一种汽车测试用温控系统及方法与流程

1.本发明属于自动控制技术领域，具体涉及一种汽车测试用温控系统及方法。


背景技术：

2.温度控制系统在相关工业生产中具有重要的地位和作用，广泛应用于炼油、冶金、电子、化工等行业，是自动控制领域中一个重要话题。在新能源汽车的电机/控制器/电池包等检测试验中，常常需要对试验过程中的冷却液温度、流量、压力进行控制，从而满足电机、控制器、电池包的环境仓试验要求。现有的温度控制系统多采用直冷式单通道温控系统，温控算法一般采用pid算法来实现温度的控制，从而达到实验温度需求。所谓pid控制,就是按设定值与测量值之间偏差的比例、偏差的积累和偏差变化的趋势进行控制。现有的直冷式单通道温控系统难以应付温度控制过程中大时滞、大惯性的特点，这些会导致控制精度不高，响应速度慢，使得系统的温度很难稳定，特别是过冲和温度反向调节的现象带来了很多不便。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种汽车测试用温控系统及方法，用于解决现有技术中存在的上述问题。
4.为了实现上述目的，一方面，本发明采用以下技术方案：一种汽车测试用温控系统，包括低温储液箱、温控供液箱和控制模块，所述低温储液箱配设有第一温度检测装置和制冷装置，低温储液箱与温控供液箱之间设有变频循环泵；所述温控供液箱用于为汽车测试提供合适温度的液体，温控供液箱配设有第二温度检测装置和加热装置，所述加热装置、变频循环泵、第一温度检测装置和第二温度检测装置均与控制模块相连，所述控制模块用于获取温控供液箱的预设温度值与实际温度值之间的偏差，调节加热装置的加热功率以及变频循环泵的输送功率，使温控供液箱的实际温度值趋于预设温度值。
5.作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述控制模块包括：
6.偏差计算单元，用于将温控供液箱的实际温度值与预设温度值进行比较，得到预设温度值与实际温度值之间的偏差；
7.pid运算单元，用于对偏差进行pid运算，得到pid输出值；
8.分析调整单元，用于对pid输出值进行分析，调节加热装置的加热功率以及变频循环泵的输送功率，使温控供液箱的实际温度值趋于预设温度值。
9.作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述分析调整单元对pid输出值进行分析，调节加热装置的加热功率以及变频循环泵的输送功率包括：
10.若pid输出值大于0且小于等于50％，则降低变频循环泵的输送功率，并维持加热装置的加热功率为p1，p1小于等于50％；
11.若pid输出值大于50％且小于等于100％，则降低加热装置的加热功率，并维持变频循环泵的输送功率为p2，p2小于等于50％。
12.作为上述技术方案的一种可选实施方式，调节加热装置的加热功率以及变频循环泵的输送功率包括：
13.若pid输出值大于0且小于等于50％，则控制变频循环泵的输送功率从100％递减到10％，并维持加热装置的加热功率10％；
14.若pid输出值大于50％且小于等于100％，则控制降低加热装置的加热功率从100％递减到10％，并维持变频循环泵的输送功率为10％。
15.作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述制冷装置包括压缩机、四通换向阀、冷凝器和蒸发器，所述四通换向阀设有压缩机排气阀口、冷凝器阀口、蒸发器阀口和压缩机回气阀口，所述压缩机排气阀口和压缩机回气阀口均与压缩机连通，所述冷凝器阀口和蒸发器阀口分别与冷凝器和蒸发器连通，所述冷凝器与蒸发器连通，所述蒸发器设置在低温储液箱中。
16.作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述压缩机回气阀口与压缩机之间设有油分离器，所述冷凝器和蒸发器之间连接有膨胀阀。
17.作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述压缩机与四通换向阀的压缩机排气阀口之间设有干燥过滤器和储液罐。
18.另一方面，本发明采用以下技术方案：一种汽车测试用温控方法，包括以下步骤：
19.步骤a，采集温控供液箱的实际温度值；
20.步骤b，将温控供液箱的实际温度值与预设温度值进行比较，得到预设温度值与实际温度值之间的偏差；
21.步骤c，对偏差进行pid运算，得到pid输出值；
22.步骤d，对pid输出值进行分析，调节调节温控供液箱中加热装置的加热功率以及变频循环泵向温控供液箱输送低温液体的输送功率，使温控供液箱的实际温度值趋于预设温度值。
23.作为上述技术方案的一种可选实施方式，步骤d中对pid输出值进行分析，调节加热装置的加热功率以及变频循环泵的输送功率包括：
24.若pid输出值大于0且小于等于50％，则降低变频循环泵的输送功率，并维持加热装置的加热功率为p1，p1小于等于50％；
25.若pid输出值大于50％且小于等于100％，则降低加热装置的加热功率，并维持变频循环泵的输送功率为p2，p2小于等于50％。
26.作为上述技术方案的一种可选实施方式，调节加热装置的加热功率以及变频循环泵的输送功率包括：
27.若pid输出值大于0且小于等于50％，则控制变频循环泵的输送功率从100％递减到10％，并维持加热装置的加热功率10％；
28.若pid输出值大于50％且小于等于100％，则控制降低加热装置的加热功率从100％递减到10％，并维持变频循环泵的输送功率为10％。
29.本发明的有益效果为：
30.本发明通过调节加热装置的加热功率以及变频循环泵的输送功率，使温控供液箱的实际温度值趋于预设温度值，无论负荷侧的温度是大于预设温度值或者小于预设温度值，都可以快速将温控供液箱中冷却液的温度控制在预设温度值的正负1摄氏度范围之内，
具有控温效果快速稳定的优势。本发明对冷却液的温控效果好，控制精度高，响应速度快，在汽车测试中冷却液的温控具有极佳的综合控制能力，其对于汽车测试具有重大的意义，具有良好的市场应用前景。
附图说明
31.图1是本发明一种实施方式中温控系统的结构示意图；
32.图2是本发明一种实施方式中制冷装置的结构示意图；
33.图3是本发明一种实施方式中温控方法的流程图。
34.图中：1-低温储液箱；2-温控供液箱；3-制冷装置；4-变频循环泵；5-加热装置；6-压缩机；7-四通换向阀；8-冷凝器；9-蒸发器；10-油分离器；11-膨胀阀；12-干燥过滤器；13-储液罐。
具体实施方式
35.实施例
36.如图1-图3所示，本实施例提供了一种汽车测试用温控系统，包括低温储液箱1、温控供液箱2和控制模块，所述低温储液箱1配设有第一温度检测装置和制冷装置3，低温储液箱1中储存有液体，制冷装置3用于对低温储液箱1的液体进行制冷使其保持低温状态，该液体具体采用冷却水，冷却水作为新能源汽车的电机、控制器、电池包等测试过程中的冷却液，使新能源汽车的电机、控制器、电池包等保持在合适的测试条件下。
37.如图1所示，低温储液箱1与温控供液箱2之间设有变频循环泵4，变频循环泵4用于将低温储液箱1的冷却水输送至温控供液箱2中，低温储液箱1通过变频循环泵4为温控供液箱2提供稳定温度的冷却水，冷却水在温控供液箱2中保持合适的温度，温控供液箱2的冷却水直接作为汽车测试过程中的冷却液。
38.所述温控供液箱2用于为汽车测试提供合适温度的液体，温控供液箱2配设有第二温度检测装置和加热装置5，所述加热装置5、变频循环泵4、第一温度检测装置和第二温度检测装置均与控制模块相连，所述控制模块用于获取温控供液箱2的预设温度值与实际温度值之间的偏差，调节加热装置5的加热功率以及变频循环泵4的输送功率，使温控供液箱2的实际温度值趋于预设温度值。
39.第一温度检测装置采集低温储液箱1中冷却水的温度，低温储液箱1中冷却水的温度通常保持固定状态，具体数值根据实际需求确定。第二温度检测装置采集温控供液箱2中冷却水的温度，并传输至控制模块，控制模块根据温控供液箱2的预设温度值与实际温度值之间的偏差，调节加热装置5的加热功率以及变频循环泵4的输送功率，使温控供液箱2的实际温度值与预设温度值保持一致，实现对温控供液箱2中冷却水的快速精准控制，以满足不同测试温度的需求。
40.本发明通过调节加热装置5的加热功率以及变频循环泵4的输送功率，使温控供液箱2的实际温度值趋于预设温度值，无论负荷侧的温度是大于预设温度值或者小于预设温度值，都可以快速将温控供液箱2中冷却液的温度控制在预设温度值的正负1摄氏度范围之内，具有控温效果快速稳定的优势。本发明对冷却液的温控效果好，控制精度高，响应速度快，在汽车测试中冷却液的温控具有极佳的综合控制能力，其对于汽车测试具有重大的意
义，具有良好的市场应用前景。
41.在本实施例中，所述控制模块包括偏差计算单元、pid运算单元和分析调整单元，偏差计算单元用于将温控供液箱2的实际温度值与预设温度值进行比较，得到预设温度值与实际温度值之间的偏差；pid运算单元用于对偏差进行pid运算，得到pid输出值；分析调整单元用于对pid输出值进行分析，调节加热装置5的加热功率以及变频循环泵4的输送功率，使温控供液箱2的实际温度值趋于预设温度值。
42.其中，所述分析调整单元对pid输出值进行分析，调节加热装置5的加热功率以及变频循环泵4的输送功率包括：若pid输出值大于0且小于等于50％，则降低变频循环泵4的输送功率，并维持加热装置5的加热功率为p1，p1小于等于50％。若pid输出值大于50％且小于等于100％，则降低加热装置5的加热功率，并维持变频循环泵4的输送功率为p2，p2小于等于50％。
43.优选地，调节加热装置5的加热功率以及变频循环泵4的输送功率包括：若pid输出值大于0且小于等于50％，则控制变频循环泵4的输送功率从100％递减到10％，并维持加热装置5的加热功率10％。若pid输出值大于50％且小于等于100％，则控制降低加热装置5的加热功率从100％递减到10％，并维持变频循环泵4的输送功率为10％。
44.如图2所示，在一些实施方式中，所述制冷装置3包括压缩机6、四通换向阀7、冷凝器8和蒸发器9，所述四通换向阀7设有压缩机排气阀口、冷凝器阀口、蒸发器阀口和压缩机回气阀口，所述压缩机排气阀口和压缩机回气阀口均与压缩机6连通，所述冷凝器阀口和蒸发器阀口分别与冷凝器8和蒸发器9连通，所述冷凝器8与蒸发器9连通，所述蒸发器9设置在低温储液箱1中。优选地，所述冷凝器8和蒸发器9之间连接有膨胀阀11，所述压缩机6与四通换向阀7的压缩机排气阀口之间设有干燥过滤器12和储液罐13。储液罐13用于储存制冷剂，干燥过滤器12用于过滤制冷剂中的杂质。所述压缩机回气阀口与压缩机6之间设有油分离器10，油分离器10用于将压缩机6排出的高压蒸汽中的润滑油进行分离，以保证温控系统安全高效地运行。
45.如图3所示，本实施例还提供了一种汽车测试用温控方法，应用于上述的温控系统中，该温控方法包括以下步骤：
46.步骤a，通过第二温度检测装置采集温控供液箱2的实际温度值；
47.步骤b，获取用户输入的给定值，该给定值作为预设温度值，控制模块将温控供液箱2的实际温度值与预设温度值进行比较，得到预设温度值与实际温度值之间的偏差；
48.步骤c，控制模块对预设温度值与实际温度值之间的偏差进行pid运算，得到pid输出值；
49.步骤d，控制模块对pid输出值进行分析，并调节温控供液箱2中加热装置5的加热功率以及变频循环泵4向温控供液箱2输送低温液体的输送功率，使温控供液箱2的实际温度值趋于预设温度值。
50.其中，步骤d中对pid输出值进行分析，调节温控供液箱2中加热装置5的加热功率以及变频循环泵4向温控供液箱2输送低温液体的输送功率包括：若pid输出值大于0且小于等于50％，则降低变频循环泵4的输送功率，并维持加热装置5的加热功率为p1，p1小于等于50％。若pid输出值大于50％且小于等于100％，则降低加热装置5的加热功率，并维持变频循环泵4的输送功率为p2，p2小于等于50％。
51.具体地，调节加热装置5的加热功率以及变频循环泵4的输送功率包括：若pid输出值大于0且小于等于50％，则控制变频循环泵4的输送功率从100％递减到10％，并维持加热装置5的加热功率10％。若pid输出值大于50％且小于等于100％，则控制降低加热装置5的加热功率从100％递减到10％，并维持变频循环泵4的输送功率为10％。
52.pid控制是一种线性控制器，它根据预设温度值yd(t)与实际输出值y(t)构成控制偏差：(err＝yd(t)
–
y(t))；在温控系统中实际输出温度小于预设温度值的时候pid运算结果会逐步增大使实际输出值和预设温度值的偏差缩小，当实际输出温度值大于预设温度值的时候pid运算结果会逐步减小使实际输出值和预设温度值偏缩小。加热装置5和变频循环泵4是通过计算出的pid输出值进行控制，pid输出值的范围在0-100％之间。其中pid输出值在(0,50％]时，对变频循环泵4的输送功率做控制，两个值的增长关系呈负相关关系，即pid输出值从0增加到50％时，变频循环泵4的输出功率会从100％递减到10％，而此时加热装置5的加热功率一直维持在10％；当pid输出值增长到(50，100)内,变频循环泵4的输出功率一直维持在10％，而随着pid输出值的增长，加热装置5的加热功率会由10％逐渐增加到100％，将冷却液的温度控制在预设温度值的正负1摄氏度范围之内，具有控温稳定可靠的优势。
53.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的各个单元，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
54.作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
55.另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。
56.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。此外，本发明的保护范围并不局限于上述具体实施方式，根据本发明的基本技术构思，本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种汽车测试用温控系统，其特征在于，包括低温储液箱(1)、温控供液箱(2)和控制模块，所述低温储液箱(1)配设有第一温度检测装置和制冷装置(3)，低温储液箱(1)与温控供液箱(2)之间设有变频循环泵(4)；所述温控供液箱(2)用于为汽车测试提供合适温度的液体，温控供液箱(2)配设有第二温度检测装置和加热装置(5)，所述加热装置(5)、变频循环泵(4)、第一温度检测装置和第二温度检测装置均与控制模块相连，所述控制模块用于获取温控供液箱(2)的预设温度值与实际温度值之间的偏差，调节加热装置(5)的加热功率以及变频循环泵(4)的输送功率，使温控供液箱(2)的实际温度值趋于预设温度值。2.根据权利要求1所述的汽车测试用温控系统，其特征在于，所述控制模块包括：偏差计算单元，用于将温控供液箱(2)的实际温度值与预设温度值进行比较，得到预设温度值与实际温度值之间的偏差；pid运算单元，用于对偏差进行pid运算，得到pid输出值；分析调整单元，用于对pid输出值进行分析，调节加热装置(5)的加热功率以及变频循环泵(4)的输送功率，使温控供液箱(2)的实际温度值趋于预设温度值。3.根据权利要求2所述的汽车测试用温控系统，其特征在于，所述分析调整单元对pid输出值进行分析，调节加热装置(5)的加热功率以及变频循环泵(4)的输送功率包括：若pid输出值大于0且小于等于50％，则降低变频循环泵(4)的输送功率，并维持加热装置(5)的加热功率为p1，p1小于等于50％；若pid输出值大于50％且小于等于100％，则降低加热装置(5)的加热功率，并维持变频循环泵(4)的输送功率为p2，p2小于等于50％。4.根据权利要求3所述的汽车测试用温控系统，其特征在于，调节加热装置(5)的加热功率以及变频循环泵(4)的输送功率包括：若pid输出值大于0且小于等于50％，则控制变频循环泵(4)的输送功率从100％递减到10％，并维持加热装置(5)的加热功率10％；若pid输出值大于50％且小于等于100％，则控制降低加热装置(5)的加热功率从100％递减到10％，并维持变频循环泵(4)的输送功率为10％。5.根据权利要求1所述的汽车测试用温控系统，其特征在于，所述制冷装置(3)包括压缩机(6)、四通换向阀(7)、冷凝器(8)和蒸发器(9)，所述四通换向阀(7)设有压缩机排气阀口、冷凝器阀口、蒸发器阀口和压缩机回气阀口，所述压缩机排气阀口和压缩机回气阀口均与压缩机(6)连通，所述冷凝器阀口和蒸发器阀口分别与冷凝器(8)和蒸发器(9)连通，所述冷凝器(8)与蒸发器(9)连通，所述蒸发器(9)设置在低温储液箱(1)中。6.根据权利要求5所述的汽车测试用温控系统，其特征在于，所述压缩机回气阀口与压缩机(6)之间设有油分离器(10)，所述冷凝器(8)和蒸发器(9)之间连接有膨胀阀(11)。7.根据权利要求6所述的汽车测试用温控系统，其特征在于，所述压缩机(6)与四通换向阀(7)的压缩机排气阀口之间设有干燥过滤器(12)和储液罐(13)。8.一种汽车测试用温控方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a，采集温控供液箱(2)的实际温度值；步骤b，将温控供液箱(2)的实际温度值与预设温度值进行比较，得到预设温度值与实际温度值之间的偏差；步骤c，对偏差进行pid运算，得到pid输出值；
步骤d，对pid输出值进行分析，调节调节温控供液箱(2)中加热装置(5)的加热功率以及变频循环泵(4)向温控供液箱(2)输送低温液体的输送功率，使温控供液箱(2)的实际温度值趋于预设温度值。9.根据权利要求8所述的汽车测试用温控方法，其特征在于，步骤d中对pid输出值进行分析，调节加热装置(5)的加热功率以及变频循环泵(4)的输送功率包括：若pid输出值大于0且小于等于50％，则降低变频循环泵(4)的输送功率，并维持加热装置(5)的加热功率为p1，p1小于等于50％；若pid输出值大于50％且小于等于100％，则降低加热装置(5)的加热功率，并维持变频循环泵(4)的输送功率为p2，p2小于等于50％。10.根据权利要求9所述的汽车测试用温控方法，其特征在于，调节加热装置(5)的加热功率以及变频循环泵(4)的输送功率包括：若pid输出值大于0且小于等于50％，则控制变频循环泵(4)的输送功率从100％递减到10％，并维持加热装置(5)的加热功率10％；若pid输出值大于50％且小于等于100％，则控制降低加热装置(5)的加热功率从100％递减到10％，并维持变频循环泵(4)的输送功率为10％。

技术总结
本发明公开了一种汽车测试用温控系统及方法，该温控系统包括低温储液箱、温控供液箱和控制模块，低温储液箱与温控供液箱之间设有变频循环泵；温控供液箱配设有第二温度检测装置和加热装置，控制模块用于获取温控供液箱的预设温度值与实际温度值之间的偏差，调节加热装置的加热功率以及变频循环泵的输送功率，使温控供液箱的实际温度值趋于预设温度值。本发明通过调节加热装置的加热功率以及变频循环泵的输送功率，使温控供液箱的实际温度值趋于预设温度值，无论负荷侧的温度是大于预设温度值或者小于预设温度值，都可以将温控供液箱中冷却液的温度控制在预设温度值的正负1摄氏度范围之内，具有控温效果快速稳定的优势。具有控温效果快速稳定的优势。具有控温效果快速稳定的优势。


技术研发人员：张希 苗鑫
受保护的技术使用者：武汉东测科技有限责任公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/8/31