[发明专利]一种车载空调压缩机控制方法及系统

权利要求书

1.一种车载空调压缩机控制方法，其特征在于，所述车载空调压缩机控制方法包括以下步骤：

S100，基于温度传感器信息或乘员输入需求温度，确定目标温度；

S200，根据车辆传感器采集的状态信息，得到乘员舱总热功率和系统温度；

S300，根据目标温度和系统温度，利用滑模控制原理，得到空调压缩机电机目标转速；

S400，根据空调压缩机电机前馈-反馈复合转速控制模型，控制空调压缩机电机转速。

2.根据权利要求1所述的车载空调压缩机控制方法，其特征在于，所述的基于温度传感器信息或乘员输入需求温度，确定目标温度包括步骤：

S101，确定目标温度：

当乘员输入需求温度后，目标温度T_g为乘员需求温度；

当乘员并未输入需求温度时，控制系统会根据车外温度传感器信息，基于大数据，对车外温度进行一维查表可得到当前环境下的乘员舱最佳温度范围[T_min,T_max]；

当乘员舱温度大于乘员舱最佳温度范围最大值T_max时，目标温度T_g为T_max；

当乘员舱温度小于乘员舱最佳温度范围最小值T_min时，目标温度T_g为T_min；

当乘员舱温度大于乘员舱最佳温度范围最小值T_min，且小于乘员舱最佳温度范围最大值T_max时，目标温度T_g为车外温度。

3.根据权利要求1所述的车载空调压缩机控制方法，其特征在于，所述的根据车辆传感器采集的状态信息，得到乘员舱总热功率和系统温度，包括步骤：

S201，计算乘员舱总热功率：

乘员舱总热功率计算式为：

P_c＝P_b+P_w+P_m+P_a+P_e (1)

式中，P_c为乘员舱总热功率，单位为W；P_b为挡板结构传入的热功率，单位为W；P_w为车窗传入的热功率，单位为W；P_m为乘员产生的热功率，单位为W；P_a为由车外空气进入乘员舱内产生的热功率，单位为W；P_e为车内仪器设备的热功率，单位为W；

围板结构传入车内的热功率P_b计算式为：

P_b＝α(P_{b_r}+P_{b_s}+P_{b_g}) (2)

式中，α为考虑车辆热桥效应的修正系数；P_{b_r}、P_{b_s}、P_{b_g}分别为通过车顶、车侧以及地板传入的热功率，单位为W；其值可通过下式计算：

式中，K_r、K_s、K_g分别为车顶、车侧和地板的传热系数，单位为W/(m²·K)；F_r、F_s、F_g分别表示三种结构的有效传热面积，m²；T_r、T_s、T_g分别表示车顶、车身侧面以及车底板的外界环境综合温度，单位为K；T_i为上一时刻系统温度，单位为K；

车窗传入车内的热功率P_w计算式为：

P_w＝P_{w_1}+P_{w_2} (4)

式中，P_{w_1}为玻璃为平衡温差传入的热功率，单位为W；P_{w_2}为太阳光透过玻璃传入的热功率，单位为W；

P_{w_1}计算式为：

P_{w_1}＝K_gF_g(T_o-T_i) (5)

式中，K_g为车窗玻璃的导热系数，W/(m²·K)；F_g为其传热面积，单位为m²；T_o为车窗外界环境温度，单位为K；

P_{w_2}计算式为：

式中，η为太阳光的透入系数；ρ_g为车体的吸收系数；J表示太阳光对车窗玻璃的辐射量；C为车窗玻璃修正系数；α_i、α_o为车内环境和车外环境的对流换热系数，单位为W/(m²·K)；

乘员产生的热功率P_m计算式为：

P_m＝P₁+n₂P₂ (7)

式中，n₂为除驾驶员外乘员数量；P₁、P₂分别表示驾驶员和车内乘客单人热功率，单位为W；

由车外空气进入乘员舱内产生的热功率P_a计算式为：

式中，G为单位时间内进入乘员舱内的新空气量，单位为m³/h；ρ_o为乘员舱外空气密度，单位为kg/m³；H_o、H_i分别为乘员舱外和乘员舱内的空气的焓值，单位为kJ/kg；

车内仪器设备的热功率P_e计算式为：

P_e＝kP_d (9)

式中，P_e为乘员舱内包括空调在内的所有电器设备的电功率，单位为W；k为修正系数；根据电器设备属性确定修正系数数值大小；

通过式(1)可得此时得乘员舱总热功率；

S202，计算系统温度：

乘员舱系统的单位时间内温度变化量为：

式中，T'为成员舱系统单位时间内温度变化量，单位为K/s；P_comp为空调压缩机的制冷制热量，当空调压缩机制冷时，此值为正；当空调压缩机制热时，此值为负；m为环境介质的总质量，单位为kg；c为介质的比热容，单位为J/(kg·K)；

空调压缩机的制冷制热量P_comp与压缩机电机转速线性相关，可由压缩机电机转速唯一确定空调压缩机的制冷制热量P_comp；

此时系统温度：

T_a＝∫T'dt+T₀ (11)

式中，T₀为系统初始温度，单位为K；T_a为系统温度，单位为K。