新能源汽車空調控制系統研究

陳帥、杜碧雪

（無錫職業技術學院 214121)

新能源汽車空調控制系統研究

陳帥、杜碧雪

（無錫職業技術學院 214121)

根據整車電流負載大小、電池荷電狀態和車內實測溫度與設定溫度的溫差等參數，利用車載網絡技術，通過模糊控制、神經網絡控制等智能控制算法，實時對壓縮機輸出功率、風門開度及風機轉速等執行器的精確調節，實時對整車運行狀態的監測和故障模式的判別，實現人、車、充電設備的聯網和智能化的人機交換。

空調；新能源；汽車；控制

0 引言

電動汽車是未來汽車技術發展的方向，其空調系統的節能、智能和舒適性，是設計的主要目標。本文旨在通過開發電動汽車電池工作過程中的熱量回收系統，提高電池與智能空調系統之間的熱轉換效率，提高電動汽車的續駛里程，具有節能的意義，降低汽車電池的工作溫度，提高汽車的安全性；提出智能空調控制系統與整車控制集成化管理，研究智能空調系統動力模式和經濟模式下的控制策略，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、爬坡等工況下，達到最佳的整車性能。通過先進的智能控制方法，對車廂空氣進行柔性調節的同時，實現人、車充電設備的聯網和人際交換的智能化[1]。

1 設計內容

設計與電池管理系統集成化的智能空調控制系統，對電池工作過程中的熱量進行再利用，利用電池放電熱量對車廂進行加熱的同時，實現對電池的溫度控制，提高整車的安全性。對智能空調系統中的制冷系統、制熱系統及車廂等建立數學模型。對模糊控制、神經網絡控制等智能控制方法進行比較研究，利用Matlab／Simulink系統仿真分析，確定最佳的控制算法，對車廂內空氣溫度、濕度及新鮮度等進行智能控制。利用車聯網技術，將空調系統與整車負載、電池能量進行實時匹配，并進行友好的人機交互，實現空調系統的高度智能化。搭建電動智能空調控制系統，進行試驗研究和對比，根據試驗結果，對控制系統進行優化設計。通過項目開發出具有智能控制器的電動空調系統，具有控制精度高、響應速度快、能耗低、穩定性好的性能。

2 試驗

試驗條件，將車置于環境溫度30℃陽光充足的天氣，車輛以50 km/h 的速度勻速行駛，空調出風口調至最大開，空調調至最大風速。分別測量空調系統氣流速度，駕駛員、乘客頭部溫度，以及壓縮機開啟時間。

測量方法為，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。試驗開始部壓縮機一直處于停機狀態，前部區域與后部區域均有乘客存在，故此兩處壓縮機工作，由試驗表格壓縮機工作時間可以看出開始快速制冷時，兩處壓縮機均滿負荷工作，制冷較快。但從第6 min開始，由于車廂內溫度達到人體舒適性指標，此時前部乘客數量較少區域處壓縮機開始間斷性工作，以減少耗能，由試驗可知，車廂溫度稍有上升。后部區域由于滿員乘坐，壓縮機工作時間相對較長，滿足乘客對制冷量的需求[2]。

3 結束語

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

(2)提出新能源客車智能空調與整車的匹配，根據整車的工作狀態參數，包括電池的荷電狀態、負載、車速等。運用高效利用能量的控制策略，實現整車電能的合理分配，保證汽車在啟動或爬坡等各工況下，達到最佳的整車性能。

(3)根據整車電流負載大小、電池荷電狀態和車內實測溫度與設定溫度的溫差等參數，利用車載網絡技術，通過模糊控制、神經網絡控制等智能控制算法，實時對壓縮機輸出功率、風門開度及風機轉速等執行器的精確調節，實時對整車運行狀態的監測和故障模式的判別，實現人、車、充電設備的聯網和智能化的人機交換。

[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.新能源汽車暖風分段制熱控制系統[J].汽車安全與節能學報,2017,8(3):303-309.

U463文獻標示碼：A

陳帥（1990—），男，專科，研究方向為汽車智能控制。