一种低电量场景下的空调控制方法及汽车与流程

1.本发明涉及汽车控制领域，特别涉及一种低电量场景下的空调控制方法及汽车。


背景技术：

2.随着新能源汽车产业技术的快速发展和用户需求的不断变化，电动车呈现智能化、网联化、场景化的显著特点。汽车空调作为汽车最重要的零部件之一，担负着车内环境控制的重要角色，但是空调的长时间使用，不仅会使电动车续航大打折扣，在低电量场景下，电池放电能力较差，如果电池温度过高或者过低，电池的放电能力会进一步削弱，此时，用户开空调行驶面临着车辆动力不足的潜在安全风险，严重影响用户的使用体验。如何合理的控制低电量场景下的开启控制，对于电动汽车的续航以及用户体验上来说至关重要，现有技术一般只针对内燃机汽车的空调控制，无法直接替换至纯电动汽车上的空调控制。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低电量场景下的空调控制方法及汽车，通过对低电量下的功率进行分配控制，提升用户体验，保证车辆的行驶安全。
4.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种低电量场景下的空调控制方法，包括，
5.根据采集的车辆数据判断是否进入低电量状态模式，在低电量状态模式下，采用电池放电功率满足低压负载功率和油门请求功率后的剩余功率来驱动控制空调压缩机的工作。
6.根据采集的车辆数据判断是否进入低电量状态模式包括：采集车辆的soc数据以及空调所处模式信息，当车辆电池soc低于设定阈值a且空调工作模式为非除雾模式或者车辆电池soc低于设定阈值a且车辆车速低于设定速度阈值时，此时车辆进入低电量状态模式。
7.在进入低电量状态模式后，通过车机交互向用户发出进入低电量状态模式的提醒信号。
8.电池放电功率包括：vcu根据soc获取的对应的标定放电功率p以及bms基于电池温度获取的soc对应的最大允许放电功率。
9.vcu根据末端soc标定对应的放电功率p，通过预先标定方式得到多个soc点值对应的vcu标定放电功率，并将相邻两个soc点值之间的功率通过线性插值获取对应的相邻soc点值之间对应的放电功率，最终形成soc-p标定放电功率对照表。
10.bms基于温度标定多个soc-pb最大允许放电功率对照表；每个温度对应的soc-pb最大允许放电功率对照表，首先根据电池soc标定在当前温度下的不同soc对应的最大允许放电功率得到多个soc与最大允许放电功率对应的点值，然后将两个相邻soc之间的功率通过线性插值获取对应的相邻soc点值之间对应的放电功率，最后形成在该温度下的soc-pb最大允许放电功率对照表。
11.vcu根据油门请求大小计算出油门需求功率p_pedal，将油门需求功率p_pedal与电池可用功率pb进行比较，当p_pedal＜pb时，则压缩机最大允许功率p_com＝pb-p_pedal-p_load；否则压缩机最大允许功率p_com＝0。
12.vcu将压缩机最大允许功率送入到空调控制器中，空调控制器clm根据当前压缩机工作功率信息进行比较，若当前压缩机工作功率高于压缩机允许工作功率，则按压缩机最大允许功率执行，若低于压缩机允许功率，按当前功率执行，若允许压缩机工作功率为0kw或者低于压缩机最低工作功率能力，压缩机停止运行。
13.一种汽车，所述汽车包括所述的一种低电量场景下的空调控制方法。
14.本发明的优点在于：不涉及硬件成本的改进，仅需要软件改进即可实现，成本低，实现方便；低电量运行时综合考虑用户需求来控制空调运行，保证了用户的需求，提升了用户体验；低电量模式会通过弹窗或语音给出提醒，保证了用户的知情权，系统更加智能合理。
15.本方案为纯电动汽车开发一种低电量场景下的空调控制方法，提升用户使用体验。本技术方案所提出的发明点或改进点：
16.1.系统根据电池低电量下的最大允许放电功率和车辆不同soc下的标定放电功率，油门请求功率，判定电池可用剩余功率大小；
17.2.基于电池的可用剩余功率，控制空调降功率运行或关闭空调，保证车辆能正常行驶，同时，兼顾了用户行驶过程的除雾场景，确保行驶安全；
18.3.设计了功率校验策略，高效管理电池末端放电功率，使电池利用更高效、整车更安全；
19.4.空调状态发生改变，系统主动弹窗提示用户，避免引起用户恐慌。
附图说明
20.下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
21.图1为本发明控制方法涉及到的车内硬件原理图；
22.图2为本发明控制方法功率计算流程图；
23.图3为本发明控制方法中功率控制流程图。
具体实施方式
24.下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
25.如图1所示，其为本技术的在低电量状态下的空调控制方法涉及到的汽车控制系统的原理图，主要涉及有bms、vcu、clm，其工作原理包括：
26.bms(电池管理系统)将车辆充电状态信息反馈至vcu(车辆控制器)，若车辆未连接充电枪，且车辆处于ready状态，vcu判定车辆处于行驶或可行驶状态，若车辆连接充电枪，vcu判定车辆处于不可行驶状态；
27.bms将当前soc信息发送至vcu，若当前soc低于一定阈值a，vcu判定车辆处于低电量状态，若soc高于阈值a,vcu判定车辆处于高电量状态；
28.clm(空调控制器)将空调工作状态信息和工作转速信息反馈至vcu；
29.如图3所示，vcu将压缩机最大允许工作功率发送至clm，clm根据当前压缩机工作功率信息进行比较，若高于压缩机允许工作功率，则按压缩机最大允许功率执行，若低于压缩机允许功率，按当前功率执行，若允许压缩机工作功率为0kw或者低于压缩机最低工作功率能力，压缩机停止运行；
30.ihu(大屏控制器)接收压缩机工作状态信息和电池电量信息，若电池电量低于一定阈值a，且压缩机处于停止工作状态或降功率运行状态，大屏弹窗提示用户空调工作状态，防止引起用户恐慌。
31.本技术的具体控制方法如下：
32.根据采集的车辆数据判断是否进入低电量状态模式，在低电量状态模式下，采用电池放电功率满足低压负载功率和油门请求功率后的剩余功率来驱动控制空调压缩机的工作。在进入低电量状态模式后，通过车机交互向用户发出进入低电量状态模式的提醒信号，让用户得知车辆情况避免在不知情情况下低电量模式下限制空调工作造成用户的抱怨或恐慌。
33.进度低电量状态模式包括：采集车辆的soc数据以及空调所处模式信息，当车辆电池soc低于设定阈值a且空调工作模式为非除雾模式或者车辆电池soc低于设定阈值a且车辆车速低于设定速度阈值时，此时车辆进入低电量状态模式。
34.电池放电功率包括：vcu根据soc获取的对应的标定放电功率p以及bms基于电池温度获取的soc对应的最大允许放电功率。
35.vcu根据末端soc标定对应的放电功率p，通过预先标定方式得到多个soc点值对应的vcu标定放电功率，并将相邻两个soc点值之间的功率通过线性插值获取对应的相邻soc点值之间对应的放电功率，最终形成soc-p标定放电功率对照表，如表1。
36.bms基于温度标定多个soc-pb最大允许放电功率对照表；每个温度对应的soc-pb最大允许放电功率对照表，首先根据电池soc标定在当前温度下的不同soc对应的最大允许放电功率得到多个soc与最大允许放电功率对应的点值，然后将两个相邻soc之间的功率通过线性插值获取对应的相邻soc点值之间对应的放电功率，最后形成在该温度下的soc-pb最大允许放电功率对照表，如表2为某一温度下对应的soc-pb最大允许放电功率对照表。
37.如图2所示，vcu根据油门请求大小计算出油门需求功率p_pedal，将油门需求功率p_pedal与电池可用功率pb进行比较，当p_pedal＜pb时，则压缩机最大允许功率p_com＝pb-p_pedal-p_load；否则压缩机最大允许功率p_com＝0。vcu将压缩机最大允许功率送入到空调控制器中，空调控制器clm根据当前压缩机工作功率信息进行比较，若当前压缩机工作功率高于压缩机允许工作功率，则按压缩机最大允许功率执行，若低于压缩机允许功率，按当前功率执行，若允许压缩机工作功率为0kw或者低于压缩机最低工作功率能力，压缩机停止运行。
38.在控制压缩机运行时，通过标定的方式标定出压缩机功率对应的压缩机转速，在相邻压缩机功率两点之间的的压缩机功率对应的转速通过线性插值法计算得到，最终形成压缩机功率与转速对照表，空调控制器通过对照表基于转速来控制压缩机的工作。
39.vcu根据末端不同soc标定不同放电功率，以便于更好的管理电池放电功率，防止电池放电功率出现波动，影响驾驶性，不同soc之间采用线性插值计算功率，见表1；
40.表1
41.电量/％soc1soc2soc3soc4soc5soc6vcu标定放电功率/kwp1p2p3p4p5p642.bms根据电池特性(温度、soc等因素)设定不同soc下的电池最大允许放电功率，不同soc之间采用线性插值计算功率，见表2
43.表2
44.电量/％soc1soc2soc3soc4soc5soc6电池最大允许放电功率/kwpb1pb2pb3pb4pb5pb645.空调控制系统(clu)根据不同压缩机功率，设定不同压缩机转速，不同压缩机功率之间采用线性插值计算压缩机转速，见表3
46.压缩机功率/kwp
ac_min
p
ac_1
p
ac_2
p
ac_3
p
ac_4
p
ac_max
压缩机转速/rpmn
min
n1n2n3n4n
max
47.车辆处于ready状态，bms、vcu、clm、mcu通讯正常，bms发送当前soc、可用放电功率pb给vcu，空调发送当前压缩机工作转速和工作状态给vcu，若soc小于一定阈值a，空调处于工作状态，油门踏板深度不为0％，激活低电量下的空调控制功能，进入低电量状态下的空调控制策略；
48.在低电量状态下，vcu根据用户的油门请求大小，计算油门需求功率p_pedal，并与电池可用功率pb，vcu标定功率p进行比较，低压负载功率消耗记为常值p_load；
49.若p_pedal＜p且p_pedal＜pb，则压缩机最大允许功率p_com＝pb-p_pedal-p_load；
50.若p_pedal＝p且p_pedal＜pb，则压缩机最大允许功率p_com＝pb-p_pedal-p_load；
51.若p_pedal＞p且p_pedal＜pb，则压缩机最大允许功率p_com＝pb-p_pedal-p_load；
52.若p_pedal＞p且p_pedal＞pb，则压缩机最大允许功率为p_com＝0kw；
53.若p_pedal＝p＝pb，则压缩机最大允许功率为p_com＝0kw；
54.当然，由于本技术主要是保证车辆可能运行提升用户体验，由于空调属于附加舒适部件，因此可以通过上述控制实现车辆在低电量下的稳定可靠运行同时提高用户体验，但是由于空调在除雾模式下也属于汽车安全性能参数，因此若车辆速度高于一定值，且空调处于除雾模式，压缩机正常工作，不允许降功率或停止运行，以免发生交通事故。
55.显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。