[发明专利]直接热泵系统的压缩机与PTC控制方法

说明书

一种电动汽车热泵空调技术领域的直接热泵系统的压缩机与PTC控制方法，包括鼓风机、蒸发芯体、热泵芯体、PTC发热器、蒸发器温度传感器、主驾侧温度传感器、副驾侧温度传感器、空调箱、热泵系统压缩机；鼓风机、蒸发芯体、热泵芯体、PTC发热器在空调箱内沿气流方向依次布置，所述蒸发器温度传感器布置在空调箱内并位于蒸发芯体、热泵芯体之间；热泵系统压缩机的目标转速通过舒适度算法计算的目标出风温度和主副驾侧温度传感器反馈温度进行控制；PTC发热器分为左右两个区单独控制，PTC发热器的目标出风温度比舒适度算法计算的目标出风温度低1.5度。本发明由于PTC响应较快，很快就就使系统出风温度接近目标出风温度，满足了舒适性要求。

技术领域

本发明涉及的是一种电动汽车热泵空调技术领域的控制控制方法，特别是一种对热泵系统和PTC进行差异化控制的直接热泵系统的压缩机与PTC控制方法。

背景技术

电动车冬季使用热泵制热时，热泵系统经常受环境温度，湿度，室外换热器结霜，系统压力等影响导致制热性能不足，所以目前主流电动车的热泵系统都会增加PTC正温度系数发热器来补充加热，以满足冬季电动车行驶的安全性和舒适性。然而，由于汽车空调箱内部空间限制，只能在PTC后安装温度传感器来反馈出风温度。如何使用这一组温度传感器来控制两个系统成为冬季热泵系统控制的难点。

在图示常规的热泵系统中，通过控制压缩机转速可以控制热泵芯体的温度从而控制出风温度，通过控制PTC发热功率也可以控制出风温度。由于热泵制热效率通常远高于PTC，所以就要求我们优先使用热泵系统，当热泵性能不满足的时候利用PTC补偿。

当前主流算法是通过建立整车和热泵系统能量模型，通过模型计算不同工况下热泵的最大制热量和乘客舱的制热需求量，当制热需求小于当前工况下最大制热量时，单独使用热泵制热；当制热需求大于当前工况下最大热泵制热量时，控制热泵系统发挥最大制热性能，同时将剩余制热需求分配给PTC，结合温度反馈控制PTC，使出风温度达到目标温度。以上控制方法虽然可以达到控制目的，但需要建立准确的热物理模型，且需要大量的标定工作。而且由于制冷剂系统的一致性偏差比较大，很难保证每台车的热泵系统都能发挥最大性能。也有一些做法是先单独有温度信号控制热泵系统，等热泵系统达到最大性能并稳定后，固定压缩机转速，并使用温度反馈控制PTC。该方法的缺点是固定压缩机转速导致系统鲁棒性减弱，而且由于热泵系统稳定时间比较长，没有尽早启动PTC导致舒适性较差。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出直接热泵系统的压缩机与PTC控制方法，不但整个系统响应快，稳定性好，而且舒适性也比较好。

本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括鼓风机、蒸发芯体、热泵芯体、PTC发热器、蒸发器温度传感器、主驾侧温度传感器、副驾侧温度传感器、空调箱、热泵系统压缩机；鼓风机、蒸发芯体、热泵芯体、PTC发热器在空调箱内沿气流方向依次布置，蒸发器温度传感器布置在空调箱内并位于蒸发芯体、热泵芯体之间；主驾侧温度传感器、副驾侧温度传感器均布置在空调箱内并位于PTC发热器的后端；热泵系统压缩机的目标转速通过舒适度算法计算的目标出风温度和主副驾侧温度传感器反馈温度进行控制；PTC发热器分为左右两个区单独控制，PTC发热器的目标出风温度比舒适度算法计算的目标出风温度低1.5度；

进一步地，在本发明中，当主副驾侧温度传感器所测温度逐步高于PTC发热器的目标出风温度时，PTC发热器将在比例积分控制器的控制下逐步降低功率，最终维持出风温度。

更进一步地，在本发明中，热泵系统压缩机的目标转速设定通过以下公式进行计算：

EAC_Speed_Req＝FF+FB

FF＝135*Blw_Ratio*(Tco_max-T_evap)+125*T_amb-1100