本發(fā)明屬于新能源汽車熱管理能效評(píng)價(jià)領(lǐng)域，具體涉及一種整車一體化熱管理系統(tǒng)綜合能效評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)：

1、能源是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的保障，然而隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，能源危機(jī)日漸加劇。促進(jìn)清潔可再生能源替代汽油等不可再生能源、推動(dòng)交通運(yùn)輸領(lǐng)域的能源變革是應(yīng)對(duì)能源危機(jī)的重要環(huán)節(jié)。電能是一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、易于控制和轉(zhuǎn)換的能源形式。電動(dòng)汽車的發(fā)展普及不僅能減少交通排放污染，還能實(shí)現(xiàn)大量能源的節(jié)約。

2、對(duì)于沒有發(fā)動(dòng)機(jī)余熱的電動(dòng)汽車，熱泵空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用是大勢(shì)所趨。除乘員艙基于人體舒適性和駕駛安全性的熱管理需求外，電池部件也具有熱管理需求，以規(guī)避熱失控等安全事故，減少無用發(fā)熱量，提高充放電效率。此外，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的熱管理也對(duì)電動(dòng)汽車能量轉(zhuǎn)化過程具有重要影響。“三電一室”整車一體化交互耦合熱管理系統(tǒng)具有多層級(jí)的發(fā)展目標(biāo)，涵蓋安全性、動(dòng)力性、續(xù)航能力、舒適性、耐久性。此外熱管理系統(tǒng)采用的制冷劑在降碳減排目標(biāo)導(dǎo)向下急需替代，但替代路線尚不明確，替代制冷劑各有優(yōu)劣，處于co2/r290/r1234yf為主、各形式混合工質(zhì)為補(bǔ)充的多元化發(fā)展階段。

3、熱管理系統(tǒng)的啟用將會(huì)消耗動(dòng)力電池的能量，造成續(xù)航里程的衰減。因此熱管理系統(tǒng)能效提升一直是行業(yè)研究的焦點(diǎn)，各替代制冷劑從能效角度的對(duì)比也是明晰替代路線的關(guān)鍵之一。常用性能評(píng)價(jià)指標(biāo)cop是針對(duì)系統(tǒng)循環(huán)在特定運(yùn)行工況下的瞬態(tài)指標(biāo)。然而在實(shí)際的車輛運(yùn)行中，環(huán)境溫度、太陽輻射、行駛速度、行駛路況等熱管理系統(tǒng)的熱流邊界條件均會(huì)實(shí)時(shí)發(fā)生變動(dòng)。不同的運(yùn)行工況場(chǎng)景和時(shí)間往往對(duì)應(yīng)有不同的熱管理系統(tǒng)運(yùn)行模式以及不同的熱負(fù)荷，進(jìn)一步影響到系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀態(tài)以及性能系數(shù)。因此單一的cop評(píng)價(jià)指標(biāo)無法全面反映熱管理系統(tǒng)在實(shí)際多變駕駛情況下的性能，需要進(jìn)行時(shí)間維度上的累積。故亟需一種整車一體化熱管理系統(tǒng)綜合能效評(píng)價(jià)方法，拓寬評(píng)價(jià)指標(biāo)的時(shí)間尺度，提升評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用適應(yīng)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種整車一體化熱管理系統(tǒng)綜合能效評(píng)價(jià)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中熱管理系統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法難以全面的反映熱管理系統(tǒng)在實(shí)際多變駕駛情況下的性能。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、整車一體化熱管理系統(tǒng)綜合能效評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟：

4、s1，獲取運(yùn)行模式和環(huán)境溫度對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)值，所述評(píng)價(jià)指標(biāo)包括整車性能系數(shù)cop，熱管理能耗系數(shù)和續(xù)航里程當(dāng)量率；

5、s2，獲取整車溫度需求，所述整車溫度需求為某一時(shí)間段內(nèi)各個(gè)溫度值的時(shí)間占比；

6、s3，基于所述時(shí)間段，計(jì)算獲得所述時(shí)間段內(nèi)的整車性能系數(shù)cop，熱管理能耗系數(shù)和續(xù)航里程當(dāng)量率；

7、s4，基于各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，評(píng)價(jià)熱管理系統(tǒng)的能效。

8、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：

9、優(yōu)選的，s2中，所述時(shí)間段為季節(jié)、全年或生命續(xù)航周期。

10、優(yōu)選的，s3中，所述整車性能系數(shù)cop為制冷季節(jié)性能系數(shù)、制熱季節(jié)性能系數(shù)、全年平均季節(jié)性能系數(shù)或生命周期平均季節(jié)性能系數(shù)；

11、所述制冷季節(jié)性能系數(shù)的計(jì)算公式為：

12、

13、所述制熱季節(jié)性能系數(shù)的計(jì)算公式為：

14、

15、其中，x——在特定參考區(qū)域內(nèi)，系統(tǒng)運(yùn)行期間所經(jīng)歷的最低和最高環(huán)境溫度之間的分段數(shù)量；hj——環(huán)境溫度為tj的總小時(shí)數(shù)；hc——特定區(qū)域的全年制冷總小時(shí)數(shù)；copc,j——在特定環(huán)境溫度tj下制冷系統(tǒng)的性能系數(shù)；hh——特定區(qū)域的全年制熱總小時(shí)數(shù)；coph,j——在特定環(huán)境溫度tj下制熱系統(tǒng)的性能系數(shù)。

16、所述全年平均季節(jié)性能系數(shù)的計(jì)算公式為：

17、

18、其中，htot——特定區(qū)域中的全年使用熱管理系統(tǒng)總小時(shí)數(shù)；

19、所述生命周期平均季節(jié)性能系數(shù)的計(jì)算公式為：

20、

21、其中，hlife——特定區(qū)域中的車輛全生命周期內(nèi)使用熱管理系統(tǒng)的總小時(shí)數(shù)。

22、優(yōu)選的，所述整車性能系數(shù)cop還包括電池季節(jié)性能系數(shù)：

23、

24、其中，copj——在特定環(huán)境溫度tj下熱管理系統(tǒng)的性能系數(shù)；ha——特定區(qū)域的適宜溫度總小時(shí)數(shù)。

25、優(yōu)選的，當(dāng)整車未使用ptc加熱時(shí)，copc,j、coph,j和copj的計(jì)算公式均為下述公式：

26、

27、其中，——熱管理系統(tǒng)的主動(dòng)制冷或制熱量，kw；——熱管理系統(tǒng)的總能量消耗，kw；——制冷劑制冷或制熱量，kw；——壓縮機(jī)耗功，kw；——風(fēng)機(jī)耗功，kw；——鼓風(fēng)機(jī)耗功，kw；——水泵耗功，kw；

28、當(dāng)整車使用ptc加熱時(shí)，coph,j和copj的計(jì)算公式均為下述公式：

29、

30、其中，——制冷劑制熱能力不足開啟ptc加熱器的制熱量，kw；——ptc耗功，kw。

31、優(yōu)選的，s3中，熱管理能耗占比為制冷季節(jié)熱管理能耗系數(shù)、制熱季節(jié)熱管理能耗系數(shù)、全年平均熱管理能耗系數(shù)或全生命周期范圍能耗系數(shù)；

32、所述制冷季節(jié)熱管理能耗系數(shù)的計(jì)算公式為：

33、

34、所述制熱季節(jié)熱管理能耗系數(shù)的計(jì)算公式為：

35、

36、所述全年平均熱管理能耗系數(shù)的計(jì)算公式為：

37、

38、所述全生命周期范圍能耗系數(shù)的計(jì)算公式為：

39、

40、其中，ψj——在特定環(huán)境溫度tj下的熱管理能耗系數(shù)；—熱管理系統(tǒng)消耗的電能，kwh；—電池的總電能，kwh；ψh為制熱季節(jié)熱管理能耗系數(shù)，ψc為制冷季節(jié)熱管理能耗系數(shù)；ψa為全年平均熱管理能耗系數(shù)，ψl為全生命周期范圍能耗系數(shù)。

41、優(yōu)選的，在特定環(huán)境溫度下的熱管理能耗系數(shù)的計(jì)算公式為：

42、

43、其中，為熱管理系統(tǒng)消耗的電能，kwh；為整車的電能，kwh；soc——電池剩余電荷占比。

44、優(yōu)選的，熱管理系統(tǒng)消耗的電能的計(jì)算公式為：

45、

46、其中，——壓縮機(jī)耗功，kw；——電子扇耗功，kw；——鼓風(fēng)機(jī)耗功，kw；——水泵耗功，kw；——ptc耗功，kw。

47、優(yōu)選的，所述續(xù)航里程當(dāng)量率為制冷季節(jié)續(xù)航里程當(dāng)量率、制熱季節(jié)續(xù)航里程當(dāng)量率、全年平均續(xù)航里程當(dāng)量率或全生命周期續(xù)航里程當(dāng)量率；

48、所述制冷季節(jié)續(xù)航里程當(dāng)量率的計(jì)算公式為：

49、

50、所述制熱季節(jié)續(xù)航里程當(dāng)量率的計(jì)算公式為：

51、

52、所述全年平均續(xù)航里程當(dāng)量率的計(jì)算公式為：

53、

54、所述全生命周期續(xù)航里程當(dāng)量率的計(jì)算公式為：

55、

56、其中，θj——在特定環(huán)境溫度tj下的續(xù)航里程當(dāng)量率；

57、優(yōu)選的，在特定環(huán)境溫度下的續(xù)航里程當(dāng)量率的計(jì)算公式為：

58、

59、其中，rtms-——熱管理系統(tǒng)開啟時(shí)的續(xù)航里程；rtms-o——未開啟熱管理系統(tǒng)的續(xù)航里程。

60、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

61、針對(duì)現(xiàn)有評(píng)價(jià)指標(biāo)cop僅能評(píng)估系統(tǒng)循環(huán)在特定運(yùn)行工況下的瞬態(tài)熱力性能，無法適應(yīng)車輛運(yùn)行場(chǎng)景的多變性這一問題，本發(fā)明提出了整車一體化熱管理系統(tǒng)綜合能效評(píng)價(jià)方法，建立了適用于車輛實(shí)際動(dòng)態(tài)駕駛場(chǎng)景、具有時(shí)間積分概念的熱管理系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)體系。對(duì)應(yīng)用背景下的實(shí)際運(yùn)行需求進(jìn)行工況劃分，將瞬態(tài)維度的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行時(shí)間周期性積分，依次延展為季節(jié)、年度、全生命周期維度的指標(biāo)。此外，熱管理系統(tǒng)的能效評(píng)價(jià)從性能系數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)闊峁芾砟芎南禂?shù)以直觀反映熱管理系統(tǒng)的能耗在總能耗中的占比。此外，從用戶終端的切實(shí)體驗(yàn)角度將評(píng)價(jià)指標(biāo)落腳到續(xù)航里程，以續(xù)航里程當(dāng)量率反映熱管理系統(tǒng)的對(duì)續(xù)航里程的影響。新的評(píng)價(jià)體系可在廣泛的時(shí)間尺度上進(jìn)行應(yīng)用，適應(yīng)動(dòng)態(tài)多變的駕駛條件，并能多角度全面分析系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，體現(xiàn)了能效評(píng)價(jià)的科學(xué)性與有效性，為車輛熱管理系統(tǒng)能效優(yōu)化研究提供理論指導(dǎo)。本發(fā)明的方法針對(duì)熱管理系統(tǒng)進(jìn)行多角度多維度的能耗分析，實(shí)現(xiàn)新能源汽車熱管理系統(tǒng)熱力性能的有效評(píng)價(jià)。