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原文传递纯电动大巴空调控制系统

论文题名：	纯电动大巴空调控制系统
关键词：	电动客车;空调控制系统;PID控制;遗传算法
摘要：	面对全球变暖、化石能源枯竭等环境和资源问题，电动汽车以其能效比高、环保、无噪音等优点被认为是未来交通运输的发展方向。一方面，公交车作为公共交通工具，本身就具有节能减排的意义。电动公交车将进一步减少碳排放。纯电动客车空调能提供舒适的乘坐环境，增加乘坐公共交通工具的人数。另一方面，随着电动汽车行驶里程的增加和电池密度的增加，在充放电过程中会产生大量的热量，影响电池寿命或造成热失控。空调系统可作为冷却蓄电池的装置，并配合车辆热管理系统降低蓄电池温度。因此，对电动客车空调控制系统的研究具有重要意义。　　本文首先介绍了纯电动汽车空调系统发展的背景及意义，分析了国内外纯电动汽车空调的发展现状。提出通过使冷凝风机反转对冷凝室除尘的方法增加换热效率及通过基于遗传算法优化PID参数的方法提高制冷效率。其次，详细介绍电动大巴空调系统的原理、组成及电气件性质及参数等并对大巴空调热负荷模型进行仿真，使设计的控制系统与其匹配。再次设计面板、电控盒、电子膨胀阀控制硬件部分所需的模块包括：处理器、人机交互、AD采集、降压模块、光耦输入、继电器输出、逻辑输出、PWM输出、CAN通讯、步进电机驱动等，并绘制其原理图及PCB。第四，进行软件设计，对各模块进行软硬件调试，使模块能进行AD采集、逻辑输入、CAN通讯、PWM输出等，至此完成准备阶段，开始明确按键功能、显示界面及执行器如何执行等需求，根据这些需求设计程序框架并逐条功能实现。第五，将控制系统连接好，并给定特定的输入，使其满足通风、制冷、制热、PTC开启、除霜等条件，再通过串口读取系统运行状态及输出，进行分析及讨论。　　结果表明该控制系统可以实现空调通风、制冷、制热、自动控制、PTC辅热、制冷制热除霜、错误处理、参数查询、参数设置、反转除尘、设定参数的掉电存储等功能，并且通过遗传算法优化后的得到PID参数比人工调节的PID参数制冷效率提升4%。最后就大巴启动时空调母线电压情况进行仿真并提出其改进方法，仿真表明空调母线上串入二极管及电抗可降低驱动电机的能量回馈。本文后序将在电池热管理系统、空气消毒装置或其他过热度控制方法等方面展开研究。
作者：	梁瑞
专业：	控制工程
导师：	南余荣;钟德刚
授予学位：	硕士
授予学位单位：	浙江工业大学
学位年度：	2021