新能源汽车空调控制系统应用研究

新能源汽车空调控制系统应用研究摘要：进入新时代，随着社会发展，我国的科学技术水平不断进步。现阶段，企业绿色可持续性发展的环保理念不断深入，再加上目前我们国家汽车行业发展速度比较快，汽车业融入了更多新能源的发展技术。在这样的时代背景之下，针对新能源汽车内部的空调控制系统进行研究和分析，有助于减少汽车的能源消耗，还能够控制好对于周围环境的污染，这对于提升能源的利用效率来说都有着重要的意义。本文主要针对新能源汽车内部的空调控制系统进行研究与分析，阐述个人观点，仅供参考。关键词：新能源；汽车空调；控制系统；研究引言作为保障汽车舒适性的有效手段空调系统是汽车发展过程中的重要构成，自诞生以来汽车空调已经历了多个发展阶段，虽然空调的整体智能化水平不断提高，但针对新能源汽车的空调智能循环控制方面的研究较少，手动控制仍然是现有车内外循环的主要切换模式。很多驾驶员在驾校学习驾驶技术时缺少对正确使用车内外循环模式的学习过程，导致日常驾驶过程时极易发生错误操作，进而造成空调制冷/热效果不佳、车内空气被污染、油耗增加等问题，为此如何设计并实现能够进行自动智能控制的空调循环系统以适应各种复杂条件研究成为领域内的一项研究重点。1新能源汽车空调制冷系统及原理新能源汽车空调与传统燃油车空调原理相同，只是在压缩机驱动方面不同而导致其组成结构有差别。传统燃油车利用其发动机动力使用机械压缩机，新能源汽车没有了发动机而选用了由动力电池提供动力的电动压缩机。新能源汽车空调制冷系统主要由纯电动汽车的压缩机、冷凝器、膨胀阀、贮液干燥器、蒸发器和控制电路组成。低压管路是从节流阀出口到压缩机入口，系统有蒸发箱、积累器和低压加注口。高压管路是从压缩机出口到节流阀入口，系统有压缩机、干燥器、冷凝器、高压加注口、节流阀和高低压开关。如图1所示。电动汽车空调系统的制冷原理是压缩机把低压、低温的气态制冷剂吸入并压缩成高温、高压的液态制冷剂，和外界空气形成温差。经过冷凝器风扇或者发动机散热器把高温高压制冷剂的热量散发至四周空气并使制冷剂降温，从而达到使车厢内降至理想温度的效果。其他一些重要零部件如干燥器是用来除去制冷剂中的水分，高压加注口是用来加制冷剂另外也可以对管路抽真空。节流阀（膨胀阀）可以使高压制冷剂节流并雾化，经蒸发箱并在鼓风机的作用下吸收车厢内的热量，使其变成低温低压的气态。图12新能源汽车空调技术发展现状在当前时代背景下,新能源汽车的市场古比在逐年增加，传统燃油车内燃机因工作时会排放尾气，对空气污染较为严重，使得溫室效应愈加明显，而新能源汽车的应用则有效解决了这一问题，使得汽车能够真正达到无污染、零排放的目的,保护了生态环境"。对于汽车来说，空调系统能够有效保障汽车内部舒适性，可以根据街求制冷或制热适当调整温度。但是新能湖汽车中的空调系统在应用时会消耗大量能源，尤其是纯电动汽车应用空调系统后会使得续航能力明显下降，在冬季该问题更加明显,因此成为当下新能源汽车领城亟需解决的问题"。目前新能源汽车正在逐步加强对一些新型空调技术的应用，热泵空调技术便是其中比较有代表性的一种。3空调控制系统的主要技术分析3.1电池余热系统在空调系统的控制这一个过程中，通过电池余热系统这样的核心技术，将燃料电池余热作为空调的能源传送点。电池余热可以减少能源使用，在一定程度上提高了新能源汽车的使用效率，还可以对能源的损失，达到一定程度上的控制作用。特别是目前我们国家新能源汽车发展的速度越来越快，新能源汽车在市场中的汽车占比也越来越高，降低新能源汽车的能量损耗，提高续航公里数，这是目前需要解决的一大难题，也是新能源汽车企业共同追求的目标。在进行空调控制系统的研究方面，对燃料电池进行良好应用，提升车辆的稳定性，在实际的应用过程中，通过燃料和氧化剂之间进行化学反应产生的能量可以一方面为空调的运行带来动力。在另一方面也可以转化为新能源汽车的使用电量。在汽车燃料电池进行供电的时候。可以大约将60%左右的能量进行有效转化，利用转化装置将剩余的余热进行重新利用，提高燃料电池的使用效率。燃料电池余热技术运用于空调控制系统，可以根据实际的情况进行科学选择。一般情况来说，在汽车中选择的方式，常见的是吸入式的制冷空调系统，对于内部的温度可以进行有效调节。整个过程处于冷水的条件下进行，降低汽车的能源消耗。这一项技术的运用，在一定程度上让空调系统的能耗降低，也提高了汽车的续航，这是目前不错的一项控制技术，广泛运用于车辆内部的温度调节工作中。3.2明确系统构成与工作原理近年来在人们生活水平有所提升的背景下对新能源汽车性能方面和驾驶的舒适度方面提出很高要求，在空调控制系统方面的需求呈现出多元化的特点，尤其是在节能减排的大环境中为保证车内空气质量的高效化控制，应重点根据人们的需求和节能减排的要求等合理设计空调循环控制的智能化系统，结合车内温度与空气质量受到空调影响的综合因素，创建完善的自动化控制模式，①完善智能化系统的架构，设计以检测设备处理器设备与执行设备组合而成的智能化控制系统，对于检测设备而言应该综合使用系统工作开关部件、车内外温度传感器部件与车内外二氧化碳浓度和一氧化碳浓度传感器部件，智能化控制系统利用中央处理器自动化进行空调的控制，同时还需在执行设备中设置车内与车外循环控制切换的开关部件、显示屏部件、报警灯和指示灯部件等，保证系统架构的完善性和优化性；②完成系统架构的设计之后还需明确系统整体的运行原理，首先，系统接通并且开启电源之后利用智能化控制系统的开关与相应的风量调节旋钮控制器设备，将信号打开接收相应的风量调节旋钮信号信息，以此为依据判定系统的开启状态。其次，系统按照具体的指令运行，利用空调压缩机设备控制开关的状态，借助温度调节旋钮明确整体控制的目标数据值，在汽车中控台的周围设置能够对车内一氧化碳物质、二氧化碳物质PM2.5物质浓度和温度进行检测的传感器设备，此类传感器可以动态化为系统的中央处理器传输所检测的温度信号与有害物质浓度信息。最后，在空调进气口位置所安装的传感器设备，能够采集车外一氧化碳物质、二氧化碳物质、PM2.5物质的浓度和温度数据值，之后传输到系统的中央处理器设备，如果是制冷状态则利用空调压缩机针对开关进行开启，进入系统化的控制模式，如果处于制热状态或是自然通风的状态，则需要借助空调压缩机设备针对开关进行关闭，确保控制模式的全方位调节和处理。从实际情况来讲，相关系统在运行的过程中车内与车外有害物质浓度与温度检测的传感器设备、风量调节旋钮部件、空调开关部件、温度调节旋钮部件、系统控制开关部件，会和PLC控制的单元相互联系，PLC控制单元按照实际的信息和指令进行空调内部和外部循环控制开关的处理，一旦遇到紧急或是异常现象就可以按照实际情况启动蜂鸣器或者是危险警告灯，同时控制单元还能和嵌入式的触摸屏之间双向操作，便于驾驶员合理进行智能化控制。3.3半导体制热（制冷）系统半导体制热系统别名温差电制热或电子制热，原理是热电偶对为其基本器件，将一只N型半导体和P型半导体接连成热电偶，直流电通上后，于接口处产生出热量和温差的转移，在电路上并联起数对半导体热点偶对，如果是制冷则为串联。这样就构成一个很典型的制热热电堆，借助热交换器等一系列传热途径，让热电堆的热端不停的细热，并且维持一定的温度，而将热电堆的冷端处于工作环境中去散发降温，这便是半导体制热的原理。半导体空调系统可以实现从零上90摄氏度到零下130摄氏度，但这并不意味这它是没有缺陷的，对于电动汽车而言，由于存在热电材料优质系数低以及制冷性能不理想等因素的影响，使得半导体制冷系统不能满足电动汽车节能高效的要求，所以该技术在未来依然会是人们研究改良的方向。3.4热泵式的空调控制技术在空调的使用中，会存在着智能和直热这样的温度调节，热泵式的空调系统，主要是针对车辆内部空调制热调节过程中的技术运用。从理论上来说，这一项技术在实际的运用时候，可以获得更高的智能效比，这也符合新能源汽车的发展理念，发展趋势。该系统的工作原理主要通过对双路空气流动的方式进行应用，并且通过隔热板做好分隔工作。在汽车外部空气进入汽车内部风道的时候，通过热泵技术进行空气加热，进一步给车内营造制热环境。在空气经过车辆门窗附近的位置将气体排出去，所以这一个过程可以让车辆内部的空气处于流通的状态，保证空气的质量，保证空气流通性，而且也能够在外界温度较低的环境中使车辆内部保持一个较高的温度。在车辆内部空气排出这一个阶段，通过车辆的门窗口排出，对于车辆门窗来说，也可以起到更好的除霜效果。利用空气循环控制系统进行车辆内部的温度控制，通过热泵式的空调控制系统，达到更好的温度控制效果。4新能源汽车检修发展措施研究4.1加强技术人员培养随着新能源汽车普及率的提高，市场需要更多的技术人员来从事新能源汽车的检修工作。为此必须重视对新能源汽车技术人员的培养，采取相关措施增加技术人员的数量，提升其专业水平，为新能源汽车的长期稳定发展提供支持。新能源汽车检修技术人员的培养可以从多个途径实现。第一，可以对传统汽车检修技术人员进行多方面考核，选拔合适的人员进行专门培训，培训内容包含了新能源汽车的基本结构原理、检修设备的使用以及诊断思路分析等等，这些人员因为原本就具备了一些专业基础，所以能够快速适应岗位需求。第二，设有汽车专业的职业院校在制定教学规划时需进行调整，将新能源汽车相关内容加入到课程中；同时加强校企合作，邀请新能源汽车企业的专家到学校开展讲座，组织专业教师到企业参观学习，培养出适应企业要求的优质人才。第三，政府机构在对退伍军人进行职业培训时，可以将新能源汽车检修设为培训内容，不断提高技术人员的数量。第四，各大中高职院校大力发展新能源汽车专业，由于新能源汽车技术含量高，大量的高科技设备用于新能源汽车，因此对于从业人员的要求也会越来越高。职业院校注重培养高素质、高技能的汽车维修人才，使其具有一定的专业理论水平、能在汽车售后服务生产过程中独挡一面解决技术、质量、业务的方面的问题。4.2加强对于新能源汽车的日常维修工作将新能源汽车的维修工作纳入到日常工作范围有利于大幅度提升新能源汽车故障维护水平，对于新能源汽车的发展而言起到重要的保障作用。首先是对于人员的培养方面，人员的培养质量直接会影响到日常的检修工作效果上面去，加大对于人才的培养力度以及建立合适的人才培养制度，有利于新能源汽车日常维修工作的顺利开展进行。在维修前，要对整体进行把控，做好必要的准备。首先查看控制器与电池组是否存在问题，能否正常运行。其次要查看真空管等输送电气的管道是否完好无损，再对控制系统进行排查，看控制系统能否对其所负责的设备进行控制。最后，要对制动系统进行检查，保证汽车能正常工作。在具体运行过程中，汽车行驶还会受到不可控因素的影响，导致新能源汽车不能正常运行。在对新能源汽车进行检修时，维修人员在工作中要不断总结经验，训练自己的反应能力，在汽车出现故障后要及时判断出哪一结构出现问题，并对其进行修理。4.3合并调试及可扩展功能在PLC上下载程序后在测试平台上完成测试过程，模拟夏季其余参数均处于正常范围时，车外温度及车内温度分别为29.1℃和46.6℃，此时控制系统能够自动开启空调并自动选择车外循环模式；模拟车辆在冬季的取暖状态其余环境参数处于正常范围时，车外温度为-2℃，车外CO浓度为4.1×106，随着车内温度逐渐升，车内CO浓度逐渐升至31.8×106，进入车内的CO浓度过高，此时控制系统能够完成空调内循环到外循环的自动转换以及强制开窗操作，并控制警报器发出鸣响提示车内成员。在实车上安装系统并测试，可同发动机ECU联网，控制系统在车内空气CO浓度过高时通过同ECU共享信号，通过ECU关闭发动机关闭从而停止排出尾气；在CO浓度达到800×106影响车内人作出报警求生动作时联接报警系统进行求助，并发送GPS信号。4.4做好软件的编程在软件编程的过程中，使用计算机系统完成编程操作任务，设置两个主程序，其中一个主程序进行系统初始化处理，检查系统的开关情况和传感器信号情况，符合标准之后才能启动系统。另外一个主程序则负责判断多种信号的优先级，以此为基础自动化进行空调内外循环开关的控制，一旦有害物质的浓度超出预先设定的指标就要利用报警器将报警信号发出，自动化打开车窗释放有害物质。在系统编程的过程中还需完善主程序部分、温度检测控制子程序部分、LED显示与无线传输的子程序部分，系统在启动以后进入到初始化的状态，检测车内外的温度数据值和有害物质数据值，同时，还能按照所接收的短信信息指令内容操作，主要的控制流程为：系统开始运行之后，初始化处理，明确是否需要中断，读取已经接收的指令信息，将空调开启读取车内外的温度和有害物质数据值，如果温度数值超出预先设定的最高数值指标就应自动化开启制冷功能，温度低于预先设定数据值最低指标就要开启制热的功能或者是将空调关闭；如果所检测的有害物质浓度数值超出了规定标准就要自动化打开车窗通风，维护车内人员的身体健康、生命安全，完成具体的操作指令任务最终将信息发送到手机移动终端。结语总的来说，在新能源汽车的发展过程中，汽车内部的空调使用情况关系到每一个用户的使用