CN110329036B - 驻车空调的供电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及驻车空调技术领域，具体涉及一种驻车空调的供电控制方法。本发明旨在解决现有驻车空调存在的运行和供电方式不合理的问题。为此目的，本发明的供电控制方法包括：在驻车空调开机时，检测光伏板的发电电压U₁、蓄电池的输出电压U₂、电源转化装置的输出电压U₃、以及发电机的发电输出电压U₄；按照设定的优先级比较光伏板的发电电压U₁、蓄电池的输出电压U₂、电源转化装置的输出电压U₃、以及发电机的发电输出电压U₄与预设电压值的大小；基于比较结果，选择光伏板、蓄电池、外接电源和发电机中一个为驻车空调供电。通过上述控制方式，本申请的供电控制方法能够合理分配驻车空调的供电方式，有效提高蓄电池的运行寿命，控制车辆的运输成本。

Description

驻车空调的供电控制方法

技术领域

本发明涉及驻车空调技术领域，具体涉及一种驻车空调的供电控制方法。

背景技术

随着交通运输行业的发展，运输卡车、房车、大巴车等都安装了汽车空调，传统汽车空调都是依靠汽车发动机在运行过程中拖动机械压缩机运转或者汽车发动机发电供空调压缩机运转。但是在汽车熄火状态，如果司机在汽车中休息时需要开启空调，就只能重新开动汽车发动机以消耗燃油的方式驱动汽车空调运行。显然，这样的运行方式导致汽车的运输成本大幅增加。

为解决上述问题，现有技术中提供了一种驻车空调，相比传统汽车空调，驻车空调无需依靠车辆发动机启动，而是直接由车载蓄电池驱动，因此其可以在汽车熄火状态运行，是一种更加节能环保的空调。但是，蓄电池的充放电次数有限，如果经常充放电会严重影响其使用寿命，进而导致运输成本的提升。因此，如何合理控制驻车空调的运行及供电方式对节约运输成本非常重要。

相应地，本领域需要一种新的驻车空调的供电控制方法来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有驻车空调存在的运行和供电方式不合理的问题，本发明提供了一种驻车空调的供电控制方法，所述驻车空调安装于车辆，所述车辆配置有蓄电池、发电机、光伏板和电源转化装置，所述电源转化装置能够与外接电源连接，所述发电机、所述光伏板和所述电源转化装置分别与所述蓄电池连接，以便给所述蓄电池充电；所述蓄电池、所述发电机、所述光伏板和所述电源转化装置均与所述驻车空调连接，以便向所述驻车空调提供电源；所述供电控制方法包括：

在所述驻车空调开机时，检测所述光伏板的发电电压U₁、所述蓄电池的输出电压U₂、所述电源转化装置的输出电压U₃、以及所述发电机的发电输出电压U₄；

按照设定的优先级比较所述光伏板的发电电压U₁、所述蓄电池的输出电压U₂、所述电源转化装置的输出电压U₃、以及所述发电机的发电输出电压U₄与预设电压值的大小；

基于比较结果，选择所述光伏板、所述蓄电池、所述外接电源和所述发电机中一个为所述驻车空调供电。

在上述驻车空调的供电控制方法的优选技术方案中，所述设定的优先级为：所述光伏板＞所述电源转化装置＞所述发电机＞所述蓄电池。

在上述驻车空调的供电控制方法的优选技术方案中，所述预设电压值为所述驻车空调运行时的额定电压U_n，“按照设定的优先级比较所述光伏板的发电电压U₁、所述蓄电池的输出电压U₂、所述电源转化装置的输出电压U₃、以及所述发电机的发电输出电压U₄中的一个与预设电压值的大小”的步骤进一步包括：

分别计算所述光伏板的发电电压U₁、所述蓄电池的输出电压U₂、所述电源转化装置的输出电压U₃、以及所述发电机的发电输出电压U₄中的一个与所述额定电压U_n的比值；

按照设定的优先级，比较所述比值与对应的设定阈值的大小。

在上述驻车空调的供电控制方法的优选技术方案中，“基于比较结果，选择所述光伏板、所述蓄电池、所述外接电源和所述发电机中一个为所述驻车空调供电”的步骤进一步包括：

当U₁/U_n＞k₁时，控制所述光伏板为所述驻车空调供电；

在所述光伏板为所述驻车空调供电的同时、之前或之后，控制所述光伏板给所述蓄电池充电；

其中，k₁为第一设定阈值。

在上述驻车空调的供电控制方法的优选技术方案中，“基于比较结果，选择所述光伏板、所述蓄电池、所述外接电源和所述发电机中一个为所述驻车空调供电”的步骤进一步包括：

当U₁/U_n≤k₁且U₃/U_n＞k₃时，控制所述外接电源为所述驻车空调供电；

在所述外接电源为所述驻车空调供电的同时、之前或之后，控制所述外接电源给所述蓄电池充电；

其中，k₁为第一设定阈值，k₃为第三设定阈值。

在上述驻车空调的供电控制方法的优选技术方案中，“基于比较结果，选择所述光伏板、所述蓄电池、所述外接电源和所述发电机中一个为所述驻车空调供电”的步骤进一步包括：

当U₃/U_n≤k₃且U₄/U_n＞k₄时，控制所述发电机为所述驻车空调供电；

在所述发电机为所述驻车空调供电的同时、之前或之后，控制所述发电机给所述蓄电池充电；

其中，k₃为第三设定阈值，k₄为第四设定阈值。

在上述驻车空调的供电控制方法的优选技术方案中，“基于比较结果，选择所述光伏板、所述蓄电池、所述外接电源和所述发电机中一个为所述驻车空调供电”的步骤进一步包括：

当U₄/U_n≤k₄且U₂/U_n＞k₂时，控制所述蓄电池为所述驻车空调供电；

其中，k₂为第二设定阈值，k₄为第四设定阈值。

在上述驻车空调的供电控制方法的优选技术方案中，在“控制所述蓄电池为所述驻车空调供电”的步骤之后，所述供电控制方法还包括：

检测所述蓄电池的输出电压U₂’；

比较所述输出电压U₂’与启动所述车辆所需的最低电压U_min之间的大小；

基于比较结果，选择性地控制所述车辆发出欠压报警信号。

在上述驻车空调的供电控制方法的优选技术方案中，“基于比较结果，选择性地发出报警信号”的步骤进一步包括：

当U₂’＜U_min，控制所述车辆发出欠压报警信号。

在上述驻车空调的供电控制方法的优选技术方案中，在“控制所述车辆发出欠压报警信号”的步骤之后，所述供电控制方法还包括：

统计所述欠压报警信号的持续时间；

当所述持续时间大于预设时间时，切断所述驻车空调的供电电源。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，驻车空调安装于车辆，车辆配置有蓄电池、发电机、光伏板和电源转化装置，电源转化装置能够与外接电源连接，发电机、光伏板和电源转化装置分别与蓄电池连接，以便给蓄电池充电；蓄电池、发电机、光伏板和电源转化装置均与驻车空调连接，以便向驻车空调提供电源；驻车空调的供电控制方法包括：在驻车空调开机时，检测光伏板的发电电压U₁、蓄电池的输出电压U₂、电源转化装置的输出电压U₃、以及发电机的发电输出电压U₄；按照设定的优先级比较光伏板的发电电压U₁、蓄电池的输出电压U₂、电源转化装置的输出电压U₃、以及发电机的发电输出电压U₄与预设电压值的大小；基于比较结果，选择光伏板、蓄电池、外接电源和发电机中一个为驻车空调供电。

通过上述控制方式，本申请的驻车空调的供电控制方法能够合理分配驻车空调的供电方式，有效提高蓄电池的运行寿命，控制车辆的运输成本。具体而言，首先设定供电优先级为：光伏板＞外接电源＞发电机＞蓄电池，然后通过在驻车空调开机时，按照设定的优先级比较光伏板的发电电压U₁、蓄电池的输出电压U₂、电源转化装置的输出电压U₃、以及发电机的发电输出电压U₄与预设电压值的大小，最后基于比较结果选择上述供电部件中的一个为驻车空调供电，能够在保证驻车空调运行的前提下，尽量少用或不使用车辆自身的能源，如发电机和蓄电池等，从而减少车辆的能源损耗，降低车辆的运输成本。

进一步地，通过在使用光伏板、外接电源和发电机为驻车空调供电的过程中利用上述能源为蓄电池充电，还能够使蓄电池的电能始终保持在一个较为充足的状态，避免由于蓄电池电量不足而导致的车辆抛锚等情况发生。

进一步地，通过在使用蓄电池为驻车空调供电的过程中比较蓄电池的输出电压U₂’与启动车辆所需的最低电压U_min之间的大小，本申请的控制方法还能够有效预测车辆启动的电压是否足够，从而避免驻车空调运行时无法启动车辆的情况出现。

附图说明

下面参照附图并结合运输卡车来描述本发明的驻车空调的供电控制方法。附图中：

图1为本发明的驻车空调的供电控制方法的流程图；

图2为本发明的运输卡车的系统图；

图3为本发明的驻车空调的控制方法的逻辑图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然本实施方式是结合运输卡车进行介绍的，但是这并非旨在于限制本申请的应用场景，本领域技术人员在不偏离本发明原理的条件下，可以将本申请的控制方法应用于其他车辆，只要该车辆具有驻车空调即可。比如，本申请的控制方法还可以应用于房车或大巴车等。

首先参照图1，对本发明的驻车空调的供电控制方法进行描述。其中，图1为本发明的驻车空调的供电控制方法的流程图。

如图1所示，为了解决现有驻车空调存在的运行和供电方式不合理的问题，本申请提供了一种驻车空调的供电控制方法，其中，驻车空调安装于运输卡车，运输卡车上配置有蓄电池、发电机、光伏板和电源转化装置，电源转化装置能够与外接电源连接，发电机、光伏板和电源转化装置分别与蓄电池连接，以便给蓄电池充电；蓄电池、发电机、光伏板和电源转化装置均与驻车空调连接，以便向驻车空调提供电源。供电控制方法包括：

S100、在驻车空调开机时，检测光伏板的发电电压U₁、蓄电池的输出电压U₂、电源转化装置的输出电压U₃、以及发电机的发电输出电压U₄；例如在驻车空调接收到开机启动的指令时，控制电压传感器等电压检测元器件分别检测光伏板的发电电压U₁、蓄电池的输出电压U₂、电源转化装置对外接电源进行转换后的输出电压U₃以及发电机的发电输出电压U₄。

S200、按照设定的优先级比较光伏板的发电电压U₁、蓄电池的输出电压U₂、电源转化装置的输出电压U₃、以及发电机的发电输出电压U₄与预设电压值的大小；例如，设定的优先级为光伏板＞电源转化装置＞发电机＞蓄电池，该优先级不仅代表了比较电压值大小时的顺序，也代表了光伏板、电源转化装置、发电机和蓄电池作为电源为驻车空调供电的先后顺序。其中，预设电压值可以为不小于驻车空调工作时的额定电压U_n的任意值。在检测到光伏板、电源转化装置、发电机和蓄电池电压值后，可以按照设定的优先顺序依次计算光伏板的发电电压U₁、电源转化装置的输出电压U₃、发电机的发电输出电压U₄和蓄电池的输出电压U₂与额定电压U_n的比值，然后通过判断比值是否大于1来判定上述电压值U₁-U₄与额定电压U_n的大小。当然，比较大小的方式并非只此一种，本领域技术人员还可以采用其他方式进行比较，例如采用直接比较电压U₁-U₄与额定电压U_n大小或计算二者差值的方式比较大小等。

S300、基于比较结果，选择光伏板、蓄电池、外接电源和发电机中一个为驻车空调供电；例如，在光伏板的发电电压U₁大于预设电压值时，控制光伏板给驻车空调供电；再如在光伏板的发电电压U₁小于预设电压值时，再比较电源转化装置的输出电压U₃是否大于预设电压值，如果大于，则控制与电源转化装置连接的外接电源给驻车空调供电等。其中，外接电源可以为充电基站或其他能够与电源转化装置连接的电源，充电基站通过与电源转化装置连接，至少能够为蓄电池充电。

需要说明的是，上述控制方式可以由车辆现有的控制器执行，或者由驻车空调现有的控制器执行，也可以是由专门设置的用于执行本发明的方法的控制器执行，还可以由通用车辆控制器的一个功能模块或功能单元执行。例如，当车辆为电动车辆时，本申请的控制方法可以由整车控制器(VCU)执行实现，在车辆为非电动车辆时，控制方法又可以由电子控制单元(ECU)执行实现等。

通过上述描述可以看出，本申请的驻车空调的控制方法能够合理分配驻车空调的供电方式，有效提高蓄电池的运行寿命，控制运输卡车的的运输成本。具体而言，通过设定比较和供电的优先级为：光伏板＞外接电源＞发电机＞蓄电池，然后通过在驻车空调开机时，按照设定的优先级比较光伏板的发电电压U₁、蓄电池的输出电压U₂、电源转化装置的输出电压U₃、以及发电机的发电输出电压U₄中的一个与预设电压值的大小，最后基于比较结果选择上述供电部件中的一个为驻车空调供电，能够在保证驻车空调运行的前提下，尽量少用或不使用运输卡车自身的能源，如发电机和蓄电池等，从而减少运输卡车的自身能源损耗，降低运输卡车的运输成本。

下面参照图2和图3，对本申请的一种较为优选的实施方式进行介绍。其中，图2为本发明的运输卡车的系统示意图；图3为本发明的驻车空调的控制方法的逻辑图。

如图2所示，在一种可能的实施方式中，运输卡车配置有蓄电池、发电机、光伏板和电源转化装置，蓄电池、发电机、光伏板和电源转化装置均与电源适配器连接，接受电源适配器的控制实现电路的通断。发电机、光伏板和电源转化装置还分别与蓄电池连接，从而能够为蓄电池充电。电源适配器与车辆的主控板(如整车控制器或电子控制单元)连接，主控板通过控制电压检测装置能够分别检测光伏板的发电电压U₁、蓄电池的输出电压U₂、电源转化装置对外接电源进行转换后的输出电压U₃以及发电机的发电输出电压U₄，并通过检测和比较结果控制电源适配器将其中其中一条电路导通，以通过驱动板给驻车空调的压缩机供电，实现驻车空调的启动和运行。

参照图2和图3，在一种可能的控制过程中，运输卡车的司机启动驻车空调，主控板控制电压检测装置分别检测光伏板、蓄电池、电源转化装置以及发电机的输出电压U₁、U₂、U₃和U₄，检测完后，按照设定的优先级进行判定，具体如下：

(1)首先判定U₁/U_n＞k₁是否成立，其中k₁为第一设定阈值，其可以为大于等于1的任意数值，该数值可以基于试验或经验确定。如果U₁/U_n＞k₁成立，证明光伏板的输出电压高于驻车空调运行的额定电压，则主控板控制电源适配器导通光伏板电路，使用光伏板给驻车空调供电，既环保，又节省卡车自身能源；供电的同时，主控板还控制光伏板给蓄电池充电，保证蓄电池电量始终处于较为充足的状态。

(2)如果U₁/U_n＞k₁不成立，则进一步判定U₃/U_n＞k₃是否成立，其中k₃为第三设定阈值，其可以与k₁相等，也可以为其他值。如果U₃/U_n＞k₃成立，证明此时车辆有来自充电基站的外接电源接入，则主控板控制电源适配器导通充电基站的电路，使用充电基站给驻车空调供电，在节省卡车自身能源的同时，实现驻车空调的运行；供电的同时，采用充电基站的电源给蓄电池充电，保证蓄电池电量始终处于较为充足的状态。

(3)如果U₃/U_n＞k₃不成立，则进一步判定U₄/U_n＞k₄是否成立，其中k₄为第四设定阈值，其可以与k₁或k₃相等，也可以为其他值。如果U₄/U_n＞k₄成立，证明此时车辆在行驶中，发动机带动发电机工作，则主控板控制电源适配器导通发电机的电路，使用发电机给驻车空调供电，同时控制发电机给蓄电池充电，保证驻车空调运行的前提下，节省蓄电池的电量。

(4)如果U₄/U_n＞k₄不成立，则主控板直接控制电源适配器导通蓄电池的电路，使用蓄电池给驻车空调供电，实现驻车空调运行。

(5)在蓄电池供电的过程中，持续监测蓄电池的输出电压U₂’，并比较输出电压与启动车辆所需的最低电压U_min之间的大小；如果U₂’＜U_min，证明此时如果启动车辆的话，会由于压力过低而导致无法启动，因此，此时控制车辆的相关零部件发出欠压报警信号，以提醒车主在启动车辆前关闭驻车空调，确保车辆正常启动。其中，欠压报警信号可以为指示灯闪烁、提示音、文字信息或语音信息等。

(6)在发出欠压报警信号后，统计欠压报警信号的持续时间T，如果持续时间大于预设时间T₁，此时强制切断蓄电池的供电，以保证蓄电池的电量能够启动车辆，防止蓄电池电量过低。其中，预设时间可以为人为设定的固定值，也可以基于当前的输出电压实时确定，其确定原则为至少保证蓄电池的剩余电量能够启动车辆。如T₁可以设置为1min等。

需要说明的是，上述优选的实施方式仅仅用于阐述本发明的原理，并非旨在于限制本发明的保护范围。在不偏离本发明原理的前提下，本领域技术人员可以对上述设置方式进行调整，以便本发明能够适用于更加具体的应用场景。

例如，在一种可替换的实施方式中，优先级的设定方式并非只如上述实施方式中所述，本领域技术人员可以基于实际应用场景进行调整，只要该调整满足能够节省车辆的蓄电池电量的条件即可。例如，可以将光伏板和电源转化装置的优先级顺序对调等。

再如，在另一种可替换的实施方式中，控制蓄电池为驻车空调供电的判断条件可以进行调整，如在U₄/U_n≤k₄时，可以同时添加对蓄电池的输出电压U₂与驻车空调运行时的额定电压U_n的大小判断，然后共同决定是否采用蓄电池为驻车空调供电。也就是说，在U₄/U_n≤k₄且U₂/U_n＞k₂时，控制蓄电池导通为驻车空调供电。其中，k₂为第二设定阈值，其大小可以认为设定，只要该值大于1即可。

再如，在另一种可替换的实施方式中，比较光伏板的发电电压U₁、所述蓄电池的输出电压U₂、所述电源转化装置的输出电压U₃、以及所述发电机的发电输出电压U₄与额定电压U_n的大小的方式并非一成不变，本领域技术人员可以对其调整，只要该判断方式能够合理体现出U₁、U₂、U₃、U₄与U_n之间的大小关系即可。

再如，在另一种可替换的实施方式中，上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本发明的保护范围之内。例如，控制光伏板对蓄电池充电的步骤除了与光伏板电路导通为驻车空调供电同时进行外，还可以在光伏板为驻车空调供电之前或之后进行。同样地，充电基站和发电机为蓄电池充电的时机也可以进行调整，在此不再赘述。

当然，上述可以替换的实施方式之间、以及可以替换的实施方式和优选的实施方式之间还可以交叉配合使用，从而组合出新的实施方式以适用于更加具体的应用场景。

需要说明的是，尽管上文详细描述了本发明方法的详细步骤，但是，在不偏离本发明的基本原理的前提下，本领域技术人员可以对上述步骤进行组合、拆分及调换顺序，如此修改后的技术方案并没有改变本发明的基本构思，因此也落入本发明的保护范围之内。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种驻车空调的供电控制方法，其特征在于，所述驻车空调安装于车辆，所述车辆配置有蓄电池、发电机、光伏板和电源转化装置，所述电源转化装置能够与外接电源连接，所述发电机、所述光伏板和所述电源转化装置分别与所述蓄电池连接，以便给所述蓄电池充电；所述蓄电池、所述发电机、所述光伏板和所述电源转化装置均与所述驻车空调连接，以便向所述驻车空调提供电源；所述供电控制方法包括：

在所述驻车空调开机时，检测所述光伏板的发电电压U₁、所述蓄电池的输出电压U₂、所述电源转化装置的输出电压U₃、以及所述发电机的发电输出电压U₄；

按照设定的优先级比较所述光伏板的发电电压U₁、所述蓄电池的输出电压U₂、所述电源转化装置的输出电压U₃、以及所述发电机的发电输出电压U₄与预设电压值的大小；

基于比较结果，选择所述光伏板、所述蓄电池、所述外接电源和所述发电机中一个为所述驻车空调供电；

所述设定的优先级为：所述光伏板＞所述电源转化装置＞所述发电机＞所述蓄电池；

所述预设电压值为所述驻车空调运行时的额定电压U_n，“按照设定的优先级比较所述光伏板的发电电压U₁、所述蓄电池的输出电压U₂、所述电源转化装置的输出电压U₃、以及所述发电机的发电输出电压U₄中的一个与预设电压值的大小”的步骤进一步包括：

分别计算所述光伏板的发电电压U₁、所述蓄电池的输出电压U₂、所述电源转化装置的输出电压U₃、以及所述发电机的发电输出电压U₄中的一个与所述额定电压U_n的比值；

按照设定的优先级，比较所述比值与对应的设定阈值的大小；

“基于比较结果，选择所述光伏板、所述蓄电池、所述外接电源和所述发电机中一个为所述驻车空调供电”的步骤进一步包括：

当U₄/U_n≤k₄且U₂/U_n＞k₂时，控制所述蓄电池为所述驻车空调供电；

其中，k₂为第二设定阈值，k₄为第四设定阈值；

在“控制所述蓄电池为所述驻车空调供电”的步骤之后，所述供电控制方法还包括：

检测所述蓄电池的输出电压U₂’；

比较所述输出电压U₂’与启动所述车辆所需的最低电压U_min之间的大小；

基于比较结果，选择性地控制所述车辆发出欠压报警信号；

“基于比较结果，选择性地发出报警信号”的步骤进一步包括：

当U₂’＜U_min，控制所述车辆发出欠压报警信号。

2.根据权利要求1所述的驻车空调的供电控制方法，其特征在于，“基于比较结果，选择所述光伏板、所述蓄电池、所述外接电源和所述发电机中一个为所述驻车空调供电”的步骤进一步包括：

当U₁/U_n＞k₁时，控制所述光伏板为所述驻车空调供电；

在所述光伏板为所述驻车空调供电的同时、之前或之后，控制所述光伏板给所述蓄电池充电；

其中，k₁为第一设定阈值。

3.根据权利要求1所述的驻车空调的供电控制方法，其特征在于，“基于比较结果，选择所述光伏板、所述蓄电池、所述外接电源和所述发电机中一个为所述驻车空调供电”的步骤进一步包括：

当U₁/U_n≤k₁且U₃/U_n＞k₃时，控制所述外接电源为所述驻车空调供电；

在所述外接电源为所述驻车空调供电的同时、之前或之后，控制所述外接电源给所述蓄电池充电；

其中，k₁为第一设定阈值，k₃为第三设定阈值。

4.根据权利要求1所述的驻车空调的供电控制方法，其特征在于，“基于比较结果，选择所述光伏板、所述蓄电池、所述外接电源和所述发电机中一个为所述驻车空调供电”的步骤进一步包括：

当U₃/U_n≤k₃且U₄/U_n＞k₄时，控制所述发电机为所述驻车空调供电；

在所述发电机为所述驻车空调供电的同时、之前或之后，控制所述发电机给所述蓄电池充电；

其中，k₃为第三设定阈值，k₄为第四设定阈值。

5.根据权利要求1所述的驻车空调的供电控制方法，其特征在于，在“控制所述车辆发出欠压报警信号”的步骤之后，所述供电控制方法还包括：

统计所述欠压报警信号的持续时间；

当所述持续时间大于预设时间时，切断所述驻车空调的供电电源。

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