[發(fā)明專(zhuān)利]基于濕度傳感器技術(shù)的熱泵型電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)除霜控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710426182.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107244212A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬元節(jié);余澤民;郭貞軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京協(xié)眾汽車(chē)空調(diào)集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B60H1/00
• 分類(lèi)號(hào): B60H1/00
• 代理公司: 南京瑞弘專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)控制領(lǐng)域，尤其是一種基于濕度傳感器技術(shù)的熱泵型電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)除霜控制方法。

背景技術(shù)

隨著新能源電動(dòng)汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展，空調(diào)系統(tǒng)能耗對(duì)整車(chē)?yán)m(xù)航里程的影響日益增強(qiáng)，這也對(duì)電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能降耗指標(biāo)提出了更高的要求。目前，市場(chǎng)上電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)主要采用PTC直接加熱空氣或者水暖PTC加熱防凍液后通過(guò)暖風(fēng)芯體與空氣二次換熱的方式解決車(chē)廂內(nèi)部供熱問(wèn)題。由于PTC加熱器自身能耗高及制熱效率低的缺點(diǎn)，電動(dòng)汽車(chē)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行勢(shì)必影響整車(chē)?yán)m(xù)航里程，而熱泵空調(diào)技術(shù)能夠有效上述問(wèn)題。因此，熱泵空調(diào)系統(tǒng)日益受到消費(fèi)者的青睞。根據(jù)目前家用空氣源熱泵應(yīng)用情況及各大整車(chē)廠(chǎng)及其空調(diào)供應(yīng)商對(duì)車(chē)用熱泵空調(diào)技術(shù)研究進(jìn)展來(lái)看，熱泵空調(diào)系統(tǒng)低溫高濕工況下運(yùn)行出現(xiàn)的結(jié)霜瓶頸已經(jīng)嚴(yán)重限制其應(yīng)用推廣。

熱泵空調(diào)系統(tǒng)室外換熱器(蒸發(fā)器)運(yùn)行性能隨其整車(chē)行駛過(guò)程中外界環(huán)境空氣狀態(tài)的變化而動(dòng)態(tài)變化。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行于熱泵模式時(shí)，室外換熱器(蒸發(fā)器)翅片表面溫度降低。室外換熱器結(jié)霜需要具備如下條件：1、室外換熱器翅片表面溫度低于當(dāng)前行駛環(huán)境空氣狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度，這樣空氣中水蒸氣能夠由不飽和狀態(tài)變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)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(diào)系統(tǒng)室外換熱器一旦結(jié)霜，將會(huì)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)造成如下影響：1、霜的行成與增長(zhǎng)，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(guò)室外換熱器的流動(dòng)阻力；2、隨著結(jié)霜量的進(jìn)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(fēng)機(jī)工作點(diǎn)發(fā)生偏離，使得流過(guò)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(jìn)一步降低，室外換熱器進(jìn)出口焓差會(huì)逐漸增加，進(jìn)一步增加了霜的形成。嚴(yán)重時(shí)，室外換熱器表面凍結(jié)，空調(diào)熱泵系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。

目前，用于空氣源熱泵及地位制冷設(shè)備的除霜控制方法主要有如下：定時(shí)除霜法、時(shí)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(huán)境溫度傳感器、室外換熱器翅片溫度傳感器采集的電信號(hào)輸入空調(diào)控制器，并由空調(diào)控制器進(jìn)行邏輯判斷，并輸出相關(guān)控制信號(hào)至空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)零部件執(zhí)行相應(yīng)的除霜循環(huán)。上述傳統(tǒng)除霜方法存在如下缺點(diǎn)：1、難以適應(yīng)不同系統(tǒng)運(yùn)行條件；2、容易產(chǎn)生不必要誤除霜?jiǎng)幼鳎绊懴到y(tǒng)運(yùn)行效率；3、無(wú)法判斷結(jié)霜程度。

現(xiàn)階段研究表明，熱泵空調(diào)系統(tǒng)室外換熱器所處行駛環(huán)境的相對(duì)濕度及干球溫度是影響室外換熱器結(jié)霜的兩個(gè)重要因素。空氣熱原泵理論結(jié)霜區(qū)域應(yīng)該在：氣溫度在-15℃～11.5℃之間，相對(duì)濕度在30％～100％之間，即當(dāng)前環(huán)境溫度介于-15℃與11.5℃之間且濕度處于30％RH至100％RH之間時(shí)，室外換熱器表面最有可能發(fā)生結(jié)霜。并且可以將該結(jié)霜區(qū)域細(xì)化為四個(gè)典型區(qū)域：輕結(jié)霜區(qū)(-15℃＜T＜-5℃，30％＜RH＜65％)、低溫結(jié)霜區(qū)(-15℃＜T＜-5℃，65％＜RH＜100％)、一般結(jié)霜區(qū)(-5℃＜T＜11.5℃，30％＜RH＜65％)、重結(jié)霜區(qū)(-5℃＜T＜11.5℃，65％＜RH＜100％)。當(dāng)空氣狀態(tài)處于一般結(jié)霜區(qū)、重結(jié)霜區(qū)時(shí)，結(jié)霜程度較為嚴(yán)重，需要及時(shí)啟動(dòng)除霜循環(huán)。當(dāng)空氣狀態(tài)處于輕霜區(qū)及低溫結(jié)霜區(qū)時(shí)，發(fā)生結(jié)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(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明目的針對(duì)傳統(tǒng)除霜方法存在的除霜效率低、能耗高的缺點(diǎn)，提出一種基于濕度傳感器技術(shù)的熱泵型電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)除霜控制方法，通過(guò)引入濕度傳感器檢測(cè)整車(chē)當(dāng)前行駛過(guò)程中空氣濕度并將其作為輸入信號(hào)，由空調(diào)控制器進(jìn)行邏輯判讀，確定進(jìn)入融霜及退出融霜的時(shí)機(jī)，確保熱泵空調(diào)系統(tǒng)及時(shí)有效進(jìn)行除霜循環(huán)，保證空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：一種基于濕度傳感器技術(shù)的熱泵型電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)除霜控制方法，該方法包括以下步驟：

步驟S1：通過(guò)溫濕度傳感器采集車(chē)輛行駛過(guò)程中的環(huán)境濕度H_amb、環(huán)境溫度T_amb、室外換熱器翅片表面溫度T_EVAP，每隔設(shè)定間隔時(shí)間T_set保存一次采集數(shù)據(jù)；

步驟S2：根據(jù)環(huán)境濕度H_amb及環(huán)境溫度T_amb判斷當(dāng)前車(chē)輛行駛環(huán)境是否處于空氣熱原泵理論結(jié)霜區(qū)域中的一般結(jié)霜區(qū)或重結(jié)霜區(qū)，若是則執(zhí)行步驟S3,若否則返回步驟S1；

步驟S3：執(zhí)行除霜?jiǎng)幼?持續(xù)時(shí)長(zhǎng)ΔT；