空调器的耗电量检测方法、装置和空调器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及空调器技术领域，尤其涉及一种空调器的耗电量检测方法、装置和空 调器。
【背景技术】
[0002] 随着空调器的普及和用户节能减排意识的日益增强，用户在使用空调器的过程中 对空调器的功率和耗电量越来越关心，因此，准确有效地将空调器的用电情况反馈给用户 成为空调器发展的方向。相关技术中，主要通过以下两种方法获取空调器的功率和耗电量。
[0003] 1)通过增加电量检测硬件来获取空调器的功率和耗电量：例如，在空调器输入端 增加专用电量检测模块，或者在空调器输入端增加电压、电流传感器以检测空调器输入端 的电压、电流信号，并通过MCU(Micro Controller Unit，微控制单元）计算出空调器的耗电 量。但是该方法的成本增加比较大。
[0004] 2)无需新增硬件，通过纯软件计算获取空调器的功率和耗电量：为了提高空调器 的功率因素，现有空调器中的室外机通常具有PFC (Power Factor Correction，功率因数校 正）电路。通过利用PFC电路的电压、电流检测电路以获取室外机的电压、电流信号，并通 过MCU计算出室外机的功率，然后结合空调器的运行模式和工况估算出室内机的功率，从 而计算出空调器的功率和耗电量。在该方法中，由于室内机的功率是估算值，特别是在电辅 热启动时，由于电辅热的功率比较高、波动比较大，因此，很难准确地估算出室内机的功率。 同时，当室外风机为交流风机时，由于无法采集其电流和电压信号，因此室外机功率也会存 在偏差，从而使得计算的空调器的功率和耗电量的精度比较低，很难满足用户的实际需求。
[0005] 因此，获取空调器的功率和耗电量的方法有待改进。
【发明内容】
[0006] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的 一个目的在于提出一种空调器的耗电量检测方法，该方法无需增加任何硬件成本就能准确 获得空调器的总功率和耗电量，从而大大提升了用户体验。
[0007] 本发明的第二个目的在于提出一种空调器的耗电量检测装置。
[0008] 本发明的第三个目的在于提出一种空调器。
[0009] 为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的空调器的耗电量检测方法，所述空 调器包括室内机和室外机，所述室内机包括室内控制器、室内风机、室内换热器和PTC加热 器，所述室外机包括室外控制器、室外风机、压缩机和室外换热器，所述耗电量检测方法包 括以下步骤：所述室外控制器获取所述室外机的电压瞬时值和所述压缩机的电流瞬时值， 并根据所述室外机的电压瞬时值和所述压缩机的电流瞬时值计算所述压缩机的有功功率； 所述室外控制器根据所述室外机的电压瞬时值计算所述室外机的电压有效值，并将所述室 外机的电压有效值发送给所述室内控制器；所述室外控制器获取所述室外换热器的温度和 室外环境温度，并通过建立与所述室外机的电压有效值、所述室外换热器的温度和所述室 外环境温度相关联的功率估计模型函数以估算所述室外风机的运行功率；所述室内控制器 获取所述室内风机中室内电机的d轴电流和q轴电流，并根据所述室内电机的d轴电流和 q轴电流计算所述室内电机的d轴电压和q轴电压，以及根据所述室内电机的d轴电流和q 轴电流以及所述室内电机的d轴电压和q轴电压计算所述室内风机的功率；所述室内控制 器获取所述室内换热器的温度，并将所述室内换热器的温度、所述室内风机的功率和所述 室外机的电压有效值作为第一输入变量，以及根据所述第一输入变量对所述PTC加热器的 运行功率进行建模以估算出所述PTC加热器的运行功率；对所述压缩机的有功功率、所述 室外风机的运行功率、所述室内风机的功率和所述PTC加热器的运行功率进行累加计算以 获得所述空调器的总功率，并对所述空调器的总功率进行积分运算以获得所述空调器的耗 电量。
[0010] 根据本发明实施例的空调器的耗电量检测方法，室外控制器计算压缩机的有功功 率，室外控制器还通过建立功率估计模型函数以估算室外风机的运行功率，室内控制器计 算室内风机的功率，室内控制器还通过数学建模的方法来估算PTC加热器的运行功率，并 进一步获得空调器的总功率，从而获得空调器的耗电量，该方法无需增加任何硬件成本就 能准确获得空调器的总功率和耗电量，从而大大提升了用户体验。
[0011] 在本发明的一个实施例中，所述室外控制器通过检测所述室外机中整流桥的直流 侧输出电流以获取所述压缩机的电流瞬时值，并通过检测所述整流桥的直流输出端电压以 获取所述室外机的电压瞬时值。
[0012] 在本发明的一个实施例中，所述室内控制器通过检测所述室内电机的三相电流以 获取所述室内电机的d轴电流和q轴电流。
[0013] 在本发明的一个实施例中，所述PTC加热器的运行功率根据以下模型估算得到：
[0014] y = f2 ( / 〇 *f j ( / E >l<u+ 0 j) + 0 2)
[0015] 其中，u为所述第一输入变量归一化处理后的输入向量，E和O为模型中所述第 一输入变量的权重参数向量矩阵，9 1和9 2为模型的偏置量，f 1 ()和& ()为S型函数，y为 模型输出值。
[0016] 在本发明的一个实施例中，在估算所述PTC加热器的运行功率时，所述室内控制 器还获取室内环境温度、室内环境湿度和所述室内机的导风条的角度以作为第二输入变 量，并根据所述第二输入变量获取所述PTC加热器的运行功率的偏差补偿量，以及将所述 偏差补偿量叠加到所述PTC加热器的运行功率以对所述PTC加热器的运行功率进行补偿校 正。
[0017] 在本发明的一个实施例中，所述偏差补偿量根据以下公式获取：
[0018] M\lc=^{T"H,A) =a,9fT; +a,*T, +p^ff2 +p, + >：A1 +r?+ ^
[0019] 其中，a ^ a 2、p ^ p 2、y i、丫 2和p为通过模式识别法进行补偿校正的模型参 数，Tl、H和A为与所述室内环境温度、室内环境湿度和所述导风条的角度对应的第二输入 变量，A PPTe为所述偏差补偿量。
[0020] 在本发明的一个实施例中，与所述室外机的电压有效值、所述室外换热器的温度 和所述室外环境温度相关联的功率估计模型函数通过下式表示：
[0021]P = F (Urms，T3) +G (T4)
[0022] 其中，
u(x) = a*x2+b*x+c， S2、Sl、dl为矩阵系数，d2、a、b、c均为第一常数系数，ul为矩阵[Urms，T3]，G(T4)= al*T42+bl*T4+cl，al、bl、cl均为第二常数系数，Urms为所述室外机的电压有效值，T3为所 述室外换热器的温度，T4为所述室外环境温度。
[0023] 为了实现上述目的，本发明第二方面实施例的空调器的耗电量检测装置，所述空 调器包括室内机和室外机，所述室内机包括室内风机、室内换热器和PTC加热器，所述室外 机包括室外风机、压缩机和室外换热器，所述耗电量检测装置包括室外控制器和室内控制 器，其中，所述室外控制器，用于获取所述室外机的电压瞬时值和所述压缩机的电流瞬时 值，并根据所述室外机的电压瞬时值和所述压缩机的电流瞬时值计算所述压缩机的有功功 率；所述室外控制器，还用于根据所述室外机的电压瞬时值计算所述室外机的电压有效值， 并将所述室外机的电压有效值发送给所述室内控制器；所述室外控制器，还用于获取所述 室外换热器的温度和室外环境温度，并通过建立与所述室外机的电压有效值、所述室外换 热器的温度和所述室外环境温度相关联的功率估计模型函数以估算所述室外风机的运行 功率；所述室内控制器，用于获取所述室内风机中室内电机的d轴电流和q轴电流，并根据 所述室内电机的d轴电流和q轴电流计算所述室内电机的d轴电压和q轴电压，以及根据 所述室内电机的d轴电流和q轴电流以及所述室内电机的d轴电压和q轴电压计算所述室 内风机的功率；所述室内控制器，还用于获取所述室内换热器的温度，并将所述室内换热器 的温度、所述室内风机的功率和所述室外机的电压有效值作为第一输入变量，以及根据所 述第一输入变量对所述PTC加热器的运行功率进行建模以估算出所述PTC加热器的运行功 率；所述室外控制器和/或所述室内控制器对所述压缩机的有功功率、所述室外风机的运 行功率、所述室内风机的功率和所述PTC加热器的运行功率进行累加计算以获得所述空调 器的总功率，并对所述空调器的总功率进行积分运算以获得所述空调器的耗电量。
[0024] 根据本发明实施例的空调器的耗电量检测装置，室外控制器计算压缩机的有功功 率，室外控制器还通过建立功率估计模型函数以估算室外风机的运行功率，室内控制器计 算室内风机的功率，室内控制器还通过数学建模的方法来估算PTC加热器的运行功率，并 进一步获得空调器的总功率，从而获得空调器的耗电量，该装置无需增加任何硬件成本就 能准确获得空调器的总功率和耗电量，从而大大提升了用户体验。
[0025] 在本发明的一个实施例中，所述室外控制器通过检测所述室外机中整流桥的直流 侧输出电流以获取所述压缩机的电流瞬时值，并通过检测所述整流桥的直流输出端电压以 获取所述室外机的电压瞬时值。
[0026] 在本发明的一个实施例中，所述室内控制器通过检测所述室内电机的三相电流以 获取所述室内电机的d轴电流和q轴电流。
[0027] 在本发明的一个实施例中，所述PTC加热器的运行功率根据以下模型估算得到：
[0028]y = f2 ( / O >l<fj( / E >l<u+ 9 j) + 9 2)
[0029] 其中，u为所述第一输入变量归一化处理后的输入向量，E和O为模型中所述第 一输入变量的权重参数向量矩阵， 9 1和9 2为模型的偏置量，f 1 ()和& ()为S型函数，y为 模型输出值。
[0030] 在本发明的一个实