CN114204850A - 一种电动压缩机低温预热方法和设备 - Google Patents

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张�杰
熊怡华
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    • H02P29/68Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive based on the temperature of a drive component or a semiconductor component

Abstract

本发明涉及一种电动压缩机低温预热方法和设备,其中预热方法包括:电动压缩机启动时判断电动压缩机的滤波电容的当前温度是否达到设定温度,若是则启动电动压缩机;若否,则对滤波电容进行通电加热,直至滤波电容达到设定温度,启动电动压缩机。与现有技术相比,本发明通过在电动压缩机启动时对其执行滤波电容预热的软件策略,从而避免滤波电容的容值衰减导致压缩机异常停机或损坏故障的发生,增强产品质量,提高产品竞争力。

Description

一种电动压缩机低温预热方法和设备
技术领域
本发明涉及电动压缩机领域,尤其是涉及一种电动压缩机低温预热方法和设备。
背景技术
随着全球变暖及人类对环境的重视,汽车电动化是汽车革命发展的必然趋势。空调热泵系统因降温升温快,成为越来越多的电动汽车的必选配置,而电动压缩机作为热泵系统的动力源,其售后质量在一定程度上决定了新能源汽车的质量。目前电动压缩机在市场上的质量表现远不如传统压缩机稳定,其中电动压缩机在低温电压波动(纹波电压)下异常停机和损坏是主要故障模式之一。目前主要的办法是通过增大电动压缩机滤波电容的容值来规避此问题,但在低温下,滤波电容的电容值会下降,温度越低,下降越大,这会降低滤波电容对纹波电压的吸收能力,为了避免低温电容衰减,厂家不得不选择更大容值的电容,这就会导致增加成本。
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电动压缩机低温预热方法和设备,通过增加低温预热策略,解决了低温下滤波电容衰减,以此降低电动压缩机低温下损坏概率,有效提高产品使用寿命。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种电动压缩机低温预热方法,包括:电动压缩机启动时判断电动压缩机的滤波电容的当前温度是否达到设定温度,若是则启动电动压缩机;若否,则对滤波电容进行通电加热,直至滤波电容达到设定温度,启动电动压缩机。
进一步地,对滤波电容进行通电加热具体包括以下步骤:
步骤S1.获取电动压缩机的母线电压;
步骤S2.根据母线电压和已知的当前滤波电容的温度得到预先设定的加热时间值和加热电流值;
步骤S3.根据加热时间值和加热电流值对滤波电容进行加热;
步骤S4.判断加热后滤波电容的温度是否达到设定温度:若是,则启动电动压缩机;若否,则执行步骤S1。
进一步地,所述步骤S2中,通过表格查找的方式得到预先设定的加热时间值和加热电流值,所述表格中包括多个母线电压区间,在每个母线电压区间内设有多个电容温度区间,每个电容温度区间对应设定的一个加热时间值和一个加热电流值;或者所述表格中包括多个电容温度区间,在电容温度区间内设有多个母线电压区间,每个母线电压区间对应设定的一个加热时间值和一个加热电流值。
进一步地,所述多个母线电压区间为连续分段的母线电压区间,所述多个电容温度区间为连续分段的电容温度区间,在同一母线电压区间下,每个电容温度区间对应的加热时间值随区间温度数值的升高逐渐变小。
进一步地,所述多个母线电压区间为连续分段的母线电压区间,所述多个电容温度区间为连续分段的电容温度区间,在同一母线电压区间下,每个电容温度区间对应的加热电流值随区间温度数值的升高逐渐变大。
进一步地,所述多个母线电压区间为连续分段的母线电压区间,所述多个电容温度区间为连续分段的电容温度区间,在同一电容温度区间下,每个母线电压区间对应的加热时间值随区间电压数值的升高逐渐变大。
进一步地,所述多个母线电压区间为连续分段的母线电压区间,所述多个电容温度区间为连续分段的电容温度区间,在同一电容温度区间下,每个母线电压区间对应的加热电流值随区间电压数值的升高逐渐变小。
进一步地,分别对电动压缩机的U相、V相和W相三相通电进行滤波电容加热,所述V相和W相的通电电流为U相通电电流的一半。
一种电动压缩机低温预热设备,被配置为执行如权上任一所述的电动压缩机低温预热方法。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、本发明通过在电动压缩机启动时对其执行滤波电容预热的软件策略,从而避免滤波电容的容值衰减导致压缩机异常停机或损坏故障的发生,增强产品质量,提高产品竞争力。
2、本发明通过电动压缩机的母线电压和当前滤波电容的温度综合设定相应的加热时间值和加热电流值,确保预热后的滤波电容满足纹波电压需求,提高电动压缩机工作稳定性。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
图2为电解电容容值随温度变化图。
图3为IGBT通断控制电动压缩机的开启时序。
图4为U、V、W三相电流启动策略图。
图5为U、V、W三相电流启动示意图。
图6为母线电压350V,环境温度-25℃预热过程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本实施例提供了一种电动压缩机低温预热方法,在电动压缩机启动时判断电动压缩机的滤波电容的当前温度是否达到设定温度,若是则启动电动压缩机;若否,则对滤波电容进行通电加热,直至滤波电容达到设定温度,启动电动压缩机。本实施例目的是通过增加低温预热策略,解决低温下滤波电容衰减,以此降低电动压缩机低温下损坏概率,以此可有效提高产品使用寿命。如图1所示,对滤波电容进行通电加热具体包括以下步骤:
步骤S1.获取电动压缩机的母线电压;
步骤S2.根据母线电压和已知的当前滤波电容的温度得到预先设定的加热时间值和加热电流值;
步骤S3.根据加热时间值和加热电流值对滤波电容进行加热;
步骤S4.判断加热后滤波电容的温度是否达到设定温度:若是,则启动电动压缩机;若否,则执行步骤S1。
在上述步骤S2中,通过表格查找的方式得到预先设定的加热时间值和加热电流值。表格中包括多个母线电压区间,在每个母线电压区间内设有多个电容温度区间,每个电容温度区间对应设定的一个加热时间值和一个加热电流值;或者是表格中包括多个电容温度区间,在电容温度区间内设有多个母线电压区间,每个母线电压区间对应设定的一个加热时间值和一个加热电流值。本实施例中具体的表格如下表一所示:
表一预热时间和母线电压及温度的关系
Figure BDA0003398943950000041
在表格中5、10、15、20和40表示加热时间值,单位为秒。
在表格中,①、②和③表示加热电流值,其中,
①表示加热电流值为:压缩机启动电流×1/8~启动电流×5/8;
②表示加热电流值为:压缩机启动电流×2/8~启动电流×6/8;
③表示加热电流值为:压缩机启动电流×7/8~启动电流×7/8。
上述中的加热电流值都是对电动压缩机中U相的设置,V相和W相的通电电流为U相通电电流的一半,时间相同。
通过上表可知:在同一母线电压区间下,每个电容温度区间对应的加热时间值随区间温度数值的升高逐渐变小,并且每个电容温度区间对应的加热电流值随区间温度数值的升高逐渐变大;在同一电容温度区间下,每个母线电压区间对应的加热时间值随区间电压数值的升高逐渐变大,并且每个母线电压区间对应的加热电流值随区间电压数值的升高逐渐变小。由此确保预热后的滤波电容满足纹波电压需求,提高电动压缩机工作稳定性。
本实施例的工作原理如下:
1、电动压缩机纹波电压的来源:停车充电时,充电桩电压波动带来的纹波电压;制动能量回收时,给母线电压带来的电压波动;其它高压电气元件启停及功率变化时,给母线带来的电压波动影响。
2、损坏原理:低温下,在没有电容预热之前,滤波电容容值下降,吸收纹波电压的能力下降,电动压缩机在纹波电压冲击下,会大大降低电气元件的耐压等级,电动压缩机损坏的概率大大增加。当环境温度在-40℃时,电容容值衰减接近10%,如图2所示。
3、电容预热策略原理:当整车需求压缩机工作时,整车发送压缩机开启指令及需求转速,此时电动压缩机ECU检测当前电容温度传感器温度值及母线电压值,当温度值低于特定母线电压设定的电容预热的最小温度时,压缩机控制器通过IGBT开启来控制电机U、V、W三相的预热开始及结束电流,如图3~图5所示。预热电流、预热时间和环境温度有关、整车母线电压有关。
本实施例中具体以母线电压350V,环境温度-25℃进行示意。如图6所示,当环境温度为-25℃,整车电压为350V,电动压缩机的控制器按设定程序开启预热功能,预热时间15S,预热结束后,压缩机按照需求转速工作。当压缩机完成预热后,若检测到电容温度仍在低于预热温度,控制器重新计算预热时间,并开始预热;当压缩机在预热过程中,压缩机请求关闭,压缩机再次接受到预热指令后,压缩机重新计算预热时间。
本领域内的技术人员应明白,本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此,本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上,使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电动压缩机低温预热方法,其特征在于,包括:电动压缩机启动时判断电动压缩机的滤波电容的当前温度是否达到设定温度,若是则启动电动压缩机;若否,则对滤波电容进行通电加热,直至滤波电容达到设定温度,启动电动压缩机。
2.根据权利要求1所述的一种电动压缩机低温预热方法,其特征在于,对滤波电容进行通电加热具体包括以下步骤:
步骤S1.获取电动压缩机的母线电压;
步骤S2.根据母线电压和已知的当前滤波电容的温度得到预先设定的加热时间值和加热电流值;
步骤S3.根据加热时间值和加热电流值对滤波电容进行加热;
步骤S4.判断加热后滤波电容的温度是否达到设定温度:若是,则启动电动压缩机;若否,则执行步骤S1。
3.根据权利要求2所述的一种电动压缩机低温预热方法,其特征在于,所述步骤S2中,通过表格查找的方式得到预先设定的加热时间值和加热电流值;
所述表格中包括多个母线电压区间,在每个母线电压区间内设有多个电容温度区间,每个电容温度区间对应设定的一个加热时间值和一个加热电流值;
或者所述表格中包括多个电容温度区间,在电容温度区间内设有多个母线电压区间,每个母线电压区间对应设定的一个加热时间值和一个加热电流值。
4.根据权利要求3所述的一种电动压缩机低温预热方法,其特征在于,所述多个母线电压区间为连续分段的母线电压区间,所述多个电容温度区间为连续分段的电容温度区间,在同一母线电压区间下,每个电容温度区间对应的加热时间值随区间温度数值的升高逐渐变小。
5.根据权利要求3所述的一种电动压缩机低温预热方法,其特征在于,所述多个母线电压区间为连续分段的母线电压区间,所述多个电容温度区间为连续分段的电容温度区间,在同一母线电压区间下,每个电容温度区间对应的加热电流值随区间温度数值的升高逐渐变大。
6.根据权利要求3所述的一种电动压缩机低温预热方法,其特征在于,所述多个母线电压区间为连续分段的母线电压区间,所述多个电容温度区间为连续分段的电容温度区间,在同一电容温度区间下,每个母线电压区间对应的加热时间值随区间电压数值的升高逐渐变大。
7.根据权利要求3所述的一种电动压缩机低温预热方法,其特征在于,所述多个母线电压区间为连续分段的母线电压区间,所述多个电容温度区间为连续分段的电容温度区间,在同一电容温度区间下,每个母线电压区间对应的加热电流值随区间电压数值的升高逐渐变小。
8.根据权利要求1所述的一种电动压缩机低温预热方法,其特征在于,分别对电动压缩机的U相、V相和W相三相通电进行滤波电容加热,所述V相和W相的通电电流为U相通电电流的一半。
9.一种电动压缩机低温预热设备,其特征在于,被配置为执行如权利要求1~8中任一所述的电动压缩机低温预热方法。
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