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纯电动汽车内分区加热方式的热舒适性研究
| 论文题名： | 纯电动汽车内分区加热方式的热舒适性研究 |
| 关键词： | 纯电动汽车;分区加热;热舒适性;气流组织 |
| 摘要： | 随着社会的经济发展和人们环保理念的提高，纯电动汽车成为更多人的出行选择，但冬季纯电动汽车内使用空凋采暖会使续航里程降低20.1%~56.4%，尤其当汽车内仅有驾驶员一人时，开启传统空调会带来很大的浪费。故如何在不牺牲车内人员的热舒适前提下，降低纯电动汽车冬季的采暖能耗，是目前研究重点的问题之一。 研究发现个性化采暖可以很好地平衡舒适与节能，本文在国内外对于个性化采暖和乘员热舒适的相关文献基础上，提出在纯电动汽车内采用分区加热的采暖方式，即将车内空间分隔为两部分，将人体易冷的下半身放在被加热的小空间里，人体相对耐冷的上半身利用小空间里产生的热空气以自然对流的形式加热，而车内其它空间，则可以保持相对较低的温度，并通过实验和仿真模拟对车内人员的热舒适性和节能潜力进行了研究，主要内容如下： 根据目前对热舒适的研究和上海冬季车外环境温度范围进行了实验方案的设计，即选取车外温度作为唯一变量，分别在车外温度为2、4、6、8、10、12℃时对纯电动汽车内使用分区加热采暖方式的实验人员的体表温度和周围环境参数的变化实时监测，并每隔5min对实验人员的局部和整体的热感觉和热舒适情况进行问卷调查。根据实验所得的问卷调查结果和对人体脚部和腿部的当量温度计算得出，在不开启空调时，采用分区加热的采暖方式可以在所有车外温度工况下显著提高人体局部和整体的热舒适和热感觉，使人体达到舒适的状态，且对比个性化采暖设备和传统汽车空调的采暖能耗，节能率在不考虑新风时最高可达76%，考虑新风时最高可达75%。 计算流体力学在汽车气流组织分析领域应用较为广泛，本文使用ICEM软件按照1:1的比例建立汽车内部流场模型并加入假人模型，并进行网格划分，同时通过实验测得数据对该模型进行有效性验证，在不同加热功率和进风温度下对车内流场进行数值计算，得到了不同工况下的驾驶员周围的温度场和速度场，并利用当量温度作为人体的热舒适的评价标准，分析人体的热舒适情况，同时对比了该采暖方式和传统汽车空调的耗能情况，分析该采暖方式的节能潜力。 本文对于纯电动汽车个性化采暖、乘员热舒适评价方法和车内热环境的研究，解决了目前汽车领域的一些共性问题，为纯电动汽车的个性化采暖研究和热舒适评价提供了一条新思路，具有良好的理论和工程应用价值。 |
| 作者： | 范华玉 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 赵敬德 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东华大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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