CN106004331A - 一种电动汽车空调控制***及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车空调控制***及控制方法。包括安装于移动设备中的远程控制模块、后台服务器、以及电动汽车；其特征在于：所述电动汽车包括车载智能终端、空调相关部件控制***、唤醒继电器、以及蓄电池；所述远程控制模块通过移动网络与所述后台服务器通信，所述后台服务器通过移动网络与所述车载智能终端通信，所述车载智能终端连接至所述电动汽车的CAN网络；所述唤醒继电器的两个触点分别连接所述蓄电池和所述空调相关部件控制***，所述唤醒继电器的控制端与所述车载智能终端电连接；所述空调相关部件控制***包括：空调控制模块、整车控制器、电池管理模块、DCAC逆变器、以及DCDC变换器。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车空调控制***及控制方法。
背景技术
传统汽油车中高端车型能够通过遥控钥匙远程启动发动机，仅在上一次驾驶循环中空调***处于未关闭时可实现空调的开启。并且无法实现对空调进行温度控制，仅仅在汽油车中有配备自动空调***时进行舱内温度自动调节。国内还出现过一些通过后改装实现远程空调控制，其改装风险较高，且需额外的设备来实现信号传输。
针对新能源汽车如纯电动汽车的远程空调控制***只能实现单一制冷而不能实现制热。随着新能源汽车的车联网技术突飞猛进，在车辆功能的前端设计阶段即可规划远程空调控制功能，并通过车载智能终端、车辆控制器和电气连接等实现远程空调控制，这样既规避了后端市场的改装风险，又提升了整车的科技感和舒适性，并在设计之初工程师可***性考虑整车的高压能量最优管理和低压电源分配。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高压能量最优管理和低压电源分配的一种电动汽车空调控制***，包括安装于移动设备中的远程控制模块、后台服务器、以及电动汽车；其特征在于：所述电动汽车包括车载智能终端、空调相关部件控制***、唤醒继电器、以及蓄电池；所述远程控制模块通过移动网络与所述后台服务器通信，所述后台服务器通过移动网络与所述车载智能终端通信，所述车载智能终端连接至所述电动汽车的CAN网络；所述唤醒继电器的两个触点分别连接所述蓄电池和所述空调相关部件控制***，所述唤醒继电器的控制端与所述车载智能终端电连接；所述空调相关部件控制***包括：空调控制模块、整车控制器、电池管理模块、DCAC逆变器、以及DCDC变换器。本发明通过所述唤醒继电器的闭合连通所述空调相关部件控制***和所述蓄电池，所述空调相关部件控制***实现各空调相关部件的12V供电，使得与远程空调相关的模块被唤醒，且通过CAN发送远程空调控制状态到CAN网络上通知各模块而。其余模块处于睡眠或无供电状态。使得用户可以远程控制车辆多个部件协同工作实现某一个控制器无法完成的整车级功能 。
本发明还提供了一种基于上述电动汽车空调控制***的一种电动汽车空调控制方法，其特征在于：所述远程控制模块通过所述后台服务器发送远程空调控制请求至所述车载智能终端，所述车载智能终端根据所述远程空调控制请求控制所述唤醒继电器的开关状态，并且发送远程空调控制命令至所述CAN网络；所述电动汽车能够根据所述远程空调控制命令进入远程空调控制状态。其中，所述远程空调控制请求至少包括：控制所述电动汽车空调开启或者关闭的开关信息、控制所述电动汽车的空调***制冷或者制热的温度信息。所述远程空调控制命令至少包括：标记远程空调控制状态的标志信息、以及所述温度信息。所述远程空调控制状态下，所述整车控制器工作在远程空调控制模式，所述电池管理模块工作在远程空调控制模式。
进一步地，所述远程控制模块通过所述后台服务器发送远程空调控制请求至所述车载智能终端，所述车载智能终端唤醒所述电动汽车的一键启动***。所述一键启动***监控汽车钥匙，并且实时传递表示一键启动是否被触发的一键启动状态信号至所述CAN网络。所述车载智能终端根据所述一键启动状态信号：在一键启动被触发时，将所述CAN网络上的远程唤醒信号置零；在预设的固定时间段内没有检测到一键启动被触发时，发送所述远程空调控制命令和远程唤醒信号至所述CAN网络。保证所述一键启动***具有最高的优先级。
进一步地，所述整车控制器在所述远程空调控制模式下：能够发送高压继电器闭合信号至所述电池管理模块；并且根据所述电池管理模块的表示高压电池连接是否成功的反馈信息，在所述电池管理模块高压电池连接成功以后：
所述整车控制器通过所述CAN网络发送远程空调使能信号至所述空调控制模块；
所述整车控制器通过所述CAN网络发送代表允许的空调***功率的高压功率限制信息至所述空调控制模块；
所述整车控制器禁止所述DCAC逆变器输出交流电压；
所述整车控制器允许所述DCDC变换器输出直流电压。
进一步地，所述电池管理模块在所述远程空调控制模式下，能够接收所述高压继电器闭合信号：
当所述电动汽车的动力电池处于未充电状态时，所述电池管理模块执行高压继电器闭合操作，并返回表示高压电池连接成功的反馈信息；
当所述电动汽车的动力电池处于慢充电状态时，所述电池管理模块在保持慢充电继电器闭合的同时，执行高压继电器闭合操作，并返回表示高压电池连接成功的反馈信息；
当所述电动汽车的动力电池处于快充电状态时，所述电池管理模块不执行所述高压继电器闭合信号，并且返回表示高压电池连接失败的反馈信息以及电池的快充电状态信息至所述整车控制器，所述整车控制器结束所述电动汽车的远程空调控制状态。
进一步地，所述空调控制模块能够对所述电动汽车的空调***进行模式控制：根据所述远程空调控制命令的温度信息自动调整所述空调***工作在制冷状态或者制热状态。
进一步地，所述空调控制模块能够根据对所述电动汽车的空调***进行功率控制：根据所述整车控制器发送的高压功率限制信息控制所述空调***的电动压缩机和加热器，使得所述电动压缩机 和/或 所述加热器在所述高压功率限制信息所限定的功率范围内工作。
进一步地，所述空调控制模块能够对所述电动汽车的空调***进行模式控制，同时所述空调控制模块能够根据对所述电动汽车的空调***进行功率限制。其中，
模式控制：是指所述空调控制模块根据所述远程空调控制命令的温度信息自动调整所述空调***工作在制冷状态或者制热状态；
功率控制：是指根据所述整车控制器发送的高压功率限制信息控制所述空调***的电动压缩机和加热器，使得所述电动压缩机 和/或 所述加热器在所述高压功率限制信息所限定的功率范围内工作。
进一步地，在所述远程空调控制状态下，所述电动汽车的一键启动***监控所述电动汽车的钥匙开关，并且在所述钥匙开关存在合法钥匙时解锁所述电动汽车的车门。所述一键启动***保证在远程空调控制状态下仍时刻监控钥匙位置，实现空调远程控制与所述一键启动***的无缝衔接。
进一步，所述整车控制器监控并整合所述电动汽车的车辆状态，并且所述车辆状态不满足远程空调控制状态开启条件时，反馈故障信息至所述车载智能终端，所述车载智能终端通过所述后台服务器反馈至所述远程控制模块。
附图说明
图1电动汽车空调控制***构架图。
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。
本发明所阐述的车型为纯电动驱动车型，高压动力电池是车辆唯一的储备能源，并通过电机***将化学能转化为机械能实现车辆的行驶功能。车载高压附件如电加热器、电动压缩机、DCDC转换器等也是使用高压动力电池的电源。车辆自带的12V蓄电池通过DCDC转换器间接从高压电池获取能量，满足车载低压***的供电要求。
如图1，本发明所实现的电动汽车空调控制***包括安装于移动设备中的远程控制模块、后台服务器、以及电动汽车。电动汽车包括车载智能终端、空调相关部件控制***、唤醒继电器、以及蓄电池。远程控制模块通过移动网络与后台服务器通信，后台服务器通过移动网络与车载智能终端通信，车载智能终端连接至电动汽车的CAN网络。唤醒继电器的两个触点分别连接蓄电池和空调相关部件控制***，唤醒继电器的控制端与车载智能终端电连接。空调相关部件控制***包括：空调控制模块、整车控制器、电池管理模块、DCAC逆变器、以及DCDC变换器。电动汽车的空调***包括：三态开关、鼓风机、空调面板、压缩机控制器、以及风扇，空调控制模块与空调***的各部件电连接，控制各部件协调工作。
电动车空调控制***包括下述实现机制：
1、远程空调控制命令的获取
本发明所述的远程空调指令是指驾驶员通过安装在手机等移动设备中的远程控制模块键入的远程空调控制请求，并可自行设定需求的舱内温度，或是用户通过Internet登录服务器后，通过Internet向后台所发送的指令。远程空调控制请求通过移动网络/Internet传输至后台服务器，并由后台服务器根据远程空调控制请求发送远程空调控制命令至车载智能终端。
其中，远程空调控制请求至少包括：控制电动汽车空调开启或者关闭的开关信息、控制电动汽车控制制冷或者制热温度的温度信息。
远程空调控制命令至少包括：标记远程空调控制状态的标志信息、以及温度信息。
2、空调相关部件上电
本发明所述的空调相关部件上电途径可有两种，一种是指通过OSEK或AUTOSAR网管协议实现控制器CAN唤醒实现，此种类型对控制器要求比较高，要求各空调相关部件必须支持CAN网络唤醒。另一种是在钥匙开关位置并联一个唤醒继电器，通过驱动该唤醒继电器仅唤醒与远程空调相关的模块，其余模块处于睡眠或无供电状态。
车载智能终端根据远程空调控制命令：控制唤醒继电器关闭，实现各空调相关部件的12V供电；并且通过CAN网络发送远程空调控制命令到CAN网络上通知电动汽车***的各部件。
3、车身防盗喇叭解除
远程空调控制状态下必须越过车身防盗，禁用防盗喇叭。一键启动***保证在远程空调状态下仍时刻监控钥匙位置，一旦探测到钥匙合法即允许用户通过按压装配在门把手上的软开关实现车门开启或锁止。
4、高压电池的远程连接
远程空调控制状态下，各相关部件被唤醒后，通过车载智能终端发送至CAN上的标记远程空调控制状态的标志信息来制定与正常钥匙上电不同的控制策略。整车控制器在远程空调控制状态下仍能够发送高压继电器闭合信号和送高压继电器断开命令，电池管理模块接收到高压继电器闭合信号后，根据电动汽车的实际使用情况，分为以下三种状态的控制逻辑：
a)动力电池处于未充电状态
电池管理模块响应整车控制器的高压继电器闭合信号，按正常上步骤控制电池***的高压预充、并通过DCAC逆变器反馈的预充电电压来控制高压正负极继电器的闭合。
b)动力电池处于慢充电状态
电池管理模块响应整车控制器的高压继电器闭合信号，同时不断开慢充继电器，实现电池***的充电回路和放电回路的同时闭合。此种情形下也是推荐用户经常使用的模式，相当于间接使用220V电源实现空调功能，达到最大节约车载动力电池能耗的目的。
c)动力电池处于快速充电状态
此时，电池管理模块不执行高压继电器闭合信号，并且返回表示高压电池连接失败的反馈信息以及电池的快充电状态信息至整车控制器，整车控制器结束电动汽车的远程空调控制状态。
5、空调控制模块控制机制
空调控制模块的控制机制包括模式控制和功率控制两种。
a)模式控制
空调控制模块根据车载智能终端发送的远程空调控制命令进入“AUTO“模式，AUTO模式的默认设定需求温度为25度。并可根据远程空调控制命令的温度信息自动调整空调***工作在制冷状态或者制热状态。
b)功率控制
整车控制器控制高压电池连接完毕后，发送远程空调使能信号和代表允许的空调***功率的高压功率限制信息至空调控制模块。空调控制模块根据整车控制器发送的高压功率限制信息控制所述空调***的电动压缩机和加热器，使得电动压缩机 和/或 所述加热器在所述高压功率限制信息所限定的功率范围内工作。
6、车辆状态信息反馈
整车控制器监控并整合电动汽车的车辆状态，并且车辆状态不满足远程空调控制状态开启条件时，反馈故障信息至车载智能终端，车载智能终端通过所述后台服务器反馈至所述远程控制模块。
基于上述实现机制，本发明的电动汽车空调控制***的工作步骤包括：
Step1：用户通过移动设备中的远程控制模块发送远程空调控制请求至后台服务器，后台服务器解析远程空调控制请求获得控制电动汽车空调开启或者关闭的开关信息（此处以开启为例进行描述）、控制所述电动汽车的空调***制冷或者制热的温度信息，其中温度信息的默认值为25℃。
Step2：后台服务器将Step1中的远程空调控制请求通过移动网络传递至电动汽车的车载智能终端接收，同时车载智能终端被唤醒，并且进一步唤醒一键启动***。
Step3：一键启动***被唤醒后，越过车身防盗密码验证，关闭防盗喇叭，监控钥匙是否在车周边，并将一键启动状态信号（PEPS Ignition/PEPS Off/PEPS Acc）实时传递至CAN网络上。其中，一键启动触发信号（PEPS Ignition）表示用户介入车辆控制，一键启动被触发。
Step4：车载智能终端一旦监测到一键启动触发信号（PEPS Ignition）则立即停止远程唤醒命令的相关操作，并将CAN网络上的远程唤醒信号（Remote wakeup）信号置零。
Step5：车载智能终端在预设的时间段内未检测到一键启动触发信号（PEPSIgnition），同时检查到车身设防有效（即未携带钥匙的人员无法开启车门）时，则控制唤醒继电器闭合，并向CAN网络上发送远程唤醒信号（Remote wakeup）和根据Step2中的远程空调控制请求生成的远程空调控制命令（至少包括控制电动汽车空调开启或者关闭的开关信息、控制空调***制冷或者制热的温度信息；）。同时，车载智能终端将其内部所设的计数器置零，并开始计时（计时用于计算一个远程空调需求的开启周期，详见Step12）。
Step6：若Step5中的唤醒继电器闭合的条件成立，则由整车控制器判定：电动汽车的***是否有故障、SOC（State of Charge电池的荷电量）是否过低、电池是否正在被快充，若三者当中任一成立，则通过CAN网络反馈给车载智能终端，车载智能终端停止发送远程唤醒信号Remote wakeup，并将信息通过后台服务器反馈给用户移动设备中的远程控制模块。
Step7：若Step6中整车控制器判定：电动汽车的***是否有故障、SOC（State ofCharge电池的荷电量）是否过低、电池是否正在被快充，三者均不成立电，则车载智能终端发送高压电池连接命令至CAN网络，整车控制器根据高压电池连接命令发送高压继电器闭合信号至CAN网络。
Step8：电池管理模块接到整车控制器的高压继电器闭合指令后，首先控制预充电继电器闭合，DCAC逆变器反馈其直流母线端的预充电压，电池管理模块根据预充电成功后则控制放电回路正负继电器闭合。
Step9：整车控制器根据电池管理模块反馈的正负极继电器状态判定高压电池是否连接完毕，连接完毕后：
通过CAN网络给空调控制模块发送远程空调使能信号；
通过CAN网络发送高压功率限制信息至空调控制模块，告知空调控制模块允许的空调***功率；
通过CAN网络或硬线禁止DCAC逆变器输出交流电压，使车辆不能被移动；
通过CAN网络或硬件PWM告知DCDC变换器输出直流电压，保持低压电器负载的正常工作。
Step10：空调控制模块根据Step5中的温度信息，调整空调***工作在压缩机制冷状态或者高压加热器制热状态，且二者的消耗功率不能超过Step9中整车控制器所发送的允许的空调***功率。
在上述步骤进行过程中，若一键启动被触发：则一键启动***实时将一键启动触发信号（PEPS Ignition）发送至CAN网络上。
Step11：远程空调工作过程中，车载智能终端实时向后台服务器反馈舱内实际温度和Step5中的计时时间，后台服务器将这些信息反馈给移动设备中的远程控制模块（如手机APP或Internet登录界面）进行提醒。
Step12：Step5中的计时器达到预设时间10min（该值可根据空调性能进行标定）后，车载智能终端向后台服务器发送询问许可，后台服务器将此询问许可传递至移动设备中的远程控制模块进行提醒，询问是否进行下一次循环。
Step13：若Step12得到肯定答复则重复（Step5-11）。
Step14：若Step12得到否定答复则车载智能终端重置Step5中的远程唤醒信号Remote wakeup。
Step15：整车控制器检测到Remote wakeup信号重置后，重置Step9中的远程空调使能信号，并将Step9中的高压功率限制信息所允许的空调***功率降低至0w。
Step16：空调控制模块有序控制压缩机转速降低至0转，有序控制高压加热器的加热功率至0w，并实时将空调***各部件的工作状态反馈到CAN网络上。
Step17：整车控制器根据Step16中的空调***各部件的工作状态，在确认已停止工作后则重置Step7中的高压继电器闭合信号。
Step18：电池管理模块根据此前的工作状态（未充电/慢充电/快充电），未充电时进入关断，慢充电时继续控制电池进行慢充，快充电时则继续进行快充。
在上述步骤进行过程中，若一键启动被触发：则一键启动***实时将一键启动触发信号（PEPS Ignition）发送至CAN网络上：
车载智能终端在收到一键启动触发信号（PEPS Ignition）后则立即重置Step5中的远程唤醒信号（Remote wakeup）并控制唤醒继电器断开。
整车控制器在收到一键启动触发信号（PEPS Ignition）后则继续发送高压继电器闭合信号，工作模式从远程空调控制模式“Remote AC”状态跳到高压准备就绪“HV Ready”状态。（HV Ready是指高压准备就绪而非车辆运动准备就绪，即动总防盗未执行）。
电池管理模块在收到一键启动触发信号（PEPS Ignition）后则继续控制高压继电器闭合，工作模式从远程空调控制模式“Remote AC”跳到“Operation”状态。
空调控制器在被远程唤醒后持续停留在“AUTO”模式，直到用户有拧旋钮调温度或调模式时才退出。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不局限于上述具体实施方式，凡是依据本发明技术方案所作的显而易见的技术变形，均落在本发明的保护范围之内。虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。
Claims (10)
1.一种电动汽车空调控制***，包括安装于移动设备中的远程控制模块、后台服务器、以及电动汽车；其特征在于：所述电动汽车包括车载智能终端、空调相关部件控制***、唤醒继电器、以及蓄电池；所述远程控制模块通过移动网络与所述后台服务器通信，所述后台服务器通过移动网络与所述车载智能终端通信，所述车载智能终端连接至所述电动汽车的CAN网络；所述唤醒继电器的两个触点分别连接所述蓄电池和所述空调相关部件控制***，所述唤醒继电器的控制端与所述车载智能终端电连接；所述空调相关部件控制***包括：空调控制模块、整车控制器、电池管理模块、DCAC逆变器、以及DCDC变换器。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车空调控制***的一种电动汽车空调控制方法，其特征在于：
所述远程控制模块通过所述后台服务器发送远程空调控制请求至所述车载智能终端，所述车载智能终端根据所述远程空调控制请求控制所述唤醒继电器的开关状态，并且发送远程空调控制命令至所述CAN网络；所述电动汽车能够根据所述远程空调控制命令进入远程空调控制状态；
其中，
所述远程空调控制请求至少包括：控制所述电动汽车空调开启或者关闭的开关信息、控制所述电动汽车的空调***制冷或者制热的温度信息；
所述远程空调控制命令至少包括：标记远程空调控制状态的标志信息、以及所述温度信息；
所述远程空调控制状态下，所述整车控制器工作在远程空调控制模式，所述电池管理模块工作在远程空调控制模式。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车空调控制方法，其特征在于：所述远程控制模块通过所述后台服务器发送远程空调控制请求至所述车载智能终端，所述车载智能终端唤醒所述电动汽车的一键启动***；
所述一键启动***监控汽车钥匙，并且实时传递表示一键启动是否被触发的一键启动状态信号至所述CAN网络；
所述车载智能终端根据所述一键启动状态信号：在一键启动被触发时，将所述CAN网络上的远程唤醒信号置零；在预设的固定时间段内没有检测到一键启动被触发时，发送所述远程空调控制命令和远程唤醒信号至所述CAN网络。
4.根据权利要求2或3所述的一种电动汽车空调控制方法，其特征在于：
所述整车控制器在所述远程空调控制模式下：能够发送高压继电器闭合信号至所述电池管理模块；并且根据所述电池管理模块的表示高压电池连接是否成功的反馈信息，在所述电池管理模块高压电池连接成功以后：
所述整车控制器通过所述CAN网络发送远程空调使能信号至所述空调控制模块；
所述整车控制器通过所述CAN网络发送代表允许的空调***功率的高压功率限制信息至所述空调控制模块；
所述整车控制器禁止所述DCAC逆变器输出交流电压；
所述整车控制器允许所述DCDC变换器输出直流电压。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车空调控制方法，其特征在于：
所述电池管理模块在所述远程空调控制模式下，能够接收所述高压继电器闭合信号：
当所述电动汽车的动力电池处于未充电状态时，所述电池管理模块执行高压继电器闭合操作，并返回表示高压电池连接成功的反馈信息；
当所述电动汽车的动力电池处于慢充电状态时，所述电池管理模块在保持慢充电继电器闭合的同时，执行高压继电器闭合操作，并返回表示高压电池连接成功的反馈信息；
当所述电动汽车的动力电池处于快充电状态时，所述电池管理模块不执行高压继电器闭合操作，并且返回表示高压电池连接失败的反馈信息以及电池的快充电状态信息至所述整车控制器，所述整车控制器结束所述电动汽车的远程空调控制状态。
6.根据权利要求4所述的一种电动汽车空调控制方法，其特征在于：
所述空调控制模块能够对所述电动汽车的空调***进行模式控制：
根据所述远程空调控制命令的温度信息自动调整所述空调***工作在制冷状态或者制热状态。
7.根据权利要求4所述的一种电动汽车空调控制方法，其特征在于：所述空调控制模块能够根据对所述电动汽车的空调***进行功率控制：
根据所述整车控制器发送的高压功率限制信息控制所述空调***的电动压缩机和加热器，使得所述电动压缩机 和/或 所述加热器在所述高压功率限制信息所限定的功率范围内工作。
8.根据权利要求4所述的一种电动汽车空调控制方法，其特征在于：所述空调控制模块能够对所述电动汽车的空调***进行模式控制，同时所述空调控制模块能够根据对所述电动汽车的空调***进行功率限制；
模式控制：是指所述空调控制模块根据所述远程空调控制命令的温度信息自动调整所述空调***工作在制冷状态或者制热状态；
功率控制：是指根据所述整车控制器发送的高压功率限制信息控制所述空调***的电动压缩机和加热器，使得所述电动压缩机 和/或 所述加热器在所述高压功率限制信息所限定的功率范围内工作。
9.根据权利要求2或3所述的一种电动汽车空调控制方法，其特征在于：在所述远程空调控制状态下，所述电动汽车的一键启动***监控所述电动汽车的钥匙开关，并且在所述钥匙开关存在合法钥匙时解锁所述电动汽车的车门。
10.根据权利要求2或3所述的一种电动汽车空调控制方法，其特征在于：所述整车控制器监控并整合所述电动汽车的车辆状态，并且所述车辆状态不满足远程空调控制状态开启条件时，反馈故障信息至所述车载智能终端，所述车载智能终端通过所述后台服务器反馈至所述远程控制模块。
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