纯电动汽车空调系统仿真及控制算法优化

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1、中北大学学位论文摘要随着人们越来越多的关注的资源和环境，汽车工业逐渐向低碳和低排放的方向发展。纯电动汽车具有能源消耗少，无尾气排放，噪声低等优点，逐渐受到人们的重视。但由于其能量只能由蓄电池提供，因此要求车上各系统具有较高的能效。空调系统作为汽车中的第二大耗能设备，其效率的高低会影响整车性能和续航里程，因此通过建立电动汽车空调模型，开发较节能的控制算法具有十分重要的现实意义。本文以纯电动汽车空调系统为研究对象，进行了某型号电动公交车空调系统的匹配，确立了空调驱动方案、制冷剂类型、压缩机类型及关键数据。对空调系统的传统开关控制方法进行了优化，提出使用

2、模糊—PID复合控制方法进行变频控制。建立了电动空调系统压缩机模型、车室热负荷模型、热交换模型、控制器模型以及温度计算模块。其中车室热负荷模型采用准稳态传热方法建立，热交换模型模拟了空调主要热力学过程。对基于ADVISOR的电动汽车整车模型进行了二次开发。设计了实车实验的数据采集程序。最后通过实车实验与仿真结果的对比表明同等运行条件下，所建电动空调系统获得的实时车室温度值与实际值接近，符合空调实际运行状态；对模糊—PID复合控制方法和传统控制方法进行了仿真比较，结果表明模糊—PID复合控制方法控制结果更为准确，空调功耗更小，实现了对空调控制算法的优

3、化。关键词：模糊—PID，电动汽车，电动空调，ADVISOR，建模中北大学学位论文AbstractWiththeincreasingattentiontotheenvironmentandresources,theautomotiveindustryisgraduallyaimingtothelowcarbonandlowemissiondirection.Pureelectricvehicleisthoughthighlyofforitslessenergyconsumpation,noexhausegasandlownoise.Asitsonl

4、yenergysourceisbattery,eachsystemofEVshouldhavethehighenergyefficiency.Airconditioningsystemisthesecondlargeenegyconsumptionpartofvehicle,thepowerofitwillgreatlyaffecttheperformanceandtherangeofEV.ItisofgreatimportanttoestablishtheEVairconditioningsystemmodelanddevelopamoreene

5、rgysavingcontrolalgorithm.Thispapertakespureelectricvehicleairconditioningsystemastheresearchobject,thematchingofatypeoftheelectricbusairconditioningsystemismade.Thedrivescheme,compressortypes,keydataandappropriaterefrigerantsforACarealsoestablished.Theoptimizationoftheaircond

6、itioningsystemcontrollingalgorithmisachievedbyputtingforwardacompositecontrollingmethodusingfuzzyandPIDtheoryandthatisafrequencyconversioncontrol.Setupelectricairconditioningsystemcompressormodel,compartmentheatloadmodel,heattransfermodel,roomtemperaturecontrollermodelandcalcu

7、lationmodule.Thecompartmentheatloadmodelisbuiltbyquasi-steady-statemethodandtheheattransfermodelsimulatedthethermodynamicsprocess.MakeasecondarydevelopmentofEVmodelestablishedinADVISOR.Thedesignofrealvehicletestdatacollectionproceduresismade.Atlast,bycontrastingtherealvehiclee

8、xperimentandthesimulationresultwecanseetheelectricairconditio