电动车辆及其空调和热管理系统的控制方法、装置和介质与流程

1.本发明涉及控制领域，尤其涉及一种电动车辆及其空调和热管理系统的控制方法、装置和介质，具体涉及一种电动车辆及其车内空调系统和电池热管理系统的控制方法、装置和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.目前，纯电动客车电池冷却系统越来越多的采取液冷方式，行业内电池液冷机组分为独立式液冷机组和集成式液冷机组。独立式电池热管理机组需要单独配备一套制冷系统，包含压缩机、冷凝器、蒸发器、节流部件及换热风机等，成本高，且需要单独的安装空间。集成电池热管理客车空调的车内空调系统与电池热管理系统共用压缩机、冷凝器、冷凝风机等部件，一般采用车内蒸发器与电池冷却液换热器并联，独立调节车内制冷量和电池冷却冷量。当车内空调系统与电池冷却系统同时工作时，两个系统冷媒流量及冷量的实际需求差异比较大，目前还缺少精细化的冷媒流量和冷量的控制方法。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于克服上述相关技术的缺陷，提供一种电动车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制方法、装置、存储介质及空调，以解决相关技术中电动车辆车内空调系统与电池冷却系统同时工作时冷媒流量及冷量的实际需求差异较大的问题。
4.本发明一方面提供了一种电动车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制方法，所述车辆包括：车内空调系统和电池热管理系统，所述控制方法，包括：获取所述车内空调系统的第一设定温度和所述车辆的车内温度，以根据所述第一设定温度和所述车内温度确定所述车内空调系统的能力需求；获取所述电池冷却换热器的冷却液温度和所述电池热管理系统的第二设定温度，根据所述冷却液温度和所述第二设定温度确定所述电池热管理系统的能力需求；根据确定的所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，控制所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度和/或控制所述车内空调系统的压缩机频率。
5.可选地，根据确定的所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，控制所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度，包括：根据确定的所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，确定所述电池冷却换热器的目标过热度；根据所述电池热管理系统的电池冷却换热器的实际过热度和所述目标过热度，控制所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度；和/或，根据确定的所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，控制所述车内空调系统的压缩机频率，包括：根据确定的所述车内空调系统的能力需求、所述电池热管理系统的能力需求以及所述车辆的车外环境温度确定所述车内空调系统的压缩机频率上限值；根据确定的所述车内空调系统的压缩机频率上限值，控制所述车内空调系统的压缩机频率。
6.可选地，根据确定的所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力
需求，确定所述电池冷却换热器的目标过热度，包括：根据所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，利用预设的不同的车内空调系统的能力需求和不同的电池热管理系统的能力需求的组合与目标过热度的对应关系，确定所述电池冷却换热器的目标过热度；和/或，根据所述电池冷却换热器的实际过热度和所述目标过热度，控制所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度，包括：根据所述电池冷却换热器的实际过热度和所述目标过热度，确定所述电池热管理系统下一控制周期的热管理节流阀的开度变化量；根据确定的所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度变化量，控制所述热管理节流阀的开度。
7.可选地，根据确定的所述车内空调系统的能力需求、所述电池热管理系统的能力需求以及所述车辆的车外环境温度确定所述车内空调系统的压缩机频率上限值，包括：根据所述车内空调系统的能力需求、所述电池热管理系统的能力需求以及所述车辆的车外环境温度，利用预设的不同环境温度区间下不同的车内空调系统的能力需求和不同的电池热管理系统的能力需求的组合与压缩机频率上限值的对应关系，确定所述车内空调系统的压缩机频率上限值。
8.可选地，还包括：当所述车内空调系统和电池热管理系统同时运行时，获取所述电池热管理系统的电池冷却换热器的过热度，以及获取所述车内空调系统的空调车内换热器的过热度；根据获取的所述电池冷却换热器的过热度确定所述电池热管理系统下一控制周期的热管理节流阀的第一开度变化量，以及根据获取的所述车内空调系统的过热度确定所述车内空调系统下一控制周期的车内空调节流阀的第二开度变化量；根据确定的所述第一开度变化量控制所述热管理节流阀的开度，根据确定的所述第二开度变化量控制所述车内空调节流阀的开度。
9.本发明另一方面提供了一种电动车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制装置，其特征在于，所述车辆包括：车内空调系统和电池热管理系统，所述控制方法，包括：第一确定单元，用于获取所述车内空调系统的第一设定温度和所述车辆的车内温度，以根据所述第一设定温度和所述车内温度确定所述车内空调系统的能力需求；第二确定单元，用于获取所述电池冷却换热器的冷却液温度和所述电池热管理系统的第二设定温度，根据所述冷却液温度和所述第二设定温度确定所述电池热管理系统的能力需求；第一控制单元，用于根据所述第一确定单元确定的所述车内空调系统的能力需求和所述第二确定单元确定的所述电池热管理系统的能力需求，控制所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度和/或控制所述车内空调系统的压缩机频率。
10.可选地，所述第一控制单元，根据所述第一确定单元确定的所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，控制所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度，包括：根据确定的所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，确定所述电池冷却换热器的目标过热度；根据所述电池热管理系统的电池冷却换热器的实际过热度和所述目标过热度，控制所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度；和/或，所述第一控制单元，根据所述第二确定单元确定的所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，控制所述车内空调系统的压缩机频率，包括：根据确定的所述车内空调系统的能力需求、所述电池热管理系统的能力需求以及所述车辆的车外环境温度确定所述车内空调系统的压缩机频率上限值；根据确定的所述车内空调系统的压缩机频率上限
值，控制所述车内空调系统的压缩机频率。
11.可选地，所述第一控制单元，根据确定的所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，确定所述电池冷却换热器的目标过热度，包括：根据所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，利用预设的不同的车内空调系统的能力需求和不同的电池热管理系统的能力需求的组合与目标过热度的对应关系，确定所述电池冷却换热器的目标过热度；和/或，所述第一控制单元，根据所述电池冷却换热器的实际过热度和所述目标过热度，控制所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度，包括：根据所述电池冷却换热器的实际过热度和所述目标过热度，确定所述电池热管理系统下一控制周期的热管理节流阀的开度变化量；根据确定的所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度变化量，控制所述热管理节流阀的开度。
12.可选地，第一所述控制单元，根据确定的所述车内空调系统的能力需求、所述电池热管理系统的能力需求以及所述车辆的车外环境温度确定所述车内空调系统的压缩机频率上限值，包括：根据所述车内空调系统的能力需求、所述电池热管理系统的能力需求以及所述车辆的车外环境温度，利用预设的不同环境温度区间下不同的车内空调系统的能力需求和不同的电池热管理系统的能力需求的组合与压缩机频率上限值的对应关系，确定所述车内空调系统的压缩机频率上限值。
13.可选地，还包括：获取单元，用于当所述车内空调系统和电池热管理系统同时运行时，获取所述电池热管理系统的电池冷却换热器的过热度，以及获取所述车内空调系统的空调车内换热器的过热度；第三确定单元，用于根据所述获取单元获取的所述电池冷却换热器的过热度确定所述电池热管理系统下一控制周期的热管理节流阀的第一开度变化量，以及根据所述获取单元获取的所述车内空调系统的过热度确定所述车内空调系统下一控制周期的车内空调节流阀的第二开度变化量；第二控制单元，用于根据所述第三确定单元确定的所述第一开度变化量控制所述热管理节流阀的开度，以及根据所述第三确定单元确定的所述第二开度变化量控制所述车内空调节流阀的开度。
14.本发明又一方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。
15.本发明再一方面提供了一种电动车辆，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法的步骤。
16.本发明再一方面提供了一种电动车辆，包括前述任一所述的车内空调系统和电池热管理系统的控制装置。
17.根据本发明的技术方案，基于能力车内空调能力需求与电池冷却冷里需求，精细化控制空调车内换热器与电池冷却换热器流量分配，避免流量分配差异造成车内空调和电池冷却冷量供应不足或过剩；将车内空调能力需求与电池冷却冷里需求、车外环境温度相耦合；精细化控制压缩机频率上限，避免系统因能力需求变化时，压缩机频率上限却没有相应调整，导致系统能力过剩，造成压缩机频繁停机、系统功耗高、冷量过剩等不利影响。
18.精细化分配车内空调蒸发器及电池冷却蒸发器的流量及冷量，在保证电池安全性能、车内空调的舒适性的前提下，实现了系统制冷量的合理分配，系统能耗的优化，系统能耗降低。
附图说明
19.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
20.图1是本发明提供的电动车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制方法的一实施例的方法示意图；
21.图2示出了本发明的系统原理图；
22.图3是本发明提供的电动车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制方法的另一实施例的方法示意图；
23.图4是本发明提供的车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制方法的一具体实施例的方法示意图；
24.图5是本发明提供的车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制方法的另一具体实施例的方法示意图；
25.图6是本发明提供的电动车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制装置的一实施例的结构框图；
26.图7是本发明提供的电动车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制装置的另一实施例的结构框图；
27.附图标记表示为：
28.压缩机1，四通阀2，空调车外风机3，车外换热器4，空调节流阀5，热管理节流阀6，空调车内换热器7，空调车内风机8，气液分离器9，膨胀水箱10，电池冷却换热器11，水泵12，电池换热冷板13。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
31.电动车辆包括车内空调系统和电池热管理系统。图2示出了为本发明的系统原理图。如图2所示，所述车内空调系统包括：压缩机1(具体可以为变频涡旋压缩机)、四通阀2、车外换热器(冷凝器)4、空调车内换热器(蒸发器)7、车内空调节流阀(具体为阀闭无流量型节流阀，其作用为节流和/或调整流量大小，例如为电子膨胀阀)、气液分离器9、过滤器、空调车内风机(蒸发风机)8、空调车外风机(冷凝风机)3。所述电池热管理系统包括：冷媒回路与载冷剂系统，电池热管理系统冷媒回路与车内空调系统共用压缩机1、车内换热器(冷凝
器)4、空调车外风机(冷凝风机)3。电池热管理系统还包括：电池冷却蒸发器11、热管理节流阀6(具体为阀闭无流量型节流阀，其作用为节流和/或调整流量大小，例如为电子膨胀阀)，冷媒在电池冷却蒸发器11(具体可以为板式换热器)中蒸发给电池冷却液冷却，热管理电子膨胀阀6调节冷媒流量。电池热管理系统载冷剂回路包括：水泵12、电池换热冷板13以及用于储存载冷剂和保持载冷剂回路压力的膨胀水箱10。车内空调系统与热管理系统共用压缩机1、冷凝器4、冷凝风机3。冷凝器4出口分为两个支路呈并联形式，车内蒸发器7与空调电子膨胀阀5形成第一支路，热管理电子膨胀阀6与电池冷却蒸发器11形成第二支路，两条支路在气液分离器9进口管回合；第一支路车内蒸发器出口和第一、二支路汇聚点前设置温度传感器(车内蒸发器出口温度)；第二支路热管理电子膨胀阀与板式换热器进口之间设置温度传感器(板式换热器进口温度)，第二支路板式换热器出口和第一、二支路汇聚点前设置温度传感器(电池冷却蒸发器11出口温度)。载冷剂回路板式换热器进出口分别设置温度传感器(电池冷却蒸发器11进水温度、电池冷却蒸发器11出水温度)。
32.当电池温度不高时，不需要开启电池热管理系统，只需响应车厢内制冷或制热需求，此时可关闭热管理节流阀；当车辆停车充电时，电池需要冷却，需开启电池热管理系统，车厢内不必制冷或制热，此时可关闭车内空调节流阀。当单独运行车内空调系统时，通过调节(冷凝器与电池冷却蒸发器之间的热管理节流阀)热管理电子膨胀阀至0b，进而关闭进入电池冷却蒸发器内的冷媒流量；当单独运行电池热管理系统时，通过调节车内空调电子膨胀阀(冷凝器与车内空调蒸发器之间的车内空调节流阀)至0b，关闭进入车内空调蒸发器的冷媒回路流量。当车内空调系统与热管理系统同时运行时，通过车内空调节流阀、热管理节流阀分别调节进入车内蒸发器和进入电池冷却蒸发器的冷媒流量。
33.通过调节车内空调节流阀和/或热管理节流阀的开度大小，来控制流量，开度越大流量越大。节流阀开度周期性调节，第n个周期的开度为第n-1个周期开度加上设定的开度变化量，设定的开度变化量根据pi公式(比例积分控制)计算得出，输出给节流阀执行动作。
34.本发明提供一种电动车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制方法，可用于电动车辆的车内空调系统和电池热管理系统的冷媒流量分配控制。具体可用于车内空调系统的空调车内换热器冷媒流量和电池热管理系统的电池冷却换热器冷媒流量分配控制。所述电动车辆包括：车内空调系统和电池热管理系统。
35.图1是本发明提供的电动车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制方法的一实施例的方法示意图。如图1所示，本发明提供的车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制方法至少包括步骤s110、步骤s120和步骤s130。
36.步骤s110，获取所述车内空调系统的第一设定温度和所述车辆的车内温度，以根据所述第一设定温度和所述车内温度确定所述车内空调系统的能力需求。
37.在一种具体实施方式中，用使用环境的实际温度值(车内温度)与设定的车内目标温度值(第一设定温度)的差值来表征车内空调系统的能力需求。即，不同的车内温度与第一设定温度的差值对应不同的能力需求，例如，能力需求分为0％、50％、100％及120％四个梯度，数值越大表示车内实际温度值与设定的车内目标温度值差距越大，需要的制冷量越大，冷量需求就越大，相对的冷媒流量需求也就越大。例如，制冷模式下，用户设定温度26℃，如果此时车内温度为25℃，已经超额完成了用户的要求，则能力需求为0％；若车内温度为25.5℃，已经达到了用户要求的26℃，此时能力需求就为50％；若车内温度为26℃，刚好
满足用户要求，能力需求为100％；若车内温度为27℃，还没达到用户要求的26℃，能力需求为120％。
38.步骤s120，获取所述电池热管理系统的电池冷却换热器的冷却液温度和所述电池热管理系统的第二设定温度，根据所述冷却液温度和所述第二设定温度确定所述电池热管理系统的能力需求(即电池冷却能力需求)。
39.所述电池冷却换热器的冷却液温度，可以为电池冷却换热器进口冷却液温度，也可以为电池冷却换热器出口冷却液温度，二者相比，使用电池冷却换热器出口冷却液温度(即电池冷板冷却液进口温度)参与控制，系统响应周期更短短，控制更加直接可靠。
40.在一种具体实施方式中，用电池冷却换热器的冷却液的实际温度值(冷却液温度)与设定的冷却液目标温度值(第二设定温度)的差值来表征电池热管理系统的能力需求。即，不同的冷却液温度与第二设定温度的差值对应不同的能力需求。例如，与车内空调系统的能力需求类似，电池热管理系统的能力需求也可以能力需求也可以分为0％、50％、100％及120％四个梯度，数值越大表示冷却液实际温度值与设定的冷却液目标温度值差距越大，需要的制冷量越大，冷量需求就越大，相对的冷媒流量需求也就越大。
41.步骤s130，根据确定的所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，控制所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度和/或控制所述车内空调系统的压缩机频率。
42.在一种具体实施方式中，根据确定的所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，控制所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度，包括：根据确定的所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，确定所述电池冷却换热器的目标过热度；根据所述电池热管理系统的电池冷却换热器的实际过热度和所述目标过热度，控制所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度。
43.在一种具体实施方式中，根据确定的所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，确定所述电池冷却换热器的目标过热度，包括：根据所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，利用预设的不同的车内空调系统的能力需求和不同的电池热管理系统的能力需求的组合与目标过热度的对应关系，确定所述电池冷却换热器的目标过热度。例如，通过实验测试不同的车内空调能力需求与不同的电池热管理系统能力需求的不同组合下，整体能效最优时电池冷却换热器的过热度，即确定为对应能力需求组合下的目标过热度(即目标过热度的最优值)，得出所有能力组合下的目标过热度，形成不同的车内空调能力需求与不同的电池冷却系统能力需求的组合与目标过热度的对应关系，根据所述对应关系确定所述电池冷却换热器的目标过热度。
44.在一种具体实施方式中，根据电池冷却换热器的实际过热度和所述目标过热度，控制所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度，包括：根据所述电池冷却换热器的实际过热度和所述目标过热度，确定所述电池热管理系统下一控制周期的热管理节流阀的开度变化量；根据确定的所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度变化量，控制所述热管理节流阀的开度。
45.具体地，检测所述电池冷却换热器的冷媒进口温度和冷媒出口温度，根据所述冷媒进口温度和冷媒出口温度计算所述电池冷却换热器的实际过热度。所述电池冷却换热器的过热度等于所述冷媒出口温度与所述冷媒进口温度的差值。其中，可以通过电池冷却换
热器出口处的温度传感器检测电池冷却换热器的冷媒出口温度，通过电池冷却换热器进口处的温度传感器检测电池冷却换热器的冷媒进口温度。根据确定的所述电池冷却换热器目标过热度和所述电池冷却换热器的实际过热度，通过pi控制算法计算所述电池热管理系统下一控制周期的热管理节流阀的开度变化量，从而根据确定的所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度变化量，控制所述热管理节流阀的开度。
46.在一种具体实施方式中，根据确定的所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，控制所述车内空调系统的压缩机频率，包括：根据确定的所述车内空调系统的能力需求、所述电池热管理系统的能力需求以及所述车辆的车外环境温度确定所述车内空调系统的压缩机频率上限值；根据确定的所述车内空调系统的压缩机频率上限值，控制所述车内空调系统的压缩机频率。
47.具体地，根据所述车内空调系统的能力需求、所述电池热管理系统的能力需求以及所述车辆的车外环境温度，利用预设的不同环境温度区间下不同的车内空调系统的能力需求和不同的电池热管理系统的能力需求的组合与压缩机频率上限值的对应关系，确定所述车内空调系统的压缩机频率上限值。例如，通过实验测试在不同环境温度区间下，不同的车内空调能力需求与不同的电池热管理系统能力需求的不同组合下，系统能力满足且能耗最优时的压缩机频率，即确定为对应能力需求组合下的压缩机频率上限值，得出所有能力组合下的压缩机频率上限值，形成不同的车内空调能力需求与不同的电池冷却系统能力需求的组合与压缩机频率上限值的对应关系，根据所述对应关系确定所述车内空调系统的压缩机频率上限值。
48.确定车内空调系统的压缩机频率上限值后，根据确定的压缩机频率上限值，控制车内空调系统的压缩机频率，实现压缩机频率上限的精准控制，避免压缩机高频运转造成空调频繁启停、能耗高，也保证了车内温度及电池冷却液需求温度的稳定性。
49.图3是本发明提供的电动车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制方法的另一实施例的方法示意图。如图3所示，根据本发明的一个实施例，所述冷媒流量分配控制方法还包括步骤s102、步骤s104和步骤s106。
50.步骤s102，当所述车内空调系统和电池热管理系统同时运行时，获取所述电池热管理系统的电池冷却换热器的过热度，以及获取所述车内空调系统的空调车内换热器的过热度。
51.当所述车内空调系统和电池热管理系统同时运行时，在根据确定的所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，控制所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度和/或控制所述车内空调系统的压缩机频率之前，获取所述电池热管理系统的电池冷却换热器的过热度，以及获取所述车内空调系统的空调车内换热器的过热度。
52.具体地，获取所述电池热管理系统的电池冷却换热器的冷媒出口温度和冷媒进口温度，根据所述冷媒出口温度与所述冷媒进口温度的差值确定所述电池冷却换热器的过热度。所述电池冷却换热器的过热度等于所述冷媒出口温度与所述冷媒进口温度的差值。可选地，通过电池冷却换热器出口处的温度传感器检测电池冷却换热器的冷媒出口温度，通过电池冷却换热器进口处的温度传感器检测电池冷却换热器的冷媒进口温度。
53.获取所述车内空调系统的空调车内换热器的冷媒出口温度和冷媒进口温度，根据所述冷媒出口温度与所述冷媒进口温度的差值，确定所述空调车内换热器的过热度。所述
空调车内换热器的过热度等于所述冷媒出口温度与所述冷媒进口温度的差值。可选地，通过空调车内换热器出口处的温度传感器检测空调车内换热器的冷媒出口温度，通过空调车内换热器进口处的温度传感器检测空调车内换热器的冷媒进口温度。
54.步骤s104，根据获取的所述电池冷却换热器的过热度确定所述电池热管理系统下一控制周期的热管理节流阀的第一开度变化量；根据获取的所述车内空调系统的过热度确定所述车内空调系统下一控制周期的车内空调节流阀的第二开度变化量。
55.根据获取的所述电池冷却换热器的过热度与预设的电池冷却换热器目标过热度，通过pi控制算法计算所述电池热管理系统下一控制周期的热管理节流阀的开度变化量。根据获取的所述空调车内换热器的过热度与预设的空调车内换热器目标过热度，通过pi控制算法计算所述车内空调系统下一控制周期的车内空调节流阀的开度变化量。
56.以制冷为例，定义变量e＝当前实际过热度-目标过热度，每隔30s采集计算一次e值，相邻两个周期计算e的变化量，定义为δe，δe＝e(n)-e(n-1),n、n-1表示第n个周期、第n-1个周期；开度变化量
[0057][0058]
其中a、b值是常数，a是比例控制系数，b是积分控制系数，根据实验验证得到。
[0059]
因板式换热器压降远小于车内蒸发器，板式换热器进口温度传感器检测温度实测与车内蒸发器蒸发器压力对应的饱和温度相差1～2℃，可替代车内蒸发器蒸发温度。制冷设备通常情况下蒸发器的蒸发器温度，是由布置在蒸发器测的低压传感器检测蒸发压力，再根据冷媒的物性，查出蒸发压力对应的饱和温度，作为蒸发温度。这里直接用板式换热器进口温度传感器检测温度替代蒸发温度，可以减少一个压力传感器的使用，也能节约成本。
[0060]
步骤s106，根据确定的所述第一开度变化量控制所述热管理节流阀的开度，根据确定的所述第二开度变化量控制所述车内空调节流阀的开度。
[0061]
具体地，通过控制器控制热管理节流阀按照所述第一开度变化量执行相应的开度变化，控制车内空调节流阀按照所述第二开度变化量执行相应的开度变化。通过调节车内空调节流阀和/或热管理节流阀的开度大小来控制流量，开度越大流量越大。车内空调节流阀和/或热管理节流阀的开度周期性调节，第n个周期的开度为第n-1个周期开度加上设定的开度变化量，设定的开度变化量根据pi控制公式(比例积分控制)计算得出，输出给车内空调节流阀和/或热管理节流阀执行动作。
[0062]
可选地，步骤s102、步骤s104和步骤s106可以在步骤s110之前执行，即，在车内空调系统和电池热管理系统同时运行时，先基于过热度进行单独控制，再结合车内空调系统的能力需求和电池热管理系统的能力需求进行控制。
[0063]
为清楚说明本发明技术方案，下面再以一些具体实施例对本发明提供的车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制方法的执行流程进行描述。
[0064]
车辆的电池热管理系统和车内空调系统同时运行时，根据车内空调系统的能力需求与电池热管理系统的能力需求相耦合，通过控制热管理电子膨胀阀开度调节目标过热度。从车外换热器(冷凝器)流出的冷媒分别进入到空调车内换热器(第一支路)、电池冷却换热器(第二支路)，两条支路分别通过车内空调节流阀(例如为电子膨胀阀)、热管理节流阀(例如为电子膨胀阀)开度大小来控制冷媒流量的分配，而节流阀的开度变化量大小的控
制由实际过热度与目标过热度参与计算。
[0065]
图4是本发明提供的车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制方法的一具体实施例的方法示意图。如图4所示，制冷模式下，车内空调系统与电池热管理系统同时运转一段时间后(例如几分钟)，进入节流阀开度pi控制(比例积分控制)阶段，检测车内空调系统的第一设定温度和车内温度，根据所述第一设定温度和所述车内温度确定车内空调系统的能力需求；检测电池冷却换热器的冷却液温度和电池热管理系统的第二设定温度，根据所述冷却液温度和所述第二设定温度确定热管理系统的能力需求(即电池冷却能力需求)。根据所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求确定所述电池冷却换热器的目标过热度，检测电池冷却换热器的冷媒进口温度和冷媒出口温度，并根据所述冷媒进口温度和冷媒出口温度计算电池冷却换热器的实际过热度。根据所述电池冷却换热器的实际过热度和目标过热度进行pi计算所述热管理节流阀的开度变化量，根据该开度变化量控制热管理节流阀的开度。
[0066]
车内空调系统与电池热管理系统同时运行时，单独热管理冷量需求变化范围宽广，需要精细调节热管理电子膨胀阀开度。因此，合理的设定板式换热器的目标过热度应同时考虑电池热管理系统的能力需求与车内空调系统的能力需求的分配。基于实验实测数据耦合车内空调能力需求与电池热管理能力需求，给出热管理板式换热器在不同车内能力需求与电池冷却需求下，不同的目标过热度值。
[0067]
制冷模式下，车内空调系统在不同的车外环境温度区间内设定了压缩机频率上限，以防止压缩机高频运转，制冷能力输出过剩，进而造成压缩机频繁启停，空调器能耗高，也会影响车内温度的舒适性(车内温度波动大)。而能力需求是表征实际需求温度与客户期望值的差距，对于集成电池水冷客车空调，将车内空调系统能力需求、电池热管理系统需求耦合到压缩机频率上限控制中，有助于精细化压缩机频率表上限划分，精准控制空调器的输出能力和功耗。
[0068]
图5是本发明提供的车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制方法的另一具体实施例的方法示意图。如图5所示，制冷模式下，检测车内空调系统的第一设定温度和车内温度，根据所述第一设定温度和所述车内温度确定车内空调系统的能力需求；检测电池冷却换热器的冷却液温度和电池冷却系统的第二设定温度，根据所述冷却液温度和所述第二设定温度确定热管理系统的能力需求(即电池冷却能力需求)。根据确定的车内空调系统的能力需求、热管理系统的能力需求以及所述车辆的车外环境温度在预设的两个以上温度区间中所处温度区间，确定所述车内空调系统的压缩机频率上限值；根据确定的所述车内空调系统的压缩机频率上限值，控制所述所述车内空调系统的压缩机频率。
[0069]
本发明还提供一种电动车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制装置，可用于电动车辆的车内空调系统和电池热管理系统的冷媒流量分配控制。具体可用于车内空调系统的空调车内换热器冷媒流量和电池热管理系统的电池冷却换热器冷媒流量分配控制。所述电动车辆包括：车内空调系统和电池热管理系统。
[0070]
图6是本发明提供的电动车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制装置的一实施例的结构框图。如图6所示，所述控制装置100包括第一确定单元110、第二确定单元120和第一控制单元130。
[0071]
第一确定单元110用于获取所述车内空调系统的第一设定温度和所述车辆的车内
温度，以根据所述第一设定温度和所述车内温度确定所述车内空调系统的能力需求。
[0072]
在一种具体实施方式中，用使用环境的实际温度值(车内温度)与设定的车内目标温度值(第一设定温度)的差值来表征车内空调系统的能力需求。即，不同的车内温度与第一设定温度的差值对应不同的能力需求，例如，能力需求分为0％、50％、100％及120％四个梯度，数值越大表示车内实际温度值与设定的车内目标温度值差距越大，需要的制冷量越大，冷量需求就越大，相对的冷媒流量需求也就越大。例如，制冷模式下，用户设定温度26℃，如果此时车内温度为25℃，已经超额完成了用户的要求，则能力需求为0％；若车内温度为25.5℃，已经达到了用户要求的26℃，此时能力需求就为50％；若车内温度为26℃，刚好满足用户要求，能力需求为100％；若车内温度为27℃，还没达到用户要求的26℃，能力需求为120％。
[0073]
第二确定单元120用于获取所述电池冷却换热器的冷却液温度和所述电池热管理系统的第二设定温度，根据所述冷却液温度和所述第二设定温度确定所述电池热管理系统的能力需求。
[0074]
所述电池冷却换热器的冷却液温度，可以为电池冷却换热器进口冷却液温度，也可以为电池冷却换热器出口冷却液温度，二者相比，使用电池冷却换热器出口冷却液温度(即电池冷板冷却液进口温度)参与控制，系统响应周期更短短，控制更加直接可靠。
[0075]
在一种具体实施方式中，用电池冷却换热器的冷却液的实际温度值(冷却液温度)与设定的冷却液目标温度值(第二设定温度)的差值来表征电池热管理系统的能力需求。即，不同的冷却液温度与第二设定温度的差值对应不同的能力需求。例如，与车内空调系统的能力需求类似，电池热管理系统的能力需求也可以分为0％、50％、100％及120％四个梯度，数值越大表示冷却液实际温度值与设定的冷却液目标温度值差距越大，需要的制冷量越大，冷量需求就越大，相对的冷媒流量需求也就越大。
[0076]
第一控制单元130用于根据所述第一确定单元确定的所述车内空调系统的能力需求和所述第二确定单元确定的所述电池热管理系统的能力需求，控制所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度和/或控制所述车内空调系统的压缩机频率。
[0077]
在一种具体实施方式中，所述第一控制单元，根据所述第一确定单元确定的所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，控制所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度，包括：根据确定的所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，确定所述电池冷却换热器的目标过热度；根据所述电池热管理系统的电池冷却换热器的实际过热度和所述目标过热度，控制所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度。
[0078]
在一种具体实施方式中，第一控制单元130根据确定的所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，确定所述电池冷却换热器的目标过热度，包括：根据所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，利用预设的不同的车内空调系统的能力需求和不同的电池热管理系统的能力需求的组合与目标过热度的对应关系，确定所述电池冷却换热器的目标过热度。例如，通过实验测试不同的车内空调能力需求与不同的电池热管理系统能力需求的不同组合下，整体能效最优时电池冷却换热器的过热度，即确定为对应能力需求组合下的目标过热度(即目标过热度的最优值)，得出所有能力组合下的目标过热度，形成不同的车内空调能力需求与不同的电池冷却系统能力需求的
组合与目标过热度的对应关系，根据所述对应关系确定所述电池冷却换热器的目标过热度。
[0079]
在一种具体实施方式中，所述第一控制单元130根据所述电池冷却换热器的实际过热度和所述目标过热度，控制所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度，包括：根据所述电池冷却换热器的实际过热度和所述目标过热度，确定所述电池热管理系统下一控制周期的热管理节流阀的开度变化量；根据确定的所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度变化量，控制所述热管理节流阀的开度。
[0080]
具体地，检测所述电池冷却换热器的冷媒进口温度和冷媒出口温度，根据所述冷媒进口温度和冷媒出口温度计算所述电池冷却换热器的实际过热度。所述电池冷却换热器的过热度等于所述冷媒出口温度与所述冷媒进口温度的差值。其中，可以通过电池冷却换热器出口处的温度传感器检测电池冷却换热器的冷媒出口温度，通过电池冷却换热器进口处的温度传感器检测电池冷却换热器的冷媒进口温度。根据确定的所述电池冷却换热器目标过热度和所述电池冷却换热器的实际过热度，通过pi控制算法计算所述电池热管理系统下一控制周期的热管理节流阀的开度变化量，从而根据确定的所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度变化量，控制所述热管理节流阀的开度。
[0081]
在一种具体实施方式中，所述第一控制单元130根据所述第二确定单元确定的所述车内空调系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，控制所述车内空调系统的压缩机频率，包括：根据确定的所述车内空调系统的能力需求、所述电池热管理系统的能力需求以及所述车辆的车外环境温度确定所述车内空调系统的压缩机频率上限值；根据确定的所述车内空调系统的压缩机频率上限值，控制所述车内空调系统的压缩机频率。
[0082]
具体地，根据所述车内空调系统的能力需求、所述电池热管理系统的能力需求以及所述车辆的车外环境温度，利用预设的不同环境温度区间下不同的车内空调系统的能力需求和不同的电池热管理系统的能力需求的组合与压缩机频率上限值的对应关系，确定所述车内空调系统的压缩机频率上限值。例如，通过实验测试在不同环境温度区间下，不同的车内空调能力需求与不同的电池热管理系统能力需求的不同组合下，系统能力满足且能耗最优时的压缩机频率，即确定为对应能力需求组合下的压缩机频率上限值，得出所有能力组合下的压缩机频率上限值，形成不同的车内空调能力需求与不同的电池冷却系统能力需求的组合与压缩机频率上限值的对应关系，根据所述对应关系确定所述车内空调系统的压缩机频率上限值。
[0083]
确定车内空调系统的压缩机频率上限值后，根据确定的压缩机频率上限值，控制车内空调系统的压缩机频率，实现压缩机频率上限的精准控制，避免压缩机高频运转造成空调频繁启停、能耗高，也保证了车内温度及电池冷却液需求温度的稳定性。
[0084]
图7是本发明提供的电动车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制装置的另一实施例的结构框图。如图7所示，所述控制装装置100包括获取单元102、第三确定单元104和第二控制单元106。
[0085]
获取单元102用于当所述车内空调系统和电池热管理系统同时运行时，获取所述电池热管理系统的电池冷却换热器的过热度，以及获取所述车内空调系统的空调车内换热器的过热度。
[0086]
当所述车内空调系统和电池热管理系统同时运行时，在根据确定的所述车内空调
系统的能力需求和所述电池热管理系统的能力需求，控制所述电池热管理系统的热管理节流阀的开度和/或控制所述车内空调系统的压缩机频率之前，获取所述电池热管理系统的电池冷却换热器的过热度，以及获取所述车内空调系统的空调车内换热器的过热度。
[0087]
具体地，获取所述电池热管理系统的电池冷却换热器的冷媒出口温度和冷媒进口温度，根据所述冷媒出口温度与所述冷媒进口温度的差值确定所述电池冷却换热器的过热度。所述电池冷却换热器的过热度等于所述冷媒出口温度与所述冷媒进口温度的差值。可选地，通过电池冷却换热器出口处的温度传感器检测电池冷却换热器的冷媒出口温度，通过电池冷却换热器进口处的温度传感器检测电池冷却换热器的冷媒进口温度。
[0088]
获取所述车内空调系统的空调车内换热器的冷媒出口温度和冷媒进口温度，根据所述冷媒出口温度与所述冷媒进口温度的差值，确定所述空调车内换热器的过热度。所述空调车内换热器的过热度等于所述冷媒出口温度与所述冷媒进口温度的差值。可选地，通过空调车内换热器出口处的温度传感器检测空调车内换热器的冷媒出口温度，通过空调车内换热器进口处的温度传感器检测空调车内换热器的冷媒进口温度。
[0089]
第三确定单元104用于根据所述获取单元102获取的所述电池冷却换热器的过热度确定所述电池热管理系统下一控制周期的热管理节流阀的第一开度变化量，以及根据所述获取单元获取的所述车内空调系统的过热度确定所述车内空调系统下一控制周期的车内空调节流阀的第二开度变化量.
[0090]
根据获取的所述电池冷却换热器的过热度与预设的电池冷却换热器目标过热度，通过pi控制算法计算所述电池热管理系统下一控制周期的热管理节流阀的开度变化量。根据获取的所述空调车内换热器的过热度与预设的空调车内换热器目标过热度，通过pi控制算法计算所述车内空调系统下一控制周期的车内空调节流阀的开度变化量。
[0091]
第二控制单元104用于根据所述第三确定单元确定的所述第一开度变化量控制所述热管理节流阀的开度，以及根据所述第三确定单元确定的所述第二开度变化量控制所述车内空调节流阀的开度。
[0092]
具体地，通过控制器控制热管理节流阀按照所述第一开度变化量执行相应的开度变化，控制车内空调节流阀按照所述第二开度变化量执行相应的开度变化。通过调节车内空调节流阀和/或热管理节流阀的开度大小来控制流量，开度越大流量越大。车内空调节流阀和/或热管理节流阀的开度周期性调节，第n个周期的开度为第n-1个周期开度加上设定的开度变化量，设定的开度变化量根据pi控制公式(比例积分控制)计算得出，输出给车内空调节流阀和/或热管理节流阀执行动作。
[0093]
可选地，获取单元102、第三确定单元104和第二控制单元106执行的上述操作，可以在第一确定单元110、第二确定单元120和第一控制单元130执行各自的操作之前执行，即，在车内空调系统和电池热管理系统同时运行时，先基于过热度进行单独控制，再结合车内空调系统的能力需求和电池热管理系统的能力需求进行控制。
[0094]
本发明还提供对应于所述电动车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制方法的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。
[0095]
本发明还提供对应于所述电动车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制方法的一种电动车辆，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机
程序，所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法的步骤。
[0096]
本发明还提供对应于所述电动车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制装置的一种电动车辆，包括前述任一所述的电动车辆的车内空调系统和电池热管理系统的控制装置。
[0097]
据此，本发明提供的方案，基于能力车内空调能力需求与电池冷却冷里需求，精细化控制空调车内换热器与电池冷却换热器流量分配，避免流量分配差异造成车内空调和电池冷却冷量供应不足或过剩；将车内空调能力需求与电池冷却冷里需求、车外环境温度相耦合；精细化控制压缩机频率上限，避免系统因能力需求变化时，压缩机频率上限却没有相应调整，导致系统能力过剩，造成压缩机频繁停机、系统功耗高、冷量过剩等不利影响。
[0098]
精细化分配车内空调蒸发器及电池冷却蒸发器的流量及冷量，在保证电池安全性能、车内空调的舒适性的前提下，实现了系统制冷量的合理分配，系统能耗的优化，系统能耗降低。
[0099]
本文中所描述的功能可在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合中实施。如果在由处理器执行的软件中实施，那么可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体予以传输。其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。举例来说，归因于软件的性质，上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任何者的组合执行的软件实施。此外，各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0100]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
[0101]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为控制装置的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0102]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0103]
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。