一种车用CO2增能型热管理系统及其控制方法

一种车用co2增能型热管理系统及其控制方法
技术领域
1.本发明属于电动汽车跨临界co2热管理系统领域，特别涉及一种车用co2增能型热管理系统及其控制方法。


背景技术：

2.随着电动汽车的快速发展，能够满足大环境温度范围下车厢和电池多目标温度控制的综合热管理系统的开发逐渐受到关注，另一方面，传统汽车空调所用的hfcs类制冷剂逐渐被淘汰，co2作为一种自然工质，凭借其优秀的低温制热能力和环保性能，其在车用热管理系统上的应用具有广泛前景，然而，与r134a和r1234yf等工质相比，跨临界co2循环的制冷性能相对较差，对电动汽车的夏季续航造成不利影响，因此提高跨临界co2循环的制冷性能有重要意义。
3.在跨临界co2制冷性能提升的几种方案中，回热器已经得到了比较充分的研究和广泛的使用，难以继续优化进一步提高跨临界co2系统的性能，机械过冷技术尽管可以进一步提高跨临界co系统制冷性能，但会导致系统过于复杂，成本升高，涡流管和喷射器等的作用机制尚缺乏充分的研究，且设计复杂，离实际应用距离较远，综合来看，两级压缩中间补气是进一步提高跨临界co2制冷性能的可行技术方案之一，且车用热管理系统均至少有两个车内换热器和一个用于电池温度控制的水冷换热器，因此，可以通过增加相关阀件，设计出满足电动汽车需求的车用co2增能型热管理系统，然而，目前还缺少应用了两级压缩中间补气的完整跨临界co2车用热管理系统方案，其在不同模式下的控制方法也缺少研究。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种车用co2增能型热管理系统及其控制方法，以解决现技术中缺少完整跨临界co2车用热管理系统方案及其控制方法的问题。
5.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
6.一种车用co2增能型热管理系统，包括压缩机，所述压缩机的排气管路上设置有第四电磁阀，第四电磁阀的出口连接有室内第二换热器，所述室内第二换热器的出口连接有全通节流阀，所述全通节流阀的出口连接有室内第一换热器，室内第一换热器的出口连接有第一电子膨胀阀，第一电子膨胀阀连接有回热器的第二通道，回热器的第二出口连接有室外换热器，所述室外换热器的出口连接有第五电磁阀，第五电磁阀出口连接有气液分离器，气液分离器的气体出口连接有回热器的第一通道，所述回热器的第一出口连接有压缩机；
7.所述压缩机和第四电磁阀的连接处连接有第二电磁阀，第二电磁阀的另一端连接至室外换热器和第五电磁阀的连接处；
8.所述回热器和第一电子膨胀阀的连接处设置有两个分支，两个分支分别连接第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀；
9.第二电子膨胀阀的另一端连接有水冷换热器的第三通道，水冷换热器的第三通道出口连接有第一电磁阀，第一电磁阀的出口连接至室内第一换热器和全通节流阀的连接处；所述压缩机的补气口连接至第一电磁阀和水冷换热器第三通道的连接处；
10.所述第三电子膨胀阀的另一端连接至全通节流阀和室内第二换热器的连接处；
11.所述水冷换热器内设置有第四通道，所述第四通道连接有前端散热器，前端散热器的另一端连接有三通阀的b口，三通阀的a口连接有电池换热器，电池换热器的另一端和第四通道的另一端连接；三通阀的c口连接至第三通道和前端散热器的连接处；
12.所述第三通道和前端散热器之间的连接管路上设置有膨胀水箱，所述三通阀的a口和电池换热器之间设置有水泵。
13.本发明的进一步改进在于：
14.优选的，所述第四电磁阀和室内第二换热器的连接处连接有第三电磁阀，所述第三电磁阀的另一端和第五电磁阀和气液分离器的连接处连接。
15.优选的，所述压缩机的补气口连接有旁通电磁阀，所述旁通电磁阀和补气口连接的端部同时连接有水冷换热器中第三通道的一端；旁通电磁阀的另一端同时连接有水冷换热器中第三通道的另一端，以及第一电磁阀的一端；所述旁通电磁阀用于替代第二电子膨胀阀。
16.一种基于车用co2增能型热管理系统的控制方法，包括：
17.高温制冷模式：所述压缩机输出的co2经过室外换热器被冷却后进入回热器，回热器出口的co2分为三路，第一路经过电子膨胀阀节流至中间压力，进入室内第一换热器冷却进风后，通过第一电磁阀回到压缩机的补气口；第二路co2经过第二电子膨胀阀节流至中间压力后，进入水冷换热器与冷却液换热后，回到压缩机的补气口；第三路co2经过第三电子膨胀阀节流至低压，进入室内第二换热器与进风发生换热后，通过第三电磁阀和气液分离器，从气液分离器分离出的co2在回热器内换热后，回到压缩机的吸气口；
18.低温制热模式：被压缩机压缩后的co2经过第四电磁阀，依次经过室内第二换热器、全通节流阀和室内第二换热器，与进风换热后，经过第一电子膨胀阀被节流至低压，流经回热器的第二通道后进入室外换热器，co2在室外换热器中吸收环境空气的热量后，通过第五电磁阀、气液分离器和回热器的第一通道后，回到压缩机的吸气口；
19.减湿除雾模式下，被压缩机压缩的co2，从排气口通过第四电磁阀，进入室内第二换热器散热后，通过全通节流阀节流至低压，然后进入室内第一换热器吸收进风的热量，从第一换热器输出的co2依次经过第一电子膨胀阀，回热器的第二通道和室外换热器后，经过第五电磁阀进入气液分离器，被气液分离器分离出的气体co2，流经回热器的第一通道后，回到压缩机的洗气口。
20.优选的，在高温制冷模式下，第四电磁阀、第五电磁阀和全通节流阀处于关闭状态，第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀处于开启状态；
21.在低温制热模式下，第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第三电子膨胀阀处于关闭状态，第四电磁阀和第五电磁阀处于开启状态，全通节流阀处于全通状态；
22.在减湿除雾模式下，第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀处于关闭状态，第四电磁阀和第五电磁阀处于开启状态，全通节流阀处于节流状态。
23.优选的，处于高温制冷模式时，
24.通过pi控制调整压缩机的转速，使得|θ
exit
|《1k；所述θ
exit
为室内第二换热器的实际出风温度t
exit
和目标出风温度t
exit,0
之间的偏差；
25.通过pi控制调整第三电子膨胀阀的开度，使得|θ
pdis
|《1bar；所述θ
pdis
为压缩机出口的实际排气压力p
dis
和目标排气压力p
dis,0
之间的偏差；所述目标排气压力p
dis,0
为室外换热器出口温度t
ohx
、压缩机吸气压力p
suc
和中间压力p
mid
的函数；
26.通过pi控制调整第一电子膨胀阀的开度，使得|θ
mid
|《1k；所述θ
mid
为第一换热器的实际出风温度t
mid
和目标出风温度t
mid,0
之间的偏差；目标出风温度t
mid,0
为室内第一换热器的进风温度t
in
和室内第二换热器的出风温度t
exit
的函数；
27.通过对第二电子膨胀阀的开度进行定步长调节，调节电池换热器的进口冷却液温度t
coolant,1
。
28.优选的，处于低温制热模式时，
29.通过pi控制调整压缩机的转速，使得|θ
exit
|《1k，所述θ
exit
为第二换热器的实际出风温度t
exit
和目标出风温度t
exit,0
之间的偏差；调整压缩机转速的pi控制参数为室内风机转速n
blower
的函数。
30.通过pi控制调整第一电子膨胀阀的开度，使得|θ
pdis
|《1bar，所述θ
pdis
为压缩机出口的实际排气压力p
dis
和目标排气压力p
dis,0
之间的偏差；目标排气压力p
dis,0
为室内第一换热器出口温度t
fhx
和压缩机吸气压力p
suc
的函数；
31.通过调整第二电子膨胀阀的开度，调整电池换热器进口冷却液温度t
coolant,1
。
32.优选的，当第二电子膨胀阀被旁通电磁阀替代时，通过调整旁通电磁阀的开度，调整电池换热器的进口冷却液温度t
coolant,1
。
33.优选的，处于减湿除雾模式时，
34.通过pi控制调整压缩机的转速，使得|θ
exit
|《1k；所述θ
exit
为室内第二换热器的实际出风温度t
exit
和目标出风温度t
exit,0
之间的偏差；
35.通过pi控制调整全通节流阀的开度，使得室内第一换热器的出口温度接近目标温度；
36.调整压缩机的两级排量比，使得压缩机的两级排量比在最大值r
max
和最小值r
min
之间。
37.优选的，两级排量比的最小值r
min
的获得方法为：
38.在系统最高设计环境温度下，使室内第一换热器和室内第二换热器的总制冷量为需求的最大制冷量，电池换热器的换热量为设计最大电池发热功率；当系统处于稳态时，若电池换热器进口冷却液温度t
coolant,1
低于安全温度，则减小两级排量比r，直至电池换热器的进口冷却液温度t
coolant,1
无法低于安全温度，使t
coolant,1
不高于安全温度的最小排量比，为压缩机两级排量比的最小值r
min
；
39.两级排量比的最大值r
max
的获得方法为：
40.在系统常规运行制冷环境温度下，当系统稳定运行，使室内第一换热器和室内第二换热器的总制冷量满足需要的制冷能力，获得系统cop；若系统cop高于设计目标，增大压缩机的两级排量比r，直至系统cop低于设计目标，使系统cop不低于设计目标的最大排量比，为压缩机两级排量比的最大值r
max
。
41.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
42.本发明公开了一种车用co2增能型热管理系统，系统包括压缩机，室外换热器，室内第一换热器，室内第二换热器，回热器，水冷换热器，前端散热器，第一电子膨胀阀，第二电子膨胀阀，第三电子膨胀阀，全通节流阀，第一电磁阀，第二电磁阀，第三电磁阀，第四电磁阀，第五电磁阀，气液分离器，电池换热器，水泵，三通阀，膨胀水箱，室外风机，室内风机。特别的，所用压缩机为一种两级压缩机中间补气的co2压缩机。该系统可以通过阀件状态的改变，使系统进入高温制冷、低温制热和减湿除雾等不同模式，满足电动汽车不同环境下的温度控制需求，同时提出了系统在不同模式下的控制方法，并提出了基于系统制冷能力和制冷性能的两级压缩机排量比设计方法。
43.本发明公开了一种车用co2增能型热管理系统的控制方法，本发明公开了该热管理系统在高温制冷、低温制热和减湿除雾三种模式下的控制方案，系统使用4个电磁阀改变制冷剂的整体流向，使用一个全通节流阀和一个电磁阀改变室内第一换热器和室内第二换热器的串并联关系，实现了高温制冷时使用两级压缩中间补气提高系统能效和低温制热时使用两级压缩串联加热保证制热能力的目的，此外，考虑压缩机两级排量比对热管理系统高温制冷能力和制冷性能的影响。在高温环境下，系统采用两级压缩中间补气的方式，提高跨临界co2系统的制冷性能，有利于解决跨临界co2热管理系统夏季续航短板问题，在高温环境下，系统关闭压缩机中间补气，所有制冷剂均经过两级压缩后与车厢送风逆流换热，充分利用跨临界co2系统的低温制热能力，同时，使用全通节流阀，使系统具有减湿除雾的能力，用于风挡玻璃除雾，此外，综合考虑压缩机两级排量对系统制冷能力和制冷性能的影响，提出了压缩机两级排量的设计方法。
44.进一步的，本发明还公开了一种压缩机两级排量的设计方法。
附图说明
45.图1是本发明跨临界二氧化碳系统逆向除霜系统的结构框图。
46.图2是本发明跨临界二氧化碳系统逆向除霜系统的另一种结构框图。
47.其中：1、压缩机，2、室外换热器，3、室内第一换热器，4、室内第二换热器，5、回热器，6、水冷换热器，7、前端散热器，8、第一电子膨胀阀，9、第二电子膨胀阀，10、第三电子膨胀阀，11、全通节流阀，12、第一电磁阀，13、第二电磁阀，14、第三电磁阀，15、第四电磁阀，16、第五电磁阀，17、气液分离器，18、电池换热器，19、水泵，20、三通阀，21、膨胀水箱，22、室外风机，23、室内风机；24、旁通电磁阀。
具体实施方式
48.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
49.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连
接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
50.参照附图1所示为一种车用co2增能型热管理系统，该系统包括压缩机1，室外换热器2，室内第一换热器3，室内第二换热器4，回热器5，水冷换热器6，前端散热器7，第一电子膨胀阀8，第二电子膨胀阀9，第三电子膨胀阀10，全通节流阀11，第一电磁阀12，第二电磁阀13，第三电磁阀14，第四电磁阀15，第五电磁阀16，气液分离器17，电池换热器18，水泵19，三通阀20，膨胀水箱21，室外风机22，室内风机23。其中，所用压缩机1为一种两级压缩机中间补气的co2压缩机。
51.压缩机1排气口设置有两个分支，第一分支依次连接第四电磁阀15、室内第二换热器4、全通节流阀11、室内第一换热器3、第一电子膨胀阀8、回热器5第二通道、室外换热器2、第五电磁阀16、气液分离器17、回热器5第一通道，至压缩机1吸气口；第一电磁阀12一端连接全通节流阀11和室内第一换热器3连接处，另一端连接压缩机1的补气口；第二支路上设置有第二电磁阀13，第二电磁阀13一端连接压缩机1排气和第四电磁阀15的连接处，另一端连接室外换热器2和第五电磁阀16的连接处；第三电磁阀14一端连接第四电磁阀15和室内第二换热器4的连接处，另一端连接第五电磁阀16和气液分离器17的连接处；第二电子膨胀阀9一端连接回热器5第二通道和第一电子膨胀阀8连接处，另一端通过水冷换热器6的第三通道连接至压缩机1补气口和第一电磁阀12的连接处；第三电子膨胀阀10一端连接回热器5第二通道和第一电子膨胀阀8连接处，另一端连接至全通节流阀11和室内第二换热器4的连接处；三通阀20的a口依次通过水泵19、电池换热器18、水冷换热器6的第四通道、前端散热器7，连接到三通阀20的b口，三通阀20的c口连接至前端散热器7和水冷换热器6的连接处；膨胀水箱21连接至水冷换热器6的第四通道连接前端散热器7的管路上；室外风机22安装室外换热器2和前端散热器7的一侧，室内风机23安装在室内第一换热器3和室内第二换热器4的一侧。
52.回热器5内设置有两个通道，分别为第一通道和第二通道，其中第一通道的进口为回热器5内的第一进口，出口为回热器5的第一出口；第二通道的进口为回热器5内的第二进口，出口为回热器5的第二出口。
53.水热换热器6内设置有两个通道，分别为第三通道和第四通道，其中第三通道的进口为水热换热器6内的第三进口，出口为水热换热器6的第三出口；第四通道的进口为水热换热器6的第四进口，出口为水热换热器6的第四出口。
54.系统通过各个电磁阀，第一电磁阀12、第二电磁阀13、第三电磁阀14、第四电磁阀15、第五电磁阀16和全通节流阀11的开闭实现高温制冷、低温制热和除雾等模式之间的切换。具体的：
55.在高温制冷模式下，系统采用两级压缩中间补气的模式工作，第四电磁阀15、第五电磁阀16和全通节流阀11处于关闭状态，第一电磁阀12、第二电磁阀13和第三电磁阀14处于开启状态。被压缩机1压缩后的co2，经过第二电磁阀13后进入室外换热器2与环境空气碱性换热，被冷却后经过回热器5的第二通道，分成三路，第一路co2经过第一电子膨胀阀8节流至中间压力，进入室内第一换热器3冷却进风后，通过第一电磁阀12回到压缩机1的补气口，第二路co2经过第二电子膨胀阀9节流至中间压力，进入水冷换热器6的第三通道与冷却液换热后，也回到压缩机1的补气口，第三路co2经过第三电子膨胀阀10节流至低压，进入室
内第二换热器4进一步与被室内第一换热器3冷却的进风发生换热，随后通过第三电磁阀14和气液分离器17，进入回热器5的第一通道与第二通道的高温co2换热，回到压缩机1的吸气口。水泵19出口的冷却液通过三通阀20的ac通道，进入水冷换热器6的第二通道被冷却，随后进入电池换热器18吸收热量，回到水泵19入口。
56.在低温制热模式下，系统使用串联气体冷却器制热，第一电磁阀12、第二电磁阀13和第三电磁阀14处于关闭状态，第四电磁阀15和第五电磁阀16处于开启状态，全通节流阀11处于全通状态，特别的，第三电子膨胀阀10也处于关闭状态，第一电子膨胀阀8和第二电子膨胀阀9则依据工作情况调节开度。被压缩机1压缩机后的co2经过第四电磁阀15，依次流经室内第二换热器4、全通节流阀11和室内第二换热器3，与进风换热，再经过第一电子膨胀阀8被节流至低压，流经回热器5第二通道，在室外换热器2吸收环境空气的热量后，通过第五电磁阀16、气液分离器17和回热器5的第一通道，回到压缩机1的吸气口；压缩机1补气口的中压中温co2经过水冷换热器6加热冷却液后，通过第二电子膨胀阀9节流至低压后，与被第一电子膨胀阀8节流的co2混合。水泵19出口的冷却液通过三通阀20的ac通道，进入水冷换热器6的第二通道被加热，随后进入电池换热器18释放热量，回到水泵19入口。
57.在减湿除雾模式下，第一电磁阀12、第二电磁阀13、第三电磁阀14、第二电子膨胀阀9和第三电子膨胀阀10处于关闭状态，第四电磁阀15和第五电磁阀16处于开启状态，全通节流阀11处于节流状态。被压缩机1压缩的co2，从排气口通过第四电磁阀15，进入室内第二换热器4散热，再被全通节流阀11节流至低压，进入室内第一换热器3吸收进风的热量，相应的，进风先在室内第一换热器3被冷却除湿，然后在室内第二换热器4被加热，流经室内第一换热器3的co2依次经过第一电子膨胀阀8、回热器5第二通道和室外换热器2，再通过第五电磁阀16和气液分离器17，流经回热器5第一通道，回到压缩机1吸气。冷却液温度过高时，水泵19出口的冷却液通过三通阀20的ab通道，进入前端散热器7，向环境散热，随后进入流经水冷换热器6的第二通道，进入电池换热器18吸收热量，回到水泵19入口。
58.在上述不同的工作模式下，系统的执行部件与被控参数间的关系不同。具体的：
59.在高温制冷模式下，压缩机1通过调节转速控制室内第二换热器4的出风温度，第一电子膨胀阀8通过调节开度控制室内第一换热器3的出风温度，第二电子膨胀阀9通过调节开度控制电池换热器18进口的冷却液温度，第三电子膨胀阀10通过调节开度控制压缩机1出口的排气压力，三通阀20根据电池换热器18出口的冷却液温度和环境温度间的温差控制三通阀20ab和ac通道间的切换。
60.在低温制热模式下，压缩机1通过调节转速控制室内第二换热器4的出风温度，第一电子膨胀阀8通过调节开度控制压缩机1出口的排气压力，第二电子膨胀阀9通过调节开度控制电池换热器18进口的冷却液温度，三通阀20根据电池换热器18出口的冷却液温度控制ab和ac通道之间的切换。
61.在减湿除雾模式下，压缩机1通过调节转速控制室内第二换热器4的出风温度，第一电子膨胀阀8调节开度至最大，全通节流阀11通过调节开度控制室内第一换热器3的制冷剂温度，室内风机23调节转速至最高。
62.在不同的工作模式下，系统的具体控制方案如下所述。
63.系统按前述调节电磁阀和全通节流阀进入高温制冷模式后，其具体控制方法如下：
64.初始时刻，室外风机22和室内风机23开启，第一电子膨胀阀8和第三电子膨胀阀10分别以初始开度n
1,0
和n
3,0
开启，动作完成后，压缩机1再以初始转速n0开机。
65.运行过程中，根据室内第二换热器4的实际出风温度t
exit
和目标出风温度t
exit,0
之间的偏差θ
exit
＝t
exit-t
exit,0
，通过pi控制改变压缩机1的转速，使室内第二换热器4的实际出风温度接近目标送风温度，即|θ
exit
|《1k，其中，压缩机1转速调节的pi参数与室内风机23的转速n
blower
相关，即[k
p,comp
,k
i,comp
]＝f1(n
blower
)；
[0066]
根据压缩机1出口的实际排气压力p
dis
和目标排气压力p
dis,0
之间的偏差θ
pdis
＝p
dis-p
dis,0
，通过pi控制改变第三电子膨胀阀10的开度，使实际排气压力接近目标排气压力，即|θ
pdis
|《1bar，其中，第三电子膨胀阀10开度调节的pi参数与第三电子膨胀阀10的开度n
exv1
相关，即[k
p,exv3
,k
i,exv1
]＝f1(n
exv3
)，目标排气压力p
dis,0
是室外换热器2出口温度t
ohx
、压缩机1吸气压力p
suc
和中间压力p
mid
的函数，即
[0067]
p
dis,0
＝f2(t
ohx
,p
suc
,p
mid
)
[0068]
其中，t
ohx
为室外换热器2和回热器5之间管路的制冷剂温度，p
suc
是压缩机1和回热器5之间管路的制冷剂压力，p
mid
是压缩机1中间补气管路的制冷剂压力；
[0069]
根据室内第一换热器3的实际出风温度t
mid
和目标出风温度t
mid,0
之间的偏差θ
mid
＝t
mid-t
mid,0
，通过pi控制改变第一电子膨胀阀8的开度，室内第一换热器3的实际出风温度接近目标出风温度，即|θ
mid
|《1k，其中，目标出风温度t
mid,0
是室内第一换热器3的进风温度t
in
和室内第二换热器4的出风温度t
exit
的函数，即
[0070]
t
mid,0
＝f3(t
in
,t
exit
)
[0071]
根据电池换热器18进口冷却液温度t
coolant,1
和目标冷却液间的温度t
coolant,0
，以一定时间间隔对第二电子膨胀阀9的开度进行定步长调节，具体的：以τs为时间间隔，对电池换热器18进口冷却液温度进行采样，获得最近两次的温度分别为t
coolant,1
和t
coolant,1,τ-1
，若冷却液实际温度低于目标温度范围，且冷却液温度持续下降，即t
coolant,1
《t
coolant,0-1.5且t
coolant,1
《t
coolant,1,τ-1
，则使第二电子膨胀阀9的开度增加δn，若冷却液温度高于目标温度范围且冷却液温度持续上升，即t
coolant,1
》t
coolant,0
+1.5且t
coolant,1
》t
coolant,1,τ-1
，则使第二电子膨胀阀9的开度减小δn，若冷却液温度高于目标温度范围且冷却液温度持续降低，但降低速度较慢，即t
coolant,1
》t
coolant,0
+1.5，且t
coolant,1
《t
coolant,1,τ-1
，且则使第二电子膨胀阀9的开度增加δn，其他情况下，使第二电子膨胀阀9的开度保持不变；
[0072]
根据电池换热器18的出口冷却液温度t
coolant,2
与环境温度t
amb
间的大小，调节三通阀20的通道，具体的，若t
coolant,2
》t
amb
，则三通阀20ab通道联通，ac通道关闭，若t
coolant,2
《t
amb
，则三通阀20ac通道联通，ab通道关闭。
[0073]
系统按前述调节电磁阀和全通节流阀进入低温制热模式后，其具体控制方法如下：
[0074]
初始时刻，室外风机22和室内风机23开启，第一电子膨胀阀8以初始开度n
1,0
开启，动作完成后，压缩机1再以初始转速n0开机。
[0075]
运行过程中，根据室内第二换热器4的实际出风温度t
exit
和目标出风温度t
exit,0
之间的偏差θ
exit
＝t
exit-t
exit,0
，通过pi控制改变压缩机1的转速，使室内第二换热器4的实际出
风温度接近目标送风温度，即|θ
exit
|《1k，其中，压缩机1转速调节的pi参数与室内风机23的转速n
blower
相关，即[k
p,comp
,k
i,comp
]＝f4(n
blower
)；
[0076]
根据压缩机1出口的实际排气压力p
dis
和目标排气压力p
dis,0
之间的偏差θ
pdis
＝p
dis-p
dis,0
，通过pi控制改变第一电子膨胀阀8的开度，使实际排气压力接近目标排气压力，即|θ
pdis
|《1bar，其中，第一电子膨胀阀8开度调节的pi参数与第三电子膨胀阀10的开度n
exv1
相关，即[k
p,exv1
,k
i,exv1
]＝f5(n
exv1
)，目标排气压力p
dis,0
是室内第一换热器3出口温度t
fhx
、压缩机1吸气压力p
suc
的函数，即
[0077]
p
dis,0
＝f6(t
fhx
,p
suc
)
[0078]
其中，t
fhx
为室内第一换热器3和第一电子膨胀阀8之间管路的制冷剂温度，p
suc
是压缩机1和回热器5之间管路的制冷剂压力；
[0079]
根据电池换热器18进口冷却液温度t
coolant,1
和电池最低运行温度t
bat,min
的大小，调节第二电子膨胀阀9的开度，若t
coolant,1
《t
bat,min
，则逐步增大第二电子膨胀阀9的开度至一个固定开度不变，否则，逐渐减小第二电子膨胀阀9的开度至关闭。
[0080]
系统按前述调节电磁阀和全通节流阀进入减湿除雾模式后，其具体控制方法如下：
[0081]
初始时刻，室外风机22和室内风机23开启，第一电子膨胀阀8开启至最大开度，全通节流阀11进入节流状态，以初始开度n
4,0
开启，动作完成后，压缩机1再以初始转速n0开机。
[0082]
运行过程中，根据室内第二换热器4的实际出风温度t
exit
和目标出风温度t
exit,0
之间的偏差θ
exit
＝t
exit-t
exit,0
，通过pi控制改变压缩机1的转速，使室内第二换热器4的实际出风温度接近目标送风温度，即|θ
exit
|《1k，其中，压缩机1转速调节的pi参数与室内风机23的转速n
blower
相关，即[k
p,comp
,k
i,comp
]＝f4(n
blower
)；
[0083]
根据室内第一换热器3出口温度t
fhx
和目标温度间的偏差，通过pi控制改变全通节流阀11的开度，使室内第一换热器3出口温度t
fhx
接近目标温度，一般的，推荐目标温度为1℃，|t
fhx-1|《1k。
[0084]
最后，压缩机1两级的排量对系统的制冷能力和一定制冷能力下的制冷性能影响是相反的，因此，综合考虑系统在高温制冷模式下的制冷能力和性能，以设计压缩机1的低压级和高压级排量。具体的：
[0085]
假设压缩机1的低压级和高压级的排量分别为v1和v2，则两级排量比为
[0086]
在最大负荷工况下，计算排量比最小值：
[0087]
在系统最高设计环境温度下，使室内第一换热器3和室内第二换热器4的总制冷量为需求的最大制冷量，电池换热器18换热量为设计最大电池发热功率，系统按权利要求4所述控制方法运行至稳态，若电池换热器18进口冷却液温度t
coolant,1
低于安全温度，则可减小两级排量比r，直至电池换热器18进口冷却液温度t
coolant,1
无法低于安全温度，使t
coolant,1
不高于安全温度的最小排量比，即为压缩机1两级排量比的最小值r
min
。
[0088]
在最常运行工况下，计算排量比最大值：
[0089]
在系统最常运行制冷环境温度下，不考虑电池发热，即第二电子膨胀阀9关闭，系统按权利要求4所述控制方法调节其他部件至系统稳定运行，使室内第一换热器3和室内第
二换热器4的总制冷量满足需要的制冷能力，获得系统cop(实际制冷系数)。若此时系统cop高于设计目标，则可以增大压缩机1的两级排量比r，直至系统cop低于设计目标，使系统cop不低于设计目标的最大排量比，即为压缩机1两级排量比的最大值r
max
。
[0090]
压缩机1两级排量比应在设计最小值与最大值之间，即r∈[r
min
,r
max
]，以使系统满足高温制冷模式下的制冷能力和性能要求。
[0091]
特别的，参照附图2所示，与附图1所示系统相比，使用一个旁通电磁阀24代替第二电子膨胀阀9，并修改少数连接关系，可构成一种室内第一换热器3与水冷冷却器6串联补气的车用co2增能型热管理系统。
[0092]
如附图2所示，去掉第二电子膨胀阀9及其连接管路，第一电磁阀12一端仍然连接全通节流阀11和室内第一换热器3连接处，另一端改为连接水冷冷却器6第三通道进口，水冷冷却器6第三通道出口直接连接压缩机1补气口，增加旁通电磁阀24连接水冷冷却器6第三通道进出口，其余部件连接方式均与附图1所示系统一致。
[0093]
附图2所示系统与附图1所示系统采用相同的方式进入不同工作模式，且在高温制冷模式下压缩机1、第一电子膨胀阀8和第三电子膨胀阀10等的控制方法均与原系统相同，但附图2所示的修改后的系统使用旁通电磁阀24控制水冷冷却器6的工作，以调节电池换热器18的进口冷却液温度，具体的：
[0094]
当进口冷却液温度高于目标值一定范围，即t
coolant,1
》t
coolant,0
+1.5时，旁通电磁阀24关闭，使第一电磁阀12出口的co2流经水冷冷却器6的第三通道，吸收水冷冷却器6第四通道中冷却液的热量；
[0095]
当进口冷却液温度低于目标值一定范围，即t
coolant,1
《t
coolant,0-1.5时，旁通电磁阀24打开，使第一电磁阀12出口的co2直接通过旁通电磁阀24进入压缩机1的补气口，不冷却水冷冷却器6第四通道中冷却液。
[0096]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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保护范围之内。