CN109664727A - 一种电动汽车分区空调控制系统及控制方法 - Google Patents

一种电动汽车分区空调控制系统及控制方法 Download PDF

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赵红霞
蔡皓
冯相友
尹浩杰
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
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Abstract

本公开提供了一种电动汽车分区空调控制系统及方法，包括电控单元、若干红外传感器、制冷系统和送风系统，其中所述红外传感器设置于车内不同区域，用于检测相应区域是否有人乘坐，并将检测信号发送给电控单元；所述电控单元用于根据检测信号判断所需制冷分区数量，并根据所需制冷分区数量控制制冷系统的制冷剂流量以及送风系统的风量。本公开将车内空调进行分区布置与控制，使得控制系统可以根据制冷分区的数量来控制变频压缩机和变频风机的功率，从而实现制冷功率与实际制冷负荷的自动匹配，避免不必要的浪费，减低制冷功耗。

Description

一种电动汽车分区空调控制系统及控制方法
技术领域
本公开涉及车用空调技术领域，尤其涉及一种电动汽车分区空调控制系统及控制方法。
背景技术
电动汽车作为一种新能源汽车，已成为汽车工业的主流发展方向之一。与燃油汽车不同，电动汽车以蓄电池组为驱动动力来源，以电机驱动车轮行驶，但蓄电池能量有限，因此如何提高电池的能效比，提升电池续航能力是电动汽车研发的重点，而作为电动汽车的必要设备—空调系统，其动力来源也是蓄电池，就发明人所知，空调的动力消耗不仅会大幅降低电动汽车的里程数，而且会缩短电池的使用寿命，因此，目前迫切需要对电动汽车的空调系统的设计及控制方式进行改进，以提高蓄电池的使用能效。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种电动汽车分区空调控制系统及控制方法，该系统将车内空调分区布置，通过红外传感器检测人员乘坐信息，进而根据实际所需制冷负荷进行制冷功率控制，减低了制冷功耗，避免了不必要的浪费。
为了实现上述目的，本公开的技术方案如下：
一种电动汽车分区空调控制系统，包括电控单元、若干红外传感器、制冷系统和送风系统，其中
所述红外传感器设置于车内不同区域，用于检测相应区域是否有人乘坐，并将检测信号发送给电控单元；
所述电控单元用于根据检测信号判断所需制冷分区数量，并根据所需制冷分区数量进行制冷功率与实际所需制冷负荷的匹配控制；
所述制冷系统与电控单元相连，用于根据电控单元命令控制变频压缩机功率，以控制制冷剂流量；
所述送风系统与电控单元相连，用于根据电控单元命令控制变频风机功率，以控制车内风量。
进一步的，所述车内不同区域分别设有相应的空调风口，所述空调风口通过电磁阀进行控制，所述电磁阀与电控单元相连。
进一步的，所述制冷系统包括循环连接的变频压缩机、冷凝器、回热器第一管道、膨胀阀、蒸发器、过滤器、储液器和回热器第二管道，其中所述变频压缩机还与电控单元相连，所述蒸发器与车内不同区域的空调风口相连，所述回热器第一管道与回热器第二管道之间具有热量交换。
进一步的，所述膨胀阀可替换为毛细管。
进一步的，所述制冷剂为二氧化碳。
进一步的，所述变频风机设置于制冷系统的蒸发器处，所述变频风机的送风通过冷风通道与车内不同区域的空调风口相连。
进一步的，所述变频风机还用于辅助调节车内空调温度。
进一步的，所述车内设有温度传感器，所述温度传感器用于检测车内温度，并将检测信号发送至电控单元，以便电控单元进行制冷功率控制。
一种电动汽车分区空调控制系统的控制方法，包括如上所述的控制系统，具体包括：
检测车内相应区域是否有人乘坐，并根据检测信号判断所需制冷分区数量；
根据所需制冷分区数量进行制冷功率控制，具体包括：
控制变频压缩机功率，进行制冷剂流量控制；
控制变频风机功率，进行车内风量及温度控制。
进一步的，所述控制方法还包括根据检测信号进行空调风口控制，具体包括当检测到车内相应区域有人时，自动打开该区域的空调风口进行制冷送风，当检测到车内相应区域无人时，自动关闭该区域的空调风口。
进一步的，所述控制方法还包括检测车内温度，根据车内温度辅助调节变频压缩机功率和变频风机功率。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
本公开将车内空调进行分区布置与控制，使得控制系统可以根据制冷分区的数量来控制变频压缩机和变频风机的功率，从而实现制冷功率与实际制冷负荷的自动匹配，避免不必要的浪费，减低制冷功耗。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本公开某一实施例的分区空调系统的结构与控制原理图；
图中：1、红外传感器；2、温度传感器；3、电控单元；4、变频压缩机；5、冷凝器；6、回热器；7、膨胀阀；8、蒸发器；9、过滤器；10、储液器；11、变频风机。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本公开做进一步的说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。
本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。
作为一种或多种实施例，如图1所示，一种电动汽车分区空调控制系统，包括电控单元3、若干红外传感器1、制冷系统和送风系统，其中
所述红外传感器1设置于车内不同区域，用于检测相应区域是否有人乘坐，并将检测信号发送给电控单元3；
所述电控单元3用于根据检测信号判断所需制冷分区数量，并根据所需制冷分区数量进行制冷功率与实际所需制冷负荷的匹配控制；
所述制冷系统与电控单元3相连，用于根据电控单元3命令控制变频压缩机4功率，以控制制冷剂流量；
所述送风系统与电控单元3相连，用于根据电控单元3命令控制变频风机11功率，以控制车内风量。
所述车内不同区域分别设有相应的空调风口，所述空调风口通过电磁阀进行控制，所述电磁阀与电控单元3相连。
优选的，本公开可采用二氧化碳作为制冷剂，由于其不可燃特性，当车辆碰撞引发的制冷剂泄漏时不会导致燃烧等更进一步的危险情况出现。
如图1所示，所述制冷系统包括循环连接的变频压缩机4、冷凝器5、回热器6第一管道、膨胀阀7、蒸发器8、过滤器9、储液器10和回热器6第二管道，其中所述变频压缩机4还与电控单元3相连，所述蒸发器8与车内不同区域的空调风口相连，所述回热器6第一管道与回热器6第二管道之间具有热量交换。
所述变频风机11设置于制冷系统的蒸发器8处，所述变频风机11的送风通过冷风通道与车内不同区域的空调风口相连。
所述变频风机11还用于辅助调节车内空调温度。
具体的，蒸发器8工作时带走变频风机11所吹风的热量，使其温度降低后送入车内，改变车内温度。
所述车内设有温度传感器2，所述温度传感器2用于检测车内温度，并将检测信号发送至电控单元3，以便电控单元3进行制冷功率控制。
具体实施中，所述电控单元3根据温度传感器2的检测信号和红外检测器1的检测信号计算总的实际所需的制冷负荷，并根据实际所需的制冷负荷控制变频压缩机4转速和变频风机11转速，从而调节车内制冷负荷。
基于上述控制系统，本公开提供了一种电动汽车分区空调控制系统的控制方法，具体包括：
检测车内相应区域是否有人乘坐，并根据检测信号判断所需制冷分区数量；
根据所需制冷分区数量进行制冷功率控制，具体包括：
控制变频压缩机4功率，进行制冷剂流量控制；
控制变频风机11功率，进行车内风量及温度控制。
所述控制方法还包括根据检测信号进行空调风口控制，具体包括当检测到车内相应区域有人时，自动打开该区域的空调风口进行制冷送风，当检测到车内相应区域无人时，自动关闭该区域的空调风口。
所述控制方法还包括检测车内温度，根据车内温度辅助调节变频压缩机4功率和变频风机11功率。
对本申请的电动汽车空调系统在预设的情境下计算分析，发现有可观的经济效益，具体的，与未采用分区控制的空调系统相比，汽车空调的能耗在理想情况下能降低40％～50％，因此具有极大的经济效益。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种电动汽车分区空调控制系统，其特征在于：包括电控单元、若干红外传感器、制冷系统和送风系统，其中
所述红外传感器设置于车内不同区域，用于检测相应区域是否有人乘坐，并将检测信号发送给电控单元；
所述电控单元用于根据检测信号判断所需制冷分区数量，并根据所需制冷分区数量进行制冷功率与实际所需制冷负荷的匹配控制；
所述制冷系统与电控单元相连，用于根据电控单元命令控制变频压缩机功率，以控制制冷剂流量；
所述送风系统与电控单元相连，用于根据电控单元命令控制变频风机功率，以控制车内风量。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车分区空调控制系统，其特征在于，所述车内不同区域分别设有相应的空调风口，所述空调风口通过电磁阀进行控制，所述电磁阀与电控单元相连。
3.如权利要求2所述的一种电动汽车分区空调控制系统，其特征在于，所述制冷系统包括循环连接的变频压缩机、冷凝器、回热器第一管道、膨胀阀、蒸发器、过滤器、储液器和回热器第二管道，其中所述变频压缩机还与电控单元相连，所述蒸发器与车内不同区域的空调风口相连，所述回热器第一管道与回热器第二管道之间具有热量交换。
4.如权利要求3所述的一种电动汽车分区空调控制系统，其特征在于，所述变频风机设置于制冷系统的蒸发器处，所述变频风机的送风通过冷风通道与车内不同区域的空调风口相连。
5.如权利要求1所述的一种电动汽车分区空调控制系统，其特征在于，所述变频风机还用于辅助调节车内空调温度。
6.如权利要求1所述的一种电动汽车分区空调控制系统，其特征在于，所述车内设有温度传感器，所述温度传感器用于检测车内温度，并将检测信号发送至电控单元，以便电控单元进行制冷功率控制。
7.如权利要求1所述的一种电动汽车分区空调控制系统，其特征在于，所述制冷剂优选为二氧化碳。
8.一种电动汽车分区空调控制系统的控制方法，包括如权利要求1-7任一所述的控制系统，其特征在于，包括：
检测车内相应区域是否有人乘坐，并根据检测信号判断所需制冷分区数量；
根据所需制冷分区数量进行制冷功率控制，具体包括：
控制变频压缩机功率，进行制冷剂流量控制；
控制变频风机功率，进行车内风量及温度控制。
9.如权利要求8所述的一种电动汽车分区空调控制系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括根据检测信号进行空调风口控制，具体包括当检测到车内相应区域有人时，自动打开该区域的空调风口进行制冷送风，当检测到车内相应区域无人时，自动关闭该区域的空调风口。
10.如权利要求8所述的一种电动汽车分区空调控制系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括检测车内温度，根据车内温度辅助调节变频压缩机功率和变频风机功率。
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