测算汽车空调冷负荷的方法和装置、可读介质及电子设备与流程

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种测算汽车空调冷负荷的方法和装置、可读介质及电子设备。

背景技术：

随着汽车工业和人民生活水平的快速发展，汽车占有率日渐增加，汽车逐渐地成为人们生活的重要部分，并且人们对它的要求也越来越高。作为汽车的最重要部件之一，汽车空调是影响汽车舒适程度的非常重要的因素。

现在在汽车的制冷量进行设计和计算时首先得根据汽车空调的工作条件考虑其热负荷来源。汽车热负荷与行车时间、速度、地点、行驶方向、环境状况以及乘员的数量随时变化而变化。通过分别计算影响整车系统的各个热负荷，然后再进行求和计算，从而得出整车的热负荷，继而求得整个计算过程所需的制冷量。

然而，现在技术中的计算过程极其复杂，也极容易出现错误。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种测算汽车空调冷负荷的方法和装置、可读介质及电子设备，能够大大简化现在技术的计算过程，节省计算时间，同时又能满足计算精度要求。

第一方面，本发明实施例提供了一种测算汽车空调冷负荷的方法，其特征在于，该方法包括：

s1：确定汽车内部空间的容积，以及由车内空间引起的空间冷负荷；

s2：确定汽车的限乘数量，以及由乘坐人员引起的乘客冷负荷；

s3：确定汽车全部玻璃的总面积，以及由全部玻璃引起的辐射冷负荷；

s4：根据空间冷负荷、乘客冷负荷和辐射冷负荷，计算汽车空调的冷负荷。

优选地，

步骤s3具体包括：

s31：确定汽车全部玻璃的总面积；

s32：确定汽车外部的热辐射；

s33：根据汽车外部的热辐射和汽车全部玻璃的总面积确定辐射冷负荷。

优选地，

在步骤s4之前，该方法还包括：

确定汽车的保温效果因素数和气候条件因素数；

步骤s4的具体过程包括：

根据空间冷负荷、乘客冷负荷、辐射冷负荷、保温效果因素数和气候条件因素数，计算汽车空调的冷负荷。

优选地，

所述计算汽车空调的制冷量的表达式为：

qmc＝(f1×n×m1+f2×v×m2+f3×s×m3)×f4×f5

其中，qmc为汽车空调冷负荷；n为汽车的限乘数量；f1为每个乘客制冷因素数；v为汽车内部空间的容积；f2为车内空间制冷因素数；s为汽车全部玻璃的总面积；f3为汽车外部热辐射制冷因素数；f4为保温效果因素数；f5为气候条件因素数；m1、m2、m3均为车内热负荷配比。

第二方面，本发明实施例提供了一种测算汽车空调冷负荷的装置，该装置包括：空间负荷模块、人数负荷模块、辐射负荷模块和负荷计算模块，其中，

所述空间负荷模块，用于确定汽车内部空间的容积，以及由车内空间引起的空间冷负荷；

所述人数负荷模块，用于确定汽车的限乘数量，以及由乘坐人员引起的乘客冷负荷；

所述辐射负荷模块，用于确定汽车全部玻璃的总面积，以及由全部玻璃引起的辐射冷负荷；

所述负荷计算模块，用于根据空间冷负荷、乘客冷负荷和辐射冷负荷，计算汽车空调的冷负荷。

优选地.

所述辐射负荷模块包括：辐射确定单元、面积计算单元和辐射负荷单元，其中，

所述辐射确定单元，用于确定汽车全部玻璃的总面积；

所述面积计算单元，用于确定汽车外部的热辐射；

所述辐射负荷单元，用于根据汽车外部的热辐射和汽车全部玻璃的总面积确定辐射冷负荷。

优选地，

该装置还包括：精确因素模块；所述精确因素模块，用于确定汽车的保温效果因素数和气候条件因素数；

所述负荷计算模块，具体用于根据空间冷负荷、乘客冷负荷、辐射冷负荷、保温效果因素数和气候条件因素数，计算汽车空调的冷负荷。

优选地，

所述计算汽车空调的制冷量的表达式为：

qmc＝(f1×n×m1+f2×v×m2+f3×s×m3)×f4×f5

其中，qmc为汽车空调冷负荷；n为汽车的限乘数量；f1为每个乘客制冷因素数；v为汽车内部空间的容积；f2为车内空间制冷因素数；s为汽车全部玻璃的总面积；f3为汽车外部热辐射制冷因素数；f4为保温效果因素数；f5为气候条件因素数；m1、m2、m3均为车内热负荷配比。

第三方面，本发明实施例提供了一种可读介质，包括执行指令，当电子设备的处理器执行所述执行指令时，所述电子设备执行如权利要求1至4中任一所述测算汽车空调冷负荷的方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线；所述存储器用于存储执行指令，所述处理器与所述存储器通过所述总线连接，当所述电子设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令，以使所述处理器执行如权利要求1至4中任一所述测算汽车空调冷负荷的方法。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本方法测算出来的冷负荷和整车实际所需的冷负荷差别不大，不会因为计算偏差过大，造成空调系统与整车不匹配，需要进行多次试验改进，从而直接影响到整车的开发进度，进而无形地增加开发成本的问题；

本发明能够大大简化常规的计算过程，节省计算时间，同时又能满足计算精度要求；

本发明能够快速计算维持车内空气温度所需要的冷负荷，又能满足测算结果与实际所需的冷负荷相差不大。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是本发明一个实施例提供的一种测算汽车空调冷负荷的方法的流程图；

图2是本发明一个实施例提供的一种测算汽车空调冷负荷的装置的结构框图；

图3是本发明一个实施例提供的一种电子设备。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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的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。

如图1所示，本发明实施例提供了一种测算汽车空调冷负荷的方法，该方法可以包括以下步骤：

s1：确定汽车内部空间的容积，以及由车内空间引起的空间冷负荷；

s2：确定汽车的限乘数量，以及由乘坐人员引起的乘客冷负荷；

s3：确定汽车全部玻璃的总面积，以及由全部玻璃引起的辐射冷负荷；

n1：确定汽车的保温效果因素数和气候条件因素数；

s4：根据空间冷负荷、乘客冷负荷、辐射冷负荷、保温效果因素数和气候条件因素数，计算汽车空调的冷负荷。

值得说明的是，现有技术中在对汽车的冷负荷进行设计和计算时，首先得根据汽车空调的工作条件考虑其热负荷来源。汽车热负荷与行车时间、速度、地点、行驶方向、环境状况以及乘员的数量随时变化而变化。通常来讲，汽车热负荷来源包括通过车体围护结构传入的热量qb、通过各玻璃表面以辐射方式直接进入的热量qf、通过各玻璃表面以对流方式传入的热量qg以及由通风和密封性泄露进入车内的热量qa的外在热量和由乘员散发的热量qp、发动机室传入的热量qe以及车内电器散发的热量qs的内在热量。按照常规的方法来计算制冷量的理论计算公式为：

qmc＝(qb×qf×qg×qa×qp×qe×qs)×k

其中，k为配比系数，一般取0.9～1.2。

在该实施例中，将汽车的热负荷的来源为主要分为车内人员因素、车内空间因素和太阳热辐射因素，并将汽车密封保温因素和气候条件因素以修正系数的方式整合进去便得到一种比较简单实用的汽车空调冷负荷的计算方法如下：

qmc＝(f1×n×m1+f2×v×m2+f3×s×m3)×f4×f5

其中，qmc为汽车空调冷负荷；n为汽车的限乘数量；f1为每个乘客制冷因素数；v为汽车内部空间的容积；f2为车内空间制冷因素数；s为汽车全部玻璃的总面积；f3为汽车外部热辐射制冷因素数；f4为保温效果因素数；f5为气候条件因素数；m1、m2、m3均为车内热负荷配比。根据实际情况，f1可以为590～600w/人；f2可以为500w/m³；f3可以为800w/m³；f4可以根据汽车密封效果的好与差，由好到差的取值范围为1～1.2；f5通常取值范围为1～1.05。m1、m2、m3通常分别取0.84、0.09、0.07。

需要说明的是，在空调系统设计阶段n为汽车的限乘数量，使空调系统与整车匹配，而在汽车实际运行时可以将n看作汽车运行时车内乘客的数量，从而能快速计算维持车内空气温度所需要的冷负荷。因此，在不同阶段n可以取不同的数值。

本方法测算出来的冷负荷和整车实际所需的冷负荷差别不大，不会因为计算偏差过大，造成空调系统与整车不匹配，需要进行多次试验改进，从而直接影响到整车的开发进度，进而无形地增加开发成本的问题；能够大大简化常规的计算过程，节省计算时间，同时又能满足计算精度要求；能够快速计算维持车内空气温度所需要的冷负荷，又能满足测算结果与实际所需的冷负荷相差不大。

为了验证该方案具有上述的有益效果，下面将通过具体数据阐述该方案的优越性。

以某品牌某型号汽车空调系统的冷负荷计算为例，取水平面和垂直面的太阳直辐射强度分别为830w/m²和140w/m²；水平面和垂直面的天空散射辐射强度分别为50w/m²和20w/m²；夏季环境温度为36℃，相对湿度为72％；车内设计温度为28℃，相对湿度为52％；假定乘车人数为6，汽车向正南方行驶，速度为42公里/时；车内空气流速为2.8m/s，车内容积为4.2m3；基于以上条件，来比较一下该测算模型和实际理论计算出来的结果是否一致，其设计条件和工况见下表1。

表1

按照现有技术的方法分别计算出各个部分的热负荷如下表2所示。

表2

由此可得，qmc＝(qb×qf×qg×qa×qp×qe×qs)×k＝1.05×(300+350+292+60+220+50+360+90+140+530+620+290+330+110)＝3930w。

而使用本发明的方法qmc＝(f1×n×m1+f2×v×m2+f3×s×m3)×f4×f5＝(600×6×0.84+500×4.2×0.09+800×3.4×0.07)×1.1×1＝3743w。

由上述计算结果可以明显看出，测算结果与实际需求的冷负荷相差数值在可以接受的范围内。

如图2所示，本发明实施例提供了一种测算汽车空调冷负荷的装置，空间负荷模块、人数负荷模块、辐射负荷模块和负荷计算模块，其中，

所述空间负荷模块，用于确定汽车内部空间的容积，以及由车内空间引起的空间冷负荷；

所述人数负荷模块，用于确定汽车的限乘数量，以及由乘坐人员引起的乘客冷负荷；

所述辐射负荷模块，用于确定汽车全部玻璃的总面积，以及由全部玻璃引起的辐射冷负荷；

所述负荷计算模块，用于根据空间冷负荷、乘客冷负荷和辐射冷负荷，计算汽车空调的冷负荷。

在本发明一个实施例中，所述辐射负荷模块包括：辐射确定单元、面积计算单元和辐射负荷单元，其中，

所述辐射确定单元，用于确定汽车全部玻璃的总面积；

所述面积计算单元，用于确定汽车外部的热辐射；

所述辐射负荷单元，用于根据汽车外部的热辐射和汽车全部玻璃的总面积确定辐射冷负荷。

在本发明一个实施例中，该装置还包括：精确因素模块；所述精确因素模块，用于确定汽车的保温效果因素数和气候条件因素数；

所述负荷计算模块，具体用于根据空间冷负荷、乘客冷负荷、辐射冷负荷、保温效果因素数和气候条件因素数，计算汽车空调的冷负荷。

在本发明一个实施例中，所述计算汽车空调的制冷量的表达式为：

qmc＝(f1×n×m1+f2×v×m2+f3×s×m3)×f4×f5

其中，qmc为汽车空调冷负荷；n为汽车的限乘数量；f1为每个乘客制冷因素数；v为汽车内部空间的容积；f2为车内空间制冷因素数；s为汽车全部玻璃的总面积；f3为汽车外部热辐射制冷因素数；f4为保温效果因素数；f5为气候条件因素数；m1、m2、m3均为车内热负荷配比。

上述装置内的各模块和单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

如图3所示，本发明的一个实施例提供了一种电子设备。在硬件层面，该电子设备包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(random-accessmemory，ram)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。

处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是isa(industrystandardarchitecture，工业标准体系结构)总线、pci(peripheralcomponentinterconnect，外设部件互连标准)总线或eisa(extendedindustrystandardarchitecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图3中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。在一种可能实现的方式中，处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，也可从其它设备上获取相应的计算机程序，以在逻辑层面上形成测算汽车空调冷负荷的装置。处理器，执行存储器所存放的程序，以通过执行的程序实现本发明任一实施例中提供的测算汽车空调冷负荷的方法。

上述如本发明图1所示实施例提供的测算汽车空调冷负荷的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field－programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本发明实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的电子设备执行时，能够使该电子设备执行本发明任一实施例中提供的测算汽车空调冷负荷的方法。

上述实施例阐明的装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元或模块分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元或模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flashram)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitorymedia)，如调制的数据信号和载波。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。