陳帥、杜碧雪

（無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 214121)

新能源汽車空調(diào)控制系統(tǒng)研究

陳帥、杜碧雪

（無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 214121)

根據(jù)整車電流負(fù)載大小、電池荷電狀態(tài)和車內(nèi)實(shí)測(cè)溫度與設(shè)定溫度的溫差等參數(shù)，利用車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能控制算法，實(shí)時(shí)對(duì)壓縮機(jī)輸出功率、風(fēng)門開度及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等執(zhí)行器的精確調(diào)節(jié)，實(shí)時(shí)對(duì)整車運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和故障模式的判別，實(shí)現(xiàn)人、車、充電設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)和智能化的人機(jī)交換。

空調(diào)；新能源；汽車；控制

0 引言

電動(dòng)汽車是未來(lái)汽車技術(shù)發(fā)展的方向，其空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能、智能和舒適性，是設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。本文旨在通過開發(fā)電動(dòng)汽車電池工作過程中的熱量回收系統(tǒng)，提高電池與智能空調(diào)系統(tǒng)之間的熱轉(zhuǎn)換效率，提高電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程，具有節(jié)能的意義，降低汽車電池的工作溫度，提高汽車的安全性；提出智能空調(diào)控制系統(tǒng)與整車控制集成化管理，研究智能空調(diào)系統(tǒng)動(dòng)力模式和經(jīng)濟(jì)模式下的控制策略，確保整車電能的合理分配和能量的高效利用，保證汽車在啟動(dòng)、爬坡等工況下，達(dá)到最佳的整車性能。通過先進(jìn)的智能控制方法，對(duì)車廂空氣進(jìn)行柔性調(diào)節(jié)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)人、車充電設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)和人際交換的智能化[1]。

1 設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)與電池管理系統(tǒng)集成化的智能空調(diào)控制系統(tǒng)，對(duì)電池工作過程中的熱量進(jìn)行再利用，利用電池放電熱量對(duì)車廂進(jìn)行加熱的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的溫度控制，提高整車的安全性。對(duì)智能空調(diào)系統(tǒng)中的制冷系統(tǒng)、制熱系統(tǒng)及車廂等建立數(shù)學(xué)模型。對(duì)模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能控制方法進(jìn)行比較研究，利用Matlab／Simulink系統(tǒng)仿真分析，確定最佳的控制算法，對(duì)車廂內(nèi)空氣溫度、濕度及新鮮度等進(jìn)行智能控制。利用車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將空調(diào)系統(tǒng)與整車負(fù)載、電池能量進(jìn)行實(shí)時(shí)匹配，并進(jìn)行友好的人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的高度智能化。搭建電動(dòng)智能空調(diào)控制系統(tǒng)，進(jìn)行試驗(yàn)研究和對(duì)比，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過項(xiàng)目開發(fā)出具有智能控制器的電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)，具有控制精度高、響應(yīng)速度快、能耗低、穩(wěn)定性好的性能。

2 試驗(yàn)

試驗(yàn)條件，將車置于環(huán)境溫度30℃陽(yáng)光充足的天氣，車輛以50 km/h 的速度勻速行駛，空調(diào)出風(fēng)口調(diào)至最大開，空調(diào)調(diào)至最大風(fēng)速。分別測(cè)量空調(diào)系統(tǒng)氣流速度，駕駛員、乘客頭部溫度，以及壓縮機(jī)開啟時(shí)間。

測(cè)量方法為，汽車第2排位置坐1人，第4、5、6、7排座椅不坐人，第8、9、10排座椅滿員，分別測(cè)量第2排左1座椅、第5排右2座椅及第9排座椅左1處乘客頭部的溫度和氣流速度。試驗(yàn)開始部壓縮機(jī)一直處于停機(jī)狀態(tài)，前部區(qū)域與后部區(qū)域均有乘客存在，故此兩處壓縮機(jī)工作，由試驗(yàn)表格壓縮機(jī)工作時(shí)間可以看出開始快速制冷時(shí)，兩處壓縮機(jī)均滿負(fù)荷工作，制冷較快。但從第6 min開始，由于車廂內(nèi)溫度達(dá)到人體舒適性指標(biāo)，此時(shí)前部乘客數(shù)量較少區(qū)域處壓縮機(jī)開始間斷性工作，以減少耗能，由試驗(yàn)可知，車廂溫度稍有上升。后部區(qū)域由于滿員乘坐，壓縮機(jī)工作時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，滿足乘客對(duì)制冷量的需求[2]。

3 結(jié)束語(yǔ)

(1)將新能源客車智能空調(diào)控制系統(tǒng)與電池的管理系統(tǒng)集成化，對(duì)電池工作過程的熱量進(jìn)行再利用，在保證電池處于最佳工作溫度的前提下，充分利用電池運(yùn)行過程的熱量對(duì)車廂進(jìn)行加熱，提高續(xù)駛里程。

(2)提出新能源客車智能空調(diào)與整車的匹配，根據(jù)整車的工作狀態(tài)參數(shù)，包括電池的荷電狀態(tài)、負(fù)載、車速等。運(yùn)用高效利用能量的控制策略，實(shí)現(xiàn)整車電能的合理分配，保證汽車在啟動(dòng)或爬坡等各工況下，達(dá)到最佳的整車性能。

(3)根據(jù)整車電流負(fù)載大小、電池荷電狀態(tài)和車內(nèi)實(shí)測(cè)溫度與設(shè)定溫度的溫差等參數(shù)，利用車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能控制算法，實(shí)時(shí)對(duì)壓縮機(jī)輸出功率、風(fēng)門開度及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等執(zhí)行器的精確調(diào)節(jié)，實(shí)時(shí)對(duì)整車運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和故障模式的判別，實(shí)現(xiàn)人、車、充電設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)和智能化的人機(jī)交換。

[1] Lee D,Cho C,Won J,et al.Performance characteristics of mobile heat pump for large passenger electric vehicle [J].Appl Therm Eng, 2013, 50(1): 660-669.

[2]丁鵬,王忠,葛如海,王瑩,李慶蓮.新能源汽車暖風(fēng)分段制熱控制系統(tǒng)[J].汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào),2017,8(3):303-309.

U463文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A

陳帥（1990—），男，?？?，研究方向?yàn)槠囍悄芸刂啤?/p>