CN117348626A - 整车环境舱前馈及反馈综合实时温度控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及检测设备技术领域，且公开了整车环境舱前馈及反馈综合实时温度控制系统及控制方法，本发明可以解决目前环境仓控制无法高效及精确控制动态环境温度的问题。根据整车实时工况实现前馈调节的环境仓温度控制系统可以实现环境温度的高动态响应。同时减少传统反馈调节过程的不精细导致的能效比过低。对于整车环境仓来说，平均能耗在500kw/h左右，耗电量巨大，采用此技术可节约电能10％，降低了整车环境仓运行的成本。
Description
技术领域
本发明涉及检测设备技术领域，具体为整车环境舱前馈及反馈综合实时温度控制系统。
背景技术
整车转毂环境舱作为汽车热管理相关试验的专用试验室，可以实现对温度精确模拟，满足整车热管理相关开发需求，缩短开发周期。
整车转毂环境舱的温度控制范围：-40℃～60℃。
近年来，整车环境舱相关试验的需求量越来越大，整车环境舱的建设如火如荼；整车环境舱作为高耗电量设备，平均每小时耗电量在500KW左右，对节能技术的发展提出比较紧迫的要求。
近年来，新能源汽车热管理的开发需求越来越大，热管理涉及整车的安全性和舒适性及续航里程。整车转毂环境舱做为整车相关试验的温度精确控制的试验室，相关需求对温度的精度要求很高，同时要求具备高动态响应度。
目前环境舱温度控制系统根据迎面风机处的温度实测值反馈调节。对于温度来说，目前的反馈调节系统只关注环境舱实时温湿度，当实时值与设定值出现偏差时才调节制冷、加热机组达到控制舱内温度的目的，此种单纯反馈控制方式响应较慢且无法满足整车热管理试验的高动态响应的需求。
发明内容
本发明的目的在于能够精确控制环境舱温度，提出了整车环境舱前馈及反馈综合实时温度控制系统。
为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：
整车环境舱前馈及反馈综合实时温度控制方法，包括以下步骤：
S1:试验之前输入控制单元车辆相关信息，包括整车车速和散热量曲线图；
S2:选择整车试验跟随路谱；
S3:通过温度传感器采集环境仓实时温度数据；
S4:控制单元根据S1、S2获得的相关数据，自动估算下一秒的整车动态发热；
S5:根据前馈整车发热量并结合温度传感器实测值实时计算所需的调节量，调节制冷及加热系统实现整车环境仓温度的精确高效调节。
可选的，所述控制单元根据实时输入，通过PID反馈及前馈控制逻辑实现制冷及加热的精确执行，实现对温度的精确及高效控制。
本发明还提供了整车环境舱前馈及反馈综合实时温度控制系统，包括控制单元、温度传感器和加热及制冷系统，所述控制单元用于输入整车车速和散热量曲线图信息，以及接收温度传感器实测数据，所述温度传感器用于实时监测环境舱内温度，所述加热及制冷系统根据控制单元的指令对环境舱内温度进行制冷和加热。
可选的，所述控制单元根据接收的信息和输入信息估算下一秒的整车动态发热量。
可选的，所述温度传感器位于整车环境舱迎面风机封口处。
可选的，所述控制单元连接有一温度控制器，所述控制单元通过温度控制器接收温度传感器的实测数据，以及通过温度控制器控制加热及制冷系统对环境舱内温度进行制冷和加热。
本发明所取得的有益效果是：
1.通过将车辆路谱信息提前输入给控制单元，控制单元根据前馈路谱信息并估算下一秒的整车散热量，同时结合温度实测值实现精确控制环境仓温度的目的，同时可实现能量的节约；
通过根据整车实时工况，实现前馈调节的环境舱温度控制系统可以实现环境温度的高动态响应，同时减少传统反馈调节过程的不精细导致的能效比过低；
对于整车环境舱来说，平均能耗在500kw/h左右，耗电量巨大，采用此技术可节约电能10％，降低了整车环境舱运行的成本。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
图1为本发明整车环境舱前馈及反馈综合实时温度控制方法的流程图；
图2为本发明整车环境舱前馈及反馈综合实时温度控制方法的温度控制逻辑图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的.技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统.方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内，包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上、”“下、”“左、”“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构或组件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例一：
如图1-2所示，本发明提供了整车环境舱前馈及反馈综合实时温度控制方法，包括以下步骤：
S1:试验之前输入控制单元车辆相关信息，包括整车车速和散热量曲线图；
S2:选择整车试验跟随路谱；
S3:通过温度传感器采集环境仓实时温度数据；
S4:控制单元根据S1、S2获得的相关数据，自动估算下一秒的整车动态发热；
S5:根据前馈整车发热量并结合温度传感器实测值实时计算所需的调节量，调节制冷及加热系统实现整车环境仓温度的精确高效调节；
进一步优选，控制单元根据实时输入，通过PID反馈及前馈控制逻辑实现制冷及加热的精确执行，实现对温度的精确及高效控制。
在本发明中还可以通过设置一个温度控制器，来实现对温度传感器温度采集传递到控制单元，然后控制单元通过温度控制器下达控制指令到制冷及加热系统，从而实现整车环境仓温度的精确高效调节。
在本发明中，控制单元可以根据被试验车辆的测试工况，估算下一秒整车的散热量，同时结合实测温度，通过PID反馈及前馈控制逻辑实现对制冷及加热系统的精确操控，实现整车环境仓的温度精确及高效控制。
具体工作原理为：通过将车辆路谱信息提前输入给控制器系统，控制单元根据前馈路谱信息并估算下一秒的整车散热量，同时结合温度实测值实现精确控制环境仓温度的目的，同时可实现能量的节约。对于整车环境舱来说，平均能耗在500kw/h左右，耗电量巨大，采用此技术可节约电能10％，降低了整车环境舱运行的成本。
实施例二：
整车环境舱前馈及反馈综合实时温度控制系统，包括控制单元、温度传感器和加热及制冷系统，控制单元用于输入整车车速和散热量曲线图信息，以及接收温度传感器实测数据，其中温度传感器用于实时监测环境舱内温度，加热及制冷系统根据控制单元的指令对环境舱内温度进行制冷和加热；在本发明中控制单元通过控制器获得整车的下一秒估算发热量并结合实测温度值，通过PID前馈及反馈调节实现对整车环境仓的精确及有效控制；
在本发明中首先获得车辆车速和车辆散热量的关系图谱。通过迎面风机封口处布置温度传感器并实时采集温度值。通过控制单元获得车辆车速和车辆散热量的关系图谱、环境仓温度实测值。根据实时输入，通过PID反馈及前馈控制逻辑实现制冷及加热的精确执行，实现对温度的精确及高效控制。
在本发明中参照图1所示，控制单元连接有一温度控制器，控制单元通过温度控制器接收温度传感器的实测数据，以及通过温度控制器控制加热及制冷系统对环境舱内温度进行制冷和加热。
本发明可以解决目前环境仓控制无法高效及精确控制动态环境温度的问题。根据整车实时工况实现前馈调节的环境仓温度控制系统可以实现环境温度的高动态响应。同时减少传统反馈调节过程的不精细导致的能效比过低。对于整车环境仓来说，平均能耗在500kw/h左右，耗电量巨大，采用此技术可节约电能10％，降低了整车环境仓运行的成本。
实施例三：
如图1-2所示，本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进，具体的，提供整车环境舱前馈及反馈综合实时温度控制系统，控制单元和加热及制冷系统通过有线或无线连接，加热及制冷系统接收控制单元通过温度控制器下达的温度调节信息，对环境舱内的温度进行加热或制冷，加热或制冷的温度，具体由温度控制器通过计算模块计算后提供(温度控制器的运行逻辑具体参阅图2：图2中X(s)是温度设定值，Gb(s)是被控对象，包括制冷及加热系统，Gp(s)是PID控制器，Gf(s)是前馈控制器，Y(s)是温度实测值)。
综上所述，通过将车辆路谱信息提前输入给控制器系统，控制单元根据前馈路谱信息并估算下一秒的整车散热量，同时结合温度实测值实现精确控制环境仓温度的目的，同时可实现能量的节约；通过根据整车实时工况，实现前馈调节的环境舱温度控制系统可以实现环境温度的高动态响应，同时减少传统反馈调节过程的不精细导致的能效比过低；对于整车环境舱来说，平均能耗在500kw/h左右，耗电量巨大，采用此技术可节约电能10％，降低了整车环境舱运行的成本。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。
在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路，过程，算法，结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
Claims (6)
1.整车环境舱前馈及反馈综合实时温度控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1:试验之前输入控制单元车辆相关信息，包括整车车速和散热量曲线图；
S2:选择整车试验跟随路谱；
S3:通过温度传感器采集环境仓实时温度数据；
S4:控制单元根据S1、S2获得的相关数据，自动估算下一秒的整车动态发热；
S5:根据前馈整车发热量并结合温度传感器实测值实时计算所需的调节量，调节制冷及加热系统实现整车环境仓温度的精确高效调节。
2.根据权利要求1所述的整车环境舱前馈及反馈综合实时温度控制方法，其特征在于：控制单元根据实时输入，通过PID反馈及前馈控制逻辑实现制冷及加热的精确执行，实现对温度的精确及高效控制。
3.整车环境舱前馈及反馈综合实时温度控制系统，其特征在于：包括控制单元、温度传感器和加热及制冷系统，所述控制单元用于输入整车车速和散热量曲线图信息，以及接收温度传感器实测数据，所述温度传感器用于实时监测环境舱内温度，所述加热及制冷系统根据控制单元的指令对环境舱内温度进行制冷和加热。
4.根据权利要求3所述的整车环境舱前馈及反馈综合实时温度控制系统，其特征在于：所述控制单元根据接收的信息和输入信息估算下一秒的整车动态发热量。
5.根据权利要求3所述的整车环境舱前馈及反馈综合实时温度控制系统，其特征在于：所述温度传感器位于整车环境舱迎面风机封口处。
6.根据权利要求3所述的整车环境舱前馈及反馈综合实时温度控制系统，其特征在于：所述控制单元连接有一温度控制器，所述控制单元通过温度控制器接收温度传感器的实测数据，以及通过温度控制器控制加热及制冷系统对环境舱内温度进行制冷和加热。
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