混合工质电动汽车空调全生命周期气候性能分析

空调作为整车系统中环境调控的关键子系统,其全生命周期的碳排放对于电动汽车的环保和排放要求至关重要。本文结合汽车空调系统全生命周期气候性能LCCP模型及相关数据,对全国各省份电动汽车空调系统的LCCP情况进行分析,同时对两种不同制热方案以及不同电力碳强度下的LCCP进行了比较分析。结果表明,RE170/R134a低GWP混合工质(二甲醚与R134a质量分数比90∶10)替换后电动汽车空调LCCP值降低了11.2%~28.1%,而采用热泵替换PTC电加热器后电动汽车空调LCCP值降低了0~33.1%,此外,随着未来我国电力碳强度与电动汽车保有量的变化,至2035年单辆车的LCCP值将会下降31.7%~39.3%,而全国整体电动汽车LCCP值将大幅上升。

汽车空调风道性能定量评价与结构优化

针对汽车空调风道压力损失大、出口风速不均匀、常用的CFD优化仿真方法存在因网格重复划分和几何模型重修而导致的效率低下问题,提出一种速度均匀性系数的定量评价方法,并在气流分离严重的管道位置创建了网格变形参数,形成了基于Isight的Sculptor网格变形和STAR-CCM+技术的集成优化方法,实现了空调风道的自动优化。对比分析结果表明:采用出风口速度均匀性系数和自动优化技术,在各出风口出风量不变的前提下,风道压力损失降低了26%~34%,出风口速度均匀性系数提高了16%~33%,优化效率大幅提升。

回热器对CO_(2)驻车空调系统制热性能影响的研究

为了提升驻车空调的制热性能,搭建了一套带回热器的跨临界CO_(2)驻车空调系统,在焓差室中实验研究了有无回热器时气冷器出口温度与排气压力对系统的性能影响。结果表明:在排气压力分别为8.5、9.0、9.5 MPa时,气冷器出口温度从20℃升高至35℃时,制热COP_(h)降低幅度分别为29.7%、19.9%、16.4%;系统使用回热器后最优排气压力下降,下降幅度分别为4.4%、6.1%,对应的最大COP_(h)增加幅度分别为3.2%、3.7%。通过曲面拟合得到了系统使用回热器时提升制热性能的排气压力与气冷器出口温度关联式,该式对回热器在跨临界CO_(2)驻车空调系统制热模式下的实际应用有一定指导意义。

风量对纯电动汽车低温热泵空调系统结融霜的影响

纯电动汽车在低温制热环境下出现结霜快、难除霜的问题,可导致汽车空调系统运行性能下降,提出采用准双级压缩技术的纯电动汽车低温热泵空调系统的实验装置,使用新型制冷剂R1234yf,在中压补气方式下,分析不同风量对系统制热性能与结霜的影响,并分析在逆循环除霜法下不同风量的融霜效果。结果显示:在车外环境温度为1℃、车外相对湿度为70%、主阀和补阀的过热度分别为5 K和10 K的条件下,车内风机送风量为80%时,蒸发温度由0.46℃下降到-22.55℃,制热量降低42.2%,COP降低28.8%,结霜时间和融霜时间分别比60%风量时减少4.85%和8.82%;车内风机送风量为100%时,蒸发温度由-0.26℃下降到-23.55℃,制热量降低42.8%,COP降低26.8%,结霜时间和融霜时间分别比60%风量时减少7.77%和13.24%。

汽车空调涡旋压缩机排气孔优化研究

针对汽车空调涡旋压缩机排气孔处气体流动变化产生的流动损失问题,对排气孔结构进行优化,以期降低流动损失并提高排气压力。通过三维动网格模型对不同排气孔结构的涡旋压缩机排气过程进行瞬态仿真,发现腰果形排气孔更大的截面积使其拥有更好的开启特性,可有效降低排气损失,提高排气稳定性。在对腰果形排气孔采取进一步扩压式优化后,发现其可以更加有效地降低排气速度并提高排气压力。

电动车废热辅助空调系统的研究

针对目前电动车空调存在的节能性和低温适应性等问题,提出了一种电动车废热辅助热泵空调系统。该系统将多变频器协调控制技术、双级压缩循环技术、废热辅助热泵技术有机融合,通过仿真分析研究系统在不同运行状态下的系统性能。仿真结果表明:协调调节低压级压缩机和风扇电机的频率,可实现系统制冷/制热量和能效比的优化控制;合理设置单双级压缩的温度切换点,能提升制热性能、保证系统在低温工况下的可靠运行;利用废热辅助空气源热泵技术,能实现系统的节能。研究结果为减小空调系统对电动车续航里程的影响、推动电动车的普及提供了参考。

汽车空调控制策略与算法综述

文章对汽车热管理系统中空调的控制算法进行概述,对PID、模糊PID、带前馈反馈的控制算法以及模型预测控制算法(MPC)等控制理论在汽车空调中的应用进行介绍,并对不同控制算法在汽车空调中的优点和缺点进行分析,也对控制算法在应用层面上还存在的问题进行总结。与传统的机械式元器件相比,电子化的元器件在结合智能的控制算法后,能大大提高系统的节能水平和控制的准确性。最后,结合当前新能源汽车的发展方向,得出汽车空调系统中控制算法和电子元器件协同发展对节能和智能化的重要意义。

某纯电车型空调PTC不制热故障分析与改进

为分析电动汽车空调系统不制热故障原因,以某车企收到的4S店空调故障案例为例,使用质量管理工程师常用的检测方法和仪器对加热零部件进行分析与诊断,结果表明是由于软件问题导致熔断器开路,造成空调故障,提出对软件控制的临界值进行改进的故障排除建议。

汽车乘员舱空调热舒适测试与评价方法

在节约能源的前提下,优化乘员舱热环境、提升驾乘人员舒适性是汽车热管理的研究重点之一。随着电动汽车市场占有率的增长,乘员舱热舒适受到了更多的关注。本文综述了汽车乘员舱环境热舒适评价方法。首先,阐述了乘员舱热环境的瞬态非均匀特征及其与人员热舒适的关联。其次,介绍了多种热舒适模型的原理,包括PMV-PPD模型、等效均匀温度(EHT)模型、多节点多节段热舒适模型,并从模型输入/输出参数对汽车乘员舱热舒适评价的适用性等方面进行了对比分析。再次,介绍了乘员舱热环境测试及仿真方法,着重对比了暖体假人和空调假人在乘员舱热环境评价中的适用性。最后,基于本文所提出的评价方法,使用空调假人开展实车测试,对乘员舱环境热舒适进行了评价。

汽车乘员舱个性化热舒适智能空调决策系统设计

为了进一步提高汽车乘员舱空调系统的智能化和舒适性水平,本文提出了一种基于热舒适理论的个性化智能空调决策系统设计方案。首先,针对汽车乘员舱改进了基于PMV(predicted mean vote)和PPD(predicted percentage of dissatisfaction)理论的热舒适性计算方法;进一步,利用人体画像技术实现了乘员舱驾乘人员的热舒适性特征提取,并在专家经验知识的基础上构建了具有理论计算依据的乘员舱热舒适数据集;然后,利用机器学习算法搭建了个性化热舒适空调系统随机森林决策模型,以此满足个性化热舒适智能决策需求;最后,给出了完整的系统框架和设计。测试结果显示所提出的系统模型决策准确率在90%以上,实车测试结果表明:本文系统能够识别驾乘人员特征,实时进行个性化热舒适性参数推荐,验证了本研究决策方法的有效性和实用价值。

基于模糊比例积分控制的商用车驻车空调控制器设计

驻车空调控制系统是一个非线性、强耦合复杂控制系统,传统驻车空调控制系统存在调节时间长、控制精度低、能耗高等问题,难以满足不同环境下的控制需求。基于模糊比例积分控制,设计了商用车驻车空调控制器。通过AMEsim软件建模分析,针对驻车空调的主要可控部件蒸发风机、冷凝风机、压缩机设计了各自独立的模糊比例积分控制器。采用AMEsim软件和MATLAB软件Simulink模块联合仿真,搭建驻车空调控制系统模型,并对传统比例积分控制和模糊比例积分控制进行对比。仿真结果表明,模糊比例积分控制相较于传统比例积分控制,在温度控制方面具有更高的控制精度和动态性能,调节时间明显缩短,无超调,同时还具有更高的能效比。

负氧离子技术在汽车布置上的应用研究

近些年,空气质量状况得到了人们的广泛关注和重视。有调研结果显示,汽车车内空间是一个空气质量状况相当恶劣的场所之一,而人们使用汽车已经变得越来越普遍,这就对汽车内的空气质量提出了更多更高的要求。首先,文章介绍了负氧离子技术的作用和原理,特别是对负氧离子技术在汽车内的布置应用进行了研究分析;其次,主要是在车内不同位置布置不同数量的负氧离子发生器,并测试空调出风口和驾乘人员头部区域的负氧离子数量,以此获得负氧离子净化效果与布置位置及数量的关系;最后,测试在选用不同的空调风量和模式的情况下,空调出风口和驾乘人员头部区域的负氧离子数量,可以获得负氧离子浓度与空调风量及模式的关系。研究结果表明,负氧离子发生器布置在空调吹面出风口时,可以带来较好的车内空气质量净化效果,而使用较大风量吹面则会带来较高浓度的负氧离子。该研究结果为负氧离子技术在汽车内的布置应用提供了依据,具有一定的实用价值。

基于CANoe搭建的空调系统服务测试方法

文章主要阐述一种基于Vector总线搭建的仿真测试方法,利用CANoe工具搭建仿真测试环境,对SOA架构开发下的空调系统进行功能服务测试,以便能提高测试效率,缩减开发周期和成本。

电动车空调内外循环风门模糊控制研究

电动车空调内外循环风门控制对乘客舱防雾、空气清新度、空调能耗等多个方面有重要影响,但是内外循环风门控制难以建立精确的数学模型。文章采用模糊控制方法,将起雾风险、CO_(2)浓度、空调负荷作为输入,将内外循环风门开度作为输出,采用高斯型函数,利用MATLAB Simulink软件建立模糊控制器,并基于Simscape软件搭建汽车空调仿真模型。经过仿真验证,内外循环风门模糊控制方法可以在乘客舱防雾、空气清新度、空调能耗等多方面都有很好的控制效果,相比固定比例外循环控制,模糊控制综合评分最高,综合性能表现最好。

汽车空调管路随机振动强度分析及其改进

针对某款乘用车路试期间空调管路焊缝附近发生断裂的问题,在预应力模态分析的基础上对其进行了随机振动有限元分析,发现其强度薄弱部位与路试断裂部位一致,采用增大焊缝圆角尺寸的方法对管路与接头处焊缝尺寸进行优化,再次对其进行随机振动有限元分析。结果表明,断裂焊缝处三个振动方向的最大应力分别降低了9.8%、29.5%、45.2%,最大应力由112.1 MPa降低至86.1 MPa,低于其材料屈服极限,满足强度要求。研究为汽车空调管路随机振动有限元分析与焊接结构强度优化提供参考依据。

弹簧及橡胶组合脚垫隔振系统在房车空调中的应用

空调系统在运转过程中,压缩机作为振动源,一方面会直接向外辐射噪声,另一方面以弹性波的形式通过与压缩机相连的结构(压缩机底脚脚垫、吸排气管管路)向外传播振动,并在传播的过程中向外传播噪声。振动是造成空调管路系统结构损坏和寿命降低的主要原因,同时机械结构的振动会向外辐射噪声,是造成空调运行过程中噪声大、音质差的主要原因。

电动汽车自动空调控制策略研究

针对电动汽车自动空调系统普遍存在舒适性差、能耗高的缺点,本文提出了一种基于拟合因子的自动空调智能控制算法。该算法通过车内外环境温度与设定温度拟合出目标出风口温度,结合不同出风模式、风量大小确定目标蒸发器温度或目标PTC温度,通过PID控制调节压缩机的转速或PTC功率,从而控制蒸发器或暖风芯体温度,使车内温度快速平稳在用户设定的温度误差范围之内。实验结果表明,应用该智能控制策略的空调系统具有响应速度快,稳态误差小等特点,具有较强的实用性。

一种汽车空调制冷剂及冷冻机油存储测控装置的设计

制冷剂和冷冻机油是影响汽车空调制冷效果的关键因素。基于此,设计了一款汽车空调制冷剂及冷冻机油存储测控装置,该装置安装在汽车空调管路中,能储存较多的制冷剂及冷冻机油,可以为空调自动补充制冷剂及冷冻机油。当汽车空调长时间运行导致制冷剂泄漏时,通过传感器检测空调管路制冷剂缺失情况,并适时将系统内部储存的制冷剂释放到空调管路中;当系统检测到制冷管路中缺少冷冻机油时,系统可以释放出一部分冷冻机油。通过几种车型制冷剂及冷冻机油补充试验发现,当制冷剂及冷冻机油添加适当时,汽车空调制冷效果较佳。证明所设计的装置可以及时自动地补充适量的制冷剂及冷冻机油,使汽车空调长期保持最佳运行状态,延长了汽车空调使用寿命,减少了维修成本,具有较大实用价值。

城市客车铝合金风道水蒸气凝聚的CFD仿真方法

建立水蒸气凝聚的仿真流程,并基于CFD软件进行某城市客车铝合金风道的共轭温度场仿真,同时评估铝箔隔热棉对城市客车铝合金风道盖板水蒸气凝聚的影响。

汽车空调系统生产过程检漏能力提升

汽车空调系统运行中,管路的微小泄漏会导致制冷剂缺失,进而影响空调系统的制冷效果。迫切需要提升生产过程的检漏能力,避免此类缺陷车给用户造成损害。分析了实际汽车生产过程中的制冷剂加注过程和空调系统初始化过程的制冷剂压力检测,在不追加生产设备及人力的条件下,在制冷剂加注过程运用正态分布3σ准则对加注真空检漏参数进行标准收严控制。在空调系统初始化过程中,当空调系统管路存在泄漏时,系统的压力值会存在异常,通过对压力最大、最小两参数运用正态分布3σ准则设定出监控值,将制冷剂压力异常的车辆检出。测试结果表明,通过加注真空检漏和管路压力值监控,可识别出空调系统存在微小泄漏的车辆,提升了整车生产过程的空调检漏能力。