CN108116183A - 一种热管理系统的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种热管理系统的控制方法,热管理系统包括第一换热器组和蒸发器组,蒸发器组包括蒸发器,第一换热器组包括双流道换热器和第一换热器,热管理系统的控制方法包括:蒸发器有压缩机求时,根据第一换热器的当前温度控制第一换热器组。该热管理系统的控制方法有利于分配压缩机资源。

Description

一种热管理系统的控制方法
【技术领域】
本发明涉及热管理系统的技术领域。
【背景技术】
在一些设备,需要同时对不同装置进行热管理,如新能源汽车的热管理系统不仅需要给乘客舱热管理,还需对动力电池热管理,因此如何合理分配压缩机资源是目前热管理系统的需要解决的技术问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种热管理系统的控制方法,有利于压缩机资源的分配。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种热管理系统的控制方法,所述热管理系统至少包括压缩机、蒸发器组和第一换热器组,所述蒸发器组包括蒸发器,所述第一换热器组包括双流道换热器和第一换热器;
热管理系统的控制方法包括:根据所述蒸发器是否有压缩机需求、当前蒸发温度与蒸发温度的目标区间的关系控制所述压缩机;
若所述蒸发器有压缩机需求,根据所述第一换热器的当前温度与所述第一换热器的温度目标区间的比较结果控制所述第一换热器组;若所述蒸发器无压缩机需求,根据所述第一换热器是否有压缩机需求控制所述压缩机。
与现有技术相比,本发明根据蒸发器是否有压缩机需求对第一换热器组进行热管理,有利于分配压缩机资源。
【附图说明】
图1是本发明的一种实施例的热管理系统的示意图;
图2是本发明的一种实施例的热管理系统的控制方法的流程示意图;
图3是图2蒸发器的热管理方法的流程示意图;
图4是图2第一换热器的热管理方法的流程示意图;
图5是图4第一换热器的第一子流程示意图;
图6是乘客舱的设定温度与蒸发温度目标值的对应关系示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1,本发明所描述的热管理系统可以应用于家用、商用或车用空调系统。热管理系统至少包括蒸发器组1、第一换热器组2、压缩机4和与压缩机4的出口端连通的冷凝器5,这里,蒸发器组1能够向需要温控的设备提供冷量,第一换热器组2能够获取制冷剂并将制冷剂的冷量通过热交换的方式传递给二次回路,该二次回路能够将获取的冷量通过热交换的方式传递给电池或其它需要温控的设备,该二次回路的换热介质与制冷剂不同,换热介质和制冷剂仅进行热量交换而不发生质量交换。冷凝器5可以为板式换热器、翅片式换热器或者微通道换热器,其至少包括一个制冷剂的入口端和制冷剂的出口端,以及连接制冷剂入口端和制冷剂出口端的流道,制冷剂在流过冷凝器时可以与冷凝器周围的空气或液体进行热交换。热管理系统还包括传感器3和控制器6,控制器6通过本地网络或车内局域网络与热管理系统的传感器3和压缩机4连接,能够接收及解析传感器的采集信号和接收控制面板的输入信息,能够对压缩机进行控制,进而控制热管理系统的运行,相应地,控制器6包括相应的硬件电路及嵌有相应的控制程序。
第一换热器组2包括双流道换热器203,双流道换热器203包括第一流道和第二流道,在本发明的技术方案,双流道换热器203的第一流道为制冷剂流道,双流道换热器203的第二流道为换热介质流道,第一流道包括制冷剂的入口端、制冷剂的出口端以及连通制冷剂的入口端和制冷剂的出口端的流道,第二流道包括换热介质的入口端、换热介质的出口端以及连通换热介质的入口端和换热介质的出口端的流道。双流道换热器203的第一流道的制冷剂和第二流道的换热介质流动方向可以设置成反向流动,当制冷剂与换热介质在两个流道流动时相互交换热量。
第一换热器组2包括制冷剂流路和二次回路,制冷剂流路包括第一节流装置204和双流道换热器203的第一流道,具体地,第一节流装置204的一端与双流道换热器203的制冷剂的入口端连通,第一节流装置204的另一端与冷凝器203的出口端连通,双流道换热器203的第一流道的制冷剂的出口端与压缩机4的入口端连通;第一换热器组2的二次回路包括第一换热器201、泵202和双流道换热器203的第二流道,上述器件通过管路连接形成循环回路,其中泵202的出口端与双流道换热器203的第二流道的入口端连通,第一泵202的入口端与第一换热器201的出口端连通,第一换热器201的入口端与双流道换热器203的第二流道的出口端连通。其中,在本实施例,第一节流装置204可以是电子膨胀阀,在其它实施例,也可是串接的流量调节阀和热力膨胀阀;泵202可以是能够用电信号直接或间接控制的泵;在本实施例,第一换热器201可以是微通道换热器,其包括换热介质入口端、换热介质出口端、连接换热介质入口端和换热介质出口端供换热介质流通的扁管以及设置于扁管之间的散热翅片,流经该第一换热器的换热介质可以与换热器周围的空气进行热交换;第一换热器201也可以是电池冷却器,该电池可以是工作时发热量大需要温控的电池,如电动汽车的动力电池,电池按一定规则嵌于电池冷却器,获得冷量或热量的电池冷却器的换热介质降低或提高电池的温度,第一换热器201也可以为其他需温控设备提供冷量,如电机等。第一换热器组2的换热介质可以根据实际需要确定,如第一换热器组2的换热介质可以是水,也可以是水/乙二醇混合液。
蒸发器组1包括蒸发器103和第二节流装置,第二节流装置的一端与蒸发器103的入口端连通,第二节流装置的另一端与冷凝器5的出口端连通,蒸发器103的出口端与压缩机的入口端连通。在本发明的技术方案,第二节流装置可以是串接的截止阀101和热力膨胀阀102,或流量调节阀和热力膨胀阀102,也可以是电子膨胀阀;蒸发器可以设置于汽车空调箱或其它需要温控的设备的相应位置,与气流进行热交换,进而降低乘客舱或需要温控设备的温度,具体地,蒸发器103工作时,吸收气流的热量,降低气流的温度。
热管理系统还包括传感器,热管理系统的传感器包括设置于压缩机4入口端的压力传感器304,也可以在压缩机4的入口端设置温度传感器或设置温度压力传感器,设置于双流道换热器203的第一流道出口端的温度传感器302。热管理系统的传感器还包括第一换热器201的入口端的温度传感301、第一换热器201的出口端温度传感器303,分别用于检测第一换热器201入口端和出口端的换热介质的温度。传感器还包括设置于蒸发器表面的温度传感器(未图示),该温度传感器用于测量当前蒸发温度,当前蒸发温度指蒸发器的当前蒸发温度,另外,蒸发器的当前蒸发温度也可以通过设置于蒸发器出口或者压缩机吸口的压力计算获得。控制器6通过采集压缩机入口端的压力传感器304或双流道换热器的第一流道出口端的温度传感器302的数据,通过计算可以获得双流道换热器的过热度,通过压力或温度如何计算过热度为现有技术,不再赘述。
在其它实施例,也可以在冷凝器5的出口端设置节流装置,双流道换热器的制冷剂入口端设置流量调节阀,和/或蒸发器的入口端设置另一流量调节阀,实现制冷剂的分配。具体地,冷凝器排除的制冷剂经节流装置节流后,制冷剂可以经双流道换热器的制冷剂入口端的流量调节阀进入双流道换热器,也可以经蒸发器入口端的流量调节阀进入蒸发器,双流道换热器入口端的流量调节阀的开度相对蒸发器入口端的流量调剂阀的开度增大,更多制冷剂流入双流道换热器,同样地,蒸发器入口端的流量调节阀的开度相对双流道换热器入口端的流量调节阀的开度增大,更多制冷剂流入蒸发器。
热管理系统的控制方法可以应用于前述热管理系统,下文以新能源汽车空调系统为例,介绍该热管理系统的控制方法,其中,新能源汽车空调系统需要通过二次回路冷却电池,使电池在正常的工作温度工作,二次回路的第一换热器与电池配合安装,能够为电池提供冷量,蒸发器设置于汽车的空调箱,能够为乘客舱提供冷量;在本发明的技术方案,电池指的是新能源汽车的动力源,即动力电池,动力电池在工作时产生大量的热,较高的电池温度会影响电池的工作性能,因而需要对动力电池进行热管理,下文所提及的电池指动力电池。本领域的技术人员应理解的是,本发明的热管理系统的控制方法可以适用于任何与图1所示相似的热管理系统。
热管理系统的控制方法,包括蒸发器的热管理方法及第一换热器的热管理方法,或者说包括乘客舱的热管理方法及电池的热管理方法。在本发明的技术方案,根据蒸发器的制冷需求进行热管理,根据蒸发器的热管理结果,再执行第一换热器的热管理。蒸发器的热管理方法包括,判断蒸发器103是否有压缩机需求,若蒸发器有压缩机需求,根据当前蒸发温度与蒸发温度的目标区间控制所述压缩机,设置第一控制信号;第一换热器201的热管理方法包括,获取第一控制信号,若第一控制信号为蒸发器有压缩机需求,根据第一换热器201的当前温度与第一换热器的温度目标区间的比较结果控制第一换热器组2。请参阅图2,车辆上电后,或者热管理系统开始工作时,控制器6检测电池是否处于可使用状态。电池是否处于可使用状态指,电池是否能够为压缩机提供能源,具体地,当热管理系统的压缩机4需要电池提供能源时,电池能够为压缩机4提供能源或者为压缩机4输出相应转速,另外,电池能够为发动机提供能源或输出功率,本发明的技术方案并不涉及。电池处于可使用状态时,热管理系统初始化,然后顺次执行蒸发器的热管理和第一换热器的热管理,控制器6再次检测电池的可使用状态,若电池仍处于可使用状态,则再次循环进入蒸发器的热管理和第一换热器的热管理,若电池处于不可使用状态,则控制器6结束热管理系统的控制。执行蒸发器的热管理和第一换热器的热管理后,控制器6再次检测电池是否处于可使用状态,目的是防止电池突然出现故障,或者电池无法为热管理系统的压缩机提供能源,或者整车钥匙关机,或者蒸发器无热管理需求或第一换热器无热管理需求,保证控制器6能够结束热管理系统的控制。
热管理系统上电后,控制器6控制热管理系统初始化,热管理系统初始化,包括控制器6对第一控制信号和第二控制信号的初始化。其中,第一控制信号包括蒸发器有压缩机需求和蒸发器无压缩机需求,蒸发器有压缩机需求指蒸发器有压缩机运行的需求,满足预设条件后,蒸发器即有压缩机的需求,蒸发器有压缩机需求存在于压缩机开启之前,也存在于压缩机运行中,蒸发器有压缩机需求之后,压缩机未开启时,控制器可以发送指令开启压缩机,压缩机已开启,控制器可以发送指令保持压缩机的开启;蒸发器无压缩机需求指蒸发器没有压缩机运行的需求,若不满足预设条件,蒸发器即无压缩机的需求,蒸发器无压缩机需求存在于压缩机运行中,也存在于压缩机关闭之后;第二控制信号包括第一换热器有压缩机需求和第一换热器无压缩机需求,第一换热器有压缩机需求指第一换热器有压缩机为其运行的需求,第一换热器无压缩机需求指第一换热器没有压缩机为其运行的需求。具体地,热管理系统的初始化包括设置蒸发器无压缩机需求和设置第一换热器无压缩机需求,或者在执行第一换热器热管理前再设置第一换热器无压缩机需求;热管理系统的初始化还包括设置第一节流装置和第二节流装置保持一定的开度或者打开第一节流装置和第二节流装置,或者打开冷凝器出口端的节流装置及打开蒸发器和双流道换热器制冷剂入口端的流量调节装置。
热管理系统初始化完成后,执行蒸发器的热管理。控制器6获取第一控制信号之前,控制器6可以从与其连接的存储器调用蒸发温度的目标区间,控制器6也可以通过控制面板的设定温度计算出蒸发温度的目标区间,本发明的技术方案的蒸发温度的目标区间包括蒸发温度的目标值Tet、蒸发温度的目标区间的上限Teh和蒸发温度的目标区间的下限Tel,还包括蒸发温度的目标区间的下限Tel和蒸发温度的目标区间的上限Teh之间的值,即允许蒸发温度的目标值Tet存在偏差,蒸发温度的目标区间可以通过以下方法获得,控制器6根据相应的计算方法由乘客设定的温度计算蒸发温度的目标值,控制器6计算蒸发温度的目标值时,通常需考虑设定温度、风量的大小、光照、湿度等因素,蒸发温度的目标区间的上限和下限可以是蒸发温度的目标值Tet的±10%,如蒸发温度的目标区间的上限为Teh,具体地Teh=Tet*1.10,蒸发温度的目标区间的下限为Tel,具体地Tel=Tet*0.90;蒸发温度的目标区间的上限Teh也可以是Teh=Tet*1.20,蒸发温度的目标区间的下限Tel也可以是Tel=Tet*0.75;蒸发温度的目标区间的上限和下限也可以是Tet*(5%~±50%)间的任一值,根据应用场合而定。允许蒸发温度目标值存在偏差也是根据实际需求做出,如果蒸发温度的目标值仅是一个值,在实际控制过程很难达到这样的温控要求。图6示意给出乘客的设定温度与蒸发器的蒸发温度的目标值的对应关系,其中,Tx为乘客的设定温度,Tet为蒸发温度的目标值。控制器6能够根据乘客的设定温度计算出蒸发温度的目标值,根据设定程序计算出蒸发温度的目标区间的上限Teh和蒸发温度的目标区间的下限Tel,并存储于控制器,可以知道,蒸发温度的目标值Tet会随着乘客的设定温度发生变化。蒸发温度的目标区间也可以是上次执行后存储于控制器6,控制器6直接从其自身获取。如果乘客未设定温度,蒸发温度的目标值Tet是一个远远大于自然数的值,控制器6获取该值后,能够判断出乘客舱无需降温。同样地,第一换热器的温度目标区间的范围包括第一换热器的温度目标值的偏差上限,即一个大于目标温度的数值,以及第一换热器的温度目标值的偏差下限,即一个小于温度目标值的数值。
请参阅图3,在蒸发器的热管理方法,控制器6获取第一控制信号,控制器6根据第一控制信号调整压缩机4。“调整压缩机4”包括控制器6调整压缩机4的状态,调整压缩机4的状态包括开启压缩机、关闭压缩机、增大压缩机转速或频率或排量和降低压缩机转速或频率或排量。实际应用时,控制器6可以采用比例-积分-微分控制模式对压缩机的转速或频率或排量进行控制,以比例模式简化说明控制器6对压缩机的控制:压缩机101的转速S=K*|Te-Tet|;其中,Tet为蒸发器的目标温度,设为10℃,Te为当前蒸发温度,设为15℃,K为模型系数,设为500,通过公式计算出压缩机101的转速S=2500转/分钟。控制器6检测到当前蒸发温度接近蒸发温度目标区间Tet的下限时,采取降低压缩机转速(控制原理同提高压缩机转速)的方式。
获取第一控制信号,根据第一控制信号判断蒸发器是否有压缩机需求;若第一控制信号为蒸发器有压缩机需求,根据当前蒸发温度与蒸发温度的目标区间的关系调整压缩机4的状态,相应设置第一控制信号;若第一控制信号为蒸发器无压缩机需求,根据当前蒸发温度与蒸发温度的目标区间的上限调整压缩机的状态,相应设置第一控制信号。当前蒸发温度表示蒸发器103的当前蒸发温度,当前蒸发温度可以通过在蒸发器103表面设置相应的温度传感器获得,或者通过蒸发器出口端或压缩机入口端的压力传感器获得。
当控制器6检测到第一控制信号为蒸发器无压缩机需求时,控制器6根据当前蒸发温度与蒸发温度的目标区间的上限调整压缩机4的状态,相应设置第一控制信号。控制器6发送指令截止蒸发器所在流路,若第二节流装置是截止阀和与截止阀串接的热力膨胀阀,或流量调节阀和与流量调节阀串接的热力膨胀阀,调整蒸发器入口端的流量指控制截止阀或流量调节阀的开启、关闭或开度调节。可以知道,第二节流装置也可以是电子膨胀阀,相应地,在蒸发器的出口设置温度压力传感器,控制器6采集及解析温度压力传感器的信号,再计算得出蒸发器的过热度,控制器6根据计算得出过热度相应调整电子膨胀阀的开度。具体地,如果控制器6判断出当前蒸发温度不大于蒸发温度目标区间的上限,若流量调节阀或截止阀101已关闭,则保持流量调节阀或截止阀101的关闭状态,若流量调节阀或截止阀101处于开启状态,则关闭流量调节阀或截止阀101。当前蒸发温度不大于蒸发温度目标区间的上限,说明当前蒸发温度满足要求,蒸发器无需压缩机为其工作,此时,压缩机有可能是开启状态,如果此时流量调节阀或截止阀101处于开启状态,部分制冷剂会经第二节流装置进入蒸发器103进行换热,相应减少流入双流道换热器203的第二流道的制冷剂,可能导致第一换热器组2的制冷能力不足,因此,蒸发器无压缩机需求时需关闭流量调节阀或截止阀。
当控制器6检测到第一控制信号为蒸发器有压缩机需求时,根据当前蒸发温度与蒸发温度的目标区间的关系调整压缩机的状态。具体地,当前蒸发温度大于蒸发温度的目标值时,增大压缩机转速或频率或排量;当前蒸发温度大于蒸发温度的目标值的下限时,降低压缩机转速或频率或排量;当前蒸发温度小于蒸发温度的目标区间的下限时,关闭压缩机并设置蒸发器无压缩机需求。更为具体地,如当前蒸发温度大于蒸发温度的目标值时,提高压缩机转速或频率或排量,增大蒸发器的制冷量,降低当前蒸发温度;当前蒸发温度不大于蒸发温度的目标值时,具体包括两种情况,第一种情况是当前蒸发温度在蒸发温度的目标区间的下限与蒸发温度的目标值之间,第二种情况是当前蒸发温度小于蒸发温度的目标区间的下限,具体地,当前蒸发温度小于蒸发温度的目标区间的下限时,则认为乘客舱无需蒸发器103制冷,关闭蒸发器103前的截止阀并设置蒸发器无压缩机需求;当前蒸发温度在蒸发温度的目标值和蒸发温度的目标区间的下限之间时,降低压缩机转速或频率或排量,减小进入蒸发器103的制冷剂。在其它实施例,当第一控制信号为蒸发器有压缩机需求时,也可以根据蒸发器的过热度控制电子膨胀阀的开度,具体地,若蒸发器的过热度大于或等于蒸发器的过热度的设定值,控制器向电子膨胀阀发送增大电子膨胀阀开度的信号,电子膨胀阀接收相应信号后,调整电子膨胀阀的阀针,增大电子膨胀阀的开度,增大进入蒸发器的制冷剂,降低当前蒸发温度;若蒸发器的过热度小于蒸发器的过热度的设定值,控制器向电子膨胀阀发送减小电子膨胀阀开度的信号,电子膨胀阀接收相应信号后,调整电子膨胀阀的阀针,减少电子膨胀阀的开度,减小进入蒸发器的制冷剂。当前蒸发温度大于蒸发温度目标区间的上限时,说明当前蒸发温度较高,相应地乘客舱的温度也较高,不能满足乘客舒适度要求,控制器6开启压缩机4,蒸发器组开始换热,降低当前蒸发温度,以降乘客舱的温度,并相应设置第一控制信号为蒸发器有压缩机需求;控制器6开启压缩机4之前,还可以设置蒸发器103入口端处于打开状态,如使流量调节阀或截止阀101开启或保持开启状态,更为具体地,控制器6首先获取第二节流装置的状态,检测蒸发器103入口端的流量调节阀或截止阀101是否已开启,如果截止阀101处于关闭状态,控制器6打开截止阀101,如果截止阀101处于开启状态,则保持截止阀101的开启状态;其次,控制器6检测压缩机4是否开启,如果压缩机4处于关闭状态,则控制器6开启压缩机4,如果压缩机4已经开启,则压缩机4以现有转速或频率或排量保持运行,同时将第一控制信号设置为蒸发器有压缩机需求。在开启压缩机之前保持截止阀101开启,或电子膨胀阀开启,目的是为了防止损坏压缩机4,在确保双流道换热器203的第一流道入口端的第一节流装置204开启的情况下,也可以在开启压缩机4之后再打开流量调节阀或截止阀101。
在蒸发器的热管理方法,控制器6根据第一控制信号、当前蒸发温度和蒸发温度的目标区间的关系调整压缩机4的状态及蒸发器所在流路的流量,如蒸发器入口端的流量,并产生相应的第一控制信号,无需考虑第一换热器的热管理需求,以满足蒸发器的需求为主。
请参阅图4,控制器6执行蒸发器的热管理后,进入第一换热器的热管理。第一换热器的热管理方法包括,获取第一控制信号,根据第一控制信号判断蒸发器是否有压缩机需求,若第一控制信号为蒸发器有压缩机需求,根据第一换热器的当前温度控制第一换热器组2,若第一控制信号为蒸发器无压缩机需求,执行第一换热器的第一子流程,具体请参阅图5。具体地,执行蒸发器的热管理后,控制器6获取蒸发器热管理后的第一控制信号,若第一控制信号为蒸发器有压缩机需求,获取第一换热器的当前温度,比较第一换热器的当前温度与第一换热器的温度目标区间,根据第一换热器201的当前温度控制第一换热器组2。其中,执行蒸发器的热管理后的第一控制信号存储于与控制器连接存储器,在执行第一换热器的热管理时,可以从与控制器连接的存储器读取;第一换热器201的当前温度可以通过设置于第一换热器201入口端的温度传感器301获得,或者通过设置于第一换热器201出口端的温度传感器303获得,第一换热器201的当前温度也可以是第一换热器入口端的温度和第一换热器出口端的温度的均值,或者由第一换热器入口端的温度和/或第一换热器出口端的温度通过其它计算方法获得。
获取第一控制信号之前,控制器6还可以获取第一换热器201的温度目标区间,第一换热器201的温度目标区间根据电池冷却的需求设定,一般由电池厂家提供或者由大量的实验得出,存储于控制器6的存储器。控制器6还可以开启第一换热器组2的泵202,并根据第一换热器201进出口的温度差值相应调整泵202的转速或频率或排量,具体地,控制器6检测第一换热器组2的泵202是否开启,如果泵202处于运行状态,则保持泵202以现有转速或频率或排量运行,若泵202处于关闭状态,打开泵202,以某初始转速或频率或排量运行。控制器6还可调整泵202的转速或频率或排量,具体地,控制器6根据第一换热器201入口端的当前温度与第一换热器出口端当前温度的差值与该差值的设定值的关系调整泵转速或频率或排量,更为具体地,若第一换热器201的出口端和入口端的当前温度差值大于该温差的设定值,则提高泵202的转速或频率或排量,提高换热效率,若第一换热器201的出口端和入口端的当前温度差值小于或等于该温差的设定值,降低泵202的转速或频率或排量,降低换热效率。在双流道换热器工作之前开启泵,带动换热介质流动,不仅能够检测泵是否能够正常工作,还能够降低第一换热器的温度。
控制器6获取第一控制信号,第一控制信号根据蒸发器的热管理的执行结果产生,或者蒸发器的热管理执行后,第一控制信号没有发生改变,仍是初始化后的值或者是上次蒸发器热管理执行后的值,或者说本次蒸发器的热管理执行后没有改变第一控制信号。如果第一控制信号为蒸发器无压缩机需求,则压缩机4的控制权转移到第一换热器201,或者说压缩机4以满足第一换热器201的需求为目标;如果第一控制信号为蒸发器有压缩机需求,则说明压缩机4已经开启,控制器6通过调节第一节流装置204的开度和/或泵202对第一换热器进行热管理。具体地,在蒸发器有压缩机需求时,控制器获取第一换热器的当前温度,比较第一换热器的当前温度与第一换热器的温度目标值的关系,若第一换热器201的当前温度大于第一换热器的温度目标值,增大双流道换热器203的入口端的第一节流装置204的开度,以增大进入双流道换热器203所在流路的制冷剂的流量,传递给双流道换热器203的第二流道的换热介质更多的冷量,降低第一换热器201的当前温度。若第一换热器201的当前温度小于或等于第一换热器201的温度目标值,减小第一节流装置204的开度,以减少进入双流道换热器203所在流道的制冷剂的量。另外,在第一换热器的当前温度大于第一换热器的温度目标值时,还需判断双流道换热器203的过热度与其过热度设定值的关系,具体地,获取双流道换热器的当前过热度并与双流道换热器的过热度的设定值比较,若双流道换热器203的当前过热度大于双流道换热器203的过热度的设定值,增大双流道换热器所在流路的流量,如增大第一节流装置204的开度,若双流道换热器203的当前过热度小于或等于双流道换热器203的过热度的设定值,减小双流道换热器所在流路的流量,如减小第一节流装置204的开度。其中,控制器6根据压缩机4入口端的压力传感器304的采集信号计算得出双流道换热器203的过热度。可以知道,在蒸发器有压缩机需求时,第一换热器201的当前温度通过调节双流道换热器所在流路的流量实现,如调节双流道换热器入口端的调节阀实现,但是双流道换热器203的过热度小于其过热度设定值时,为了防止压缩机4受液击的损害,选择减小双流道换热器所在流路的流量。在其它实施例,和/或根据第一换热器进出口的当前温度的差值与相应差值的设定值的关系,增大或降低泵的转速或频率或排量,增加或降低换热效率,相应改变第一换热器的当前温度。
请参阅图5,在第一控制信号为蒸发器无压缩机需求时,获取第二控制信号,根据第二控制信号控制第一换热器组2及压缩机4,其中,蒸发器无压缩机需求指当前蒸发温度满足乘客的舒适度要求,蒸发器无需压缩机运行以降低当前蒸发温度,因而第一控制信号为蒸发器无压缩机需求;第二控制信号由初始化产生或者由上次第一换热器的热管理执行结果产生。具体地,若第二控制信号为第一换热器无压缩机需求,控制器6根据第一换热器201的当前温度与第一换热器的温度目标区间的上限的关系调整压缩机4的状态及双流道换热器入口端的制冷剂流量。控制器6获取第二控制信号,若第二控制信号为第一换热器有压缩机需求,控制器6根据第一换热器201的当前温度与第一换热器201的温度目标区间的关系调整压缩机的状态。具体地,控制器6获取第一换热器的当前温度,比较第一换热器201的当前温度与第一换热器201的温度目标值的关系,若第一换热器201的当前温度大于第一换热器201的温度目标值,增大压缩机4的转速或频率或排量,以加快制冷剂的流速,增大制冷量,增大换热能力,降低第一换热器的当前温度;若第一换热器201的当前温度不大于其的温度目标值,包括第一种情况和第二种情况,其中,第一种情况指第一换热器的当前温度小于第一换热器的温度目标区间的下限,则控制器6关闭压缩机4,并设置第二控制信号为第一换热器无压缩机需求,并保持第一节流装置204以某个开度开启;第二种情况,第一换热器201的当前温度在第一换热器的温度目标值和第一换热器的温度目标区间的下限之间,控制器6降低压缩机4的转速或频率或排量。另外,也可以根据第一换热器的当前温度与相应温度目标区间的关系,调整进入双流道换热器所在流路的流量。具体地,若第一换热器的当前温度大于相应温度目标值,增大进入双流道换热器所在流路的流量,如增大第一节流装置204的开度,若第一换热器的当前温度小于相应温度目标值,降低进入双流道换热器所在流路的流量,如降低第一节流装置204的开度。具体地,若第一换热器201的当前温度大于第一换热器201的温度目标区间的上限时,说明第一换热器201需要冷量降低第一换热器的温度,控制器6设置第一换热器有压缩机4需求,若压缩机4未开启时,控制器6以某转速或频率或排量开启压缩机4,若压缩机4已经开启,则保持压缩机4以原有转速或频率或排量运行;若第一换热器201的当前温度小于或等于第一换热器201的目标温度的上限,则控制器6检测压缩机4的状态,若压缩机4处于开启状态,则关闭压缩机4,若压缩机4处于关闭状态,则保持压缩机4关闭,并保持蒸发器入口端处于开启状态,如保持第一节流装置204以一定开度开启,保持第一节流装置204开启是为了防止压缩机4启动时,无法形成制冷剂回路,损坏压缩机。可以知道,也可以采用以下方式控制第一换热器的当前温度,控制器6获取第一换热器和出口端的当前温度,并根据第一换热器出口和入口的当前温度的差值及差值的设定值得关系,调整泵202的转速或频率或排量,增大或降低换热效率,相应改变第一换热器的当前温度。
若第二控制信号为第一换热器有压缩机需求,和/或控制器6还可以根据双流道换热器203的过热度调整第一节流装置204的状态,同样可以实现第一换热器的热管理。具体地,若双流道换热器203的过热度大于其过热度的设定值,增大第一节流装置204的开度以增大进入双流道换热器的流量,若双流道换热器的过热度小于或等于其过热度的设定值,减小第一节流装置204的开度以减小进入双流道换热器的流量。相比于调整压缩机的状态,更加节能。
与现有技术相比,本发明通过判断蒸发器是否有压缩机需求及第一换热器是否有蒸发器需求,在第一换热器的热管理,判断蒸发器是否有压缩机需求,在蒸发器无压缩机需求时,根据第一换热器是否有蒸发器需求实现第一换热器组的热管理,在蒸发器有压缩机需求时,根据第一换热器的温度实现第一换热器组的热管理,有利于分配压缩机资源。
需要说明的是:以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案,尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明,但是,本领域的普通技术人员应当理解,所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换,而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进,均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (12)

1.一种热管理系统的控制方法,所述热管理系统至少包括压缩机、蒸发器组和第一换热器组,所述蒸发器组包括蒸发器,所述第一换热器组包括双流道换热器和第一换热器;
热管理系统的控制方法包括:根据所述蒸发器是否有压缩机需求、当前蒸发温度与蒸发温度的目标区间的关系控制所述压缩机;
若所述蒸发器有压缩机需求,根据所述第一换热器的当前温度与所述第一换热器的温度目标区间的比较结果控制所述第一换热器组;若所述蒸发器无压缩机需求,根据所述第一换热器是否有压缩机需求控制所述压缩机。
2.根据权利要求1所述的热管理系统的控制方法,其特征在于,所述第一换热器的温度目标区间包括第一换热器的温度目标值,其中的步骤“若所述蒸发器有压缩机需求,根据所述第一换热器的当前温度与所述第一换热器的温度目标区间的比较结果控制所述第一换热器组”包括:
所述蒸发器有压缩机需求,比较所述第一换热器的当前温度与所述第一换热器的温度目标值,若所述第一换热器的当前温度大于所述第一换热器的温度目标值,控制增大所述双流道换热器的制冷剂流量;若所述第一换热器的当前温度小于所述第一换热器的温度目标值,控制减小所述双流道换热器的制冷剂流量。
3.根据权利要求1或2所述的热管理系统的控制方法,其特征在于,所述第一换热器的温度目标区间包括第一换热器的温度目标值、第一换热器的温度目标区间的上限、第一换热器的温度目标区间的下限,其中的步骤“若所述蒸发器无压缩机需求,根据所述第一换热器是否有压缩机需求控制所述压缩机”包括:若所述第一换热器有压缩机需求,根据所述第一换热器的当前温度与所述第一换热器的温度目标区间的关系,调整压缩机的状态;
若所述第一换热器无压缩机需求,关闭所述压缩机。
4.根据权利要求3所述的热管理系统的控制方法,其特征在于,所述调整压缩机的状态包括开启压缩机、关闭压缩机、增大压缩机转速或频率或排量和降低压缩机转速或频率或排量,其中的步骤“根据所述第一换热器的当前温度与所述第一换热器的温度目标区间的关系,调整所述压缩机的状态”包括:若所述第一换热器的当前温度大于所述第一换热器的温度目标值且小于所述第一换热器的温度目标区间的上限,控制增大所述压缩机的转速或频率或排量;若所述第一换热器的当前温度小于所述第一换热器的温度目标区间的下限,关闭所述压缩机;若所述第一换热器的当前温度在所述第一换热器的温度目标区间的下限与所述第一换热器的目标温度值之间,控制降低所述压缩机的转速或频率或排量;若所述第一换热器的当前温度大于所述第一换热器的温度目标区间的上限,开启所述压缩机。
5.根据权利要求3或4所述的热管理系统的控制方法,其特征在于,关闭所述压缩机时,还包括判断所述双流道换热器所在的制冷剂流路的状态,若所述双流道换热器所在的制冷剂流路截止,打开所述双流道换热器所在的制冷剂流路,若所述双流道换热器所在的制冷剂流路开启,保持所述双流道换热器所在的制冷剂流路处于开启状态。
6.根据权利要求或2或3或4所述的热管理系统的控制方法,其特征在于,所述第一换热器的当前温度大于所述第一换热器的温度目标值或所述第一换热器有压缩机需求,
所述热管理系统的控制方法包括:获取所述双流道换热器的当前过热度,并与所述双流道换热器的过热度的设定值比较,若所述双流道换热器的当前过热度大于或等于所述双流道换热器的过热度的设定值,控制增大所述双流道换热器所在的制冷剂流路的制冷剂流量,若所述双流道换热器的当前过热度小于所述双流道换热器的过热度的设定值,控制减小所述双流道换热器所在的制冷剂流路的制冷剂流量。
7.根据权利要求5或6所述的热管理系统的控制方法,其特征在于还包括以下步骤:
获取所述第一换热器组的泵的状态,控制所述泵处于开启状态;
和/或所述第一换热器的入口端和出口端的当前温度差大于相应温度差的设定值,增大所述泵的转速或频率或排量,所述第一换热器的入口端和出口端的当前温度差小于或等于相应温度差的设定值,降低所述泵的转速或频率或排量。
8.根据权利要求1-7任一所述的热管理系统的控制方法,其特征在于,所述蒸发温度的目标区间包括蒸发温度的目标值、蒸发温度的目标区间的上限和蒸发温度的目标区间的下限,其中的步骤“根据所述蒸发器是否有压缩机需求、当前蒸发温度与蒸发温度的目标区间的关系控制所述压缩机”包括,若所述蒸发器有压缩机需求,根据当前蒸发温度与蒸发温度的目标区间的关系控制所述压缩机;若所述蒸发器无压缩机需求,截止所述蒸发器所在流路。
9.根据权利要求8所述的热管理系统的控制方法,其特征在于,其中的步骤“若所述蒸发器有压缩机需求,根据当前蒸发温度与蒸发温度的目标区间的关系控制所述压缩机”包括:
若当前蒸发温度大于所述蒸发温度的目标值且小于所述蒸发温度的目标区间的上限,增大所述压缩机的转速或频率或排量,若当前蒸发温度大于所述蒸发温度的目标区间的下限且小于所述蒸发温度的目标值,降低所述压缩机的转速或频率或排量,若当前蒸发温度小于所述蒸发温度的目标区间的下限时,截止所述蒸发器所在流路的流量;若当前蒸发温度大于所述蒸发温度的目标区间的上限时,开启所述压缩机。
10.根据权利要求8所述的热管理系统的控制方法,其特征在于,若所述蒸发器有压缩机需求,所述热管理系统的控制方法还包括:
获取所述蒸发器的过热度,若所述蒸发器的过热度大于或等于所述蒸发器的过热度的设定值,增大所述蒸发器所在流路的流量,若所述蒸发器的过热度小于所述蒸发器的过热度的设定值,减小所述蒸发器所在流路的流量。
11.根据权利要求9所述的热管理系统的控制方法,其特征在于,开启所述压缩机之前,还包括获取所述蒸发器所在流路的状态,若所述蒸发器所在流路处于打开状态,保持所述蒸发器所在流路的打开状态,若所述蒸发器所在流路处于截止状态,打开所述蒸发器所在流路。
12.根据权利要求1-11任一所述的热管理系统的控制方法,其特征在于,所述热管理系统的控制方法还包括热管理系统初始化,所述热管理系统初始化至少包括设置所述蒸发器无压缩机需求和/或设置所述第一换热器无压缩机需求。
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