CN114193999B - 电动汽车热管理系统压缩机功率的确定方法、存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车热管理系统压缩机额定功率的确定方法，根据行车负载功率、热管理系统电器功率确定电池输出功率，热管理系统电器功率包括压缩机功率初始值，根据电池输出功率和电池性能参数确定电池发热量，根据电池发热量和电机系统发热量确定压缩机增加的制冷功率，将压缩机增加的制冷功率加入压缩机功率初始值中进行迭代计算，根据当前迭代次数与上一迭代次数中压缩机制冷功率之差得到压缩机功率变化值，当压缩机功率变化值小于或等于设定功率时，结束迭代，输出最后一次迭代的压缩机功率初始值作为压缩机额定功率。本发明在考虑电池和电机散热需求下，精确地确定了压缩机额定功率。

Description

电动汽车热管理系统压缩机功率的确定方法、存储介质
技术领域
本发明涉及电动汽车热管理技术领域，具体地指一种电动汽车热管理系统压缩机额定功率的确定方法、存储介质。
背景技术
电池、电机、电控组件等是纯电动汽车的主要发热元件，高温环境下，电池、电机、电控组件的发热量需要及时的通过热管理系统散发掉，从而保证车辆使用的安全性。同时高温环境下，乘员舱的乘客需要制冷以保证舒适性。冷却功率、制冷功率都会造成车辆在高温环境下的额外能量损耗。现有技术在设计热管理系统能量流的时候，由于无法同时确定合适的压缩机额定功率和电池额定输出功率，因此往往将压缩机的额定功率尽量设定大一些，使之可以完全可以满足电池包和电机散热的需求，但是缺乏准确的计算。因为压缩机是由电池包进行供电的，压缩机制冷功率的变化会导致电池包功率和电池发热量变化，从而又影响压缩机的制冷功率。因此，如何在设计阶段确定合适的压缩额定机功率成为电动汽车热管理系统需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种电动汽车热管理系统压缩机额定功率的确定方法、存储介质，该方法在考虑电池和电机散热需求下，精确地确定了压缩机额定功率，压缩机额定功率无需设计余量，减小了电池的输出功率。
为实现上述目的，本发明提供一种电动汽车热管理系统压缩机额定功率的确定方法，根据行车负载功率、热管理系统电器功率确定电池输出功率，热管理系统电器功率包括压缩机功率初始值，根据电池输出功率和电池性能参数确定电池发热量，根据电池发热量和电机系统发热量确定压缩机增加的制冷功率，将压缩机增加的制冷功率加入压缩机功率初始值中进行迭代计算，根据当前迭代次数与上一迭代次数中压缩机制冷功率之差得到压缩机功率变化值，当压缩机功率变化值小于或等于设定功率时，结束迭代，输出最后一次迭代的压缩机功率初始值作为压缩机额定功率。
进一步地，所述压缩机功率初始值的确定方法包括，根据乘员舱的额定制冷量除以压缩机的制冷效率得到。
进一步地，热管理系统电器功率还包括水泵功率、电子膨胀阀功率、风扇功率。
进一步地，所述电池发热量的确定方法包括，获取电池放电倍率的平方与单位放电倍率的电池发热量的乘积。
进一步地，所述电池放电倍率的确定方法包括，获取电池输出功率与单位放电时间的乘积除以电池的能量。
进一步地，所述压缩机增加的制冷功率的确定方法包括，通过获取电池发热量和电机系统发热量的和，再除以压缩机的制冷效率得到。
进一步地，所述电机系统发热量的确定方法包括，通过获取电机电控系统发热量和电机发热量之和得到。
进一步地，所述电机发热量的确定方法包括，根据行车负载功率确定电机输出功率，根据电机输出功率和电机效率得到。
进一步地，所述电机电控系统发热量的确定方法包括，根据电机电控系统内阻和电流得到电机电控系统发热量。
本发明还提供一种存储介质，其特征在于：它包含执行指令，所述执行指令在有数据处理装置处理时，该数据处理装置执行上述所述的电动汽车热管理系统压缩机额定功率的确定方法
本发明的有益效果：精确确定压缩机额定功率。本发明在确定压缩机额定功率时，首先设定压缩机功率初始值，该初始值只考虑了乘员舱的制冷需求，然后通过计算电池输出功率和电机输出功率得到电池和电机的发热量，由于电机与电机均通过空调制冷系统冷却，因此可以得到压缩机增加的制冷功率，将此部分增加的制冷功率增加到压缩机功率初始值中进行迭代计算，直到相邻两次迭代计算的压缩机功率变化值小于设定功率时认为压缩机功率收敛，输出最后一次迭代的压缩机功率为压缩机额定功率，这样可以得到压缩机额定功率的精确值，从而在设计阶段可以无需预留设计余量，减少电池输出功率的损耗。
附图说明
图1为本发明压缩机额定功率的确定方法流程图。
具体实施方式
下面具体实施方式用于对本发明的权利要求技术方案作进一步的详细说明，便于本领域的技术人员更清楚地了解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下面具体的实施例。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。
本发明的电动汽车热管理系统结构中，空调制冷系统一并联的方式分别给乘员舱、电池和电机系统冷却，同时电机系统也可以通过电机冷却水循环和风扇进行冷却，在高温大负荷情况下，乘员舱、电池和电机均通过空调制冷系统冷却，这就要求压缩机额定功率可以同时满足上述三者的冷却需求。如图1所示，上述电动汽车热管理系统压缩机额定功率的确定方法如下：
1、确定电池输出功率和电机输出功率。
1.1电池输出功率。由于无法确定电池额定输出功率，因此首先只能根据乘员舱的额定制冷量除以压缩机的制冷效率得到压缩机功率初始值，然后加上热管理系统中其他需要电池供电的电器功率，求和得到热管理系统电器功率，获取行车负载功率和热管理系统电器功率之和得到电池输出功率。
1.2电机输出功率。电机输出的动力通过传动系统传递过程中会有一定的损耗，将行车负载功率除以传动系统的传动效率得到电机的输出功率。
2、确定电池发热量和电机系统发热量。
2.1电池发热量。电池的性能参数包括，电池的容量、电池的能量。首先根据电池输出功率在单元时间1h内的输出功除以电池的能量得到电池的放电倍率，电池放电倍率表示电池相对标定容量的放电快慢或者相对电池标定能量的做功快慢。
然后根据电池发热量的计算公式，即：电池放电倍率的平方乘以单位放电倍率的电池发热量得到电池的发热量。单位放电倍率的电池发热量属于电池的性能参数，表征了电池在单位放电速度下电池的发热量的程度。
2.2电机系统发热量。电池系统发热量包括两个部分，一个部分为电机发热量，它是由于电机自身的运转带来的热量，通过电机输出功率乘以电机的损耗率得到电机发热量；另一部分为电机电控系统发热量，这一部分的热量属于电热阻，通过电流的平方乘以内阻得到。
3、更新压缩机功率初始值进行迭代计算。
由于压缩机的额定功率要考虑同时给乘员舱、电池、电机冷却的情况，因此压缩机增加的制冷功率为冷却电池和电机发热量所需的功率，通过电池和电机发热量之和除以压缩机的制冷效率得到压缩机增加的制冷功率。因此步骤1中压缩机功率初始值需要加上压缩机增加的制冷功率。由于压缩机初始功率的增加，会导致电池功率的增加和电池发热量的增加，进一步又导致了压缩机功率的增加，这样便进入了一种循环求解过程。
4、结束迭代计算，输出压缩机额定功率。
依照上述步骤1～3进行迭代计算，为了获得最终的压缩机额定功率，需使压缩机功率初始值收敛，因此收敛的条件需要满足前迭代次数与上一迭代次数中压缩机制冷功率之差为零，但是为了减小迭代计算次数和计算时间，这里令压缩机制冷功率之差小于或等于一个较小的设定功率即可认为收敛。当判断达到收敛条件时，将最后一次迭代的压缩机功率初始值作为压缩机额定功率，将最后一次迭代的电池输出功率作为电池额定输出功率。这样可以得到压缩机额定功率的精确值，从而在设计阶段可以无需预留设计余量，减少电池输出功率的损耗。

Claims (10)

1.一种电动汽车热管理系统压缩机额定功率的确定方法，其特征在于：根据行车负载功率、热管理系统电器功率确定电池输出功率，热管理系统电器功率包括压缩机功率初始值，根据电池输出功率和电池性能参数确定电池发热量，根据电池发热量和电机系统发热量确定压缩机增加的制冷功率，将压缩机增加的制冷功率加入压缩机功率初始值中进行迭代计算，根据当前迭代次数与上一迭代次数中压缩机制冷功率之差得到压缩机功率变化值，当压缩机功率变化值小于或等于设定功率时，结束迭代，输出最后一次迭代的压缩机功率初始值作为压缩机额定功率。
2.根据权利要求1所述的电动汽车热管理系统压缩机额定功率的确定方法，其特征在于：所述压缩机功率初始值的确定方法包括，根据乘员舱的额定制冷量除以压缩机的制冷效率得到。
3.根据权利要求1所述的电动汽车热管理系统压缩机额定功率的确定方法，其特征在于：热管理系统电器功率还包括水泵功率、电子膨胀阀功率、风扇功率。
4.根据权利要求1所述的电动汽车热管理系统压缩机额定功率的确定方法，其特征在于：所述电池发热量的确定方法包括，获取电池放电倍率的平方与单位放电倍率的电池发热量的乘积。
5.根据权利要求4所述的电动汽车热管理系统压缩机额定功率的确定方法，其特征在于：所述电池放电倍率的确定方法包括，获取电池输出功率与单位放电时间的乘积除以电池的能量。
6.根据权利要求1所述的电动汽车热管理系统压缩机额定功率的确定方法，其特征在于：所述压缩机增加的制冷功率的确定方法包括，通过获取电池发热量和电机系统发热量的和，再除以压缩机的制冷效率得到。
7.根据权利要求1所述的电动汽车热管理系统压缩机额定功率的确定方法，其特征在于：所述电机系统发热量的确定方法包括，通过获取电机电控系统发热量和电机发热量之和得到。
8.根据权利要求7所述的电动汽车热管理系统压缩机额定功率的确定方法，其特征在于：所述电机发热量的确定方法包括，根据行车负载功率确定电机输出功率，根据电机输出功率和电机效率得到。
9.根据权利要求7所述的电动汽车热管理系统压缩机额定功率的确定方法，其特征在于：所述电机电控系统发热量的确定方法包括，根据电机电控系统内阻和电流得到电机电控系统发热量。
10.一种存储介质，其特征在于：它包含执行指令，所述执行指令在有数据处理装置处理时，该数据处理装置执行权利要求1～9任意一项所述的电动汽车热管理系统压缩机额定功率的确定方法。
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