[发明专利]热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法及装置

说明书

本发明涉及空调控制技术领域，具体涉及一种热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法及装置，该方法包括：获取电动压缩机吸气端压力与车内换热器出口温度；由所述电动压缩机吸气端压力与所述车内换热器出口温度，计算得到实际过热度；获取空调面板发出的制热或制冷状态，并根据所述制热或制冷状态设置目标过热度；将所述实际过热度与所述目标过热度做差得到过热度偏差；根据所述过热度偏差，确定当前电子膨胀阀开度，并将所述电子膨胀阀开度发送给电子膨胀阀，以控制所述电子膨胀阀的工作。通过本发明，提高热泵空调系统的控制精度与稳定性。

技术领域

本发明涉及空调控制技术领域，具体涉及一种热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法及装置。

背景技术

为了满足客户的舒适性和车辆除霜除雾的需求，目前绝大部分汽车都配置了空调系统。空调系统由制冷系统和采暖系统组成。传统燃油车使用发动机作为动力源，制冷采用发动机上的12V空调压缩机实现，采暖使用发动机冷却系统的余热实现。而纯电动车由于没有发动机，只使用驱动电机作为动力源，因此其空调系统属于一种电动空调系统，即制冷采用的是一个独立的320V高压的电动压缩机实现，采暖使用的是一个独立布置于空调主机内的320V高压的PTC加热实现。

纯电动汽车的电动压缩机一般功率2.5kW以上，COP值，即制冷效率1.8左右；PTC一般功率2.5kW-3.5kW，COP值小于1，约为0.9左右。相比较制冷，采暖系统效率低的多。炎热环境下使用纯电动车，如开启电动压缩机实现制冷功能，整车续驶里程约下降15％-20％；而寒冷环境下使用纯电动车，如开启PTC实现采暖功能，由于其能耗更大，效率更低，则会导致整车续驶里程下降达30％以上。因此，开发更加节能高效的热泵空调系统已成为纯电动汽车的发展趋势，国际整车企业如尼桑、宝马、现代、特斯拉等，已经开始在纯电动汽车产品上应用热泵空调系统。

热泵空调系统主要由车外换热器1’，四通换向阀2’、PTC辅助加热3’、空调主机4’、车内换热器5’、鼓风机6’、电子膨胀阀7’、电动压缩机8’、热泵控制器9’组成，其中为了强化-10℃以下的寒带地区采暖效果，部分热泵空调系统配置PTC辅助加热装置3’，即当温度低于-10℃时，车内换热器5’工作的同时PTC辅助加热装置3’也在工作。热泵空调系统管道内流动的是冷媒，目前主要使用R134a型冷媒。热泵空调系统的工作是由热泵控制器9’控制的并且在热泵空调系统制冷或制热时热泵控制器9’均可以控制鼓风机6’一直处于工作中。热泵空调系统组成结构如图1所示。

热泵空调系统制冷具体工作流程为:电动压缩机8’将高温低压的气态冷媒压缩成高温高压的液体，四通换向阀2’切换冷媒流向至车外换热器1’，经车外空气与冷媒之间的热交换，冷媒降温成为低温高压的液体，流经电子膨胀阀7’，冷媒膨胀为低温低压的液珠并被推动流入空调主机4’的车内换热器5’内；冷媒与车内气体热交换，车内气体温度下降，冷媒转化为高温低压的气体，再经四通换向阀2’流向电动压缩机。按此方式不断循环，调节车内温度在凉爽舒适的范围内。以上运行过程由图1中热泵控制器9’控制。

热泵空调系统采暖具体工作流程为:电动压缩机8’将高温低压的气态冷媒压缩成高温高压的液体，四通换向阀2’切换冷媒流向至车内换热器5’，经车内空气与冷媒之间的热交换，车内气体温度升高，冷媒降温成为低温高压的液体，流经电子膨胀阀7’，冷媒膨胀为低温低压的液珠并被推动流入车外换热器1’内；冷媒与车外气体热交换，冷媒吸收车外气体的热量，转化为高温低压的气体，再经四通换向阀2’流向电动压缩机。按此方式不断循环，调节车内温度在温暖舒适的范围内。所述四通换向阀2’、所述电子膨胀阀7’以及所述电动压缩机8’的运行由热泵控制器9’控制。

从上述原理分析中可以看出，电子膨胀阀是热泵空调系统核心部件之一，集成了电磁阀与膨胀阀的功能，一方面可以受控实现电磁阀开关的开关功能，另一方面可以受控调整阀体开度实现膨胀阀调节流量的功能。电子膨胀阀必须具备双向导通和膨胀功能，且膨胀开度必须精确、迅速调节，以满足热泵空调流量迅速变化、快速调节车内温度的要求。