CN114347753B - 基于μ律15折线的电动汽车CO2热泵空调增压曲线规划算法 - Google Patents
基于μ律15折线的电动汽车CO2热泵空调增压曲线规划算法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于μ律15折线的电动汽车CO2热泵空调增压曲线规划算法，通过对电动汽车CO2热泵空调的增压曲线利用μ律15折线进行非均匀压扩，增压过程中压力上升速率随着压力的增加而减小，进而实现在低压阶段，压力上升速率大，压缩机转速大，快速调节温度，提高体感舒适度，高压阶段，压力上升速率小，避免高压超调。同时，随着增压速率逐渐减小，压缩机转速逐渐减小，节省电能，提高续航里程。既满足驾乘人员对温度调节速度的要求，又满足高压工况下的热泵空调的安全性要求。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车热泵空调温度控制领域，具体为一种基于μ律15折线的电动汽车CO2热泵空调增压曲线规划算法。
背景技术
在能源危机和环境污染的压力下，新能源汽车应运而生。其中，纯电动汽车以无污染、噪声低和效率高等特点，受到汽车生产商和消费者广泛的关注。空调作为电动汽车第二大耗能部件，空调系统的能耗将会使电动汽车的续航里程减少1/3左右。热泵空调系统因能效比高、对原有空调改造小等优点，已成为电动汽车车载空调主要研究方向和发展趋势。天然工质CO2不破坏臭氧层，温室气体效应极低，无毒、不可燃、具有良好的传热性能、较大的单位制冷量；同时，由于CO2具有较低的沸点(-78.5℃)，可以在低于零下20摄氏度的环境下使用，因此CO2热泵空调成为车载热泵空调的发展趋势。但由于CO2具有较低的临界温度(31.1℃)和较高的临界压力(7.37MPa)，导致CO2热泵空调工作压力较高(最高可达13MPa)，导致压力控制复杂。如果压力升高过快，就会导致压力过高，尤其在高压部分，会对系统造成危险；如果压力升高过慢，就会导致温度调节时间延长，影响驾乘人员舒适度。
因此，需要解决电动汽车CO2热泵空调温度调节速度与压力增加速度相互制约的问题。
发明内容
发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于μ律15折线的电动汽车CO2热泵空调增压曲线规划算法，解决电动汽车CO2热泵空调温度调节速度与压力增加速度相互制约的问题。
技术方案：一种基于μ律15折线的电动汽车CO2热泵空调增压曲线规划算法，包括以下步骤：
S10：采集CO2热泵空调增压曲线；
S20：初始化压扩系数μ；
S30：对于增压曲线，对增压上升时间和目标压力进行归一化处理，利用μ律15折线压扩算法对增压曲线进行平滑，得到增压曲线的平滑曲线；
S40：进行司乘人员舒适性评估：如舒适性不好，则返回S20，调整压扩系数μ，并继续进行后续步骤；如舒适性好，则S30的增压曲线的平滑曲线即为所得。
进一步的，S30中，得到增压曲线的平滑曲线，具体为：
S301：对于增压曲线，对压力上升时间和目标压力进行归一化处理，压力上升时间的区间为0～1，对应于x轴，目标压力与初始压力的压力变化的区间为0～1，对应于y轴；
S302：将压力上升时间的区间0～1分为八个不均匀段落，将目标压力与初始压力的压力变化的区间0～1分为八个均匀段落，i为1～8的整数，x轴的八个段落与y轴的八个段落一一对应，得到每个段落的斜率；
S303：根据μ律压扩公式，分别计算得到压扩后的压力值，
τ为压力变化时间，P为压扩后的压力值，则八个压力变化时间τ对应计算得到八个压扩后的压力值P1～P8，根据P1～P8得出增压曲线的平滑曲线。
具体的，根据μ律压扩公式
得到
将压力上升时间的区间0～1分为八个不均匀段落，具体为：127/255～1作为第八段，63/255～127/255作为第七段，31/255～63/255作为第六段，15/255～31/255作为第五段，7/255～15/255作为第四段，3/255～7/255作为第三段，1/255～3/255作为第二段，0/255～1/255作为第一段。
具体的，将目标压力与初始压力的压力变化的区间0～1分为八个均匀段落，具体为：将0～1之间均匀地分为八段，从第一段到第八段分别为0～1/8，1/8～2/8，…，7/8～1。
有益效果：本发明的优点是：通过对电动汽车CO2热泵空调的增压曲线利用μ律15折线进行非均匀压扩，增压过程中压力上升速率随着压力的增加而减小，进而实现在低压阶段，压力上升速率大，压缩机转速大，快速调节温度，提高体感舒适度，高压阶段，压力上升速率小，避免高压超调。同时，随着增压速率逐渐减小，压缩机转速逐渐减小，节省电能，提高续航里程。既满足驾乘人员对温度调节速度的要求，又满足高压工况下的热泵空调的安全性要求。
附图说明
图1为本发明规划算法流程图；
图2为增压曲线的压扩图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
一种基于μ律15折线的电动汽车CO2热泵空调增压曲线规划算法，如附图1所示，包括以下步骤：
S10：采集CO2热泵空调增压曲线。
S20：初始化压扩系数μ。
S30：如附图2所示，对于增压曲线，对压力上升时间和目标压力进行归一化处理，利用μ律15折线压扩算法对增压曲线进行平滑。
S301：对于增压曲线，压力上升时间的区间为0～1，对应于x轴，目标压力与初始压力的压力变化的区间为0～1，对应于y轴。
S302：根据μ律压扩公式
得到
将压力上升时间的区间0～1分为八个不均匀段落，具体为：127/255～1作为第八段，63/255～127/255作为第七段，31/255～63/255作为第六段，15/255～31/255作为第五段，7/255～15/255作为第四段，3/255～7/255作为第三段，1/255～3/255作为第二段，0/255～1/255作为第一段。
将目标压力与初始压力的压力变化的区间0～1分为八个均匀段落，具体为：将0～1之间均匀地分为八段，从第一段到第八段分别为0～1/8，1/8～2/8，…，7/8～1。
i为1～8的整数，x轴的八个段落与y轴的八个段落一一对应，在此过程中，压力增加速率逐步递减，第一段落～第八段落的斜率分别为：k1＝255/8、k2＝255/16、k3＝255/32、k4＝255/64、k5＝255/128、k6＝255/256、k7＝255/512、k8＝255/1024。
S303：根据μ律压扩公式，分别计算得到压扩后的压力值，
τ为压力变化时间，P为压扩后的压力值；
| 段落 | 一 | 二 | 三 | 四 | 五 | 六 | 七 | 八 |
| 计算值 | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 | P7 | P8 |
则八个压力变化时间τ对应计算得到八个压扩后的压力值P1～P8，根据P1～P8得出增压曲线的平滑曲线。
S40：进行司乘人员舒适性评估：如舒适性不好，则返回S20，调整压扩系数μ，并继续进行后续步骤S30、S40；如舒适性好，则S30的增压曲线的平滑曲线即为所得。
在电动汽车CO2热泵空调的增压过程中，采用μ律15折线压扩算法对增压曲线进行非均匀量化，使控制器按照非均匀量化后的增压曲线(即增压曲线的平滑曲线)对直流电机驱动电压进行控制，进而对压缩机转速进行控制，实现对乘员舱温度的调节：即增压过程中，使得压力上升速率随着压力的增加而减小，进而实现在低压阶段，压力上升速率大，压缩机转速大，快速调节温度，提高体感舒适度，高压阶段，压力上升速率小，避免高压超调。同时，随着增压速率逐渐减小，压缩机转速逐渐减小，节省电能，提高续航里程。既满足驾乘人员对温度调节速度的要求，又满足高压工况下的热泵空调的安全性要求。
Claims (1)
1.一种基于μ律15折线的电动汽车CO2热泵空调增压曲线规划算法，其特征在于包括以下步骤：
S10：采集CO2热泵空调增压曲线；
S20：初始化压扩系数μ；
S30：对于增压曲线，对增压上升时间和目标压力进行归一化处理，利用μ律15折线压扩算法对增压曲线进行平滑，得到增压曲线的平滑曲线，具体为：
S301：对于增压曲线，对压力上升时间和目标压力进行归一化处理，压力上升时间的区间为0～1，对应于x轴，目标压力与初始压力的压力变化的区间为0～1，对应于y轴；
S302：将压力上升时间的区间0～1分为八个不均匀段落，将目标压力与初始压力的压力变化的区间0～1分为八个均匀段落，i为1～8的整数，x轴的八个段落与y轴的八个段落一一对应，得到每个段落的斜率，具体为：
根据μ律压扩公式
得到/>
将压力上升时间的区间0～1分为八个不均匀段落，具体为：127/255～1作为第八段，63/255～127/255作为第七段，31/255～63/255作为第六段，15/255～31/255作为第五段，7/255～15/255作为第四段，3/255～7/255作为第三段，1/255～3/255作为第二段，0/255～1/255作为第一段；
将目标压力与初始压力的压力变化的区间0～1分为八个均匀段落，具体为：将0～1之间均匀地分为八段，从第一段到第八段分别为0～1/8，1/8～2/8，…，7/8～1；
S303：根据μ律压扩公式，分别计算得到压扩后的压力值，
τ为压力变化时间，P为压扩后的压力值，则八个压力变化时间τ对应计算得到八个压扩后的压力值P1～P8，根据P1～P8得出增压曲线的平滑曲线；
S40：进行司乘人员舒适性评估：如舒适性不好，则返回S20，调整压扩系数μ，并继续进行后续步骤；如舒适性好，则S30的增压曲线的平滑曲线即为所得。
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Publications (2)
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| CN114347753A CN114347753A (zh) | 2022-04-15 |
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|---|---|---|---|---|
| CN101650946B (zh) * | 2009-09-07 | 2011-12-07 | 哈尔滨工程大学科技园发展有限公司 | 应用于航行数据记录仪的音频采集卡的音频压缩方法 |
| CN110341666B (zh) * | 2019-06-20 | 2021-06-22 | 江苏大学 | 一种基于a律13折线的车辆主动制动系统制动力曲线规划算法 |
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- 2022-01-18 CN CN202210056045.5A patent/CN114347753B/zh active Active
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