一种汽车温度控制系统、方法、存储介质和汽车与流程
本发明涉及汽车技术领域，尤其是一种汽车温度控制系统、方法、存储介质和汽车。
背景技术：
燃油汽车上的发动机，以及电动汽车上的电池、电机等部件属于发热部件，其在工作时会产生巨大的热量，如果未及时将这些热量散发出去，积累的热量可能会导致部件的温度过高，从而损坏部件。
现有技术是采用水冷等导热技术，将发热部件产生的热量及时导走，散发到汽车的外部环境中。现有技术虽然能够保护部件安全，延长部件的使用寿命，但是将这些热量全部排放到外部环境，造成热量的浪费。
技术实现要素：
针对上述至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种汽车温度控制系统、方法、存储介质和汽车。
一方面，本发明实施例包括一种汽车温度控制系统，包括：
发热部件温度检测模块，用于检测汽车的发热部件温度；
外部环境温度检测模块，用于检测汽车的外部环境温度；
内部环境温度检测模块，用于检测汽车的内部环境温度；
导热模块，其第一端用于连接在所述发热部件，其第二端用于通向汽车外部，其第三端用于通向汽车内部，用于将热量从第一端导至第二端，和/或从第一端导至第三端；
控制模块，用于对检测到的发热部件温度、外部环境温度和内部环境温度进行数值比较，根据比较结果控制导热模块的工作状态。
进一步地，所述根据比较结果控制导热模块的工作状态具体包括：
在所述发热部件温度大于预设的第一温度阈值的情况下，控制所述导热模块启动工作；
在所述外部环境温度大于预设的第二温度阈值的情况下，控制所述导热模块将第一端的热量导至第二端；
在所述内部环境温度小于所述第二温度阈值的情况下，控制所述导热模块将第一端的热量导至第三端。
进一步地，所述根据比较结果控制导热模块的工作状态具体还包括：
控制所述导热模块将第一端的热量全部导至第三端，直至所述内部环境温度高于外部环境温度；
控制所述导热模块将第一端的热量全部导至第二端，直至所述内部环境温度恢复到与外部环境温度相同，在此过程中记录内部环境温度-时间曲线；
将所述内部环境温度-时间曲线对时间求导，从而获得散热功率-时间曲线；
将所述内部环境温度-时间曲线和散热功率-时间曲线进行坐标轴转换，从而获得散热功率-内部环境温度曲线；所述散热功率-内部环境温度曲线用于对控制模块进行配置，使得控制模块可以根据所述散热功率-内部环境温度曲线，查找与测得的内部环境温度相应的散热功率，根据查找到的散热功率，对所述导热模块将第一端的热量全部导至第三端时的功率进行控制。
进一步地，所述温度控制系统还包括导航模块；
所述导航模块用于获取实际驾驶数据和推荐驾驶数据；
所述控制模块还用于计算所述实际驾驶数据和推荐驾驶数据之间的偏差，根据所述偏差的大小，对所述第二温度阈值进行相应的调整。
另一方面，本发明实施例还包括一种汽车温度控制方法，包括以下步骤：
检测汽车的发热部件温度、外部环境温度和内部环境温度；
对检测到的发热部件温度、外部环境温度和内部环境温度进行数值比较，根据比较结果控制在汽车发热部件、外部和内部之间的导热状态。
进一步地，所述根据比较结果控制在汽车发热部件、外部和内部之间的导热状态这一步骤，具体包括：
在所述发热部件温度大于预设的第一温度阈值的情况下，启动导热工作；
在所述外部环境温度大于预设的第二温度阈值的情况下，将发热部件的热量导至汽车外部；
在所述内部环境温度小于所述第二温度阈值的情况下，将发热部件的热量导至汽车内部。
进一步地，所述根据比较结果控制在汽车发热部件、外部和内部之间的导热状态这一步骤，具体还包括：
根据散热功率-内部环境温度曲线，查找与测得的内部环境温度相应的散热功率；
根据查找到的散热功率，对将发热部件的热量全部导至汽车内部时的功率进行控制；
所述散热功率-内部环境温度曲线是通过以下步骤测得的：
在发热部件以恒定功率发热的情况下，将发热部件的热量全部导至汽车内部，直至所述内部环境温度高于外部环境温度；
将发热部件的热量全部导至汽车外部，直至所述内部环境温度恢复到与外部环境温度相同，在此过程中记录内部环境温度-时间曲线；
将所述内部环境温度-时间曲线对时间求导，从而获得散热功率-时间曲线；
将所述内部环境温度-时间曲线和散热功率-时间曲线进行坐标轴转换，从而获得散热功率-内部环境温度曲线。
进一步地，所述温度控制方法还包括以下步骤：
获取实际驾驶数据和推荐驾驶数据；
计算所述实际驾驶数据和推荐驾驶数据之间的偏差，根据所述偏差的大小，对所述第二温度阈值进行相应的调整。
另一方面，本发明实施例还包括一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行实施例所述的汽车温度控制方法。
另一方面，本发明实施例还包括一种汽车，其安装有实施例所述的汽车温度控制系统，和/或实施例所述的存储介质。
本发明的有益效果是：实施例所述的汽车温度控制系统，由控制模块控制导热模块，根据内部环境温度和外部环境温度来控制发热部件产生的热量去向，一方面可以为发热部件散热，避免发热部件积累热量导致温度过高，另一方面可以使用导热模块产生的热量来提高内部环境温度，提高驾乘人员的舒适性，避免发热部件产生的热量被浪费，提高能源利用效率。
进一步地，通过计算散热功率-内部环境温度曲线，可以对导热模块向内部环境进行导热的功率进行精确的控制，使得内部环境温度保持在稳定的区间，提高驾乘人员的舒适度。
进一步地，通过计算实际驾驶数据和推荐驾驶数据之间的偏差，并据此调整第二温度阈值，可以使得第二温度阈值处于使驾驶员感到舒适的区间，控制器能够按照新的第二温度阈值对内部环境温度进行调整，提高驾驶员的舒适度，使得驾驶员能够以较佳的状态驾驶车辆。
附图说明
图1为实施例中所述汽车温度控制系统的结构示意图；
图2为实施例中所述导热模块的结构示意图；
图3为实施例中所述控制模块的结构框图。
具体实施方式
实施例1
本实施例中所述的汽车温度控制系统如图1所示，由发热部件温度检测模块、外部环境温度检测模块、内部环境温度检测模块、导热模块和控制模块组成。
发热部件温度检测模块、外部环境温度检测模块、内部环境温度检测模块的主要部分都是温度传感器，它们可以将温度量转换成处理器可读的电学量。
所述发热部件是指燃油发动机、电池组以及电机等正常工作时发热量较大的部件。无论是何种发热部件，应用本实施例中的汽车温度控制系统时，其原理都是一样的。
如果使用基于热敏电阻的发热部件温度检测模块，那么就将发热部件温度检测模块安装在发热部件上，使其与发热部件接触；如果使用基于红外探测的发热部件温度检测模块，那么就将发热部件温度检测模块安装在发热部件附近，使其测量发热部件发出的红外线。本实施例中，所述“外部”和“内部”是针对车厢而言的，即乘客所乘坐的车厢属于汽车的内部，车厢之外的自然环境属于汽车的外部。
所述外部环境温度检测模块安装在汽车车体外部，具体可以是底盘等位置，它的检测结果就是所述外部环境温度。所述内部环境温度检测模块安装在汽车车体内部，具体可以是中控台或者座椅等位置，可以检测到内部环境温度。
所述导热模块的拓扑形状如图2所示，它是一个y形的管状结构，包括第一端1、第二端2和第三端3。所述导热模块可以使用水或者空气作为导热介质。当使用水作为导热介质时，导热模块内安装水泵来驱动水进行循环，当使用空气作为导热介质时，导热模块内安装风扇来驱动空气进行循环。图2中的虚线箭头表示导热模块中热量传递的方向。
第一端1与发热部件接触，从而吸收发热部件发出的热量。第二端2直接或者通过连接散热器暴露在外部环境，当有导热介质流动到第二端2时，热量可从第二端2散发到外部环境。第三端3直接或者通过连接散热器暴露在内部环境，当有导热介质流动到第三端3时，热量可从第三端3散发到内部环境，从而使得车厢内温度升高。
在导热模块的分岔位置设有受控制模块控制的阀门，如图2所示，所述阀门可以在控制模块的控制下转动至左边位置、中间位置或右边位置。当阀门转自左边位置时，第一端1吸收的热量全部从第三端3散发出去；当阀门转自中间位置时，第一端1吸收的热量一部分从第三端3散发出去，另一部分从第二端2散发出去；当阀门转自右边位置时，第一端1吸收的热量全部从第二端2散发出去。
所述控制模块的结构如图3所示，其包括主处理器、副处理器、第一存储器、第二存储器和can总线接口。其中主处理器和副处理器互为备份，平时使用主处理器对来获取温度检测结果，并控制导热模块工作，当主处理器出现故障时，则由副处理器接管主处理器的工作，提高控制模块的稳定性。所述can总线接口用作主处理器与外部各模块之间的连接接口。所述第一存储器用于存储主处理器运行所需的固件，所述第二存储器用于存储外部环境温度检测模块、内部环境温度检测模块和发热部件温度检测模块等测得的温度检测结果，将固件与温度检测结果存储到不同的空间中，便于在某一存储器出现故障时进行故障的定位和排除。
所述控制模块定时采集发热部件温度、外部环境温度和内部环境温度，并对同一时刻采集到的一组发热部件温度、外部环境温度和内部环境温度进行相互之间的、与预设的固定数值之间的大小比较，根据比较结果来控制导热模块的工作状态，从而决定发热部件发出的热量被导热模块的第一端吸收后的去向。
所述控制模块根据比较结果控制导热模块的工作状态的逻辑为：
按照发热部件的承受极限，设定一个第一温度阈值，第一温度阈值的具体数值因发热部件的种类而异，例如针对动力电池组所设定的第一温度阈值可以是50℃，针对燃油发动机所设定的第一温度阈值可以是90℃；将测得的发热部件温度与第一温度阈值进行比较，在发热部件温度大于第一温度阈值的情况下，控制所述导热模块启动工作，此时导热模块中的水泵或风扇启动，使得第一端从发热部件处吸收热量，将热量传递到第二端或第三端。
根据驾乘人员的体感舒适范围设定第二温度阈值，例如将第二温度阈值设定为24℃。在所述外部环境温度大于第二温度阈值的情况下，一般表明当前天气较热，而由于车内空间密闭等原因，内部环境温度将会更高，因此控制模块控制导热模块中的阀门动作，使得导热模块将第一端的热量全部导至第二端，使得发热部件发出的热量全部散发到外部环境中，可以为发热部件散热，避免发热部件积累热量导致温度过高。
在所述内部环境温度小于所述第二温度阈值的情况下，表明内部环境温度可能使得驾乘人员觉得不舒适，因此控制模块控制导热模块中的阀门动作，使得导热模块将第一端的热量全部导至第三端，使得发热部件发出的热量全部散发到内部环境中，一方面可以为发热部件散热，避免发热部件积累热量导致温度过高，另一方面可以使用导热模块产生的热量来提高内部环境温度，提高驾乘人员的舒适性，避免发热部件产生的热量被浪费，提高能源利用效率。此时第二温度阈值也是一个目标温度，当内部环境温度升高至第二温度阈值之后，控制模块控制导热模块停止将全部热量导至第三端，转而将部分热量导至第三端以维持内部环境温度，将其余部分热量导至第二端从而散发到外部环境中。
所述控制模块还被设定了以下控制逻辑：
在发热部件以恒定功率发热的情况下，控制所述导热模块将第一端的热量全部导至第三端，这时可以最快的速度提高内部环境温度，直至所述内部环境温度高于外部环境温度；具体地，可以在所述内部环境温度与外部环境温度的温差达到5℃后，停止将第一端的热量全部导至第三端的过程；
控制所述导热模块将第一端的热量全部导至第二端，此时发热部件产生的热量不再被传导至内部环境，内部环境的热量将泄露至外部环境，使得内部环境温度下降至与外部环境温度相同，在此过程中，控制模块通过内部环境温度检测模块采集多个内部环境温度数据，并记录采集每个内部环境温度数据的时间点，从而形成内部环境温度-时间曲线；如果将内部环境温度这一参量记为ti，将时间记为t，则内部环境温度-时间曲线可记为ti-t曲线。
在内部环境没有热量补充的情况下，经过15min左右的时间，内部环境温度可以下降到与外部环境温度相同，在这段时间内，可以认为外部环境温度是恒定的。而汽车内部环境的比热容q也是大致恒定的，则内部环境温度ti、外部环境温度to、汽车内部环境散热功率p与比热容q之间满足关系q(ti-to)＝∫pdt；
由于q(ti-to)＝∫pdt，因此
ti-t曲线和p-t曲线的横坐标均为时间t，可以使用采样的办法，确定ti-t曲线上的多个采样点，对于采样点上的内部环境温度ti查找得到相应的时间t，再根据时间t从p-t曲线上查找得到相应的散热功率p，从而确定一个采样点的p-ti对应关系；确定所有采样点的p-ti对应关系，并以内部环境温度ti作为横轴、以散热功率p作为纵轴，可以获得p-ti曲线，即散热功率-内部环境温度曲线。
由于外部环境温度随着季节或者日期发生变化，即汽车内外温差发生变化，汽车内部环境的散热功率也会发生变化，因此，可以在换季时、每月初或者每天第一次启动车辆时执行一次获取p-ti曲线的过程，从而确保p-ti曲线的准确性。
控制模块在计算得到p-ti曲线之后，可以使用p-ti曲线来对导热模块进行控制。具体地，控制模块在控制导热模块对汽车内部环境进行加热，使得汽车内部环境温度达到令驾乘人员感到舒适的第二温度阈值后，控制模块再通过内部环境温度检测模块实时获取内部环境温度ti，从p-ti曲线上查找到相应的散热功率p，这一散热功率便是在测得的内部环境温度下，汽车内部环境向外部环境散发热量的功率。
控制模块对导热模块进行控制，使得导热模块将一部分热量导至第三端并散发到内部环境，并且被导至第三端的热量的功率等于查找到的散热功率p。这样，在相同时间内，导热模块所导至第三端的热量，较为精确地等于汽车内部环境散失的热量，从而较为精确地弥补了汽车内部环境散失到外部环境的热量，有利于汽车的内部环境温度保持在稳定的区间，提高驾乘人员的舒适度。
所述温度控制系统还包括导航模块，导航模块具有gps或者北斗等的导航和定位功能，并且具有通信功能，能够通过互联网连接到服务器，从而获取所需的数据。所述导航模块可以是独立的，也可以集成在控制模块中。
导航模块通过其定位和导航功能，获取驾驶过程中产生的实际驾驶数据，包括实际车速、实际行驶路线、实际车速变化曲线等。由高德、百度、凯立德等专业运营商使用大数据技术，根据实时天气情况以及路况和历史记录等生成推荐车速、推荐行驶路线以及推荐车速变化曲线等推荐驾驶数据，这些推荐驾驶数据被存放在服务器中，导航模块访问服务器进行下载。
所述推荐驾驶数据一般可作为驾驶员的参考值，如果驾驶员按照推荐驾驶数据来进行驾驶，则一般可以处于较安全的行车环境、对整体交通状况的改善有益。
如果实际驾驶数据偏离了推荐驾驶数据，则表明可能由于当前设定的第二温度阈值并非驾驶员的最舒适范围，由于第二温度阈值设置不当，导致驾驶员觉得不舒适，因此驾驶时不能处于较佳的状态，此时则应对第二温度阈值进行调整，使得第二温度阈值处于可能使驾驶员感到舒适的区间，进一步使得控制器能够按照新的第二温度阈值对内部环境温度进行调整，提高驾驶员的舒适度，使得驾驶员能够以较佳的状态驾驶车辆，直到按照推荐驾驶数据进行驾驶。
控制模块对第二温度阈值进行调整的逻辑是：先计算实际驾驶数据和推荐驾驶数据之间的偏差，除了记录偏差的大小，还记录偏差的正负。例如，以实际车速和推荐车速之间的偏差来进行考察，当实际车速大于推荐车速，可能表明内部环境温度过高，导致驾驶员驾驶动作猛烈，控制模块对第二温度阈值进行调低处理，调低的幅度与实际车速相对于推荐车速之间的偏差成正比例；当实际车速小于推荐车速，可能表明内部环境温度过低，导致驾驶员驾驶动作迟缓，控制模块对第二温度阈值进行调高处理，调高的幅度与实际车速相对于推荐车速之间的偏差成正比例。
通过考察实际驾驶数据对推荐驾驶数据的偏离程度，从而对第二温度阈值进行调整，可以使得第二温度阈值适应驾驶员的需求，维持在比较合理的范围内，提高驾驶员的舒适度，提高驾驶体验。
实施例2
本实施例中的汽车温度控制方法包括以下步骤：
s1.检测汽车的发热部件温度、外部环境温度和内部环境温度；
s2.对检测到的发热部件温度、外部环境温度和内部环境温度进行数值比较，根据比较结果控制在汽车发热部件、外部和内部之间的导热状态。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤s2，即根据比较结果控制在汽车发热部件、外部和内部之间的导热状态这一步骤，具体包括：
s201.在所述发热部件温度大于预设的第一温度阈值的情况下，启动导热工作；
s202.在所述外部环境温度大于预设的第二温度阈值的情况下，将发热部件的热量导至汽车外部；
s203.在所述内部环境温度小于所述第二温度阈值的情况下，将发热部件的热量导至汽车内部。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤s2，即根据比较结果控制在汽车发热部件、外部和内部之间的导热状态这一步骤，具体还包括：
s204.根据散热功率-内部环境温度曲线，查找与测得的内部环境温度相应的散热功率；
s205.根据查找到的散热功率，对将发热部件的热量全部导至汽车内部时的功率进行控制；
s206.所述散热功率-内部环境温度曲线是通过以下步骤测得的：
s207.在发热部件以恒定功率发热的情况下，将发热部件的热量全部导至汽车内部，直至所述内部环境温度高于外部环境温度；
s208.将发热部件的热量全部导至汽车外部，直至所述内部环境温度恢复到与外部环境温度相同，在此过程中记录内部环境温度-时间曲线；
s209.将所述内部环境温度-时间曲线对时间求导，从而获得散热功率-时间曲线；
s210.将所述内部环境温度-时间曲线和散热功率-时间曲线进行坐标轴转换，从而获得散热功率-内部环境温度曲线。
进一步作为优选的实施方式，所述温度控制方法还包括以下步骤：
s3.获取实际驾驶数据和推荐驾驶数据；
s4.计算所述实际驾驶数据和推荐驾驶数据之间的偏差，根据所述偏差的大小，对所述第二温度阈值进行相应的调整。
通过编程来获得用于执行上述步骤s1-s4的计算机程序，并把该计算机程序写入到通用的控制模块中，即可得到实施例1所述的控制模块，因此本实施例中所述的汽车温度控制方法可由实施例1所述的汽车温度控制系统来执行，能够获得与实施例1相同的有益效果。
将本实施例中的计算机程序写入到存储介质中，当处理器从该存储介质中读取并运行计算机程序，则可以实现实施例1所述控制模块的功能，能够获得与实施例1相同的有益效果。
将实施例1中的汽车温度控制系统和/或本实施例中的存储介质安装到现有的汽车上，可以使现有的汽车获得温度控制功能，能够获得与实施例1相同的有益效果。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本实施例所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实施例说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本实施例所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本实施例所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。
应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。
此外，可按任何合适的顺序来执行本实施例描述的过程的操作，除非本实施例另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本实施例描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、ram、rom等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本实施例所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。
计算机程序能够应用于输入数据以执行本实施例所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。
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