[發明專利]基于濕度傳感器技術的熱泵型電動汽車空調除霜控制方法

在審

• 申請號: 201710426182.2
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107244212A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 馬元節;余澤民;郭貞軍
• 申請（專利權）人: 南京協眾汽車空調集團有限公司
• 主分類號: B60H1/00
• 分類號: B60H1/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及電動汽車空調控制領域，尤其是一種基于濕度傳感器技術的熱泵型電動汽車空調除霜控制方法。

背景技術

隨著新能源電動汽車工業的快速發展，空調系統能耗對整車續航里程的影響日益增強，這也對電動空調系統節能降耗指標提出了更高的要求。目前，市場上電動汽車空調系統主要采用PTC直接加熱空氣或者水暖PTC加熱防凍液后通過暖風芯體與空氣二次換熱的方式解決車廂內部供熱問題。由于PTC加熱器自身能耗高及制熱效率低的缺點，電動汽車長時間運行勢必影響整車續航里程，而熱泵空調技術能夠有效上述問題。因此，熱泵空調系統日益受到消費者的青睞。根據目前家用空氣源熱泵應用情況及各大整車廠及其空調供應商對車用熱泵空調技術研究進展來看，熱泵空調系統低溫高濕工況下運行出現的結霜瓶頸已經嚴重限制其應用推廣。

熱泵空調系統室外換熱器(蒸發器)運行性能隨其整車行駛過程中外界環境空氣狀態的變化而動態變化。當空調系統運行于熱泵模式時，室外換熱器(蒸發器)翅片表面溫度降低。室外換熱器結霜需要具備如下條件：1、室外換熱器翅片表面溫度低于當前行駛環境空氣狀態所對應的露點溫度，這樣空氣中水蒸氣能夠由不飽和狀態變為飽和狀態并析出于翅片表面；2、室外換熱器翅片溫度低于0℃。

熱泵空調系統室外換熱器一旦結霜，將會對空調系統造成如下影響：1、霜的行成與增長，加大了室外換熱器與外界空氣之間的傳熱熱阻及氣體流過室外換熱器的流動阻力；2、隨著結霜量的進一步增加，室外換熱器與外界空氣之間的熱交換面積逐步減少，風機工作點發生偏離，使得流過室外換熱器的空氣流量減少，室外換熱器從空氣中吸收的熱量減少，室外換熱器表面溫度降低；3、隨著室外換熱器表面溫度進一步降低，室外換熱器進出口焓差會逐漸增加，進一步增加了霜的形成。嚴重時，室外換熱器表面凍結，空調熱泵系統無法正常運行。

目前，用于空氣源熱泵及地位制冷設備的除霜控制方法主要有如下：定時除霜法、時間-溫度(壓力)法、空氣壓差控制除霜法、最大平均供熱法等，其基本思路為：基于環境溫度傳感器、室外換熱器翅片溫度傳感器采集的電信號輸入空調控制器，并由空調控制器進行邏輯判斷，并輸出相關控制信號至空調系統相關零部件執行相應的除霜循環。上述傳統除霜方法存在如下缺點：1、難以適應不同系統運行條件；2、容易產生不必要誤除霜動作，影響系統運行效率；3、無法判斷結霜程度。

現階段研究表明，熱泵空調系統室外換熱器所處行駛環境的相對濕度及干球溫度是影響室外換熱器結霜的兩個重要因素。空氣熱原泵理論結霜區域應該在：氣溫度在-15℃～11.5℃之間，相對濕度在30％～100％之間，即當前環境溫度介于-15℃與11.5℃之間且濕度處于30％RH至100％RH之間時，室外換熱器表面最有可能發生結霜。并且可以將該結霜區域細化為四個典型區域：輕結霜區(-15℃＜T＜-5℃，30％＜RH＜65％)、低溫結霜區(-15℃＜T＜-5℃，65％＜RH＜100％)、一般結霜區(-5℃＜T＜11.5℃，30％＜RH＜65％)、重結霜區(-5℃＜T＜11.5℃，65％＜RH＜100％)。當空氣狀態處于一般結霜區、重結霜區時，結霜程度較為嚴重，需要及時啟動除霜循環。當空氣狀態處于輕霜區及低溫結霜區時，發生結霜的可能性不大，可以忽略不做除霜處理，減少誤除霜可能。

發明內容

發明目的：本發明目的針對傳統除霜方法存在的除霜效率低、能耗高的缺點，提出一種基于濕度傳感器技術的熱泵型電動汽車空調除霜控制方法，通過引入濕度傳感器檢測整車當前行駛過程中空氣濕度并將其作為輸入信號，由空調控制器進行邏輯判讀，確定進入融霜及退出融霜的時機，確保熱泵空調系統及時有效進行除霜循環，保證空調系統運行效率。

為了實現上述目的，本發明采用了如下的技術方案：一種基于濕度傳感器技術的熱泵型電動汽車空調除霜控制方法，該方法包括以下步驟：

步驟S1：通過溫濕度傳感器采集車輛行駛過程中的環境濕度H_amb、環境溫度T_amb、室外換熱器翅片表面溫度T_EVAP，每隔設定間隔時間T_set保存一次采集數據；

步驟S2：根據環境濕度H_amb及環境溫度T_amb判斷當前車輛行駛環境是否處于空氣熱原泵理論結霜區域中的一般結霜區或重結霜區，若是則執行步驟S3,若否則返回步驟S1；

步驟S3：執行除霜動作,持續時長ΔT；