新能源车辆空调变频控制方法、装置、系统及新能源车辆与流程

本发明涉及电子技术领域，具体地涉及一种新能源车辆空调变频控制的方法、装置、系统及新能源车辆。

背景技术：

在新能源车辆多合一泵力中，空调压缩机、液压转向泵、空气压缩机、发电机等一个或多个部件均由一个主驱电机使用花键、法兰或皮带等传动方式连接。在汽车运行当中各个部件与主驱电机之前的传动比都是一定的，压缩机的转速与发动机的转速成正比，即发动机转速很高，空调压缩机的转速也会很高；发动机转速较低，空调压缩机的转速也会比较低，压缩机的转速无法保持在高效转速范围，所以各个部件的工作转速也是一定的，无法实现变转速工作。

技术实现要素：

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种新能源车辆空调变频控制的方法、装置、系统以及新能源车辆，本发明通过监控主电机的转速，并与目标转速对比，当主电机的实际转速与目标转速不符时，重新调整主电机的电源频率，从而达到实现变转速。具体包括：

第一方面，本发明实施例提供一种新能源车辆空调变频控制方法，包括：

接收空调变频控制器发送的目标转速；其中，目标转速根据车内温度以及预设温度计算得到；

根据目标转速计算得到目标电源频率；

在确定当前不处于转向状态时，根据目标电源频率生成变频指令，并将变频指令发送给附件控制器，以使得附件控制器根据变频指令改变主电机的电源频率，从而改变主电机的转速以及空调压缩机的转速。

进一步地，在确定当前不处于转向状态时，根据目标电源频率生成变频指令，并将变频指令发送给附件控制器之前，还包括：

根据接收的转向传感器传递的转向信号，判断当前的转向状态；

则在根据接收的转向传感器传递的转向信号，判断当前的转向状态之后，还包括：

在确定当前处于转向状态时，控制主电机的转速为额定转速。

进一步地，目标电源频率计算公式为：p＝n*n/60；其中，n为目标转速，p为目标电源频率，n为电机极对数。

第二方面，本发明实施例提供一种新能源车辆空调变频控制装置，包括：

接收模块，用于接收空调变频控制器发送的目标转速；其中，目标转速根据车内温度以及预设温度计算得到；

计算模块，用于根据目标转速计算得到目标电源频率；

指令生成模块，在确定当前不处于转向状态时，根据目标电源频率生成变频指令，并将变频指令发送给附件控制器，以使得附件控制器根据变频指令改变主电机的电源频率,从而改变主电机的转速以及所述空调压缩机的转速。

进一步地，还包括：

状态转向判断模块，用于根据接收的转向传感器传递的转向信号，判断当前的转向状态；

则所述指令生成模块，还用于在确定当前处于转向状态时，控制主电机的转速为额定转速。

第三方面，本发明实施例提供一种新能源车辆空调变频控制系统，包括：空调变频控制器、整车控制器、附件控制器、主电机和空调压缩机；所述空调变频控制器、所述整车控制器、所述附件控制器和所述空调压缩机分别通过电磁离合器和传动机构与所述主电机连接；

空调变频控制器，用于根据车内温度以及预设温度计算得到目标转速。

整车控制器，用于接收目标转速，并根据目标转速计算得到目标电源频率。整车控制器，还用于在确定当前不处于转向状态时，根据目标电源频率生成变频指令，并将所述变频指令发送给附件控制器。

附件控制器，用于根据变频指令改变主电机的电源频率，使得主电机的电源频率为目标电源频率。

主电机，用于根据目标电源频率改变自身的转速以及与自身连接的空调压缩机的转速。

进一步地，还包括：

转向传感器，用于将检测到的转向信号传递给所述整车控制器，以使得整车控制器根据转向信号更新当前的转向状态；

整车控制器，还用于在处于转向状态时，将主电机的转速调整为额定转速。

进一步地，空调变频控制器具体用于：

在空调启动时使用低频启动，启动时设定主电机的目标转速为1000r/min；

当车内温度-设定温度≥10℃时，将主电机的目标转速设定为2000r/min；

当10℃＞车内温度-设定温度≥5℃时，将主电机的目标转速设定为1800r/min；

当0℃＜车内温度-设定温度＜5℃时，将主电机的目标转速设定为1200r/min；

在空调停机时使用低频停机，停机时设定主电机的转速为1000r/min。

进一步地，整车控制器通过控制电磁离合器控制空调变频控制器、附件控制器、主电机、空调压缩机和转向传感器进行工作。

第四方面，本发明实施例一种新能源车辆，包括如第三方面任意一项所述的新能源车辆空调变频控制系统。

实施本发明实施例，具有如下有益技术效果：

根据当前的目标转速来得到目标电源频率，并在不处于转向状态时，根据目标电源频率控制主电机的转速以及空调压缩机的转速，从而实现空调的变频控制，满足车内人员不同情况下的温度需求。。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的第一实施例的一种新能源车辆空调变频控制方法的流程示意图。

图2为本发明提供的第二实施例的一种新能源车辆空调变频控制装置的结构示意图。

图3为本发明提供的第三实施例的一种新能源车辆空调变频控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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作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。

本发明第一实施例：

参见图1，图1为本发明提供的第一实施例的一种新能源车辆空调变频控制方法的流程示意图。具体包括如下步骤：

s10，接收空调变频控制器发送的目标转速；其中，目标转速根据车内温度以及设定温度计算得到。

在本实施例中，以某型号安装二合一泵力系统的车辆为例，首先二合一泵力系统额定转速为2000r/min，根据方向机特性确定转向泵的最低安全转速为1000r/min。从而得出在不转向时，空调可以进行变频控制的转速为1000-2000r/min。同时根据压缩机性能曲线，可得知在可调速区间内，空调压缩机在1200r/min时能效比最大，在1800r/min时能效比仅次于1200r/min时的能效比。

在本实施例中，通过以下步骤得出目标转速：

1、在空调启动时使用低频启动，启动时控制主电机的转速为1000r/min。

2、当车内温度-设定温度≥10℃时，将主电机的目标转速设定为2000r/min，已最大的制冷量满足在车内高温时快速降温的需求。

3、当10℃＞车内温度-设定温度≥5℃时，将主电机的目标转速设定为1800r/min，以较高的能效比和较低的功率满足节能和持续降温的需求。

4、当0℃＜车内温度-设定温度＜5℃时，将主电机的目标转速设定为1200r/min，以最大的能效比和较低的功率满足节能和缓慢降温的要求。

5、在空调停机时使用低频停机，停机时控制主电机的转速为1000r/min。通过上述步骤4能尽量减少空调的启停次数。

在本发明的实施例中，因人感到最舒服的温度是20℃至25℃。超过28℃，人就会觉得燥热；而低于14℃，人就会感到“冷”。基于此，可将设定温度控制在18℃至25℃之间。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，也可以设定温度为其他温度值，而不局限于上述提及的数值，这些方案均在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，针对不同型号的车辆，其额定转速、各个阶段的目标转速根据车辆的实际工作情况进行设定，例如，额定转速为2100r/min、1900r/min等，而不局限于上述提及的数值，这些方案均在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，车内温度与设定温度的温差可根据实际需要进行设定，而不仅限于上述提及的温度值。例如，可将车内温度与设定温度的温差设定为：当车内温度-设定温度≥5℃时，将主电机的目标转速设定为2000r/min，已最大的制冷量满足在车内高温时快速降温的需求。当5℃＞车内温度-设定温度≥3℃时，将主电机的目标转速设定为1800r/min，以较高的能效比和较低的功率满足节能和持续降温的需求。

s20，根据目标转速计算得到目标电源频率。

由于永磁同步电机的转速计算公式为：n＝60*p/n。其中，n为永磁同步电机转速，p为电源频率，n为电机极对数。通过以上公式在已知电机极对数n的情况下，可以根据目标电机转速n得出所对应的目标电源频率。因此，目标电源频率计算公式为：p＝n*n/60；其中，n为目标转速，p为目标电源频率，n为电机极对数。

s30，根据接收的转向传感器传递的转向信号，判断当前的转向状态。

s40，在确定当前不处于转向状态时，根据目标电源频率生成变频指令，并将变频指令发送给附件控制器，以使得附件控制器根据变频指令改变主电机的电源频率,从而改变主电机的转速以及空调压缩机的转速。

为保证转向正常，保证在转向时液压转向泵在额定转速下工作，在转向管柱上增加转向传感器。转向传感器可将检测到的转向信号传递给整车控制器，以使得整车控制器根据转向信号更新当前的转向状态。

若当前处于转向状态的话，整车控制器会将主电机转速调整为额定转速，则无法进行空调变频控制，因此需要根据转向传感器可将检测到的转向信号，确保当前不处于转向状态时，才能再进行进行空调变频控制。

空调变频控制器将目标转速提交给整车控制器后根据目标电源频率公式得出目标电源频率，整车控制器将目标电源频率下达给附件控制器，附件控制器即可通过改变主电机的电源频率，从而达到改变主电机的转速和空调压缩机的转速。其中，主电机的转速是根据主电机的电源频率改变的，空调压缩机的转速是根据主电机的转速驱动空调压缩机的转速。

综上所述，本实施例中，根据当前的目标转速来得到目标电源频率，并在不处于转向状态时，根据目标电源频率控制主电机的转速以及空调压缩机的转速，从而实现空调的变频控制，满足车内人员不同情况下的温度需求。

在第一实施例的基础上，本发明的一个优选实施例中，在确定当前不处于转向状态时，根据目标电源频率生成变频指令，并将变频指令发送给附件控制器之前，还包括：根据接收的转向传感器传递的转向信号，判断当前的转向状态，则在根据接收的转向传感器传递的转向信号，判断当前的转向状态之后，还包括：在确定当前处于转向状态时，控制主电机的转速为额定转速。

本发明第二实施例：

参见图2，图2为本发明提供的第二实施例的一种新能源车辆空调变频控制装置的结构示意图。本发明第二实施例提供一种新能源车辆空调变频控制装置，具体包括：

接收模块10，用于接收空调变频控制器发送的目标转速；其中，目标转速根据车内温度以及预设温度计算得到；

计算模块20，用于根据目标转速计算得到目标电源频率；

指令生成模块30，用于在确定当前不处于转向状态时，根据目标电源频率生成变频指令，并将变频指令发送给附件控制器，以使得附件控制器根据变频指令改变主电机的电源频率,从而改变主电机的转速以及所述空调压缩机的转速。

在第二实施例的基础上，本发明的一个优选实施例中，还包括：

状态转向判断模块40，用于根据接收的转向传感器传递的转向信号，判断当前的转向状态；

则所述指令生成模块30，还用于在确定当前处于转向状态时，控制主电机的转速为额定转速。

本发明第三实施例：

参见图3，图3为本发明提供的第三实施例的一种新能源车辆空调变频控制系统的结构示意图。本发明第三实施例提供一种新能源车辆空调变频控制系统，具体包括：空调变频控制器1、整车控制器2、附件控制器3、主电机5和空调压缩机6；空调变频控制器1、整车控制器2、附件控制器3和空调压缩机6分别通过电磁离合器和传动机构与主电机5连接。传动机构包括用花键、法兰或皮带等传动方式连接。

空调变频控制器1，用于根据车内温度以及预设温度计算得到目标转速。

优选地，空调变频控制器1具体用于：

在空调启动时使用低频启动，启动时设定主电机5的目标转速为1000r/min；

当车内温度-设定温度≥10℃时，将主电机5的目标转速设定为2000r/min；

当10℃＞车内温度-设定温度≥5℃时，将主电机5的目标转速设定为1800r/min；

当0℃＜车内温度-设定温度＜5℃时，将主电机5的目标转速设定为1200r/min；

在空调停机时使用低频停机，停机时设定主电机5的转速为1000r/min。

整车控制器2，用于接收目标转速，并根据目标转速计算得到目标电源频率。

整车控制器2，还用于在确定当前不处于转向状态时，根据目标电源频率生成变频指令，并将所述变频指令发送给附件控制器。

附件控制器3，用于根据变频指令改变主电机的电源频率，使得主电机的电源频率为目标电源频率。

主电机4，用于根据目标电源频率改变自身的转速以及与自身连接的空调压缩机的转速。

在第三实施例的基础上，本发明的一个优选实施例中，系统还包括：

转向传感器4，用于将检测到的转向信号传递给所述整车控制器，以使得整车控制器根据转向信号更新当前的转向状态。

则整车控制器2，还用于在处于转向状态时，将主电机的转速调整为额定转速。

在第三实施例的基础上，本发明的一个优选实施例中还包括：整车控制器2通过控制电磁离合器控制空调变频控制器、附件控制器、主电机、空调压缩机和转向传感器进行工作。

以上为最简单的空调压缩机与液压转向泵组成的多合一泵力系统空调变频控制的工作原理。在控制器、空调压缩机和传感器允许的情况下，可适当增加变频目标值和温度控制值。

优选地，在其他形式的多合一泵力系统中，除转向泵外的其他工作部件，例如打气泵和发电机等均使用电磁离合器和传动机构与主电机5连接，整车控制器2通过控制电磁离合器从而达到控制其他工作部件进行工作目的。所以通过整车控制器可轻易的读取出打气泵和发电机等工作部件是否在工作，可以不需要增加任何传感器。在有除空调压缩机6以外的其他工作部件工作时，将主电机5转速提升到额定转速，其余时刻进行空调变频控制。

本发明第四实施例：

本发明第四实施例提供一种新能源车辆，包括如第三实施例任意一项所述的新能源车辆空调变频控制系统。

需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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，作为单元显示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网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。