CN113370746B - 一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统及其控制方法，通过温湿度除雾传感器，实时计算并判断前风窗除雾效果，对应不同的结雾工况，制定不同的控制策略，包含低负荷兼顾模式、中负荷兼顾模式、高负荷兼顾模式、除雾低负荷模式、除雾中负荷模式、除雾高负荷模式。通过分级除雾模式，最大限度的利用热泵制热的能耗优势，通过空调功能的切换，实现除雾效果与空调状态的契合，降低除雾功能能耗，同时解决了除雾模式下无法兼顾乘员舱舒适性的问题，节约电能，提升电动汽车在高低温环境下的续驶里程。

Description

一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种电动车热泵除雾方法，具体涉及一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统及其控制方法，兼顾空调能耗与乘员舱温度稳定性。
背景技术
近年来汽车产业正在发生巨变，其中最重要的课题之一就是汽车新四化战略。中国《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》明确指出，要瞄准“电动化、网联化、智能化”方向，统筹发展和安全，加强政策标准法规协同，加快完善安全监管体系，扎实推动汽车强国建设。而电动汽车作为“新四化”的基础——电动化，必将紧跟政策导向，市场将继续取得飞跃性增长。
但伴随着电动汽车的发展，用户对于舒适度的要求不会降低，因此空调系统成为了电动汽车的能耗大户，很大程度上影响电动汽车续驶里程。
传统燃油汽车利用发动机废热加热及利用发动机皮带带动空调压缩机制冷，用户对于能量消耗的主观感受不明显。但电动车的制冷、制热、除雾、除雾功能，均是通过电能转化，且能耗大，用户感知明显。为了减少空调系统的能耗，现阶段一是通过硬件的改动，如热泵系统，通过外界热源的转化实现采暖能耗的降低，二是通过软件策略，实现热管理的闭环控制，在满足功能前提下实现能量优化利用。
在空调系统的各项功能中，前风窗的除雾功能用户较容易使用到。尤其是电动车，为了降低冬季采暖能耗而长时间使用室内循环风(简称内循环)，由此造成室内湿度大、温度高，极易出现前风窗结雾影响用户的使用。而为了保证除雾效果，目前电动车主要采用空调系统制冷除湿加PTC加热的方案，空调系统处于制冷和制热双模式工作状态，能耗更加巨大。且依赖用户操作除雾性能的升高与下降，不能兼顾除雾效果和能耗。
目前行业内空调自动前风窗除雾方案，绝大部分采用通过对比室外温度及室内温度差值的开环控制，例如专利CN109733158A所示的方案，缺点是不能有效对玻璃起雾状态进行判定，存在着在玻璃未起雾时触发起雾功能的情况，造成电动车的电能浪费。同样也存在着在前风挡起雾后不能有效启动的问题，影响驾驶安全。
少部分装备有湿度传感器的车辆，虽然能够实现一定程度上的闭环控制，如CN102991440B所示的方案，在检测到除雾需求时，空调制冷系统自动按最大负荷工作，并将空调模式调整为除雾模式。此类控制策略虽然简单且除雾效果直接，但除雾时系统功耗较大且不利于乘员舱温度的稳定。若是热泵系统，还面临着采暖、制热频繁切换的问题，不利于系统的稳定。
发明内容
本发明旨在提出一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统及其控制方法，通过温湿度除雾传感器，实时计算并判断前风窗除雾效果，对应不同的结雾工况，制定不同的控制策略，最大限度的利用热泵制热的能耗优势，通过空调功能的切换，实现除雾效果与空调状态的契合，降低除雾功能能耗，同时解决了除雾模式下无法兼顾乘员舱舒适性的问题，节约电能，提升电动汽车在高低温环境下的续驶里程。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，结合附图：
本发明提供一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统，包括采集模块、控制模块、加热制冷模块、分风模块，所述采集模块、加热制冷模块及分风模块同时与控制模块连接，加热制冷模块与分风模块连接；
所述采集模块包括玻璃温湿度传感器131、室内温度传感器132、外温传感器133、阳光传感器134、蒸发器温度传感器135及水温传感器136；玻璃温湿度传感器131用于采集玻璃表面的玻璃温度及玻璃表面附近的空气湿度；室内温度传感器132用于采集乘员舱内空气温度；外温传感器133用于采集车外环境温度；阳光传感器134用于采集室外阳光强度，蒸发器温度传感器135用于采集车前部空气温度，作为经过制冷的空气温度的基础数据；水温传感器136用于采集加热后的冷却液的温度，作为用于制热冷却温度的基础数据；
所述控制模块包括空调控制器110，用于收集采集模块的信号，通过内部逻辑转化成温湿度信息，并控制加热制冷模块、分风模块执行的动作；
所述分风模块包括HVAC 100，HVAC内集成有外循环进风口109a、内循环进风口109b、循环风门108、鼓风机101、蒸发器102、温度风门103、暖风芯体104、模式风门106，蒸发器温度传感器135、水温传感器136。
本发明同时提供一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、空调工作后，空调控制器110实时采集玻璃温湿度传感器131读数及室内温度传感器132读数；
步骤二、空调控制器110计算室内空气露点温度是否高于玻璃温度，若露点温度高于玻璃温度，则判断玻璃已结雾，进入步骤三进行除雾控制；若露点温度低于玻璃温度，则判断玻璃未结雾，进入步骤四进行空调循环模式控制；
步骤三、空调控制器110通过循环风门108反馈位置，判断是否为除雾模式，若不是除雾模式，空调控制器判断用户偏向于自身温度感受，因此选择优先保证乘员舱温度需求，除雾辅助，进入步骤3.1)进行辅助除雾控制；若是除雾模式，空调控制器判断用户要求立即除雾，因此优先保证除雾效果，次要兼顾乘员舱需求，进入步骤3.2)进行快速除雾控制；
步骤3.1)空调控制器110通过玻璃温湿度传感器131读数及室内温度传感器132读数，计算露点温度与玻璃温度的温差，根据温差大小，选择对应的辅助除雾模式进行辅助除雾操作；每种辅助除雾模式运行一定预设时间后，如果温差下降，则进入步骤3.3)进行除雾效果判断，否则运行下一辅助除雾模式，直至运行完所有辅助除雾模式后进入步骤3.2)；
步骤3.2)空调控制器110通过玻璃温湿度传感器131及室内温度传感器132读数，计算露点温度与玻璃温度的温差，根据温差大小，选择对应的快速除雾模式进行除雾操作；每种快速除雾模式运行一定预设时间后，如果温差下降，则进入步骤3.3)进行除雾效果判断，否则运行下一快速除雾模式，直至运行完所有快速除雾模式后进入步骤3.3)；
步骤3.3)空调控制器110计算室内空气露点温度是否高于玻璃温度，若判断露点温度低于玻璃温度，则判断玻璃已除雾完成，恢复用户原操作模式，除雾结束；
步骤四、空调控制器110通过循环风门108反馈位置，判断是否为外循环，若是外循环，驱动循环风门108调整为内循环；若是内循环，维持现有空调设置状态不变，并返回步骤一，进入下一控制循环。
进一步地，所述步骤3.1)中，辅助除雾模式包括：
低负荷兼顾模式：当空调控制器110计算出露点温度高于玻璃温度的数值为0-1℃时，进入低负荷兼顾模式，在不使电耗显著增加的前提下控制雾层发展；
中负荷兼顾模式：空调控制器110计算出露点温度高于玻璃温度的数值为1-3℃时，进入中负荷兼顾模式，不对乘员舱温度造成影响的前提下来控制雾层发展；
高负荷兼顾模式：空调控制器110计算出露点温度高于玻璃温度的数值为大于3℃时，进入高负荷兼顾模式，空调功能进入偏向除雾，不对乘员舱温度造成很大影响的前提下来控制雾层发展。
优选的，所述低负荷兼顾模式控制过程包括：
空调控制器110维持现有的蒸发器102的温度控制目标不变，若热泵系统140处于制热功能下，则不会切换到制冷功能；若热泵系统140处于制冷功能下，则维持现有的蒸发器102的温度控制目标不变；具体操作为：
空调控制器110驱动循环风门108调整为中间位置，实现室外空气与室内空气各50％的混合；
空调控制器110不驱动温度风门103的位置，保持HVAC 100出风温度恒定；
空调控制器110不调整鼓风机101的转速，保持HVAC 100出风速度恒定；
空调控制器110不驱动模式风门106的位置，保持HVAC100出风位置恒定。
优选的，所述中负荷兼顾模式控制过程包括：
空调控制器110维持现有的蒸发器102的温度控制目标不变，若热泵系统140处于制热功能下，则不会切换到制冷功能；若热泵系统140处于制冷功能下，则维持现有的蒸发器102的温度控制目标不变；具体操作为：
空调控制器110驱动循环风门108调整为外循环位置，实现室外空气进入；
空调控制器110不驱动温度风门103的位置，保持HVAC 100出风温度恒定；
空调控制器110不调整鼓风机101的转速，保持HVAC 100出风速度恒定；
空调控制器110不驱动模式风门106的位置，保持HVAC100出风位置恒定。
优选的，所述高负荷兼顾模式控制过程包括：
空调控制器110维持现有的蒸发器102的温度控制目标不变，若热泵系统140处于制热功能下，则不会切换到制冷功能；若热泵系统140处于制冷功能下，则维持现有的蒸发器102的温度控制目标不变；具体操作为：
空调控制器110驱动循环风门108调整为外循环位置，实现室外空气进入；
空调控制器110驱动温度风门103的位置，按室内温度传感器132的参数实时调整温度风门103位置，实现出口风温的变化；
空调控制器110调整鼓风机101增加2档，最大限制值为最高风量档位7档，增加HVAC 100出风速度；
空调控制器110驱动模式风门106的位置，使得HVAC100内空气从除雾风口106a吹出，增加到达风窗160的风量。
进一步地，所述步骤3.2)中，快速除雾模式包括：
除雾低负荷模式：空调控制器110计算出露点温度高于玻璃温度的数值为0-3℃时，进入除雾低负荷模式，在不对乘员舱温度控制的前提下，空调功能调整为偏向于先限制除雾制雾层发展；
除雾中负荷模式：空调控制器110计算出露点温度高于玻璃温度的数值为3-5℃时，进入除雾中负荷模式，在不对乘员舱温度控制的前提下，空调功能调整为偏向于先快速除雾；
除雾高负荷模式：空调控制器110计算出露点温度高于玻璃温度的数值为大于5℃时，进入除雾高负荷模式，在不对乘员舱温度控制的前提下，空调功能调整为偏向于最快速度除雾，保证驾驶安全。
优选的，所述除雾低负荷模式控制过程包括：
空调控制器110取消蒸发器102的温度控制目标，目标为取消制冷功能，具体操作为：
空调控制器110驱动循环风门108调整为外循环位置，实现室外空气进入；
空调控制器110驱动温度风门103的位置，使得空气全部经过蒸发器102、暖风芯体104，使得出口风温达到能够控制的最高温度；
空调控制器110调整鼓风机101为4档，此为最低除雾风速；
空调控制器110调整热泵系统140为制热功能加热冷却水，若热泵系统140不满足启动条件或不能不到目标水温，则利用PTC150加热冷却水，利用暖风芯体104给HVAC100内的空气加热。
优选的，所述除雾中负荷模式控制过程包括：
空调控制器110取消蒸发器102的温度控制目标，目标为取消制冷功能，具体操作为：
空调控制器110驱动循环风门108调整为外循环位置，实现室外空气进入；
空调控制器110驱动温度风门103的位置，使得空气全部经过蒸发器102、暖风芯体104，使得出口风温达到能够控制的最高温度；
空调控制器110调整鼓风机101为7档，此为最高除雾风速；
空调控制器110调整热泵系统140为制热功能加热冷却水，若热泵系统140不满足启动条件或不能达到目标水温，则利用PTC150加热冷却水，利用暖风芯体104给HVAC100内的空气加热。
优选的，所述除雾高负荷模式控制过程包括：
空调控制器110调整现有的蒸发器102的温度控制为1℃，此为蒸发器最低控制温度，若热泵系统140处于制热功能下，则会切换到制冷功能，若热泵系统140处于制冷功能下，则会加大功率保证蒸发器控制温度的达成，空调控制器110调整水温目标为最高温度控制75℃控制，此为水温最高控制温度；具体操作为：
空调控制器110驱动循环风门108调整为外循环位置，实现室外空气进入；
空调控制器110驱动温度风门103的位置，使得空气全部经过蒸发器102、暖风芯体104，使得出口风温达到能够控制的最高温度；
空调控制器110调整鼓风机101为7档，此为最高除雾风速；
空调控制器110调整热泵系统140为制冷功能使得蒸发器温度最低，同时控制PTC150按最大水温控制目标加热冷却水，利用暖风芯体104给HVAC100内的空气加热。
本发明具有以下优点：
1、本发明专利提出一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制方法，包含低负荷兼顾模式、中负荷兼顾模式、高负荷兼顾模式、除雾低负荷模式、除雾中负荷模式、除雾高负荷模式。通过分级除雾模式，在满足用户除雾需求的前提下，解决了电动车热泵除雾能耗高及对乘员舱温度影响大的问题。
2、本发明专利提出一种除雾控制方案，通过实时采集玻璃温度及玻璃附近空气湿度来判断玻璃的实际结雾情况，然后选择不同的除雾模式进行除雾，在不满足需求时自动升级模式，无需通过用户操作，即可实现除雾功能的自动启动，保证行驶安全；
3、本发明专利提出一种闭环除雾控制方案，通过一定除雾时间后的再判断，来决定除雾功能的退出还是升级除雾功能直至退出，实现了雾层的自动消除。
附图说明
图1为本发明实施例1一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统结构原理图；
图2为本发明实施例1所述分风模块结构原理图；
图3为本发明实施例2所述一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统的控制方法整体流程图；
图4为本发明实施例2所述步骤S401流程图；
图5为本发明实施例2所述步骤S402流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步介绍本发明的技术方案：
实施例1
如图1所示，一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统，包括采集模块、控制模块、加热制冷模块、分风模块，所述采集模块、加热制冷模块及分风模块同时与控制模块连接，加热制冷模块与分风模块连接。
采集模块包括：玻璃温湿度传感器131、室内温度传感器132、外温传感器133、阳光传感器134、蒸发器温度传感器135、水温传感器136。
控制模块包括：空调控制器110及空调面板120。
加热制冷模块包括：热泵系统140及PTC加热器150、蒸发器102、暖风芯体104。
分风模块包括：HVAC 100。
如图2所示，所述分风模块包括具体包括集成在HVAC 100内的外循环进风口109a、内循环进风口109b、循环风门108、鼓风机101、蒸发器102、温度风门103、暖风芯体104、模式风门106，蒸发器温度传感器135、水温传感器136。所述模式风门106具体包括除雾模式风门106a、吹面风门106b、吹脚风门106c。
所述采集模块中：玻璃温湿度传感器131布置在前风挡玻璃上，温度探头采集玻璃表面的玻璃温度，湿度探头采集玻璃表面附近的空气湿度，作为玻璃结雾条件的基础数据。室内温度传感器132布置在室内仪表板附近，温度探头采集空气温度，作为乘员舱内空气温度的基础数据。外温传感器133布置车外前格栅前，温度探头采集车前部空气温度，作为室外环境温度的基础数据。阳光传感器134布置在仪表板前部，光照探头采集阳光照射强度，作为室外阳光强度的基础数据。蒸发器温度传感器135布置在HVAC 100内，蒸发器102后部温度探头采集车前部空气温度，作为经过制冷的空气温度的基础数据。水温传感器136布置在HVAC 100内的暖风芯体104内部，温度探头采集加热后的冷却液的温度，作为用于制热冷却温度的基础数据。
所述分风模块的HVAC100，通过循环风门108的运动，可以按需求切换外部空气和驾驶室内空气参与循环的比例。鼓风电机101作为循环风的动力源，将空气泵入驾驶室。蒸发器102作为制冷的主要部件，内部是制冷剂，通过热泵系统140提供的制冷剂的相变，使得蒸发器102降温，HVAC100内部空气经过蒸发器后得以降温。暖风芯体104作为制热的主要部件，内部是冷却液，通过热泵系统140或PTC150提供的加热后的冷却液，使得暖风芯体升温，HVAC100内部空气经过暖风芯体104后得以升温。温度风门103通过运动，用于调节经过蒸发器102及暖风芯体104的比例，使得HVAC100出口的空气温度可控。模式风门106通过运动，可控制经过降温及加热的空气的出口方向，其中106a控制除雾出风口，106b控制吹面出风口，106c控制吹脚出风口。
所述加热制冷模块中，热泵系统140提供制冷用的制冷剂循环及制热用的冷却液循环，用于实现制冷及制热功能，其制冷和制热功能须进行切换。PTC 150可通过电能对制热用的冷却液进行加热，用于在特定工况下再次加热热泵系统140输出的冷却液温度，使其达到使用要求。
所述控制模块中，空调面板用于输出用户对于空调功能的需求，包括制冷/制热、室内温度要求、循环风门108位置要求、模式风门106位置要求。空调控制器用于收集采集模块的信号，通过内部逻辑转化成温湿度信息，收集空调面板的用户需求，通过内部程序计算需要加热制冷模块、分风模块执行的动作，通过电信号输出使加热制冷模块、分风模块达到目标动作。实时检测采集模块信号，调整加热制冷模块、分风模块执行的动作。
空调系统除雾的基本原理：一是增加风挡玻璃160的温度，使其高于室内空气在当前湿度下的露点温度，使水蒸气不能凝结在其表面；二是降低风挡玻璃160附近空气的湿度，使其露点温度低于风挡玻璃160表面温度，使水蒸气不能凝结在其表面。
空调除雾功能启动的前提是在整车电气ON状态下，用户操作空调，使得空调处于开启工作状态。同时整车高压电气应处于Ready下，此时所有模块均能正常工作，实现加热和降温，否则加热制冷模块不能工作，不能实现加热和降温，以下除雾工作案例中相关结构工作指令执行受限。
实施例2
一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统的控制方法，如图3所示，包括以下步骤：
步骤S10.空调工作后，空调控制器110实时采集玻璃温湿度传感器131读数及室内温度传感器132读数。
步骤S20.空调控制器110计算室内空气露点温度是否高于玻璃温度，作为是否结雾的判断依据，若判断露点温度高于玻璃温度，则判断玻璃已结雾，进入到步骤S301；若判断露点温度低于玻璃温度，则判断玻璃未结雾，进入到步骤S302。
步骤S301.空调控制器110通过循环风门108反馈位置，判断是否为除雾模式，若不是除雾模式，空调控制器判断用户偏向于自身温度感受，因此优先保证乘员舱温度需求，除雾辅助，进入步骤S3011；若是除雾模式，空调控制器判断用户要求立即除雾，因此优先保证除雾效果，次要兼顾乘员舱需求，进入步骤S3012。
步骤S3011.空调控制器110通过玻璃温湿度传感器131读数及室内温度传感器132读数，计算露点温度与玻璃温度的温差，根据温差大小，选择对应的辅助除雾模式进行除雾控制；每种辅助除雾模式运行一定预设时间后，如果温差下降，则进入步骤S601，否则运行下一辅助除雾模式直至进入步骤S3012。
步骤S3012.空调控制器110通过玻璃温湿度传感器131及室内温度传感器132读数，计算露点温度与玻璃温度的温差，根据温差大小，选择对应的快速除雾模式进行除雾控制；每种快速除雾模式运行一定预设时间后，如果温差下降，则进入步骤S601，否则运行下一快速除雾模式直至运行完所有除雾模式。
步骤S601.空调控制器110内部计算室内空气露点温度是否高于玻璃温度，作为是否结雾的判断依据，若判断露点温度高于玻璃温度，则判断玻璃已结雾，恢复用户原操作模式，除雾结束。
步骤S302.空调控制器110通过循环风门108反馈位置，判断是否为外循环，若是外循环，进入步骤S3021，驱动循环风门108调整为内循环，以节约电能；若是内循环，进入步骤S3022，维持现有空调设置状态不变；步骤S302结束后，进行汽车热泵系统除雾反馈控制，返回步骤S10，继续采集玻璃温湿度传感器131读数及室内温度传感器132读数。
进一步地，所述步骤S3011具体包括以下步骤，如图4所示：
步骤S401.空调控制器110通过玻璃温湿度传感器131读数及室内温度传感器132读数，计算露点温度高于玻璃温度的数值，对应不同的数值分别进入如下3个除雾工作状态。
Mode 1(低负荷兼顾模式)：
空调控制器110通过玻璃温湿度传感器131读数及室内温度传感器132读数，计算露点温度高于玻璃温度的数值为0-1℃时，此时玻璃106表面的雾层积累轻微，对驾驶视野影响有限，因此进入低负荷兼顾模式，在不使电耗显著增加的前提下控制雾层发展。
步骤S5011.空调控制器110维持现有的蒸发器102的温度控制目标不变，若热泵系统140处于制热功能下，则不会切换到制冷功能。若热泵系统140处于制冷功能下，则维持现有的蒸发器102的温度控制目标不变。因此对于乘员舱的温度无影响。由于外循环风口109a打开后，由于进风温度降低，会导致出风口温度下降，因此空调控制器110根据室内温度传感器132、外温传感器133的输入，调整水温目标，具体调整值视室内温度与外温的差值。
步骤S5011包括以下具体控制过程：
步骤S5012.空调控制器110驱动循环风门108调整为中间位置，实现室外空气与室内空气各50％的混合。
步骤S5013.空调控制器110不驱动温度风门103的位置，保持HVAC 100出风温度恒定。
步骤S5014.空调控制器110不调整鼓风机101的转速，保持HVAC 100出风速度恒定。
步骤S5015.空调控制器110不驱动模式风门106的位置，保持HVAC100出风位置恒定。
以上步骤S5012～S5015可使部分室内空气的混合，可使得进入HVAC 100内的空气温度不偏移控制温度过多，以有效降低电能，同时不对现有空调状态进行调整，以维持室内温度为目标，不以快速除雾为目标。
步骤S5016.空调控制器110通过玻璃温湿度传感器131及室内温度传感器132读数，在S5015后2分钟时，计算露点温度高于玻璃温度的数值，并与步骤S401时的温度差值进行比较：若计算温度差值小于步骤S401时的温度差值，表示空调除雾速度大于风窗160的结雾速度，进入步骤S601；若计算温度差值大于步骤S401时的温度差值，则表示空调除雾速度小于风窗160的结雾速度，进入Mode 2。
Mode 2(中负荷兼顾模式)：
空调控制器110通过玻璃温湿度传感器131及室内温度传感器132读数，计算露点温度高于玻璃温度的数值为1-3℃时，此时玻璃106表面的雾层积累稍多，对驾驶视野有一定影响，因此进入中负荷兼顾模式，不对乘员舱温度造成影响的前提下来控制雾层发展。
步骤S5021.空调控制器110维持现有的蒸发器102的温度控制目标不变，若热泵系统140处于制热功能下，则不会切换到制冷功能。若热泵系统140处于制冷功能下，则维持现有的蒸发器102的温度控制目标不变。因此对于乘员舱的温度无影响。由于外循环风口109a打开后，由于进风温度降低，会导致出风口温度下降，因此空调控制器110根据室内温度传感器132、外温传感器133的输入，调整水温目标，具体调整值视室内温度与外温的差值。
步骤S5021包括以下具体控制过程：
步骤S5022.空调控制器110驱动循环风门108调整为外循环位置，实现室外空气进入。
步骤S5023.空调控制器110不驱动温度风门103的位置，保持HVAC 100出风温度恒定。
步骤S5024.空调控制器110不调整鼓风机101的转速，保持HVAC 100出风速度恒定。
步骤S5025空调控制器110不驱动模式风门106的位置，保持HVAC100出风位置恒定。
以上步骤S5022～S5025，室外空气进入HVAC 100内，室内空气不参与循环。秋冬季时由于室外温度空气温度低，含水量小，因此能降低室内的相对湿度，改善风窗160结雾的条件。同时不对现有空调状态进行调整，以维持室内温度为目标，不以快速除雾为目标。
步骤S5026.空调控制器110通过玻璃温湿度传感器131及室内温度传感器132读数，在S5025后2分钟时，计算露点温度高于玻璃温度的数值，并与步骤S401时的温度差值进行比较：若计算温度差值小于步骤S401时的温度差值，表示空调除雾速度大于风窗160的结雾速度，进入步骤S601；若计算温度差值大于步骤S401时的温度差值，则表示空调除雾速度小于风窗160的结雾速度，进入Mode 3。
Mode 3(高负荷兼顾模式)：
空调控制器110通过玻璃温湿度传感器131及室内温度传感器132读数，计算露点温度高于玻璃温度的数值为大于3℃时，此时玻璃106表面的雾层积累多，对驾驶视野有很大影响，因此进入高负荷兼顾模式，空调功能进入偏向除雾，不对乘员舱温度造成很大影响的前提下来控制雾层发展。
步骤S5031包括以下具体控制过程：
步骤S5031.空调控制器110维持现有的蒸发器102的温度控制目标不变，若热泵系统140处于制热功能下，则不会切换到制冷功能。若热泵系统140处于制冷功能下，则维持现有的蒸发器102的温度控制目标不变。因此对于乘员舱的温度无影响。由于外循环风口109a打开后，由于进风温度降低，会导致出风口温度下降，因此空调控制器110根据室内温度传感器132、外温传感器133的输入，调整水温目标，具体调整值视室内温度与外温的差值。
步骤S5032空调控制器110驱动循环风门108调整为外循环位置，实现室外空气进入。
步骤S5033空调控制器110驱动温度风门103的位置，按室内温度传感器132的参数实时调整温度风门103位置，实现出口风温的变化。
步骤S5034空调控制器110调整鼓风机101增加2档，最大限制值为最高风量档位7档，增加HVAC 100出风速度。
步骤S5035空调控制器110驱动模式风门106的位置，使得HVAC100内空气从除雾风口106a吹出，增加到达风窗160的风量。
以上步骤S5032～S5035，直吹玻璃160的风量加大，在增加流通空气温度，降低含水量的前提下，能够加速风窗160附近热交换，改善风窗160结雾的条件，因此加快除雾速度成为主要目标。由于对室内温度进行监测，维持室内温度为次要目标。
步骤S5036.空调控制器110通过玻璃温湿度传感器131及室内温度传感器132读数，在S5036后2分钟时，计算露点温度高于玻璃温度的数值，并与步骤S401时的温度差值进行比较。若计算温度差值小于步骤S401时的温度差值，表示空调除雾速度大于风窗160的结雾速度，进入步骤S601；若计算温度差值大于步骤S401时的温度差值，则表示空调除雾速度小于风窗160的结雾速度，进入步骤S3012。
所述步骤S3012具体包括以下步骤，如图5所示：
步骤S402.空调控制器110通过玻璃温湿度传感器131及室内温度传感器132读数，计算露点温度高于玻璃温度的数值，对应不同的数值分别进入如下3个除雾工作状态。
Mode 4(除雾低负荷模式)：
空调控制器110通过玻璃温湿度传感器131及室内温度传感器132，计算露点温度高于玻璃温度的数值为0-3℃时，此时玻璃106表面的雾层积累轻微，对驾驶视野影响有限，因此进入除雾低负荷模式，在不对乘员舱温度控制的前提下，空调功能调整为偏向于先限制除雾制雾层发展。
步骤S5041.空调控制器110取消蒸发器102的温度控制目标，目标为取消制冷功能。由于外循环风口109a打开后，由于进风温度降低，会导致出风口温度下降，因此空调控制器110根据室内温度传感器132、外温传感器133的输入，调整水温目标，具体调整值视室内温度与外温的差值。
步骤S5041包括以下具体控制过程：
步骤S5042空调控制器110驱动循环风门108调整为外循环位置，实现室外空气进入。
步骤S5043空调控制器110驱动温度风门103的位置，使得空气全部经过蒸发器102、暖风芯体104，使得出口风温达到能够控制的最高温度。
步骤S5044空调控制器110调整鼓风机101为4档，此为最低除雾风速。
步骤S5045空调控制器110调整热泵系统140为制热功能加热冷却水，若热泵系统140不满足启动条件或不能不到目标水温，则利用PTC150加热冷却水。利用暖风芯体104给HVAC100内的空气加热。
以上步骤S5042～S5045，风量全部提供给除雾风口106a，提高出风温度，从而加快风窗160结雾去除，以加快除雾速度成为目标，不维持室内温度。
步骤S5046.空调控制器110通过玻璃温湿度传感器131及室内温度传感器132，在S5045后2分钟时，计算露点温度高于玻璃温度的数值，并与步骤S3012时的温度差值进行比较。若计算温度差值小于步骤S3012时的温度差值，表示空调除雾速度大于风窗160的结雾速度，进入步骤S601，若计算温度差值大于步骤S3012时的温度差值，则表示空调除雾速度小于风窗160的结雾速度，进入Mode5。
Mode 5(除雾中负荷模式)：
空调控制器110通过玻璃温湿度传感器131及室内温度传感器132，计算露点温度高于玻璃温度的数值为3-5℃时，此时玻璃106表面的雾层积累稍多，对驾驶视野有一定影响，因此进入除雾中负荷模式，在不对乘员舱温度控制的前提下，空调功能调整为偏向于先快速除雾。
步骤S5051.空调控制器110取消蒸发器102的温度控制目标，目标为取消制冷功能。由于外循环风口109a打开后，由于进风温度降低，会导致出风口温度下降，因此空调控制器110根据室内温度传感器132、外温传感器133的输入，调整水温目标，具体调整值视室内温度与外温的差值。
步骤S5051包括以下具体控制过程：
步骤S5052空调控制器110驱动循环风门108调整为外循环位置，实现室外空气进入。
步骤S5053空调控制器110驱动温度风门103的位置，使得空气全部经过蒸发器102、暖风芯体104，使得出口风温达到能够控制的最高温度。
步骤S5054空调控制器110调整鼓风机101为7档，此为最高除雾风速。
步骤S5055空调控制器110调整热泵系统140为制热功能加热冷却水，若热泵系统140不满足启动条件或不能达到目标水温，则利用PTC150加热冷却水。利用暖风芯体104给HVAC100内的空气加热。
以上步骤S5052～S5055，按最大风量且全部提供给除雾风口106a，提高出风温度，从而加快风窗160结雾去除，以加快除雾速度成为目标，不维持室内温度。
步骤S5056.空调控制器110通过玻璃温湿度传感器131及室内温度传感器132，在S5055后2分钟时，计算露点温度高于玻璃温度的数值，并与步骤S3012时的温度差值进行比较。若计算温度差值小于步骤S3012时的温度差值，表示空调除雾速度大于风窗160的结雾速度，进入步骤S601，若计算温度差值大于步骤S3012时的温度差值，则表示空调除雾速度小于风窗160的结雾速度，进入Mode6。
Mode 6(除雾高负荷模式)：
空调控制器110通过玻璃温湿度传感器131及室内温度传感器132，计算露点温度高于玻璃温度的数值为大于5℃时，此时玻璃106表面的雾层积累多，对驾驶视野有很大影响，因此进入除雾高负荷模式，在不对乘员舱温度控制的前提下，空调功能调整为偏向于最快速度除雾，保证驾驶安全。
步骤S5061.空调控制器110调整现有的蒸发器102的温度控制为1℃，此为蒸发器最低控制温度，若热泵系统140处于制热功能下，则会切换到制冷功能。若热泵系统140处于制冷功能下，则会加大功率保证蒸发器控制温度的达成。空调控制器110调整水温目标为最高温度控制75℃控制，此为水温最高控制温度。
步骤S5061包括以下具体控制过程：
步骤S5062空调控制器110驱动循环风门108调整为外循环位置，实现室外空气进入。
步骤S5063空调控制器110驱动温度风门103的位置，使得空气全部经过蒸发器102、暖风芯体104，使得出口风温达到能够控制的最高温度。
步骤S5064空调控制器110调整鼓风机101为7档，此为最高除雾风速。
步骤S5065空调控制器110调整热泵系统140为制冷功能使得蒸发器温度最低，同时控制PTC150按最大水温控制目标加热冷却水。利用暖风芯体104给HVAC100内的空气加热。
以上步骤S5062～S5065，按最大风量且全部提供给除雾风口106a，提高出风温度，同时蒸发器工作后，会降低空气温度，降低露点温度，通过水分在蒸发器的凝结降低含水量，从而加快风窗160结雾去除，以最快速度除雾为目标，不维持室内温度。

Claims (9)

1.一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统的控制方法，所述纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统包括采集模块、控制模块、加热制冷模块、分风模块，所述采集模块、加热制冷模块及分风模块同时与控制模块连接，加热制冷模块与分风模块连接；
所述采集模块包玻璃温湿度传感器(131)、室内温度传感器(132)、外温传感器(133)、阳光传感器(134)、蒸发器温度传感器(135)及水温传感器(136)；玻璃温湿度传感器(131)用于采集玻璃表面的玻璃温度及玻璃表面附近的空气湿度；室内温度传感器(132)用于采集乘员舱内空气温度；外温传感器(133)用于采集车外环境温度；阳光传感器(134)用于采集室外阳光强度，蒸发器温度传感器(135)用于采集车前部空气温度，作为经过制冷的空气温度的基础数据；水温传感器(136)用于采集加热后的冷却液的温度，作为用于制热冷却温度的基础数据；
所述控制模块包括空调控制器(110)，用于收集采集模块的信号，通过内部逻辑转化成温湿度信息，并控制加热制冷模块、分风模块执行的动作；
所述分风模块包括HVAC(100)，HVAC内集成有外循环进风口(109a)、内循环进风口(109b)、循环风门(108)、鼓风机(101)、蒸发器(102)、温度风门(103)、暖风芯体(104)、模式风门(106)，蒸发器温度传感器(135)、水温传感器(136)；
其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：
步骤一、空调工作后，空调控制器(110)实时采集玻璃温湿度传感器(131)读数及室内温度传感器(132)读数；
步骤二、空调控制器(110)计算室内空气露点温度是否高于玻璃温度，若露点温度高于玻璃温度，则判断玻璃已结雾，进入步骤三进行除雾控制；若露点温度低于玻璃温度，则判断玻璃未结雾，进入步骤四进行空调循环模式控制；
步骤三、空调控制器(110)通过循环风门(108)反馈位置，判断是否为除雾模式，若不是除雾模式，空调控制器判断用户偏向于自身温度感受，因此选择优先保证乘员舱温度需求，除雾辅助，进入步骤3.1)进行辅助除雾控制；若是除雾模式，空调控制器判断用户要求立即除雾，因此优先保证除雾效果，次要兼顾乘员舱需求，进入步骤3.2)进行快速除雾控制；
步骤3.1)空调控制器(110)通过玻璃温湿度传感器(131)读数及室内温度传感器(132)读数，计算露点温度与玻璃温度的温差，根据温差大小，选择对应的辅助除雾模式进行辅助除雾操作；每种辅助除雾模式运行一定预设时间后，如果温差下降，则进入步骤3.3)进行除雾效果判断，否则运行下一辅助除雾模式，直至运行完所有辅助除雾模式后进入步骤3.2)；
步骤3.2)空调控制器(110)通过玻璃温湿度传感器(131)及室内温度传感器(132)读数，计算露点温度与玻璃温度的温差，根据温差大小，选择对应的快速除雾模式进行除雾操作；每种快速除雾模式运行一定预设时间后，如果温差下降，则进入步骤3.3)进行除雾效果判断，否则运行下一快速除雾模式，直至运行完所有快速除雾模式后进入步骤3.3)；
步骤3.3)空调控制器(110)计算室内空气露点温度是否高于玻璃温度，若判断露点温度低于玻璃温度，则判断玻璃已除雾完成，恢复用户原操作模式，除雾结束；
步骤四、空调控制器(110)通过循环风门(108)反馈位置，判断是否为外循环，若是外循环，驱动循环风门(108)调整为内循环；若是内循环，维持现有空调设置状态不变，并返回步骤一，进入下一控制循环。
2.如权利要求1所述的一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统的控制方法，其特征在于，所述步骤3.1)中，辅助除雾模式包括：
低负荷兼顾模式：当空调控制器(110)计算出露点温度高于玻璃温度的数值为0-1℃时，进入低负荷兼顾模式，在不使电耗显著增加的前提下控制雾层发展；
中负荷兼顾模式：空调控制器(110)计算出露点温度高于玻璃温度的数值为1-3℃时，进入中负荷兼顾模式，不对乘员舱温度造成影响的前提下来控制雾层发展；
高负荷兼顾模式：空调控制器(110)计算出露点温度高于玻璃温度的数值为大于3℃时，进入高负荷兼顾模式，空调功能进入偏向除雾。
3.如权利要求2所述的一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统的控制方法，其特征在于，所述低负荷兼顾模式控制过程包括：
空调控制器(110)维持现有的蒸发器(102)的温度控制目标不变，若热泵系统(140)处于制热功能下，则不会切换到制冷功能；若热泵系统(140)处于制冷功能下，则维持现有的蒸发器(102)的温度控制目标不变；具体操作为：
空调控制器(110)驱动循环风门(108)调整为中间位置，实现室外空气与室内空气各50％的混合；
空调控制器(110)不驱动温度风门(103)的位置，保持HVAC(100)出风温度恒定；
空调控制器(110)不调整鼓风机(101)的转速，保持HVAC(100)出风速度恒定；
空调控制器(110)不驱动模式风门(106)的位置，保持HVAC(100)出风位置恒定。
4.如权利要求2所述的一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统的控制方法，其特征在于，所述中负荷兼顾模式控制过程包括：
空调控制器(110)维持现有的蒸发器(102)的温度控制目标不变，若热泵系统(140)处于制热功能下，则不会切换到制冷功能；热泵系统(140)处于制冷功能下，则维持现有的蒸发器(102)的温度控制目标不变；具体操作为：
空调控制器(110)驱动循环风门(108)调整为外循环位置，实现室外空气进入；
空调控制器(110)不驱动温度风门(103)的位置，保持HVAC(100)出风温度恒定；
空调控制器(110)不调整鼓风机(101)的转速，保持HVAC(100)出风速度恒定；
空调控制器(110)不驱动模式风门(106)的位置，保持HVAC(100)出风位置恒定。
5.如权利要求2所述的一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统的控制方法，其特征在于，所述高负荷兼顾模式控制过程包括：
空调控制器(110)维持现有的蒸发器(102)的温度控制目标不变，若热泵系统(140)处于制热功能下，则不会切换到制冷功能；热泵系统(140)处于制冷功能下，则维持现有的蒸发器(102)的温度控制目标不变；具体操作为：
空调控制器(110)驱动循环风门(108)调整为外循环位置，实现室外空气进入；
空调控制器(110)驱动温度风门(103)的位置，按室内温度传感器(132)的参数实时调整温度风门(103)位置，实现出口风温的变化；
空调控制器(110)调整鼓风机(101)增加2档，最大限制值为最高风量档位7档，增加HVAC(100)出风速度；
空调控制器(110)驱动模式风门(106)的位置，使得HVAC(100)内空气从除雾风口(106a)吹出，增加到达风窗(160)的风量。
6.如权利要求1所述的一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统的控制方法，其特征在于，所述步骤3.2)中，快速除雾模式包括：
除雾低负荷模式：空调控制器(110)计算出露点温度高于玻璃温度的数值为0-3℃时，进入除雾低负荷模式，在不对乘员舱温度控制的前提下，空调功能调整为偏向于先限制雾层发展；
除雾中负荷模式：空调控制器(110)计算出露点温度高于玻璃温度的数值为3-5℃时，进入除雾中负荷模式，在不对乘员舱温度控制的前提下，空调功能调整为偏向于先快速除雾；
除雾高负荷模式：空调控制器(110)计算出露点温度高于玻璃温度的数值为大于5℃时，进入除雾高负荷模式，在不对乘员舱温度控制的前提下，空调功能调整为偏向于最快速度除雾，保证驾驶安全。
7.如权利要求6所述的一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统的控制方法，其特征在于，所述除雾低负荷模式控制过程包括：
空调控制器(110)取消蒸发器(102)的温度控制目标，目标为取消制冷功能，具体操作为：
空调控制器(110)驱动循环风门(108)调整为外循环位置，实现室外空气进入；
空调控制器(110)驱动温度风门(103)的位置，使得空气全部经过蒸发器(102)、暖风芯体(104)，使得出口风温达到能够控制的最高温度；
空调控制器(110)调整鼓风机(101)为4档，此为最低除雾风速；
空调控制器(110)调整热泵系统(140)为制热功能加热冷却水，若热泵系统(140)不满足启动条件或不能不到目标水温，则利用PTC(150)加热冷却水，利用暖风芯体(104)给HVAC(100)内的空气加热。
8.如权利要求6所述的一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统的控制方法，其特征在于，所述除雾中负荷模式控制过程包括：
空调控制器(110)取消蒸发器(102)的温度控制目标，目标为取消制冷功能，具体操作为：
空调控制器(110)驱动循环风门(108)调整为外循环位置，实现室外空气进入；
空调控制器(110)驱动温度风门(103)的位置，使得空气全部经过蒸发器(102)、暖风芯体(104)，使得出口风温达到能够控制的最高温度；
空调控制器(110)调整鼓风机(101)为7档，此为最高除雾风速；
空调控制器(110)调整热泵系统(140)为制热功能加热冷却水，若热泵系统(140)不满足启动条件或不能达到目标水温，则利用PTC(150)加热冷却水，利用暖风芯体(104)给HVAC(100)内的空气加热。
9.如权利要求6所述的一种纯电动汽车热泵系统除雾闭环控制系统的控制方法，其特征在于，所述除雾高负荷模式控制过程包括：
空调控制器(110)调整现有的蒸发器(102)的温度控制为1℃，此为蒸发器最低控制温度，若热泵系统(140)处于制热功能下，则会切换到制冷功能，若热泵系统(140)处于制冷功能下，则会加大功率保证蒸发器控制温度的达成，空调控制器(110)调整水温目标为最高温度控制75℃控制，此为水温最高控制温度；具体操作为：
空调控制器(110)驱动循环风门(108)调整为外循环位置，实现室外空气进入；
空调控制器(110)驱动温度风门(103)的位置，使得空气全部经过蒸发器(102)、暖风芯体(104)，使得出口风温达到能够控制的最高温度；
空调控制器(110)调整鼓风机(101)为7档，此为最高除雾风速；
空调控制器(110)调整热泵系统(140)为制冷功能使得蒸发器温度最低，同时控制PTC(150)按最大水温控制目标加热冷却水，利用暖风芯体(104)给HVAC(100)内的空气加热。
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