氨工質電動汽車空調系統(tǒng)及其控制策略研究.pdf

1、2006年歐盟通過了《汽車空調系統(tǒng)指令》，《指令》中規(guī)定，從2011年開始，所有在歐洲銷售的新款汽車都必須使用GWP值低于150的制冷劑，而等到2017年，所有在歐洲銷售的汽車都要使用低GWP值的制冷劑。當前汽車空調系統(tǒng)中普遍采用的R134a制冷劑，其GWP值高達1430，遠遠超出了歐盟規(guī)定值，即將被淘汰，然而采用何種制冷劑來替代 R134a卻還未明確。目前世界范圍內主要對R1234yf、C02和R152a等幾種潛在制冷劑進行了研究和探

2、討。但研究發(fā)現，這幾種制冷劑并不是 R134a的理想替代制冷劑。鑒于此，本文提出將氨這種天然制冷劑應用到電動汽車空調上，作為 R134a的替代制冷劑。選擇應用到電動汽車空調上，主要是考慮電動汽車本身沒有燃油系統(tǒng)，使用氨制冷劑時更加安全可靠?；诖?，本文研究設計了氨工質電動汽車空調系統(tǒng)。
　　當前，電動汽車空調系統(tǒng)控制策略大多采用模糊控制，但模糊控制過度依賴于控制規(guī)則庫的精確制定。而對于電動汽車而言，人們掌握的控制經驗和專家知識十分

3、有限，往往難以建立精確的模糊控制規(guī)則庫，這將導致控制精度不高，動態(tài)品質較差。鑒于此，本文提出將前饋模糊控制策略應用到電動汽車空調系統(tǒng)的溫度控制上。
　　本文的研究內容及主要成果如下：
　?、賹Π?、R1234yf、C02、R152a等幾種低GWP值制冷劑做了對比研究，研究發(fā)現：氨有更優(yōu)的節(jié)能環(huán)保性，且來源廣泛、價格低廉，可以作為 R134a的替代制冷劑應用到汽車空調上。
　?、趯Π惫べ|電動汽車空調系統(tǒng)及其部件做了詳細的研

4、究設計和論證，并對其理論COP進行了計算，經計算得其理論COP為4.09。
　?、垩芯吭O計了氨工質電動汽車空調系統(tǒng)前饋模糊控制策略。在模糊控制中，溫度偏差和溫度偏差變化率作為輸入量，壓縮機轉速修正值作為輸出量，根據模糊控制原理制定出了25條控制規(guī)則。前饋控制中，對擾動熱負荷進行了研究分析，發(fā)現：擾動熱負荷與車速、艙室外溫度、艙室內溫度、到達地面的太陽直射輻射強度、時間、計算地點經度、計算地點緯度、計算日在一年中的順序數、車輛行駛方

5、向、乘員數目、電機艙溫度、艙室外相對濕度、艙室內相對濕度有關。
　?、茉?Matlab/simulink中對擾動熱負荷進行了仿真研究。研究發(fā)現：重慶地區(qū)汽車空調擾動熱負荷在一天中先增大，后減小，大約在13點30分時達到最大值，約為3550w；隨著乘員數目、車速、室外空氣相對濕度的增大擾動熱負荷也增大；車輛行駛方向從正南逐漸變化為正東方向的過程中，擾動熱負荷呈遞減趨勢。
　?、菰?Matlab/simulink中對前饋模糊控制