CN113479031A - 一种车载空调压缩机散热量检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载空调压缩机散热量检测系统及方法。系统包括异常信息诊断模块、异常信息处理模块和控制器；所述异常信息诊断模块用于获取所述空调压缩机的传感数据并诊断所述传感数据是否异常，若所述传感数据异常则发送异常信号至所述异常信息处理模块；所述异常信息处理模块用于根据所述异常信号提示用户所述传感数据状态异常。通过本发明实施例技术方案实现了提醒用户空调压缩机散热量异常，并准确计算出压缩机的散热量，为汽车空调压缩机散热设计提供了理论数值参考。
Description
技术领域
本发明实施例涉及汽车散热检测技术，尤其涉及一种车载空调压缩机散热量检测系统及方法。
背景技术
电动汽车在高速行驶后内部产生大量热量，而汽车电池的外壳一般采用塑料壳，如果不及时开启汽车冷却循环系统，则会导致汽车电池表面温度持续升高，使汽车电池表面的保护壳达到着火点，发生起火等严重安全事故。
现有技术的汽车冷却循环系统大部分仅通过检测汽车内部器件的散热量大小，从而开启冷却系统。但是对于器件的散热量没有较完善的分析，电动汽车行驶仍存在一定安全隐患。
发明内容
本发明提供一种车载空调压缩机散热量检测系统及方法，实现了提醒用户空调压缩机散热量异常，并准确计算出压缩机的散热量，为汽车空调压缩机散热设计提供了理论数值参考。
第一方面，本发明实施例提供了一种车载空调压缩机散热量检测系统，包括异常信息诊断模块、异常信息处理模块和控制器；
所述异常信息诊断模块与所述异常信息处理模块连接，所述异常信息诊断模块用于获取所述空调压缩机的传感数据并诊断所述传感数据是否异常，若所述传感数据异常则发送异常信号至所述异常信息处理模块；其中，所述传感数据包括制冷剂气口的气体温度、制冷剂排气口的气体温度、压缩机外部的温度和制冷剂的气体流量；
所述异常信息处理模块与所述控制器连接，所述异常信息处理模块用于根据所述异常信号提示用户所述传感数据状态异常；
所述控制器用于根据所述传感数据计算所述压缩机的散热量。
可选的，所述车载空调压缩机散热量检测系统，还包括测量模块；所述测量模块与所述控制器连接，所述测量模块用于获取所述压缩机的散热面积和所述散热面积对应的所述压缩机的壁面厚度。
可选的，所述空调压缩机的散热量的计算公式为Q＝Q1+Q2；其中Q为压缩机的总散热量，Q1为冷却剂工作产生的热量，Q2为设备壁面材料的散热量；
Q1＝cm(|T1-T2|/2-T3)；其中，c为气体的比热容；T1为所述制冷剂进气口的气体温度；T2为所述制冷剂排气口的气体温度；T3为所述压缩机外部的温度；m为所述制冷剂的气体流量；
Q2＝k·A·(T3-T1)/L；其中，k为所述压缩机的壳体壁面材料的热传导系数；A为所述压缩机的散热面积；L为所述散热面积对应的所述压缩机的壁面厚度。
可选的，所述测量模块包括面积测量器和厚度测量器；
所述面积测量器用于测量所述压缩机的散热面积；所述厚度测量器用于测量所述散热面积对应的所述压缩机壁面厚度。
可选的，所述异常信息诊断模块包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和气体流量传感器；
所述第一温度传感器用于检测所述制冷剂进气口的气体温度；所述第二温度传感器用于检测所述制冷剂排气口的气体温度；所述第三温度传感器用于检测所述压缩机外部的温度；所述气体流量传感器用于所述检测制冷剂的气体流量。
可选的，所述第一温度传感器置于所述压缩机的进气口内管壁；所述第二温度传感器置于所述压缩机的排气口内管壁；所述第三温度传感器置于所述压缩机的壳体；所述气体流量传感器置于所述压缩机的高压制冷剂输入口内管壁。
第二方面，本发明实施例提供了一种车载空调压缩机散热量检测方法，可以由所述车载空调压缩机散热量检测系统执行，所述检测系统包括异常信息诊断模块、异常信息处理模块和控制器；
所述方法包括：
所述异常信息诊断模块获取所述空调压缩机的传感数据并诊断所述传感数据是否异常，若所述传感数据异常则发送异常信号至所述异常信息处理模块；
所述异常信息处理模块在接收到所述异常信号时提示用户所述传感数据状态异常；
所述控制器用于根据所述传感数据计算所述压缩机的散热量。
可选的，所述异常信息诊断模块包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和气体流量传感器；
所述方法包括：当所述传感数据异常时，所述异常信息诊断模块对产生异常信息的传感器进行重启校准漂移。
可选的，当所述传感数据异常时，所述异常信息诊断模块发送异常信号到所述控制器，所述控制器发送控制指令控制所述压缩机进入低功耗工作模式。
可选的，所述系统还包括测量模块；
所述方法包括：
所述测量模块获取所述压缩机的散热面积和所述散热面积对应的所述压缩机的壁面厚度。
本发明实施例提供的技术方案，通过异常信息诊断模块获取空调压缩机的传感数据，并判断传感数据是否异常，再通过异常信息处理模块提示用户传感数据异常状态，控制器根据传感数据计算压缩机的散热量。从而实现了提醒用户空调压缩机散热量异常，并根据传感数据准确计算出压缩机的散热量，为汽车空调压缩机散热设计提供了理论数值参考。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种车载空调压缩机散热量检测系统结构示意图。
图2为本发明实施例提供的又一种车载空调压缩机散热量检测系统结构示意图。
图3为本发明实施例提供的一种车载空调压缩机散热量计算流程示意图。
图4为本发明实施例提供的一种车载空调压缩机散热量检测方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种车载空调压缩机散热量检测系统结构示意图，参见图1，包括异常信息诊断模块110、异常信息处理模块120和控制器130。
异常信息诊断模块110与异常信息处理模块120连接，异常信息诊断模块110用于获取空调压缩机的传感数据并诊断传感数据是否异常，若传感数据异常则发送异常信号至异常信息处理120模块；其中，传感数据包括制冷剂气口的气体温度、制冷剂排气口的气体温度、压缩机外部的温度和制冷剂的气体流量；
异常信息处理模块120与控制器130连接，异常信息处理模块120用于根据异常信号提示用户传感数据状态异常；
控制器130用于根据传感数据计算压缩机的散热量。
具体的，异常信息诊断模块110针对制冷剂气口的气体温度、制冷剂排气口的气体温度、压缩机外部的温度和制冷剂的气体流量等传感数据分别设置有传感数据异常阈值。若传感数据中至少一项大于异常阈值则异常信息诊断模块110产生异常标志即异常信号，并将异常信号发送至异常信息处理模块120，异常信息处理模块120将具体的异常传感数据发送给用户进行提示，其中提示方式可以通过显示屏显示和或声音报警。控制器130根据获取的传感数据通过计算公式计算压缩机的散热量并输出结果。其中，异常信息诊断模块110的PCB电路板采用耐大电流设计，提高其应用稳定性。
本发明实施例提供的技术方案，通过异常信息诊断模块获取空调压缩机的传感数据，并判断传感数据是否异常，再通过异常信息处理模块提示用户传感数据异常状态，控制器根据传感数据计算压缩机的散热量。从而实现了提醒用户空调压缩机散热量异常，并根据传感数据准确计算出压缩机的散热量，为汽车空调压缩机散热设计提供了理论数值参考。
图2为本发明实施例提供的又一种车载空调压缩机散热量检测系统结构示意图，参见图2，可选的，车载空调压缩机散热量检测系统，还包括测量模块210；测量模块210与控制器130连接，测量模块210用于获取压缩机的散热面积和散热面积对应的压缩机的壁面厚度。
具体的，该系统还包括测量模块210，通过测量模块210测量压缩机的散热面积和散热面积对应的压缩机的壁面厚度，计算压缩机本身壳体的散热量。通过增加压缩机本身壳体的散热量数据，使空调压缩机的散热量数值计算更加准确。
可选的，测量模块210包括面积测量器220和厚度测量器230；
面积测量器220用于测量压缩机的散热面积；厚度测量器230用于测量散热面积对应的压缩机壁面厚度。
具体的，通过面积测量器220和厚度测量器230实现散热面积和壁面厚度的数据测量，对压缩机壳体型号数据不明确的，可以通过测量模块快速完善数据，提高测量系统的测量通用性，提升了测量效率。
可选的，异常信息诊断模块110包括第一温度传感器240、第二温度传感器250、第三温度传感器260和气体流量传感器270；
第一温度传感器240用于检测制冷剂进气口的气体温度；第二温度传感器250用于检测制冷剂排气口的气体温度；第三温度传感器260用于检测压缩机外部的温度；气体流量传感器270用于检测制冷剂的气体流量。
可选的，第一温度传感器240置于压缩机的进气口内管壁；第二温度传感器250置于压缩机的排气口内管壁；第三温度传感器260置于压缩机的壳体；气体流量传感器270置于压缩机的高压制冷剂输入口内管壁。
其中，第三温度传感器260可以置于压缩机的壳体内部。
可选的，车载空调压缩机散热量检测系统还包括电源模块280。电源模块280给控制器130提供电源。
可选的，空调压缩机的散热量的计算公式为Q＝Q1+Q2；其中Q为压缩机的总散热量，Q1为冷却剂工作产生的热量，Q2为设备壁面材料的散热量；
Q1＝cm(|T1-T2|/2-T3)；其中，c为气体的比热容；T1为制冷剂进气口的气体温度；T2为制冷剂排气口的气体温度；T3为压缩机外部的温度；m为制冷剂的气体流量；
Q2＝k·A·(T3-T1)/L；其中，k为压缩机的壳体壁面材料的热传导系数；A为压缩机的散热面积；L为散热面积对应的压缩机的壁面厚度。
具体的，通过将冷却剂工作产生的热量和设备壁面材料的散热量相加计算得出空调压缩机的散热量，计算结果更加全面地反映压缩机的散热量，为汽车空调压缩机散热设计提供了理论数值参考。
图3为本发明实施例提供的一种车载空调压缩机散热量计算流程示意图，结合图2，参见图3，首先将各个传感器和测量器进行初始化设置，若异常信息诊断模块110获取的传感数据中至少一项的测量传感数据大于异常阈值则异常信息诊断模块110产生异常标志即异常信号，此时该系统进入异常状态处理模式。若异常信息诊断模块110获取的传感数据均小于各异常阈值则异常信息诊断模,110不产生异常标志。控制器130将获取第一温度传感器240、第二温度传感器250、第三温度传感器260、气体流量传感器270、面积测量器220和厚度测量器230运行的测量值，其中，面积测量器220和厚度测量器230运行的测量值还可以通过控制器130直接设置。最后控制器130根据散热量的计算公式计算压缩机的散热量。实现了根据传感数据准确计算出压缩机的散热量，为汽车空调压缩机散热设计提供了理论数值参考。
其中，在异常状态处理模式时，异常信息诊断模块110对产生异常传感数据信号的传感器进行重启完成校准漂移，用来保证传感器测量的传感数据的准确性。在异常状态处理模式下，异常信息诊断模块110发送异常信号到控制器130，控制器130发送控制指令控制压缩机进入低功耗工作模式。此时汽车的压缩机处于低功耗状态，在低功耗状态下，汽车降低压缩机工作功率，减少压缩机的产热。产生异常信号时对传感器进行重启校准避免设备故障带来测量错误，同时降低压缩机功耗减少压缩机的产热，避免重启传感器过程中测量时间差带来的散热量过大的安全隐患。其中，气体流量传感器一般使用耐温性高的气体流量传感器，例如MF4003、JKY/5001-20SCCM等，温度传感器可选用ds18b20、pt100等。传感器重启初始化时间可通过软件测试获取各个传感器初始化时间，可以低于0.3秒。
本发明实施例提供了一种车载空调压缩机散热量检测方法，由车载空调压缩机散热量检测系统执行，检测系统包括异常信息诊断模块、异常信息处理模块和控制器；
图4为本发明实施例提供的一种车载空调压缩机散热量检测方法的流程示意图，参见图4，该方法包括：
S110、异常信息诊断模块获取空调压缩机的传感数据并诊断传感数据是否异常，若传感数据异常则发送异常信号至异常信息处理模块；
其中，传感数据包括制冷剂气口的气体温度、制冷剂排气口的气体温度、压缩机外部的温度和制冷剂的气体流量；若异常信息诊断模块获取的传感数据中至少一项的测量传感数据大于异常阈值则异常信息诊断模块产生异常标志即异常信号，此时该系统进入异常状态处理模式。若异常信息诊断模块获取的传感数据均小于各异常阈值则异常信息诊断模,不产生异常标志。
可选的，异常信息诊断模块包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和气体流量传感器；
具体的，第一温度传感器用于检测制冷剂进气口的气体温度；第二温度传感器用于检测制冷剂排气口的气体温度；第三温度传感器用于检测压缩机外部的温度；气体流量传感器用于检测制冷剂的气体流量。
S120、异常信息处理模块在接收到异常信号时提示用户传感数据状态异常；
具体的，异常信息处理模块接收到异常信号时，异常信息处理模块将具体的异常传感数据发送给用户进行提示，其中提示方式可以通过显示屏显示和或声音报警。
可选的，当传感数据异常时，异常信息诊断模块对产生异常信息的传感器进行重启校准漂移。
具体的，异常信息诊断模块产生异常标志即异常信号时，系统进入异常状态处理模式，在异常状态处理模式时，异常信息诊断模块对产生异常传感数据信号的传感器进行重启完成校准漂移，用来保证传感器测量的传感数据的准确性。在异常状态处理模式下，异常信息诊断模块发送异常信号到控制器。
S130、控制器用于根据传感数据计算压缩机的散热量。
可选的，系统还包括测量模块；测量模块获取压缩机的散热面积和散热面积对应的压缩机的壁面厚度。
具体的，当传感数据正常时，控制器将获取第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、气体流量传感器、面积测量器和厚度测量器运行的测量值，其中，面积测量器和厚度测量器运行的测量值还可以通过控制器直接设置。控制器根据散热量的计算公式计算压缩机的散热量。其中，空调压缩机的散热量的计算公式为Q＝Q1+Q2；其中Q为压缩机的总散热量，Q1为冷却剂工作产生的热量，Q2为设备壁面材料的散热量；
Q1＝cm(|T1-T2|/2-T3)；其中，c为气体的比热容；T1为制冷剂进气口的气体温度；T2为制冷剂排气口的气体温度；T3为压缩机外部的温度；m为制冷剂的气体流量；
Q2＝k·A·(T3-T1)/L；其中，k为压缩机的壳体壁面材料的热传导系数；A为压缩机的散热面积；L为散热面积对应的压缩机的壁面厚度。
可选的，当传感数据异常时，异常信息诊断模块发送异常信号到控制器，控制器发送控制指令控制压缩机进入低功耗工作模式。
具体的，当传感数据异常时，控制器接收异常信号后，发送控制指令控制压缩机进入低功耗工作模式。此时汽车的压缩机处于低功耗状态，在低功耗状态下，汽车降低压缩机工作功率，减少压缩机的产热。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种车载空调压缩机散热量检测系统，其特征在于，包括异常信息诊断模块、异常信息处理模块和控制器；
所述异常信息诊断模块与所述异常信息处理模块连接，所述异常信息诊断模块用于获取所述空调压缩机的传感数据并诊断所述传感数据是否异常，若所述传感数据异常则发送异常信号至所述异常信息处理模块；其中，所述传感数据包括制冷剂气口的气体温度、制冷剂排气口的气体温度、压缩机外部的温度和制冷剂的气体流量；
所述异常信息处理模块与所述控制器连接，所述异常信息处理模块用于根据所述异常信号提示用户所述传感数据状态异常；
所述控制器用于根据所述传感数据计算所述压缩机的散热量。
2.根据权利要求1所述的车载空调压缩机散热量检测系统，其特征在于还包括测量模块；所述测量模块与所述控制器连接，所述测量模块用于获取所述压缩机的散热面积和所述散热面积对应的所述压缩机的壁面厚度。
3.根据权利要求2所述的车载空调压缩机散热量检测系统，其特征在于，所述空调压缩机的散热量的计算公式为Q＝Q1+Q2；其中Q为压缩机的总散热量，Q1为冷却剂工作产生的热量，Q2为设备壁面材料的散热量；
Q1＝cm(|T1-T2|/2-T3)；其中，c为气体的比热容；T1为所述制冷剂进气口的气体温度；T2为所述制冷剂排气口的气体温度；T3为所述压缩机外部的温度；m为所述制冷剂的气体流量；
Q2＝k·A·(T3-T1)/L；其中，k为所述压缩机的壳体壁面材料的热传导系数；A为所述压缩机的散热面积；L为所述散热面积对应的所述压缩机的壁面厚度。
4.根据权利要求2所述的车载空调压缩机散热量检测系统，其特征在于，
所述测量模块包括面积测量器和厚度测量器；
所述面积测量器用于测量所述压缩机的散热面积；所述厚度测量器用于测量所述散热面积对应的所述压缩机壁面厚度。
5.根据权利要求1所述的车载空调压缩机散热量检测系统，其特征在于，
所述异常信息诊断模块包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和气体流量传感器；
所述第一温度传感器用于检测所述制冷剂进气口的气体温度；所述第二温度传感器用于检测所述制冷剂排气口的气体温度；所述第三温度传感器用于检测所述压缩机外部的温度；所述气体流量传感器用于所述检测制冷剂的气体流量。
6.根据权利要求5所述的车载空调压缩机散热量检测系统，其特征在于
所述第一温度传感器置于所述压缩机的进气口内管壁；所述第二温度传感器置于所述压缩机的排气口内管壁；所述第三温度传感器置于所述压缩机的壳体；所述气体流量传感器置于所述压缩机的高压制冷剂输入口内管壁。
7.一种车载空调压缩机散热量检测方法，由所述车载空调压缩机散热量检测系统执行，其特征在于，所述检测系统包括异常信息诊断模块、异常信息处理模块和控制器；
所述方法包括：
所述异常信息诊断模块获取所述空调压缩机的传感数据并诊断所述传感数据是否异常，若所述传感数据异常则发送异常信号至所述异常信息处理模块；
所述异常信息处理模块在接收到所述异常信号时提示用户所述传感数据状态异常；
所述控制器用于根据所述传感数据计算所述压缩机的散热量。
8.根据权利要求7所述的车载空调压缩机散热量检测方法，其特征在于，所述异常信息诊断模块包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和气体流量传感器；
所述方法包括：当所述传感数据异常时，所述异常信息诊断模块对产生异常信息的传感器进行重启校准漂移。
9.根据权利要求8所述的车载空调压缩机散热量检测方法，其特征在于，
当所述传感数据异常时，所述异常信息诊断模块发送异常信号到所述控制器，所述控制器发送控制指令控制所述压缩机进入低功耗工作模式。
10.根据权利要求7所述的车载空调压缩机散热量检测方法，其特征在于，所述系统还包括测量模块；
所述方法还包括：
所述测量模块获取所述压缩机的散热面积和所述散热面积对应的所述压缩机的壁面厚度。
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