基于matlab的汽车乘员舱热负荷建模及仿真.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.12.047基于matlab的汽车乘员舱热负荷建模及仿真李建民，吴柳燕，尤宝锋（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230022）摘要：文章介绍了使用matlab的Simscape模块建立汽车乘员舱热负荷瞬态模型的基本结构。所建模型可通过输入不同制热量和制冷量来模拟汽车空调不同控制状态下的乘员舱热负荷。关键词：乘员舱；热负荷；瞬态模型中图分类号：U467.3文献标识码：A文章编号：1671-7988(2017)12-142-03ModelingandSimulationofheatloadofautomobi

2、lecabinbasedonMATLABLiJianmin,WuLiuyan,YouBaofeng(AnhuiJianghuaiAutomobileCo.,Ltd.,AnhuiHefei230022)Abstract:Inthispaper,thebasicstructureofthethermalloadtransientmodeloftheautomobilecabinisestablishedbyusingtheSimscapemoduleofmatlab.Themodelcanbeusedtosimulatetheheatloadofthecabinunderdi

3、fferentcontrolconditionsoftheautomobileairconditionerbyinputtingdifferentheatandcoolingcapacity.Keywords:automobilecabin;thermalload;transientmodelCLCNO.:U467.3DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2017)12-142-03气均划分为11个气团，分别为前挡风玻璃气团、前门玻璃表前言面气团、前座上部气团、前座中部气团、前座底部气团、后门表面气团、后座上部气团、后座中部气团、后座底部气团

4、、近年来，随着仿真技术的不断成熟，尤其是matlab模型尾部气团及尾门表面气团。用气团之间的对流传质以及气团凭借其较高的准确性、较好的可扩展性而被广泛应用于汽车与车座、车内包络面之间的对流换热来建立车内的热负荷瞬设计中。汽车乘员舱（以下简称乘舱）热负荷状态作为汽车态模型。图1是气团之间对流传质以及气团与车座之间对流空调设计的重要参考因素，通常采用常规计算和实车测定来换热的原理图。得到。常规计算时，为简化计算，一般仅考虑影响较大的环境参数，所得结果误差较大。实车测量时，工作量和数据量较大，可读性较差。而仿真模型则兼顾了准确性和可读性两方面。采用matlab建立仿真模型，已成

5、为整车热负荷状态计算的重要手段。1建模基本原理本文使用matlab的Simscape模块建立乘舱的热力瞬态图1气团之间对流传质以及气团与车座之间对流换热的原理图模型，模型中将乘舱对称分为左右两部分，左侧与右侧的空采用simscape中相应的模块分别表示气团，玻璃，车座作者简介：李建民，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司。以及对流传质过程，搭建初始的车内热负荷模型如下图：143汽车实用技术2017年第12期方位角，太阳偏向车辆左侧时为正，右侧为负。天空散射辐射：其中I-sca是水平面上的天空散射辐射地面反射的太阳辐射其中ρ是地面发射率，一般取为0.22）车外表面吸收的太阳辐

6、射图2其中S是外表面面积，α是外表面吸收率，ε是外表面发2自定义模块射率3）车外空气综合温度：由于太阳辐射的原因，车体外表Simscape自带的模块并不能满足乘舱热负荷建模的要面的空气温度提高，不能简单用环境温度代替。求，因此需要采用simscape语言自定义一些模块。2.1环境模块模型中汽车空调的热风/冷风从出风口进入乘舱，从车尾其中T-atm是环境温度，ρ是车体外壁的吸收率，αw是车离开乘舱进入环境。Simscape自带的环境参考模块默认温度体外侧对流换热系数，ε是车外表面的长波辐射系数，约为为20℃，因此需要修改环境参考模块使其能够设定环境温0.98，△R是车外表面

7、向外界发射的长波辐射和由天空及周度。围物体外表面的长波辐射之差，对于车顶一般取3.5~42.2出风口模块℃，而车底则由地面长波辐射与车底长波辐射之差来计算△Simscape自带的风量模块的出风温度和出风量为常量，R，其他车外平面取0。但汽车实际的出风温度和出风量不断变化。自定义的出风口4）车内部件收到的辐射模块可以从matlab的workspace中读取随时间变化的出风温仪表板收到的辐射：度和出风量。出风量模块如图所示，图3中分别从workspace中读取温度和流量值传递到风量模块，从而设定出风温度和其中ω是仪表板收到的辐射占