氨工質(zhì)電動汽車空調(diào)系統(tǒng)及其控制策略研究.pdf

1、2006年歐盟通過了《汽車空調(diào)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(dāng)前汽車空調(diào)系統(tǒng)中普遍采用的R134a制冷劑，其GWP值高達(dá)1430，遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(nèi)主要對R1234yf、C02和R152a等幾種潛在制冷劑進(jìn)行了研究和探

2、討。但研究發(fā)現(xiàn)，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(yīng)用到電動汽車空調(diào)上，作為 R134a的替代制冷劑。選擇應(yīng)用到電動汽車空調(diào)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(shè)計了氨工質(zhì)電動汽車空調(diào)系統(tǒng)。
　　當(dāng)前，電動汽車空調(diào)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(jīng)驗(yàn)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(dǎo)致控制精度不高，動態(tài)品質(zhì)較差。鑒于此，本文提出將前饋模糊控制策略應(yīng)用到電動汽車空調(diào)系統(tǒng)的溫度控制上。
　　本文的研究內(nèi)容及主要成果如下：
　　①對氨、R1234yf、C02、R152a等幾種低GWP值制冷劑做了對比研究，研究發(fā)現(xiàn)：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(yīng)用到汽車空調(diào)上。
　　②對氨工質(zhì)電動汽車空調(diào)系統(tǒng)及其部件做了詳細(xì)的研

4、究設(shè)計和論證，并對其理論COP進(jìn)行了計算，經(jīng)計算得其理論COP為4.09。
　　③研究設(shè)計了氨工質(zhì)電動汽車空調(diào)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(jī)轉(zhuǎn)速修正值作為輸出量，根據(jù)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(fù)荷進(jìn)行了研究分析，發(fā)現(xiàn)：擾動熱負(fù)荷與車速、艙室外溫度、艙室內(nèi)溫度、到達(dá)地面的太陽直射輻射強(qiáng)度、時間、計算地點(diǎn)經(jīng)度、計算地點(diǎn)緯度、計算日在一年中的順序數(shù)、車輛行駛方

5、向、乘員數(shù)目、電機(jī)艙溫度、艙室外相對濕度、艙室內(nèi)相對濕度有關(guān)。
　?、茉?Matlab/simulink中對擾動熱負(fù)荷進(jìn)行了仿真研究。研究發(fā)現(xiàn)：重慶地區(qū)汽車空調(diào)擾動熱負(fù)荷在一天中先增大，后減小，大約在13點(diǎn)30分時達(dá)到最大值，約為3550w；隨著乘員數(shù)目、車速、室外空氣相對濕度的增大擾動熱負(fù)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(fù)荷呈遞減趨勢。
　?、菰?Matlab/simulink中對前饋模糊控制