CN113400891A - 双温区热泵空调控制方法 - Google Patents

双温区热泵空调控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双温区热泵空调控制方法，包括：基于热负荷标定目标出风口温度；基于热负荷标定温度电机步数；建立热负荷和热泵空调的压缩机工作区间之间的对应关系；建立目标出风口温度和热泵空调的压缩机转速调节量之间的对应关系；响应于主副驾各自的制冷/制热请求，根据温度电机步数、压缩机工作区间和压缩机转速调节量，对热泵空调进行双温区控制。本发明的双温区热泵空调控制方法，由于采用了热泵系统，可以节约能源；根据温度电机步数、压缩机工作区间、压缩机转速调节量，对热泵空调进行双温区控制，主副驾用户可以差异化调节出风口温度，并可以动态稳定调节温度，有利于提升用户体验。

Description

双温区热泵空调控制方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种双温区热泵空调控制方法。
背景技术
随着电动车热管理技术的发展，热泵空调是冬季加热节能的重要的热管理措施。普通空调冬季采暖，主要通过PTC加热器加热，无论是风暖PTC还是水暖PTC，本质上都是直接将电能通过PTC片转换为热能，理论效率为100％，但算上损耗，实际可能只有90％。而热泵空调的效率为200％。根据行业内大数据显示，PTC在冬季平均能耗约2kw，而热泵空调在冬季的平均能耗约1kw，节能约50％。目前，采用制冷剂R134a的热泵空调仅能用于-10℃以上的环境温度，在更低温度的情况下，均需增加辅助PTC。
随着人们对舒适性要求的提高，双温区的配置越来越普及。然而，目前的空调控制方法，仅能实现单温区控制，无法实现主副驾温度的差异化，而且未采用热泵系统，无法实现节能。
因此，亟需一种双温区热泵空调控制方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种双温区热泵空调控制方法，以解决上述现有技术中的问题，能够实现节能，并且主副驾用户可以差异化调节出风口温度，有利于提升用户体验。
本发明提供了一种双温区热泵空调控制方法，其中，包括：
基于热负荷标定目标出风口温度；
基于热负荷标定温度电机步数；
建立热负荷和热泵空调的压缩机工作区间之间的对应关系；
建立目标出风口温度和热泵空调的压缩机转速调节量之间的对应关系；
响应于主副驾各自的制冷/制热请求，根据温度电机步数、压缩机工作区间和压缩机转速调节量，对热泵空调进行双温区控制。
如上所述的双温区热泵空调控制方法，其中，优选的是，所述基于热负荷标定目标出风口温度，具体包括：
通过以下公式计算热负荷，
TD＝K1*(Tset-25)+K2*(Tset-Tin)-K3-K4+OFFSET
其中，TD表示热负荷，Tset表示设定温度，Tin表示室内温度，K1表示设定温度偏差增益，以设定25℃为基准，用于控制升温和降温的水平，K2表示室内温度偏差增益，用于控制升温和降温至25℃的水平，K3表示环境温度补偿偏移，针对不同的环境温度进行不同的环境温度补偿，其值与环境温度有关，K4表示日照量补偿偏移，针对不同的环境温度进行不同的阳光补偿，其值与阳光补偿系数和阳光补偿基值有关，OFFSET表示固定常数，取值越小，表示制冷性能越强，取值越大，表示采暖能力越强；
针对每个热负荷的计算值，标定目标出风口温度。
如上所述的双温区热泵空调控制方法，其中，优选的是，所述建立热负荷和热泵空调的压缩机工作区间之间的对应关系，具体包括：
在制冷工况下，当热负荷的计算值≥136时，关闭热泵空调的压缩机制冷；当热负荷的计算值≤120时，开启热泵空调的压缩机制冷；
在制热工况下，当热负荷的计算值≥140时，开启热泵空调的压缩机制热；当热负荷的计算值≤135时，关闭热泵空调的压缩机制热。
如上所述的双温区热泵空调控制方法，其中，优选的是，所述建立目标出风口温度和热泵空调的压缩机转速调节量之间的对应关系，具体包括：
在制热工况下，每隔预设时间，通过以下公式计算热泵的压缩机转速调节量，
Crpm＝P*e+I*e*|e|，
其中，Crpm表示压缩机转速调节量，e＝实际出风温度-目标出风口温度，表示出风温差，P和I表示系数，在环境温度≤5℃时，P取值为1.5，I取值为0.6，在环境温度＞5℃时，P取值为1，I取值为0.05；Crpm＞0，表示需要降低压缩机转速，Crpm＜0，表示需要调高压缩机转速；调高压缩机转速时，最大上升速率限制在100rpm/s以内，降低压缩机转速时，最大下降速率限制在50rpm/s以内；
在制冷工况下，每隔预设时间，通过以下公式计算热泵的压缩机转速调节量，
Crpm＝P*e+I*e*|e|
其中，Crpm表示压缩机转速调节量，e＝实际出风温度-目标出风口温度，表示出风口目标温差，P和I表示系数，P取值为1，I取值为0.5，Crpm＞0，表示需要调高压缩机转速，Crpm＜0，表示需要降低压缩机转速，调高压缩机转速时，最大上升速率限制在100rpm/s以内，降低压缩机转速时，最大下降速率限制在50rpm/s以内。
如上所述的双温区热泵空调控制方法，其中，优选的是，在主副驾同步控制的情况下，所述响应于主副驾各自的制冷/制热请求，根据温度电机步数、压缩机工作区间和压缩机转速调节量，对热泵空调进行双温区控制，具体包括：
通过空调控制器自动控制出风温度，具体包括：
当设定温度在最低温度LO时，控制温度风门在最冷位置；
当设定温度在中间温度时，根据温度电机步数的标定结果，对温度风门的位置进行自动控制；
当设定温度在最高温度HI时，控制温度风门在最热位置；
空调系统处于关闭状态时，温度风门维持关闭之前的状态；
在车辆上电且空调系统处于关闭状态下，通过操作设定温度旋钮，以使空调被唤醒，温度风门自动打开；
当设定温度在最低温度LO时，在环境温度处于任意值，热负荷的计算值为任意值时，均需强制进入制冷模式，具体包括：
若根据热负荷所确定的压缩机工作区间不允许开启制冷，且模式处于非除霜状态下，则强制制冷，将压缩机转速调节为1000rpm，温度电机运转至最冷位置；
若根据热负荷所确定的压缩机工作区间不允许开启制冷，且模式处于除霜状态下，则强制制冷，将压缩机转速调节为2000rpm，温度电机运转至最冷位置；
若根据热负荷所确定的压缩机工作区间允许开启制冷，则压缩机按照压缩机转速调节量进行转速的调节，以开启制冷；
当设定温度在最高温度HI时，通过以下方式进行制热：
若根据热负荷所确定的压缩机工作区间属于制热区间，压缩机按照压缩机转速调节量进行转速的调节，以开启制热；
若根据热负荷所确定的压缩机工作区间不属于制热区间，则不允许开启压缩机，采用PTC加热器制热，PTC加热器开启1档，温度风门运转至最热位置。
如上所述的双温区热泵空调控制方法，其中，优选的是，在主副驾异步控制、且同时请求制冷的情况下，所述响应于主副驾各自的制冷/制热请求，根据温度电机步数、压缩机工作区间和压缩机转速调节量，对热泵空调进行双温区控制，具体包括：
按照主副驾各自对应的热负荷中的较小值计算压缩机转速，以保证压缩机转速取高值；
根据温度电机步数的标定结果查表得出热负荷较低一侧的温度电机步数；
根据目标出风口温度，调节热负荷较高一侧的温度电机的步数，其中，电机当前调节步数＝(出风口温度-目标出风口温度)×3，若出风口目标温差＝出风口温度-目标出风口温度≤±2℃，温度电机不再调节，若出风口温差＞0℃，则增加电机步数，若出风口温差＜0℃，则减小电机步数。
如上所述的双温区热泵空调控制方法，其中，优选的是，在主副驾异步控制、同时请求制热、其制热模式为PTC制热的情况下，所述响应于主副驾各自的制冷/制热请求，根据温度电机步数、压缩机工作区间和压缩机转速调节量，对热泵空调进行双温区控制，具体包括：
按照主副驾各自对应的热负荷中的较高值确定PTC加热器的开启状态，以保证PTC加热器的开启状态取高值；
根据温度电机步数的标定结果查表得出热负荷较高一侧的温度电机步数；
根据目标出风口温度，调节热负荷较低一侧的温度电机的步数，其中，电机当前调节步数＝(出风口温度-目标出风口温度)×3，若出风口目标温差＝出风口温度-目标出风口温度≤±2℃，温度电机不再调节，若出风口温差＞0℃，则增加电机步数，若出风口温差＜0℃，则减小电机步数，
在主副驾异步控制、同时请求制热、其制热模式为热泵制热的情况下，所述响应于主副驾各自的制冷/制热请求，根据温度电机步数、压缩机工作区间和压缩机转速调节量，对热泵空调进行双温区控制，具体包括：
按照主副驾各自对应的热负荷中的较大值计算压缩机转速，以保证压缩机转速取高值；
根据温度电机步数的标定结果查表得出热负荷较高一侧的温度电机步数；
根据目标出风口温度，调节热负荷较低一侧的温度电机的步数，其中，电机当前调节步数＝(出风口温度-目标出风口温度)×3，若出风口目标温差＝出风口温度-目标出风口温度≤±2℃，温度电机不再调节，若出风口温差＞0℃，则增加电机步数，若出风口温差＜0℃，则减小电机步数，
在主副驾异步控制、同时请求制热、其制热模式为热泵和PCT同时制热的情况下，所述响应于主副驾各自的制冷/制热请求，根据温度电机步数、压缩机工作区间和压缩机转速调节量，对热泵空调进行双温区控制，具体包括：
按照主副驾各自对应的热负荷中的较大值计算压缩机转速，以保证压缩机转速取高值，PTC加热器的开启状态也取高值；
根据温度电机步数的标定结果查表得出热负荷较高一侧的温度电机步数；
根据目标出风口温度，调节热负荷较低一侧的温度电机的步数，其中，电机当前调节步数＝(出风口温度-目标出风口温度)×3，若出风口目标温差＝出风口温度-目标出风口温度≤±2℃，温度电机不再调节，若出风口温差＞0℃，则增加电机步数，若出风口温差＜0℃，则减小电机步数。
如上所述的双温区热泵空调控制方法，其中，优选的是，在主副驾异步控制、分别请求制冷和制热、其制热模式为热泵和PCT同时制热的情况下，所述响应于主副驾各自的制冷/制热请求，根据温度电机步数、压缩机工作区间和压缩机转速调节量，对热泵空调进行双温区控制，具体包括：
若环境温度＞15℃，则采用热泵控制，压缩机按照制冷规则运行，其中，主副驾各自所对应的温度电机步数按照主副驾各自的热负荷，根据温度电机步数的标定结果查表得到，此种工况不允许开启PTC加热器；
若环境温度＜12℃，则按照制热规则运行压缩机或者PTC加热器，其中，主副驾各自所对应的温度电机步数按照主副驾各自的热负荷，根据温度电机步数的标定结果查表得到，并保证温度电机步数不小于1000。
如上所述的双温区热泵空调控制方法，其中，优选的是，所述方法还包括：对PTC加热器进行过热保护，具体包括：
若PTC加热器的反馈温度超过100℃，则断开PTC继电器；
若PTC加热器的反馈温度下降到85℃，则根据PTC加热器的控制策略控制PTC继电器开启/关闭，PTC加热器可以正常运行；
若70℃<出风口温度<80℃，则PTC加热器最大可开启1档，不能开启2档和3档；
若出风口温度＞80℃，则关闭PTC加热器；
若室环境温度度≤-11℃，则关闭热泵制热，启动PTC制热；
若单独采用PTC加热器的循环风门控制，则根据主副驾各自对应的热负荷中的较大值进行控制。
如上所述的双温区热泵空调控制方法，其中，优选的是，所述方法还包括：在低温下单独采用PTC加热器制热，具体包括：
若设置温度-室内温度≥10℃，则PTC加热器开启3档；
若设置温度-室内温度≤5℃，则PTC加热器开启2档；
若设置温度-室内温度≤0℃，则PTC加热器开启1档，当PTC加热器进入1档后，基于目标温度控制循环风门，具体包括：
若目标出风温度-实际脚出风温度≥2℃，则将外循环开度增加1％；
若目标出风温度-实际脚出风温度≤-2℃，则将外循环开度增加1％；
若目标出风温度-实际脚出风温度在±1℃以内不变化，则自动控制循环风门，循环控制每10秒变化一次，且在自动控制状态下，外循环开度的变化范围为15％-50％。
本发明提供一种双温区热泵空调控制方法，由于采用了热泵系统，可以节约能源；根据温度电机步数、压缩机工作区间、压缩机转速调节量，对热泵空调进行双温区控制，主副驾用户可以差异化调节出风口温度，并可以动态稳定调节温度，有利于提升用户体验；基于环境温度调整双温区控制策略，避免异步调节的滥用，减少不必要的能耗消耗；双温区工况下，避免因局部温度风门开度过低，造成PTC局部温度过高，产生异味或造成PTC损坏的风险；单独PTC制热模式下，PTC基于档位进行控制，通过调节循环风门，也可以实现出风口温度的精准调节。
附图说明
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
图1为本发明提供的双温区热泵空调控制方法的实施例的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
随着人们对舒适性要求的提高，双温区的配置越来越普及。基于主副驾乘员的不同需求，对主副驾的出风口温度进行差异化地智能调节变得越来越重要。然而，目前的空调控制方法，仅能实现单温区控制，无法实现主副驾温度的差异化，而且未采用热泵系统，无法实现节能。
本发明通过热泵空调的两套加热系统智能地调节主副驾的温度，可以提升用户体验。本发明的控制方法可适用于普通纯电动汽车的电动空调系统及家用空调系统，本发明对双温区热泵空调控制方法的使用场景不作具体限定。如图1所示，本实施例提供的双温区热泵空调控制方法在实际执行过程中，具体包括如下步骤：
步骤S1、基于热负荷标定目标出风口温度。
由于本发明为对双温区热泵空调进行控制，主驾设定温度需要计算一个主驾对应的热负荷(TD)，副驾设定温度需要计算一个副驾对应的热负荷，即需要两套热负荷，其中，热负荷是表征车辆所需求的热量，其值越小，表示越热，越需要制冷，其值越大，表示越冷，越需要制热。其中模式、循环和风量均按照主驾对应的热负荷执行。温度电机按照各自的热负荷值执行。在本发明的双温区热泵空调控制方法的一种实施方式中，所述步骤S1具体可以包括：
步骤S11、通过以下公式计算热负荷，
TD＝K1*(Tset-25)+K2*(Tset-Tin)-K3-K4+OFFSET
其中，TD表示热负荷，Tset表示设定温度，Tin表示室内温度，K1表示设定温度偏差增益，以设定25℃为基准，用于控制升温和降温的水平，K2表示室内温度偏差增益，用于控制升温和降温至25℃的水平，K3表示环境温度补偿偏移，针对不同的环境温度进行不同的环境温度补偿，其值与环境温度有关，K4表示日照量补偿偏移，针对不同的环境温度进行不同的阳光补偿，其值与阳光补偿系数和阳光补偿基值有关，OFFSET表示固定常数，取值越小，表示制冷性能越强，取值越大，表示采暖能力越强。
在本发明中，作为一个示例而非限定，K1的取值为8，K2的取值为10，K3的取值与环境温度的关系见表1。
表1 K3的取值与环境温度的关系表
Figure BDA0003170023850000091
K4的取值通过以下公式计算：
K4＝Kamb*Ksun，
其中，Kamb表示阳光补偿系数，Ksun表示阳光补偿基值，
具体地，阳光补偿基值与环境温度和阳光辐射强度有关，不同辐照度对应阳光强度和阳光补偿基值Ksun的关系见表2。
表2 Tamb＝20℃时，阳光补偿基值Ksun与阳光强度的对应关系表
Figure BDA0003170023850000092
注：阳光强度通过报文采集左右侧阳光强度的最大值而得。
不同的环境温度下，阳光补偿系数Kamb按表3执行，Kamb的取值方式与K1、K2相同。
表3阳光补偿系数Kamb与环境温度的对应关系表
Figure BDA0003170023850000093
Figure BDA0003170023850000101
热负荷TD的取值范围为0-255，超过255时按照255计算，低于0时按照0计算。
步骤S12、针对每个热负荷的计算值，标定目标出风口温度。
在计算得到热负荷TD后，在不同的热负荷TD下，通过测量来标定目标出风口温度，标定结果见表4。
表4目标出风口温度与热负荷的对应关系表
TD 目标出风口温度
0 3
21 4
37 5
53 7
69 9
85 10
93 12
101 14
109 16
117 17
125 19
135 25
140 31
148 34
156 37
164 40
172 42
180 43
188 44
196 46
204 48
212 51
220 54
228 57
236 59
255 62
步骤S2、基于热负荷标定温度电机步数。
在不同的热负荷TD下，通过测量来标定温度电机步数，标定结果见表5，其中，TD值在109到120之间为回差区间，防止造成温度电机的状态因TD值的跳动而变动。
表5温度电机步数与热负荷的对应关系表
TD 温度电机步数
0 0
109 0
120 1000
131 1200
209 1400
255 1580
步骤S3、建立热负荷和热泵空调的压缩机工作区间之间的对应关系。
在本发明的双温区热泵空调控制方法的一种实施方式中，所述步骤S3具体可以包括：
步骤S31、在制冷工况下，当热负荷的计算值≥136时，关闭热泵空调的压缩机制冷；当热负荷的计算值≤120时，开启热泵空调的压缩机制冷。
因此，在制冷工况下，热泵空调的压缩机工作区间所对应的热负荷的计算值为≤120。
步骤S32、在制热工况下，当热负荷的计算值≥140时，开启热泵空调的压缩机制热；当热负荷的计算值≤135时，关闭热泵空调的压缩机制热。
因此，在制热工况下，热泵空调的压缩机工作区间所对应的热负荷的计算值为≥140。
步骤S4、建立目标出风口温度和热泵空调的压缩机转速调节量之间的对应关系。
在本发明的双温区热泵空调控制方法的一种实施方式中，所述步骤S4具体可以包括：
步骤S41、在制热工况下，每隔预设时间，通过以下公式计算热泵的压缩机转速调节量，
Crpm＝P*e+I*e*|e|，
其中，Crpm表示压缩机转速调节量，e＝实际出风温度-目标出风口温度，表示出风温差，P和I表示系数，在环境温度≤5℃时，P取值为1.5，I取值为0.6，在环境温度＞5℃时，P取值为1，I取值为0.05；Crpm＞0，表示需要降低压缩机转速，Crpm＜0，表示需要调高压缩机转速；调高压缩机转速时，最大上升速率限制在100rpm/s以内，降低压缩机转速时，最大下降速率限制在50rpm/s以内，转速调节周期例如可以为4s每次。
步骤S42、在制冷工况下，每隔预设时间，通过以下公式计算热泵的压缩机转速调节量，
Crpm＝P*e+I*e*|e|
其中，Crpm表示压缩机转速调节量，e＝实际出风温度-目标出风口温度，表示出风口目标温差，P和I表示系数，P取值为1，I取值为0.5，Crpm＞0，表示需要调高压缩机转速，Crpm＜0，表示需要降低压缩机转速，调高压缩机转速时，最大上升速率限制在100rpm/s以内，降低压缩机转速时，最大下降速率限制在50rpm/s以内，转速调节周期例如可以为4s每次。
步骤S5、响应于主副驾各自的制冷/制热请求，根据温度电机步数、压缩机工作区间和压缩机转速调节量，对热泵空调进行双温区控制。
左/右出风温度设定有2种控制方式：同步控制和异步控制；SYNC(异步)按键未操作，双温区空调进入同步状态，调节任意温度旋钮，双区温度同步改变；当用户操作SYNC按键后，双温区空调进入异步控制，调节各温区旋钮，改变各温区的温度设置。
在本发明的双温区热泵空调控制方法的一种实施方式中，在主副驾同步控制的情况下，所述步骤S5具体可以包括：
步骤A1、通过空调控制器自动控制出风温度，具体包括：
步骤A11、当设定温度在最低温度LO时，控制温度风门在最冷位置。其中，最低温度LO为17℃。
步骤A12、当设定温度在中间温度时，根据温度电机步数的标定结果(表5)，对温度风门的位置进行自动控制。其中，中间温度为18℃-31℃。
步骤A13、当设定温度在最高温度HI时，控制温度风门在最热位置。其中，最高温度HI为32℃。
步骤A2、空调系统处于关闭状态时，温度风门维持关闭之前的状态。
步骤A3、在车辆上电且空调系统处于关闭状态下，通过操作设定温度旋钮，以使空调被唤醒，温度风门自动打开，下面分别对设定温度分别为最低温度LO和最高温度HI时的控制方式进行介绍。
第一种情况，当设定温度在最低温度LO时，在环境温度处于任意值，热负荷的计算值为任意值时，均需强制进入制冷模式，即设定温度在最低温度LO时，无论环境温度处于任何值，无论TD值如何，均需强制进入制冷模式，具体包括：
若根据热负荷所确定的压缩机工作区间不允许开启制冷，且模式处于非除霜状态下，则强制制冷，将压缩机转速调节为1000rpm，温度电机运转至最冷位置。
如前所述，在制冷工况下，当热负荷的计算值≥136时，关闭热泵空调的压缩机制冷，即不允许开启制冷。
若根据热负荷所确定的压缩机工作区间不允许开启制冷，且模式处于除霜状态下，则强制制冷，将压缩机转速调节为2000rpm，温度电机运转至最冷位置。
若根据热负荷所确定的压缩机工作区间允许开启制冷，则压缩机按照压缩机转速调节量进行转速的调节，以开启制冷。
如前所述，压缩机转速调节量是基于目标出风口温度和实际出风口温度计算得到的。并且，在制冷工况下，当热负荷的计算值≤120时，开启热泵空调的压缩机制冷，即允许开启制冷。
因此，在制冷工况下，热泵空调的压缩机工作区间所对应的热负荷的计算值为≤120。
第二种情况，当设定温度在最高温度HI时，通过以下方式进行制热：
若根据热负荷所确定的压缩机工作区间属于制热区间，压缩机按照压缩机转速调节量进行转速的调节，以开启制热。
如前所述，压缩机转速调节量是基于目标出风口温度和实际出风口温度计算得到的。并且，在制热工况下，当热负荷的计算值≥140时，开启热泵空调的压缩机制热，即属于制热区间。
若根据热负荷所确定的压缩机工作区间不属于制热区间，则不允许开启压缩机，采用PTC加热器制热，PTC加热器开启1档，温度风门运转至最热位置。
如前所述，在制热工况下，当热负荷的计算值≤135时，关闭热泵空调的压缩机制热，即不允许制热。
在本发明的双温区热泵空调控制方法的一种实施方式中，在主副驾异步控制、且同时请求制冷的情况下，所述步骤S5具体可以包括：
步骤B1、按照主副驾各自对应的热负荷中的较小值计算压缩机转速，以保证压缩机转速取高值。
例如，主驾对应的TD值为30，副驾对应的TD值为80，则按照TD值较小的30(对应于主驾)计算压缩机转速。
步骤B2、根据温度电机步数的标定结果(表5)查表得出热负荷较低一侧的温度电机步数。
在表5中，按照TD取值为30，查表得出主驾温度电机步数，此时主驾的温度电机步数为0。
步骤B3、根据目标出风口温度，调节热负荷较高一侧的温度电机的步数，其中，电机当前调节步数＝(出风口温度-目标出风口温度)×3，若出风口目标温差＝出风口温度-目标出风口温度≤±2℃，温度电机不再调节，若出风口温差＞0℃，则增加电机步数，若出风口温差＜0℃，则减小电机步数。
副驾温度电机根据目标出风口温度进行调节，电机当前调节步数＝(副驾出风口温度-目标出风口温度)×3。其中，目标出风口温度根据目标出风口温度的标定结果(表4)查表得到。需要说明的是，若主驾TD比副驾小，则副驾电机的步数不能比主驾小；反之如此，若副驾TD比主驾TD小，则主驾电机的步数不能比副驾小。
进一步地，在本发明的双温区热泵空调控制方法的一种实施方式中，在主副驾异步控制、同时请求制热、其制热模式为PTC制热的情况下，所述步骤S5具体可以包括：
步骤C1、按照主副驾各自对应的热负荷中的较高值确定PTC加热器的开启状态，以保证PTC加热器的开启状态取高值。
例如，主驾对应的TD值为209，副驾对应的TD值为180，则按照TD值较大的209(对应于主驾)计算PTC加热器的开启状态。
步骤C2、根据温度电机步数的标定结果(表5)查表得出热负荷较高一侧的温度电机步数。
在表5中，按照TD取值为209，查表得出主驾温度电机步数，此时主驾的温度电机步数为1400。
步骤C3、根据目标出风口温度，调节热负荷较低一侧的温度电机的步数，其中，电机当前调节步数＝(出风口温度-目标出风口温度)×3，若出风口目标温差＝出风口温度-目标出风口温度≤±2℃，温度电机不再调节，若出风口温差＞0℃，则增加电机步数，若出风口温差＜0℃，则减小电机步数。
副驾温度电机根据目标出风口温度进行调节。电机当前调节步数＝(副驾出风口温度-目标出风口温度)×3。其中，目标出风口温度根据目标出风口温度的标定结果(表4)查表得到。需要说明的是，若主驾TD比副驾大，则副驾电机的步数不能比主驾大；反之如此，若副驾TD比主驾TD大，则主驾电机的步数不能比副驾大。
进一步地，在本发明的双温区热泵空调控制方法的一种实施方式中，在主副驾异步控制、同时请求制热、其制热模式为热泵制热的情况下，所述步骤S5具体可以包括：
步骤D1、按照主副驾各自对应的热负荷中的较大值计算压缩机转速，以保证压缩机转速取高值。
例如，主驾对应的TD值为209，副驾对应的TD值为180，则按照TD值较大的209(对应于主驾)计算压缩机转速。
步骤D2、根据温度电机步数的标定结果(表5)查表得出热负荷较高一侧的温度电机步数。
在表5中，按照TD取值为209，查表得出主驾温度电机步数，此时主驾的温度电机步数为1400。
步骤D3、根据目标出风口温度，调节热负荷较低一侧的温度电机的步数，其中，电机当前调节步数＝(出风口温度-目标出风口温度)×3，若出风口目标温差＝出风口温度-目标出风口温度≤±2℃，温度电机不再调节，若出风口温差＞0℃，则增加电机步数，若出风口温差＜0℃，则减小电机步数。
副驾温度电机根据出风口目标温度进行调节。电机当前调节步数＝(副驾出风口温度-目标出风口温度)×3。其中，目标出风口温度根据目标出风口温度的标定结果(表4)查表得到。需要说明的是，若主驾TD比副驾大，则副驾电机的步数不能比主驾大；反之如此，若副驾TD比主驾TD大，则主驾电机的步数不能比副驾大。
进一步地，在本发明的双温区热泵空调控制方法的一种实施方式中，在主副驾异步控制、同时请求制热、其制热模式为热泵和PCT同时制热的情况下，所述步骤S5具体可以包括：
步骤E1、按照主副驾各自对应的热负荷中的较大值计算压缩机转速，以保证压缩机转速取高值，PTC加热器的开启状态也取高值。
例如，主驾对应的TD值为209，副驾对应的TD值为180，则按照TD值较大的209(对应于主驾)计算压缩机转速。
步骤E2、根据温度电机步数的标定结果(表5)查表得出热负荷较高一侧的温度电机步数。
在表5中，按照TD取值为209，查表得出主驾温度电机步数，此时主驾的温度电机步数为1400。
步骤E3、根据目标出风口温度，调节热负荷较低一侧的温度电机的步数，其中，电机当前调节步数＝(出风口温度-目标出风口温度)×3，若出风口目标温差＝出风口温度-目标出风口温度≤±2℃，温度电机不再调节，若出风口温差＞0℃，则增加电机步数，若出风口温差＜0℃，则减小电机步数。
副驾温度电机根据出风口目标温度进行调节。电机当前调节步数＝(副驾出风口温度-目标出风口温度)×3。其中，目标出风口温度根据目标出风口温度的标定结果(表4)查表得到。
进一步地，在本发明的双温区热泵空调控制方法的一种实施方式中，在主副驾异步控制、分别请求制冷和制热、其制热模式为热泵和PCT同时制热的情况下，所述步骤S5具体可以包括：
步骤F1、若环境温度＞15℃，则采用热泵控制，压缩机按照制冷规则运行，其中，主副驾各自所对应的温度电机步数按照主副驾各自的热负荷，根据温度电机步数的标定结果(表5)查表得到，此种工况不允许开启PTC加热器。
本发明在一种实施例中，环境温度＞15℃，如果主驾请求制冷，副驾请求制热。此时副驾只需要打开温度风门，通过车内冷凝器获得热量。从节能和用户需求角度考虑，无需打开PTC加热器制热。
步骤F2、若环境温度＜12℃，则按照制热规则运行压缩机或者PTC加热器，其中，主副驾各自所对应的温度电机步数按照主副驾各自的热负荷，根据温度电机步数的标定结果(表5)查表得到，并保证温度电机步数不小于1000。
环境温度在12℃-15℃之间为回差区间。
进一步地，本发明在一些实施方式中，所述方法还包括：
步骤S6、对PTC加热器进行过热保护。
在本发明的双温区热泵空调控制方法的一种实施方式中，所述步骤S6具体可以包括：
步骤S61、若PTC加热器的反馈温度超过100℃，则断开PTC继电器。
步骤S62、若PTC加热器的反馈温度下降到85℃，则根据PTC加热器的控制策略控制PTC继电器开启/关闭，PTC加热器可以正常运行。
步骤S63、若70℃<出风口温度<80℃，则PTC加热器最大可开启1档，不能开启2档和3档。
步骤S64、若出风口温度＞80℃，则关闭PTC加热器。
步骤S65、若室环境温度度≤-11℃，则关闭热泵制热，启动PTC制热。
步骤S66、若单独采用PTC加热器的循环风门控制，则根据主副驾各自对应的热负荷中的较大值进行控制。
更进一步地，本发明在一些实施方式中，所述方法还包括：
步骤S7、在低温下单独采用PTC加热器制热。
在本发明的双温区热泵空调控制方法的一种实施方式中，所述步骤S7具体可以包括：
步骤S71、若设置温度-室内温度≥10℃，则PTC加热器开启3档。
步骤S72、若设置温度-室内温度≤5℃，则PTC加热器开启2档。
步骤S73、若设置温度-室内温度≤0℃，则PTC加热器开启1档，当PTC加热器进入1档后，基于目标温度控制循环风门。PTC加热器进入1档后的目标出风温度与热负荷TD值的对应关系见表6。
表6 PTC加热器进入1档后的目标出风温度与热负荷TD值的对应关系
TD 目标出风温度
130 23
135 25
140 31
148 34
156 37
164 40
172 42
180 43
188 44
196 46
204 48
212 51
220 54
228 57
236 59
255 62
具体而言，若目标出风温度-实际脚出风温度≥2℃，则将循环风门的外循环开度增加1％；若目标出风温度-实际脚出风温度≤-2℃，则将循环风门的外循环开度增加1％。
步骤S74、若目标出风温度-实际脚出风温度在±1℃以内不变化，则自动控制循环风门，循环控制每10秒变化一次，且在自动控制状态下，外循环开度的变化范围为15％-50％。
本发明实施例提供的双温区热泵空调控制方法，由于采用了热泵系统，可以节约能源；根据温度电机步数、压缩机工作区间、压缩机转速调节量，对热泵空调进行双温区控制，主副驾用户可以差异化调节出风口温度，并可以动态稳定调节温度，有利于提升用户体验；基于环境温度调整双温区控制策略，避免异步调节的滥用，减少不必要的能耗消耗；双温区工况下，避免因局部温度风门开度过低，造成PTC局部温度过高，产生异味或造成PTC损坏的风险；单独PTC制热模式下，PTC基于档位进行控制，通过调节循环风门，也可以实现出风口温度的精准调节。
至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种双温区热泵空调控制方法，其特征在于，包括：
基于热负荷标定目标出风口温度；
基于热负荷标定温度电机步数；
建立热负荷和热泵空调的压缩机工作区间之间的对应关系；
建立目标出风口温度和热泵空调的压缩机转速调节量之间的对应关系；
响应于主副驾各自的制冷/制热请求，根据温度电机步数、压缩机工作区间和压缩机转速调节量，对热泵空调进行双温区控制。
2.根据权利要求1所述的双温区热泵空调控制方法，其特征在于，所述基于热负荷标定目标出风口温度，具体包括：
通过以下公式计算热负荷，
TD＝K1*(Tset-25)+K2*(Tset-Tin)-K3-K4+OFFSET
其中，TD表示热负荷，Tset表示设定温度，Tin表示室内温度，K1表示设定温度偏差增益，以设定25℃为基准，用于控制升温和降温的水平，K2表示室内温度偏差增益，用于控制升温和降温至25℃的水平，K3表示环境温度补偿偏移，针对不同的环境温度进行不同的环境温度补偿，其值与环境温度有关，K4表示日照量补偿偏移，针对不同的环境温度进行不同的阳光补偿，其值与阳光补偿系数和阳光补偿基值有关，OFFSET表示固定常数，取值越小，表示制冷性能越强，取值越大，表示采暖能力越强；
针对每个热负荷的计算值，标定目标出风口温度。
3.根据权利要求2所述的双温区热泵空调控制方法，其特征在于，所述建立热负荷和热泵空调的压缩机工作区间之间的对应关系，具体包括：
在制冷工况下，当热负荷的计算值≥136时，关闭热泵空调的压缩机制冷；当热负荷的计算值≤120时，开启热泵空调的压缩机制冷；
在制热工况下，当热负荷的计算值≥140时，开启热泵空调的压缩机制热；当热负荷的计算值≤135时，关闭热泵空调的压缩机制热。
4.根据权利要求1所述的双温区热泵空调控制方法，其特征在于，所述建立目标出风口温度和热泵空调的压缩机转速调节量之间的对应关系，具体包括：
在制热工况下，每隔预设时间，通过以下公式计算热泵的压缩机转速调节量，
Crpm＝P*e+I*e*|e|，
其中，Crpm表示压缩机转速调节量，e＝实际出风温度-目标出风口温度，表示出风温差，P和I表示系数，在环境温度≤5℃时，P取值为1.5，I取值为0.6，在环境温度＞5℃时，P取值为1，I取值为0.05；Crpm＞0，表示需要降低压缩机转速，Crpm＜0，表示需要调高压缩机转速；调高压缩机转速时，最大上升速率限制在100rpm/s以内，降低压缩机转速时，最大下降速率限制在50rpm/s以内；
在制冷工况下，每隔预设时间，通过以下公式计算热泵的压缩机转速调节量，
Crpm＝P*e+I*e*|e|
其中，Crpm表示压缩机转速调节量，e＝实际出风温度-目标出风口温度，表示出风口目标温差，P和I表示系数，P取值为1，I取值为0.5，Crpm＞0，表示需要调高压缩机转速，Crpm＜0，表示需要降低压缩机转速，调高压缩机转速时，最大上升速率限制在100rpm/s以内，降低压缩机转速时，最大下降速率限制在50rpm/s以内。
5.根据权利要求1所述的双温区热泵空调控制方法，其特征在于，在主副驾同步控制的情况下，所述响应于主副驾各自的制冷/制热请求，根据温度电机步数、压缩机工作区间和压缩机转速调节量，对热泵空调进行双温区控制，具体包括：
通过空调控制器自动控制出风温度，具体包括：
当设定温度在最低温度LO时，控制温度风门在最冷位置；
当设定温度在中间温度时，根据温度电机步数的标定结果，对温度风门的位置进行自动控制；
当设定温度在最高温度HI时，控制温度风门在最热位置；
空调系统处于关闭状态时，温度风门维持关闭之前的状态；
在车辆上电且空调系统处于关闭状态下，通过操作设定温度旋钮，以使空调被唤醒，温度风门自动打开；
当设定温度在最低温度LO时，在环境温度处于任意值，热负荷的计算值为任意值时，均需强制进入制冷模式，具体包括：
若根据热负荷所确定的压缩机工作区间不允许开启制冷，且模式处于非除霜状态下，则强制制冷，将压缩机转速调节为1000rpm，温度电机运转至最冷位置；
若根据热负荷所确定的压缩机工作区间不允许开启制冷，且模式处于除霜状态下，则强制制冷，将压缩机转速调节为2000rpm，温度电机运转至最冷位置；
若根据热负荷所确定的压缩机工作区间允许开启制冷，则压缩机按照压缩机转速调节量进行转速的调节，以开启制冷；
当设定温度在最高温度HI时，通过以下方式进行制热：
若根据热负荷所确定的压缩机工作区间属于制热区间，压缩机按照压缩机转速调节量进行转速的调节，以开启制热；
若根据热负荷所确定的压缩机工作区间不属于制热区间，则不允许开启压缩机，采用PTC加热器制热，PTC加热器开启1档，温度风门运转至最热位置。
6.根据权利要求1所述的双温区热泵空调控制方法，其特征在于，在主副驾异步控制、且同时请求制冷的情况下，所述响应于主副驾各自的制冷/制热请求，根据温度电机步数、压缩机工作区间和压缩机转速调节量，对热泵空调进行双温区控制，具体包括：
按照主副驾各自对应的热负荷中的较小值计算压缩机转速，以保证压缩机转速取高值；
根据温度电机步数的标定结果查表得出热负荷较低一侧的温度电机步数；
根据目标出风口温度，调节热负荷较高一侧的温度电机的步数，其中，电机当前调节步数＝(出风口温度-目标出风口温度)×3，若出风口目标温差＝出风口温度-目标出风口温度≤±2℃，温度电机不再调节，若出风口温差＞0℃，则增加电机步数，若出风口温差＜0℃，则减小电机步数。
7.根据权利要求1所述的双温区热泵空调控制方法，其特征在于，在主副驾异步控制、同时请求制热、其制热模式为PTC制热的情况下，所述响应于主副驾各自的制冷/制热请求，根据温度电机步数、压缩机工作区间和压缩机转速调节量，对热泵空调进行双温区控制，具体包括：
按照主副驾各自对应的热负荷中的较高值确定PTC加热器的开启状态，以保证PTC加热器的开启状态取高值；
根据温度电机步数的标定结果查表得出热负荷较高一侧的温度电机步数；
根据目标出风口温度，调节热负荷较低一侧的温度电机的步数，其中，电机当前调节步数＝(出风口温度-目标出风口温度)×3，若出风口目标温差＝出风口温度-目标出风口温度≤±2℃，温度电机不再调节，若出风口温差＞0℃，则增加电机步数，若出风口温差＜0℃，则减小电机步数，
在主副驾异步控制、同时请求制热、其制热模式为热泵制热的情况下，所述响应于主副驾各自的制冷/制热请求，根据温度电机步数、压缩机工作区间和压缩机转速调节量，对热泵空调进行双温区控制，具体包括：
按照主副驾各自对应的热负荷中的较大值计算压缩机转速，以保证压缩机转速取高值；
根据温度电机步数的标定结果查表得出热负荷较高一侧的温度电机步数；
根据目标出风口温度，调节热负荷较低一侧的温度电机的步数，其中，电机当前调节步数＝(出风口温度-目标出风口温度)×3，若出风口目标温差＝出风口温度-目标出风口温度≤±2℃，温度电机不再调节，若出风口温差＞0℃，则增加电机步数，若出风口温差＜0℃，则减小电机步数，
在主副驾异步控制、同时请求制热、其制热模式为热泵和PCT同时制热的情况下，所述响应于主副驾各自的制冷/制热请求，根据温度电机步数、压缩机工作区间和压缩机转速调节量，对热泵空调进行双温区控制，具体包括：
按照主副驾各自对应的热负荷中的较大值计算压缩机转速，以保证压缩机转速取高值，PTC加热器的开启状态也取高值；
根据温度电机步数的标定结果查表得出热负荷较高一侧的温度电机步数；
根据目标出风口温度，调节热负荷较低一侧的温度电机的步数，其中，电机当前调节步数＝(出风口温度-目标出风口温度)×3，若出风口目标温差＝出风口温度-目标出风口温度≤±2℃，温度电机不再调节，若出风口温差＞0℃，则增加电机步数，若出风口温差＜0℃，则减小电机步数。
8.根据权利要求1所述的双温区热泵空调控制方法，其特征在于，在主副驾异步控制、分别请求制冷和制热、其制热模式为热泵和PCT同时制热的情况下，所述响应于主副驾各自的制冷/制热请求，根据温度电机步数、压缩机工作区间和压缩机转速调节量，对热泵空调进行双温区控制，具体包括：
若环境温度＞15℃，则采用热泵控制，压缩机按照制冷规则运行，其中，主副驾各自所对应的温度电机步数按照主副驾各自的热负荷，根据温度电机步数的标定结果查表得到，此种工况不允许开启PTC加热器；
若环境温度＜12℃，则按照制热规则运行压缩机或者PTC加热器，其中，主副驾各自所对应的温度电机步数按照主副驾各自的热负荷，根据温度电机步数的标定结果查表得到，并保证温度电机步数不小于1000。
9.根据权利要求1所述的双温区热泵空调控制方法，其特征在于，所述方法还包括：对PTC加热器进行过热保护，具体包括：
若PTC加热器的反馈温度超过100℃，则断开PTC继电器；
若PTC加热器的反馈温度下降到85℃，则根据PTC加热器的控制策略控制PTC继电器开启/关闭，PTC加热器可以正常运行；
若70℃<出风口温度<80℃，则PTC加热器最大可开启1档，不能开启2档和3档；
若出风口温度＞80℃，则关闭PTC加热器；
若室环境温度度≤-11℃，则关闭热泵制热，启动PTC制热；
若单独采用PTC加热器的循环风门控制，则根据主副驾各自对应的热负荷中的较大值进行控制。
10.根据权利要求1所述的双温区热泵空调控制方法，其特征在于，所述方法还包括：在低温下单独采用PTC加热器制热，具体包括：
若设置温度-室内温度≥10℃，则PTC加热器开启3档；
若设置温度-室内温度≤5℃，则PTC加热器开启2档；
若设置温度-室内温度≤0℃，则PTC加热器开启1档，当PTC加热器进入1档后，基于目标温度控制循环风门，具体包括：
若目标出风温度-实际脚出风温度≥2℃，则将外循环开度增加1％；
若目标出风温度-实际脚出风温度≤-2℃，则将外循环开度增加1％；
若目标出风温度-实际脚出风温度在±1℃以内不变化，则自动控制循环风门，循环控制每10秒变化一次，且在自动控制状态下，外循环开度的变化范围为15％-50％。
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