本發(fā)明涉及氣泵技術(shù)，尤其涉及一種車載直流高壓氣泵，用于汽車輪胎、氣囊充氣或排氣。
背景技術(shù)：
1、汽車安全氣囊系統(tǒng)已成為現(xiàn)代車輛被動(dòng)安全的核心組件。傳統(tǒng)氣囊系統(tǒng)依賴化學(xué)氣體發(fā)生器，其工作原理是通過(guò)引爆硝酸胍等含能材料，在30ms內(nèi)產(chǎn)生60-80l氮?dú)馔瓿蓺饽页錃?，無(wú)法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)重復(fù)利用。
2、中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)如公開(kāi)cn109204206a提出一種可循環(huán)使用型汽車外置自動(dòng)彈出式安全隔離氣囊系統(tǒng)，包括氣囊、儲(chǔ)氣瓶、增壓氣泵、探測(cè)單元；探測(cè)單元設(shè)置在氣囊彈出預(yù)定點(diǎn)上；當(dāng)探測(cè)單元探測(cè)到參照物移動(dòng)接近汽車并超過(guò)警戒設(shè)定值時(shí)，儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)經(jīng)增壓氣泵增壓后的高壓氣體進(jìn)入并打開(kāi)所述氣囊，實(shí)現(xiàn)可循環(huán)。
3、中國(guó)專利申請(qǐng)如公開(kāi)號(hào)cn201354719y提出的車用大流量高壓氣泵，在該專利中，進(jìn)出氣組件包括進(jìn)出氣擋板和呼吸片，進(jìn)出氣擋板上開(kāi)有氣孔，呼吸片固定在進(jìn)出氣擋板上并覆蓋住氣孔；在電機(jī)上連接有可調(diào)氣壓表裝置和車載點(diǎn)煙器電源插頭。使用時(shí)最大壓力可以達(dá)到15psi，最大流量可以達(dá)到250升/分鐘，但氣相應(yīng)速度較慢無(wú)法將其應(yīng)用于對(duì)氣囊系統(tǒng)進(jìn)行充氣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提出了一種車載直流高壓氣泵，用于向儲(chǔ)氣罐內(nèi)注入高壓氣體。
2、本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
3、一種車載直流高壓氣泵，所述車載直流高壓氣泵用于向儲(chǔ)氣罐補(bǔ)充氣體，其特征在于，
4、所述車載直流高壓氣泵包括控制單元以及氣泵單元，氣泵單元內(nèi)置電機(jī)以及一級(jí)壓縮腔、二級(jí)壓縮腔，由一級(jí)壓縮腔以及二級(jí)壓縮腔將氣體送入儲(chǔ)氣罐，所述車載直流高壓氣泵還包括水冷單元，
5、所述氣泵單元的末端還設(shè)置有風(fēng)冷葉片，在遠(yuǎn)離風(fēng)冷葉片的一端設(shè)置有進(jìn)水口以及出水口，進(jìn)水口與出水口分別與水冷單元進(jìn)行連接，
6、其中，所述電機(jī)的定子外殼嵌入波紋狀鋁制液冷板，風(fēng)冷葉片用于對(duì)波紋狀鋁制液冷板進(jìn)行散熱。優(yōu)選地，所述氣泵單元的氣路回路為二級(jí)遞進(jìn)式氣路，其分為前饋通道以及反饋通道，
7、其中，
8、通過(guò)速度傳感器檢測(cè)車輛行駛速度，檢測(cè)當(dāng)前車速是否超過(guò)閾值，其中，根據(jù)車速閾值設(shè)定氣壓值，
9、若超過(guò)設(shè)定的閾值，將部分氣體送入前饋通道，在發(fā)生碰撞時(shí)，處于前饋通道的部分氣體優(yōu)先將安全氣囊撐起，隨后再由反饋通道的氣體將氣囊完全展開(kāi)。
10、優(yōu)選地，具體如下：
11、step1：建立前饋通道動(dòng)態(tài)逆模型，用于預(yù)測(cè)達(dá)到目標(biāo)壓力所需的輸入量，
12、建立前饋通道的壓力變化的系統(tǒng)模型，如下：
13、
14、其中，p是當(dāng)前壓力，是輸入控制信號(hào)，和分別是時(shí)間常數(shù)和阻尼比，是增益系數(shù)，是設(shè)定壓力；
15、step2：建立模糊規(guī)則庫(kù)pid參數(shù)自整定；
16、step3：根據(jù)誤差和誤差變化率調(diào)整pid參數(shù)；其中，通過(guò)模糊邏輯確定pid參數(shù)比例項(xiàng)；
17、step4：結(jié)合前饋控制和pid控制生成最終的控制信號(hào)。
18、優(yōu)選地，所述step3中，所述糊邏輯確定pid參數(shù)比例項(xiàng)kp、積分項(xiàng)ki、微分項(xiàng)kd，誤差e和誤差變化率，作為輸入變量，其中，
19、模糊集劃分，，。
20、優(yōu)選地，所述step3中，誤差計(jì)算如下：
21、
22、
23、其中，是當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)壓力設(shè)定值，是當(dāng)前時(shí)刻的實(shí)際壓力值，是當(dāng)前時(shí)刻的誤差，是上一時(shí)刻的誤差，是當(dāng)前時(shí)刻的誤差變化率，。
24、優(yōu)選地，所述step4中，結(jié)合前饋控制和pid控制生成最終的控制信號(hào)，計(jì)算公式如下：
25、
26、是的誤差，是積分項(xiàng)，是微分項(xiàng)，
27、所述前饋控制生成初始控制信號(hào)，pid控制生成修正控制信號(hào)，最終控制信號(hào)：。
28、優(yōu)選地，電機(jī)選用直流無(wú)刷電機(jī)，與一級(jí)壓縮腔、二級(jí)壓縮腔直聯(lián)。電機(jī)的額定功率在800w-1000w，采用高轉(zhuǎn)矩密度直接驅(qū)動(dòng)渦旋，對(duì)儲(chǔ)氣罐內(nèi)的空氣進(jìn)行壓縮，能夠省去傳動(dòng)損耗，效率提升至92%以上。
29、優(yōu)選地，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的渦旋盤采用鋁合金精密加工，動(dòng)盤與靜盤間隙≤10μm，減少氣體泄漏，確保5mpa高壓輸出。
30、優(yōu)選地，所述電機(jī)集成dc-dc（直流-直流轉(zhuǎn)換器）穩(wěn)壓模塊，支持輸入電壓范圍250v-450v，適應(yīng)車載電源波動(dòng)。
31、優(yōu)選地，風(fēng)機(jī)葉片采用柔性硅膠材質(zhì)，減少高速旋轉(zhuǎn)氣動(dòng)噪聲。
32、優(yōu)選地，所述電機(jī)的外殼選用鎂合金壓鑄，內(nèi)置蜂窩吸音結(jié)構(gòu)，兼顧輕量化與噪音抑制。
33、優(yōu)選地，所述進(jìn)氣口與出氣口均采用多級(jí)消音，其中，進(jìn)氣口處設(shè)置有多孔金屬濾網(wǎng)+亥姆霍茲共振腔，消除中低頻噪聲。出氣口設(shè)置有膨脹腔與吸音棉（陶瓷纖維）組合，高頻噪聲衰減＞25db。
34、在本實(shí)施例中，氣泵單元連接溫控傳感器，當(dāng)溫度＜50℃時(shí)僅啟用液冷板被動(dòng)散熱；溫度≥50℃啟動(dòng)風(fēng)冷輔助，動(dòng)態(tài)平衡散熱效率與能耗。
35、優(yōu)選地，氣泵單元還連接有壓力傳感器實(shí)時(shí)反饋，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速匹配充氣需求，避免空載損耗，整機(jī)平均功耗≤800w。
36、實(shí)施本發(fā)明的這種車載直流高壓氣泵，具有以下有益效果：
37、通過(guò)直流渦旋直驅(qū)、車規(guī)復(fù)合散熱及緊湊降噪設(shè)計(jì)，解決了車載場(chǎng)景下高壓充氣泵的小型化、低功耗與靜音難題，可直接集成于新能源車底盤或后備箱，適用于輪胎充氣、氣動(dòng)工具驅(qū)動(dòng)等場(chǎng)景。
1.一種車載直流高壓氣泵，所述車載直流高壓氣泵用于向儲(chǔ)氣罐補(bǔ)充氣體，其特征在于，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載直流高壓氣泵，其特征在于，具體如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車載直流高壓氣泵，其特征在于，所述step3中，所述糊邏輯確定pid參數(shù)比例項(xiàng)kp、積分項(xiàng)ki、微分項(xiàng)kd，誤差e和誤差變化率，作為輸入變量，其中，
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車載直流高壓氣泵，其特征在于，所述step3中，誤差計(jì)算如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車載直流高壓氣泵，其特征在于，所述step4中，結(jié)合前饋控制和pid控制生成最終的控制信號(hào)，計(jì)算公式如下：