一种用于新能源空调电动压缩机的在线测试方法技术

本发明专利技术涉及一种用于新能源空调电动压缩机的在线测试方法，属于新能源汽车热管理技术领域。该方法包括：根据待测新能源电动压缩机及控制器的测试项目需求，在上位机中选取自动测试或手动测试模型的工况参数，并下发至电控单元；电控单元通过查询冷媒热物理性质图表得出冷媒在循环过程中各状态点的参数值；电控单元通过各状态点的参数计算出负载电机输出力矩；电控单元将计算出的负载电机输出力矩输入负载电机控制器并驱动负载电机转动，负载电机通过传动机构将力矩传递至被测电动压缩机，电控单元并根据数据采集结果实时调整参数和工况。本发明专利技术能够根据测试模型在线实时模拟连续可变工况，具有智能化特点，并且根据数据采集结果调整参数、工况。工况。工况。

【技术实现步骤摘要】
一种用于新能源空调电动压缩机的在线测试方法


[0001]本专利技术属于新能源汽车热管理
，涉及一种用于新能源空调电动压缩机的在线测试方法。

技术介绍

[0002]新能源电动汽车的空调系统已经成为电动汽车中不可或缺的重要部分，空调系统性能的好坏影响着驾驶的舒适度以及能量的消耗率。在电动汽车空调系统中，核心部分就是空调压缩机，空调压缩机在汽车空调系统的能量消耗率上有着绝对的比重。与传统燃油汽车的空调压缩机驱动方式不同，电动汽车的空调压缩机的驱动方式采用的电驱动，而传统燃油汽车的空调压缩机采用的机械传动，有研究表明，电驱动的空调压缩机相对于机械传动的空调压缩机，在能量利用率上要高出20％。
[0003]新能源电动汽车的电动压缩机普遍采用电动涡旋压缩机，主要由壳体、电控单元、电机定子与转子、动涡盘、静涡盘等零部件组成。其电控单元和内置电机是整个空调系统的动力来源，研究其电机性能和控制效果是空调系统降低能耗提升热管理效果的主要方向。改进压缩机内置电机和控制算法来提升压缩机系统性能系数COP(压缩机的COP是指压缩机的制冷量与输入功率(消耗的电功率W)的比值，COP值越高，表示压缩机的效率越高)。通过前期的内置电机测试和控制器及算法验证，可以有效缩小新能源电动汽车压缩机项目开发时间，及算法更新。
[0004]目前常见的新能源电动压缩机采用的是离线测试方法，主要将电动压缩机装入空调测试系统来进行测试，该测试方法无法获得测试过程中内部电机的实时参数来更新控制算法(如转速转矩等)，而且此测试过程已经将电机固定于设计于压缩机本体当中，但如果测试过程中发现该电机无法匹配该空调系统在某工况下的性能参数，压缩机设计则需要重新完成设计。所以本专利技术在最开始就引入不同工况的测试模型，可以实时的获取该工况下的电机参数，在线更新控制算法，可以有效缩短压缩机设计周期。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于新能源空调电动压缩机的在线测试方法，针对于新能源电动汽车空调系统动力来源不同，而导致的压缩机在结构和动力来源与传统汽车不同的问题，根据测试模型在线实时模拟连续可变工况(不同环境下的制冷、制热)，以及极限工况或极限测试，以此来测试分析新能源电动压缩机内置电机性能和控制效果。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]方案一：
[0008]一种用于新能源空调电动压缩机的在线测试方法，:具体包括以下步骤：
[0009]S1：根据待测新能源电动压缩机及控制器的测试项目需求，在上位机中选取自动测试或手动测试模型的工况参数，并下发至电控单元；
[0010]S2：电控单元通过查询冷媒热物理性质图表得出冷媒在循环过程中各个状态点的参数值；
[0011]S3：电控单元通过步骤S2中各个状态点的参数，计算出负载电机输出力矩；
[0012]S4：电控单元将计算出的负载电机输出力矩输入负载电机控制器并驱动负载电机转动，负载电机通过传动机构(如联轴器)将力矩传递至被测电动压缩机，电控单元并根据数据采集结果实时调整参数和工况。
[0013]S5：在测试过程中，上位机显示测试数据并自动记录本次测试的数据，并保存结果，以便分析被测电动压缩机和控制器性能。
[0014]进一步，步骤S1中，所述自动测试是从上位机数据库中选择典型工况参数；所述手动测试是根据测试项目在上位机中输入极限测试等工况参数；
[0015]进一步，步骤S1中，各测试模型的工况参数包括：蒸发温度t1、吸气过热度t1′
、冷凝温度t3、过冷温度t4、环境温度t5、冷媒种类和压缩机排量V
s
。
[0016]进一步，步骤S1中，将各测试模型的工况参数通过CAN总线网络传输至电控单元。
[0017]进一步，步骤S2中，压缩机吸气时的冷媒状态参数包括蒸发温度t1(℃)、压力p1(Mpa)、密度ρ1(kg/m3)、比焓h1(kj/kg)；压缩机吸气后的冷媒过热状态参数包括蒸发温度t1′
(℃)、压力p1′
(Mpa)、密度ρ1′
(kg/m3)和比焓h1′
(kj/kg)；冷媒在冷凝器中的凝结成饱和液体的状态参数包括冷凝温度t3(℃)和压力p3(Mpa)；冷媒出压缩机的状态参数包括压力p2′
(Mpa)、比焓h2′
(kj/kg)和排气温度t2′
(℃)。
[0018]进一步，步骤S3中，负载电机输出力矩T
m
的计算公式为：
[0019][0020]其中，h2′
为冷媒出压缩机时的状态比焓(kj/kg)，h1′
为压缩机吸气后的冷媒过热状态比焓(kj/kg)，V
s
为压缩机排量，ρ1′
为压缩机吸气后的冷媒过热状态密度(kg/m3)；η
i
为指示效率，η
m
为机械效率。
[0021]方案二：
[0022]一种适用于新能源空调电动压缩机的在线测试系统，包括：
[0023]压缩机控制器，用于控制被测空调电动压缩机和控制算法的输入；
[0024]联轴器，用于被测空调电动压缩机、动态扭矩转速传感器和负载电机之间的轴连接；
[0025]动态扭矩转速传感器，用于检测当前工况下被测电动压缩机内置电机的转速和转矩；
[0026]负载电机，用于提供对应工况的负载转矩；
[0027]电控单元，具有信号采集、数据转换和测试系统状态识别功能，能够根据工况测试模型、测试意图以及当前测试状态进行综合运算，并输出力矩信号控制负载电机控制器；
[0028]负载电机控制器，根据电控单元发出的控制信号驱动负载电机工作；
[0029]上位机，通过CAN总线网络和电控单元连接，用于预存各工况测试模型和保存特定测试模型，以备选择，通过上位机能够实现参数输入和实时测试数据反馈。
[0030]进一步，所述电控单元的具体运算方法是：首先根据上位机中存储单元记录的上一次测试项目、间隔时间以及被测压缩机电机的温度判断是否满足测试条件，然后根据测
试项目选择制冷或制热以及环境温度工况，电控单元根据工况的不同参数进行转矩计算。
[0031]本专利技术的有益效果在于：
[0032](1)本专利技术将测试系统分为了自动测试和手动测试，满足测试参数即可根据测试需求用国标规定的典型工况参数进行测试，也可根据测试需求自定义其他非典型工况(极限工况等)参数进行测试，测试系统能够根据测试模型在线实时模拟连续可变工况，并且根据数据采集结果调整参数、工况。并且能够根据实际的测试数据自动实时记录从而最终保存为一个特定测试模型，便于同一测试项目下次测试时直接选择调用，并分析比对结果，实现了智能化。
[0033](2)本专利技术的测试模型能够通过上位机数据库进行管理和升级，以使测试模型更加优化，有效提高了本领域的压缩机内置电机性能测试和控制器及其算法的开发效率。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于新能源空调电动压缩机的在线测试方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：S1：根据待测新能源电动压缩机及控制器的测试项目需求，在上位机中选取自动测试或手动测试模型的工况参数，并下发至电控单元；S2：电控单元通过查询冷媒热物理性质图表得出冷媒在循环过程中各个状态点的参数值；S3：电控单元通过步骤S2中各个状态点的参数，计算出负载电机输出力矩；S4：电控单元将计算出的负载电机输出力矩输入负载电机控制器并驱动负载电机转动，负载电机通过传动机构将力矩传递至被测电动压缩机，电控单元并根据数据采集结果实时调整参数和工况。2.根据权利要求1所述的在线测试方法，其特征在于，步骤S1中，所述自动测试是从上位机数据库中选择典型工况参数；所述手动测试是根据测试项目在上位机中输入极限测试的工况参数。3.根据权利要求1所述的在线测试方法，其特征在于，步骤S1中，各测试模型的工况参数包括：蒸发温度t1、吸气过热度t1′
、冷凝温度t3、过冷温度t4、环境温度t5、冷媒种类和压缩机排量V
s
。4.根据权利要求1所述的在线测试方法，其特征在于，步骤S1中，将各测试模型的工况参数通过CAN总线网络传输至电控单元。5.根据权利要求1所述的在线测试方法，其特征在于，步骤S2中，压缩机吸气时的冷媒状态参数包括蒸发温度t1、压力p1、密度ρ1、比焓h1；压缩机吸气后的冷媒过热状态参数包括蒸发温度t1′
、压力p1′
、密度ρ1′
和比焓h1′
；冷媒在冷凝器中的凝结成饱和液体的状态参数包括冷凝温度t3和压力p3；冷媒出压缩机的状态参数包括压力p2′
、比焓h2′
和排气温度t2′
。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：程安宇，卓俊宏，陈泓宇，杨立信，辛毅，段爽，吕佳明，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：