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本技术提供了汽车电子膨胀阀控制方法和装置以及热泵系统,其包括如下步骤:获取电池芯体温度T、目标蒸发器温度T0、快冷阈值T1、电池入水温度T2以及蒸发器处的目标过热度DZ和冷却器处的目标过热度DL;根据电池芯体温度T和快冷阈值T1判断电池冷却等级;根据电池冷却等级调节蒸发器处的第一电子膨胀阀和冷却器处的第二电子膨胀阀的开度,根据电池冷却等级、目标蒸发器温度T0以及电池入水温度T2调节压缩机的转速,以改变冷媒流量的大小。该控制方法使得新能源汽车的蒸发器和冷却器两侧的冷媒流量
能够根据空调热负荷和电池制冷需求进行动态调节,在保证电池寿命的前提下,最大限度的保证整车的舒适性并节省能量。
技术要求
1.一种汽车电子膨胀阀控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
获取电池芯体温度T、目标蒸发器温度T0、快冷阈值T1、电池入水温度T2以及蒸发器处的目标过热度DZ和冷却器处的目标过热度DL;
根据电池芯体温度T和快冷阈值T1判断电池冷却等级;
根据电池冷却等级调节蒸发器处的第一电子膨胀阀和冷却器处的第二电子膨胀阀的开度,使得蒸发器处的过热度达到目标过热度DZ或冷却器处的过热度到达目标过热度DL;
根据电池冷却等级、目标蒸发器温度T0以及电池入水温度T2调节压缩机的转速,以改变冷媒流量的大小。
2.如权利要求1所述的汽车电子膨胀阀控制方法,其特征在于,所述根据电池芯体温度T和快冷阈值T1判断电池冷却等级的步骤具体包括:
若电池芯体温度T<T1,电池无需进入快冷模式,冷却等级记为0;
若T1<电池芯体温度T<T1+a1,电池进入快冷模式,冷却等级记为1;
若T1+a1<电池芯体温度T<T1+a2,电池进入快冷模式,冷却等级记为2;
若电池芯体温度T>T1+a2,电池需进入快冷,冷却等级记为3;
其中,a1、a2为变量,且a2>a1。
3.如权利要求2所述的汽车电子膨胀阀控制方法,其特征在于,所述根据电池冷却等级调节蒸发器处的第一电子膨胀阀和冷却器处的第二电子膨胀阀的开度的步骤具体包括:
当电池冷却等级为0时,
对第一电子膨胀阀的开度进行PI控制,以将蒸发器处的过热度D1调节至与目标过热度DZ相一致;并对压缩机的转速进行调节,以将蒸发器处的温度T3调节至与目标蒸发器温度T0相一致;此时,第二电子膨胀阀的开度为0;
当电池冷却等级为1时,
对第一电子膨胀阀的开度进行PI控制,以将蒸发器处的过热度D1调节至与目标过热度DZ相一致;并对压缩机的转速进行调节,以将蒸发器处的温度T3调节至与目标蒸发器温度T0相一致;此时,以将蒸发器处的温度T3调节至T0为目标,对第二电子膨胀阀的开度进行调整;
当电池冷却等级为2时,
对第一电子膨胀阀的开度进行PI控制,以将蒸发器处的过热度D1调节至与目标过热度DZ相一致;对压缩机的转速进行调节,以将蒸发器处的温度T3调节至与目标蒸发器温度T0相一致;此时,以将蒸发器处的温度T3调节至T0+n为目标,对第二电子膨胀阀的开度进行调整;其中,n值为根据风量和出风温度所生成的预设匹配表所得;
当电池冷却等级为3时,
对第一电子膨胀阀的开度进行PI控制,以将蒸发器处的温度T3调节至与目标蒸发器温度T0相一致;对压缩机的转速进行调节,以将电池入水口温度调节至t度;此时,调节第二电子膨胀阀的开度,以使得冷却器处的过热度D2与目标过热度DL相一致;其中,t为变量。
4.如权利要求3所述的汽车电子膨胀阀控制方法,其特征在于,所述当电池冷却等级为1时,以将蒸发器处的温度T3调节至T0为目标,对第二电子膨胀阀的开度进行调整的步骤具体包括:
S1、比较蒸发器处的温度T3与目标蒸发器温度T0的大小,调整第二电子膨胀阀的开度,
若T3>T0,则第二电子膨胀阀以s1步/s进行关闭;
若T3≤T0,且冷却器处的过热度D2>目标过热度DL,则第二电子膨胀阀以s2步/s进行开启;
S2、再判断电池入水温度T2的大小,确定第二电子膨胀阀的关闭速度,
若T2达到15度,则第二电子膨胀阀以s3步/s进行关闭;
若T2达到20度,则第二电子膨胀阀以s4步/s进行关闭;
其中,s1、s2、s3、s4为变量。
5.如权利要求3所述的汽车电子膨胀阀控制方法,其特征在于,所述当电池冷却等级为2时,以将蒸发器处的温度T3调节至T0+n为目标,对第二电子膨胀阀的开度进行调整的步骤具体包括:
S3、比较蒸发器处的温度T3与目标蒸发器温度T0+n的大小,调整第二电子膨胀阀的开度,
若T3>T0+n,则第二电子膨胀阀以s5步/s进行关闭;
若T3≤T0+n,且冷却器处的过热度D2>目标过热度DL,则第二电子膨胀阀在D2>b的前提下以s6步/s进行开启;
S4、再判断电池入水温度T2的大小,确定第二电子膨胀阀的关闭速度,
若T2达到15度,则第二电子膨胀阀以s7步/s进行关闭;
若T2达到20度,则第二电子膨胀阀以s8步/s进行关闭;
其中,s5、s6、s7、s8为变量。
6.如权利要求4或5所述的汽车电子膨胀阀控制方法,其特征在于,所述当电池冷却等级为1或2时,对第二电子膨胀阀的开度进行调整的步骤中,若冷却器处的过热度D2<目标过热度DL时,则第二电子膨胀阀以s9步/s进行关闭,其中,s9为变量。
7.如权利要求3所述的汽车电子膨胀阀控制方法,其特征在于,所述当电池冷却等级为3时,对第一电子膨胀阀与第二电子膨胀阀的开度调节步骤具体包括:
若蒸发器温度T3>T0+x,则第一电子膨胀阀以s10步/s进行开启;
若T0-x≤蒸发器温度T3≤T0+x,第一电子膨胀阀的开度保持不变;
若蒸发器温度T3≤T0-x,第二电子膨胀阀以s11步/s进行关闭;
其中,x、s10、s11为变量。
8.如权利要求7所述的汽车电子膨胀阀控制方法,其特征在于,所述当电池冷却等级为3时,在对第一电子膨胀阀的开度进行调节的步骤中,若蒸发器处的过热度D1<目标过热度DZ时,则第一电子膨胀阀以s12步/s进行关闭,其中,s12为变量。
9.一种汽车电子膨胀阀控制装置,其特征在于,包括:
第一数据获取模块,用于获取电池芯体温度T、目标蒸发器温度T0、快冷阈值T1、电池入水温度T2以及蒸发器处的目标过热度DZ和冷却器处的目标过热度DL;
等级判断模块,用于根据电池芯体温度T和快冷阈值T1判断电池冷却等级;
开度调节模块,用于根据电池冷却等级调节蒸发器处的第一电子膨胀阀和冷却器处的第二电子膨胀阀的开度,使得蒸发器处的过热度达到目标过热度DZ或冷却器处的过热度到达目标过热度DL;
转速调节模块,用于根据电池冷却等级、目标蒸发器温度T0以及电池入水温度T2调节压缩机的转速,以改变冷媒流量的大小。
10.如权利要求9所述的汽车电子膨胀阀控制装置,其特征在于,所述等级调节模块具体包括:
第一标记单元,用于若电池芯体温度T<T1,电池无需进入快冷模式,冷却等级记为0;
第二标记单元,用于若T1<电池芯体温度T<T1+a1,电池进入快冷模式,冷却等级记为1;
第三标记单元,用于若T1+a1<电池芯体温度T<T1+a2,电池进入快冷模式,冷却等级记为2;
第四标记单元,用于若电池芯体温度T>T1+a2,电池需进入快冷,冷却等级记为3;
其中,a1、a2为变量,且a2>a1。
11.如权利要求10所述的汽车电子膨胀阀控制装置,其特征在于,所述开度调节模块具体包括:
第一调节单元,用于当电池冷却等级为0时,
对第一电子膨胀阀的开度进行PI控制,以将蒸发器处的过热度D1调节至与目标过热度DZ相一致;并对压缩机的转速进行调节,以将蒸发器处的温度T3调节至与目标蒸发器温度T0相一致;此时,第二电子膨胀阀的开度为0;
第二调节单元,用于当电池冷却等级为1时,
对第一电子膨胀阀的开度进行PI控制,以将蒸发器处的过热度D1调节至与目标过热度DZ相一致;并对压缩机的转速进行调节,以将蒸发器处的温度T3调节至与目标蒸发器温度T0相一致;此时,以将蒸发器处的温度T3调节至T0为目标,对第二电子膨胀阀的开度进行调整;
第三调节单元,用于当电池冷却等级为2时,
对第一电子膨胀阀的开度进行PI控制,以将蒸发器处的过热度D1调节至与目标过热度DZ相一致;并对压缩机的转速进行调节,以将蒸发器处的温度T3调节至与目标蒸发器温度T0相一致;此时,以将蒸发器处的温度T3调节至T0+n为目标,对第二电子膨胀阀的开度进行调整;其中,n值为根据风量和出风温度所生成的预设匹配表所得;
第四调节单元,用于当电池冷却等级为3时,
对第一电子膨胀阀的开度进行PI控制,以将蒸发器处的温度T3调节至与目标蒸发器温度T0相一致;并对压缩机的转速进行调节,以将电池入水口温度调节至t度;此时,调节第二电子膨胀阀的开度,以使得冷却器处的过热度D2与目标过热度DL相一致;其中,t为变量。
12.如权利要求11所述的汽车电子膨胀阀控制装置,其特征在于,所述第二调节单元具体包括:
第一单元,用于比较蒸发器处的温度T3与目标蒸发器温度T0的大小,调整第二电子膨胀阀的开度,
若T3>T0,则第二电子膨胀阀以s1步/s进行关闭;
若T3≤T0,且冷却器处的过热度D2>目标过热度DL,则第二电子膨胀阀以s2步/s进行开启;
第二单元,用于再判断电池入水温度T2的大小,确定第二电子膨胀阀的关闭速度,
若T2达到15度,则第二电子膨胀阀以s3步/s进行关闭;
若T2达到20度,则第二电子膨胀阀以s4步/s进行关闭;
其中,s1、s2、s3、s4为变量。
13.如权利要求11所述的汽车电子膨胀阀控制装置,其特征在于,所述第三调节单元具体包括:
第三单元,用于比较蒸发器处的温度T3与目标蒸发器温度T0+n的大小,调整第二电子膨胀阀的开度,
若T3>T0+n,则第二电子膨胀阀以s5步/s进行关闭;
若T3≤T0+n,且冷却器处的过热度D2>目标过热度DL,则第二电子膨胀阀在D2>b的前提下以s6步/s进行开启;
第四单元,用于再判断电池入水温度T2的大小,确定第二电子膨胀阀的关闭速度,
若T2达到15度,则第二电子膨胀阀以s7步/s进行关闭;
若T2达到20度,则第二电子膨胀阀以s8步/s进行关闭;
其中,s5、s6、s7、s8为变量。
14.如权利要求12或13所述的汽车电子膨胀阀控制装置,其特征在于,还包括:
第二电子膨胀阀关闭单元,用于若冷却器处的过热度D2<目标过热度DL时,则第二电子膨胀阀以s9步/s进行关闭,其中,s9为变量。
15.如权利要求11所述的汽车电子膨胀阀控制装置,其特征在于,所述第四调节单元具体包括:
第五单元,用于若蒸发器温度T3>T0+x,则第一电子膨胀阀以s10步/s进行开启;
第六单元,用于若T0-x≤蒸发器温度T3≤T0+x,第一电子膨胀阀的开度保持不变;
第七单元,用于若蒸发器温度T3≤T0-x,第二电子膨胀阀以s11步/s进行关闭;
其中,x、s10、s11为变量。
16.如权利要求15所述的汽车电子膨胀阀控制装置,其特征在于,还包括:
第一电子膨胀阀关闭单元,用于若蒸发器处的过热度D1<目标过热度DZ时,则第一电子膨胀阀以s12步/s进行关闭,其中,s12为变量。
17.一种热泵系统,其特征在于,包括压缩机、空调控制器、第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀、用于检测蒸发器处的过热度的第一传感器和用于
检测冷却器处的过热度的第二传感器,所述第一电子膨胀阀与所述蒸发器相连接,所述第二电子膨胀阀与所述冷却器相连接,且所述压缩机、所
述第一电子膨胀阀、所述第二电子膨胀阀、所述第一传感器和所述第二传感器分别与所述空调控制器电连接,所述空调控制器内配置有计算机程
序,所述空调控制器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述的用于汽车空调系统的电子膨胀阀的控制方法。
技术说明书
汽车电子膨胀阀控制方法和装置以及热泵系统
技术领域
本技术涉及汽车空调控制器领域,尤其涉及一种汽车电子膨胀阀控制方法和装置以及热泵系统。
背景技术
目前传统燃油车空调系统一般采用的是热力膨胀阀,其工作原理是通过感受蒸发器出口制冷剂蒸汽过热度的大小来调节制冷剂流量,虽然热力膨胀阀能够自就存在较为明显的缺陷。因为目前动力电池的散热量较大,空调系统不仅仅需要给乘客舱进行制冷,还需要同时对动力电池进行冷却,当动力电池冷却需求池冷却开启时,对乘客舱的制冷影响较大。
现有的新能源汽车的电池通常为通过空调压缩机对其进行冷却,但蒸发器&Chiller(冷却器)均匹为配热力膨胀阀+电磁阀,当电池需要冷却时,Chiller(冷却器)突变,舒适性不佳;为了弱化电池快冷对空调的影响,通常在电芯温度较高时,才开启快冷,对电池寿命有一定影响;在空调制冷需求不大,电池制冷需求空调蒸发器温度会大大低于需求温度,浪费能量。
技术内容
基于上述现有技术的不足,本技术的目的在于提供一种汽车电子膨胀阀控制方法和装置以及热泵系统,使得新能源汽车的蒸发器和冷却器两侧的冷媒流量能调节,在保证电池寿命的前提下,最大限度的保证整车的舒适性并节省能量。
汽车电子控制系统
基于此,本技术的技术方案为:一种汽车电子膨胀阀控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
获取电池芯体温度T、目标蒸发器温度T0、快冷阈值T1、电池入水温度T2以及蒸发器处的目标过热度DZ和冷却器处的目标过热度DL;
根据电池芯体温度T和快冷阈值T1判断电池冷却等级;
根据电池冷却等级调节蒸发器处的第一电子膨胀阀和冷却器处的第二电子膨胀阀的开度,使得蒸发器处的过热度达到目标过热度DZ或冷却器处的过热度到达
根据电池冷却等级、目标蒸发器温度T0以及电池入水温度T2调节压缩机的转速,以改变冷媒流量的大小。
可选的,所述根据电池芯体温度T和快冷阈值T1判断电池冷却等级的步骤具体包括:
若电池芯体温度T<T1,电池无需进入快冷模式,冷却等级记为0;
若T1<电池芯体温度T<T1+a1,电池进入快冷模式,冷却等级记为1;
若T1+a1<电池芯体温度T<T1+a2,电池进入快冷模式,冷却等级及为2;
若电池芯体温度T>T1+a2,电池需进入快冷,冷却等级即为3;
其中,a1、a2为变量,且a2>a1。
可选的,所述根据电池冷却等级调节蒸发器处的第一电子膨胀阀和冷却器处的第二电子膨胀阀的开度的步骤具体包括:
当电池冷却等级为0时,
对第一电子膨胀阀的开度进行PI控制,以将蒸发器处的过热度D1调节至与目标过热度DZ相一致;并对压缩机的转速进行调节,以将蒸发器处的温度T3调节至电子膨胀阀的开度为0;
当电池冷却等级为1时,
对第一电子膨胀阀的开度进行PI控制,以将蒸发器处的过热度D1调节至与目标过热度DZ相一致;并对压缩机的转速进行调节,以将蒸发器处的温度T3调节至蒸发器处的温度T3调节至T0为目标,对第二电子膨胀阀的开度进行调整;
当电池冷却等级为2时,
对第一电子膨胀阀的开度进行PI控制,以将蒸发器处的过热度D1调节至与目标过热度DZ相一致;并对压缩机的转速进行调节,以将蒸发器处的温度T3调节至蒸发器处的温度T3调节至T0+n为目标,对第二电子膨胀阀的开度进行调整;其中,n值为根据风量和出风温度所生成的预设匹配表所得;
当电池冷却等级为3时,
对第一电子膨胀阀的开度进行PI控制,以将蒸发器处的温度T3调节至与目标蒸发器温度T0相一致;并对压缩机的转速进行调节,用于将电池入水口温度调节度,以使得冷却器处的过热度D2与目标过热度DL相一致;其中,t值为变量。
可选的,所述当电池冷却等级为1时,以将蒸发器处的温度T3调节至T0为目标,对第二电子膨胀阀的开度进行调整的步骤具体包括:
S1、比较蒸发器处的温度T3与目标蒸发器温度T0的大小,调整第二电子膨胀阀的开度,
若T3>T0,则第二电子膨胀阀以s1步/s进行关闭;
若T3≤T0,且冷却器处的过热度D2>目标过热度DL,则第二电子膨胀阀以s2步/s进行开启;
S2、再判断电池入水温度T2的大小,确定第二电子膨胀阀的关闭速度,
若T2达到15度,则第二电子膨胀阀以s3步/s进行关闭;
若T2达到20度,则第二电子膨胀阀以s4步/s进行关闭;
其中,s1、s2、s3、s4为变量。
可选的,所述当电池冷却等级为2时,以将蒸发器处的温度T3调节至T0+n为目标,对第二电子膨胀阀的开度进行调整的步骤具体包括:
S3、比较蒸发器处的温度T3与目标蒸发器温度T0+n的大小,调整第二电子膨胀阀的开度,