CN113844231B - 一种蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法 - Google Patents

一种蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113844231B
CN113844231B CN202110990492.3A CN202110990492A CN113844231B CN 113844231 B CN113844231 B CN 113844231B CN 202110990492 A CN202110990492 A CN 202110990492A CN 113844231 B CN113844231 B CN 113844231B
Authority
CN
China
Prior art keywords
expansion valve
electronic expansion
battery
control
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110990492.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113844231A (zh
Inventor
李高龄
党华
梁杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Zhima Intelligent Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Zhima Intelligent Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Zhima Intelligent Technology Co Ltd filed Critical Zhejiang Zhima Intelligent Technology Co Ltd
Priority to CN202110990492.3A priority Critical patent/CN113844231B/zh
Publication of CN113844231A publication Critical patent/CN113844231A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113844231B publication Critical patent/CN113844231B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3202—Cooling devices using evaporation, i.e. not including a compressor, e.g. involving fuel or water evaporation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31—Expansion valves
    • F25B41/34—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/633—Control systems characterised by algorithms, flow charts, software details or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/635—Control systems based on ambient temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/663—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an air-conditioner or an engine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H2001/3236—Cooling devices information from a variable is obtained
    • B60H2001/3267—Cooling devices information from a variable is obtained related to the operation of an expansion valve
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/005—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric storage means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法，具体包括以下步骤：步骤S1：当热管理系统确定有乘员舱和电池同时制冷需求时，同时执行步骤S2和步骤S3；步骤S2：对乘员舱蒸发器电子膨胀阀的开度进行控制计算；以热泵系统的过冷度和过热度作为乘员舱蒸发器的电子膨胀阀的控制对象，并执行步骤S4；步骤S3：基于电池冷却优先级对电池板式换热器的电子膨胀阀开度进行控制计算，并执行步骤S4；步骤S4：结合电子膨胀阀的最大最小开度进行限制，获得电子膨胀阀的开度。与现有技术相比，本发明在满足乘员舱和电池同时制冷需求下，对电池水温和蒸发温度的高精度控制。

Description

一种蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法
技术领域
本发明涉及电动汽车热管理系统控制领域，尤其是涉及一种蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法。
背景技术
由于电动车续航问题，目前纯电动汽车热管理系统大多配置了热泵系统，热泵系统相比于传统的系统，系统增加了各种节流阀及通过电控单元实现流量精准分配的电子膨胀阀等，为了实现对这些新增的电子膨胀阀的精准控制，需要根据系统的选型及需求来确定控制方法，实现热泵系统在不同的工作模式时，通过对这些新增电子膨胀阀的控制来满足电池及乘员舱的不同需求。
目前现有的混动车型包括燃油车，系统大都选用的是一种机械的热力膨胀阀，不能通过外界的控制来实时的调节阀的开度，不能完全满足热泵系统在不同模式下对阀开度的要求，从而影响蒸发温度和电池水温控制的精度。
鉴于以上因素，当前热泵系统蒸发器和电池板式换热器Ciller都选用的是一种可调节开度的电子膨胀阀，在乘员舱和电池都有冷却需求的时候，可分别调节两个电子膨胀阀的开度，实现乘员舱蒸发温度和电池水温的精确控制。因此需要研发一种新的控制方法，来精确地控制系统选型确定的两个电子膨胀阀的开度，从而来解决乘员舱蒸发温度和电池冷却水温控制精度差的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高精度的蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
根据本发明的第一方面，提供了一种蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法，该方法基于乘员舱和电池同时制冷需求下，采用不同的控制策略分别对蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度进行控制计算，具体包括以下步骤：
步骤S1：当热管理系统确定有乘员舱和电池同时制冷需求时，同时执行步骤S2和步骤S3；
步骤S2：对乘员舱蒸发器电子膨胀阀的开度进行控制计算；以热泵系统的过冷度和过热度作为乘员舱蒸发器的电子膨胀阀的控制对象，并执行步骤S4；
步骤S3：基于电池冷却优先级对电池板式换热器的电子膨胀阀开度进行控制计算，并执行步骤S4；
步骤S4：结合电子膨胀阀的最大最小开度进行限制，获得电子膨胀阀的开度。
作为优选的技术方案，所述步骤S2具体为：对乘员舱蒸发器电子膨胀阀的开度进行控制计算，以热管理系统的过冷度和过热度作为乘员舱蒸发器的电子膨胀阀的控制对象，其中根据实际过冷度和目标过冷度的偏差进行PI控制，以实际过热度作为系统保护因素，进行开环控制。
作为优选的技术方案，所述步骤S2具体包括以下步骤：
步骤S21：热管理系统模式切换至同时制冷模式，并确定该模式下蒸发器出口过热度的上限和下限；
步骤S22：实时监控蒸发器出口实际过热度，若实际过热度在上限和下限范围之内，转步骤S23；如果实际过热度大于过热度上限，转步骤S24；当实际过热度小于过热度下限，转步骤S25；
步骤S23：确定该同时制冷模式下热管理系统的过冷度目标，以实际过冷度和目标过冷度的偏差作为控制对象进行PI控制，以实际过热度进行开环控制；
步骤S24：当实际过热度大于过热度上限时，增大蒸发器电子膨胀阀的开度以减少蒸发器出口过热度；
步骤S25：当实际过热度小于过热度下限时，降低蒸发器电子膨胀阀的开度以增大蒸发器出口过热度。
作为优选的技术方案，所述步骤S3包括以下步骤：
步骤S31：基于电池冷却紧急程度确定电池冷却优先级，优先级为高时，转步骤S32；优先级为中或低时，转步骤S33；
步骤S32：电池冷却优先级为高时，电池冷却需要满足电池冷却水温的目标要求，电池板式换热器的电子膨胀阀的开度以电池的实际水温和请求目标水温偏差作为控制对象，其开度计算按照电池冷却水温的偏差进行PI控制；
步骤S33：当电池冷却等级为中或低时，优先满足乘员舱制冷需求，电池板式换热器电子膨胀阀的开度仍以电池的实际水温和请求目标水温的偏差作为控制对象，但PI控制会根据实际蒸发温度和目标蒸发温度的状态来限制积分；针对系统制冷能力的不同，对电池板式换热器电子膨胀阀的开度控制进行相应的匹配调节。
作为优选的技术方案，所述针对系统制冷能力的不同，对电池板式换热器电子膨胀阀的开度控制进行相应的匹配调节，具体过程为：
步骤S331：当系统制冷能力足够时，实际蒸发温度和电池冷却水温均满足目标温度，电池板式换热器电子膨胀阀的开度基于电池制冷水温的偏差进行PI控制计算输出，此时的PI控制参数以及上下限制值需要根据电池冷却优先级不同进行标定确认；
步骤S332：当压缩机转速已经达到最大，系统制冷能力不够的情况下时，即实际蒸发温度大于目标蒸发温度，需优先满足乘员舱蒸发温度，不再执行基于电池冷却水温偏差的PI控制计算，执行初始前馈值输出，根据实际蒸发温度和目标蒸发温度的偏差来调节电池板式换热器电子膨胀阀的开度。
作为优选的技术方案，所述步骤S4电子膨胀阀的初始开度根据前馈控制参数确定。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于所述的蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法的系统，该系统包括含第一电子膨胀阀的空调蒸发器、含第二电子膨胀阀的电池冷却板式换热器模块、控制模块和通信模块；所述控制模块包括集电动压缩机控制、蒸发器电子膨胀阀控制和电池冷却板式换热器电子膨胀阀控制的整车控制器；通过通信模块实现和各模块间的信息交互；
所述电池冷却板式换热器模块还包括电池冷却回路，所述电池冷却回路通过冷却液冷却电池，通过电池板式换热器实现和制冷剂的换热。
优选地，该系统的工作流程为通过控制压缩机的转速来实现蒸发温度的调节，控制乘员舱蒸发器的电子膨胀阀开度实现系统过冷度和过热度的调节，控制电池冷却板式换热器的电子膨胀阀的开度实现电池入口实际水温的调节。
根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述任一项所述的方法。
根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的方法。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)提高电动汽车乘员舱和电池同时制冷需求时，电池水温和蒸发温度的控制精度；
2)根据优先级要求实现电子膨胀阀控制的优化，从而减少制冷压缩机的功耗；
3)根据电池冷却需求优先级的高、中或低两种情况，电池板式换热器的电子膨胀阀的开度控制分别选用两套前馈控制方法、两套PI控制方法及两套最大最小开度限制方法，以区分电子膨胀阀同时以电池水温偏差作为控制对象但冷却等级有差异的情况，以满足优先级的前提下精确控制电池水温的要求。
附图说明
图1为热管理系统电气控制图；
图2为热管理系统控制单元结构图；
图3为本发明的方法流程图；
图4为蒸发器电子膨胀阀开度控制流图；
图5为电池冷却优先级为高时电池板式换热器电子膨胀阀开度控制流图；
图6为电池冷却优先级为中或低时电池本实换热器电子膨胀阀开度控制流图。
具体实施方式
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的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
下面给出本发明的一种蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制技术，如图1所示；纯电动车电池冷却用电池板式换热器Chiller和乘员舱蒸发器都选用的电子膨胀阀配置，通过本发明的热管理系统控制电子膨胀阀的控制方法，可以解决乘员舱和电池同时制冷需求时电子膨胀阀的控制问题，从而解决乘员舱蒸发温度和电池冷却水温控制精度差的问题。
热管理系统原理图如图1和图2所示，空调侧蒸发器选用的电子膨胀阀EvaporatorEXV，电池冷却板式换热器Chiller选用的是电子膨胀阀Battery EXV，其中电池回路是通过冷却液冷却电池，通过板式换热器实现和制冷剂的换热。通过控制压缩机的转速来实现蒸发温度的调节，控制乘员舱蒸发器侧的电子膨胀阀开度实现系统过冷过热度的调节，控制电池侧的电子膨胀阀的开度实现电池入口实际水温的调节，从而既能实现空调蒸发器目标风温的要求，又能实现电冷却水温的要求；
热管理系统控制电动压缩机的功能模块和控制两个电子膨胀阀的功能模块都集中在整车控制器eVCU内，通过CAN通信实现和空调控制器及电池管理系统控制器的信号交互，通过LIN通信实现和电动压缩机控制器和电子膨胀阀的信号交互，通过电压模拟量的采样实现对温度和压力传感器信号的采集。
如图3所示为热管理系统热泵同时冷却模式电子膨胀阀的控制完整的流程图。
根据热泵模式选择电子膨胀阀的不同控制对象：
1))乘员舱蒸发器侧电子膨胀阀Evaporator EXV控制对象是系统的过冷度和过热度，其中根据实际过冷度和目标过冷度的偏差PI控制，实际过热度作为系统保护因素，作为电子膨胀阀的开环控制。
2)电池和乘员舱都有制冷需求时，电子膨胀阀的控制对象是电池入口实际水温和目标水温的偏差，其中实际水温和目标水温都是电池管理控制单元通过动力CAN和整车eVCU的交互。
当电池冷却等级为高时，电子膨胀阀开度计算完全按照水温的偏差PI控制；
当电池冷却等级为中/低时，一般常见为常规行车工况，需要优先满足乘员舱在启动过程快速降温需求，当压缩机转速已经达到最大，系统能力不够的情况下，实际蒸发温度大于目标蒸发温度，不再执行基于电池水温偏差PI控制计算的值，停止积分，执行起始前馈值输出，根据实际蒸发温度和目标蒸发温度的偏差来调节电池Chiller电子膨胀阀的开度。当系统能力足够时，实际蒸发温度满足目标蒸发温度要求，电子膨胀阀基于电池水温偏差PI控制计算输出，此时的PI控制上下限制需要和电池冷却等级高的PI控制加以区分，具体PI参数及限制值需要根据系统不同等级的标定确认。
根据电池冷却需求的高及中/低2种情况，电池Chiller的电子膨胀阀的开度控制分别选用2套前馈控制方法、2套PI控制方法及2套最大最小开度限制方法，以区分电子膨胀阀同时以电池水温偏差作为控制对象但冷却等级有差异的情况，以满足优先级的前提下精确控制电池水温的要求。
具体流程如下：
1)确定热管理系统乘员舱和电池都有制冷需求时乘员舱侧Evaporator电子膨胀阀开度计算方法，如图4所示：
根据热泵当前所处的模式，确定当前模式下系统蒸发器出口过热度上限和下限。
根据实际过热度情况，来自动计算蒸发器电子膨胀阀的开度：
当蒸发器出口过热度在上限和下限之间的时候，通过启动前馈及过冷度前馈和PI控制数据库辅助调节，将系统过冷度稳定的控制在目标范围以内，系统达到稳定状态，整个过程实时监控出口过热度以达到过热度保护。
2)确定热管理系统乘员舱和电池都有制冷需求且电池冷却等级为高时电池侧Chiller电子膨胀阀的开度计算方法，如图5所示：
判断电池水温是否过高，识别启动前馈控制，以快速降低电池入口水温。
根据电池冷却等级高且车辆在行车/快充/超级快充的状态确定的前馈数据库设定电子膨胀阀初始开度以快速响应电池的水温，通过电池状态确定的PI控制数据库辅助调节，根据优先级设定好PI积分控制的上下限，将系统水温稳定的控制在目标精度要求范围内。整个过程电池Chiller的电子膨胀阀开度计算始终优先响应的是电池的冷却水温的要求，即根据电池进入水温的偏差PI控制。
3)确定热管理系统乘员舱和电池都有制冷需求且电池冷却等级为中/低时电池侧Chiller电子膨胀阀的开度计算方法，如图6所示：
根据电池冷却等级中/低且车辆在行车/快充/超级快充的状态确定的前馈数据库设定电子膨胀阀初始开度以快速响应电池的水温，通过电池状态确定的PI控制数据库辅助调节，根据等级中/低确定的优先级设定好PI积分控制的上下限。
无论系统能力是否足够，蒸发温度是否达到目标要求，电池Chiller的电子膨胀阀初始开度需要根据电池等级中/低需求的前馈控制参数来确定。
如果系统能力够，蒸发温度达到目标要求，电池水温稳定控制在精度要求范围；
如果系统能力不够，蒸发温度达到目标要求，但电池水温未达到目标要求，维持当前计算的电子膨胀阀开度保持不变；
如果系统能力不够，蒸发温度始终达不到目标要求，影响到乘员舱舒适性需求，电子膨胀阀PI控制参数保持不变，根据实际蒸发温度的状态，在原有计算的开度基础上减小开度，以优先满足乘员舱的舒适性。整个过程需要标定好电子膨胀阀的最小开度，防止在同时冷却的情况下，计算的开度小于电子膨胀阀规定的最小开度而导致阀关闭而不响应电池的冷却需求。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明电子设备包括中央处理单元(CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(RAM)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。
设备中的多个部件连接至I/O接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法S1～S4。例如，在一些实施例中，方法S1～S4可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到RAM并由CPU执行时，可以执行上文描述的方法S1～S4的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法S1～S4。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)等等。
用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
步骤S1：当热管理系统确定有乘员舱和电池同时制冷需求时，同时执行步骤S2和步骤S3；
步骤S2：对乘员舱蒸发器电子膨胀阀的开度进行控制计算；以热泵系统的过冷度和过热度作为乘员舱蒸发器的电子膨胀阀的控制对象，并执行步骤S4；
步骤S3：基于电池冷却优先级对电池板式换热器的电子膨胀阀开度进行控制计算，并执行步骤S4；
步骤S4：结合电子膨胀阀的最大最小开度进行限制，获得电子膨胀阀的开度；
所述步骤S3包括以下步骤：
步骤S31：基于电池冷却紧急程度确定电池冷却优先级，优先级为高时，转步骤S32；优先级为中或低时，转步骤S33；
步骤S32：电池冷却优先级为高时，电池冷却需要满足电池冷却水温的目标要求，电池板式换热器的电子膨胀阀的开度以电池的实际水温和请求目标水温偏差作为控制对象，其开度计算按照电池冷却水温的偏差进行PI控制；
步骤S33：当电池冷却等级为中或低时，优先满足乘员舱制冷需求，电池板式换热器电子膨胀阀的开度仍以电池的实际水温和请求目标水温的偏差作为控制对象，但PI控制会根据实际蒸发温度和目标蒸发温度的状态来限制积分；针对系统制冷能力的不同，对电池板式换热器电子膨胀阀的开度控制进行相应的匹配调节。
2.根据权利要求1所述的一种蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：对乘员舱蒸发器电子膨胀阀的开度进行控制计算，以热管理系统的过冷度和过热度作为乘员舱蒸发器的电子膨胀阀的控制对象，其中根据实际过冷度和目标过冷度的偏差进行PI控制，以实际过热度作为系统保护因素，进行开环控制。
3.根据权利要求2所述的一种蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：
步骤S21：热管理系统模式切换至同时制冷模式，并确定该模式下蒸发器出口过热度的上限和下限；
步骤S22：实时监控蒸发器出口实际过热度，若实际过热度在上限和下限范围之内，转步骤S23；如果实际过热度大于过热度上限，转步骤S24；当实际过热度小于过热度下限，转步骤S25；
步骤S23：确定该同时制冷模式下热管理系统的过冷度目标，以实际过冷度和目标过冷度的偏差作为控制对象进行PI控制，以实际过热度进行开环控制；
步骤S24：当实际过热度大于过热度上限时，增大蒸发器电子膨胀阀的开度以减少蒸发器出口过热度；
步骤S25：当实际过热度小于过热度下限时，降低蒸发器电子膨胀阀的开度以增大蒸发器出口过热度。
4.根据权利要求1所述的一种蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法，其特征在于，所述针对系统制冷能力的不同，对电池板式换热器电子膨胀阀的开度控制进行相应的匹配调节，具体过程为：
步骤S331：当系统制冷能力足够时，实际蒸发温度和电池冷却水温均满足目标温度，电池板式换热器电子膨胀阀的开度基于电池制冷水温的偏差进行PI控制计算输出，此时的PI控制参数以及上下限制值需要根据电池冷却优先级不同进行标定确认；
步骤S332：当压缩机转速已经达到最大，系统制冷能力不够的情况下时，即实际蒸发温度大于目标蒸发温度，需优先满足乘员舱蒸发温度，不再执行基于电池冷却水温偏差的PI控制计算，执行初始前馈值输出，根据实际蒸发温度和目标蒸发温度的偏差来调节电池板式换热器电子膨胀阀的开度。
5.根据权利要求1所述的一种蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法，其特征在于，所述步骤S4电子膨胀阀的初始开度根据前馈控制参数确定。
6.一种用于权利要求1所述的蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法的系统，其特征在于，该系统包括含第一电子膨胀阀的空调蒸发器、含第二电子膨胀阀的电池冷却板式换热器模块、控制模块和通信模块；所述控制模块包括集电动压缩机控制、蒸发器电子膨胀阀控制和电池冷却板式换热器电子膨胀阀控制的整车控制器；通过通信模块实现和各模块间的信息交互；
所述电池冷却板式换热器模块还包括电池冷却回路，所述电池冷却回路通过冷却液冷却电池，通过电池板式换热器实现和制冷剂的换热。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，该系统的工作流程为通过控制压缩机的转速来实现蒸发温度的调节，控制乘员舱蒸发器的电子膨胀阀开度实现系统过冷度和过热度的调节，控制电池冷却板式换热器的电子膨胀阀的开度实现电池入口实际水温的调节。
8.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～5任一项所述的方法。
9.一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，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1～5中任一项所述的方法。
CN202110990492.3A 2021-08-26 2021-08-26 一种蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法 Active CN113844231B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110990492.3A CN113844231B (zh) 2021-08-26 2021-08-26 一种蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110990492.3A CN113844231B (zh) 2021-08-26 2021-08-26 一种蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113844231A CN113844231A (zh) 2021-12-28
CN113844231B true CN113844231B (zh) 2023-08-29

Family

ID=78976242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110990492.3A Active CN113844231B (zh) 2021-08-26 2021-08-26 一种蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113844231B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116518600A (zh) * 2023-07-05 2023-08-01 中建环能科技股份有限公司 热泵低温干化设备压缩机制冷性能控制方法、电子设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018012818A1 (ko) * 2016-07-11 2018-01-18 한온시스템 주식회사 차량용 히트 펌프 시스템
CN107990609A (zh) * 2017-11-20 2018-05-04 珠海格力电器股份有限公司 电子膨胀阀的控制方法及冷媒循环系统
CN110949088A (zh) * 2018-09-27 2020-04-03 广州汽车集团股份有限公司 汽车电子膨胀阀控制方法和装置以及热泵系统
CN111497550A (zh) * 2019-01-31 2020-08-07 广州汽车集团股份有限公司 一种汽车温度控制装置及其控制方法
CN112297776A (zh) * 2020-11-16 2021-02-02 摩登汽车(盐城)有限公司 电动汽车的压缩机制冷系统及方法
CN112606654A (zh) * 2020-12-15 2021-04-06 曼德电子电器有限公司 车载热泵空调系统的控制方法和装置、介质、设备、系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2974750C (en) * 2016-07-28 2024-06-11 Volta Air Technology Inc. Mobile hybrid electric refrigeration system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018012818A1 (ko) * 2016-07-11 2018-01-18 한온시스템 주식회사 차량용 히트 펌프 시스템
CN107990609A (zh) * 2017-11-20 2018-05-04 珠海格力电器股份有限公司 电子膨胀阀的控制方法及冷媒循环系统
CN110949088A (zh) * 2018-09-27 2020-04-03 广州汽车集团股份有限公司 汽车电子膨胀阀控制方法和装置以及热泵系统
CN111497550A (zh) * 2019-01-31 2020-08-07 广州汽车集团股份有限公司 一种汽车温度控制装置及其控制方法
CN112297776A (zh) * 2020-11-16 2021-02-02 摩登汽车(盐城)有限公司 电动汽车的压缩机制冷系统及方法
CN112606654A (zh) * 2020-12-15 2021-04-06 曼德电子电器有限公司 车载热泵空调系统的控制方法和装置、介质、设备、系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN113844231A (zh) 2021-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110849007B (zh) 一种冷媒量自动调节控制方法、装置及空调器
CN113858910B (zh) 一种电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法和系统
CN110949088B (zh) 汽车电子膨胀阀控制方法和装置以及热泵系统
CN110588277B (zh) 电动汽车热管理方法、系统和车辆
US10391833B2 (en) Method for controlling degree of superheat of vehicle air-conditioning system, and vehicle air-conditioning system
US10486499B2 (en) Method for controlling vehicle air-conditioning system, and vehicle air-conditioning system
EP3708930B1 (en) Air conditioner control method and device and air conditioner
CN113525017A (zh) 一种电池冷却与乘员舱制冷的制冷量分配方法及系统
CN113844231B (zh) 一种蒸发器和电池板式换热器的电子膨胀阀开度控制方法
CN106801972B (zh) 一种变频空调器保护控制方法和变频空调器
CN113339946A (zh) 空调器运行控制方法、装置、空调器和计算机存储介质
CN113858909B (zh) 一种电动压缩机转速控制方法和系统
CN110878994A (zh) 电子膨胀阀控制方法、装置、控制器及动力电池冷却系统
CN116505141A (zh) 一种储能电池用热管理控制系统及其控制方法
CN114475146A (zh) 一种制冷量分配方法及系统
CN115185309A (zh) 换电站的热管理系统、方法及装置、设备及存储介质
CN113715691B (zh) 一种新能源汽车电池箱控温系统
CN105546890B (zh) 空调能量输出调节方法及空调
CN115111179A (zh) 风扇功率的控制方法、装置、车辆及存储介质
CN202013000U (zh) 一种汽车空调控制器
CN110398043B (zh) 热管理系统及其控制方法
CN111641008B (zh) 一种热泵空调与电池热管理控制方法
CN117545645A (zh) 车辆制冷控制方法、装置、设备、介质及程序产品
CN116247255B (zh) 大功率燃料电池温度控制方法、装置和车辆
CN118254542A (zh) 制冷量控制方法、装置、设备及车辆

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20221013

Address after: 315336 zone B, building I, No. 7, Zhongchuang Second Road, Hangzhou Bay New Area, Ningbo City, Zhejiang Province

Applicant after: Zhejiang Zhima Intelligent Technology Co.,Ltd.

Address before: 315336 818 Binhai two road, Hangzhou Bay New District, Ningbo, Zhejiang

Applicant before: Smart motor Automobile Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant