如:纯电动汽车热泵系统)的一实施例的自动空调保护控制原理示意图。
结合附图,本发明实施例中附图标记如下:
11-增焓压缩机;12-闪蒸器;13-气液分离器;21-第一节流元件;22-第二节流元件;23-第一二通阀(例如:电磁二通阀);24-第二二通阀(例如:电磁二通阀);25-补气阀;26-三通阀;31-室外换热器(例如:车外换热器);32-第一室内换热器(例如:车内换热器);33-第二室内换热器(例如:车内换热器);34-辅助PTC;41-室外风机(例如:车外冷却风机);42-室内鼓风机(例如:车内鼓风机);51-内、外循环风门;52-模式风门;53-除霜风门;54-吹面风门;55-吹脚风门;61-排气温度及压力传感器;62-吸气温度及压力传感器;63-HVAC进风温度传感器;64-室外换热器(例如:车外换热器)温度传感器;65-第一室内换热器(例如:车内换热器)温度传感器;66-第二室内换热器(例如:车内换热器)温度传感器;67-PTC温度传感器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
随着现代技术发展以及人们对乘车舒适性要求提高,急需开发一款操作方便,自行识别和调节的自动空调。
根据本发明的实施例,提供了一种热泵空调系统,如图1所示本发明的热泵空调系统的一实施例的结构示意图。该热泵空调系统可以包括:增焓压缩机11、第一室内换热器32、闪蒸器12和室外换热器31。
其中,所述增焓压缩机11的排气端,连通至所述第一室内换热器32的冷媒入口。所述第一室内换热器32的冷媒出口,连通至所述闪蒸器12的第一出入端。所述闪蒸器12的第二出入端,连通至所述室外换热器31的第一冷媒出入口。所述室外换热器31的第二冷媒出入口,连通至所述增焓压缩机11的吸气端。所述闪蒸器12的补气端,连通至所述增焓压缩机11的补气口。
例如:针对当前电动汽车空调“单冷系统+PTC加热”方案,冬季采用PTC加热,能耗高;影响整车的续航里程。设计一款变频热泵型电动汽车空调系统,实现电动变频控制,电动汽车冬季可采用热泵采暖,节能增效,较常规PTC加热省电100%以上。
例如:提出一种带补气增焓系统的纯电动汽车热泵空调系统,该系统冬季实现热泵采暖,系统采用补气增焓,满足超低温下制热可靠运行。
例如:本发明中的增焓压缩机,不是皮带轮压缩机,不需要通过电机来带动;而是电动变频压缩机。本申请中的热泵空调系统,不是四通阀系统,而时采用电磁阀组合的系统。本申请中的车内换热器,不需要同时兼用制冷和制热,而是制冷和制热两个模式下的车内换热器是独立分开的。
由此,通过增焓压缩机、第一室内换热器、闪蒸器和室外换热器的配合设置,冬季采暖采用热泵制热,能效高,耗电小;同时该系统采用补气增焓技术,满足热泵超低温环境下可靠运行。
在一个可选实施方式中,还可以包括:第二室内换热器33。
其中,所述闪蒸器12的第一出入端,还连通至所述第二室内换热器33的冷媒入口。所述增焓压缩机11的吸气端,还连通至所述第二室内换热器33的冷媒出口。所述增焓压缩机11的排气端,还连通至所述室外换热器31的第二冷媒出入口。
例如:提供一款应用于电动汽车的热泵型汽车空调系统;该热泵系统满足汽车常规制冷、制热功能。
由此,通过第二室内换热器,可以实现制冷功能;结合第一室内换热器,还可以实现制热功能,能耗低,且使用便捷性好,可以满足不同环境下用户的制冷或制热需求,用户体验好。
在一个可选例子中,所述第一室内换热器32与所述第二室内换热器33,并行、且分离式设置。例如:所述第一室内换热器32与所述第二室内换热器33之间,可以分离设定距离设置。
例如:系统内侧采用并联式双换热器,扩大内侧采暖的换热器面积,同时HVAC(Heating、Ventilation and Air Conditioning,就是供热通风与空气调节)内冷、热分离,防止汽车空调因单个换热器冷热交替而产生结雾的隐患。
在一个可选例子中,所述第一室内换热器32与所述第二室内换热器33,设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔内,且靠近所述送风腔的进风侧。
由此,通过将第一室内换热器与第二室内换热器分离式设置在电动汽车的送风腔内,可以使制冷和制热分离,防止汽车空调因单个换热器冷热交替而结雾,有利于提升制冷或制热的可靠性,还有利于延长室内换热器的使用寿命。
在一个可选实施方式中,还可以包括:第一二通阀23、第二二通阀24和三通阀26中的至少之一。
在一个可选例子中,所述第一二通阀23,设置在所述闪蒸器12的第一出入端与所述第二室内换热器33的冷媒入口之间的冷媒管路中。
其中,在制热模式下,所述第一二通阀23关断。在制冷模式下,所述第一二通阀23开通。
由此,通过第一二通阀控制制热模式下自第一室内换热器的冷媒出口流出的冷媒不流向第二室内换热器,使得制热运行更加可靠、更加安全。
在一个可选例子中,所述第二二通阀24,设置在所述室外换热器31的第二冷媒出入口与所述增焓压缩机11的吸气端之间的冷媒管路中。
其中,在制热模式下,所述第二二通阀24开通。在制冷模式下,所述第二二通阀24关断。
由此,通过第二二通阀控制制冷模式下自第二室内换热器的冷媒出口流出的冷媒不流向室外换热器,使得制冷运行更加可靠、更加安全。
在一个可选例子中,所述三通阀26,设置在自所述增焓压缩机11的排气端引出的排气管路中。
具体地,所述三通阀26的第一阀口,与所述增焓压缩机11的排气端连通。所述三通阀26的第二阀口,与所述室外换热器31的第二冷媒出入口连通。所述三通阀26的第三阀口,与所述第一室内换热器32的冷媒入口连通。
其中,在制热模式下,所述三通阀26的第一阀口与所述三通阀26的第三阀口开通。所述三通阀26的第一阀口与所述三通阀26的第二阀口关断。
在制冷模式下,所述三通阀26的第一阀口与所述三通阀26的第二阀口开通。所述三通阀26的第一阀口与所述三通阀26的第三阀口关断。
由此,通过三通阀,可以控制制热模式下自增焓压缩机的排气端流出的冷媒不流向室外换热器,在制冷模式下自增焓压缩机的排气端流出的冷媒不流向第一室内换热器,进而使得制冷和制热可靠地分离运行,且切换可靠性高。
在一个可选实施方式中,还可以包括:气液分离器13,第一节流元件21,第二节流元件22,补气阀25,辅助PTC34,室外风机41,室内鼓风机42,内、外循环风门51,模式风门52,除霜风门53,吹面风门54和吹脚风门55中的至少之一。
在一个可选例子中,所述气液分离器13,设置在通向所述增焓压缩机11的吸气端的冷媒管路中。
由此,通过气液分离器,可以对返回增焓压缩机的吸气端的冷媒进行气液分离,进而提升增焓压缩机对进入吸气端的冷媒处理的高效性和可靠性。
在一个可选例子中,所述第一节流元件21,设置在自所述闪蒸器12的第二出入端引出的冷媒管路中。
由此,通过第一节流元件,可以对室外换热器与闪蒸器之间的冷媒进行节流,节流方式简便,且节流可靠性高。
在一个可选例子中,所述第二节流元件22,设置在自所述闪蒸器12的第一出入端引出的冷媒管路中。
由此,通过第二节流元件,可以对室外换热器与任一室内换热器之间的冷媒进行节流,节流方式简便,且节流可靠性高。
在一个可选例子中,所述补气阀25,设置在所述闪蒸器12的补气端与所述增焓压缩机11的补气口之间的补气管路中。
其中,当需要对所述增焓压缩机11进行补气时,所述补气阀25开通。当不需要对所述增焓压缩机11进行补气时,所述补气阀25关断。
由此,通过补气阀,可以可靠地控制闪蒸器对增焓压缩机的补气情况,可靠性高,且使用便捷性好。
在一个可选例子中,所述辅助PTC 34,设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔内,且靠近所述送风腔的出风侧。
由此,通过辅助PTC,可以在热泵制热温度不足时进行电加热,提升用户使用的舒适性,人性化好。
在一个可选例子中,所述室外风机41,设置在所述室外换热器31处。
由此,通过设置室外风机,可以对室外换热器进行冷却,有利于提升室外换热器的换热效率,并延长室外换热器的使用寿命。
在一个可选例子中,所述室内鼓风机42,设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔内,且位于所述送风腔的进风侧与所述第一室内换热器32之间。
由此,通过设置室内鼓风机,可以对室内换热器进行降温,有利于提升室内换热器的换热效率,并延长室内换热器的使用寿命。
在一个可选例子中,所述内、外循环风门51,设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔的进风侧的进风口处。
由此,通过设置内、外循环风门,可以更加灵活且便捷地控制内外循环风的流量,可靠性高。
在一个可选例子中,当该热泵空调系统还可以包括第二室内换热器33和辅助PTC34时,所述模式风门52,设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔内,且位于所述第二室内换热器33与所述辅助PTC 34之间。
由此,通过设置模式风门,可以根据不同模式切换出风情况,可靠性高,人性化好。
在一个可选例子中,所述除霜风门53,设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔的出风侧的除霜风出口处。
由此,通过设置除霜风门,可以调节除霜风口的除霜风流量,可靠性高,使用便捷性好。
在一个可选例子中,所述吹面风门54,设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔的出风侧的吹面风出口处。
由此,通过设置吹面风门,可以调节吹面风口的风流量,可靠性高,使用便捷性好。
在一个可选例子中,所述吹脚风门55,设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔的出风侧的吹脚风出口处。
由此,通过设置吹脚风门,可以调节吹脚风口的风流量,可靠性高,使用便捷性好。
在一个可选实施方式中,还可以包括:控制器和传感组件。其中,所述传感组件,可以包括:以及以下各传感器中的任意一种或几种:
室内环境温度传感器、室外环境温度传感器、速度传感器、亮度传感器、湿度传感器、电量传感器、排气温度及压力传感器61、吸气温度及压力传感器62。HVAC进风温度传感器63、室外换热器温度传感器64、第一室内换热器温度传感器65、第二室内换热器温度传感器66、PTC温度传感器67。
例如:提供一款电动汽车空调自动控制逻辑,该控制系统根据汽车所处环境,车内空气环境,乘客设置,空调系统实际状态等变化,自动识别和调节,保证车内环境舒适性,同时避免不必要的能源浪费。
例如:提供的一款自动热泵空调系统,能够根据各传感器信号采集,自行计算、分析和调整系统运行;如自动选择运行模式;系统运行中自适应调节各系统负载,使系统最优运行;运行中再对传感器信号实时收集、分析处理,对异常情况能自动及时保护,对负荷要求及实况变化做出判断,自适应调整相应模式。
例如:针对实际应用中,当前电动汽车自动空调系统尚不完善,影响整车舒适性,同时还涉及冬季结雾等安全性隐患。根据热泵空调系统,结合汽车使用工况,全新设计自动控制逻辑,根据汽车环境变化及乘客设置,自行识别和调节压缩机转速,系统模式,HVAC进风模式、风挡及空气分配等,保证车内舒适空气环境。
例如:针对变频、热泵型电动汽车空调的控制方案提出全新自动控制方法,包括各传感器信号的利用,系统各功能控制,系统负荷计算及自适应调节,压缩机转速自动调节控制,膨胀阀节流自适应调节等;自动控制不但能简化的用户的操作,同时能对负荷变化做出相应的自适应调整,最大限度满足负荷需求,提升舒适性,且减小不必要的能源浪费。
例如:参见图4所示的例子,自动控制的原理为:传感器收集到各种参数信号,控制器对该参数进行计算分析,并给出具体负载指令,各负载接收到指令后按照指令进行运行,运行中系统参数肯定发生变化,而传感器重新收集负载运行情况及系统的变化参数,控制器重新进行计算分析,给出新的指令;由此形成一个相互影响,相互制约的自适应的闭环系统。
由此,通过控制器和各传感器的配合,实现自动控制,智能化程度高,且节能效果好,可以进一步提升用户的舒适性体验和操作便捷性。
在一个可选例子中,所述室内环境温度传感器,可以用于采集所述热泵空调系统所属汽车的车内温度。
在一个可选例子中,所述控制器,可以用于将所述车内温度与用户设定的目标温度进行比较。以及,
可选地,所述控制器,还可以用于若所述车内温度低于所述目标温度,则选择制热模式。
其中,若所述控制器选择制热模式,则所述控制器还可以用于使所述第一二通阀23关断,使所述第二二通阀24开通,以及使所述三通阀26的第一阀口与所述三通阀26的第三阀口开通。所述三通阀26的第一阀口与所述三通阀26的第二阀口关断。
例如:参见图3所示的例子,制热模式下:电磁阀23断开,电磁阀24连通;三通阀A—B关闭,A—C连通;具体流程见附图;压缩机11排气经过三通阀26(即三通阀26的阀口A至阀口C通)进入室内换热器(例如:车内换热器)32冷凝换热,室内换热器(例如:车内换热器)32出来后冷媒经过膨胀阀22进行一次节流,再进入闪蒸器12,经闪蒸器12后冷媒分两部分:一部分气态冷媒进补气阀25进入压缩机补气口,另一部分液态冷媒经膨胀阀21进行二次节流,节流后低温低压冷媒进入室内换热器(例如:车内换热器)31进行蒸发,蒸发后冷媒经过电磁阀24,再经过汽液分离器13进入压缩机吸气口,由此完成一循环。
例如:参见图8所示的例子,当检测判定为制热模式时,三通阀26开启制热模式,即阀口A至阀口B关闭,阀口A至阀口C连通;电磁阀23关闭,电磁阀24开通。
可选地,所述控制器,还可以用于若所述车内温度高于所述目标温度,则选择制冷模式。
其中,若所述控制器选择制冷模式,则所述控制器还可以用于使所述第一二通阀23开通,使所述第二二通阀24关断,以及使所述三通阀26的第一阀口与所述三通阀26的第二阀口开通。所述三通阀26的第一阀口与所述三通阀26的第三阀口关断。
例如:参见图2所示的例子,压缩机11排气经过三通阀26(即三通阀的阀口A至阀口B通)进入室外换热器(例如:车外换热器)31进行冷凝,冷凝后冷媒经过膨胀阀21进行一次节流,后冷媒进入闪蒸器12,经闪蒸器后冷媒分两部分:一部分气态冷媒进补气阀25进入压缩机补气口,另一部分液态冷媒经膨胀阀22进行二次节流,节流后低温低压冷媒进入内换热器33进行蒸发,蒸发后经过汽液分离器13进入压缩机吸气口,由此完成一循环;制冷模式下:电磁阀23连通,电磁阀24断开;三通阀26的阀口A至阀口B连通,阀口A至阀口C关闭。
例如:参见图8所示的例子,系统启动,当检测判定为制冷模式时,三通阀26开启制冷模式,即阀口A至阀口B连通,阀口A至阀口C关闭;电磁阀23开通,电磁阀24关闭。
由此,通过控制第一二通阀、第二二通阀和三通阀,可靠地实现制冷与制热的切换,切换方式简便,且对制冷或制热切换得可靠性高。
可选地,所述控制器,还可以用于若所述车内温度等于所述目标温度,则选择待机模式。
由此,通过根据车内温度与目标温度的大小关系选择运行模式,人性化好,使用便捷性好,还有利于节能。
在一个可选例子中,所述室外环境温度传感器,可以用于采集所述热泵空调系统所属汽车的车外温度。
在一个可选例子中,所述速度传感器,可以用于采集所述热泵空调系统所属汽车的车速。
在一个可选例子中,所述亮度传感器,可以用于采集所述热泵空调系统所属汽车所属环境的日照强度。
在一个可选例子中,在所述控制器已选择所述热泵空调系统的运行模式之后,所述控制器,还可以用于根据所述车内温度与用户设定的目标温度的温度差值、所述运行模式、所述车外温度、所述车速和所述日照强度,确定所述热泵空调系统所属汽车的能力需求。以及,
可选地,所述控制器,还可以用于根据所述能力需求和用户设定的目标风档,确定所述增焓压缩机11的初始运行转速,以使所述增焓压缩机11按所述初始运行转速启动运行。
或者,在一个可选例子中,所述控制器,还可以用于根据所述车外温度、所述车速和所述日照强度,确定所述热泵空调系统所属汽车的环境负荷。以及,可选地,所述控制器,还可以用于当所述热泵空调系统还可以包括室内环境温度传感器时,所述控制器,还可以用于根据所述环境负荷、以及所述车内温度与用户设定的目标温度之间的温度差值,确定所述增焓压缩机11的初始运行转速,以使所述增焓压缩机11按所述初始运行转速启动运行。
例如:参见图6所示的例子,空调启动后检测车内温度T,以及用户设定温度T,通过这两个温度比较判断选择制冷、制热模式;整车的传感器检测其他信号车速、日照、车外环境温度,根据此些信号,计算出整车的负荷能力需求。根据计算的负荷能力及用户设定风挡,计算压缩机的初始转速,压缩机启动,系统启动运行。
由此,通过根据车外温度、车速和日照强度确定环境负荷,再根据环境负荷、以及所述车内温度与目标温度之间的温度差值确定所述增焓压缩机的初始运行转速,确定方式简便,且对增焓压缩机的初始运行转速确定的可靠性高,有利于确保增焓压缩机初始运行转速的合理性和对车内温度调节的高效性。
在一个可选例子中,所述排气温度及压力传感器61,设置在所述增焓压缩机11的排气端,可以用于采集所述增焓压缩机11的排气温度及压力。
在一个可选例子中,所述吸气温度及压力传感器62,设置在所述增焓压缩机11的吸气端,可以用于采集所述增焓压缩机11的吸气温度及压力。
在一个可选例子中,所述室外换热器温度传感器64,设置在所述室外换热器31处,可以用于采集所述室外换热器31的室外换热温度。
在一个可选例子中,所述第一室内换热器温度传感器65,设置在所述第一室内换热器32处,可以用于采集所述第一室内换热器32所处室内环境的室内制热温度。或者,所述第二室内换热器温度传感器66,设置在所述第二室内换热器33处,可以用于采集所述第二室内换热器33的室内蒸发温度。
在一个可选例子中,在使所述增焓压缩机11按所述初始运行转速启动运行之后,所述控制器,还可以用于根据所述初始运行转速、所述排气温度及压力、所述吸气温度及压力和所述室外换热温度,还根据所述室内制热温度或所述室内蒸发温度,确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,以使相应执行器按各自的初始执行指令进行运行。
例如:制冷模式下,排气温度、压力、蒸发温度等在安全范围之内,而此时车内温度很高,可使压缩机高速运行,车内风速加大,使得车内快速降温;又如当压力接近保护值时,此时不允许压缩机转速增加,甚至相对降低压缩机转速。
例如:参见图5所示的例子,该热泵空调系统中自动控制系统的组成部分,包括整车部分的传感器,HVAC部分的传感器以及热泵系统的传感器,系统包括并不局限于此些传感器;自动控制系统包括了各参与自动空调控制的信号源,如用户的风门、风挡设置等;自动空调控制系统为中央处理器,对各传感器采集的参数进行计算分析,对负载发出具体指令;负载执行器包括了压缩机、电磁阀、膨胀阀、冷却风扇、鼓风机及各模式风门电机等。
例如:参见图6所示的例子,空调运行后,热泵系统排气温度及压力传感器61,吸气温度及压力传感器62,室外换热器(例如:车外换热器)温度传感器64,以及室内换热器(例如:车内换热器)传感器65/66实时同步检测系统各项参数;同时车内温度传感器也实时同步检测及更新数据。
由此,通过根据初始运行转速、排气温度及压力、吸气温度及压力、室外换热温度和室内换热温度,确定各执行器的初始执行指令,使得各执行器初始执行指令更准确、更可靠,有利于提升对车能温度调节的高效性和安全性。
其中,所述执行器,可以包括:所述第一二通阀23,所述第二二通阀24,所述增焓压缩机11,所述第一节流元件21,所述第二节流元件22,所述室外风机41,所述室内鼓风机42,所述内、外循环风门51、所述模式风门52,所述除霜风门53,所述吹面风门54和所述吹脚风门55中的至少之一。
由此,通过多种形式的执行器,可以提升对热泵空调系统运行过程控制的多样性和灵活性,有利于满足用户的多种需求,用户体验好。
更可选地,所述控制器确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,可以包括:
所述控制器,还可以用于根据所述排气温度及压力,确定所述增焓压缩机11的排气过热度。并根据所述吸气温度及压力,确定所述增焓压缩机11的吸气过热度。
所述控制器,还可以用于确定所述排气过热度与设定的目标排气值的排气差值,并确定所述吸气过热度与设定的目标吸气值的吸气差值。
所述控制器,还可以用于当所述热泵空调系统还可以包括第一节流元件21和/或第二节流元件22时,根据所述室内制热温度或所述室内蒸发温度,并结合所述排气差值和所述吸气差值,确定所述第一节流元件21和/或所述第二节流元件22的初始开度。
例如:参见图8所示的例子,系统启动,传感器61检测排气压力及排气温度,传感器62检测吸气温度及压力,根据检测数值计算出排气过热度ΔT和吸气过热ΔT,再分别计算与目标过热度ΔT排(目标)、ΔT吸(目标)的差值,同时根据传感器64、65、66(制冷时64检测冷凝温度,66检测蒸发温度;制热时64检测蒸发温度,65检测冷凝温度)检测的冷凝温度Tc及蒸发温度Te,由系统计算最佳的膨胀阀开度D进行运行。
例如:参见图8所示的例子,系统运行过程中,热泵系统的运行状态势必发生变化,同时各传感器同步实时检测新的参数:Te’、Tc’、ΔT′、ΔT′,控制系统对此些参数进行分析,判断当前过热度是否满足目标过热,若满足则可保持当前的开度继续运行,若不满足,则重新计算最佳开度D’,再运行。
由此,通过根据增焓压缩机的吸气情况和排气情况确定节流元件的开度,确定方式简便,且确定结果可靠性好。
更可选地,所述控制器确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,还可以包括:
所述控制器,还可以用于所述HVAC进风温度传感器63,设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔内的进风侧的进风口处,可以用于采集所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔内进风口处的进风温度。
所述控制器,还可以用于根据所述进风温度核算所述热泵空调系统所属电动汽车的整车负荷;以及,在所述进风温度发生变化的情况下,根据变化后的进行温度重新核算所述热泵空调系统所属电动汽车的整车负荷。
其中,进风温度是用来计算整车的负荷的,当内循环时,进风温度相当于车内温度;当外循环时,进风温度为车外的环境温度。
进一步地,当进风温度不同时,空调的出风温度,制冷量/制热量也就不一样;当内循环时,进风温度相当于车内温度;当外循环时,进风温度为车外的环境温度;当进风温度变化时,所述控制器根据不同进风温度重新核算负荷,重新发送压缩机频率指令。
由此,通过调节风门的开度,可以灵活控制车内温度,还有利于节能。
更可选地,所述控制器确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,还可以包括:
所述控制器,还可以用于当所述热泵空调系统还可以包括辅助PTC 34时,所述PTC温度传感器67,设置在所述辅助PTC 34处,可以用于采集所述辅助PTC 34的辅助加热温度。
所述控制器,还可以用于当所述热泵空调系统还可以包括室内环境温度传感器时,所述控制器,还可以用于将所述辅助加热温度与设定安全温度进行比较,和/或将所述车内温度与用户设定的目标温度进行比较。以及,
所述控制器,还可以用于若所述辅助加热温度大于或等于所述设定安全温度,则降低所述辅助PTC 34的加热功率或关闭所述辅助PTC 34。和/或,
所述控制器,还可以用于若所述车内温度低于所述目标温度,则在未开启所述辅助PTC 34的情况下开启所述辅助PTC 34,或在已开启所述辅助PTC 34的情况下增大所述辅助PTC 34的加热功率。
例如:设置PTC温度传感器,目的就是保证PTC安全,过热时为了保护PTC,关闭或降低功率。
由此,通过根据车内温度控制辅助PTC,可靠性高,人性化好,且安全、便捷。
在一个可选例子中,在使所述增焓压缩机11按所述初始运行转速启动运行之后,当所述热泵空调系统还可以包括补气阀25时,所述控制器,还可以用于根据所述排气温度及压力、所述吸气温度及压力、所述室外换热温度和所述初始运行转速,确定所述增焓压缩机11的气压状态是否满足设定的补气条件,以确定所述增焓压缩机11是否需要补气。例如:当系统处于低温制热时,此时检测系统压力、温度均在安全范围内,同时根据环境温度,压缩机频率判断此时中间压力大于压缩机二级补气口压力,测试可开启补气增焓。
可选地,所述控制器,还可以用于若所述增焓压缩机11需要补气,则使所述补气阀25开通。
可选地,所述控制器,还可以用于若所述增焓压缩机11不需要补气,则使所述补气阀25关断。
例如:参见图8所示的例子,系统启动,传感器61检测排气压力及排气温度,传感器62检测吸气温度及压力,同时根据检测车外环境温度T,以及压缩机转速s,由控制系统进行判断是否满足补气的条件,若满足则开启补气阀25,系统进行补气增焓运行,若不满足,则关闭补气阀25。
由此,通过根据车外温度与增焓压缩机的运行转速确定是否需要补气,从而在压缩机需要补气时及时补气,可以提升压缩机运行的可靠性和高效性,且安全性好。
在一个可选例子中,在使所述增焓压缩机11按所述初始运行转速启动运行之后,所述控制器,还可以用于确定当前更新的所述车内温度和所述目标温度的当前温度差值是否在设定温差范围以内。
可选地,所述控制器,还可以用于若所述当前温度差值在所述设定温差范围以内,则使所述增焓压缩机11保持所述初始运行转速运行。
可选地,所述控制器,还可以用于若所述当前温度差值不在所述设定温差范围以内,则根据当前更新的所述车外温度、所述车速和所述日照强度,重新确定所述汽车的当前环境负荷。并根据所述当前温度差值和所述当前环境负荷,重新确定所述增焓压缩机11的当前运行转速。
例如:参见图7所示的例子,当T=T±2℃时,即系统输出的能力与整车负荷平衡时,压缩机转速可保持当前转速继续运行。
例如:参见图7所示的例子,根据用户设定温度T,车内温度T,计算出两者温差△T=T-T。再根据整车传感信号车速v,车外温度T,日照强度IS,由系统计算环境负荷要求Q。由中央控制器计算整车的能力需求,进而计算所需的压缩机转速,系统运行。系统运行后,整车传感器实时同步检测及更新数据,如车速、日照、车外环境温度,系统根据更新后参数重新计算环境负荷要求Q’;车内温度也同步变化,系统自动检测并计算新温差△T’;根据Q’、△T’重新计算整车的能力需求,进一步更新压缩机转速s’;总体而言就是根据实时负荷的变化,不断调节更新适合的压缩机转速。
由此,通过根据车内温度的变化和环境负荷的变化,调整增焓压缩机的运行转速,以使增焓压缩机更高效、更节能地运行,从而为用户提供更加舒适的空气环境,且能耗低。
在一个可选例子中,在确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令之后,所述控制器,还可以用于确定相应执行器的运行状态是否达到设定的保护状态。
可选地,所述控制器,还可以用于若任一执行器的运行状态达到该执行器的保护状态,则使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,同时其它执行器按系统保护模式发出的相应指令进行运行。其中,若进入保护模式的执行器的运行状态恢复到正常状态,则使恢复到正常状态的执行器退出保护模式,并重新确定所述增焓压缩机11在相应执行器退出保护模式后的运行转速。
可选地,所述控制器,还可以用于若所有执行器的运行状态均未达到各自的保护状态,则使所有执行器继续运行。
例如:参见图6所示的例子,当系统运行中出现保护限制时,优先进行相应的保护程序运行,保护解除后重新按计算运行。
由此,通过对各执行器的运行状态进行监控,当运行状态达到保护状态时启动保护措施,有利于提升相应执行器以及热泵空调系统运行的可靠性和安全性,更好地提升用户体验。
更可选地,所述控制器使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,可以包括:
所述湿度传感器,可以用于采集所述热泵空调系统所属汽车的车内湿度。
当所述热泵空调系统还可以包括室内环境温度传感器、室外环境传感器和亮度传感器时,所述控制器,还可以用于根据所述车外温度、所述车内温度和所述日照强度,确定所述热泵空调系统所属汽车的挡风玻璃的玻璃温度。并根据所述车内温度和所述车内湿度,确定所述汽车的车内环境中的露点温度。以及,
所述控制器,还可以用于确定所述玻璃温度是否大于所述露点温度。
所述控制器,还可以用于若所述玻璃温度大于所述露点温度,则保持用户设定的运行模式或所述控制器选择的运行模式。
所述控制器,还可以用于若所述玻璃温度小于或等于所述露点温度,则启动设定的防雾运行模式。
例如:计算玻璃温度,可以通过模糊算法计算。如:已知内、外侧温度,玻璃温度鉴于这两者之间,根据日照强度,给定温度补偿,计算玻璃温度。
例如:计算露点温度时,可以通过车内温度、湿度直接得出露点温度。
例如:参见图9所示的例子,系统启动,检测车外环境温度T,车内温度T,以及日照强度IS,根据此参数模糊计算挡风玻璃的温度T玻璃。同时根据车内温度T以及车内湿度RH,计算该环境下的空气露点温度T。系统对T玻璃及T进行判断,当满足T玻璃>T时,系统可继续运行;当不满足T玻璃>T,判断有结雾的隐患,系统开启防结雾的模式,包括对进风循环风门,出风吹风风道、鼓风机吹风风挡,制热、制冷模式,压缩机运行频率的做出相应的调整。防雾模式运行后,系统还将持续进行检测及判断,若当满足T玻璃>T时,则可切换按用户设置保持运行。
由此,通过环境温度和亮度确定是否需要进行防雾运行,当确定需要进行防雾运行时及时进行防雾处理,有利于提升热泵空调运行的可靠性和安全性,自动化程度高,人性化好。
其中,启动设定的防雾运行模式,可以包括:
关闭所述内、外循环风门51;和/或,开大所述除霜风门53、所述吹面风门54、所述吹脚风门55中的至少之一;和/或,调大所述室外风机41、所述室内鼓风机42中至少之一的风档;和/或,调高所述增焓压缩机11的当前运行转速或当前运行频率。
例如:调整所述内、外循环风门51,如冬季时间断性调整外循环,增加外侧新风量,降低车内湿度;和/或,开大所述除霜风门53;和/或,调整所述系统运行模式,如春秋季开启制冷模式,循环使得车内湿度减小,进而减小玻璃结雾。
由此,通过多种形式的防雾方式,可以提升防雾控制的灵活性和便捷性。
更可选地,所述控制器使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还可以包括:
在制冷模式下,当所述热泵空调系统还可以包括第二室内换热器温度传感器66时,所述控制器,还可以用于确定所述室内蒸发温度是否大于设定的冻结温度。以及,
所述控制器,还可以用于若所述室内蒸发温度大于所述冻结温度,则继续运行制冷模式。若所述室内蒸发温度小于或等于所述冻结温度,则执行设定的防冻结保护动作,以对所述第二室内换热器33进行防冻结保护。
例如:参见图10所示的例子,空调系统启动运行后,传感器66对车内蒸发器温度T进行实时的检测,当T>T冻结时,系统可继续运行;当T≤T冻结时,判定蒸发器执行防冻结措施,包括调整压缩机的转速,调整膨胀阀开度,鼓风机吹风风挡等;系统保护运行后,持续对蒸发温度检测,判断,自动控制。其中,T冻结一般设定为0℃,当系统或传感器66的位置不同时,蒸发器达到结霜时的T冻结数值也有不同,因此T冻结的设定可根据自身实际情况而定。
由此,通过进行防冻结判断,确定需要进行防冻结保护时及时给予防冻结保护,及时性好,可靠性高。
其中,执行设定的防冻结保护动作,可以包括:降低所述增焓压缩机11的当前运行转速或当前运行频率;和/或,当所述热泵空调系统还可以包括第一节流元件21和/或第二节流元件22时,调大所述第一节流元件21和所述第二节流元件22中至少之一的开度;和/或,当所述热泵空调系统还可以包括室内鼓风机42时,调高所述室内鼓风机42的吹风风档;和/或,调整所述内、外循环风门51,提高进风温度。
例如:防冻结就是防止蒸发器结霜的意思,主要原因是制冷量太大,换热太小,导致结霜冻结。
由此,通过多种形式的防冻结保护动作,可以提升防冻结保护的灵活性和可靠性。
更可选地,所述控制器使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还可以包括:
在使所述增焓压缩机11按所述初始运行转速启动运行之后,当所述热泵空调系统还可以包括排气温度及压力传感器61和室外温度传感器时,所述控制器,还可以用于根据所述排气压力、所述车外温度和所述初始运行转速,确定所述增焓压缩机11是否缺冷媒。如检测到压力低于此时环境温度对应的冷媒饱和压力,则可判定系统缺氟。
所述控制器,还可以用于若所述增焓压缩机11缺冷媒,则启动设定的防缺冷媒保护。
所述控制器,还可以用于若所述增焓压缩机11不缺冷媒,则保持用户设定的运行模式或所述控制器选择的运行模式。
例如:空调系统启动运行后,检测排气压力P,车外环境温度T,压缩机运行转速s,由系统控制程序进行判断是否缺氟,若判断为缺氟保护,则进行缺氟保护措施,如强制停止压缩机,显示故障代码。
由此,通过对冷媒量进行检测,确定缺冷媒时及时给予处理,从而可以保护增焓压缩机运行的可靠性和安全性。
其中,启动设定的防缺冷媒保护,可以包括:使所述增焓压缩机11停机,并提示所述增焓压缩机11缺冷媒的故障。
由此,通过使增焓压缩机停机并提示故障,可以保证增焓压缩机的安全性,也可以提醒用户及时处理缺冷媒状况,从而保证用户使用的便捷性和可靠性。
更可选地,所述控制器使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还可以包括:
当所述热泵空调系统还可以包括速度传感器和排气温度及压力传感器61时,所述控制器,还可以用于将所述车速与设定速度进行比较,并将所述排气压力与设定压力进行比较。以及,
所述控制器,还可以用于若所述车速小于或等于所述设定速度,或所述排气压力大于或等于所述设定压力,则使所述室外风机41开启。
所述控制器,还可以用于若所述车速大于所述设定速度,且所述排气压力小于所述设定压力,则使所述室外风机41关闭。
例如:参见图10所示的例子,空调系统启动运行后,检测当前车速v,排气压力P,根据此2参数进行判断,当满足V≤V或P≥P时,冷凝风机强制开启;当V>V且P<P时,冷凝风机可关闭,节约用电。其中,V、P具体数值由空调系统设计者根据自身系统进行设定。
由此,通过根据排气压力和车速,控制室外风机的开启或关闭,可以在需要开启时及时开启以提升运行效果,在不需要开启时及时关闭以节能。
更可选地,所述控制器使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还可以包括:
所述电量传感器,可以用于采集所述热泵空调所属汽车的剩余电量。
所述控制器,还可以用于确定所述剩余电量是否小于或等于设定电量。
所述控制器,还可以用于若所述剩余电量小于或等于所述设定电量,则使所述热泵空调系统停止运行。
所述控制器,还可以用于若所述剩余电量大于所述设定电流,则保持所述热泵空调系统正常运行。
例如:参见图10所示的例子,空调系统启动运行后,检测并判断整车的剩余电量W,当剩余电量低于限定电量W时,强制空调系统无法开启。
由此,通过对整车电量进行监控,在电量低时停止空调运行,可以保证汽车运行的可靠性,人性化好。
在一个可选例子中,在确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令之后,所述控制器,还可以用于结合当前更新的所述车内温度和所述目标温度的当前温度差值,重新确定所述增焓压缩机11的当前运行转速。以及,
可选地,所述控制器,还可以用于根据重新确定的所述当前运行转速、以及当前更新的相应执行器的反馈参数,重新确定相应执行器的当前执行指令。
例如:参见图6所示的例子,当T发生变化,T与T的温差△T也随之改变,整车负荷也随之改变,因此系统将根据更新采集信号重新计算分析,重新计算压缩机转速;同样,控制器将重新进行计算分析,重新给定各负载指令。
由此,通过在增焓压缩机运行后随着相应参数的变化动态调节增焓压缩机的运行转速及各执行器的执行指令,使增焓压缩机和各执行器按最合理的指令运行,从而更加高效、更加节能、也更加可靠地对车内空气进行调节,用户使用的舒适性体验和安全性体验均得以极大提升。
在一个可选例子中,在确定所述第一节流元件21和/或所述第二节流元件22的初始开度之后,所述控制器,还可以用于确定当前更新的当前排气差值是否满足设定的排气差值范围,并确定当前更新的当前吸气差值是否满足设定的吸气差值范围。
可选地,所述控制器,还可以用于若所述当前排气差值满足所述排气差值范围、且所述当前吸气差值满足所述吸气差值范围,则使所述第一节流元件21和/或所述第二节流元件22保持所述初始开度。
可选地,所述控制器,还可以用于若所述当前排气差值不满足所述排气差值范围、和/或所述当前吸气差值不满足所述吸气差值范围,则根据当前更新的当前室内制热温度或当前室内蒸发温度,并结合所述当前排气差值和所述当前吸气差值,重新确定确定所述第一节流元件21和/或所述第二节流元件22的当前开度。
例如:自动空调控制原理为:根据整车负荷及系统运行状态的改变,自动调整,自动适应。使空调满足负荷要求,及时各项改变及自适应,保证系统运行最优化,同时安全可靠。
由此,通过及时调整节流元件的开度,可以更准确、更可靠地进行节流控制,从而可以提升热泵空调运行的高效性和安全性。
在一个可选例子中,在对所述第二室内换热器33进行防冻结保护之后,所述控制器,还可以用于确定所述防冻结保护之后所述第二室内换热器33的室内蒸发温度是否恢复至大于所述冻结温度。以及,若所述防冻结保护之后所述第二室内换热器33的室内蒸发温度已恢复至大于所述冻结温度,则退出所述防冻结保护动作,并继续运行制冷模式。若所述防冻结保护之后所述第二室内换热器33的室内蒸发温度尚未恢复至大于所述冻结温度,则继续所述防冻结保护动作。
由此,通过对防冻结保护下的运行情况进行检测,并及时调整保护状态,可以提升热泵空调运行的安全性和可靠性,可以在保护用户使用安全的前提下尽可能提升舒适性体验。
经大量的试验验证,采用本实施例的技术方案,通过采用变频热泵型电动汽车空调系统,实现电动变频控制,电动汽车冬季可采用热泵采暖,节能增效,还可以避免因采用PTC加热而影响整车的续航里程等问题。
根据本发明的实施例,还提供了对应于热泵空调系统的一种电动汽车。该电动汽车可以包括:以上所述的热泵空调系统。
在一个可选实施方式中,本发明的方案,提供一款应用于电动汽车的热泵型汽车空调系统;该热泵系统满足汽车常规制冷、制热功能,该系统冬季采暖采用热泵制热,能效高,耗电小;同时该系统采用补气增焓技术,满足热泵超低温环境下可靠运行。
例如:针对当前电动汽车空调“单冷系统+PTC加热”方案,冬季采用PTC加热,能耗高;影响整车的续航里程。设计一款变频热泵型电动汽车空调系统,实现电动变频控制,电动汽车冬季可采用热泵采暖,节能增效,较常规PTC加热省电100%以上。
进一步地,本发明的方案,还提供一款电动汽车空调自动控制逻辑,该控制系统根据汽车所处环境,车内空气环境,乘客设置,空调系统实际状态等变化,自动识别和调节,保证车内环境舒适性,同时避免不必要的能源浪费。
具体地,本发明的方案提供的一款自动热泵空调系统,能够根据各传感器信号采集,自行计算、分析和调整系统运行;如自动选择运行模式;系统运行中自适应调节各系统负载,使系统最优运行;运行中再对传感器信号实时收集、分析处理,对异常情况能自动及时保护,对负荷要求及实况变化做出判断,自适应调整相应模式。
例如:针对实际应用中,当前电动汽车自动空调系统尚不完善,影响整车舒适性,同时还涉及冬季结雾等安全性隐患。根据热泵空调系统,结合汽车使用工况,全新设计自动控制逻辑,根据汽车环境变化及乘客设置,自行识别和调节压缩机转速,系统模式,HVAC进风模式、风挡及空气分配等,保证车内舒适空气环境。
在一个可选例子中,本发明的方案提出一种带补气增焓系统的纯电动汽车热泵空调系统,该系统冬季实现热泵采暖,系统采用补气增焓,满足超低温下制热可靠运行,系统内侧采用并联式双换热器,扩大内侧采暖的换热器面积,同时HVAC(Heating、Ventilationand Air Conditioning,就是供热通风与空气调节)内冷、热分离,防止汽车空调因单个换热器冷热交替而产生结雾的隐患。
在一个可选例子中,本发明的方案,针对变频、热泵型电动汽车空调的控制方案提出全新自动控制方法,包括各传感器信号的利用,系统各功能控制,系统负荷计算及自适应调节,压缩机转速自动调节控制,膨胀阀节流自适应调节等;自动控制不但能简化的用户的操作,同时能对负荷变化做出相应的自适应调整,最大限度满足负荷需求,提升舒适性,且减小不必要的能源浪费。
图1为纯电动汽车热泵系统结构示意图。
如图1所示为带补气增焓系统的纯电动汽车热泵空调系统的结构示意图,展现出系统的各零部件,可以包括:增焓压缩机11,闪蒸器12,气液分离器13,第一节流元件21,第二节流元件22,第一二通阀(例如:电磁二通阀)23,第二二通阀(例如:电磁二通阀)24,补气阀25,三通阀26,室外换热器(例如:车外换热器)31,第一室内换热器(例如:车内换热器)32,第二室内换热器(例如:车内换热器)33,辅助PTC 34,室外风机(例如:车外冷却风机)41,室内鼓风机(例如:车内鼓风机)42,内、外循环风门51,模式风门52,除霜风门53,吹面风门54,吹脚风门55,排气温度及压力传感器61,吸气温度及压力传感器62,HVAC进风温度传感器63,室外换热器(例如:车外换热器)温度传感器64,第一室内换热器(例如:车内换热器)温度传感器65,第二室内换热器(例如:车内换热器)温度传感器66,PTC温度传感器67。
图2为系统(例如:纯电动汽车热泵系统)制冷模式原理图。
压缩机11排气经过三通阀26(即三通阀的阀口A至阀口B通)进入室外换热器(例如:车外换热器)31进行冷凝,冷凝后冷媒经过膨胀阀21进行一次节流,后冷媒进入闪蒸器12,经闪蒸器后冷媒分两部分:一部分气态冷媒进补气阀25进入压缩机补气口,另一部分液态冷媒经膨胀阀22进行二次节流,节流后低温低压冷媒进入内换热器33进行蒸发,蒸发后经过汽液分离器13进入压缩机吸气口,由此完成一循环;制冷模式下:电磁阀23连通,电磁阀24断开;三通阀26的阀口A至阀口B连通,阀口A至阀口C关闭。
图3为系统(例如:纯电动汽车热泵系统)制热模式原理图。
制热模式下:电磁阀23断开,电磁阀24连通;三通阀A—B关闭,A—C连通;具体流程见附图;压缩机11排气经过三通阀26(即三通阀26的阀口A至阀口C通)进入室内换热器(例如:车内换热器)32冷凝换热,室内换热器(例如:车内换热器)32出来后冷媒经过膨胀阀22进行一次节流,再进入闪蒸器12,经闪蒸器12后冷媒分两部分:一部分气态冷媒进补气阀25进入压缩机补气口,另一部分液态冷媒经膨胀阀21进行二次节流,节流后低温低压冷媒进入室内换热器(例如:车内换热器)31进行蒸发,蒸发后冷媒经过电磁阀24,再经过汽液分离器13进入压缩机吸气口,由此完成一循环。
图4和图5为纯电动汽车热泵系统的自动空调控制原理图。
由图4可以看出,自动控制的原理为:传感器收集到各种参数信号,控制器对该参数进行计算分析,并给出具体负载指令,各负载接收到指令后按照指令进行运行,运行中系统参数肯定发生变化,而传感器重新收集负载运行情况及系统的变化参数,控制器重新进行计算分析,给出新的指令;由此形成一个相互影响,相互制约的自适应的闭环系统。
图5则详细指出自动控制系统的组成部分,包括整车部分的传感器,HVAC部分的传感器以及热泵系统的传感器,系统包括并不局限于此些传感器;自动控制系统包括了各参与自动空调控制的信号源,如用户的风门、风挡设置等;自动空调控制系统为中央处理器,对各传感器采集的参数进行计算分析,对负载发出具体指令;负载执行器包括了压缩机、电磁阀、膨胀阀、冷却风扇、鼓风机及各模式风门电机等。
图6为纯电动汽车热泵系统的自动空调控制总概况图。
示意自动控制过程及原理,如图6所示:
1、空调启动后检测车内温度T,以及用户设定温度T,通过这两个温度比较判断选择制冷、制热模式;整车的传感器检测其他信号车速、日照、车外环境温度,根据此些信号,计算出整车的负荷能力需求。
Q=α1Qe
Qe=QB+QG+QV+QP+QM+QL
式中:α1——储备系数;
Q——制冷机产生的冷量,W;
Qe——车身总热负荷,W;
QB——车体维护结构传入热量,W;
QG——玻璃传入热量,W;
QV——新风热,W;
QP——人体热,W;
QM——用电设备散热量,W;
QL——车内零件散热量,W。
2、根据计算的负荷能力及用户设定风挡,计算压缩机的初始转速,压缩机启动,系统启动运行。如根据用户设定风挡计算出风量,根据负荷能力计算所需制冷量,所述控制系统内部会根据制冷量需求计算出所需系统流量,再进而计算所需压缩机转速。
其中,压缩机运行转速,和系统大小有关的,每个系统配置不一样,计算数值也就不一样。
3、空调运行后,热泵系统排气温度及压力传感器61,吸气温度及压力传感器62,室外换热器(例如:车外换热器)温度传感器64,以及室内换热器(例如:车内换热器)传感器65/66实时同步检测系统各项参数;同时车内温度传感器也实时同步检测及更新数据,当T发生变化,T与T的温差△T也随之改变,整车负荷也随之改变,所需的制冷量也随之改变,即所需系统冷媒流量改变,也就是压缩机转速改变;因此系统将根据更新采集信号重新计算分析,重新计算压缩机转速;同样,控制器将重新进行计算分析,重新给定各负载指令。
其中,负荷不同,制冷量要求不同,所需压缩机转速就不一样。
4、当系统运行中出现保护限制时,优先进行相应的保护程序运行,保护解除后重新按计算运行。
图7为纯电动汽车热泵系统的自动空调压缩机模块控制图,如图7所示:
1、根据用户设定温度T,车内温度T,计算出两者温差△T=T-T。再根据整车传感信号车速v,车外温度T,日照强度IS,由系统计算环境负荷要求Q。
2、由中央控制器计算整车的能力需求,进而计算所需的压缩机转速,系统运行。
3、系统运行后,整车传感器实时同步检测及更新数据,如车速、日照、车外环境温度,系统根据更新后参数重新计算环境负荷要求Q’;车内温度也同步变化,系统自动检测并计算新温差△T’;根据Q’、△T’重新计算整车的能力需求,进一步更新压缩机转速s’;总体而言就是根据实时负荷的变化,不断调节更新适合的压缩机转速。
4、当T=T±2℃时,即系统输出的能力与整车负荷平衡时,压缩机转速可保持当前转速继续运行。
图8为纯电动汽车热泵系统的自动空调阀件模块控制图,如图8所示:
1、系统启动,当检测判定为制冷模式时,三通阀26开启制冷模式,即阀口A至阀口B连通,阀口A至阀口C关闭;电磁阀23开通,电磁阀24关闭;当检测判定为制热模式时,三通阀26开启制热模式,即阀口A至阀口B关闭,阀口A至阀口C连通;电磁阀23关闭,电磁阀24开通。
2、系统启动,传感器61检测排气压力及排气温度,传感器62检测吸气温度及压力,根据检测数值计算出排气过热度ΔT和吸气过热ΔT,再分别计算与目标过热度ΔT排(目标)、ΔT吸(目标)的差值,同时根据传感器64、65、66(制冷时64检测冷凝温度,66检测蒸发温度;制热时64检测蒸发温度,65检测冷凝温度)检测的冷凝温度Tc及蒸发温度Te,由系统计算最佳的膨胀阀开度D进行运行。
系统运行过程中,热泵系统的运行状态势必发生变化,同时各传感器同步实时检测新的参数:Te’、Tc’、ΔT′、ΔT′,控制系统对此些参数进行分析,判断当前过热度是否满足目标过热,若满足则可保持当前的开度继续运行,若不满足,则重新计算最佳开度D’,再运行。
3、系统启动,传感器61检测排气压力及排气温度,传感器62检测吸气温度及压力,同时根据检测车外环境温度T,以及压缩机转速s,由控制系统进行判断是否满足补气的条件,若满足则开启补气阀25,系统进行补气增焓运行,若不满足,则关闭补气阀25。
图9为纯电动汽车热泵系统的自动空调防结雾控制图,如图9所示:
1、系统启动,检测车外环境温度T,车内温度T,以及日照强度IS,根据此参数模糊计算挡风玻璃的温度T玻璃。同时根据车内温度T以及车内湿度RH,计算该环境下的空气露点温度T
2、系统对T玻璃及T进行判断,当满足T玻璃>T时,系统可继续运行;当不满足T玻璃>T,判断有结雾的隐患,系统开启防结雾的模式,包括对进风循环风门,出风吹风风道、鼓风机吹风风挡,制热、制冷模式,压缩机运行频率的做出相应的调整。
3、防雾模式运行后,系统还将持续进行检测及判断,若当满足T玻璃>T时,则可切换按用户设置保持运行。
图10为纯电动汽车热泵系统的自动空调保护控制图,如图10所示:
1、空调系统启动运行后,传感器66对车内蒸发器温度T进行实时的检测,当T>T冻结时,系统可继续运行;当T≤T冻结时,判定蒸发器执行防冻结措施,包括调整压缩机的转速,调整膨胀阀开度,鼓风机吹风风挡等;系统保护运行后,持续对蒸发温度检测,判断,自动控制。其中,T冻结一般设定为0℃,当系统或传感器66的位置不同时,蒸发器达到结霜时的T冻结数值也有不同,因此T冻结的设定可根据自身实际情况而定。
2、空调系统启动运行后,检测排气压力P,车外环境温度T,压缩机运行转速s,由系统控制程序进行判断是否缺氟,若判断为缺氟保护,则进行缺氟保护措施,如强制停止压缩机,显示故障代码。
3、空调系统启动运行后,检测当前车速v,排气压力P,根据此2参数进行判断,当满足V≤V或P≥P时,冷凝风机强制开启;当V>V且P<P时,冷凝风机可关闭,节约用电。其中,V、P具体数值由空调系统设计者根据自身系统进行设定。
4、空调系统启动运行后,检测并判断整车的剩余电量W,当剩余电量低于限定电量W时,强制空调系统无法开启。
其中,本发明的方案中,自动空调控制原理为:根据整车负荷及系统运行状态的改变,自动调整,自动适应。使空调满足负荷要求,及时各项改变及自适应,保证系统运行最优化,同时安全可靠。
由于本实施例的电动汽车所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图10所示的热泵空调系统的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
经大量的试验验证,采用本发明的技术方案,通过根据热泵空调系统,结合汽车使用工况,全新设计自动控制逻辑,根据汽车环境变化及乘客设置,自行识别和调节压缩机转速,系统模式,HVAC进风模式、风挡及空气分配等,保证车内舒适空气环境,可以提升整车舒适性,并排除冬季结雾等安全性隐患。
根据本发明的实施例,还提供了对应于电动汽车的一种电动汽车的控制方法。该电动汽车的控制方法可以包括:
步骤S110,采集所述热泵空调系统所属汽车的车内温度。
步骤S120,将所述车内温度与用户设定的目标温度进行比较。以及,
步骤S130,若所述车内温度低于所述目标温度,则选择制热模式。
在一个可选例子中,当所述热泵空调系统还可以包括第一二通阀23、第二二通阀24和三通阀26时,选择制热模式,可以包括:使所述第一二通阀23关断,使所述第二二通阀24开通,以及使所述三通阀26的第一阀口与所述三通阀26的第三阀口开通。所述三通阀26的第一阀口与所述三通阀26的第二阀口关断。
例如:参见图3所示的例子,制热模式下:电磁阀23断开,电磁阀24连通;三通阀A—B关闭,A—C连通;具体流程见附图;压缩机11排气经过三通阀26(即三通阀26的阀口A至阀口C通)进入室内换热器(例如:车内换热器)32冷凝换热,室内换热器(例如:车内换热器)32出来后冷媒经过膨胀阀22进行一次节流,再进入闪蒸器12,经闪蒸器12后冷媒分两部分:一部分气态冷媒进补气阀25进入压缩机补气口,另一部分液态冷媒经膨胀阀21进行二次节流,节流后低温低压冷媒进入室内换热器(例如:车内换热器)31进行蒸发,蒸发后冷媒经过电磁阀24,再经过汽液分离器13进入压缩机吸气口,由此完成一循环。
例如:参见图8所示的例子,当检测判定为制热模式时,三通阀26开启制热模式,即阀口A至阀口B关闭,阀口A至阀口C连通;电磁阀23关闭,电磁阀24开通。
或当所述热泵空调系统还可以包括第二室内换热器33时,若所述车内温度高于所述目标温度,则选择制冷模式。
在一个可选例子中,当所述热泵空调系统还可以包括第一二通阀23、第二二通阀24和三通阀26时,选择制冷模式,可以包括:使所述第一二通阀23开通,使所述第二二通阀24关断,以及使所述三通阀26的第一阀口与所述三通阀26的第二阀口开通。所述三通阀26的第一阀口与所述三通阀26的第三阀口关断。
例如:参见图8所示的例子,系统启动,当检测判定为制冷模式时,三通阀26开启制冷模式,即阀口A至阀口B连通,阀口A至阀口C关闭;电磁阀23开通,电磁阀24关闭。
由此,通过控制第一二通阀、第二二通阀和三通阀,可靠地实现制冷与制热的切换,切换方式简便,且对制冷或制热切换得可靠性高。
在一个可选实施方式中,还可以包括:确定增焓压缩机11的初始运行转速的过程,具体可以包括:
步骤S210,采集所述热泵空调系统所属汽车的车外温度,采集所述热泵空调系统所属汽车的车速,并采集所述热泵空调系统所属汽车所属环境的日照强度。
步骤S220,在已选择所述热泵空调系统的运行模式之后,根据所述车内温度与用户设定的目标温度的温度差值、所述运行模式、所述车外温度、所述车速和所述日照强度,确定所述热泵空调系统所属汽车的能力需求。以及,
步骤S230,根据所述能力需求和用户设定的目标风档,确定所述增焓压缩机11的初始运行转速,以使所述增焓压缩机11按所述初始运行转速启动运行。
或者,步骤S310,根据所述车外温度、所述车速和所述日照强度,确定所述热泵空调系统所属汽车的环境负荷。以及,
步骤S320,当所述热泵空调系统还可以包括室内环境温度传感器时,所述控制器,还可以用于根据所述环境负荷、以及所述车内温度与用户设定的目标温度之间的温度差值,确定所述增焓压缩机11的初始运行转速,以使所述增焓压缩机11按所述初始运行转速启动运行。
例如:参见图6所示的例子,空调启动后检测车内温度T,以及用户设定温度T,通过这两个温度比较判断选择制冷、制热模式;整车的传感器检测其他信号车速、日照、车外环境温度,根据此些信号,计算出整车的负荷能力需求。根据计算的负荷能力及用户设定风挡,计算压缩机的初始转速,压缩机启动,系统启动运行。
由此,通过根据环境负荷和车内温度等确定增焓压缩机的初始运行转速,确定方式简便,确定结果有利于增焓压缩机的高效和安全运行,且节能效果好。
在一个可选实施方式中,还可以包括:确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令的过程,具体可以包括:
步骤S410,采集所述增焓压缩机11的排气温度及压力,采集所述增焓压缩机11的吸气温度及压力,采集所述室外换热器31的室外换热温度。以及,步骤S420,采集所述第一室内换热器32所处室内环境的室内制热温度。或者,当所述热泵空调系统还可以包括第二室内换热器33时,采集所述第二室内换热器33的室内蒸发温度。
步骤S430,在使所述增焓压缩机11按所述初始运行转速启动运行之后,根据所述初始运行转速、所述排气温度及压力、所述吸气温度及压力和所述室外换热温度,还根据所述室内制热温度或所述室内蒸发温度,确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,以使相应执行器按各自的初始执行指令进行运行。
例如:参见图5所示的例子,该热泵空调系统中自动控制系统的组成部分,包括整车部分的传感器,HVAC部分的传感器以及热泵系统的传感器,系统包括并不局限于此些传感器;自动控制系统包括了各参与自动空调控制的信号源,如用户的风门、风挡设置等;自动空调控制系统为中央处理器,对各传感器采集的参数进行计算分析,对负载发出具体指令;负载执行器包括了压缩机、电磁阀、膨胀阀、冷却风扇、鼓风机及各模式风门电机等。
例如:参见图6所示的例子,空调运行后,热泵系统排气温度及压力传感器61,吸气温度及压力传感器62,室外换热器(例如:车外换热器)温度传感器64,以及室内换热器(例如:车内换热器)传感器65/66实时同步检测系统各项参数;同时车内温度传感器也实时同步检测及更新数据。
由此,通过根据初始运行转速、排气温度及压力、吸气温度及压力、室外换热温度和室内换热温度,确定各执行器的初始执行指令,使得各执行器初始执行指令更准确、更可靠,有利于提升对车能温度调节的高效性和安全性。
在一个可选例子中,步骤S430中确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,可以包括:
步骤11,根据所述排气温度及压力,确定所述增焓压缩机11的排气过热度。并根据所述吸气温度及压力,确定所述增焓压缩机11的吸气过热度。
步骤12,确定所述排气过热度与设定的目标排气值的排气差值,并确定所述吸气过热度与设定的目标吸气值的吸气差值。
步骤13,当所述热泵空调系统还可以包括第一节流元件21和/或第二节流元件22时,根据所述室内制热温度或所述室内蒸发温度,并结合所述排气差值和所述吸气差值,确定所述第一节流元件21和/或所述第二节流元件22的初始开度。
例如:参见图8所示的例子,系统启动,传感器61检测排气压力及排气温度,传感器62检测吸气温度及压力,根据检测数值计算出排气过热度ΔT和吸气过热ΔT,再分别计算与目标过热度ΔT排(目标)、ΔT吸(目标)的差值,同时根据传感器64、65、66(制冷时64检测冷凝温度,66检测蒸发温度;制热时64检测蒸发温度,65检测冷凝温度)检测的冷凝温度Tc及蒸发温度Te,由系统计算最佳的膨胀阀开度D进行运行。
例如:参见图8所示的例子,系统运行过程中,热泵系统的运行状态势必发生变化,同时各传感器同步实时检测新的参数:Te’、Tc’、ΔT′、ΔT′,控制系统对此些参数进行分析,判断当前过热度是否满足目标过热,若满足则可保持当前的开度继续运行,若不满足,则重新计算最佳开度D’,再运行。
由此,通过换热器的换热温度和增焓压缩机的过热度确定节流元件的开度,确定方式简便,确定结果准确度高。
在一个可选例子中,步骤S430中确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,还可以包括:
步骤21,采集所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔内进风口处的进风温度。
步骤22,当所述热泵空调系统还可以包括内、外循环风门51时,将所述进风温度与设定进风温度进行比较。以及,
步骤23,若所述进风温度小于或等于所述设定温度,则在制冷模式下,开大所述内、外循环风门51的开度。在制热模式下,关小所述内、外循环风门51的开度。
或若所述进风温度大于所述设定温度,则在制冷模式下,关小所述内、外循环风门51的开度。在制热模式下,开大所述内、外循环风门51的开度。
由此,通过调节风门的开度,可以灵活控制车内温度,还有利于节能。
在一个可选例子中,步骤S430中确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,还可以包括:
步骤31,当所述热泵空调系统还可以包括辅助PTC34时,采集所述辅助PTC34的辅助加热温度。
步骤32,当所述热泵空调系统还可以包括室内环境温度传感器时,将所述辅助加热温度与设定安全温度进行比较,和/或将所述车内温度与用户设定的目标温度进行比较。以及,
步骤33,若所述辅助加热温度大于或等于所述设定安全温度,则降低所述辅助PTC34的加热功率或关闭所述辅助PTC34。和/或,
或若所述车内温度低于所述目标温度,则在未开启所述辅助PTC34的情况下开启所述辅助PTC34,或在已开启所述辅助PTC34的情况下增大所述辅助PTC34的加热功率。
由此,通过根据车内温度控制辅助PTC,可靠性高,人性化好,且安全、便捷。
在一个可选实施方式中,还可以包括:确定所述增焓压缩机11的气压状态是否满足设定的补气条件的过程,具体可以包括:
步骤S510,在使所述增焓压缩机11按所述初始运行转速启动运行之后,当所述热泵空调系统还可以包括补气阀25时,根据所述排气温度及压力、所述吸气温度及压力、所述室外换热温度和所述初始运行转速,确定所述增焓压缩机11的气压状态是否满足设定的补气条件,以确定所述增焓压缩机11是否需要补气。
步骤S520,若所述增焓压缩机11需要补气,则使所述补气阀25开通。
步骤S530,若所述增焓压缩机11不需要补气,则使所述补气阀25关断。
例如:参见图8所示的例子,系统启动,传感器61检测排气压力及排气温度,传感器62检测吸气温度及压力,同时根据检测车外环境温度T,以及压缩机转速s,由控制系统进行判断是否满足补气的条件,若满足则开启补气阀25,系统进行补气增焓运行,若不满足,则关闭补气阀25。
由此,通过根据车外温度与增焓压缩机的运行转速确定是否需要补气,从而在压缩机需要补气时及时补气,可以提升压缩机运行的可靠性和高效性,且安全性好。
在一个可选实施方式中,还可以包括:新确定所述增焓压缩机11的当前运行转速的过程,具体可以包括:
步骤S610,在使所述增焓压缩机11按所述初始运行转速启动运行之后,确定当前更新的所述车内温度和所述目标温度的当前温度差值是否在设定温差范围以内。
步骤S620,若所述当前温度差值在所述设定温差范围以内,则使所述增焓压缩机11保持所述初始运行转速运行。
步骤S630,若所述当前温度差值不在所述设定温差范围以内,则根据当前更新的所述车外温度、所述车速和所述日照强度,重新确定所述汽车的当前环境负荷。并根据所述当前温度差值和所述当前环境负荷,重新确定所述增焓压缩机11的当前运行转速。
例如:参见图7所示的例子,当T=T±2℃时,即系统输出的能力与整车负荷平衡时,压缩机转速可保持当前转速继续运行。
例如:参见图7所示的例子,根据用户设定温度T,车内温度T,计算出两者温差△T=T-T。再根据整车传感信号车速v,车外温度T,日照强度IS,由系统计算环境负荷要求Q。由中央控制器计算整车的能力需求,进而计算所需的压缩机转速,系统运行。系统运行后,整车传感器实时同步检测及更新数据,如车速、日照、车外环境温度,系统根据更新后参数重新计算环境负荷要求Q’;车内温度也同步变化,系统自动检测并计算新温差△T’;根据Q’、△T’重新计算整车的能力需求,进一步更新压缩机转速s’;总体而言就是根据实时负荷的变化,不断调节更新适合的压缩机转速。
由此,通过根据温度变化情况调整增焓压缩机的运行转速,以使其更高效、且更节能地运行,可靠性高,用户体验佳,节能效果好。
在一个可选实施方式中,还可以包括:确定相应执行器的运行状态是否达到设定的保护状态的过程,具体可以包括:
步骤S710,在确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令之后,确定相应执行器的运行状态是否达到设定的保护状态。
步骤S720,若任一执行器的运行状态达到该执行器的保护状态,则使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,同时其它执行器按系统保护模式发出的相应指令进行运行。其中,若进入保护模式的执行器的运行状态恢复到正常状态,则使恢复到正常状态的执行器退出保护模式,并重新确定所述增焓压缩机11在相应执行器退出保护模式后的运行转速。
步骤S730,若所有执行器的运行状态均未达到各自的保护状态,则使所有执行器继续运行。
例如:参见图6所示的例子,当系统运行中出现保护限制时,优先进行相应的保护程序运行,保护解除后重新按计算运行。
由此,通过对各执行器的运行状态进行监控,当运行状态达到保护状态时启动保护措施,有利于提升相应执行器以及热泵空调系统运行的可靠性和安全性,更好地提升用户体验。
在一个可选例中,步骤S720中使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,可以包括:
步骤41,采集所述热泵空调系统所属汽车的车内湿度。
步骤42,根据所述车外温度、所述车内温度和所述日照强度,确定所述热泵空调系统所属汽车的挡风玻璃的玻璃温度。并根据所述车内温度和所述车内湿度,确定所述汽车的车内环境中的露点温度。以及,
步骤43,确定所述玻璃温度是否大于所述露点温度。
步骤44,若所述玻璃温度大于所述露点温度,则保持用户设定的运行模式或所述控制器选择的运行模式。
或若所述玻璃温度小于或等于所述露点温度,则启动设定的防雾运行模式。
例如:参见图9所示的例子,系统启动,检测车外环境温度T,车内温度T,以及日照强度IS,根据此参数模糊计算挡风玻璃的温度T玻璃。同时根据车内温度T以及车内湿度RH,计算该环境下的空气露点温度T。系统对T玻璃及T进行判断,当满足T玻璃>T时,系统可继续运行;当不满足T玻璃>T,判断有结雾的隐患,系统开启防结雾的模式,包括对进风循环风门,出风吹风风道、鼓风机吹风风挡,制热、制冷模式,压缩机运行频率的做出相应的调整。防雾模式运行后,系统还将持续进行检测及判断,若当满足T玻璃>T时,则可切换按用户设置保持运行。
由此,通过环境温度和亮度确定是否需要进行防雾运行,当确定需要进行防雾运行时及时进行防雾处理,有利于提升热泵空调运行的可靠性和安全性,自动化程度高,人性化好。
其中,当所述热泵空调系统还可以包括内、外循环风门51、除霜风门53、吹面风门54、吹脚风门55、室外风机41、室内鼓风机42中的至少之一时,启动设定的防雾运行模式,可以包括:关闭所述内、外循环风门51;和/或,开大所述除霜风门53、所述吹面风门54、所述吹脚风门55中的至少之一;和/或,调大所述室外风机41、所述室内鼓风机42中至少之一的风档;和/或,调高所述增焓压缩机11的当前运行转速或当前运行频率。
由此,通过多种形式的防雾方式,可以提升防雾控制的灵活性和便捷性。
在一个可选例中,步骤S720中使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还可以包括:
步骤51,在制冷模式下,确定所述室内蒸发温度是否大于设定的冻结温度。以及,
步骤52,若所述室内蒸发温度大于所述冻结温度,则继续运行制冷模式。若所述室内蒸发温度小于或等于所述冻结温度,则执行设定的防冻结保护动作,以对所述第二室内换热器33进行防冻结保护。
例如:参见图10所示的例子,空调系统启动运行后,传感器66对车内蒸发器温度T进行实时的检测,当T>T冻结时,系统可继续运行;当T≤T冻结时,判定蒸发器执行防冻结措施,包括调整压缩机的转速,调整膨胀阀开度,鼓风机吹风风挡等;系统保护运行后,持续对蒸发温度检测,判断,自动控制。其中,T冻结一般设定为0℃,当系统或传感器66的位置不同时,蒸发器达到结霜时的T冻结数值也有不同,因此T冻结的设定可根据自身实际情况而定。
由此,通过进行防冻结判断,确定需要进行防冻结保护时及时给予防冻结保护,及时性好,可靠性高。
其中,执行设定的防冻结保护动作,可以包括:降低所述增焓压缩机11的当前运行转速或当前运行频率;和/或,当所述热泵空调系统还可以包括第一节流元件21和/或第二节流元件22时,调大所述第一节流元件21和所述第二节流元件22中至少之一的开度;和/或,当所述热泵空调系统还可以包括室内鼓风机42时,调高所述室内鼓风机42的吹风风档。
由此,通过多种形式的防冻结保护动作,可以提升防冻结保护的灵活性和可靠性。
在一个可选例中,步骤S720中使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还可以包括:
步骤61,在使所述增焓压缩机11按所述初始运行转速启动运行之后,根据所述排气压力、所述车外温度和所述初始运行转速,确定所述增焓压缩机11是否缺冷媒。
步骤62,若所述增焓压缩机11缺冷媒,则启动设定的防缺冷媒保护。
或若所述增焓压缩机11不缺冷媒,则保持用户设定的运行模式或所述控制器选择的运行模式。
例如:空调系统启动运行后,检测排气压力P,车外环境温度T,压缩机运行转速s,由系统控制程序进行判断是否缺氟,若判断为缺氟保护,则进行缺氟保护措施,如强制停止压缩机,显示故障代码。
由此,通过对冷媒量进行检测,确定缺冷媒时及时给予处理,从而可以保护增焓压缩机运行的可靠性和安全性。
其中,启动设定的防缺冷媒保护,可以包括:使所述增焓压缩机11停机,并提示所述增焓压缩机11缺冷媒的故障。
由此,通过使增焓压缩机停机并提示故障,可以保证增焓压缩机的安全性,也可以提醒用户及时处理缺冷媒状况,从而保证用户使用的便捷性和可靠性。
在一个可选例中,步骤S720中使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还可以包括:
步骤71,将所述车速与设定速度进行比较,并将所述排气压力与设定压力进行比较。以及,
步骤72,若所述车速小于或等于所述设定速度,或所述排气压力大于或等于所述设定压力,则使所述室外风机41开启。
或若所述车速大于所述设定速度,且所述排气压力小于所述设定压力,则使所述室外风机41关闭。
例如:参见图10所示的例子,空调系统启动运行后,检测当前车速v,排气压力P,根据此2参数进行判断,当满足V≤V或P≥P时,冷凝风机强制开启;当V>V且P<P时,冷凝风机可关闭,节约用电。其中,V、P具体数值由空调系统设计者根据自身系统进行设定。
由此,通过根据排气压力和车速,控制室外风机的开启或关闭,可以在需要开启时及时开启以提升运行效果,在不需要开启时及时关闭以节能。
在一个可选例中,步骤S720中使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还可以包括:
步骤81,采集所述热泵空调所属汽车的剩余电量。
步骤82,确定所述剩余电量是否小于或等于设定电量。
步骤83,若所述剩余电量小于或等于所述设定电量,则使所述热泵空调系统停止运行。
或若所述剩余电量大于所述设定电流,则保持所述热泵空调系统正常运行。
例如:参见图10所示的例子,空调系统启动运行后,检测并判断整车的剩余电量W,当剩余电量低于限定电量W时,强制空调系统无法开启。
由此,通过对整车电量进行监控,在电量低时停止空调运行,可以保证汽车运行的可靠性,人性化好。
在一个可选实施方式中,还可以包括:重新确定相应执行器的当前执行指令的过程,具体可以包括:
步骤S810,在确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令之后,结合当前更新的所述车内温度和所述目标温度的当前温度差值,重新确定所述增焓压缩机11的当前运行转速。以及,
步骤S820,根据重新确定的所述当前运行转速、以及当前更新的相应执行器的反馈参数,重新确定相应执行器的当前执行指令。
例如:参见图6所示的例子,当T发生变化,T与T的温差△T也随之改变,整车负荷也随之改变,因此系统将根据更新采集信号重新计算分析,重新计算压缩机转速;同样,控制器将重新进行计算分析,重新给定各负载指令。
由此,通过在增焓压缩机运行后随着相应参数的变化动态调节增焓压缩机的运行转速及各执行器的执行指令,使增焓压缩机和各执行器按最合理的指令运行,从而更加高效、更加节能、也更加可靠地对车内空气进行调节,用户使用的舒适性体验和安全性体验均得以极大提升。
在一个可选实施方式中,还可以包括:确定节流元件开度的过程,具体可以包括:
步骤S910,在确定所述第一节流元件21和/或所述第二节流元件22的初始开度之后,确定当前更新的当前排气差值是否满足设定的排气差值范围,并确定当前更新的当前吸气差值是否满足设定的吸气差值范围。
步骤S920,若所述当前排气差值满足所述排气差值范围、且所述当前吸气差值满足所述吸气差值范围,则使所述第一节流元件21和/或所述第二节流元件22保持所述初始开度。
或若所述当前排气差值不满足所述排气差值范围、和/或所述当前吸气差值不满足所述吸气差值范围,则根据当前更新的当前室内制热温度或当前室内蒸发温度,并结合所述当前排气差值和所述当前吸气差值,重新确定确定所述第一节流元件21和/或所述第二节流元件22的当前开度。
例如:自动空调控制原理为:根据整车负荷及系统运行状态的改变,自动调整,自动适应。使空调满足负荷要求,及时各项改变及自适应,保证系统运行最优化,同时安全可靠。
由此,通过及时调整节流元件的开度,可以更准确、更可靠地进行节流控制,从而可以提升热泵空调运行的高效性和安全性。
在一个可选实施方式中,还可以包括确定是否退出防冻结保护动作的过程,具体可以包括:
步骤S1010,在对所述第二室内换热器33进行防冻结保护之后,确定所述防冻结保护之后所述第二室内换热器33的室内蒸发温度是否恢复至大于所述冻结温度。以及,
步骤S1020,若所述防冻结保护之后所述第二室内换热器33的室内蒸发温度已恢复至大于所述冻结温度,则退出所述防冻结保护动作,并继续运行制冷模式。
或若所述防冻结保护之后所述第二室内换热器33的室内蒸发温度尚未恢复至大于所述冻结温度,则继续所述防冻结保护动作。
由此,通过对防冻结保护下的运行情况进行检测,并及时调整保护状态,可以提升热泵空调运行的安全性和可靠性,可以在保护用户使用安全的前提下尽可能提升舒适性体验。
由于本实施例的控制方法所实现的处理及功能基本相应于前述电动汽车的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
经大量的试验验证,采用本发明的技术方案,通过根据各传感器信号采集,自行计算、分析和调整系统运行;如自动选择运行模式;系统运行中自适应调节各系统负载,使系统最优运行;运行中再对传感器信号实时收集、分析处理,对异常情况能自动及时保护,对负荷要求及实况变化做出判断,自适应调整相应模式,可靠性高,用户的舒适性体验好。
综上,本领域技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (15)

1.一种热泵空调系统,其特征在于,包括:增焓压缩机(11)、第一室内换热器(32)、闪蒸器(12)和室外换热器(31);其中,
所述增焓压缩机(11)的排气端,连通至所述第一室内换热器(32)的冷媒入口;
所述第一室内换热器(32)的冷媒出口,连通至所述闪蒸器(12)的第一出入端;所述闪蒸器(12)的第二出入端,连通至所述室外换热器(31)的第一冷媒出入口;所述室外换热器(31)的第二冷媒出入口,连通至所述增焓压缩机(11)的吸气端;
所述闪蒸器(12)的补气端,连通至所述增焓压缩机(11)的补气口;
还包括:第二室内换热器(33);所述第一室内换热器(32)与所述第二室内换热器(33)之间,能够分离设定距离设置;其中,
第一室内换热器(32)与第二室内换热器(33),并行、且分离式设置;第一室内换热器(32)与第二室内换热器(33),设置在热泵空调系统所属电动汽车的送风腔内,且靠近送风腔的进风侧
还包括:控制器和传感组件;
所述传感组件,用于采集所述热泵空调系统所属汽车的车外温度、所述热泵空调系统所属汽车的车速,以及所述热泵空调系统所属汽车所属环境的日照强度;
在所述控制器已选择所述热泵空调系统的运行模式之后,
所述控制器,用于根据车内温度与用户设定的目标温度的温度差值、所述运行模式、所述车外温度、所述车速和所述日照强度,确定所述热泵空调系统所属汽车的能力需求;以及,根据所述能力需求和用户设定的目标风档,确定所述增焓压缩机(11)的初始运行转速,以使所述增焓压缩机(11)按所述初始运行转速启动运行;
或者,
所述控制器,还用于根据所述车外温度、所述车速和所述日照强度,确定所述热泵空调系统所属汽车的环境负荷;以及,所述控制器,还用于根据所述环境负荷、以及所述车内温度与用户设定的目标温度之间的温度差值,确定所述增焓压缩机(11)的初始运行转速,以使所述增焓压缩机(11)按所述初始运行转速启动运行;
通过根据各传感器信号采集,自行计算、分析和调整系统运行;运行中再对传感器信号实时收集、分析处理,对异常情况能自动及时保护,对负荷要求及实况变化做出判断,自适应调整相应模式。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,其中,
所述闪蒸器(12)的第一出入端,还连通至所述第二室内换热器(33)的冷媒入口;
所述增焓压缩机(11)的吸气端,还连通至所述第二室内换热器(33)的冷媒出口;
所述增焓压缩机(11)的排气端,还连通至所述室外换热器(31)的第二冷媒出入口。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,还包括:第一二通阀(23)、第二二通阀(24)和三通阀(26)中的至少之一;其中,
所述第一二通阀(23),设置在所述闪蒸器(12)的第一出入端与所述第二室内换热器(33)的冷媒入口之间的冷媒管路中;
在制热模式下,所述第一二通阀(23)关断;
在制冷模式下,所述第一二通阀(23)开通;
和/或,
所述第二二通阀(24),设置在所述室外换热器(31)的第二冷媒出入口与所述增焓压缩机(11)的吸气端之间的冷媒管路中;
在制热模式下,所述第二二通阀(24)开通;
在制冷模式下,所述第二二通阀(24)关断;
和/或,
所述三通阀(26),设置在自所述增焓压缩机(11)的排气端引出的排气管路中;其中,
所述三通阀(26)的第一阀口,与所述增焓压缩机(11)的排气端连通;所述三通阀(26)的第二阀口,与所述室外换热器(31)的第二冷媒出入口连通;所述三通阀(26)的第三阀口,与所述第一室内换热器(32)的冷媒入口连通;
在制热模式下,所述三通阀(26)的第一阀口与所述三通阀(26)的第三阀口开通;所述三通阀(26)的第一阀口与所述三通阀(26)的第二阀口关断;
在制冷模式下,所述三通阀(26)的第一阀口与所述三通阀(26)的第二阀口开通;所述三通阀(26)的第一阀口与所述三通阀(26)的第三阀口关断。
4.根据权利要求1-3之一所述的系统,其特征在于,还包括:气液分离器(13),第一节流元件(21),第二节流元件(22),补气阀(25),辅助PTC(34),室外风机(41),室内鼓风机(42),内、外循环风门(51),模式风门(52),除霜风门(53),吹面风门(54)和吹脚风门(55)中的至少之一;其中,
所述气液分离器(13),设置在通向所述增焓压缩机(11)的吸气端的冷媒管路中;
和/或,
所述第一节流元件(21),设置在自所述闪蒸器(12)的第二出入端引出的冷媒管路中;
和/或,
所述第二节流元件(22),设置在自所述闪蒸器(12)的第一出入端引出的冷媒管路中;
和/或,
所述补气阀(25),设置在所述闪蒸器(12)的补气端与所述增焓压缩机(11)的补气口之间的补气管路中;
当需要对所述增焓压缩机(11)进行补气时,所述补气阀(25)开通;
当不需要对所述增焓压缩机(11)进行补气时,所述补气阀(25)关断;
和/或,
所述辅助PTC(34),设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔内,且靠近所述送风腔的出风侧;
和/或,
所述室外风机(41),设置在所述室外换热器(31)处;
和/或,
所述室内鼓风机(42),设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔内,且位于所述送风腔的进风侧与所述第一室内换热器(32)之间;
和/或,
所述内、外循环风门(51),设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔的进风侧的进风口处;
和/或,
当该热泵空调系统还包括辅助PTC(34)时,所述模式风门(52),设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔内,且位于所述第二室内换热器(33)与所述辅助PTC(34)之间;
和/或,
所述除霜风门(53),设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔的出风侧的除霜风出口处;
和/或,
所述吹面风门(54),设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔的出风侧的吹面风出口处;
和/或,
所述吹脚风门(55),设置在所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔的出风侧的吹脚风出口处。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,其中,
所述传感组件,还用于采集所述热泵空调系统所属汽车的车内温度;
所述控制器,还用于将所述车内温度与用户设定的目标温度进行比较;以及,
若所述车内温度低于所述目标温度,则选择制热模式;
若所述车内温度高于所述目标温度,则选择制冷模式。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,其中,
所述传感组件,还用于采集所述增焓压缩机(11)的排气温度及压力、吸气温度及压力和所述室外换热器(31)的室外换热温度;以及,
所述传感组件,还用于采集所述第一室内换热器(32)所处室内环境的室内制热温度,或者采集所述第二室内换热器(33)的室内蒸发温度;
在使所述增焓压缩机(11)按所述初始运行转速启动运行之后,所述控制器,还用于根据所述初始运行转速、所述排气温度及压力、所述吸气温度及压力和所述室外换热温度,还根据所述室内制热温度或所述室内蒸发温度,确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,以使相应执行器按各自的初始执行指令进行运行;
和/或,
在使所述增焓压缩机(11)按所述初始运行转速启动运行之后,当所述热泵空调系统还包括补气阀(25)时,所述控制器,还用于根据所述排气温度及压力、所述吸气温度及压力、所述室外换热温度和所述初始运行转速,确定所述增焓压缩机(11)的气压状态是否满足设定的补气条件,以确定所述增焓压缩机(11)是否需要补气;
和/或,
在使所述增焓压缩机(11)按所述初始运行转速启动运行之后,所述控制器,还用于确定当前更新的所述车内温度和所述目标温度的当前温度差值是否在设定温差范围以内;
若所述当前温度差值在所述设定温差范围以内,则使所述增焓压缩机(11)保持所述初始运行转速运行;
若所述当前温度差值不在所述设定温差范围以内,则根据当前更新的所述车外温度、所述车速和所述日照强度,重新确定所述汽车的当前环境负荷;并根据所述当前温度差值和所述当前环境负荷,重新确定所述增焓压缩机(11)的当前运行转速。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,其中,
所述执行器,包括:第一二通阀(23),第二二通阀(24),所述增焓压缩机(11),所述第一节流元件(21),所述第二节流元件(22),所述室外风机(41),所述室内鼓风机(42),所述内、外循环风门(51)、所述模式风门(52),所述除霜风门(53),所述吹面风门(54)和所述吹脚风门(55)中的至少之一;
和/或,
在确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令之后,所述控制器,还用于确定相应执行器的运行状态是否达到设定的保护状态;
若任一执行器的运行状态达到该执行器的保护状态,则使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,同时其它执行器按系统保护模式发出的相应指令进行运行;其中,若进入保护模式的执行器的运行状态恢复到正常状态,则使恢复到正常状态的执行器退出保护模式,并重新确定所述增焓压缩机(11)在相应执行器退出保护模式后的运行转速;
若所有执行器的运行状态均未达到各自的保护状态,则使所有执行器继续运行;
和/或,
在确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令之后,所述控制器,还用于结合当前更新的所述车内温度和所述目标温度的当前温度差值,重新确定所述增焓压缩机(11)的当前运行转速;以及,
根据重新确定的所述当前运行转速、以及当前更新的相应执行器的反馈参数,重新确定相应执行器的当前执行指令;
和/或,
所述控制器确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,包括:
根据所述排气温度及压力,确定所述增焓压缩机(11)的排气过热度;并根据所述吸气温度及压力,确定所述增焓压缩机(11)的吸气过热度;
确定所述排气过热度与设定的目标排气值的排气差值,并确定所述吸气过热度与设定的目标吸气值的吸气差值;
当所述热泵空调系统还包括第一节流元件(21)和/或第二节流元件(22)时,根据所述室内制热温度或所述室内蒸发温度,并结合所述排气差值和所述吸气差值,确定所述第一节流元件(21)和/或所述第二节流元件(22)的初始开度;
和/或,
所述控制器确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,还包括:
所述传感组件,还用于采集所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔内进风口处的进风温度;
所述控制器,还用于根据所述进风温度核算所述热泵空调系统所属电动汽车的整车负荷;以及,
在所述进风温度发生变化的情况下,根据变化后的进行温度重新核算所述热泵空调系统所属电动汽车的整车负荷;
和/或,
所述控制器确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,还包括:
当所述热泵空调系统还包括辅助PTC(34)时,所述传感组件,还用于采集所述辅助PTC(34)的辅助加热温度;
所述控制器,还用于将所述辅助加热温度与设定安全温度进行比较,和/或将所述车内温度与用户设定的目标温度进行比较;以及,
若所述辅助加热温度大于或等于所述设定安全温度,则降低所述辅助PTC(34)的加热功率或关闭所述辅助PTC(34);和/或,
若所述车内温度低于所述目标温度,则在未开启所述辅助PTC(34)的情况下开启所述辅助PTC(34),或在已开启所述辅助PTC(34)的情况下增大所述辅助PTC(34)的加热功率。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,其中,
在确定所述第一节流元件(21)和/或所述第二节流元件(22)的初始开度之后,所述控制器,还用于确定当前更新的当前排气差值是否满足设定的排气差值范围,并确定当前更新的当前吸气差值是否满足设定的吸气差值范围;
若所述当前排气差值满足所述排气差值范围、且所述当前吸气差值满足所述吸气差值范围,则使所述第一节流元件(21)和/或所述第二节流元件(22)保持所述初始开度;
若所述当前排气差值不满足所述排气差值范围、和/或所述当前吸气差值不满足所述吸气差值范围,则根据当前更新的当前室内制热温度或当前室内蒸发温度,并结合所述当前排气差值和所述当前吸气差值,重新确定确定所述第一节流元件(21)和/或所述第二节流元件(22)的当前开度;
和/或,
所述控制器使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,包括:
所述传感组件,还用于采集所述热泵空调系统所属汽车的车内湿度;
所述控制器,还用于根据所述车外温度、所述车内温度和所述日照强度,确定所述热泵空调系统所属汽车的挡风玻璃的玻璃温度;并根据所述车内温度和所述车内湿度,确定所述汽车的车内环境中的露点温度;以及,
确定所述玻璃温度是否大于所述露点温度;
若所述玻璃温度大于所述露点温度,则保持用户设定的运行模式或所述控制器选择的运行模式;
若所述玻璃温度小于或等于所述露点温度,则启动设定的防雾运行模式;
和/或,
所述控制器使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还包括:
在制冷模式下,所述控制器,还用于确定所述室内蒸发温度是否大于设定的冻结温度;以及,
若所述室内蒸发温度小于或等于所述冻结温度,则执行设定的防冻结保护动作,以对所述第二室内换热器(33)进行防冻结保护;
和/或,
所述控制器使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还包括:
在使所述增焓压缩机(11)按所述初始运行转速启动运行之后,所述控制器,还用于根据所述排气压力、所述车外温度和所述初始运行转速,确定所述增焓压缩机(11)是否缺冷媒;
若所述增焓压缩机(11)缺冷媒,则启动设定的防缺冷媒保护;
和/或,
所述控制器使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还包括:
所述控制器,还用于将所述车速与设定速度进行比较,并将所述排气压力与设定压力进行比较;以及,
若所述车速小于或等于所述设定速度,或所述排气压力大于或等于所述设定压力,则使所述室外风机(41)开启;
若所述车速大于所述设定速度,且所述排气压力小于所述设定压力,则使所述室外风机(41)关闭;
和/或,
所述控制器使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还包括:
所述传感组件,还用于采集所述热泵空调所属汽车的剩余电量;
所述控制器,还用于确定所述剩余电量是否小于或等于设定电量;
若所述剩余电量小于或等于所述设定电量,则使所述热泵空调系统停止运行;
若所述剩余电量大于所述设定电流,则保持所述热泵空调系统正常运行。
9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,其中,
启动设定的防雾运行模式,包括:
关闭所述内、外循环风门(51);和/或,
开大所述除霜风门(53)、所述吹面风门(54)、所述吹脚风门(55)中的至少之一;和/或,
调大所述室外风机(41)、所述室内鼓风机(42)中至少之一的风档;和/或,
调高所述增焓压缩机(11)的当前运行转速或当前运行频率;
和/或,
在对所述第二室内换热器(33)进行防冻结保护之后,所述控制器,还用于确定所述防冻结保护之后所述第二室内换热器(33)的室内蒸发温度是否恢复至大于所述冻结温度;以及,若所述防冻结保护之后所述第二室内换热器(33)的室内蒸发温度已恢复至大于所述冻结温度,则退出所述防冻结保护动作;
和/或,其中,执行设定的防冻结保护动作,包括:
降低所述增焓压缩机(11)的当前运行转速或当前运行频率;和/或,
当所述热泵空调系统还包括第一节流元件(21)和/或第二节流元件(22)时,调大所述第一节流元件(21)和所述第二节流元件(22)中至少之一的开度;和/或,
当所述热泵空调系统还包括室内鼓风机(42)时,调高所述室内鼓风机(42)的吹风风档;
和/或,
其中,启动设定的防缺冷媒保护,包括:
使所述增焓压缩机(11)停机,并提示所述增焓压缩机(11)缺冷媒的故障。
10.一种电动汽车,其特征在于,包括:如权利要求1-9中任一项所述的热泵空调系统。
11.一种如权利要求10所述的电动汽车的控制方法,其特征在于,包括:
采集所述热泵空调系统所属汽车的车内温度;
将所述车内温度与用户设定的目标温度进行比较;以及,
若所述车内温度低于所述目标温度,则选择制热模式;
若所述车内温度高于所述目标温度,则选择制冷模式;
和/或,
采集所述热泵空调系统所属汽车的车外温度、所述热泵空调系统所属汽车的车速、以及所述热泵空调系统所属汽车所属环境的日照强度;
在已选择所述热泵空调系统的运行模式之后,根据所述车内温度与用户设定的目标温度的温度差值、所述运行模式、所述车外温度、所述车速和所述日照强度,确定所述热泵空调系统所属汽车的能力需求;以及,
根据所述能力需求和用户设定的目标风档,确定所述增焓压缩机(11)的初始运行转速,以使所述增焓压缩机(11)按所述初始运行转速启动运行;
或者,
根据所述车外温度、所述车速和所述日照强度,确定所述热泵空调系统所属汽车的环境负荷;以及,
根据所述环境负荷、以及所述车内温度与用户设定的目标温度之间的温度差值,确定所述增焓压缩机(11)的初始运行转速,以使所述增焓压缩机(11)按所述初始运行转速启动运行。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,还包括:
采集所述增焓压缩机(11)的排气温度及压力、吸气温度及压力和所述室外换热器(31)的室外换热温度;以及,
采集所述第一室内换热器(32)所处室内环境的室内制热温度;或者,采集所述第二室内换热器(33)的室内蒸发温度;
在使所述增焓压缩机(11)按所述初始运行转速启动运行之后,根据所述初始运行转速、所述排气温度及压力、所述吸气温度及压力和所述室外换热温度,还根据所述室内制热温度或所述室内蒸发温度,确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,以使相应执行器按各自的初始执行指令进行运行;
和/或,
在使所述增焓压缩机(11)按所述初始运行转速启动运行之后,当所述热泵空调系统还包括补气阀(25)时,根据所述排气温度及压力、所述吸气温度及压力、所述室外换热温度和所述初始运行转速,确定所述增焓压缩机(11)的气压状态是否满足设定的补气条件,以确定所述增焓压缩机(11)是否需要补气;
和/或,
在使所述增焓压缩机(11)按所述初始运行转速启动运行之后,确定当前更新的所述车内温度和所述目标温度的当前温度差值是否在设定温差范围以内;
若所述当前温度差值在所述设定温差范围以内,则使所述增焓压缩机(11)保持所述初始运行转速运行;
若所述当前温度差值不在所述设定温差范围以内,则根据当前更新的所述车外温度、所述车速和所述日照强度,重新确定所述汽车的当前环境负荷;并根据所述当前温度差值和所述当前环境负荷,重新确定所述增焓压缩机(11)的当前运行转速。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,还包括:
在确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令之后,确定相应执行器的运行状态是否达到设定的保护状态;
若任一执行器的运行状态达到该执行器的保护状态,则使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,同时其它执行器按系统保护模式发出的相应指令进行运行;其中,若进入保护模式的执行器的运行状态恢复到正常状态,则使恢复到正常状态的执行器退出保护模式,并重新确定所述增焓压缩机(11)在相应执行器退出保护模式后的运行转速;
若所有执行器的运行状态均未达到各自的保护状态,则使所有执行器继续运行;
和/或,
在确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令之后,结合当前更新的所述车内温度和所述目标温度的当前温度差值,重新确定所述增焓压缩机(11)的当前运行转速;以及,
根据重新确定的所述当前运行转速、以及当前更新的相应执行器的反馈参数,重新确定相应执行器的当前执行指令;
和/或,
其中,
确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,包括:
根据所述排气温度及压力,确定所述增焓压缩机(11)的排气过热度;并根据所述吸气温度及压力,确定所述增焓压缩机(11)的吸气过热度;
确定所述排气过热度与设定的目标排气值的排气差值,并确定所述吸气过热度与设定的目标吸气值的吸气差值;
当所述热泵空调系统还包括第一节流元件(21)和/或第二节流元件(22)时,根据所述室内制热温度或所述室内蒸发温度,并结合所述排气差值和所述吸气差值,确定所述第一节流元件(21)和/或所述第二节流元件(22)的初始开度;
和/或,
其中,
确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,还包括:
采集所述热泵空调系统所属电动汽车的送风腔内进风口处的进风温度;
当所述热泵空调系统还包括内、外循环风门(51)时,将所述进风温度与设定进风温度进行比较;以及,
若所述进风温度小于或等于所述设定温度,则在制冷模式下,开大所述内、外循环风门(51)的开度;在制热模式下,关小所述内、外循环风门(51)的开度;
若所述进风温度大于所述设定温度,则在制冷模式下,关小所述内、外循环风门(51)的开度;在制热模式下,开大所述内、外循环风门(51)的开度;
和/或,
其中,
确定所述热泵空调系统中相应执行器的初始执行指令,还包括:
当所述热泵空调系统还包括辅助PTC(34)时,采集所述辅助PTC(34)的辅助加热温度;
将所述辅助加热温度与设定安全温度进行比较,和/或将所述车内温度与用户设定的目标温度进行比较;以及,
若所述辅助加热温度大于或等于所述设定安全温度,则降低所述辅助PTC(34)的加热功率或关闭所述辅助PTC(34);和/或,
若所述车内温度低于所述目标温度,则在未开启所述辅助PTC(34)的情况下开启所述辅助PTC(34),或在已开启所述辅助PTC(34)的情况下增大所述辅助PTC(34)的加热功率。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,还包括:
在确定所述第一节流元件(21)和/或所述第二节流元件(22)的初始开度之后,确定当前更新的当前排气差值是否满足设定的排气差值范围,并确定当前更新的当前吸气差值是否满足设定的吸气差值范围;
若所述当前排气差值满足所述排气差值范围、且所述当前吸气差值满足所述吸气差值范围,则使所述第一节流元件(21)和/或所述第二节流元件(22)保持所述初始开度;
若所述当前排气差值不满足所述排气差值范围、和/或所述当前吸气差值不满足所述吸气差值范围,则根据当前更新的当前室内制热温度或当前室内蒸发温度,并结合所述当前排气差值和所述当前吸气差值,重新确定确定所述第一节流元件(21)和/或所述第二节流元件(22)的当前开度;
和/或,
其中,
使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,包括:
采集所述热泵空调系统所属汽车的车内湿度;
根据所述车外温度、所述车内温度和所述日照强度,确定所述热泵空调系统所属汽车的挡风玻璃的玻璃温度;并根据所述车内温度和所述车内湿度,确定所述汽车的车内环境中的露点温度;以及,
确定所述玻璃温度是否大于所述露点温度;
若所述玻璃温度大于所述露点温度,则保持用户设定的运行模式或选择的运行模式;
若所述玻璃温度小于或等于所述露点温度,则启动设定的防雾运行模式;
和/或,
其中,
使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还包括:
在制冷模式下,确定所述室内蒸发温度是否大于设定的冻结温度;以及,
若所述室内蒸发温度小于或等于所述冻结温度,则执行设定的防冻结保护动作,以对所述第二室内换热器(33)进行防冻结保护;
和/或,
其中,
使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还包括:
在使所述增焓压缩机(11)按所述初始运行转速启动运行之后,根据所述排气压力、所述车外温度和所述初始运行转速,确定所述增焓压缩机(11)是否缺冷媒;
若所述增焓压缩机(11)缺冷媒,则启动设定的防缺冷媒保护;
和/或,
其中,
使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还包括:
将所述车速与设定速度进行比较,并将所述排气压力与设定压力进行比较;以及,
若所述车速小于或等于所述设定速度,或所述排气压力大于或等于所述设定压力,则使所述室外风机(41)开启;
若所述车速大于所述设定速度,且所述排气压力小于所述设定压力,则使所述室外风机(41)关闭;
和/或,
其中,
使运行状态达到保护状态的执行器进入设定的保护模式,还包括:
采集所述热泵空调所属汽车的剩余电量;
确定所述剩余电量是否小于或等于设定电量;
若所述剩余电量小于或等于所述设定电量,则使所述热泵空调系统停止运行;
若所述剩余电量大于所述设定电流,则保持所述热泵空调系统正常运行。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,其中,
当所述热泵空调系统还包括内、外循环风门(51)、除霜风门(53)、吹面风门(54)、吹脚风门(55)、室外风机(41)、室内鼓风机(42)中的至少之一时,
启动设定的防雾运行模式,包括:
关闭所述内、外循环风门(51);和/或,
开大所述除霜风门(53)、所述吹面风门(54)、所述吹脚风门(55)中的至少之一;和/或,
调大所述室外风机(41)、所述室内鼓风机(42)中至少之一的风档;和/或,
调高所述增焓压缩机(11)的当前运行转速或当前运行频率;
和/或,
还包括:
在对所述第二室内换热器(33)进行防冻结保护之后,确定所述防冻结保护之后所述第二室内换热器(33)的室内蒸发温度是否恢复至大于所述冻结温度;以及,若所述防冻结保护之后所述第二室内换热器(33)的室内蒸发温度已恢复至大于所述冻结温度,则退出所述防冻结保护动作;
和/或,
其中,执行设定的防冻结保护动作,包括:
降低所述增焓压缩机(11)的当前运行转速或当前运行频率;和/或,
当所述热泵空调系统还包括第一节流元件(21)和/或第二节流元件(22)时,调大所述第一节流元件(21)和所述第二节流元件(22)中至少之一的开度;和/或,
当所述热泵空调系统还包括室内鼓风机(42)时,调高所述室内鼓风机(42)的吹风风档;
和/或,
其中,启动设定的防缺冷媒保护,包括:
使所述增焓压缩机(11)停机,并提示所述增焓压缩机(11)缺冷媒的故障。
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