關于旅居車空調控制模式的研究與創新

袁雪松 喬勇軍 伍德成

【摘 要】隨著人們精神生活的日趨豐富，針對旅游愛好者的旅居車的功能日漸增多，駕駛的舒適性及其功能的個性化是目前旅居車主要發展方向之一。旅居車與普通的乘用車相比，對通風、保暖、制冷等功能的要求更加嚴格。而且，旅居車在實際使用場景中經常需要在駐車的情況下實現通風、保暖、制冷等功能，比如駕駛者在夜晚休息時需要開啟空調。對于此類的應用場景而言，常規的乘用車在開啟發動機的狀態下啟動汽車空調，勢必會影響駕駛者的休息體驗。因此，文章通過研究更為人性化的汽車空調控制策略，并大膽創新，旨在介紹一種更智能的汽車空調控制模式并發表關于該模式的見解。

【關鍵詞】旅居車;汽車空調;控制策略

【中圖分類號】U463.851 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）10-0046-03

0 引言

近年來，國內外學者對汽車空調的研究日趨成熟。目前，乘用車領域主流的汽車空調控制模式采用自動控制的方式，該模式是通過采集外部環境溫度、車內溫度、進出風口溫度等條件并通過PLC或者單片機等方式，經過一定的邏輯處理使控制空調系統自動運行以保持車內溫度恒定。對于燃油車而言，這種模式在行車過程中會提供一個較為舒適的駕駛環境。但是，在長時間駐車的情況下，駕駛員開啟空調不僅會損耗汽油，增加二氧化碳的排放，還會導致發動機中累積汽油，進而影響二氧化碳的順利排出，長時間停留原地對發動機肯定會有很大的損傷。更為嚴重的是，駕駛員或乘客要是一直停留在車內，沒有呼吸新鮮空氣，還有可能導致一氧化碳中毒。因此，對于旅居車這種特殊的乘用車，通過在原車基礎上增加額外的空調控制器控制空調運轉，具有很大的實際應用價值。

1 駐車空調簡介

駐車空調，是指司機在休息時無須啟動發動機只需要用車上自帶電瓶就能使用的空調[1]，目前它廣泛用于商用車。長途運輸的中重卡型卡車在應用場景中同旅居車比較相似，經常遇到長時間停車卻必須使用空調的情況。但是，由于中重型卡車駕駛室一般具備較大的空間，因此采用駐車空調的模式，即在駕駛室安裝額外的一體式空調，可以布置在卡車駕駛室的不同位置。駐車空調基本可以滿足商用車駕駛員的基本使用。但是，駐車空調除了需要較大的駕駛室，還需要額外安裝，并且隨著行車過程中車輛的顛簸，駐車空調極易損壞，有的甚至需要一年更換一臺新空調[2]，市場上主流的駐車空調并不適合旅居車。

2 關于駐車空調的改進及研究

2.1 底盤式駐車空調

主流的駐車空調體積大、易順壞，應考慮采用體積較小且不受汽車顛簸影響的駐車空調。實際上，市面上確實存在一種底盤式駐車空調。這種駐車空調安裝在座椅下面，通過較為復雜的通風口進行溫度控制。但是，這種空調安裝復雜，額外成本非常高，而且占用座椅下面空間，導致座椅的減震性能受到一定影響。

2.2 原車并聯電動駐車空調

現有的駐車空調需要進行額外安裝，筆者通過長期對旅居車的研究和安裝調試經驗，設想通過更改原車的空調控制策略，使車輛不管是在行車過程中還是在駐車狀態下，均共用一臺汽車空調。即，在行車過程中采用行車空調控制模式，而在駐車狀態下切換為手動控制模式。實現該種方式只需要增加電動壓縮機和相應的管道并聯在原車空調上即可（如圖1所示）。

3 駐車空調控制模式

經本文作者對比發現，原車并聯電動駐車空調結構簡單、占用空間小且無須額外安裝空調，相比其他形式的駐車空調，原車并聯電動駐車空調更適合旅居車。選用這種形式的駐車空調，原有的汽車空調模式必然發生改變。

3.1 駐車空調控制總體電路設計

對于駐車空調控制電路而言，了解原車的電池管理系統是非常有必要的。目前，一般乘用車的電池管理系統十分復雜，它不僅需要完成數據測量、溫度控制，還需要與整車進行通信，保證實時控制電池充放電的能力。對于整車的電池管理系統，它需要保持對電池的電壓、電流、溫度、SOC、內阻等進行測量，并通過電信號及時傳遞給整車控制單元。由于CAN通信系統抗干擾能力強，因此目前BMS系統大都采用CAN通信模式。然而，隨著旅居車整車電子器件的增多，整車控制單元所處理的報文也隨之增多。為避免額外增加CAN網絡的負載率，本文采用高精度電流采集型電池電量計（也稱庫侖計）對電池容量進行監控。該電量計能夠準確實時地檢測電池組的電壓、電流、功率、真實容量、剩余使用時間，隨時且準確了解電池的工作狀態，通過外接顯示器，駕駛員完全可以了解電池相關信息，并根據電池的實際情況對駐車時空調的運轉進行控制。圖2是連入電池電量計的總體電路示意圖。

3.2 電壓縮機控制電路設計

在一般的控制電路中，繼電器是一種常見的電控制器件，其工作原理是用小電流控制大電流，相當于一種“自動開關”，在電路中起著自動調節、安全保護、轉換電路的作用[3]。繼電器按照功能和結構可分為很多種，其中電磁繼電器是最常見的一種形式;它的工作原理是利用電磁鐵在通電情況下會產生磁力，而在斷電情況下失去磁力。電磁繼電器接在一個小功率的電路中，電流通過電磁繼電器產生磁力，并吸取內部的開關到指定位置。原來的電路斷電后，電磁繼電器失去了它的磁力，內部原來的開關在彈力的作用下會回到原來的位置，而電磁繼電器內部的該開關控制著大電流電路的通斷或選擇。因此，通過這種工作方式可以實現小電流控制大電流。本文選用CMA34型電磁繼電器，額定電壓為12 V，這種電磁繼電器廣泛用于汽車電路中，具有性能穩定、體積較小、價格低廉等優點。當整車在駐車時，駕駛員可以在不啟動發動機的情況下，直接按下對應的AC開關，即可通過該繼電器給電動壓縮機控制器開關信號。經過實際測試，這種方式安全可靠，能滿足實際需求（如圖3所示）。

3.3 供電回路電路設計

經分析，駐車空調的供電回路可以借用新能源充電槍的結構。目前，新能源汽車充電槍大都以7孔居多，每個插孔都有自己的功能，其中L1、L2、L3屬于交流電源線路，接地線接在P頭，中線接在N頭，還存在一對控制線路接頭CC、CP，實現控制和高壓互鎖的功能。對于駐車空調充電控制回路，可以將原L1與N接口連在逆變器正負極，將原L2、L3接口連在副電池正負極上，這樣駐車空調的供電回路基本完成。此外，副電池并聯在汽車的主電池上，但車輛行駛或者充電時，副電池同時進行充電（如圖4所示）。

4 結論

本文在對旅居車駐車空調的研究基礎上，選擇原車并聯電動駐車空調，設計了相應的控制電路，并安裝在某上市旅居車車型上進行試驗認證。經過多次試驗，該裝置基本能滿足旅居車駐車時對空調的使用需求。但是，該設計存在續航時間較短、溫度不能智能調節等缺陷。在后續的工作中，關于旅居車駐車空調的控制仍需持續改進。

參 考 文 獻

[1]丁宇.KME駐車空調市場營銷策略研究[D].蘇州：蘇州大學，2020.

[2]施水娟，孔德奇，喬子恒，等.卡車駐車空調的發展現狀及優化形式[J].汽車實用技術，2020（8）：87-89.

[3]孫奔奔.新能源汽車用繼電器電參數自動測試系統的研發[D].常州：江蘇理工學院，2020.