CN110878994A - 电子膨胀阀控制方法、装置、控制器及动力电池冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子膨胀阀控制方法、装置、控制器及动力电池冷却系统，所述方法包括：在预设线性调节时段结束时，获取压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率；基于开度动态调节规则处理压缩机转速数值、冷媒过热度差值与动力电池放电功率，得到动态开度值；开度动态调节规则包括开度负反馈调节、开度比例积分控制调节和开度正反馈调节；依据动态开度值控制电子膨胀阀的开度。采用本发明实施例能够快速且精确地响应系统的热负荷和制冷能力的变化，提高了对电子膨胀阀的开度控制精度，保证了开度控制的快速响应性。

Description

电子膨胀阀控制方法、装置、控制器及动力电池冷却系统

技术领域

本发明涉及动力电池温度控制技术领域，特别是涉及一种电子膨胀阀控制方法、装置、控制器及动力电池冷却系统。

背景技术

随着汽车“电动化”的到来，车载动力电池的研究开发如火如荼。但动力电池在大电流充放电时会产生极大的热量，为了防止热失控，动力电池冷却系统的应用必不可少。电子膨胀阀(Electronic Expansion Valve，简称EXV)是动力电池冷却系统的关键部件之一，是一种可按预设程序进入制冷装置的制冷剂流量的节流元件。相对于广泛使用的热力膨胀阀(Thermal expansion valve,简称 TXV)，EXV具有更大的调节范围、更细的调节精度、更快的响应速度以及更高的热效率。因此，研究稳定及高效的EXV控制方案，对于动力电池热管理研究具有重大意义。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统的EXV开度控制精度低，且控制响应慢。

发明内容

基于此，有必要针对传统的EXV开度控制精度低，且控制响应慢的问题，提供一种电子膨胀阀控制方法、装置、控制器及动力电池冷却系统。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种电子膨胀阀控制方法，包括以下步骤：

在预设线性调节时段结束时，获取压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率；

基于开度动态调节规则处理压缩机转速数值、冷媒过热度差值与动力电池放电功率，得到动态开度值；开度动态调节规则包括开度负反馈调节、开度比例积分控制调节和开度正反馈调节；

依据动态开度值控制电子膨胀阀的开度。

在其中一个实施例中，预设线性调节时段的起始时刻为接收到电池快冷请求的时刻；

在预设线性调节时段结束时，获取压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率的步骤之前包括：

接收电池快冷请求，获取压缩机转速数值；

对压缩机转速数值进行线性调节处理，得到线性开度值；

依据线性开度值控制电子膨胀阀的开度，直至预设线性调节时段结束。

在其中一个实施例中，接收电池快冷请求，获取压缩机转速数值的步骤之前还包括步骤：

检测电子膨胀阀的初始开度；

在初始开度不为零时，控制电子膨胀阀进行开度复位。

在其中一个实施例中，依据动态开度值控制电子膨胀阀的开度的步骤之后包括步骤：

获取冷却液的温度；

在冷却液的温度落入目标温度范围内时，控制电子膨胀阀以当前开度运行。

在其中一个实施例中，基于开度动态调节规则处理压缩机转速数值、冷媒过热度差值与动力电池放电功率，得到动态开度值的步骤包括：

对当前的压缩机转速数值和上一时刻的压缩机转速数值进行差值处理，得到压缩机转速差值；对压缩机转速差值进行开度负反馈调节处理，得到第一调节数值；

对当前的冷媒过热度差值和上一时刻的冷媒过热度差值进行开度比例积分控制调节处理，得到第二调节数值；

对当前的动力电池放电功率和上一时刻的动力电池放电功率进行差值处理，得到动力电池放电功率差值；对动力电池放电功率差值进行开度正反馈调节处理，得到第三调节数值；

对第一调节数值、第二调节数值和第三调节数值进行相加，得到动态开度值。

在其中一个实施例中，对当前的压缩机转速数值和上一时刻的压缩机转速数值进行差值处理，得到压缩机转速差值；对压缩机转速差值进行开度负反馈调节处理，得到第一调节数值的步骤中：

基于以下公式，得到第一调节数值：

EXV1＝-K_c×[ECP_(n)-ECP_(n-1)]

EXV1为第一调节数值，ECP_(n)为当前的压缩机转速数值，ECP_(n-1)为上一时刻的压缩机的转速数值，K_c为负反馈系数。

在其中一个实施例中，对当前的冷媒过热度差值和上一时刻的冷媒过热度差值进行开度比例积分控制调节处理，得到第二调节数值的步骤中：

基于以下公式，得到第二调节数值：

EXV2＝K_p×[ΔSH_(n)-ΔSH_(n-1)]+K_i×ΔSH_(n)

EXV2为第二调节数值，ΔSH_(n)为当前的冷媒过热度差值，ΔSH_(n-1)为上一时刻的冷媒过热度差值，K_p为比例系数，K_i为积分系数。

在其中一个实施例中，对当前的动力电池放电功率和上一时刻的动力电池放电功率进行差值处理，得到动力电池放电功率差值；对动力电池放电功率差值进行开度正反馈调节处理，得到第三调节数值的步骤中：

基于以下公式，得到第三调节数值：

EXV3＝K_b×[BAT_(n)-BAT_(n-1)]

EXV3为第三调节数值，BAT_(n)为当前的动力电池放电功率，BAT_(n-1)为上一时刻的动力电池放电功率，K_b为正反馈系数。

另一方面，本发明实施例还提供了一种电子膨胀阀控制装置，包括：

数据获取单元，用于在预设线性调节时段结束时，获取压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率；

开度处理单元，用于基于开度动态调节规则处理压缩机转速数值、冷媒过热度差值与动力电池放电功率，得到动态开度值；开度动态调节规则包括开度负反馈调节、开度比例积分控制调节和开度正反馈调节；

开度调节单元，用于依据动态开度值控制电子膨胀阀的开度。

另一方面，本发明实施例还提供了一种控制器，控制器用于执行上述任一项电子膨胀阀控制方法的步骤。

另一方面，本发明实施例还提供了一种电子膨胀阀控制系统，包括电池液冷板，控制器以及连接控制器的电子膨胀阀、板式换热器、水泵、压缩机、冷凝器、蒸发器和热力膨胀阀；还包括连接板式换热器的第一出口的冷却液温度传感器，连接冷凝器的出口的高压管压力传感器，连接蒸发器的蒸发器温度传感器，以及连接板式换热器的第二出口的板换压力传感器、板换温度传感器；

其中，电子膨胀阀、板式换热器、压缩机和冷凝器依次连接形成第一冷媒流向环路；压缩机、冷凝器、热力膨胀阀和蒸发器依次连接形成第二冷媒流向环路；水泵、板式换热器和电池液冷板依次连接形成冷却液循环环路；

控制器用于执行上述任一项电子膨胀阀控制方法的步骤。

另一方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一项电子膨胀阀控制方法的步骤。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

控制器能够在电子膨胀阀线性调节完成后，对电子膨胀阀的开度进行动态调节。具体的，控制器进行开度动态调节时，可获取压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率，并基于开度动态调节规则，处理压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率，得到电子膨胀阀的动态开度，依据动态开度值控制电子膨胀阀的开度，实现对电子膨胀阀开度的动态调节。基于本发明各实施例，控制器能够在电子膨胀阀线性调节完成后，对电子膨胀阀的开度进行动态调节，可以快速且精确地响应系统的热负荷和制冷能力的变化，提高了对电子膨胀阀的开度控制精度，保证了开度控制的快速响应性。

附图说明

图1为一个实施例中电子膨胀阀控制方法的应用环境图；

图2为一个实施例中电子膨胀阀控制方法的第一示意性流程示意图；

图3为一个实施例中开度线性调节处理步骤的流程示意图；

图4为一个实施例中初始化处理步骤的流程示意图；

图5为一个实施例中电子膨胀阀控制方法的第二示意性流程示意图；

图6为一个实施例中开度动态调节处理步骤的流程示意图；

图7为一个实施例中电子膨胀阀控制方法的第三示意性流程示意图；

图8为一个实施例中电子膨胀阀控制装置的结构框图；

图9为一个实施例中动力电池冷却系统的示意性结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

传统的对电子膨胀阀(Electronic expansion valve，简称EXV)的开度控制，一般是通过蒸发器后的温度来线性调节，并保证蒸发器出口的冷媒过热度不小于预设值，以防止液击。其中，蒸发器指的是车辆的空调蒸发器。例如，传统的对EXV的开度控制过程为：初始状态下EXV保持关闭；当蒸发器温度传感器检测到的温度Te达到目标值，且接收到BMS(Battery Management System，电池管理系统)发送的电池冷却请求，EXV开始打开；当EXV打开时，根据板换出口冷却液的温度Tw来线性调节开度；通过板换出口冷媒的压力值和温度值来计算板换出口冷媒的过热度(superheat，简称SH)，若当前SH小于目标SH 时(如预设目标SH为5)，则暂停进一步打开EXV，防止发生液击；当电池冷却时(预设目标Tw为15℃)，当前Tw降低到15℃后，则EXV关闭。

传统的EXV开度控制简单粗糙，系统热效率低，不能发挥EXV精度高的优势。控制函数传递路径长，不能发挥EXV快速响应的优势。EXV的控制与压缩机之间存在耦合关系，简单来说，当电池热负荷一定时，压缩机转速升高， EXV开度应减小，反之亦然。由于动力电池冷却系统一般与空调系统共用压缩机，压缩机转速很容易发生波动，而传统的EXV开度控制只与板换出口冷却液的温度Tw挂钩，当压缩机转速发生波动时，EXV不能快速响应变化。控制鲁棒性差，容易引起系统震荡失调。

本发明提供的电子膨胀阀控制方法，可应用于如图1所示的应用环境中。其中控制器102可通过总线与动力电池冷却回路104进行通信；还包括连接板式换热器的第一出口的冷却液温度传感器，连接冷凝器的出口的高压管压力传感器，连接蒸发器的蒸发器温度传感器，以及连接板式换热器的第二出口的板换压力传感器、板换温度传感器。其中，电池冷却回路104包括第一冷媒流向环路、第二冷媒流向环路和冷却液循环环路。第一冷媒流向环路包括首尾相连接的电子膨胀阀、板式换热器、压缩机和冷凝器；第二冷媒流向环路包括首尾相连接的压缩机、冷凝器、热力膨胀阀和蒸发器；冷却液回路包括依次连接的水泵、板式换热器和电池液冷板。基于本发明的各实施例，控制器能够在电子膨胀阀线性调节完成后，对电子膨胀阀的开度进行动态调节，可以快速且精确地响应系统的热负荷和制冷能力的变化，提高了对电子膨胀阀的开度控制精度，保证了开度控制的快速响应性，提高了系统的稳定性和鲁棒性。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种电子膨胀阀控制方法，以该方法应用于图1中的控制器为例进行说明，包括以下步骤：

步骤S210，在预设线性调节时段结束时，获取压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率。

其中，线性调节时段指的是预设的电子膨胀阀(以下简称EXV)开度线性调节时段。线性调节时段可以是启动EXV开度控制的初期。电子膨胀阀的开度的是EXV阀门打开的角度。指的是线性调节指的是根据参考变量进行线性变化，例如，参考变量增大时，EXV开度线性增大；参考变量减小是，EXV线性减小。参考变量指的是系统的变量，例如参考变量可以是压缩机转速。压缩机转速数值指的是动力电池冷却系统的压缩机转速。需要说明的是，车辆空调可以与动力电池冷却系统共用一个压缩机。冷媒过热度差值指的是冷媒经过板式换热器后的当前过热度与预设的目标过热度的差值。其中过热度可以根据板式换热器冷媒出口的压力传感器测量到的压力值，和板式换热器冷媒出口的压力传感器测量到的温度值换算得到。动力电池放电功率指的是动力电池的电量释放功率。

具体地，控制器可在线性调节EXV结束时，控制器可获取压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率。其中，控制器可在每个计算时刻获取当前的压缩机转速数值、当前的冷媒过热度差值和当前的动力电池放电功率。从而得到每个计算时刻的压缩机转速数值、当前的冷媒过热度差值和当前的动力电池放电功率。

步骤S220，基于开度动态调节规则处理压缩机转速数值、冷媒过热度差值与动力电池放电功率，得到动态开度值；开度动态调节规则包括开度负反馈调节、开度比例积分控制调节和开度正反馈调节。

其中，开度动态调节规则指的是根据当前获取到的参数变量(压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率)调节EXV开度的预设规则。动态开度指的是依据开度动态调节规则处理得到的EXV调节开度。动态开度值可以是EXV当前时刻需调节的开度值。开度负反馈调节指的是根据被调量与给定值之间的偏差进行调节的。开度比例积分控制调节指的是根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。开度正反馈调节指的是受控部分发出反馈信息，其方向与控制信息一致。

具体地，控制器依据开度动态调节规则，对获取到的压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率进行处理，进而可得到EXV的动态开度值。例如，控制器在预设线性调节时段结束时，对获取到的每个计算时刻的压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率依据开度动态调节规则进行处理，进而可得到每个计算时刻的EXV的动态开度值。

步骤S230，依据动态开度值控制电子膨胀阀的开度。

具体地，控制器根据处理得到的动态开度，控制EXV的开度，使得EXV 调节动态开度值大小的开度。

进一步的，控制器在在预设线性调节时段结束时，即在EXV线性调节完成时，可依据开度动态调节规则，对获取到的压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率进行处理，进而得到EXV待调节的动态开度值。控制器根据动态开度生成动态开度控制信号，将动态开度控制信号传输给EXV，使得EXV 调节动态开度大小的开度，实现在每个计算时刻对EXV开度进行动态调节，提高了EXV开度控制的精度和快速响应性。其中，动态开度控制信号指的是控制 EXV调节当前动态开度动态开度值大小的信号。动态开度控制信号可以是一种脉冲信号。

上述实施例中，控制器能够在电子膨胀阀线性调节完成后，对EXV的开度进行动态调节。综合考虑了电池冷却器后的冷媒过热度的变换、压缩机转速变化和动力电池放电功率变化(动力电池瞬时热负荷变化)的对EXV开度的影响，可快速且精确地响应系统热负荷和制冷能力的变化，提高了对电子膨胀阀的开度控制精度，保证了开度控制的快速响应性。

在一个具体的实施例中，提供了一种电子膨胀阀控制方法，如图3所示，为开度线性调节处理步骤的流程示意图。以该方法应用于图1中的控制器为例进行说明，开度线性调节处理步骤包括：

步骤S310，接收电池快冷请求，获取压缩机转速数值。

其中，电池快冷请求指的是快速冷却电池的请求。控制器接收到的电池快冷请求可以是车辆的BMS发送的。

具体地，控制器接收到BMS发送的电池快冷请求时，可根据电池快冷请求，获取当前的压缩机转速数值。

进一步的，控制器根据接收到的电池快冷请求，在预设线性调节时段内获取在每个计算时刻的压缩机转速数值，进而可得到当前时刻的压缩机转速数值。

步骤S320，对压缩机转速数值进行线性调节处理，得到线性开度值。

其中，线性开度值指的对是压缩机转速数值线性调节处理得到的EXV调节开度。线性开度值可以是EXV当前时刻需调节的开度值。

具体地，控制器对获取到的压缩机转速数值进行线性调节处理，进而可得到EXV的线性开度值。例如，控制器在预设线性调节时段内，对获取到的某一计算时刻的压缩机转速数值进行线性调节处理，进而可得到该计算时刻的EXV 的线性开度值。

步骤S330，依据线性开度值控制电子膨胀阀的开度，直至预设线性调节时段结束。

其中，预设线性调节时段的起始时刻为接收到电池快冷请求的时刻。预设线性调节时段的终止时刻为线性调节结束的时刻。

具体地，控制器根据处理得到的线性开度值，控制EXV的开度，使得EXV 调节线性开度值大小的开度。

进一步的，控制器根据处理得到的线性开度值，生成线性开度控制信号。控制器将生成的线性开度控制信号传输给EXV，使得EXV根据接收到的线性开度控制信号调节线性开度值大小的开度。其中，线性开度控制信号指的是控制 EXV调节线性开度值大小的信号。线性开度控制信号可以是一种脉冲信号。

进一步的，车辆启动后，在预设线性调节时段内，控制器可对获取到的压缩机转速数值进行线性调节处理，进而得到EXV待调节的线性开度值。控制器根据线性开度值生成线性开度控制信号，将线性开度控制信号传输给EXV，使得EXV调节线性开度值大小的开度，实现在每个计算时刻对EXV开度进行线性调节，提高了EXV开度控制的鲁棒性。

需要说明的是，预设初始线性调节时段、线性开度值与压缩机转速的对应关系可通过实际试验标定得到。

基于本实施例，由于在启动EXV控制的初期，存在电池冷却温差大、热负荷和过热度大等影响因素，若采用开度线性调节的控制逻辑，可避免开度控制发生震荡，导致难以进入稳态，进而提高了EXV开度控制的鲁棒性。

在一个具体的实施例中，提供了一种电子膨胀阀控制方法，如图4所示，为初始化处理步骤的流程示意图。以该方法应用于图1中的控制器为例进行说明，初始化处理步骤包括：

步骤S410，检测电子膨胀阀的初始开度。

其中，初始开度指的是EXV初始的开度大小。

具体地，需要对EXV开度控制之前，控制器可先检测EXV的初始开度值。

例如，控制器可通过检测EXV初始化标志位来判断EXV是否完成初始化。如可设定当EXV初始化标志位为1时，则指示EXV完成初始化；当EXV初始化标志位为0时，则指示EXV未完成初始化。

步骤S420，在初始开度不为零时，控制电子膨胀阀进行开度复位。

具体地，控制器检测到EXV的初始开度不为零时，即EXV的阀门处于非完全关闭，则对EXV的开度进行复位，使得EXV的阀门为完全关闭，进而可提高EXV开度调节控制的精准度。

基于本实施例，在需要对EXV开度控制之前，通过对EXV初始化，使得 EXV的初始开度为零。进而为EXV开度控制提高了控制精度。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种电子膨胀阀控制方法，以该方法应用于图1中的控制器为例进行说明，包括以下步骤：

步骤S510，在预设线性调节时段结束时，获取压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率。

步骤S520，基于开度动态调节规则处理压缩机转速数值、冷媒过热度差值与动力电池放电功率，得到动态开度值；开度动态调节规则包括开度负反馈调节、开度比例积分控制调节和开度正反馈调节。

步骤S530，依据动态开度值控制电子膨胀阀的开度。

其中，上述步骤S510、步骤S520和步骤S530的具体内容过程可参考上文内容，此处不再赘述。

步骤S540，获取冷却液的温度。

步骤S550，在冷却液的温度落入目标温度范围内时，控制电子膨胀阀以当前开度运行。

其中，冷却液的温度指的是冷却液温度传感器对板式换热器的冷却液出口处测量得到的温度。目标温度范围指的是预设的温度数值范围。

具体地，控制器将动态开度控制信号传输给EXV，使得EXV调节动态开度大小的开度后，可获取冷却液的温度。控制器在冷却液的温度落入目标温度范围内时，控制电子膨胀阀以当前开度运行，使得电子膨胀阀保持当前的开度，进而可充分利用冷媒的剩余制冷能力，使得系统的温度变化曲线更平缓，从而提高系统的稳定性和鲁棒性。

进一步的，控制器可根据冷却液的温度是否落入目标温度范围，判断开度动态调节控制是否完成。若冷却液的温度是否落入目标温度范围，则开度动态调节控制完成，EXV保持当前开度，且将EXV的当前状态切换为待命状态；若冷却液的当前温度是否超出目标温度范围，则继续对EXV开度动态调节，进而可避免EXV频繁开启和关闭造成对系统的冲击，提高了系统的稳定性和鲁棒性。其中，待命状态指的是保持EXV上电启动。

基于本实施例，控制器能够在电子膨胀阀线性调节完成后，对EXV的开度进行动态调节。在EXV调节动态开度大小的开度后，控制器可根据冷却液的温度是否落入目标温度范围，判断开度动态调节控制是否完成。在冷却液的温度达到落入目标温度范围后，并不是直接关闭EXV，而是在压缩机停止后，将开度保持在当前值，进而可以充分利用系统高低压冷媒间的压力差来继续制冷，并减少EXV开启和关闭的次数，从而降低因EXV频繁开闭对系统的冲击，从而提高系统的稳定性和鲁棒性。

在一个具体的实施例中，提供了一种电子膨胀阀控制方法，如图6所示，为开度动态调节处理步骤的流程示意图。以该方法应用于图1中的控制器为例进行说明，开度动态调节处理步骤包括：

步骤S610，对当前的压缩机转速数值和上一时刻的压缩机转速数值进行差值处理，得到压缩机转速差值；对压缩机转速差值进行开度负反馈调节处理，得到第一调节数值。

其中，开度负反馈调节处理可根据压缩机转速变化，对EXV的开度进行负反馈调节。压缩机转速差值指的是当前的压缩机转速数值减去上一时刻的压缩机转速数值得到的结果。第一调节数值指的是通过开度负反馈调节处理后得到的结果。

具体地，控制器可在EXV线性调节完成后，对获取到的当前的压缩机转速数值和上一时刻的压缩机转速数值做差，进而得到压缩机转速差值。控制器对压缩机转速差值进行开度负反馈调节处理，进而得到第一调节数值。

进一步的，可基于以下公式，得到第一调节数值：

EXV1＝-K_c×[ECP_(n)-ECP_(n-1)]

其中，EXV1为第一调节数值，ECP_(n)为当前的压缩机转速数值，ECP_(n-1)为上一时刻的压缩机的转速数值，K_c为负反馈系数。

需要说明的是，负反馈系数K_c可通过实际试验标定得到。

步骤S620，对当前的冷媒过热度差值和上一时刻的冷媒过热度差值进行开度比例积分控制调节处理，得到第二调节数值。

其中，开度比例积分控制调节处理可根据冷媒过热度差值变化，对EXV的开度进行比例积分控制调节(PI控制调节)。当前的冷媒过热度差值指的是当前的冷媒过热度减去预设目标冷媒过热度得到的结果。上一时刻的冷媒过热度差值指的是上一时刻的冷媒过热度减去预设目标冷媒过热度得到的结果。第二调节数值指的是通过开度比例积分控制调节处理后得到的结果。

具体地，控制器可在EXV线性调节完成后，对获取到的当前的冷媒过热度差值和上一时刻的冷媒过热度差值进行开度负反馈调节处理，进而得到第二调节数值。

进一步的，可基于以下公式，得到第二调节数值：

EXV2＝K_p×[ΔSH_(n)-ΔSH_(n-1)]+K_i×ΔSH_(n)

其中，EXV2为第二调节数值，ΔSH_(n)为当前的冷媒过热度差值，ΔSH_(n-1)为上一时刻的冷媒过热度差值，K_p为比例系数，K_i为积分系数。

需要说明的是，比例系数K_p、积分系数K_i和预设目标冷媒过热度可通过实际试验标定得到。

步骤S630，对当前的动力电池放电功率和上一时刻的动力电池放电功率进行差值处理，得到动力电池放电功率差值；对动力电池放电功率差值进行开度正反馈调节处理，得到第三调节数值。

其中，开度正反馈调节处理可根据动力电池放电功率变化，对EXV的开度进行正反馈调节。动力电池放电功率差值指的是当前的动力电池放电功率减去上一时刻的动力电池放电功率得到的结果。第二调节数值指的是通过开度正反馈调节处理后得到的结果。

具体地，控制器可在EXV线性调节完成后，对获取到的当前的动力电池放电功率和上一时刻的动力电池放电功率做差，进而得到动力电池放电功率差值。控制器对动力电池放电功率差值进行开度正反馈调节处理，进而得到第二调节数值。

进一步的，可基于以下公式，得到第三调节数值：

EXV3＝K_b×[BAT_(n)-BAT_(n-1)]

其中，EXV3为第三调节数值，BAT_(n)为当前的动力电池放电功率，BAT_(n-1)为上一时刻的动力电池放电功率，K_b为正反馈系数。

需要说明的是，正反馈系数K_b可通过实际试验标定得到。

步骤S640，对第一调节数值、第二调节数值和第三调节数值进行相加，得到动态开度值。

具体地，控制器对处理得到的第一调节数值、第二调节数值和第三调节数值进行相加，进而得到动态开度值。

基于本实施例，控制器综合考虑了电池冷却器后冷媒过热度差值变化、压缩机转速变化、动力电池放电功率变化(动力电池瞬时热负荷变化)对EXV开度的影响，通过比例积分控制(PI控制)调节以及一正一负两个前馈调节处理，可以快速且精确地响应系统热负荷和制冷能力的变化，提高了开度控制的精度和快速响应性。

在一个实施例中，提供了一种电子膨胀阀控制方法。为了进一步阐述本发明的技术逻辑，将电子膨胀阀控制方法的流程划分为S1.EXV初始化、S2.EXV 待命状态、S3.EXV开度初始控制、S4.EXV开度动态调节和S5.EXV开度控制完成。如图7所示，电子膨胀阀控制方法的具体流程为：

S0.车辆启动。

S1.EXV初始化：控制器根据EXV初始化标志位，判断是否已完成EXV初始化，若EXV初始化未完成，则开始初始化，对EXV开度复位；若EXV初始化已完成，则进入S2步骤。

S2.EXV待命状态：控制器根据是否收到电池快冷请求，判断是否进入EXV 开度控制，若是，则进入S3步骤；否则保持EXV待命状态。

S3.EXV开度初始控制：控制器根据接收到的电池快冷请求后，在预设初始线性调节时段内，根据压缩机转速来调节EXV的线性开度。若到达预设初始线性调节时段，进则进入S4步骤，否则继续执行S3步骤。其中，设初始线性调节时段、线性开度与压缩机转速的对应关系可通过试验标定。

S4.EXV开度动态调节：分为三个子步骤：1、开度负反馈调节：根据压缩机的转速变化，对EXV的开度进行负反馈调节，其中，该负反馈系数可通过试验标定。2、开度比例积分控制调节：根据板式换热器冷媒出口出的压力值和温度值换算得到冷媒过热度；对当前冷媒过热度与预设目标冷媒过热度做差，得到冷媒过热度差值；对冷媒过热度差值变化，对EXV的开度进行比例积分控制调节，其中，预设目标冷媒过热度、比例系数以及积分系数可通过试验标定。3、开度正反馈调节：根据动力电池放电功率的变化，对EXV的开度进行正反馈调节，其中，该正反馈系数可通过试验标定。

S5.EXV开度控制完成：根据冷却液的温度是否落入目标温数值范围度来判断本轮控制是否完成。若判断结果为真，则本轮控制完成，EXV保持当前开度，并回到S2步骤执行；否则回到S4步骤执行。

基于本实施例，通过对EXV开度进行开度初始控制调节、开度动态控制调节和开度控制结束判断，保证系统的稳定性和鲁棒性，又能根据系统的制冷能力和瞬时热负荷快速且精确地做出响应，保证系统能够以较高的热效率进行工作。

应该理解的是，虽然图2至图6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2至图6中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图8所示，提供了一种电子膨胀阀控制方法装置，包括：

数据获取单元810，用于在预设线性调节时段结束时，获取压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率。

开度处理单元820，用于基于开度动态调节规则处理压缩机转速数值、冷媒过热度差值与动力电池放电功率，得到动态开度值；开度动态调节规则包括开度负反馈调节、开度比例积分控制调节和开度正反馈调节。

开度调节单元830，用于依据动态开度值控制电子膨胀阀的开度。

关于电子膨胀阀控制装置的具体限定可以参见上文中对于电子膨胀阀控制方法的限定，在此不再赘述。上述电子膨胀阀控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于控制器中的处理器中，也可以以软件形式存储于计控制器中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

另一方面，本发明实施例还提供了一种控制器，控制器用于执行以下步骤：

在预设线性调节时段结束时，获取压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率；

基于开度动态调节规则处理压缩机转速数值、冷媒过热度差值与动力电池放电功率，得到动态开度值；开度动态调节规则包括开度负反馈调节、开度比例积分控制调节和开度正反馈调节；

依据动态开度值控制电子膨胀阀的开度。

控制器还可用于执行以下步骤：

接收电池快冷请求，获取压缩机转速数值；

对压缩机转速数值进行线性调节处理，得到线性开度值；

依据线性开度值控制电子膨胀阀的开度，直至预设线性调节时段结束。

进一步的，控制器还可用于执行以下步骤：

获取冷却液的温度；

在冷却液的温度落入目标温度范围内时，控制电子膨胀阀以当前开度运行。

基于本实施例，控制器能够在预设初始线性调节时段的电子膨胀阀线性调节完成后，对电子膨胀阀的开度进行动态调节，可以快速且精确地响应系统的热负荷和制冷能力的变化，提高了对电子膨胀阀的开度控制精度，保证了开度控制的快速响应性。

需要说明的是，控制器可集成在车辆的BMS中。控制器也可以是独立的控制模块，例如控制器可以是单片机和DSP(Digital Signal Processor信号处理器) 等。

在一个实施例中，如图9所示，提供了一种动力电池冷却系统，包括电池液冷板、控制器以及连接控制器的电子膨胀阀、板式换热器、水泵、压缩机、冷凝器、蒸发器和热力膨胀阀；还包括连接板式换热器的第一出口的冷却液温度传感器，连接冷凝器的出口的高压管压力传感器，连接蒸发器的蒸发器温度传感器，以及连接板式换热器的第二出口的板换压力传感器、板换温度传感器。

其中，电子膨胀阀、板式换热器、压缩机和冷凝器依次连接形成第一冷媒流向环路；压缩机、冷凝器、热力膨胀阀和蒸发器依次连接形成第二冷媒流向环路；水泵、板式换热器和电池液冷板依次连接形成冷却液循环环路。

控制器用于执行以下步骤：

在预设线性调节时段结束时，获取压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率；

基于开度动态调节规则处理压缩机转速数值、冷媒过热度差值与动力电池放电功率，得到动态开度值；开度动态调节规则包括开度负反馈调节、开度比例积分控制调节和开度正反馈调节；

依据动态开度值控制电子膨胀阀的开度。

具体地，板式换热器可以是电池冷却器。控制器可能够在预设初始线性调节时段的电子膨胀阀线性调节完成后，对电子膨胀阀的开度进行动态调节。可以快速且精确地响应系统的热负荷和制冷能力的变化，提高了对，保证了电子膨胀阀的开度控制精度和开度控制的快速响应性，提高了动力电池冷却系统的稳定性。

在一个实施例中，控制器还可用于执行以下步骤：

接收电池快冷请求，获取压缩机转速数值；

对压缩机转速数值进行线性调节处理，得到线性开度值；

依据线性开度值控制电子膨胀阀的开度，直至预设线性调节时段结束。

进一步的，控制器还可用于执行以下步骤：

获取冷却液的温度；

在冷却液的温度落入目标温度范围内时，控制电子膨胀阀以当前开度运行。

需要说明的是，动力电池冷却系统可以是动力电池液冷系统，还可以动力电池风冷系统或动力电池直冷系统，上述各实施例提供的电子膨胀阀控制方法除了可应用在动力电池液冷系统中，还可应用在动力电池风冷系统或动力电池直冷系统中。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

在预设线性调节时段结束时，获取压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率；

基于开度动态调节规则处理压缩机转速数值、冷媒过热度差值与动力电池放电功率，得到动态开度值；开度动态调节规则包括开度负反馈调节、开度比例积分控制调节和开度正反馈调节；

依据动态开度值控制电子膨胀阀的开度。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

接收电池快冷请求，获取压缩机转速数值；

对压缩机转速数值进行线性调节处理，得到线性开度值；

依据线性开度值控制电子膨胀阀的开度，直至预设线性调节时段结束。

进一步的，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取冷却液的温度；

在冷却液的温度落入目标温度范围内时，控制电子膨胀阀以当前开度运行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各除法运算方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM (ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus) 直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种电子膨胀阀控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

在预设线性调节时段结束时，获取压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率；

基于开度动态调节规则处理所述压缩机转速数值、所述冷媒过热度差值与所述动力电池放电功率，得到动态开度值；所述开度动态调节规则包括开度负反馈调节、开度比例积分控制调节和开度正反馈调节；

依据所述动态开度值控制所述电子膨胀阀的开度。

2.根据权利要求1所述的电子膨胀阀控制方法，其特征在于，所述预设线性调节时段的起始时刻为接收到电池快冷请求的时刻；

在预设线性调节时段结束时，获取压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率的步骤之前包括：

接收所述电池快冷请求，获取所述压缩机转速数值；

对所述压缩机转速数值进行线性调节处理，得到线性开度值；

依据所述线性开度值控制所述电子膨胀阀的开度，直至所述预设线性调节时段结束。

3.根据权利要求2所述的电子膨胀阀控制方法，其特征在于，接收所述电池快冷请求，获取所述压缩机转速数值的步骤之前还包括步骤：

检测所述电子膨胀阀的初始开度；

在所述初始开度不为零时，控制所述电子膨胀阀进行开度复位。

4.根据权利要求1所述的电子膨胀阀控制方法，其特征在于，依据所述动态开度值控制所述电子膨胀阀的开度的步骤之后包括步骤：

获取冷却液的温度；

在所述冷却液的温度落入目标温度范围内时，控制所述电子膨胀阀以当前开度运行。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的电子膨胀阀控制方法，其特征在于，基于开度动态调节规则处理所述压缩机转速数值、所述冷媒过热度差值与所述动力电池放电功率，得到动态开度值的步骤包括：

对当前的所述压缩机转速数值和上一时刻的所述压缩机转速数值进行差值处理，得到压缩机转速差值；对所述压缩机转速差值进行开度负反馈调节处理，得到第一调节数值；

对当前的所述冷媒过热度差值和上一时刻的所述冷媒过热度差值进行开度比例积分控制调节处理，得到第二调节数值；

对当前的所述动力电池放电功率和上一时刻的所述动力电池放电功率进行差值处理，得到动力电池放电功率差值；对所述动力电池放电功率差值进行开度正反馈调节处理，得到第三调节数值；

对所述第一调节数值、所述第二调节数值和所述第三调节数值进行相加，得到所述动态开度值。

6.根据权利要求5所述的电子膨胀阀控制方法，其特征在于，对当前的所述压缩机转速数值和上一时刻的所述压缩机转速数值进行差值处理，得到压缩机转速差值；对所述压缩机转速差值进行开度负反馈调节处理，得到第一调节数值的步骤中：

基于以下公式，得到所述第一调节数值：

EXV1＝-K_c×[ECP_(n)-ECP_(n-1)]

EXV1为所述第一调节数值，ECP_(n)为当前的所述压缩机转速数值，ECP_(n-1)为上一时刻的所述压缩机的转速数值，K_c为负反馈系数。

7.根据权利要求5所述的电子膨胀阀控制方法，其特征在于，对当前的所述冷媒过热度差值和上一时刻的所述冷媒过热度差值进行开度比例积分控制调节处理，得到第二调节数值的步骤中：

基于以下公式，得到所述第二调节数值：

EXV2＝K_p×[ΔSH_(n)-ΔSH_(n-1)]+K_i×ΔSH_(n)

EXV2为所述第二调节数值，ΔSH_(n)为当前的所述冷媒过热度差值，ΔSH_(n-1)为上一时刻的所述冷媒过热度差值，K_p为比例系数，K_i为积分系数。

8.根据权利要求5所述的电子膨胀阀控制方法，其特征在于，对当前的所述动力电池放电功率和上一时刻的所述动力电池放电功率进行差值处理，得到动力电池放电功率差值；对所述动力电池放电功率差值进行开度正反馈调节处理，得到第三调节数值的步骤中：

基于以下公式，得到所述第三调节数值：

EXV3＝K_b×[BAT_(n)-BAT_(n-1)]

EXV3为所述第三调节数值，BAT_(n)为当前的所述动力电池放电功率，BAT_(n-1)为上一时刻的所述动力电池放电功率，K_b为正反馈系数。

9.一种电子膨胀阀控制装置，其特征在于，包括：

数据获取单元，用于在预设线性调节时段结束时，获取压缩机转速数值、冷媒过热度差值和动力电池放电功率；

开度处理单元，用于基于开度动态调节规则处理所述压缩机转速数值、所述冷媒过热度差值与所述动力电池放电功率，得到动态开度值；所述开度动态调节规则包括开度负反馈调节、开度比例积分控制调节和开度正反馈调节；

开度调节单元，用于依据所述动态开度值控制所述电子膨胀阀的开度。

10.一种控制器，其特征在于，所述控制器用于执行权利要求1至8中任一项所述电子膨胀阀控制方法的步骤。

11.一种动力电池冷却系统，其特征在于，包括电池液冷板，控制器以及连接所述控制器的电子膨胀阀、板式换热器、水泵、压缩机、冷凝器、蒸发器和热力膨胀阀；还包括连接所述板式换热器的第一出口的冷却液温度传感器，连接所述冷凝器的出口的高压管压力传感器，连接所述蒸发器的蒸发器温度传感器，以及连接所述板式换热器的第二出口的板换压力传感器、板换温度传感器；

其中，所述电子膨胀阀、所述板式换热器、所述压缩机和所述冷凝器依次连接形成第一冷媒流向环路；所述压缩机、所述冷凝器、所述热力膨胀阀和所述蒸发器依次连接形成第二冷媒流向环路；所述水泵、所述板式换热器和所述电池液冷板依次连接形成冷却液循环环路；

所述控制器用于执行权利要求1至8中任一项所述电子膨胀阀控制方法的步骤。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述电子膨胀阀控制方法的步骤。

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