基于advisor电动汽车自动空调控制算法优化

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1、基于ADVISOR电动汽车自动空调控制算法优化1绪论1.1课题研究背景近几年，世界各国的环保意识逐渐增强，而且各国也相应制定了一系列严格的汽车排放的法规。如此，开发无污染和超低污染汽车成为一种趋势，电动汽车的种类随之也越来越多[1]。电动汽车是集电子及计算机控制、汽车等技术于一体，采用新型动力驱动系统的高新技术产品。与传统燃油汽车相比，它具有高效率、低噪音、无污染等优点。电动汽车运行的投入不仅对缓解世界能源危机以及环境问题有着重要的影响，对于我国自身相关产业的发展以及我国汽车行业在国际中地位的提升也有着重要的意义[2

2、]。虽然在以纯电动汽车等为代表的新能源汽车方面取得了重大的进展，但是，由于纯电动汽车的关键部件之一的电池存在寿命较短、价格较高等问题，使得电动汽车的性价比无法与传统的内燃机汽车相抗衡。为此开发了一种混合动力汽车（HybridElectricVehicle，HEV）[3]。HEV是指装2个以上动力源的汽车，其动力源包括各种蓄电池、太阳能电池、燃料电池、燃料发动机等。这样既利用了发动机持续工作时间长、动力性好的优点，又可以发挥电动机无污染、噪声低的特点[1]。混合动力汽车作为电动汽车的一种，对其内部附件的空调系统的开发提

3、出了新的挑战。随着汽车电子的发展，运用空调系统能进行全天候的空气调节，集制冷、制暖、通风于一体，在人为设定的最佳温度、湿度及风量的情况下，该系统可根据车室内人员数量及其它情况的变化进行多档次、多模式的微调[4]，从而达到设定的最佳值，使得用户有一个良好的乘车环境。1.2混合电动汽车空调研究现状及发展动态汽车空调系统可分为独立式空调系统和非独立式空调系统。非独立式空调系统是指空调所需的动力和驱动汽车的动力都来自同一发动机或电机；独立式空调系统是指空调所需的动力和驱动汽车的动力来自不同的发动机或电机。对于传统汽车而言，非

4、独立式空调系统振动小，噪声小，节约空间，在传统汽车上应用较广，所以国内大多数空调系统为非独立式空调系统[6]。另一方面，若采用非独立式空调系统，会严重影响整车动力性，所以国内外应用较多的依然是独立式空调系统。混合电动汽车上的独立式空调系统多为电池驱动，它与传统汽车非独立式空调结构、性能对比如图1.1、表1.1所示[7]。电动汽车独立式空调一般分为不耗电式、热电式和热泵式三种。电动汽车由于受到电池容量的限制，为了提高电动车动力性及增加续航里程，早期的空调一般采用不耗电式空调方案，其加热装置采用小型燃油装置。这种方案仅能

5、满足乘客对供暖的需求，但却对环境造成污染，这与电动车节能环保的理念相悖。而另一种不消耗电池电能的方案是在给汽车电池充电的同时为汽车降温或供暖[8]，但这种方法，在汽车行驶时空调效果会迅速下降，制冷和制热效果并不好，因此仅适用于开发行驶里程短的电动车。.2自动空调系统总体方案2.1自动空调系统设计原则根据目标车型的项目开发计划，明确目标车型设计平台，从而确定目标车型的原手动空调系统为本课题系统设计参考平台。在设计中将最大限度采用目标车型原空调系统成熟的典型结构，在其基础上推广创新，研究自动空调的控制结构，这样将会大大降

6、低研发成本及缩短研发时间。根据2.1.1小节开发项目参考平台的确定，选择目标车型主要为混合电动城市客车。这要求空调系统具有良好的舒适性、较低的油耗及较高的可靠性等。同时要保证目标车型的空调系统必须保证高温干燥、高温高湿、低温等多种气候环境下的正常运行，例如在-30℃～45℃室外环境下，要保障车内乘员使用空调能使达到舒适性的要求。根据汽车空调系统舒适性的定义，参照同类汽车空调的试验数据，列出了空调系统设计条件[27]：..2.2空调系统驱动方案设计汽车自动空调包括通风、制冷和制热三大功能。通风是通过循环方式和风机实现，

7、制冷和制热工作原理是通过热交换来调节车室内的温度。制冷系统采用循环压缩蒸气制冷方法，液态冷媒在蒸发器中吸热汽化，而吸收的热量能通过冷凝器释放到车外。制热系统采用PTC陶瓷发热体制成的暖风机，以所形成的热风进行对流式传热，从而实现制热。空调系统工作原理如图2.1所示。通过空调系统原理图可知驱动方式直接影响到压缩机的工作，而压缩机又关系到空调的制冷功能，所以研究空调的驱动，压缩机的类型及制冷方式是十分有必要的。压缩机驱动方式分为机械式和电动式。下面就两种工作方式展开论述：在这种驱动方案中，蓄电池输出的电能通过压缩机电机转

8、化为机械能，然后再由机械能驱动机械压缩机工作。如图2.2所示。所应用到的压缩机电机又分为独立式和非独立式。独立式电机是指压缩机由单独的电机驱动，压缩机的运转对驱动电机影响较小；非独立式电机是指压缩机没有单独的电机驱动，是由驱动电机通过皮带轮带动，驱动电机转矩有限，压缩机的运转会影响到整车性能且压缩机转速、排量受驱动电机限制，不能有效制冷。电动压