电动客车空调系统的匹配及控制策略研究

发布时间：2017-07-19 15:09

  本文关键词：电动客车空调系统的匹配及控制策略研究

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【摘要】：随着人们对环境和资源问题越来越关注,汽车工业逐渐开始向低排放和低碳的方向发展。纯电动汽车具有零污染、噪声低和能源消耗少等优点,受到了人们的重视。空调系统是维持车室内温度的重要系统,其性能的好坏直接影响到乘员的舒适性;同时,汽车空调还是汽车第二大耗能设备,其效率的高低会影响到整车的性能和续驶里程。因此,通过建立汽车空调模型,提出有效的控制策略具有十分重要的意义。本文以某纯电动客车空调系统为研究对象,对汽车空调夏季的工作环境和车室热负荷进行了计算,确定了以R134a为制冷工质的制冷循环工况。确定了空调系统独立驱动方案,同时对压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀的结构型式进行了选择。根据车室热负荷和制冷循环工况对电动空调四大主要零部件进行了匹配计算,确定了压缩机排量、换热器功率等关键数据。针对电动汽车空调系统工况的瞬变性和非线性等特点,设计了利用模糊控制方法进行控制的变频空调系统。建立了电动空调系统车室热负荷模型、控制器模型以及温度计算模块。其中车室热负荷模型采用稳态传热方法建立;模糊控制模块以温差和温差变化率为输入量,仅仅以压缩机的转速为输出量;温度计算模型模拟了车室的温度变化过程。最后利用MATLAB/Simulink软件平台对空调系统的夏季制冷工况进行了仿真,当车室初始温度为35℃时,开启空调制冷2分钟后车室温度稳定在25℃,满足了设计要求,仿真结果表明所提出的模糊控制策略对车室温度能够进行有效控制。
【关键词】：模糊控制 电动汽车 空调系统 仿真 MATLAB
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72;U463.851
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究意义10
• 1.2 汽车空调系统的国内外研究现状10-14
• 1.2.1 R134a热泵空调10-11
• 1.2.2 CO_2热泵空调系统11-12
• 1.2.3 太阳能辅助空调系统12
• 1.2.4 磁制冷空调系统12-13
• 1.2.5 电加热辅助空调系统13-14
• 1.3 汽车空调系统控制策略的国内外研究现状14-15
• 1.4 本文的研究内容15-16
• 第二章 客车车身热负荷计算16-30
• 2.1 客车车室内外空气的计算参数16-18
• 2.1.1 客车车室内空气参数16-17
• 2.1.2 客车车室外空气参数17-18
• 2.2 客车车身外表面太阳辐射强度计算18-19
• 2.2.1 客车水平面的太阳辐射强度18-19
• 2.2.2 客车垂直面的太阳辐射强度19
• 2.3 车室外综合温度和车身材料传热系数的计算19-22
• 2.3.1 车室外综合温度计算19-20
• 2.3.2 汽车车身传热系数的确定20-22
• 2.4 客车车室的热量计算22-27
• 2.4.1 车身不透明围护结构传入热量Q_B22-23
• 2.4.2 车窗玻璃传入热量Q_G23-25
• 2.4.3 乘员散发的热量Q_P25-26
• 2.4.4 车室外空气带入的热量Q_A26-27
• 2.4.5 电气设备散热所形成的得热量Q_s27
• 2.5 样车车室得热量的计算27-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第三章 客车空调系统基本部件的匹配30-41
• 3.1 电动客车空调系统热力循环分析30-34
• 3.1.1 电动客车空调系统的组成及制冷原理30
• 3.1.2 空调系统制冷剂热力循环压-焓图30-32
• 3.1.3 热力循环工况的确定32-33
• 3.1.4 热力循环的计算33-34
• 3.2 电动客车空调系统压缩机的选型与匹配34-36
• 3.2.1 压缩机驱动方案的确定34-35
• 3.2.2 压缩机结构型式选择35
• 3.2.3 压缩机参数的确定35-36
• 3.3 换热器的选型与匹配36-39
• 3.3.1 汽车空调系统换热器的性能要求36-37
• 3.3.2 换热器的型式选择37-38
• 3.3.3 汽车空调系统换热器的基本工作原理及参数计算38-39
• 3.4 膨胀阀的选择39-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 电动客车空调系统的模糊控制策略41-51
• 4.1 模糊控制的基本原理41-44
• 4.1.1 模糊控制的理论基础41-42
• 4.1.2 模糊控制器的组成42-44
• 4.2 电动客车空调系统模糊控制器44-50
• 4.2.1 电动客车空调模糊控制原理44-45
• 4.2.2 模糊控制系统输入、输出量的模糊化45-49
• 4.2.3 模糊控制规则的制定49-50
• 4.3 本章小结50-51
• 第五章 客车空调系统的建模与仿真51-65
• 5.1 车室热负荷模块的构建51-53
• 5.2 车室温度仿真模块53-55
• 5.3 模糊控制模块55-57
• 5.4 空调系统的仿真模型及仿真结果57-64
• 5.5 本章小结64-65
• 总结与展望65-67
• 总结65
• 展望65-67
• 参考文献67-70
• 攻读硕士期间取得的研究成果70-71
• 致谢71

【参考文献】

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本文编号：563478