纯电动汽车空调系统仿真及控制算法优化

【摘要】：随着人们越来越多的关注的资源和环境，汽车工业逐渐向低碳和低排放的方向发展。纯电动汽车具有能源消耗少，无尾气排放，噪声低等优点，逐渐受到人们的重视。但由于其能量只能由蓄电池提供，因此要求车上各系统具有较高的能效。空调系统作为汽车中的第二大耗能设备，其效率的高低会影响整车性能和续航里程，因此通过建立电动汽车空调模型，开发较节能的控制算法具有十分重要的现实意义。 本文以纯电动汽车空调系统为研究对象，进行了某型号电动公交车空调系统的匹配，确立了空调驱动方案、制冷剂类型、压缩机类型及关键数据。对空调系统的传统开关控制方法进行了优化，提出使用模糊—PID复合控制方法进行变频控制。建立了电动空调系统压缩机模型、车室热负荷模型、热交换模型、控制器模型以及温度计算模块。其中车室热负荷模型采用准稳态传热方法建立，热交换模型模拟了空调主要热力学过程。对基于ADVISOR的电动汽车整车模型进行了二次开发。设计了实车实验的数据采集程序。 最后通过实车实验与仿真结果的对比表明同等运行条件下，所建电动空调系统获得的实时车室温度值与实际值接近，符合空调实际运行状态；对模糊—PID复合控制方法和传统控制方法进行了仿真比较，结果表明模糊—PID复合控制方法控制结果更为准确，空调功耗更小，实现了对空调控制算法的优化。 【关键词】：模糊—PID 电动汽车 电动空调 ADVISOR 建模
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U469.72;U463.851
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 本论文研究的目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状与发展前景9-17
• 1.2.1 纯电动汽车空调系统方案的研究现状9-11
• 1.2.2 压缩机的研究现状11-13
• 1.2.3 电动汽车空调系仿真方法的研究现状13-14
• 1.2.4 空调控制方法的研究现状14-16
• 1.2.5 课题主要研究内容16-17
• 第2章 纯电动汽车空调方案设计17-27
• 2.1 驱动方案设计17-19
• 2.2 制冷剂选型19-21
• 2.3 压缩机方案设计21-26
• 2.3.1 压缩机类型分析21
• 2.3.2 压缩机参数分析21-23
• 2.3.3 压缩机额定工况计算23-24
• 2.3.4 压缩机运行工况计算24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 汽车空调控制方法设计27-35
• 3.1 控制方法选型27-28
• 3.2 模糊控制28-33
• 3.2.1 模糊控制基本概念28-29
• 3.2.2 模糊推理方法29-31
• 3.2.3 电动空调模糊控制的设计31-33
• 3.3 PID 控制设计33-34
• 3.4 复合控制设计34
• 3.5 本章小结34-35
• 第4章 电动空调系统模型建立35-68
• 4.1 车室热负荷模型35-45
• 4.2 电动压缩机模型45-52
• 4.3 热交换模型52-58
• 4.4 空调控制器模型58-64
• 4.5 温度计算模型64-66
• 4.6 数据文件设计66-67
• 4.7 本章小结67-68
• 第5章 纯电动车空调实验程序设计68-76
• 5.1 实验程序原理介绍68-69
• 5.2 功能设计69-70
• 5.3 程序实现70-75
• 5.4 本章小结75-76
• 第6章 整车模型建立与实验结果分析76-91
• 6.1 ADVISOR 纯电动车模型再设计77-80
• 6.1.1 电动辅助负载模型的设计77-79
• 6.1.2 测试工况设计79-80
• 6.2 实验对比及仿真效果分析80-83
• 6.3 控制方法对比83-90
• 6.3.1 模糊控制与模糊—PID 控制比较83-85
• 6.3.2 传统控制与模糊—PID 控制比较85-90
• 6.4 本章小结90-91
• 结论91-92
• 参考文献92-95
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单95-96
• 致谢96-97

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