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氨工质电动汽车空调系统及其控制策略研究
| 论文题名： | 氨工质电动汽车空调系统及其控制策略研究 |
| 关键词： | 电动汽车;汽车空调;控制策略;氨制冷剂 |
| 摘要： | 2006年欧盟通过了《汽车空调系统指令》，《指令》中规定，从2011年开始，所有在欧洲销售的新款汽车都必须使用GWP值低于150的制冷剂，而等到2017年，所有在欧洲销售的汽车都要使用低GWP值的制冷剂。当前汽车空调系统中普遍采用的R134a制冷剂，其GWP值高达1430，远远超出了欧盟规定值，即将被淘汰，然而采用何种制冷剂来替代 R134a却还未明确。目前世界范围内主要对R1234yf、C02和R152a等几种潜在制冷剂进行了研究和探讨。但研究发现，这几种制冷剂并不是 R134a的理想替代制冷剂。鉴于此，本文提出将氨这种天然制冷剂应用到电动汽车空调上，作为 R134a的替代制冷剂。选择应用到电动汽车空调上，主要是考虑电动汽车本身没有燃油系统，使用氨制冷剂时更加安全可靠。基于此，本文研究设计了氨工质电动汽车空调系统。 当前，电动汽车空调系统控制策略大多采用模糊控制，但模糊控制过度依赖于控制规则库的精确制定。而对于电动汽车而言，人们掌握的控制经验和专家知识十分有限，往往难以建立精确的模糊控制规则库，这将导致控制精度不高，动态品质较差。鉴于此，本文提出将前馈模糊控制策略应用到电动汽车空调系统的温度控制上。 本文的研究内容及主要成果如下： ①对氨、R1234yf、C02、R152a等几种低GWP值制冷剂做了对比研究，研究发现：氨有更优的节能环保性，且来源广泛、价格低廉，可以作为 R134a的替代制冷剂应用到汽车空调上。 ②对氨工质电动汽车空调系统及其部件做了详细的研究设计和论证，并对其理论COP进行了计算，经计算得其理论COP为4.09。 ③研究设计了氨工质电动汽车空调系统前馈模糊控制策略。在模糊控制中，温度偏差和温度偏差变化率作为输入量，压缩机转速修正值作为输出量，根据模糊控制原理制定出了25条控制规则。前馈控制中，对扰动热负荷进行了研究分析，发现：扰动热负荷与车速、舱室外温度、舱室内温度、到达地面的太阳直射辐射强度、时间、计算地点经度、计算地点纬度、计算日在一年中的顺序数、车辆行驶方向、乘员数目、电机舱温度、舱室外相对湿度、舱室内相对湿度有关。 ④在 Matlab/simulink中对扰动热负荷进行了仿真研究。研究发现：重庆地区汽车空调扰动热负荷在一天中先增大，后减小，大约在13点30分时达到最大值，约为3550w；随着乘员数目、车速、室外空气相对湿度的增大扰动热负荷也增大；车辆行驶方向从正南逐渐变化为正东方向的过程中，扰动热负荷呈递减趋势。 ⑤在 Matlab/simulink中对前馈模糊控制策略进行了仿真研究。仿真结果表明前馈模糊控制策略能实现乘员舱温度的精确控制。 |
| 作者： | 谭文林 |
| 专业： | 动力工程及工程热物理 |
| 导师： | 李夔宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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