專利名稱:一種電動(dòng)汽車空調(diào)及暖風(fēng)集成控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及新能源電動(dòng)汽車領(lǐng)域,尤其是關(guān)于一種電動(dòng)汽車空調(diào)及暖風(fēng)集成控制系統(tǒng)。
背景技術(shù):
傳統(tǒng)汽車空調(diào)系統(tǒng)中的壓縮機(jī)是用發(fā)動(dòng) 機(jī)曲軸帶輪驅(qū)動(dòng),其暖風(fēng)是由發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的熱負(fù)荷通過(guò)其冷卻系統(tǒng)自身形成的熱水供給熱量,所以傳統(tǒng)汽車暖風(fēng)供給無(wú)需額外消耗能源,并且暖風(fēng)與冷風(fēng)效果主要依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)自行運(yùn)行的轉(zhuǎn)速,電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)中的壓縮機(jī)是以單獨(dú)的電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng),電動(dòng)汽車暖風(fēng)是動(dòng)力電池組提供電能給陶瓷加熱器,加熱空氣產(chǎn)生暖風(fēng),兩者消耗的能量占據(jù)電動(dòng)汽車有限車載能量的15% -25%左右,且是兩套獨(dú)立的系統(tǒng),目前電動(dòng)汽車一般只對(duì)他們進(jìn)行單獨(dú)及簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)控制,具有一定的安全隱患,同時(shí)浪費(fèi)車載能量的消耗,對(duì)電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程有較大影響,或是各自獨(dú)立的控制系統(tǒng),導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性下降,不利于空間布置和成本控制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種在電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)與暖風(fēng)兩套獨(dú)立的系統(tǒng)中,通過(guò)一環(huán)境控制模塊及用于采集運(yùn)行信息的車輛環(huán)境溫度傳感、加熱器溫度傳感器、加熱器溫控開(kāi)關(guān)、蒸發(fā)器溫度傳感及電池管理系統(tǒng)的信號(hào)反饋,控制加熱器發(fā)熱功率及空調(diào)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速輸出,形成一種電動(dòng)汽車空調(diào)/暖風(fēng)集成控制系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取如下技術(shù)方案一種電動(dòng)汽車空調(diào)及暖風(fēng)集成控制系統(tǒng),包括環(huán)境控制模塊(I)、蒸發(fā)器溫度傳感器(2)、車輛環(huán)境溫度傳感器(3)、加熱器溫度傳感器(4)、加熱器溫控開(kāi)關(guān)(5)、高壓繼電器組合(6)、動(dòng)力蓄電池組(7)、陶瓷加熱器(8)、壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(9)、壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)
(10)、空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)(11)、電池管理控制器(12);環(huán)境控制模塊(I)與蒸發(fā)器溫度傳感器(2)、車輛環(huán)境溫度傳感器(3)、加熱器溫度傳感器(4)、加熱器溫控開(kāi)關(guān)(5)、高壓繼電器組合¢)、壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(9)、空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)(11)、電池管理控制器(12)連接,陶瓷加熱器(8)與加熱器溫度傳感器(4)、加熱器溫控開(kāi)關(guān)(5)連接,高壓繼電器組合(6)與動(dòng)力蓄電池組(7)、陶瓷加熱器(8)、壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(9)連接,壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(9)與壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(10)連接,所述壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)為直流無(wú)刷或永磁同步。所述控制器為DSP/IGBT處理器(包括濾波電容)。所述空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)為三檔開(kāi)關(guān),OFF檔位處于中間位置,開(kāi)關(guān)處于OFF檔位,則為斷開(kāi)狀態(tài),開(kāi)關(guān)處于兩側(cè),則處于閉合狀態(tài),所述蒸發(fā)器溫度傳感器及車輛環(huán)境溫度傳感器型號(hào)為33d 959 281,所述加熱器溫度傳感器型號(hào)為KST17-19,所述加熱器溫控開(kāi)關(guān)為BRI 250V 95°C 16A,所述陶瓷加熱器里為兩組發(fā)熱電阻,一組發(fā)熱電阻由三個(gè)電阻絲并聯(lián)而成,功率800KW,另一發(fā)熱電阻由四個(gè)電阻并聯(lián),功率1200KW??照{(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)位于暖風(fēng)檔位時(shí),其向環(huán)境控制模塊提供一暖風(fēng)請(qǐng)求信號(hào)(DC12V負(fù)極信號(hào)),環(huán)境控制模塊通過(guò)接收車輛環(huán)境溫度傳感、加熱器溫度傳感器采集車輛環(huán)境溫度參數(shù)、陶瓷加熱器發(fā)熱溫度參數(shù),通過(guò)CAN總線接收到的電池管理控制器發(fā)送的車載剩余能量、單體動(dòng)力電池電壓及溫度通訊參數(shù),依照自動(dòng)控制加熱器合理發(fā)熱溫度調(diào)節(jié)規(guī)則對(duì)陶瓷加熱器的發(fā)熱電阻進(jìn)行策略控制,將其功率分為800WU200W及2000W三檔,使最終的實(shí)際加熱溫度控制在最合理發(fā)熱溫度范圍內(nèi),保證了風(fēng)口出風(fēng)平均溫度波動(dòng)范圍小,節(jié)省了車載能源,保證車輛續(xù)航里程,提高了車輛內(nèi)部環(huán)境的舒適性,并設(shè)置切斷暖風(fēng)系統(tǒng)的最高溫度點(diǎn)并結(jié)合加熱器溫控開(kāi)關(guān)信號(hào)實(shí)現(xiàn)加熱器溫度過(guò)熱(如鼓風(fēng)機(jī)損壞)時(shí)控制高壓繼電器關(guān)閉暖風(fēng)系統(tǒng),避免加熱系統(tǒng)過(guò)熱導(dǎo)致安全事故的發(fā)生,同時(shí)根據(jù)電池單體最低放電電壓及電池的最高溫度點(diǎn)設(shè)置,切斷暖風(fēng)系統(tǒng),提高了動(dòng)力電池的使用壽命,當(dāng)空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)位于空調(diào)位置時(shí),其向環(huán)境控制模塊提供一冷風(fēng)請(qǐng)求信號(hào)(DC12V負(fù)極信號(hào)),環(huán)境控制模塊通過(guò)接收車輛環(huán)境溫度傳感、蒸發(fā)器溫度傳感器采集車輛環(huán)境溫度參數(shù)及蒸發(fā)器表面溫度參數(shù),根據(jù)車輛環(huán)境溫度、車載剩余能量、單體動(dòng)力電池電壓及溫度依照自動(dòng)控制蒸發(fā)器合理最冷蒸發(fā)溫度自動(dòng)控制策略,以PWM信號(hào)給壓縮機(jī)電機(jī)控制器,調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速,使最終的實(shí)際蒸發(fā)溫度與合理最冷蒸發(fā)溫度相等,實(shí)現(xiàn)出風(fēng)口平均溫度 均恒性,節(jié)省了車載能源,提高了車輛內(nèi)部環(huán)境舒適性,同樣設(shè)置了切斷空調(diào)系統(tǒng)的最低溫度點(diǎn),避免了蒸發(fā)器溫度過(guò)低造成的壓縮機(jī)內(nèi)的液積而損壞壓縮機(jī)現(xiàn)象出現(xiàn)及浪費(fèi)車載能源。也根據(jù)電池單體最低放電電壓及電池的最高溫度點(diǎn)設(shè)置,切斷空調(diào)系統(tǒng),提高了動(dòng)力電池的使用壽命,空調(diào)/暖風(fēng)三位一體組合開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)及環(huán)境控制模塊的空調(diào)及暖風(fēng)系統(tǒng)集成控制也避免了駕駛員誤操作引起的空調(diào)及暖風(fēng)兩獨(dú)立系統(tǒng)同時(shí)工作狀態(tài)的產(chǎn)生,防范了車載能源浪費(fèi),保證了車輛的續(xù)航里程,根據(jù)電池管理系統(tǒng)反饋的動(dòng)力電池容量、單體電池溫度及電壓信號(hào),控制空調(diào)及暖風(fēng)系統(tǒng)功率輸出,提高車輛的續(xù)航里程及電池使用壽命。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是,在電動(dòng)汽車空調(diào)及暖風(fēng)系統(tǒng)中,設(shè)置環(huán)境控制模塊對(duì)加熱器發(fā)熱功率及空調(diào)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速輸出自動(dòng)調(diào)節(jié),一方面實(shí)現(xiàn)風(fēng)口出風(fēng)平均溫度均恒穩(wěn)定,節(jié)省車載能源,提高車輛內(nèi)部環(huán)境舒適性,一方面對(duì)暖風(fēng)系統(tǒng)加熱器最高發(fā)熱溫度空調(diào)系統(tǒng)蒸發(fā)器最低合理溫度的及電池溫度、單體電池電壓參數(shù)設(shè)定,環(huán)境控制模塊自動(dòng)控制系統(tǒng)關(guān)閉,提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性,避免車載能量的浪費(fèi),也提高了電池的使用壽命,空調(diào)/暖風(fēng)三位一體組合開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)及環(huán)境控制模塊的空調(diào)及暖風(fēng)系統(tǒng)集成控制也避免了駕駛員誤操作引起的空調(diào)及暖風(fēng)兩獨(dú)立系統(tǒng)同時(shí)工作產(chǎn)生的車載能源浪費(fèi),保證了車輛的續(xù)航里程。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖I為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的環(huán)境控制模塊的電氣結(jié)構(gòu)示意圖。在圖I中,⑴為包括環(huán)境控制模塊⑴、蒸發(fā)器溫度傳感器⑵、車輛環(huán)境溫度傳感器(3)、加熱器溫度傳感器(4)、加熱器溫控開(kāi)關(guān)(5)、高壓組合繼電器(6)、動(dòng)力蓄電池組(7)、陶瓷加熱器(8)、壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(9)、壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(10)、空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)(11)、電池管理控制器(12);環(huán)境控制模塊⑴與蒸發(fā)器溫度傳感器(2)、車輛環(huán)境溫度傳感器(3)、加熱器溫度傳感器(4)、加熱器溫控開(kāi)關(guān)(5)、高壓組合繼電器(6)、壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(9)、空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)(11)、電池管理控制器(12)連接,陶瓷加熱器(8)與加熱器溫度傳感器(4)、加熱器溫控開(kāi)關(guān)(5)連接,高壓繼電器組合(6)與動(dòng)力蓄電池組
(7)、陶瓷加熱器(8)、壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(9)連接,壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(9)與壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(10)連接。高壓組合繼電器(6)有三個(gè)型號(hào)為AEV11022繼電器構(gòu)成,其線圈額定電壓為直流電壓為12V,額定控制容量10A,400V DC,主要功能是控制陶瓷加熱器⑶及壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(9)的動(dòng)力電源。蒸發(fā)器溫度傳感器(2)及車輛環(huán)境溫度傳感器(3)型號(hào)為33d959281,其分別收集蒸發(fā)器表面溫度狀況,并將相應(yīng)信號(hào)反饋給環(huán)境控制模塊,加熱器溫度傳感器(4)型號(hào)為KST17-19,其功能同樣是將加熱器表面溫度信號(hào)反饋給環(huán)境控制模塊,加熱器溫控開(kāi)關(guān)(為BRI 250V 950C 16A,其根據(jù)加熱器溫度、電流及電壓是否在安全范 圍,提供相應(yīng)信號(hào)反饋,環(huán)境控制模塊根據(jù)上述收集的信息對(duì)陶瓷加熱器及壓縮機(jī)功率進(jìn)行控制輸出及動(dòng)力電源的輸出。在圖2中,⑴為環(huán)境控制模塊,⑵為高壓組合繼電器中的繼電器1,⑶為高壓繼組合電器中的繼電器2,(4)為陶瓷加熱器,(5)為加熱器溫度傳感器,(6)為加熱器溫控開(kāi)關(guān),(7)為車輛環(huán)境溫度傳感器,(8)為電池管理控制器,(9)為蒸發(fā)器溫度傳感器,(10)為冷凝器風(fēng)扇,(11)為冷凝器風(fēng)扇繼電器,(12)為空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī),(13)為壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器,(14)為高壓組合繼電器中的繼電器3,(15)為空調(diào)壓力開(kāi)關(guān),(16)為空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)的空調(diào)檔位,(17)為空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)的暖風(fēng)檔位,(18)為暖風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān),
(19)為鼓風(fēng)電機(jī)。環(huán)境控制模塊(I)與高壓繼電器組合中的繼電器1(2)、高壓繼電器組合中的繼電器2 (3)、加熱器溫度傳感器(5)、加熱器溫控開(kāi)關(guān)¢)、車輛環(huán)境溫度傳感器(7)、電池管理控制器(8)、蒸發(fā)器溫度傳感器(9)、冷凝器風(fēng)扇繼電器(11)、空調(diào)電機(jī)控制器(13)、高壓繼電器中的繼電器3(14)、空調(diào)壓力開(kāi)關(guān)(15)、空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)的暖風(fēng)檔位(17)連接,144V直流電源正極與高壓繼電器組合中的繼電器I (2)、及高壓繼電器組合中的繼電器2(3)、高壓繼電器中的繼電器3(14)連接,陶瓷加熱器(4)與高壓繼電器組合中的繼電器1(2)、及高壓繼電器組合中的繼電器2(3)連接,壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(13)與空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(12)、高壓繼電器中的繼電器3(14)連接,暖風(fēng)開(kāi)關(guān)(18)與空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)的空調(diào)檔位(16)、空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)的暖風(fēng)檔位(17)鼓風(fēng)電機(jī)(19)、12V直流電源負(fù)極連接,冷凝器風(fēng)扇繼電器(11)與冷凝器風(fēng)扇(10)、壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(13)、環(huán)境控制模塊⑴連接。本發(fā)明的環(huán)境控制模塊控制芯片為STM32,空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)為空調(diào)模式,且暖風(fēng)開(kāi)關(guān)及空調(diào)壓力開(kāi)關(guān)閉合(空調(diào)系統(tǒng)壓力正常),12V直流電源負(fù)極信號(hào)輸入到環(huán)境控制模塊,模塊根據(jù)加熱器溫度傳感器、加熱器溫控開(kāi)關(guān)、車輛環(huán)境溫度傳感器、蒸發(fā)器溫度傳感器反饋信號(hào)及通過(guò)CAN總線接收電池管理控制器傳送的車載剩余能源、單體動(dòng)力電池電壓、單體動(dòng)力電池溫度控制冷凝風(fēng)扇繼電器、高壓繼電器中的繼電器3導(dǎo)通狀態(tài),同時(shí)對(duì)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器輸出12V直流電源負(fù)極及PWM信號(hào),調(diào)節(jié)空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)車輛風(fēng)口出風(fēng)空平均溫度恒定輸出,當(dāng)空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)為暖風(fēng)模式,且暖風(fēng)開(kāi)關(guān)閉合,環(huán)境控制模塊接收到12V直流電源負(fù)極信號(hào),根據(jù)加熱器溫度傳感器、加熱器溫控開(kāi)關(guān)、車輛環(huán)境溫度傳感器反饋信號(hào)及電池管理控制器傳送的車載剩余能源、單體動(dòng)力電池電壓、單體動(dòng)力電池溫度參數(shù),對(duì)高壓繼電器組合中的繼電器I、高壓繼電器組合中的繼電器2開(kāi)關(guān)狀態(tài)控制,調(diào)節(jié)陶瓷加熱器發(fā)熱功率輸出,保證車輛風(fēng)口出風(fēng)平均溫度波動(dòng)小,當(dāng)空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)OFF“狀態(tài)”時(shí),高壓組合繼電器為斷開(kāi)狀態(tài),暖風(fēng)及空調(diào)不工作,從而形成了對(duì)電動(dòng)汽車空調(diào)及暖風(fēng)系統(tǒng)集成控制。
所述環(huán)境控制模塊控制芯片為STM32,所述電池管理控制器型號(hào)為FRDBMS002B。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)汽車空調(diào)及暖風(fēng)控制裝置,包括環(huán)境控制模塊(I)、蒸發(fā)器溫度傳感器(2)、車輛環(huán)境溫度傳感器(3)、加熱器溫度傳感器(4)、加熱器溫控開(kāi)關(guān)(5)、高壓繼電器組合(6)、動(dòng)力蓄電池組(7)、陶瓷加熱器(8)、壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(9)、壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(10)、空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)(11)、電池管理控制器(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)汽車空調(diào)及暖風(fēng)控制裝置,其特征在于,環(huán)境控制模塊(I)與蒸發(fā)器溫度傳感器(2)、車輛環(huán)境溫度傳感器(3)、加熱器溫度傳感器(4)、加熱器溫控開(kāi)關(guān)(5)、高壓繼電器組合(6)、壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(9)、空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)(11)、電池管理控制器(12)連接,陶瓷加熱器(8)與加熱器溫度傳感器(4)、加熱器溫控開(kāi)關(guān)(5)連接,高壓繼電器組合¢)與動(dòng)力蓄電池組(7)、陶瓷加熱器(8)、壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(9)連接,壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(9)與壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(10)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)汽車空調(diào)及暖風(fēng)控制裝置,其特征在于,空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)為三檔位開(kāi)關(guān),OFF檔位處于中間位置,開(kāi)關(guān)處于OFF檔位,則為斷開(kāi)狀態(tài),開(kāi)關(guān)處于兩偵牝則處于閉合狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)汽車空調(diào)及暖風(fēng)控制裝置,其特征在于,所述陶瓷加熱器里為兩組發(fā)熱電阻,一組發(fā)熱電阻由三個(gè)電阻絲并聯(lián)而成,功率800KW,另一發(fā)熱電阻由四個(gè)電阻并聯(lián),功率1200KW。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)汽車空調(diào)及暖風(fēng)控制裝置,其特征在于,所述環(huán)境控制模塊控制芯片為STM32。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)汽車空調(diào)及暖風(fēng)控制裝置,其特征在于,環(huán)境控制模塊(I)與空調(diào)壓力開(kāi)關(guān)(15)、空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)的暖風(fēng)檔位(17)連接,暖風(fēng)開(kāi)關(guān)(18)與空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)的空調(diào)檔位(16)、空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)的暖風(fēng)檔位(17)、鼓風(fēng)電機(jī)(19)、12V直流電源負(fù)極連接,冷凝器風(fēng)扇繼電器(11)與冷凝器風(fēng)扇(10)、壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(13)、環(huán)境控制模塊(I)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車空調(diào)及暖風(fēng)集成控制系統(tǒng),包括環(huán)境控制模塊(1)、蒸發(fā)器溫度傳感器(2)、車輛環(huán)境溫度傳感器(3)、加熱器溫度傳感器(4)、加熱器溫控開(kāi)關(guān)(5)、高壓繼電器組合(6)、動(dòng)力蓄電池組(7)、陶瓷加熱器(8)、壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(9)、壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(10)、空調(diào)/暖風(fēng)組合開(kāi)關(guān)(11)、電池管理控制器(12),本發(fā)明通過(guò)一環(huán)境控制模塊及用于采集運(yùn)行信息的車輛環(huán)境溫度傳感、加熱器溫度傳感器、加熱器溫控開(kāi)關(guān)、蒸發(fā)器溫度傳感及電池管理系統(tǒng)的電池參數(shù)信號(hào)反饋,控制加熱器發(fā)熱功率及空調(diào)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速輸出,形成一種電動(dòng)汽車空調(diào)/暖風(fēng)集成控制系統(tǒng)。
文檔編號(hào)B60H1/00GK102729767SQ20111010570
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月16日
發(fā)明者周陸清, 孫偉, 沈祖英 申請(qǐng)人:福瑞德科技有限公司