基于模糊控制的纯电动汽车热泵空调制热工况研究

发布时间：2021-07-20 09:06

　　当下纯电动汽车广泛采用PTC空调制热,这种制热方式具有效率低、能耗高的缺陷。而热泵空调具有高效节能的特点,已在家用空调领域得到验证。本文将对应用在电动汽车上的热泵空调系统控制策略进行研究。主要研究内容有:热泵空调理论研究以及在AMESim软件中模型搭建和验证模型的准确性;热泵空调二维多输出模糊控制策略研究;AMESim和Simulink联合仿真分析;基于STM32单片机为核心的模糊控制器软硬件设计。本文首先对热泵空调系统进行理论研究,简要介绍热泵的定义以及热泵空调的工作原理。并在AMESim软件中搭建电动汽车热泵空调系统模型,参考北京理工大学魏名山教授团队进行的热泵空调系统制热工况采集的实验数据。对-10℃、-5℃、0℃三组工况下的室内外换热器进出口压力、温度进行对比分析,验证了模型的准确性。然后基于汽车空调系统瞬时性和非线性的特点,提出二维多输出的模糊控制策略,即依据车室内反馈的实时温度,控制压缩机转速和室内风机转速,调节制热量的多少,从而达到对室内温度的高精度调节。在Simulink软件中搭建模糊控制系统并与AMESim软件中建立的热泵空调模型联立进行联合仿真。研究了当冬季室外环境... 

【文章来源】：西华大学四川省

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景与价值
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究价值
    1.2 国内外空调技术研究现状
        1.2.1 国外热泵空调技术研究现状
        1.2.2 国内热泵空调技术研究现状
        1.2.3 汽车空调控制策略研究现状
    1.3 本文主要研究工作
2 纯电动车热泵型空调系统仿真模型的建立与验证
    2.1 热泵空调原理研究
        2.1.1 热泵的定义
        2.1.2 纯电动车热泵空调工作循环
        2.1.3 热泵空调的理论计算
    2.2 热泵空调仿真模型的建立
        2.2.1 AMESim软件简介及建模前的假设
        2.2.2 电动压缩机模型搭建
        2.2.3 热泵空调室内外换热器模型搭建
        2.2.4 四通换向阀及节流装置模型搭建
        2.2.5 电动汽车热泵型空调仿真总模型
    2.3 仿真参数设置与模型验证
    2.4 本章小结
3 电动汽车热泵空调模糊控制策略
    3.1 模糊逻辑控制工作原理
        3.1.1 模糊控制工作原理
        3.1.2 模糊控制器一般组成结构
    3.2 电动汽车空调模糊控制器设计
        3.2.1 模糊控制器设计
        3.2.2 电动汽车空调模糊控制器输入、输出变量的模糊化
        3.2.3 模糊控制规则的建立
        3.2.4 解模糊化
    3.3 搭建模糊控制器模块
    3.4 本章小结
4 热泵空调系统AMESim和 Simulink联合仿真
    4.1 AMESim和Simulink联合仿真前准备
    4.2 AMESim中热泵系统模型的建立
    4.3 Simulink中模糊控制模块的建立
    4.4 联合仿真结果分析
        4.4.1 汽车冬季怠速工况
        4.4.2 电动汽车冬季城市常用工况
        4.4.3 汽车冬季高速工况
        4.4.4 模糊控制与传统控制对比
        4.4.5 仿真结果分析
    4.5 本章小结
5 模糊控制器软硬件设计
    5.1 控制器硬件设计
        5.1.1 单片机的选型
        5.1.2 温度采集模块
        5.1.3 按键中断模块
        5.1.4 LCD液晶显示模块
        5.1.5 控制驱动系统电路
    5.2 系统软件设计
        5.2.1 主程序
        5.2.2 温度采集及标定子程序
        5.2.3 模糊控制软件子程序
        5.2.4 LCD液晶显示子程序
        5.2.5 按键中断子程序
        5.2.6 PWM占空比子程序
    5.3 模糊控制器实物
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]机动车已成空气污染重要来源[J]. 曹英楠,杨耀.  生态经济. 2018(09)
[2]电动汽车热泵空调发展概述[J]. 郑思宇,魏名山,宋盼盼.  重庆理工大学学报(自然科学). 2018(08)
[3]全球电动汽车发展现状及未来趋势[J]. 罗艳托,汤湘华.  国际石油经济. 2018(07)
[4]我国能源技术革命形势及方向分析[J]. 饶宏,李立浧,郭晓斌,许爱东,白浩.  中国工程科学. 2018(03)
[5]氢燃料电池应用进展[J]. 徐自亮,余英,李力.  中国基础科学. 2018(02)
[6]新能源汽车企业融资的财务风险控制研究[J]. 康东逵.  行政事业资产与财务. 2017(36)
[7]电动汽车热泵空调系统设计优化及试验研究[J]. 胡爱军,程勋,李延锋.  制冷. 2017(03)
[8]新能源汽车行业SWOT战略综论——以比亚迪为例[J]. 李甜.  江苏商论. 2017(07)
[9]基于AMESim和Matlab的纯电动汽车双热源热泵建模与仿真研究[J]. 夏彬彬,田镇,杨林,谷波.  汽车技术. 2016(09)
[10]AMESim仿真技术在汽车空调制冷系统中的应用[J]. 丁玮,孙强,徐庆春.  汽车实用技术. 2015(08)

博士论文
[1]纯电动客车变频热泵空调系统及其优化控制研究[D]. 彭庆红.华南理工大学 2017
[2]电动汽车热泵空调系统性能及其影响因素的试验研究[D]. 彭发展.北京理工大学 2015

硕士论文
[1]电动汽车空调系统性能研究[D]. 康宁.长安大学 2018
[2]基于STM32的中央空调水控制系统的研究与实现[D]. 张琦.西安建筑科技大学 2017
[3]基于模糊控制理论的汽车空调控制系统的研究[D]. 孟令真.华北理工大学 2017
[4]电动汽车热泵空调控制策略研究[D]. 郭冲.北京理工大学 2016
[5]纯电动汽车PTC水暖加热器结构设计及其控制系统研究[D]. 杨君.华中科技大学 2016
[6]电动汽车热泵空调系统制热工况的模拟研究[D]. 刘海彪.北京理工大学 2015
[7]嵌入式全自动血凝仪控制系统的设计与实现[D]. 张衡.武汉理工大学 2013
[8]基于单片机的微型汽车空调控制器设计与开发[D]. 蒋文胜.广西大学 2012
[9]电动汽车空调系统仿真与实验研究[D]. 钟会球.浙江大学 2012
[10]热泵型电动汽车空调系统性能实验研究[D]. 欧阳光.华南理工大学 2011



本文编号：3292540