[发明专利]一种基于半导体制冷的电动汽车节能空调及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及车载空调设备领域，特别是一种基于半导体制冷的电动汽车节能空调及其控 制方法。

背景技术

电能是纯电动汽车最宝贵的资源，空调能耗是制约纯电动汽车行驶里程的重要因素之 一，无论使用电动空调或热泵空调的纯电动汽车，在空调使用时车辆行驶里程都有40％左右 的下降，因此降低空调能耗是纯电动汽车最需要解决的技术问题之一。半导体制冷技术以结 构简单，能耗较低的优势已广泛应用，但是由于半导体制冷片的功率限制，而汽车空调的制 冷功率大，半导体制冷在纯电动车上的应用变得较为复杂，主要表现在：1、单个制冷片制 冷量小，必须多个或十几个组合一起使用，使得体积大幅增加，简单的结构变复杂化；2、 组合使用的功率大，启动电流大，多达一百多甚至几百安培，启动时对车辆电网的冲击大， 不仅影响车辆其他部件的正常工作，也增大了车辆的不安全性；3、除霜需要另外的加热元 件，增加电能的消耗；4、在车内温度已经达到设定温度时，半导体空调仍然在以较大功率 工作，加大电能损失；5、在车内温度达到设定温度时，半导体制冷片会频繁启动和停止， 大启动电流冲击电网，降低车辆安全性；6、半导体制冷片虽然可以转换电源极性来从而切 换制冷与制热端，但是在电源极性转换前必须使半导体制冷片的冷端与热端温度都达到室温 或基本平衡，否则会造成制冷片的损坏，所以在汽车上使用半导体空调时不推荐使用直接转 换电源极性来切换制冷与制热端。所以尽管有较多的汽车半导体制冷空调技术，但却还没有 真正在汽车上应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够使半导体制冷设备稳定工作、能够便捷的在制热和制冷模 式中快速切换、能耗少的基于半导体制冷的电动汽车节能空调，同时本发明还提供上述的电 动汽车节能空调的控制方法。

本发明提供的技术方案为：一种基于半导体制冷的电动汽车节能空调的控制方法，所述 的电动汽车节能空调内设有多个半导体制冷片组；所述的方法为：

S1：当车辆内实际温度与设定温度差别大于预设温度差如3℃、5℃且温度变化速率大 于第一预设值时或者在车辆启动时，逐个启动半导体制冷片组，直至全部的半导体制冷片组 全部启动，每两个半导体制冷片组之间启动的时间间隔为1-5s。

优选地，每两个半导体制冷片组之间启动的时间间隔为3-5s。

本发明控制两个半导体制冷片组之间启动的时间间隔的目的在于，降低空调系统启动时 对车载电源的要求，比如以6组制冷片空调为例，同时启动所有的6组半导体制冷片组，以 每组半导体制冷片组启动电流20A，工作电流10A进行计算的话，若同时启动时在启动的瞬 间需要电源提供的电流为120A，容易导致车辆网压瞬间大幅下降甚至电路短路，降低车辆 安全性、降低车载电源的寿命。但是采用本方案，由于半导体制冷片组启动的时间比较短一 般低于1s即可进入工作状态，因此控制多组半导体制冷片的启动间隔，可以有效的降低电 源的供电电流，以上述例子计算，最高供电电流为70A，有效的解决了采用半导体制冷片组 作为车载空调制冷部件时容易导致降低车辆安全性、电路短路等系列问题。

在上述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调的控制方法中，在S1之后还包括：

S2：不断检测车内温度和车内温度变化速率，根据车内温度与预设温度之间的温度差以 及车内温度变化速率来调整半导体制冷片组的功率和工作的半导体制冷片组的数量；

S3：当车内温度与预设温度之间的温度差小于第二预设值且车内温度变化速率小于第三 预设值时，检测车内温度与向车内供风的风道之间的温度差以及车内温度变化速率，并根据 车内温度与向车内供风的风道之间的温度差以及车内温度变化速率来调整半导体制冷片组的 功率和工作的半导体制冷片组的数量。

在上述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调的控制方法中，所述的S2具体为：

S21：不断检测车内温度和车内温度变化速率，判断是否车内温度与预设温度之间的温 度差小于第二预设值且车内温度变化速率小于第三预设值；若是则进行S3，若否则进行 S22；

S22：当车内温度与预设温度之间的温度差大于第二预设值时，保持全部半导体制冷片 组处于工作状态，然后进行S21；

当车内温度与预设温度之间的温度差小于第二预设值且车内温度变化速率小于第四预设 值时，降低所有半导体制冷片组的输出功率，然后进行S21；