CN108859653A - 一种电动汽车空调控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车空调控制方法，包括：实时获取车内温度；在空调刚启动时，判断车内温度与空调设定温度的差值是否超过第一预设温差；若车内温度与空调设定温度的差值超过第一预设温差，则同时运行热泵制热和PTC制热；随着车内温度与空调设定温度的差值的减小，降低PTC制热功率；并且在车内温度与空调设定温度的差值达到第二预设温差时，停止运行PTC制热；所述第二预设温差小于所述第一预设温差。本发明还公开了一种电动汽车空调控制系统。本发明能够满足快速升温需求和整车制热需求，降低电量使用，提升了能效比，具有明显的节能效果。

Description

一种电动汽车空调控制方法及系统
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车空调控制方法及系统。
背景技术
汽车空调系统是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气等功能的装置，它为驾乘人员提供舒适的环境，并能降低驾驶员的疲劳强度。电动汽车空调运行的能量来源是车辆动力电池，高能效比的空调可显著降低电量使用，提升整车续航能力。目前电动汽车空调冬季取暖一般采取热泵PTC空调，热泵和PTC(正温度系数)电热采暖分段独立运行，即热泵制热和PTC制热以某一温度t为分界线，环境温度≥t时，热泵开启，PTC不工作；温度＜t时，热泵不开启，PTC工作。这种控制系统存在以下问题：
1、PTC和热泵不能同时工作，不能满足快速升温的需求；
2、PTC电加热适用范围广，但其综合能效比低。热泵在t温度以下区间制热量虽然衰减，不能满足整车制热需求，但能效比高，仅使用PTC加热时，能效比低，在取得相同制热量需要消耗更多的电量；
3、热泵空调在低温下制热能力显著下降，压缩机易损坏，不能提供满足整车热量需求。
因此，有必要对现有技术做进一步改进。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电动汽车空调控制方法，具体技术方案如下所述：
一种电动汽车空调控制方法，包括：
实时获取车内温度；
在空调刚启动时，判断车内温度与空调设定温度的差值是否超过第一预设温差；
若车内温度与空调设定温度的差值超过第一预设温差，则同时运行热泵制热和PTC制热；
随着车内温度与空调设定温度的差值的减小，降低PTC制热功率；并且在车内温度与空调设定温度的差值达到第二预设温差时，停止运行PTC制热；所述第二预设温差小于所述第一预设温差。
进一步地，在车内温度与空调设定温度的差值达到第二预设温差之后，还包括：
实时获取车外温度；
判断车外温度是否低于第一预设温度值；
若车外温度低于第一预设温度值，则判断车外温度是否低于第二预设温度值；所述第二预设温度值小于所述第一预设温度值；
若车外温度不低于第二预设温度值，则同时运行热泵制热和PTC制热；随着车内温度与车外温度的差值变化，调整PTC制热功率。
进一步地，判断车外温度是否低于第二预设温度值之后，还包括：
若车外温度低于第二预设温度值，则运行PTC制热，停止运行热泵制热。
进一步地，判断车内温度与空调设定温度的差值是否超过第一预设温差之前，还包括：
实时获取车外温度；
判断车外温度是否低于第二预设温度值；
若车外温度低于第二预设温度值，则运行PTC制热，不运行热泵制热；
若车外温度不低于第二预设温度值，则执行所述判断车内温度与空调设定温度的差值是否超过第一预设温差。
进一步地，PTC根据制热功率分为若干个档位。
本发明还提供了一种电动汽车空调控制系统，具体技术方案如下所述：
一种电动汽车空调控制系统，包括：
车内温度获取模块，用于实时获取车内温度；
第一判断模块，用于在空调刚启动时，判断车内温度与空调设定温度的差值是否超过第一预设温差；
第一运行模块，用于在车内温度与空调设定温度的差值超过第一预设温差时，同时运行热泵制热和PTC制热；
第一调节模块，用于随着车内温度与空调设定温度的差值的减小，降低PTC制热功率；并且在车内温度与空调设定温度的差值达到第二预设温差时，停止运行PTC制热；所述第二预设温差小于所述第一预设温差。
进一步地，还包括：
第一车外温度获取模块，用于在车内温度与空调设定温度的差值达到第二预设温差之后，实时获取车外温度；
第二判断模块，用于判断车外温度是否低于第一预设温度值；
第三判断模块，用于在车外温度低于第一预设温度值时，判断车外温度是否低于第二预设温度值；所述第二预设温度值小于所述第一预设温度值；
第二运行模块，用于在车外温度不低于第二预设温度值时，同时运行热泵制热和PTC制热；
第二调节模块，用于随着车内温度与车外温度的差值变化，调整PTC制热功率。
进一步地，还包括：
第三运行模块，用于在车外温度低于第二预设温度值时，运行PTC制热，停止运行热泵制热。
进一步地，还包括：
第二车外温度获取模块，用于在判断车内温度与空调设定温度的差值是否超过第一预设温差之前，实时获取车外温度；
第四判断模块，用于判断车外温度是否低于第二预设温度值；
第四运行模块，用于若车外温度低于第二预设温度值，则运行PTC制热，不运行热泵制热；
触发模块，用于在车外温度不低于第二预设温度值时，触发所述第一判断模块。
进一步地，PTC根据制热功率分为若干个档位。
与现有技术相比，本发明的实施能够带来如下有益效果：
本发明提供的电动汽车空调控制系统包括热泵和PTC，与现有技术相比，本发明的优点在于空调系统的热泵与PTC既能一起运行，又能分段单独控制，既能够快速升温，满足整车制热需求，又能够降低电量使用，提升了能效比，具有明显的节能效果。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明实施例提供的一种电动汽车空调控制系统的系统控制示意图；
图2是本发明实施例提供的一种电动汽车空调控制方法的流程图；
图3是本发明实施例提供的一种电动汽车空调控制方法的流程图；
图4是本发明实施例提供的一种电动汽车空调控制方法的流程图；
图5是本发明实施例提供的一种电动汽车空调控制系统的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
图1是本发明实施例提供的一种电动汽车空调控制系统的系统控制示意图，请参照图1，本发明提供的电动汽车空调控制系统包括热泵与PTC，热泵与PTC既能一起运行，又能分段单独控制。在环境温度区间[t1，t]内，温度由第一预设温度值t逐渐降低到高于第二预设温度值t1时，热泵制热性能与PTC制热性能的对比如下：
热泵的制热量逐渐衰减，不能满足整车制热需求；
热泵的制热能效比也随温度的下降逐渐下降的，但热泵的制热能效比始终大于PTC的制热能效比，在取得相同制热量热泵消耗的电量比PTC更少。
基于热泵与PTC不同的制热性能，本发明提供的空调系统是按照如下控制策略解决现有技术中存在的技术问题：
1、在空调刚启动时期，若车内温度较低，在热泵制热运行的同时，系统控制PTC制热介入运行，增大制热能力，满足客户的快速升温需求。在车内温度上升至某一点时候，PTC制热退出。
2、在某一温度区间，空调热泵制热量衰减较多，不满足整车制热需求，空调运行PTC制热。由于热泵制热的能效比(COP)高于PTC制热的能效比，即取得相同制热量情况下，热泵制热消耗的能效更少。在PTC制热运行中，热泵制热同步启动，系统随着车内外温度的变化，调整PTC的制热功率，以适应整车的制热需求。
3、在极端低温下，为保护压缩机，系统停止运行热泵制热，采取PTC制热，以满足整车的制热需求。
实施例1
本发明提供了一种电动汽车空调控制方法，下面将结合附图对本实施例进行详细说明。图2是本发明实施例提供的一种电动汽车空调控制方法的流程图。为简化起见，仅示出了与文中所述的主题相关的那些步骤，总体的电动汽车空调控制方法可具有许多其他步骤。请参照图2，在本实施例的一种实施方式中，电动汽车空调控制方法包括如下步骤：
S101：实时获取车内温度；
具体地，通过车内温度传感器检测车内温度，车内温度传感器设置在车内。
S102：在空调刚启动时，判断车内温度与空调设定温度的差值是否超过第一预设温差；
S103：若车内温度与空调设定温度的差值超过第一预设温差，则同时运行热泵制热和PTC制热；
若车内温度与空调设定温度的差值超过第一预设温差，则在热泵制热运行的同时，系统自动控制PTC制热介入，增大制热能力，满足客户的快速升温需求。
S104：随着车内温度与空调设定温度的差值的减小，降低PTC制热功率；并且在车内温度与空调设定温度的差值达到第二预设温差时，停止运行PTC制热；所述第二预设温差小于所述第一预设温差。
具体地，PTC根据制热功率分为若干个档位，制热量由控制系统自动调整；随着差值越小，PTC制热量会越来越小，当差值达到某一点时候，PTC制热完全退出。请继续参照图1，在本实施例的一种实施方式中，PTC根据制热功率由大到小依次分为三个档位，分别对应PTC最大制热量、PTC中值制热量和PTC最小制热量。可以理解的是，为使控制更加精细化，还可以根据制热功率将PTC分为更多档位的制热量，例如，四个档位、五个档位等；为简化控制，也可以根据制热功率的大小将PTC分两个档位。
图3是本发明实施例提供的一种电动汽车空调控制方法的流程图，请参照图3，在本实施例的一种实施方式中，电动汽车空调控制方法包括如下步骤：
S201：实时获取车内温度和车外温度；
具体地，通过车内温度传感器检测车内温度，车内温度传感器设置在车内；通过车外温度传感器检测车外温度，车外温度传感器设置在车外。
S202：在空调刚启动时，判断车外温度是否低于第二预设温度值；
S203：若车外温度低于第二预设温度值，则运行PTC制热，不运行热泵制热；
S204：若车外温度不低于第二预设温度值，则判断车内温度与空调设定温度的差值是否超过第一预设温差；
S205：若车内温度与空调设定温度的差值超过第一预设温差，则同时运行热泵制热和PTC制热；
S206：随着车内温度与空调设定温度的差值的减小，降低PTC制热功率；并且在车内温度与空调设定温度的差值达到第二预设温差时，停止运行PTC制热；所述第二预设温差小于所述第一预设温差.
具体地，PTC根据制热功率分为若干个档位。
图4是本发明实施例提供的一种电动汽车空调控制方法的流程图，请参照图4，在本实施例的一种实施方式中，电动汽车空调控制方法包括如下步骤：
S301：实时获取车内温度和车外温度；
具体地，通过车内温度传感器检测车内温度，车内温度传感器设置在车内；通过车外温度传感器检测车外温度，车外温度传感器设置在车外。
S302：在空调刚启动时，判断车外温度是否低于第二预设温度值；
S303：若车外温度低于第二预设温度值，则运行PTC制热，不运行热泵制热；
S304：若车外温度不低于第二预设温度值，则判断车内温度与空调设定温度的差值是否超过第一预设温差；
S305：若车内温度与空调设定温度的差值超过第一预设温差，则同时运行热泵制热和PTC制热；
S306：随着车内温度与空调设定温度的差值的减小，降低PTC制热功率；并且在车内温度与空调设定温度的差值达到第二预设温差时，停止运行PTC制热；所述第二预设温差小于所述第一预设温差；
S307：判断车外温度是否低于第一预设温度值；
S308：若车外温度低于第一预设温度值，则判断车外温度是否低于第二预设温度值；所述第二预设温度值小于所述第一预设温度值；
S309：若车外温度不低于第二预设温度值，则同时运行热泵制热和PTC制热；随着车内温度与车外温度的差值变化，调整PTC制热功率。
S310：若车外温度低于第二预设温度值，则运行PTC制热，停止运行热泵制热。
空调热泵制热量随着环境温度的降低而降低，在第二预设温度值t1至第一预设温度值t的环境温度区间[t1，t]，空调热泵制热量已不满足整车制热需求，空调启动PTC制热。由于热泵制热的能效比(COP)在正常运行期间均高于PTC制热的能效比，即取得相同制热量情况下，热泵制热消耗的能效更少。
实施本发明具有以下有益效果：
本发明提供的电动汽车空调控制系统包括热泵和PTC，与现有技术相比，本发明的优点在于空调系统的热泵与PTC既能一起运行，又能分段单独控制，既能够快速升温，满足整车制热需求，又能够降低电量使用，提升了能效比，具有明显的节能效果，有利于提高电动汽车的续航里程。
实施例2
图5是本发明实施例提供的一种电动汽车空调控制系统的结构框图，请参照图5，本实施例提供的电动汽车空调控制系统，包括如下模块：
车内温度获取模块401，用于实时获取车内温度；
第一判断模块402，用于在空调刚启动时，判断车内温度与空调设定温度的差值是否超过第一预设温差；
第一运行模块403，用于在车内温度与空调设定温度的差值超过第一预设温差时，同时运行热泵制热和PTC制热；
第一调节模块404，用于随着车内温度与空调设定温度的差值的减小，降低PTC制热功率；并且在车内温度与空调设定温度的差值达到第二预设温差时，停止运行PTC制热；所述第二预设温差小于所述第一预设温差。
具体地，还包括：
第一车外温度获取模块，用于在车内温度与空调设定温度的差值达到第二预设温差之后，实时获取车外温度；
第二判断模块，用于判断车外温度是否低于第一预设温度值；
第三判断模块，用于在车外温度低于第一预设温度值时，判断车外温度是否低于第二预设温度值；所述第二预设温度值小于所述第一预设温度值；
第二运行模块，用于在车外温度不低于第二预设温度值时，同时运行热泵制热和PTC制热；
第二调节模块，用于随着车内温度与车外温度的差值变化，调整PTC制热功率。
具体地，还包括：
第三运行模块，用于在车外温度低于第二预设温度值时，运行PTC制热，停止运行热泵制热。
具体地，还包括：
第二车外温度获取模块，用于在判断车内温度与空调设定温度的差值是否超过第一预设温差之前，实时获取车外温度；
第四判断模块，用于判断车外温度是否低于第二预设温度值；
第四运行模块，用于若车外温度低于第二预设温度值，则运行PTC制热，不运行热泵制热；
触发模块，用于在车外温度不低于第二预设温度值时，触发所述第一判断模块402。
具体地，PTC根据制热功率分为若干个档位。
与现有技术相比，本发明的实施能够带来如下有益效果：
本发明提供的电动汽车空调控制系统包括热泵和PTC，与现有技术相比，本发明的优点在于空调系统的热泵与PTC既能一起运行，又能分段单独控制，既能够快速升温，满足整车制热需求，又能够降低电量使用，提升了能效比，具有明显的节能效果，有利于提高电动汽车的续航里程。
本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。
本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。
本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。
在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM，ROM，EEPROM，CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电脑、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车空调控制方法，其特征在于，包括：
实时获取车内温度；
在空调刚启动时，判断车内温度与空调设定温度的差值是否超过第一预设温差；
若车内温度与空调设定温度的差值超过第一预设温差，则同时运行热泵制热和PTC制热；
随着车内温度与空调设定温度的差值的减小，降低PTC制热功率；并且在车内温度与空调设定温度的差值达到第二预设温差时，停止运行PTC制热；所述第二预设温差小于所述第一预设温差。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在车内温度与空调设定温度的差值达到第二预设温差之后，还包括：
实时获取车外温度；
判断车外温度是否低于第一预设温度值；
若车外温度低于第一预设温度值，则判断车外温度是否低于第二预设温度值；所述第二预设温度值小于所述第一预设温度值；
若车外温度不低于第二预设温度值，则同时运行热泵制热和PTC制热；随着车内温度与车外温度的差值变化，调整PTC制热功率。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，判断车外温度是否低于第二预设温度值之后，还包括：
若车外温度低于第二预设温度值，则运行PTC制热，停止运行热泵制热。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，判断车内温度与空调设定温度的差值是否超过第一预设温差之前，还包括：
实时获取车外温度；
判断车外温度是否低于第二预设温度值；
若车外温度低于第二预设温度值，则运行PTC制热，不运行热泵制热；
若车外温度不低于第二预设温度值，则执行所述判断车内温度与空调设定温度的差值是否超过第一预设温差。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，PTC根据制热功率分为若干个档位。
6.一种电动汽车空调控制系统，其特征在于，包括：
车内温度获取模块，用于实时获取车内温度；
第一判断模块，用于在空调刚启动时，判断车内温度与空调设定温度的差值是否超过第一预设温差；
第一运行模块，用于在车内温度与空调设定温度的差值超过第一预设温差时，同时运行热泵制热和PTC制热；
第一调节模块，用于随着车内温度与空调设定温度的差值的减小，降低PTC制热功率；并且在车内温度与空调设定温度的差值达到第二预设温差时，停止运行PTC制热；所述第二预设温差小于所述第一预设温差。
7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，还包括：
第一车外温度获取模块，用于在车内温度与空调设定温度的差值达到第二预设温差之后，实时获取车外温度；
第二判断模块，用于判断车外温度是否低于第一预设温度值；
第三判断模块，用于在车外温度低于第一预设温度值时，判断车外温度是否低于第二预设温度值；所述第二预设温度值小于所述第一预设温度值；
第二运行模块，用于在车外温度不低于第二预设温度值时，同时运行热泵制热和PTC制热；
第二调节模块，用于随着车内温度与车外温度的差值变化，调整PTC制热功率。
8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，还包括：
第三运行模块，用于在车外温度低于第二预设温度值时，运行PTC制热，停止运行热泵制热。
9.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，还包括：
第二车外温度获取模块，用于在判断车内温度与空调设定温度的差值是否超过第一预设温差之前，实时获取车外温度；
第四判断模块，用于判断车外温度是否低于第二预设温度值；
第四运行模块，用于若车外温度低于第二预设温度值，则运行PTC制热，不运行热泵制热；
触发模块，用于在车外温度不低于第二预设温度值时，触发所述第一判断模块。
10.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，PTC根据制热功率分为若干个档位。
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