[发明专利]一种汽车空调热泵系统控制方法

权利要求书

1.一种汽车空调热泵系统控制方法，包括如下步骤：

S100：选择空调热泵系统的工作模式并设定目标温度；

S200：获取汽车车厢内所需制冷量或制热量；

S300：根据所需制冷量或制热量、目标温度以及测量所得的冷凝器空气侧温度求解空调热泵系统的循环效率，以获得空调热泵系统的阀门开度和压缩机转速以及蒸发器出口过热度；

S400：读取换热器的出风温度和蒸发器出口过热度并通过模型预测控制器对阀门开度和压缩机转速进行调节；

S500：判断阀门开度和压缩机转速调节后的汽车运行状态以及判断汽车外部状态是否改变，若改变，则返回步骤S200重新获取制冷或制热量；否则继续执行下一步骤；

S600：判断系统是否切换了工作模式，若切换了工作模式，则需停止压缩机工作，并将膨胀阀开至最大，以及切换换向阀；否则继续执行下一步骤；

S700：判断是否需要关闭系统，若是，则将压缩机关闭，以及将膨胀阀开至最大；否则返回步骤S100重新选择空调热泵系统的工作模式并设定目标温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，优选的，步骤S200中，所述制冷或制热量通过下式获得：

其中，Q_cool为所需制冷量，Q_heat为所需制热量，Q_human为乘客产生的热量，Q_convection为座舱与环境的对流换热量，Q_radiate为太阳光的辐射热量。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S300中，根据下式获得膨胀阀开度以及压缩机转速：

q_mc＝ω_kV_kρ_cin(1+C_k-D_k(P_H/P_L)^1/n)

其中，q_mc为压缩机质量流量；q_me为膨胀阀质量流量；ω_k为压缩机转速；V_k为压缩机理论容积；ρ_cin为压缩机吸气密度；P_H、P_L分别为系统高压侧压力和低压侧压力；C_k、D_k、C_υ为常系数；n为压缩过程指数；aυ为膨胀阀开度；ρe_in为膨胀阀入口密度；下标k为压缩机，下标v为膨胀阀参数；下标H高压侧参数；下标L为低压侧参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S300中，所述循环效率通过下式表示：

其中，COP为系统循环效率；h_COMin为压缩机入口焓；h_GCO为气体冷却器出口焓；T_GCO为气体冷却器出口温度；P_H为系统高压压力；h_COMout为压缩机出口焓；T_COMout为压缩机出口温度。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，压缩机出口温度通过下式计算：

T_COMout＝(T_EVA+T_SHmin)(P_H/P_L)^(n-1)/n

其中，T_COMout为压缩机出口温度；T_EVA为蒸发温度；T_SHmim为最小过热度；P_H为循环高压压力；P_L为循环低压压力；n为过程指数。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S400中，所述模型预测控制器表示为：

y＝Cx+Du

其中，x表示系统的状态空间变量，表示状态变量对时间的导数，u表示控制变量，y表示输出量，A、B、C、D表示系数矩阵。