热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法及装置制造方法及图纸

技术编号:15735652 阅读:304 留言:0更新日期:2017-07-01 15:46
本发明专利技术涉及空调控制技术领域,具体涉及一种热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法及装置,该方法包括:获取电动压缩机吸气端压力与车内换热器出口温度;由所述电动压缩机吸气端压力与所述车内换热器出口温度,计算得到实际过热度;获取空调面板发出的制热或制冷状态,并根据所述制热或制冷状态设置目标过热度;将所述实际过热度与所述目标过热度做差得到过热度偏差;根据所述过热度偏差,确定当前电子膨胀阀开度,并将所述电子膨胀阀开度发送给电子膨胀阀,以控制所述电子膨胀阀的工作。通过本发明专利技术,提高热泵空调系统的控制精度与稳定性。

Method and device for controlling electronic expansion valve in heat pump air conditioner system

The present invention relates to the air conditioning control technical field, in particular to a method and a device for electronic expansion valve to control a heat pump air conditioning system, the method includes: obtaining the electric compressor suction pressure and the end of the car to change the outlet temperature of heat exchanger; heat exchanger outlet temperatures by the electric compressor suction side pressure of the car is calculated the actual superheat; get air conditioning panel issued by heating or cooling, and according to the heating or cooling state set target superheat; the actual superheat and the target is obtained by subtracting the superheat superheat deviation; according to the degree of superheat deviation, the opening of the electronic expansion valve, and the opening of the electronic expansion valve is sent to the electronic expansion valve to control the work of electronic expansion valve. The invention can improve the control accuracy and stability of the heat pump air conditioning system.

【技术实现步骤摘要】
热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法及装置
本专利技术涉及空调控制
,具体涉及一种热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法及装置。
技术介绍
为了满足客户的舒适性和车辆除霜除雾的需求,目前绝大部分汽车都配置了空调系统。空调系统由制冷系统和采暖系统组成。传统燃油车使用发动机作为动力源,制冷采用发动机上的12V空调压缩机实现,采暖使用发动机冷却系统的余热实现。而纯电动车由于没有发动机,只使用驱动电机作为动力源,因此其空调系统属于一种电动空调系统,即制冷采用的是一个独立的320V高压的电动压缩机实现,采暖使用的是一个独立布置于空调主机内的320V高压的PTC加热实现。纯电动汽车的电动压缩机一般功率2.5kW以上,COP值,即制冷效率1.8左右;PTC一般功率2.5kW-3.5kW,COP值小于1,约为0.9左右。相比较制冷,采暖系统效率低的多。炎热环境下使用纯电动车,如开启电动压缩机实现制冷功能,整车续驶里程约下降15%-20%;而寒冷环境下使用纯电动车,如开启PTC实现采暖功能,由于其能耗更大,效率更低,则会导致整车续驶里程下降达30%以上。因此,开发更加节能高效的热泵空调系统已成为纯电动汽车的发展趋势,国际整车企业如尼桑、宝马、现代、特斯拉等,已经开始在纯电动汽车产品上应用热泵空调系统。热泵空调系统主要由车外换热器1’,四通换向阀2’、PTC辅助加热3’、空调主机4’、车内换热器5’、鼓风机6’、电子膨胀阀7’、电动压缩机8’、热泵控制器9’组成,其中为了强化-10℃以下的寒带地区采暖效果,部分热泵空调系统配置PTC辅助加热装置3’,即当温度低于-10℃时,车内换热器5’工作的同时PTC辅助加热装置3’也在工作。热泵空调系统管道内流动的是冷媒,目前主要使用R134a型冷媒。热泵空调系统的工作是由热泵控制器9’控制的并且在热泵空调系统制冷或制热时热泵控制器9’均可以控制鼓风机6’一直处于工作中。热泵空调系统组成结构如图1所示。热泵空调系统制冷具体工作流程为:电动压缩机8’将高温低压的气态冷媒压缩成高温高压的液体,四通换向阀2’切换冷媒流向至车外换热器1’,经车外空气与冷媒之间的热交换,冷媒降温成为低温高压的液体,流经电子膨胀阀7’,冷媒膨胀为低温低压的液珠并被推动流入空调主机4’的车内换热器5’内;冷媒与车内气体热交换,车内气体温度下降,冷媒转化为高温低压的气体,再经四通换向阀2’流向电动压缩机。按此方式不断循环,调节车内温度在凉爽舒适的范围内。以上运行过程由图1中热泵控制器9’控制。热泵空调系统采暖具体工作流程为:电动压缩机8’将高温低压的气态冷媒压缩成高温高压的液体,四通换向阀2’切换冷媒流向至车内换热器5’,经车内空气与冷媒之间的热交换,车内气体温度升高,冷媒降温成为低温高压的液体,流经电子膨胀阀7’,冷媒膨胀为低温低压的液珠并被推动流入车外换热器1’内;冷媒与车外气体热交换,冷媒吸收车外气体的热量,转化为高温低压的气体,再经四通换向阀2’流向电动压缩机。按此方式不断循环,调节车内温度在温暖舒适的范围内。所述四通换向阀2’、所述电子膨胀阀7’以及所述电动压缩机8’的运行由热泵控制器9’控制。从上述原理分析中可以看出,电子膨胀阀是热泵空调系统核心部件之一,集成了电磁阀与膨胀阀的功能,一方面可以受控实现电磁阀开关的开关功能,另一方面可以受控调整阀体开度实现膨胀阀调节流量的功能。电子膨胀阀必须具备双向导通和膨胀功能,且膨胀开度必须精确、迅速调节,以满足热泵空调流量迅速变化、快速调节车内温度的要求。现有技术中,热泵空调系统中电子膨胀阀控制一般由热泵控制器获取电动压缩机压力并直接使用查表法得到电子膨胀阀的开度,最终形成开度控制表,但一旦生成开度控制表,调节比较简易,但不容易控制精细,适应性差;而实际的热泵空调系统往往具有很强的非线性、时变性和滞后性,因此,现有技术中,电子膨胀阀的直接查表法不具备自适应能力。
技术实现思路
本专利技术提供了一种热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法及装置,以提高热泵空调系统的控制精度与稳定性,并节约系统能耗。为了实现上述目的,本专利技术提供了如下技术方案:一种热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法,应用于纯电动汽车,包括:获取电动压缩机吸气端压力与车内换热器出口温度;由所述电动压缩机吸气端压力与所述车内换热器出口温度,计算得到实际过热度;获取空调面板发出的制热或制冷状态,并根据所述制热或制冷状态设置目标过热度;将所述实际过热度与所述目标过热度做差得到过热度偏差;根据所述过热度偏差,确定当前电子膨胀阀开度,并将所述电子膨胀阀开度发送给电子膨胀阀,以控制所述电子膨胀阀的工作。优选地,所述电子膨胀阀包括:阀体控制器以及与所述阀体控制器电连接的阀内步进电机,所述方法还包括:所述阀体控制器获取所述电子膨胀阀开度,并由所述电子膨胀阀开度计算得到阀内步进电机的目标工作步数,然后将所述目标工作步数发送给阀内步进电机,以控制所述阀内步进电机的工作。优选地,所述方法还包括:所述阀体控制器通过霍尔传感器获取所述阀内步进电机的运行步数;根据所述运行步数,确定电子膨胀阀调节是否故障。优选地,所述由所述电动压缩机吸气端压力与所述车内换热器出口温度,计算得到实际过热度包括:由所述得到电动压缩机吸气端压力通过查表得到电动压缩机吸气端温度;将所述电动压缩机吸气端温度与所述车内换热器出口温度做差,得到所述实际过热度。优选地,所述根据所述过热度偏差,确定当前电子膨胀阀开度包括:利用所述过热偏差通过PID计算得到目标调节开度;将上一时刻电子膨胀阀开度与所述目标调节开度之和作为当前电子膨胀阀开度。优选地,所述方法还包括:获取车外环境温度;在制冷状态时,根据所述车内换热器出口温度与所述过热度偏差控制电动压缩机转速;在制热状态时,根据所述车外环境温度与所述过热度偏差控制所述电动压缩机转速。一种热泵空调系统中电子膨胀阀控制装置,应用于纯电动汽车,所述热泵空调系统包括:车外换热器、四通换向阀、电动压缩机、车内换热器、热泵控制器;所述四通换向阀通过管路分别与所述车外换热器、所述电动压缩机以及所述车内换热器连接;所述控制装置包括:压力传感器、第一温度传感器以及连接在所述车内换热器与所述车外换热器之间的电子膨胀阀;所述热泵控制器分别与空调面板、所述压力传感器、所述第一温度传感器、所述电子膨胀阀、所述四通换向阀以及所述电动压缩机电连接;所述压力传感器安装在所述电动压缩机吸气端,用于采集电动压缩机吸气端压力;所述第一温度传感器安装在所述车内换热器出口处,用于采集车内换热器出口温度;所述热泵控制器由所述电动压缩机吸气端压力与所述车内换热器出口温度计算得到实际过热度,获取空调面板发出的制热或制冷状态,并根据所述制热或制冷状态设置目标过热度,将所述实际过热度与所述目标过热度做差得到过热度偏差,根据所述过热度偏差确定当前电子膨胀阀开度,并将所述电子膨胀阀开度发送给所述电子膨胀阀,以控制所述电子膨胀阀的工作。优选地,所述电子膨胀阀包括:阀体控制器以及与所述阀体控制器电连接的阀内步进电机;所述阀体控制器获取所述电子膨胀阀开度,并由所述电子膨胀阀开度计算得到阀内步进电机的目标工作步数,所述阀体控制器将所述目标工作步数发送给阀内步进电机,以控制所述阀内步进电机的工作;所述本文档来自技高网
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热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法及装置

【技术保护点】
一种热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法,应用于纯电动汽车,其特征在于,包括:获取电动压缩机吸气端压力与车内换热器出口温度;由所述电动压缩机吸气端压力与所述车内换热器出口温度,计算得到实际过热度;获取空调面板发出的制热或制冷状态,并根据所述制热或制冷状态设置目标过热度;将所述实际过热度与所述目标过热度做差得到过热度偏差;根据所述过热度偏差,确定当前电子膨胀阀开度,并将所述电子膨胀阀开度发送给电子膨胀阀,以控制所述电子膨胀阀的工作。

【技术特征摘要】
1.一种热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法,应用于纯电动汽车,其特征在于,包括:获取电动压缩机吸气端压力与车内换热器出口温度;由所述电动压缩机吸气端压力与所述车内换热器出口温度,计算得到实际过热度;获取空调面板发出的制热或制冷状态,并根据所述制热或制冷状态设置目标过热度;将所述实际过热度与所述目标过热度做差得到过热度偏差;根据所述过热度偏差,确定当前电子膨胀阀开度,并将所述电子膨胀阀开度发送给电子膨胀阀,以控制所述电子膨胀阀的工作。2.根据权利要求1所述的电子膨胀阀控制方法,其特征在于,所述电子膨胀阀包括:阀体控制器以及与所述阀体控制器电连接的阀内步进电机,所述方法还包括:所述阀体控制器获取所述电子膨胀阀开度,并由所述电子膨胀阀开度计算得到阀内步进电机的目标工作步数,然后将所述目标工作步数发送给阀内步进电机,以控制所述阀内步进电机的工作。3.根据权利要求2所述的电子膨胀阀控制方法,其特征在于,所述方法还包括:所述阀体控制器通过霍尔传感器获取所述阀内步进电机的运行步数;根据所述运行步数,确定电子膨胀阀调节是否故障。4.根据权利要求1或2或3所述的电子膨胀阀控制方法,其特征在于,所述由所述电动压缩机吸气端压力与所述车内换热器出口温度,计算得到实际过热度包括:由所述得到电动压缩机吸气端压力通过查表得到电动压缩机吸气端温度;将所述电动压缩机吸气端温度与所述车内换热器出口温度做差,得到所述实际过热度。5.根据权利要求4所述的电子膨胀阀控制方法,其特征在于,所述根据所述过热度偏差,确定当前电子膨胀阀开度包括:利用所述过热偏差通过PID计算得到目标调节开度;将上一时刻电子膨胀阀开度与所述目标调节开度之和作为当前电子膨胀阀开度。6.根据权利要求5所述的电子膨胀阀控制方法,其特征在于,所述方法还包括:获取车外环境温度;在制冷状态时,根据所述车内换热器出口温度与所述过热度偏差控制电动压缩机转速;在制热状态时,根据所述车外环境温度与所述过热度偏差控制所述电动压缩机转速。7.一种热泵空调系统中电子膨胀阀控制装置,应用于纯电动汽车,所述热泵空调系统包括:车外换热器、四通换向阀、电动压缩机、车内换热器、热泵控制器;所述四通换向阀通过管路分别与所述车外换热器、所述电动压缩机以及所述车内换热器连接;其特征在于,所述控制装置包括:压力传感器、第一温度传感器以及连接在所述车内换热器与...

【专利技术属性】
技术研发人员:张欢欢刘健豪吴兵兵
申请(专利权)人:安徽江淮汽车集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:安徽,34

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