一种汽车空调的控制方法、装置、汽车空调和存储介质与流程

文档序号:32060280发布日期:2022-11-04 22:55阅读:96来源:国知局
一种汽车空调的控制方法、装置、汽车空调和存储介质与流程

1.本发明属于空调技术领域,具体涉及一种汽车空调的控制方法、装置、汽车空调和存储介质,尤其涉及一种利用电机余热除霜的顶置式纯电动客车空调的控制方法、装置、汽车空调和存储介质。


背景技术:

2.随着国家对新能源汽车的补贴支持,市场上已经出现大量的纯电动汽车,包括电动客车、大巴车等等。在北方使用的大巴车,一般会在车顶配置顶置式空调(如热泵空调)用于冬季取暖,而在热泵工况下,车顶的外侧换热器(如冷凝器)因为温度低于结冰点,在运行一段时间后,会产生大量结霜,影响空调制热效果。
3.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案,并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于,提供一种汽车空调的控制方法、装置、汽车空调和存储介质,以解决汽车车顶的顶置式空调在制热工况下,车顶的外侧换热器会产生大量结霜而影响汽车空调的制热效果的问题,达到通过利用汽车的主驱电机的余热从外侧换热器外部加速了汽车空调的化霜进程,有利于提升汽车空调的制热效果的效果。
5.本发明提供一种汽车空调的控制方法中,所述汽车为带主驱电机的纯电动汽车,在所述主驱电机外围的第一设定范围内设置有储液装置,所述储液装置中储存有喷淋液体;并且,在所述汽车运行的过程中所述主驱电机的温度升高的情况下,所述储液装置能够通过与所述主驱电机换热而使所述储液装置中的喷淋液体的温度升高;所述汽车空调具有外侧换热器,在所述外侧换热器外围的第二设定范围内设置有喷淋装置,所述喷淋装置与所述储液装置连通、且能够将所述储液装置中的喷淋液体喷淋至所述外侧换热器的换热片上;所述汽车空调的控制方法,包括:在所述汽车空调制热运行的情况下,确定所述汽车空调是否需要进入预设的化霜阶段;若确定所述汽车空调需要进入预设的化霜阶段,则控制所述汽车空调进入预设的化霜前压缩机降频阶段,以使所述汽车空调的压缩机频率降低至预设频率;在所述汽车空调进入预设的化霜前压缩机降频阶段的情况下,获取所述储液装置的出液温度,获取所述外侧换热器的换热片温度,并在所述喷淋装置开启的情况下获取所述喷淋装置的出液温度;根据所述储液装置的出液温度和所述外侧换热器的换热片温度,并结合所述喷淋装置的出液温度、以及所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,控制所述喷淋装置的启闭,以控制所述外侧换热器化霜。
6.在一些实施方式中,其中,所述主驱电机与所述储液装置之间,通过辐射的方式换热,或通过辅助换热器的方式换热;和/或,所述喷淋装置的数量为一个以上。
7.在一些实施方式中,根据所述储液装置的出液温度和所述外侧换热器的换热片温度,并结合所述喷淋装置的出液温度、以及所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情
况,控制所述喷淋装置的启闭,包括:确定所述储液装置的出液温度是否大于所述外侧换热器的换热片温度;若确定所述储液装置的出液温度大于所述外侧换热器的换热片温度,则控制所述喷淋装置开启,以使所述喷淋装置向所述外侧换热器的换热片上喷淋所述储液装置中的喷淋液体;根据所述喷淋装置的出液温度和所述外侧换热器的换热片温度,并结合所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,进一步控制所述喷淋装置的启闭,以进一步控制所述外侧换热器化霜。
8.在一些实施方式中,根据所述喷淋装置的出液温度和所述外侧换热器的换热片温度,并结合所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,进一步控制所述喷淋装置的启闭,包括:确定所述喷淋装置的出液温度是否大于所述外侧换热器的换热片温度;若确定所述喷淋装置的出液温度大于所述外侧换热器的换热片温度,则调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度,并结合所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,进一步控制所述喷淋装置的启闭;若确定所述喷淋装置的出液温度小于或等于所述外侧换热器的换热片温度,则控制所述喷淋装置关闭。
9.在一些实施方式中,调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度,并结合所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,进一步控制所述喷淋装置的启闭,包括:采用pi调节方式,调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度;在已调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度的情况下,确定所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段;若确定所述汽车空调已进入预设的化霜阶段,则控制所述喷淋装置关闭;若确定所述汽车空调还未进入预设的化霜阶段,则继续调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度。
10.与上述方法相匹配,本发明另一方面提供一种汽车空调的控制装置中,所述汽车为带主驱电机的纯电动汽车,在所述主驱电机外围的第一设定范围内设置有储液装置,所述储液装置中储存有喷淋液体;并且,在所述汽车运行的过程中所述主驱电机的温度升高的情况下,所述储液装置能够通过与所述主驱电机换热而使所述储液装置中的喷淋液体的温度升高;所述汽车空调具有外侧换热器,在所述外侧换热器外围的第二设定范围内设置有喷淋装置,所述喷淋装置与所述储液装置连通、且能够将所述储液装置中的喷淋液体喷淋至所述外侧换热器的换热片上;所述汽车空调的控制装置,包括:控制单元,被配置为在所述汽车空调制热运行的情况下,确定所述汽车空调是否需要进入预设的化霜阶段;所述控制单元,还被配置为若确定所述汽车空调需要进入预设的化霜阶段,则控制所述汽车空调进入预设的化霜前压缩机降频阶段,以使所述汽车空调的压缩机频率降低至预设频率;获取单元,被配置为在所述汽车空调进入预设的化霜前压缩机降频阶段的情况下,获取所述储液装置的出液温度,获取所述外侧换热器的换热片温度,并在所述喷淋装置开启的情况下获取所述喷淋装置的出液温度;所述控制单元,还被配置为根据所述储液装置的出液温度和所述外侧换热器的换热片温度,并结合所述喷淋装置的出液温度、以及所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,控制所述喷淋装置的启闭,以控制所述外侧换热器化霜。
11.在一些实施方式中,所述控制单元,根据所述储液装置的出液温度和所述外侧换热器的换热片温度,并结合所述喷淋装置的出液温度、以及所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,控制所述喷淋装置的启闭,包括:确定所述储液装置的出液温度是否大于所述外侧换热器的换热片温度;若确定所述储液装置的出液温度大于所述外侧换热器的
换热片温度,则控制所述喷淋装置开启,以使所述喷淋装置向所述外侧换热器的换热片上喷淋所述储液装置中的喷淋液体;根据所述喷淋装置的出液温度和所述外侧换热器的换热片温度,并结合所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,进一步控制所述喷淋装置的启闭,以进一步控制所述外侧换热器化霜。
12.在一些实施方式中,所述控制单元,根据所述喷淋装置的出液温度和所述外侧换热器的换热片温度,并结合所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,进一步控制所述喷淋装置的启闭,包括:确定所述喷淋装置的出液温度是否大于所述外侧换热器的换热片温度;若确定所述喷淋装置的出液温度大于所述外侧换热器的换热片温度,则调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度,并结合所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,进一步控制所述喷淋装置的启闭;若确定所述喷淋装置的出液温度小于或等于所述外侧换热器的换热片温度,则控制所述喷淋装置关闭。
13.在一些实施方式中,所述控制单元,调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度,并结合所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,进一步控制所述喷淋装置的启闭,包括:采用pi调节方式,调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度;在已调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度的情况下,确定所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段;若确定所述汽车空调已进入预设的化霜阶段,则控制所述喷淋装置关闭;若确定所述汽车空调还未进入预设的化霜阶段,则继续调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度。
14.与上述装置相匹配,本发明再一方面提供一种汽车空调,包括:以上所述的汽车空调的控制装置。
15.与上述方法相匹配,本发明再一方面提供一种存储介质,所述存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行以上所述的汽车空调的控制方法。
16.由此,本发明的方案,通过在汽车空调的外侧换热器外围安装喷淋装置,在带主驱动电机的纯电动汽车的主驱电机旁边设置水箱,在水箱与喷淋装置之间构建传输管路,在汽车运行过程中,利用水箱收集汽车主驱电机产生的热量,通过喷淋装置将水箱中的水喷淋至外侧换热器表面,以加速外侧换热器的除霜进程,从而,通过利用汽车的主驱电机的余热从外侧换热器外部加速了汽车空调的化霜进程,有利于提升汽车空调的制热效果。
17.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
18.下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
19.图1为本发明的汽车空调的控制方法的一实施例的流程示意图;
20.图2为本发明的方法中根据储液装置的出液温度控制喷淋装置的启闭一实施例的流程示意图;
21.图3为本发明的方法中根据喷淋装置的出液温度控制喷淋装置的启闭的一实施例的流程示意图;
22.图4为本发明的方法中结合喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度控制喷淋装置的启闭的一实施例的流程示意图;
23.图5为本发明的汽车空调的控制装置的一实施例的结构示意图;
24.图6为汽车空调的喷淋控制系统的一实施例的结构示意图;
25.图7为汽车空调的喷淋控制系统中除霜组件的一实施例的剖面结构示意图;
26.图8为汽车空调的喷淋控制系统的一实施例的控制流程示意图。
27.结合附图,本发明实施例中附图标记如下:
28.1-水箱;2-水温传感器;3-喷淋装置出水口;4-翅片换热器;102-获取单元;104-控制单元。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
30.纯电动客车空调在冬季使用热泵制热时,由于车顶积雪或者结霜的原因,会导致制热效果变差。一些方案是控制空调系统冷媒流向,在冬季加热车顶的换热器,实现积霜、积雪的自动控制清理,但不够节能。所以,本发明的方案,提出一种汽车空调的控制策略,具体是一种利用电机余热除霜的顶置式纯电动客车空调的控制策略。
31.根据本发明的实施例,提供了一种汽车空调的控制方法,如图1所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。所述汽车为带主驱电机的纯电动汽车(如主驱电机),在所述主驱电机外围的第一设定范围内设置有储液装置,所述储液装置中储存有喷淋液体,该第一设定范围需要保证储液装置尽量靠近驱动电机以实现换热即可。并且,在所述汽车运行的过程中所述主驱电机的温度升高的情况下,所述储液装置能够通过与所述主驱电机换热而使所述储液装置中的喷淋液体的温度升高。所述汽车空调具有外侧换热器,在所述外侧换热器外围的第二设定范围内设置有喷淋装置,所述喷淋装置与所述储液装置连通、且能够将所述储液装置中的喷淋液体喷淋至所述外侧换热器的换热片上,该第二设定范围需要保证喷淋装置能将喷淋液体喷淋至外侧换热器的换热片上以加速外侧换热器的换热片上霜层的融化。所述喷淋液体,如水、乙二醇溶液等。
32.所述汽车空调的控制方法,包括:步骤s110至步骤s140。
33.在步骤s110处,在所述汽车空调制热运行的情况下,确定所述汽车空调是否需要进入预设的化霜阶段。
34.在步骤s120处,若确定所述汽车空调需要进入预设的化霜阶段,则控制所述汽车空调进入预设的化霜前压缩机降频阶段,以使所述汽车空调的压缩机频率降低至预设频率。
35.在步骤s130处,在所述汽车空调进入预设的化霜前压缩机降频阶段的情况下,获取所述储液装置的出液温度,获取所述外侧换热器的换热片温度,并在所述喷淋装置开启的情况下获取所述喷淋装置的出液温度。例如:获取所述储液装置的出液口的温度,作为所述储液装置的出液温度。获取所述喷淋装置的出液口的温度,作为所述喷淋装置的出液温度
36.在步骤s140处,根据所述储液装置的出液温度和所述外侧换热器的换热片温度,
并结合所述喷淋装置的出液温度、以及所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,控制所述喷淋装置的启闭,以控制所述外侧换热器化霜,即在所述喷淋装置开启的情况下,控制所述喷淋装置将所述储液装置中的喷淋液体喷淋到所述外侧换热器的换热片上,对所述外侧换热器的换热片上的霜层进行辅助除霜。
37.图6为汽车空调的喷淋控制系统的一实施例的结构示意图。如图6所示,在汽车空调的喷淋控制系统中,控制器(如mcu)能够根据外侧换热器(如翅片换热器)的温度和喷淋装置的出水温度,控制喷淋装置向外侧换热器(如翅片换热器)进行喷淋,以在空调运行化霜逻辑之前,先行清除一部分积霜。
38.本发明的方案,提出一种利用电机余热除霜的顶置式纯电动客车空调的控制策略,通过在顶置式电动客车空调外侧换热器周围安装喷淋装置,构建由主驱电机旁水箱为起点的传输管路,使用空调自身的工作特性,在车辆运行过程中,回收主驱电机产生的热量,利用喷淋装置加速除霜进程,提高能源利用率,增加车辆续航里程。
39.其中,所述主驱电机与所述储液装置之间,通过辐射的方式换热,或通过辅助换热器的方式换热。和/或,所述喷淋装置的数量为一个以上。
40.另外,喷淋装置喷淋的水、以及霜层融化后的水,如果是价值不高的水,可以直接排走,如果是其他价值较高的防冻液等,可以设置一个接水盘,但是由于车顶换热器通常暴露在外界环境会比较脏,可以通过检测水溶液的纯净度(例如通过电导率检测),将达到回收标准的溶液通过接水盘回收到水箱中。
41.图7为汽车空调的喷淋控制系统中除霜组件的一实施例的剖面结构示意图。如图7所示,汽车空调的喷淋控制系统中,除霜组件包括:安装在带主驱动电机的纯电动汽车的主驱电机旁边的水箱1,以及安装在汽车车顶的外侧换热器(如翅片换热器4)处的喷淋装置。喷淋装置具有多个出水口(如喷淋装置出水口3)。喷淋装置通过水管连通至水箱1的出水口处。在喷淋装置出水口3所在水管上、在水箱1的出水口所在水管上、以及在不同喷淋装置出水口3的公共水管上,均设置有水温传感器(如水温传感器2)。
42.在图7所示的例子中,水箱1与喷淋装置之间的连线即为水的传输管路,可以在传输管路上增加水泵以驱动水流。
43.在一些实施方式中,步骤s140中根据所述储液装置的出液温度和所述外侧换热器的换热片温度,并结合所述喷淋装置的出液温度、以及所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,控制所述喷淋装置的启闭的具体过程,参见以下示例性说明。
44.下面结合图2所示本发明的方法中根据储液装置的出液温度控制喷淋装置的启闭的一实施例流程示意图,进一步说明步骤s140中根据储液装置的出液温度控制喷淋装置的启闭的具体过程,包括:步骤s210至步骤s230。
45.步骤s210,确定所述储液装置的出液温度是否大于所述外侧换热器的换热片温度。
46.步骤s220,若确定所述储液装置的出液温度大于所述外侧换热器的换热片温度,则控制所述喷淋装置开启,以使所述喷淋装置向所述外侧换热器的换热片上喷淋所述储液装置中的喷淋液体,对所述外侧换热器的换热片上的霜层进行辅助除霜。当然,若确定所述储液装置的出液温度小于或等于所述外侧换热器的换热片温度,则控制所述喷淋装置关闭。
47.步骤s230,在所述喷淋装置已开启并向所述外侧换热器的换热片上喷淋所述储液装置中的喷淋液体的过程中,获取所述喷淋装置的出液温度,根据所述喷淋装置的出液温度和所述外侧换热器的换热片温度,并结合所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,进一步控制所述喷淋装置的启闭,以进一步控制所述外侧换热器化霜,即在所述喷淋装置开启的情况下,控制所述喷淋装置将所述储液装置中的喷淋液体喷淋到所述外侧换热器的换热片上,并控制所述喷淋装置的喷淋流量和喷淋角度等,对所述外侧换热器的换热片上的霜层进行辅助除霜。
48.本发明的方案,通过电控系统采集喷淋装置出水口水温,控制喷淋装置的流量和角度,这样,利用喷淋装置加速除霜进程,提高能源利用率,增加车辆续航里程。其中,主驱电机旁水箱,具体可以是:通过在带主驱动电机的纯电动汽车的主驱电机旁增加水箱,储存一定容量的水,用于吸收电机热量。
49.在一些实施方式中,步骤s230中根据所述喷淋装置的出液温度和所述外侧换热器的换热片温度,并结合所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,进一步控制所述喷淋装置的启闭的具体过程,参见以下示例性说明。
50.下面结合图3所示本发明的方法中根据喷淋装置的出液温度控制喷淋装置的启闭的一实施例流程示意图,进一步说明步骤s230中根据喷淋装置的出液温度控制喷淋装置的启闭的具体过程,包括:步骤s310至步骤s330。
51.步骤s310,确定所述喷淋装置的出液温度是否大于所述外侧换热器的换热片温度。
52.步骤s320,若确定所述喷淋装置的出液温度大于所述外侧换热器的换热片温度,则调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度,并结合所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,进一步控制所述喷淋装置的启闭。
53.步骤s330,若确定所述喷淋装置的出液温度小于或等于所述外侧换热器的换热片温度,则控制所述喷淋装置关闭。
54.图8为汽车空调的喷淋控制系统的一实施例的控制流程示意图。如图8所示,汽车空调的喷淋控制系统的控制流程,包括:
55.步骤1、空调在制热运行时,实时检测是否需要进入化霜逻辑:若是,则执行步骤2。否则,继续在步骤1等待。
56.在步骤1中,通常情况下,空调会根据室外环境温度,定时进入化霜,例如室外温度为-10℃时,每30分钟运行化霜逻辑。室外温度为-5℃时,每45分钟运行化霜逻辑,等等。
57.步骤2、进入实际化霜前,机组降低压缩机频率,准备后续步骤4的四通阀换向操作。
58.在步骤2中,通常会降低至压缩机允许的最小频率,目的是在切换四通阀时保证汽车空调所在控制系统的平衡,否则在高频运行时,四通阀切换可能导致汽车空调所在控制系统失控。
59.步骤3、机组降频过程中,实时检测水箱1的水温是否大于翅片温度(即外侧换热器的换热片温度),如果水箱1水温大于翅片温度,则开启喷淋装置对翅片进行喷淋除霜,喷淋过程中,实时检测水箱1出口、水管(即水箱1与喷淋装置出水口3的公共水管)中央、喷淋装置出水口3水温,以喷淋装置出水口3温度与翅片表面温度的差值大于x℃(x设置为2)为目
标,利用pi调节控制喷淋装置出水口3流速、以及水管(即水箱1与喷淋装置出水口3的公共水管)中央的流量阀开度。
60.在步骤3中,由于此种场景下,室外环境温度较低,热量可能损失在管路中,检测喷淋装置出水口3温度的目的是防止在管路中冻结导致喷淋装置失效。
61.在步骤3中,pi调节即比例积分调节,是一种控制策略,以目标值与实际值的差值为比例项,目标值与实际值差值在一定时间内的积分为积分项,从而使目标值与实际值趋近。
62.在一些实施方式中,步骤s320中调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度,并结合所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,进一步控制所述喷淋装置的启闭的具体过程,参见以下示例性说明。
63.下面结合图4所示本发明的方法中结合喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度控制喷淋装置的启闭的一实施例流程示意图,进一步说明步骤s320中结合喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度控制喷淋装置的启闭的具体过程,包括:步骤s410至步骤s440。
64.步骤s410,采用pi调节方式,调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度。
65.步骤s420,在已调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度的情况下,确定所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段,如确定所述汽车空调的四通阀是否已换向至进入预设的化霜阶段。
66.步骤s430,若确定所述汽车空调已进入预设的化霜阶段,则控制所述喷淋装置关闭。
67.步骤s440,若确定所述汽车空调还未进入预设的化霜阶段,则继续调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度。
68.如图8所示,汽车空调的喷淋控制系统的控制流程,还包括:
69.步骤4、当四通阀换向进入实际化霜后,关闭喷淋装置,避免喷淋装置出水口3的出水温度低于翅片温度,阻碍化霜进程。
70.在一些实施方式中,在以上实施方式的基础上,可以根据实际使用环境,可以更换不同的储热介质。例如:考虑到不同环境温度不同,如果环境温度长时间大于0℃,可以直接使用水作为喷淋液体,如果环境温度低于0℃,则要使用冰点更低的液体如乙二醇溶液作为喷淋液体。
71.在一些实施方式中,在以上实施方式的基础上,可以在水箱1与主驱电机之间变换换热方式,使得电机余热可以转移至储热介质中。例如:考虑到成本,因此汽车的主驱电机与水箱1之间依靠辐射的方式进行换热,换热效率比较低。如果想要提高换热效率,则可以考虑使用板式换热器等换热效率高的方式。
72.本发明的方案,通过控制喷淋装置运行逻辑,当空调准备进入化霜时,当外侧换热器温度小于水温时,启动喷淋装置,在空调运行化霜逻辑之前,先行清除一部分积霜,当外侧换热器温度大于水温时,停止喷淋装置的喷淋,进入预设的化霜运行进程。这样,当空调需要除霜时,通过喷淋装置,将热水喷洒在换热器翅片上,利用了汽车的主驱电机余热从换热器外部加速了空调的化霜进程,从而加速空调的除霜进程,进一步缩短了除霜时间,使车厢温度及时回升,提升制热效果。同时,还可以节约一定的空调电能消耗,提高了车辆的续航里程。
73.采用本实施例的技术方案,通过在汽车空调的外侧换热器外围安装喷淋装置,在带主驱动电机的纯电动汽车的主驱电机旁边设置水箱,在水箱与喷淋装置之间构建传输管路,在汽车运行过程中,利用水箱收集汽车主驱电机产生的热量,通过喷淋装置将水箱中的水喷淋至外侧换热器表面,以加速外侧换热器的除霜进程,从而,通过利用汽车的主驱电机的余热从外侧换热器外部加速了汽车空调的化霜进程,有利于提升汽车空调的制热效果。
74.根据本发明的实施例,还提供了对应于汽车空调的控制方法的一种汽车空调的控制装置。参见图5所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。所述汽车为带主驱电机的纯电动汽车(如主驱电机),在所述主驱电机外围的第一设定范围内设置有储液装置,所述储液装置中储存有喷淋液体。并且,在所述汽车运行的过程中所述主驱电机的温度升高的情况下,所述储液装置能够通过与所述主驱电机换热而使所述储液装置中的喷淋液体的温度升高。所述汽车空调具有外侧换热器,在所述外侧换热器外围的第二设定范围内设置有喷淋装置,所述喷淋装置与所述储液装置连通、且能够将所述储液装置中的喷淋液体喷淋至所述外侧换热器的换热片上。所述喷淋液体,如水、乙二醇溶液等。
75.所述汽车空调的控制装置,包括:获取单元102和控制单元104。
76.其中,控制单元104,被配置为在所述汽车空调制热运行的情况下,确定所述汽车空调是否需要进入预设的化霜阶段。该控制单元104的具体功能及处理参见步骤s110。
77.所述控制单元104,还被配置为若确定所述汽车空调需要进入预设的化霜阶段,则控制所述汽车空调进入预设的化霜前压缩机降频阶段,以使所述汽车空调的压缩机频率降低至预设频率。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s120。
78.获取单元102,被配置为在所述汽车空调进入预设的化霜前压缩机降频阶段的情况下,获取所述储液装置的出液温度,获取所述外侧换热器的换热片温度,并在所述喷淋装置开启的情况下获取所述喷淋装置的出液温度。例如:获取所述储液装置的出液口的温度,作为所述储液装置的出液温度。获取所述喷淋装置的出液口的温度,作为所述喷淋装置的出液温度该获取单元102的具体功能及处理参见步骤s130。
79.所述控制单元104,还被配置为根据所述储液装置的出液温度和所述外侧换热器的换热片温度,并结合所述喷淋装置的出液温度、以及所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,控制所述喷淋装置的启闭,以控制所述外侧换热器化霜,即在所述喷淋装置开启的情况下,控制所述喷淋装置将所述储液装置中的喷淋液体喷淋到所述外侧换热器的换热片上,对所述外侧换热器的换热片上的霜层进行辅助除霜。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s140。
80.图6为汽车空调的喷淋控制系统的一实施例的结构示意图。如图6所示,在汽车空调的喷淋控制系统中,控制器(如mcu)能够根据外侧换热器(如翅片换热器)的温度和喷淋装置的出水温度,控制喷淋装置向外侧换热器(如翅片换热器)进行喷淋,以在空调运行化霜逻辑之前,先行清除一部分积霜。
81.本发明的方案,提出一种利用电机余热除霜的顶置式纯电动客车空调的控制策略,通过在顶置式电动客车空调外侧换热器周围安装喷淋装置,构建由主驱电机旁水箱为起点的传输管路,使用空调自身的工作特性,在车辆运行过程中,回收主驱电机产生的热量,利用喷淋装置加速除霜进程,提高能源利用率,增加车辆续航里程。
82.其中,所述主驱电机与所述储液装置之间,通过辐射的方式换热,或通过辅助换热
器的方式换热。和/或,所述喷淋装置的数量为一个以上。
83.图7为汽车空调的喷淋控制系统中除霜组件的一实施例的剖面结构示意图。如图7所示,汽车空调的喷淋控制系统中,除霜组件包括:安装在带主驱动电机的纯电动汽车的主驱电机旁边的水箱1,以及安装在汽车车顶的外侧换热器(如翅片换热器4)处的喷淋装置。喷淋装置具有多个出水口(如喷淋装置出水口3)。喷淋装置通过水管连通至水箱1的出水口处。在喷淋装置出水口3所在水管上、在水箱1的出水口所在水管上、以及在不同喷淋装置出水口3的公共水管上,均设置有水温传感器(如水温传感器2)。
84.在图7所示的例子中,水箱1与喷淋装置之间的连线即为水的传输管路,可以在传输管路上增加水泵以驱动水流。
85.在一些实施方式中,所述控制单元104,根据所述储液装置的出液温度和所述外侧换热器的换热片温度,并结合所述喷淋装置的出液温度、以及所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,控制所述喷淋装置的启闭,包括:
86.所述控制单元104,还被配置为确定所述储液装置的出液温度是否大于所述外侧换热器的换热片温度。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s210。
87.所述控制单元104,还被配置为若确定所述储液装置的出液温度大于所述外侧换热器的换热片温度,则控制所述喷淋装置开启,以使所述喷淋装置向所述外侧换热器的换热片上喷淋所述储液装置中的喷淋液体,对所述外侧换热器的换热片上的霜层进行辅助除霜。当然,若确定所述储液装置的出液温度小于或等于所述外侧换热器的换热片温度,则控制所述喷淋装置关闭。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s220。
88.所述控制单元104,还被配置为在所述喷淋装置已开启并向所述外侧换热器的换热片上喷淋所述储液装置中的喷淋液体的过程中,获取所述喷淋装置的出液温度,根据所述喷淋装置的出液温度和所述外侧换热器的换热片温度,并结合所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,进一步控制所述喷淋装置的启闭,以进一步控制所述外侧换热器化霜,即在所述喷淋装置开启的情况下,控制所述喷淋装置将所述储液装置中的喷淋液体喷淋到所述外侧换热器的换热片上,并控制所述喷淋装置的喷淋流量和喷淋角度等,对所述外侧换热器的换热片上的霜层进行辅助除霜。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s230。
89.本发明的方案,通过电控系统采集喷淋装置出水口水温,控制喷淋装置的流量和角度,这样,利用喷淋装置加速除霜进程,提高能源利用率,增加车辆续航里程。其中,主驱电机旁水箱,具体可以是:通过在带主驱动电机的纯电动汽车的主驱电机旁增加水箱,储存一定容量的水,用于吸收电机热量。
90.在一些实施方式中,所述控制单元104,根据所述喷淋装置的出液温度和所述外侧换热器的换热片温度,并结合所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,进一步控制所述喷淋装置的启闭,包括:
91.所述控制单元104,还被配置为确定所述喷淋装置的出液温度是否大于所述外侧换热器的换热片温度。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s310。
92.所述控制单元104,还被配置为若确定所述喷淋装置的出液温度大于所述外侧换热器的换热片温度,则调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度,并结合所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,进一步控制所述喷淋装置的启闭。该控制单元104的具
体功能及处理还参见步骤s320。
93.所述控制单元104,还被配置为若确定所述喷淋装置的出液温度小于或等于所述外侧换热器的换热片温度,则控制所述喷淋装置关闭。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s330。
94.图8为汽车空调的喷淋控制系统的一实施例的控制流程示意图。如图8所示,汽车空调的喷淋控制系统的控制流程,包括:
95.步骤1、空调在制热运行时,实时检测是否需要进入化霜逻辑:若是,则执行步骤2。否则,继续在步骤1等待。
96.在步骤1中,通常情况下,空调会根据室外环境温度,定时进入化霜,例如室外温度为-10℃时,每30分钟运行化霜逻辑。室外温度为-5℃时,每45分钟运行化霜逻辑,等等。
97.步骤2、进入实际化霜前,机组降低压缩机频率,准备后续步骤4的四通阀换向操作。
98.在步骤2中,通常会降低至压缩机允许的最小频率,目的是在切换四通阀时保证汽车空调所在控制系统的平衡,否则在高频运行时,四通阀切换可能导致汽车空调所在控制系统失控。
99.步骤3、机组降频过程中,实时检测水箱1的水温是否大于翅片温度(即外侧换热器的换热片温度),如果水箱1水温大于翅片温度,则开启喷淋装置对翅片进行喷淋除霜,喷淋过程中,实时检测水箱1出口、水管(即水箱1与喷淋装置出水口3的公共水管)中央、喷淋装置出水口3水温,以喷淋装置出水口3温度与翅片表面温度的差值大于x℃(x设置为2)为目标,利用pi调节控制喷淋装置出水口3流速、以及水管(即水箱1与喷淋装置出水口3的公共水管)中央的流量阀开度。
100.在步骤3中,由于此种场景下,室外环境温度较低,热量可能损失在管路中,检测喷淋装置出水口3温度的目的是防止在管路中冻结导致喷淋装置失效。
101.在步骤3中,pi调节即比例积分调节,是一种控制策略,以目标值与实际值的差值为比例项,目标值与实际值差值在一定时间内的积分为积分项,从而使目标值与实际值趋近。
102.在一些实施方式中,所述控制单元104,调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度,并结合所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段的情况,进一步控制所述喷淋装置的启闭,包括:
103.所述控制单元104,还被配置为采用pi调节方式,调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s410。
104.所述控制单元104,还被配置为在已调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度的情况下,确定所述汽车空调是否已进入预设的化霜阶段,如确定所述汽车空调的四通阀是否已换向至进入预设的化霜阶段。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s420。
105.所述控制单元104,还被配置为若确定所述汽车空调已进入预设的化霜阶段,则控制所述喷淋装置关闭。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s430。
106.所述控制单元104,还被配置为若确定所述汽车空调还未进入预设的化霜阶段,则继续调节所述喷淋装置的喷淋流量和/或喷淋角度。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s440。
107.如图8所示,汽车空调的喷淋控制系统的控制流程,还包括:
108.步骤4、当四通阀换向进入实际化霜后,关闭喷淋装置,避免喷淋装置出水口3的出水温度低于翅片温度,阻碍化霜进程。
109.在一些实施方式中,在以上实施方式的基础上,可以根据实际使用环境,可以更换不同的储热介质。例如:考虑到不同环境温度不同,如果环境温度长时间大于0℃,可以直接使用水作为喷淋液体,如果环境温度低于0℃,则要使用冰点更低的液体如乙二醇溶液作为喷淋液体。
110.在一些实施方式中,在以上实施方式的基础上,可以在水箱1与主驱电机之间变换换热方式,使得电机余热可以转移至储热介质中。例如:考虑到成本,因此汽车的主驱电机与水箱1之间依靠辐射的方式进行换热,换热效率比较低。如果想要提高换热效率,则可以考虑使用板式换热器等换热效率高的方式。
111.本发明的方案,通过控制喷淋装置运行逻辑,当空调准备进入化霜时,当外侧换热器温度小于水温时,启动喷淋装置,在空调运行化霜逻辑之前,先行清除一部分积霜,当外侧换热器温度大于水温时,停止喷淋装置的喷淋,进入预设的化霜运行进程。这样,当空调需要除霜时,通过喷淋装置,将热水喷洒在换热器翅片上,利用了汽车的主驱电机余热从换热器外部加速了空调的化霜进程,从而加速空调的除霜进程,进一步缩短了除霜时间,使车厢温度及时回升,提升制热效果。同时,还可以节约一定的空调电能消耗,提高了车辆的续航里程。
112.由于本实施例的装置所实现的处理及功能基本相应于前述方法的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
113.采用本发明的技术方案,通过在汽车空调的外侧换热器外围安装喷淋装置,在带主驱动电机的纯电动汽车的主驱电机旁边设置水箱,在水箱与喷淋装置之间构建传输管路,在汽车运行过程中,利用水箱收集汽车主驱电机产生的热量,通过喷淋装置将水箱中的水喷淋至外侧换热器表面,以加速外侧换热器的除霜进程,能够节约一定的空调电能消耗,提高了车辆的续航里程。
114.根据本发明的实施例,还提供了对应于汽车空调的控制装置的一种汽车空调。该汽车空调可以包括:以上所述的汽车空调的控制装置。
115.由于本实施例的汽车空调所实现的处理及功能基本相应于前述装置的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
116.采用本发明的技术方案,通过在汽车空调的外侧换热器外围安装喷淋装置,在带主驱动电机的纯电动汽车的主驱电机旁边设置水箱,在水箱与喷淋装置之间构建传输管路,在汽车运行过程中,利用水箱收集汽车主驱电机产生的热量,通过喷淋装置将水箱中的水喷淋至外侧换热器表面,以加速外侧换热器的除霜进程,能够使车厢温度及时回升,提升制热效果。
117.根据本发明的实施例,还提供了对应于汽车空调的控制方法的一种存储介质,所述存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行以上所述的汽车空调的控制方法。
118.由于本实施例的存储介质所实现的处理及功能基本相应于前述方法的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
119.采用本发明的技术方案,通过在汽车空调的外侧换热器外围安装喷淋装置,在带主驱动电机的纯电动汽车的主驱电机旁边设置水箱,在水箱与喷淋装置之间构建传输管路,在汽车运行过程中,利用水箱收集汽车主驱电机产生的热量,通过喷淋装置将水箱中的水喷淋至外侧换热器表面,以加速外侧换热器的除霜进程,能够提高能源利用率,增加车辆续航里程。
120.综上,本领域技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
121.以上所述仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。
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