CN112014133B - 纯电动车热泵空调制冷剂低温最佳充注量确认方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纯电动车热泵空调制冷剂低温最佳充注量确认方法，所述方法具体过程包括：确保试验车辆符合试验条件并安装传感器；设置热泵空调低温采暖工况下的充注量确认试验的环境温度；进行热泵空调制冷剂低温充注量确认台架试验，分别确定低温下的制冷剂充注量下限和制冷剂充注量上限；计算获得制冷剂低温最佳充注量。本发明所述方法能够实现热泵空调在低温环境下采暖时，确认制冷剂的最佳充注量，保证了热泵空调在低温环境下采暖时发挥全部性能。
Description
技术领域
本发明属于纯电动车热泵空调制冷剂充注量确认技术领域，具体涉及纯电动车热泵空调制冷剂低温最佳充注量确认方法。
背景技术
随着人们环保意识的增强，对汽车排放的管控也更加严格，而零排放的纯电动汽车既满足了人们的出行需要，又满足了人们的环保要求。但电动车冬季行驶时，往往因为大功率的电加热采暖系统，导致车辆续航里程大幅缩短。随着科学技术的日新月异，搭载更加节能的热泵空调系统的电动车，可以在环境温度不太低的情况下,满足车内成员的采暖需求。
配备传统乘用车空调的燃油动力乘用车和仅配备制冷功能空调的电动车只在夏季制冷时启动空调制冷功能，而整车热泵空调不仅在制冷时使用，其在外界温度较低时，也可以作为采暖设备。
制冷剂作为空调系统中的热交换介质，精确的计算得出的制冷剂最佳充注量，既能保障空调系统的性能，又可避免空调系统因自然泄露导致的性能下降问题，还可以避免制冷剂过渡冲注造成的浪费，保证了车辆空调的运行质量，同时也控制了整车运行成本。
现有技术中，热泵空调的制冷剂最佳充注量参照传统乘用车空调的制冷剂最佳充注量确认方法进行确认，而传统乘用车空调的制冷剂最佳充注量确认过程仅进行高温最佳充注量确认试验，即将传统乘用车空调置于高温环境下，使其进行冷却功能过程中进行最佳充注量的确认，但是，由于热泵空调与传统乘用车空调相比还具备采暖功能，故采用传统的高温最佳充注量确认试验，将会会导致低温环境下，热泵空调进行采暖时无法发挥全部的性能，从而影响热泵空调配的使用。
而现有技术中缺少热泵空调在低温环境下确定冷剂充注量的方法。
为了便于理解本申请的技术方案，现将相关技术术语解释如下：
汽车空调系统：由暖气装置、制冷装置、通风装置、空气净化装置和加湿装置中的一个或多个部件以及必要的控制部件等构成，用于调节驾乘舱内空气的温度、湿度、洁净度，并使其以一定速度在驾乘舱内定向流动和分配，从而给驾驶员和乘员提供舒适的环境及新鲜空气的系统。
热泵式空调：夏季时可以吸取驾驶室内空气的热量，传送到驾驶室外，冬季时从驾驶室外温度较低空气中抽取热量，传送到驾驶室内的空气调节器叫做热泵式空调。
制冷剂充注量：空调系统运转所需的制冷剂质量。
制冷剂最佳充注量：使空调系统高效稳定运转所需的最佳制冷剂质量。
制冷装置：由压缩机、冷凝器、储液干燥器或液气分离器、节流元件、蒸发器、制冷器管路等构成，将驾乘舱的热量传递给舱外环境的装置。
采暖过冷度：热泵空调采暖时室内冷凝器出口管路中制冷剂理论饱和温度与制冷剂实际温度之差。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了纯电动车热泵空调制冷剂低温最佳充注量确认方法，实现热泵空调在低温环境下采暖时，确认制冷剂的最佳充注量，保证了热泵空调在低温环境下采暖时发挥全部性能。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：
一种纯电动车热泵空调制冷剂低温最佳充注量确认方法，其特征在于：
所述方法具体过如下：
步骤S1：确保试验车辆符合试验条件并安装传感器；
步骤S2：设置热泵空调低温采暖工况下的充注量确认试验的环境温度；
步骤S3：进行热泵空调制冷剂低温充注量确认台架试验，分别确定低温下的制冷剂充注量下限和制冷剂充注量上限；
步骤S4：计算获得制冷剂低温最佳充注量。
所述步骤S1中，试验车辆应满足下列试验条件：
a)确认空调系统零部件完整且无泄漏，确保空调系统零部件工作有效；
b)确认空调系统内制冷剂的充注量符合车辆技术条件要求；
c)确认送风管路各接口不漏气，各出风口阀门操作正常；
d)确认温度控制开关、风量控制开关、风向选择开关和内外循环控制开关操作正常；
e)对在暖风水管上配备切断阀的暖风系统，试验前确认切断阀可正常打开和关闭；
f)吹面出风口格栅方向调整为朝向驾乘人员的肩部上部；
g)整车气密性满足整车技术条件要求；
h)确认发动机和变速箱档位标定策略应达到最终开发状态；
i)散热器风扇状态和控制逻辑满足设计要求；
j)发动机舱内周边各护板、隔热板和装饰物达到设计要求状态；
k)确保整车前端进气量和进气方向与设计要求一致。
所述传感器用于采集试验过程中的测量参数，所述测量参数包括：环境温度、吹面出风口温度、吹脚出风口温度、驾乘舱头部温度、驾乘舱膝部温度、驾乘舱足部温度、室内冷凝器制冷剂出口温度以及室内冷凝器制冷剂出口压力。
所述步骤S2中，热泵空调所使用的制冷剂为R134a，设置试验环境舱环境温度为-10℃，且环境温度稳定后确保环境舱内的环境温度控制范围为-10℃±2℃。
所述步骤S3中，确定低温下的制冷剂充注量下限和制冷剂充注量上限的具体过程如下：
台架试验开始时，启动发动机，制冷剂由初始充注量M1开始从空调系统的低压管路充入，且以每次等质量增加制冷剂，连续充注，直至达到结束充注量Mx；
采集不同注入量下的室内冷凝器制冷剂出口实际温度，将已知的不同注入量下的室内冷凝器制冷剂出口理论饱和温度，与采集到的不同注入量下的室内冷凝器制冷剂出口实际温度做差，即获得不同注入量下的采暖过冷度；
以制冷剂充注量为X轴，以采暖过冷度为Y轴，绘制采暖过冷度与制冷剂充注量的关系图，确认确定低温下的制冷剂充注量下限和制冷剂充注量上限，其中：
所述制冷剂充注量下限ML为：所述采暖过冷度区趋于平稳的起始点位置对应的制冷剂充注量；
所述制冷剂充注量上限MU为：所述采暖过冷度区趋于平稳的终止点位置对应的制冷剂充注量。
所述步骤S4中，制冷剂最佳充注量MO的计算公式如下；
MO＝ML+0.75×(MU－ML)
上述公式中：
ML为制冷剂充注量下限值；
MU为制冷剂充注量上限值；
根据上述公式计算获得的空调制冷剂最佳充注量为MO向上圆整成5的整倍数。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明所述的纯电动车热泵空调制冷剂低温最佳充注量确认方法，填补了现有技术中关于热泵空调制冷剂低温最佳充注量确认方法的空白，实现热泵空调在低温环境下采暖时，确认制冷剂的最佳充注量，保证了热泵空调在低温环境下采暖时发挥全部性能，也方便了整车厂在整车环境舱台架试验室确认热泵空调在低温采暖模式下的制冷剂最佳充注量。
附图说明
图1为本发明所述热泵空调制冷剂低温最佳充注量确认方法的流程框图；
图2为热泵空调制冷剂低温最佳充注量确认方法中，采暖过冷度与制冷剂充注量的关系示意图；
具体实施方式
为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
本发明公开了一种纯电动车热泵空调制冷剂低温最佳充注量确认方法，如图1所示，所述纯电动车热泵空调制冷剂低温最佳充注量确认方法具体过程如下：
步骤S1：确保试验车辆符合试验条件并安装传感器；
所述确保试验车辆符合试验条件包括：
试验车辆应满足国家推荐性标准GB/T 12534-90汽车道路试验方法通则中关于试验车辆试验准备工作的要求，与此同时，试验车辆还应满足下列试验条件：
a)确认空调系统零部件完整且无泄漏，确保空调系统零部件工作有效；
b)确认空调系统内制冷剂的充注量符合车辆技术条件要求；
c)确认送风管路各接口不漏气，各出风口阀门操作正常且灵活；
d)确认温度控制开关、风量控制开关、风向选择开关和内外循环控制开关操作正常；
e)对在暖风水管上配备切断阀的暖风系统，试验前确认切断阀可正常打开和关闭；
f)吹面出风口格栅方向调整为朝向驾乘人员的肩部上部；
g)整车气密性满足整车技术条件要求；
h)确认发动机和变速箱档位标定策略应达到最终开发状态；
i)散热器风扇状态和控制逻辑满足设计要求；
j)发动机舱内周边各护板、隔热板和装饰物达到设计要求状态；
k)移走车辆前部区域和机舱内任何可能影响或改变机舱内温度的伪装材料，确保整车前端进气量和进气方向与设计要求一致。
所述传感器用于采集试验过程中的测量参数，所述测量参数包括：环境温度、吹面出风口温度、吹脚出风口温度、驾乘舱头部温度、驾乘舱膝部温度、驾乘舱足部温度、室内冷凝器制冷剂出口温度以及室内冷凝器制冷剂出口压力；
采集上述测量参数的各传感器的安装位置如下表一所示：
表一
上述测量参数中，驾乘舱头部温度、驾乘舱膝部温度和驾乘舱足部温度对应安装传感器的测点数量与车辆额定载客人数相对应。
步骤S2：设置热泵空调低温采暖工况下的充注量确认试验的环境温度；
根据不同地区冬季的温度，热泵空调进行低温采暖工况下的充注量确认试验环境温度设置为0℃，-5℃、-10℃、-15℃；
本具体实施方式中，热泵空调所使用的制冷剂为R134a(1，1，1，2-四氟乙烷)，而采用R134a制冷剂的热泵空调采暖时的临界工作温度为-10℃，以此温度作为热泵空调低温采暖工况下的充注量确认试验的环境温度，可以更容易确认车载热泵空调的制冷剂充注量范围，故设置试验环境舱环境温度为-10℃，且环境温度稳定后确保环境舱内的环境温度控制范围为-10℃±2℃。
步骤S3：进行热泵空调制冷剂低温充注量确认台架试验，分别确定低温下的制冷剂充注量下限和制冷剂充注量上限；
在进行热泵空调制冷剂低温充注量确认台架试验前对试验车辆进行预处理后，再根据正式的试验工况进行台架试验；
台架试验开始时，启动发动机，制冷剂由初始充注量M1开始从空调系统的低压管路充入，且以每次增加25g的幅度，连续充注，直至达到结束充注量Mx；本具体实施方式中：
所述初始充注量M1为：空调系统设计的理论充注量减去300g；
所述结束充注量Mx为：在连续充注试验过程中，室内冷凝器制冷剂出口压力开始超过2.5MPa时对应的充注量，所述室内冷凝器制冷剂出口压力由步骤S1中安装在室内冷凝器制冷剂出口处的传感器采集得到；
本具体实施方式中，台架试验前对试验车辆进行预处理对应的车辆状态，以及正式的试验工况详见下表二：
表二
经上述台架试验，根据上述步骤S1中设置在室内冷凝器制冷剂出口管壁表面的传感器，采集不同注入量下的室内冷凝器制冷剂出口实际温度，将已知的不同注入量下的室内冷凝器制冷剂出口理论饱和温度，与采集到的不同注入量下的室内冷凝器制冷剂出口实际温度做差，即获得不同注入量下的采暖过冷度；
以制冷剂充注量为X轴，以采暖过冷度为Y轴，绘制采暖过冷度与制冷剂充注量的关系图，如图2所示，确认确定低温下的制冷剂充注量下限和制冷剂充注量上限，其中：
所述制冷剂充注量下限ML为：所述采暖过冷度区趋于平稳的起始点位置对应的制冷剂充注量；
所述制冷剂充注量上限MU为：所述采暖过冷度区趋于平稳的终止点位置对应的制冷剂充注量；
步骤S4：计算获得制冷剂低温最佳充注量；
制冷剂最佳充注量MO的计算公式如下；
MO＝ML+0.75×(MU－ML)
上述公式中：
ML为制冷剂充注量下限值；
MU为制冷剂充注量上限值；
根据上述公式计算获得的空调制冷剂最佳充注量为MO向上圆整成5的整倍数。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种纯电动车热泵空调制冷剂低温最佳充注量确认方法，其特征在于：
所述方法具体过如下：
步骤S1：确保试验车辆符合试验条件并安装传感器；
步骤S2：设置热泵空调低温采暖工况下的充注量确认试验的环境温度；
步骤S3：进行热泵空调制冷剂低温充注量确认台架试验，分别确定低温下的制冷剂充注量下限和制冷剂充注量上限；
所述步骤S3中，确定低温下的制冷剂充注量下限和制冷剂充注量上限的具体过程如下：
台架试验开始时，启动发动机，制冷剂由初始充注量M1开始从空调系统的低压管路充入，且以每次等质量增加制冷剂，连续充注，直至达到结束充注量Mx；
采集不同注入量下的室内冷凝器制冷剂出口实际温度，将已知的不同注入量下的室内冷凝器制冷剂出口理论饱和温度，与采集到的不同注入量下的室内冷凝器制冷剂出口实际温度做差，即获得不同注入量下的采暖过冷度；
以制冷剂充注量为X轴，以采暖过冷度为Y轴，绘制采暖过冷度与制冷剂充注量的关系图，确认确定低温下的制冷剂充注量下限和制冷剂充注量上限，其中：
所述制冷剂充注量下限ML为：所述采暖过冷度区趋于平稳的起始点位置对应的制冷剂充注量；
所述制冷剂充注量上限MU为：所述采暖过冷度区趋于平稳的终止点位置对应的制冷剂充注量；
步骤S4：计算获得制冷剂低温最佳充注量。
2.如权利要求1所述一种纯电动车热泵空调制冷剂低温最佳充注量确认方法，其特征在于：
所述步骤S1中，试验车辆应满足下列试验条件：
a)确认空调系统零部件完整且无泄漏，确保空调系统零部件工作有效；
b)确认空调系统内制冷剂的充注量符合车辆技术条件要求；
c)确认送风管路各接口不漏气，各出风口阀门操作正常；
d)确认温度控制开关、风量控制开关、风向选择开关和内外循环控制开关操作正常；
e)对在暖风水管上配备切断阀的暖风系统，试验前确认切断阀可正常打开和关闭；
f)吹面出风口格栅方向调整为朝向驾乘人员的肩部上部；
g)整车气密性满足整车技术条件要求；
h)确认发动机和变速箱档位标定策略应达到最终开发状态；
i)散热器风扇状态和控制逻辑满足设计要求；
j)发动机舱内周边各护板、隔热板和装饰物达到设计要求状态；
k)确保整车前端进气量和进气方向与设计要求一致。
3.如权利要求1所述一种纯电动车热泵空调制冷剂低温最佳充注量确认方法，其特征在于：
所述传感器用于采集试验过程中的测量参数，所述测量参数包括：环境温度、吹面出风口温度、吹脚出风口温度、驾乘舱头部温度、驾乘舱膝部温度、驾乘舱足部温度、室内冷凝器制冷剂出口温度以及室内冷凝器制冷剂出口压力。
4.如权利要求1所述一种纯电动车热泵空调制冷剂低温最佳充注量确认方法，其特征在于：
所述步骤S2中，热泵空调所使用的制冷剂为R134a，设置试验环境舱环境温度为-10℃，且环境温度稳定后确保环境舱内的环境温度控制范围为-10℃±2℃。
5.如权利要求1所述一种纯电动车热泵空调制冷剂低温最佳充注量确认方法，其特征在于：
所述步骤S4中，制冷剂最佳充注量MO的计算公式如下；
MO＝ML+0.75×(MU－ML)
上述公式中：
ML为制冷剂充注量下限值；
MU为制冷剂充注量上限值；
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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