电动汽车空调控制器自动模型简介
新能源汽车空调控制系统
新能源汽车空调控制系统摘要：传统燃油汽车空调结构主要有:压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、储液罐、控制系统和送风及其管路系统组成。
空调压缩机主要动力来源于发动机，空调主要能耗是压缩机和冷凝器。
大家熟知传统汽车空调工作原理，这里不再介绍，这类空调共同特点是由发动机直接提供动力，消耗发动功率约为20%，且效率转化值不足40%。
如何降低能耗，提高效率一直是空调领域关注的焦点。
新能源汽车空调在结构上大体与传统汽车近似，电动汽车空调制冷系统主要由:电动压缩机、电动压缩机控制器、冷凝器、管路系统(液体管、压缩机排气管、压缩机吸气管)、室内温度传感器、室外温度传感器、阳光传感器、空调主机(蒸发器、加热器、温度风门执行器、模式风门执行器、内外循环风门、鼓风器、蒸发器温度传感器)、膨胀阀、空调控制器等零部件构成。
但是电动汽车空调系统不但要满足汽车制冷需要，还要制热。
目前电动汽车空调制热主要采用PTC加热和电热管加热的两种模式，由于系能源电动汽车动力取自电动机，能量来源与动力电池，所以多数国内车企在使用电动压缩机直接利用蓄电池供电带动其工作，虽然电动压缩机比就流行使用无刷永磁直流电动机，电子控制单元等是其结构简单，体积小、制冷效率高，但是仍然影响电动汽车的续航里程，而且制热的效率也不高。
鉴于目前新能源汽车空调现状，其明显的缺陷制约着我国新能源电动汽车的普及。
特别是北方地区，冬季车内制热可损失大约50%的续航里程。
如果我国要在全国范围内推广新能源电动汽车一些关键技术还亟需解决。
关键词：空调;新能源;汽车;控制一：新能源汽车空调系统发展趋势未来新能源汽车空调系统的发展趋势还是集中在高效控制，节能环保上来。
在空调控制方面上，传统汽车空调目前采用ECU电控系统加“变排量控制”。
在效率上有所提升。
新能源电动汽车采用电动压缩机，在电控领域我们可以借鉴家用空调的控制模式采用“变频控制”，目前各空调厂家已经研究交流变频电动压缩机，而且变频空调在技术上比较成熟，主攻方向是车内的应用。
自动空调的构造及原理
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③出风模式控制伺服电机：也叫气流方式控 制伺服电机。由空调电控单元控制，将送 风控制风挡转到相应位置，打开某个送风 通道。 当按下“自动控制”键时，空调电控单元 根据计算结果(送风温度)，在吹脸、吹脸脚 和吹脚三者之间自动改变送风方式。
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其中：TSET—设定温度, TR—车内温度, TAM—车外温度, TS —太阳辐射强度, A至E—常数。
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空调控制器根据TAO值和蒸发器温度传 感器信号，计算空气混合控制风挡的开度 （SW）。
其中：TE—蒸发器温度传感器信号, A至E—常数。
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(3)工作原理
车外温度传感器的工作原理与车内温度 传感器相同。 车外传感器一般都是安装在前保险杠内 或散热器之前，易受到环境影响，所以包 在一个注塑树脂壳内，以免对温度的突然 变化作出反应。这将使其能准确地检测到 车外的平均气温。除此之外，有些车型在 空调电脑内部有防假输入电路
(1)传感器 ①车内及车外温度传感器： 为负温度系数 热敏电阻传感器，用来感受车内及车外温 度。当温度变化时，阻值改变，向空调电 控单元ECU输送温度信号。
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②蒸发器温度传感器：检测通过蒸发器的空 气温度或者蒸发器表面的温度变化，控制 压缩机电磁离合器的结合或断开。 ③水温传感器：安装在热交换器底部的水道 上检测冷却水温度，产生信号输送给电控 单元(ECU)，控制低温时风机转速。
汽车教学网整理wwwau26com一汽丰田花冠空调电控元件位置图1压缩机和电磁离合器2发动机室接线盒3压力开关4环境温度传感器5冷凝器汽车教学网整理wwwau26com一汽丰田花冠空调电控元件位置图21仪表板接线盒2日光传感器3组合仪表4车内温度传感器5空调控制总成6空调放大器7发动机和ectecu汽车教学网整理wwwau26com2执行元件一般包括控制伺服电机风机及压缩机电磁离合器等
DFMEA-汽车空调 - 空调控制器总成
2
32
2
32
2
32
rp件验证
2 2
16 16
空调 系统 前空调控制器总成（自动） 子系统 部件 年度车型/车辆类型： 核心小组：
过程功能 潜在失效后 潜在失效模式 果 严 重 度 （S）
潜在失效模式及后果分析 （设计FMEA）
设计责任： 关键日期：
频 分 类 潜在失
要求
预防
8
控制器没有正 确的安装在仪 表板上，或按 键寿命不够。
外观造型时尚
外形不美 顾客抱怨 观
I
4
失效模式及后果分析 （设计FMEA）
编制人： FMEA日期（编制）:
FMEA编号： 页码： 第 页
共
页
(修订)
现行设计控制
探测
风 探 险 R 测 顺 P 度 序 N （D） 数
措施执行结果 建议措施 责任及目标完 成日期
采取的措施
S
O
D
RPN
样件装车 验证，更 改相应结 构 检查插接 件及线束 的接通情 况
2
3D设计改 进
为驾驶员提供方便快 捷的空调调节方式， 根据需求调节空调系 统的运行模式
操作失效 或操作困 难，不能 实现需求 模式
空调系统 不能实现 设定的功 能，客户 抱怨
8
I
插接件插接不 牢固或断路。
2
8
与周边零部件 存在干涉或者 自身变形 造型设计不好 产品外观品质 不良
2
3D设计改 进或更换 材料 2 组织评审 2 更换材料
学习情境6：电动汽车空调
3）PTC水加热器式暖风系统 PTC水加热器式暖风系统采用PTC水加热器进行取暖，该 PTC水加热器自带水温传感器、高压互锁装置、IGBT温度传感 器、电压采集、电流采集以及对应的自动保护程序。 暖风系统的工作过程是：储水壶的冷却液经电子水泵输送到 PTC水加热器，经过加热的冷却液输送到暖风芯体，经鼓风机 将暖风芯体周围的热量输送到驾驶室各出风口，暖风芯体的冷 却液经回水管回到暖风系统储水壶，然后再次进行循环，如图 6-6所示。
2、电动压缩机电路原理 电动压缩机电路原理如图6-16所示。空调继电器控制压缩 机12V低压电源，低压电源电压是空调压缩机控制器的通信信 号传输及控制功能得以正常运行的可靠保证。整车控制器VCU 通过数据总线“CANH、CANL”与空调压缩机控制器相连接， 再由压缩机控制器控制空调压缩机的高压电源线“DC+与DC”通断。高压互锁信号线在高压上电前确保整个高压系统的完 整性，使高压电处于一个封闭的环境下工作，提高安全性。
图6-16 空调电动压缩机电路原理
图6-13 PTC水加热器
பைடு நூலகம்
6.2.2 电动汽车空调的控制原理
1、控制原理 如图6-15所示，北汽EV160纯电动汽车空调系统的控制原理是整车控制器 VCU采集到空调A/C开关信号、空调压力开关信号、蒸发器温度信号、风速信 号以及环境温度信号等，经过运算处理形成控制信号，通过CAN总线传输给空 调控制器，由空调控制器控制空调压缩机高压电路的通断。
2、电动汽车空调系统组成 电动汽车的空调系统由压缩机、冷凝器、蒸发器、冷却风扇、鼓风机、 膨胀阀、储液干燥器和高低压管路附件、HV/AC总成、PTC、暖风水管、传 感器等组成。
6.1.2 电动汽车空调系统工作原理 电动汽车空调制冷系统原理如图6-3，由空调驱动器驱动
电动汽车空调原理图
电动汽车空调原理图
循环空调系统
[图片描述]：
该图显示了电动汽车空调系统的原理。
该系统由以下主要组成部分组成：
1. 压缩机：该电动压缩机通过以系统内的制冷剂作为介质，将低压制冷剂吸入，然后压缩它并提高其温度和压力。
2. 冷凝器：热高压制冷剂在冷凝器中散发热量，并逐渐冷却和凝结为高压液态制冷剂。
3. 膨胀阀：高压制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器。
膨胀阀的作用是控制制冷剂的流量和压力，并且在其通过阀门时降低其温度和压力。
4. 蒸发器：在蒸发器中，低压液态制冷剂暴露在外界空气中，并通过与空气的热交换将热量吸收，并迅速变为低温蒸汽。
5. 风扇：系统中的风扇会将外部空气引入蒸发器，并通过与低温蒸汽的热交换来冷却空气并吹送到汽车内部，以降低温度。
制冷剂在整个循环中循环流动，不断吸收和释放热量以提供冷却效果。
通过控制压缩机和膨胀阀的运行，系统可以根据需要调整温度和湿度。
电动汽车整车控制系统介绍
电动汽车整车控制系统介绍本文主要探讨纯电动汽车整车控制系统功能及研发流程。
根据用途,整个电气系统可分为动力系统、能源系统、底盘电子控制系统、照明指示系统、仪表显示系统、辅助系统、整车综合控制系统、空调系统和舒适性安全系统等子系统。
其中很多功能模块都需要和整车综合控制系统相关。
整车电气系统列出如表1所示。
整车综合控制系统根据驾驶员的操作指示(油门、刹车等),综合汽车当前的状态解释出驾驶员的意图,并根据各个单元的当前状态作出最优协调控制。
1 整车控制器系统配置整车控制器与整车其他电气系统连接如图1所示。
整车控制器通过CAN总线与电池ECU、电机ECU、电源分配ECU、ABS系统、中控门锁、仪表显示系统连接。
与其余的电气系统通过IO端口连接(也可使用CAN通讯)。
下面分别对各电气单元的功能要求分别叙述。
1.1 动力系统提供整车的动力输出,其核心是驱动电机和电机驱动ECU电机驱动ECU通过CAN总线与整车综合控制器通讯。
应能提供电机转速、转矩、功率、电压、电流、水温、工作模式等参数。
并应该能接受整车控制器发来的控制命令。
1.2 能源系统包括电池、电池管理单元和电源分配系统与整车控制器通讯的有电池管理ECU和电源分配ECU。
电池管理ECU对电池进行充放电管理及保护。
它应能提供电池组总电压、电流、单体电池电压、温度、剩余电量、电池健康状态、故障类型等信息。
电源分配ECU应能提供各个子电源的电压、电流和工作温度以及故障类型等信息。
1.3 ABS系统应能提供各个车轮的转速、液压系统状态、各个制动阀的状态以及自身的工作状态等信息1.4 中控门锁,应提供各车门状态等信息1.5 仪表显示系统,应向整车控制系统提供所显示信息的全部内容1.6 照明指示系统,可以通过CAN总线来控制,也可以通过IO来指示照明指示系统的运行状态1.7 转向助力、制动助力、变速箱需提供档位位置、液压压力、工作状态等信息可以是简单的开关量也可以用CAN总线通讯。
汽车空调自动控制算法方案
PID控制器结构
PID 控制器的控制律
()
= × + × න + ×
汽车空调制冷自动控制器设计
汽车空调制冷自动控制器设计
蒸发器温度自动控制
汽车空调制冷自动控制器设计
送风温度自动控制
汽车空调制冷自动控制器设计
车内温度自动控制
2.控制器：在自动控制系统中，控制器的设计成为控制律的设计，设指令
与反馈值的差（误差）为e，那么一般情况下，控制器输出u=f(e,t)，即控
制律是误差与时间的函数；
3.执行机构：执行机构指的是能够根据控制器的输出，从而改变流入被控
对象的物质或能量，使之能适应控制对象的负荷变化，达到控制目标；
4.被控对象：所要控制的机器、设备或者装置。把所要控制的运行参数叫
制器、基于模型的控制器。在工程中，许多被
控对象的数学模型很难获取，即使得到，其精
度也难以保证，因此，工程中最常用的控制器
为无模型控制器，主要有PID控制器、ADRC控
制器以及无模型自适应控制器。其中，PID控制
器占据了所以控制器近9成的市场。
PID控制器
PID控制器结构
P:误差的比例控制，常用Kp表示，
做被控量；
5.测量单元：检测被控量的实际，并将其转换为标准的统一信号，该信
号叫被控量的测量值。
PID控制器结构
在控制理论中，控制器种类繁多，以单
一型控制器举例，主要有PID控制器、ADRC控
制器、自适应控制器、最优控制器、模糊控制
器等等。
其中，根据是否需要被控对象精确的数
学模型，可将上述控制器分为两类，无模型控
新能源汽车电气技术(第2版)课件：新能源汽车空调系统
四、比亚迪E5空调系统
1.系统概述 该车空调系统为BC14电动压缩机自动调节空调，应用于E5纯电动型轿车。系 统主要由电动压缩机、冷凝器、HVAC总成、制冷管路、PTC，暖风水管、风道、 空调控制器等零部件组成，具有制冷、采暖、除霜除雾、通风换气四种功能。该 系统利用PTC水暖采暖，利用蒸汽压缩式制冷循环制冷，制冷剂为R410a，冷冻油 型号为POE。控制方式为按键操纵式。自动空调箱体的模式风门、冷暖混合风门 和内外循环风门都是电机控制。
三、新能源汽车空调系统的分类
4.遥控空调系统 遥控空调系统能让车辆操作人员通过智能手机应用程序或汽车密钥卡来激活空调系统。在 传统的混合动力汽车中，使用手机应用程序或汽车密钥卡遥控启动空调后，空调最长可运行 3min，这取决于动力蓄电池的荷电量（SOC）。在插电式混合动力汽车中，遥控空调最多可运 行10min，这是因为车内空间更大，所需空调运行时间更长，同时也与动力蓄电池的荷电量（ SOC）有关。。
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新能源汽车供暖系统故障分析
一、新能源汽车暖风系统的功能
汽车暖风系统是将冷空气送入热交换器，吸收某种热源的热量，提高空 气的温度，并将热空气送入车内。汽车暖风系统的功能是与蒸发器一起共同 将空气调节到使人感到舒适的温度；在寒冷的冬季向车内供暖，提高车内空 气的温度；当车窗结霜，影响驾驶人和乘客的视线，不利于行车安全时，可 通过采暖装置吹出热风来除霜。
一、空调系统组成
3.蒸发器 蒸发器的作用是汽车空调制冷系统中的另一个热交换器，作用与冷凝器相反，它 是将经过节流降压后的液态制冷剂在蒸发器内沸腾汽化，吸收蒸发器表面周围空气的 热量而使之降温，风机将冷风吹到车室内达到降温的目的。
一、空调系统组成
4.膨胀阀 膨胀阀和变频压缩机协同工作，利用它精确控制流量的功能，整体提升空调系统 的工作效率。可实时调节开阀速度、开度，相较TXV有更灵活的可控性。根据控制器 的脉冲电压信号，线圈驱动步进转子旋转。通过精密丝杆传动，转子将旋转运动转化 为阀芯的轴向直线移动。通过上述运动，阀芯在控制器的控制下调节阀体通道大小， 以实现制冷剂的设计流量。
纯电动汽车整车控制器（VCU）详细介绍
纯电动汽车整车控制器（VCU）详细介绍⼀、国外产品介绍：（1）丰⽥公司整车控制器丰⽥公司整车控制器的原理图如下图所⽰。
该车是后轮驱动，左后轮和右后轮分别由2个轮毂电机驱动。
其整车控制器接收驾驶员的操作信号和汽车的运动传感器信号，其中驾驶员的操作信号包括加速踏板信号、制动踏板信号、换档位置信号和转向⾓度信号，汽车的运动传感器信号包括横摆⾓速度信号、纵向加速信号、横向加速信号和4个车轮的转速信号。
整车控制器将这些信号经过控制策略计算，通过左右2组电机控制器和逆变器分别驱动左后轮和右后轮。
（2）⽇⽴公司整车控制器⽇⽴公司纯电动汽车整车控制器的原理图如下图所⽰。
图中电动汽车是四轮驱动结构，其中前轮由低速永磁同步电机通过差速器驱动，后轮由⾼速感应电机通过差速器驱动。
整车控制器的控制策略是在不同的⼯况下使⽤不同的电机驱动电动汽车，或者按照⼀定的扭矩分配⽐例，联合使⽤2台电机驱动电动汽车，使系统动⼒传动效率最⼤。
当电动汽车起步或爬坡时，由低速、⼤扭矩永磁同步电机驱动前轮。
当电动汽车⾼速⾏驶时，由⾼速感应电机驱动后轮。
（3）⽇产公司整车控制器⽇产聆风LEAF是5门5座纯电动轿车，搭载锂离⼦电池，续驶⾥程是160km。
采⽤200V家⽤交流电，⼤约需要8h可以将电池充满；快速充电需要10min，可提供其⾏驶50km的⽤电量。
⽇产聆风LEAF的整车控制器原理图如下图所⽰，它接收来⾃组合仪表的车速传感器和加速踏板位置传感器的电⼦信号，通过⼦控制器控制直流电压变换器DC／DC、车灯、除霜系统、空调、电机、发电机、动⼒电池、太阳能电池、再⽣制动系统。
（4）英飞凌新能源汽车VCU & HCU解决⽅案该控制器可兼容12V及24V两种供电环境，可⽤于新能源乘⽤车、商⽤车电控系统，作为整车控制器或混合动⼒控制器。
该控制器对新能源汽车动⼒链的各个环节进⾏管理、协调和监控，以提⾼整车能量利⽤效率，确保安全性和可靠性。
该整车控制器采集司机驾驶信号，通过CAN总线获得电机和电池系统的相关信息，进⾏分析和运算，通过CAN总线给出电机控制和电池管理指令，实现整车驱动控制、能量优化控制和制动回馈控制。
汽车空调调速模块原理简介
3：当控制器给模块的电压V3 变化时， V2的电压随之而变化，从而使V1变化。
Ø 功率管/MOS管 1：调速模块中关键元器件 2：G 端电压增大，导通程度变大，DS 端电压变小
精品课件
Ø 温度保险 调速 当模块内部温度到达保险本身设定的温度时，保险断开，电路中断。
精品课件
Ø 关键技术指标（常规条件下）
精品课件
调速 u根据温度保险划分 ü外置温保 不可恢复。成本低。 ü外置可恢复温保 可恢复。成本低。 ü内置温保（可恢复） 当温度到达时，MOS管内部温保断开；当温度降低时，温保恢复。 成本高。
精品课件
Ø 工作原理 1：V1+V2=12VDC; 12VDC 恒定不变
调速
2：调速模块和控制器一起工作来调节V1 的大小， 从而使电机M 转速变快或变慢。 即：V1变大时，电机转速变快，风量变大； 反之变小。
调速
ü电压调速（PLM）
常规调速模块，通过控制器给出的电压大小而调节模块的导通程度。 耗电型、控制简单。
ü脉宽调速（PWM）
新技术的调速模块，通过占空比调节控制模块的导通程度。省电、控 制复杂。
u根据散热器材料划分
ü浇铸件
散热条件好，但是耗材。制造工艺复杂，生产效率低。
ü型材件
散热条件一般、价格便宜。制造工艺简单、生产效率高。
汽车空调系统调速模块
精品课件
Ø 介绍
调速模块又称功率模块，它是安装在HVAC 总成中，靠近鼓 风电机位置。它与鼓风电机电路上串联，通过调节自身的导通程 度，控制鼓风电机的电压从而控制鼓风机的转速。它可以实现无 极调速，调速模块应用在自动空调或者电动空调系统中
精品课件
Ø 调速模块种类及特点
纯电动汽车空调系统控制电路与工作原理分析
图1 纯电动汽车空调控制电路
3.1 制冷时的控制逻辑
(1)如果PTC为开启状态，则关闭PTC输出。
(2)判断空调高低压开关信号在正常范围，VCU发送的信号有效性，温度保护信号为开状态，否则禁止。
(3)满足制冷条件后，则按车内外温度与设定温度的差值获取压缩机基本转速。
随着时间的持续空调系统压力的变化，在基本转速的基础上，根据蒸发器信号状态，以100 r/5 s速率，增加、减小或保持压缩机转速。
3.2 加热时的控制逻辑
(1)如果AC为开启状态，则关闭AC输出。
(2)判断VCU发送的信号有效性和再次确认AC输出关闭状态，否则禁止。
图3 PTC加热器总成的系统原理图图2 电动汽车空调压缩机的系统原理图。
纯电动汽车空调系统的结构和工作原理
纯电动汽车空调系统的结构和工作原理一、引言纯电动汽车空调系统是指通过电能驱动的空调系统，它在保持车内舒适的同时，减少对环境的污染和能源的消耗。
本文将介绍纯电动汽车空调系统的结构和工作原理。
二、结构纯电动汽车空调系统一般包括以下几个主要部件：1. 压缩机：负责将制冷剂压缩成高压气体，使其温度升高，以便于传热。
2. 蒸发器：将高压制冷剂蒸发成低压气体，吸收车内热量并降低车内温度。
3. 冷凝器：将蒸发后的制冷剂冷凝成液体，释放车内热量。
4. 膨胀阀：控制制冷剂流量，调节制冷效果。
5. 风扇：用于驱动空气循环，加速热交换，提高制冷效果。
6. 控制器：根据车内温度设定和环境温度等信息，控制空调系统的运行。
三、工作原理纯电动汽车空调系统的工作原理如下：1. 制冷循环过程：控制器接收到车内温度设定和环境温度等信息，根据需求启动空调系统。
然后，压缩机开始工作，将制冷剂吸入并压缩成高压气体。
高压气体经过冷凝器，通过风扇的辅助散热，释放车内热量，冷凝成液体。
接着，制冷剂经过膨胀阀，降低压力和温度，进入蒸发器。
在蒸发器中，制冷剂蒸发并吸收车内热量，降低车内温度。
最后，制冷剂再次被吸入压缩机，循环进行制冷过程。
2. 控制策略：纯电动汽车空调系统的控制策略主要包括两个方面：温度控制和能耗控制。
温度控制：控制器通过传感器实时监测车内温度，并根据设定值和环境温度等因素，调节压缩机的工作状态和制冷剂流量，以实现舒适的车内温度。
能耗控制：为了降低能耗，控制器会根据车内温度和环境温度等信息，合理调整制冷剂流量和压缩机的运行频率，以达到节能的目的。
此外，还可以利用辅助能源，如太阳能等，减少对电池的负荷。
3. 与动力系统的协调：纯电动汽车空调系统需要与动力系统进行协调，以避免对电池的过度消耗。
当电池电量较低时，空调系统会自动降低功率或者停止工作，以保证动力系统的正常运行。
同时，在电池电量充足时，空调系统可以通过预冷或预热来提前达到设定的车内温度，减少开车前的等待时间。
汽车空调控制器介绍
2009/8/31by C.H 1汽车空调控制器控制器简介2009/8/31by C.H 2文档目的通过对现有汽车空调控制器收集分解归类，从以下三个方面初步介绍汽车空调控制器。
汽车空调控制器特性及分类汽车空调控制器功能及空调系统组成汽车空调控制器构造2009/8/31by C.H3目录汽车空调简述汽车空调控制器按系统配置分类（手动机械式，电动电子式，全自动，多温区自动） 手动机械式汽车空调控制器 电动电子式汽车空调控制器 全自动汽车空调控制器 多温区自动汽车空调控制器汽车空调控制器按自身特性分类（按键风格，旋钮风格，无面板模块风格）按键风格汽车空调控制器特性 旋钮风格汽车空调控制器特性 无面板模块汽车空调控制器特性新能源汽车空调控制器介绍2009/8/31by C.H 4目录汽车空调控制器功能 汽车空调系统概述各部件与空调控制器的关系 温度风门 模式风门 循环风门 鼓风机蒸发器温度传感器 车室外温度传感器 车室内温度传感器 水箱温度传感器 日照强度传感器 压缩机汽车空调控制器构造2009/8/31by C.H 5汽车空调简述空调是空气调节器的简称。
汽车空调是空调领域中的一个分支，它是通过某种方式控制车室内空气的温度、湿度、清洁度、风速，并使其以一定速度在车室内流动和分配，为驾驶员及乘客提供舒适环境空气处理过程，也就是说汽车空调装置应具备制冷、供暖、通风、净化空气、加湿和除湿等多项功能。
1954年第一台冷暖一体化的整体式空调设备已安装在美国Nash 牌小汽车上，。
1979年，美国和日本共同推出了微机控制的空调系统，半个多世纪来，汽车空调技术的发展主要表现在追求整个空调系统的小型轻量化，减少能源消耗和实现自动控制方面。
目前全球空调都趋向于自动化，提高舒适性，高效节能方向发展。
2009/8/31by C.H 6汽车空调简述我们主要的产品面向轿车空调大多数轿车空调控制器安装在汽车仪表台中部，CD机下方。
电动汽车空调系统的建模分析与优化
电动汽车空调系统的建模分析与优化作者：韩敬贤高悦来源：《时代汽车》2019年第14期摘要：汽车空调的主要功用是通过空调的暖起、通风和制冷等方式来维持车内适于成员的环境温度、湿度。
但是电动汽车空调的运行功耗影响电池续航里程和寿命十分明显，在电动汽车的使用过程中，除了驱动电机以外，空调系统已成为电动汽车电能消耗最大的部件。
在本文中，对电动汽车、空调系统和电池特性都进行了解释和建模。
通过系统建模在不同条件下汽车空调的控制，估算电动汽车电池的使用寿命和续航里程。
此外，还阐述了空调系统的控制设计的现状和今后的发展方向。
关键词：电动汽车;空调系统;建模分析;优化1 绪论电动汽车运行过程中的零排放可以很好的解决当前日趋严重的环境问题，例如（GHG）排放，空气污染和噪音污染。
电动汽车虽然出现的很早，但是由于电池和电机技术的显著进步，电动汽车才开始走出实验室，进入百姓生活中，因此这也对电动汽车提出了新的要求。
最为紧迫的有：（1）电池的续航里程，有限的电池续航里程可能会让驾驶员对于驾驶电动汽车出行担心;（2）电池的寿命指标，也称为电池健康指标（SOH），表示与额定值相比的电池容量随着时间的推移，电池容量会降低，此外，当的电池容量降低到20%时，电池变得无用，这增加了车主电池更换的成本。
2 电动汽车驱动电机电动汽车使用电动机提供车辆行驶的牵引力。
各种不同的电动机适用于不同的电动汽车。
而且电动汽车与传统汽车形成鲜明对比是再生制动系统增加车辆的续驶里程。
再生制动系统在将汽车的动能转化为电能的同时，还代替了制动系统提供了制动力。
因此，电动机的主要功能：一方面消耗电能，转化为车辆的动能;另一方面机械能在再生制动系统下重新转化为电能。
相互转换的效率主要取决与电动机的转速以及所需扭矩。
电动汽车Nissan Leaf模型参数根据具体情况进行调整，其续航里程和动力性能可以从车辆参数获得，而动态变量如：车速、加速度和斜坡坡度可以通过advisor 2002软件进行模拟车辆行驶工况。
一种电动汽车空调系统PTC加热器控制器设计
39ELECTRONIC ENGINEERING & PRODUCT WORLD 2021.3设计应用esign & ApplicationD一种电动汽车空调系统PTC加热器控制器设计Design of PTC heater controller for air conditioning system of electric vehicle王晓辉 （奇瑞新能源汽车股份有限公司，安徽 芜湖 241000）摘 要：根据电动汽车空调系统PTC加热器特性设计控制器，采用PWM方式控制功率开关器件通断实现PTC 加热器功率的线性调节。
控制电路在高压侧，选用反激电源为辅助电源，通讯电路选用隔离CAN电路。
具备下电保持功能进行故障处理，过压、欠压和过流都具有硬件和软件双重保护功能。
功率电路均分为两路，提高了功率器件的可靠性和减小瞬态冲击电流。
通过整车搭载验证，在空调系统实现同等制热效果的条件下具备明显的节能效果。
关键词：电动汽车、空调系统、PTC加热器、控制器0 引言发展电动汽车是国家应对国际环境和能源危机的重要决策，我国大力发展电动汽车并取得显著技术成果，欧美各国从国家高度到企业层面，也已迅速调整发展战略，将汽车电动化作为未来的发展方向。
传统燃油车空调系统利用发动机热量制热，电动汽车电驱系统效率可以高达90%以上，损耗产生的热量远不足以供给空调系统制热，所以电动汽车空调系统制热使用PTC （正温度系数）加热器产生热量。
目前比较普遍的方案是使用继电器控制PTC 加热器电源通断，通过风门开度控制冷热风的风量来控制温度，此类方案能源浪费较大。
采用PWM （脉宽调制）方式控制功率开关器件通断PTC 加热器电源，实现PTC 加热器输出功率的线性控制。
本设计中PTC 加热器峰值功率5.2 kW ，输入电压范围260~410 V 。
考虑开关器件的散热需求，将功率电路均分为两路2.6 kW 。
考虑设计裕量，单路最大电流按10 A 设计，同时也有助于减小开关器件开通瞬间的峰值电流。
电动汽车空调控制器ECC控制原理简解
2024/1/6
六、软件流程
上电
1.完成CPU和相关硬件的初始化 2.将固化的嵌入式程序装载到内存中运行，如自检 3.执行正常程序
Bootloader
判断温度传感器信号 正常 判断控制面板信号
电动汽车空调控制器 ECC
控制原理简解
2024/1/6
目录
• 1 系统原理图 • 2 引脚说明 • 3 外形图预估 • 4 功能说明 • 5 故障诊断 • 6 软件流程 • 7 硬件明细示例
2024/1/6
一、系统原理图
CANH CANL K1.30(+12V) K1.31(搭铁)
CB1
K1 120Ω
异常
执行相关指令
执行相关指令
2024/1/6
故障诊断
是否收到CAN总线休眠
是
执行休眠
是 是否收到CAN总线唤醒 否
七、 硬件明细示例
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
名称 LM2596 25LC1024-E/SM B0505XT-1WR2 20M晶振 6N137 PCA82C250TYM MPC5602D TXB0104QPWRQ1 ACT1210 各色LED AMP接插件
A-5 A-11
蒸发器பைடு நூலகம் 止通阀
K2-信号 K2-反馈
A-6 A-12
B-1 B-3
ECC
S3
A-9 A-3 A-4
A-10
K2 120Ω B-16 M4-反馈
B-15
M4
鼓风机
调速 模块
基于模型的电动汽车PTC控制方法
32ELECTRONIC ENGINEERING & PRODUCT WORLD 2021.9设计应用esign & ApplicationD基于模型的电动汽车PTC控制方法The control method based on model for PTC of Electric Vehicles陈士刚 （奇瑞新能源汽车股份有限公司，安徽 芜湖 241002）摘 要：为了改善电动车PTC控制方法以及提高对PTC控制的保护，本文基于模型搭建了电动汽车PTC控制用软件，通过仿真测试，该模型可以实现电动汽车PTC的控制，判断PTC的过温、过流等故障，按相应的故障等级进行动作，并能够实现电流、功率的闭环控制，提供了一种电动汽车用简易、高效的PTC控制方法。
关键词：电动汽车；PTC；模型；控制0 引言传统汽油车由发动机提供热量给车内取暖，新能源汽车尤其是纯电动汽车依靠驱动电机进行驱动，驱动电机无法像发动机依靠自身发热给整车供暖，需采用外部部件给整车供暖。
通常电动汽车尤其是纯电动车采用PTC 控制组件（Positive Temperature Coefficient ）给整车供暖。
当前大多数PTC 控制的方法主要为机械式调节，通过对PTC 端部输入高压，依靠手动改变PTC 电阻值进而改变电流大小进行发热供暖。
此方法无闭环控制，且为手动调节及无相应诊断机制，无法进行相应故障判断和保护。
当前整车基于模型开发的部件有很多，如智能钥 匙[1]、车灯控制[2]、智能空调[3]等。
参考上述开发模型，本文提供了一种PTC 控制用模型，能够实现电流闭环控制、故障判断、过温过流保护等，更有效、合理地满足电动车PTC 控制需求。
如图1，该PTC 控制组件包含两路IGBT ，每一路包含1组PTC 电阻且两路IGBT 为并联结构。
使用时两路IGTB 互不影响，其中一路发生故障另一路可正常使用，通过输出模型计算的PWM 波进行IGBT 驱动，IGBT 将输入高压调节成目标电压来输出功率。
新能源汽车空调面板工作原理
新能源汽车空调面板工作原理新能源汽车空调面板是控制车辆空调系统的重要组成部分，其工作原理涉及到温度控制、风速控制、模式选择等功能。
本文将以新能源汽车空调面板的工作原理为主题，对其进行详细介绍。
一、温度控制新能源汽车空调面板上通常设置有温度调节按钮，用于控制车内的温度。
当驾驶员调节温度时，温度传感器会感知到车内的温度，并将数据传输给空调控制单元。
空调控制单元根据驾驶员的设定值与当前车内温度的差异，通过控制空调系统中的加热器或制冷器来调节车内温度。
当设定温度与实际温度相等时，空调系统将停止工作，以保持车内温度稳定。
二、风速控制新能源汽车空调面板上通常还设置有风速调节按钮，用于控制空调系统的送风速度。
当驾驶员调节风速时，风速传感器会感知到驾驶员的设定，并将数据传输给空调控制单元。
空调控制单元根据驾驶员的设定值，通过控制送风机的转速来调节空调系统的送风速度。
驾驶员可以根据需要选择低速、中速或高速送风，以满足不同的舒适需求。
三、模式选择新能源汽车空调面板上还通常设置有模式选择按钮，用于选择空调系统的工作模式。
常见的模式包括吹面模式、吹脚模式、吹面脚模式和除霜模式等。
当驾驶员选择不同的模式时，模式选择传感器会感知到驾驶员的设定，并将数据传输给空调控制单元。
空调控制单元根据驾驶员的设定值，通过控制空调系统中的风门和换气门来调节送风的方向和位置，以满足驾驶员的需求。
四、其他功能除了温度控制、风速控制和模式选择外，新能源汽车空调面板还可能具有其他功能。
例如，一键除霾、后座控制、自动模式等。
这些功能通过面板上的按钮或控制器来实现。
驾驶员可以根据需要选择相应的功能，以提升车内空气质量和驾驶的舒适度。
总结：新能源汽车空调面板通过温度控制、风速控制、模式选择等功能，实现对车辆空调系统的控制。
驾驶员可以通过面板上的按钮来调节车内的温度、风速和送风方向，以提升驾驶的舒适度。
此外，面板上还可能设置有其他功能按钮，如除霾、后座控制等，以满足驾驶员的不同需求。
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内容
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Simulink简介 新建模型及工具介绍 必要文档及具体的操作介绍 汽车空调自动模型总体介绍 汽车空调自动模型各子系统介绍
总结
汽车空调自动模型各子系统介绍
➢ Amb_Sensor模块
如图12所示，环境温度传感器有两个输入变量，分别是Tamb_Ori和 CarSpeed，其含义是室外目标温度和车速。输出Temb_Amb,含义是室 外温度值。其它的输入均是常量。
图1 新建模型
图2 新模型视图界面
新建模型及工具介绍
➢ 在模型视图上添加软件提供的逻辑模块
如图3，点击该图形，出现如图4所示的界面，该界面是Simulink库 浏览器，可用于查看更多的模块。
图3 Simulink 模块库浏览器图标
图4 Simulink 模块库浏览器窗口
新建模型及工具介绍
➢ 在模型视图上添加软件提供的逻辑模块
总结
必要文档及具体的操作介绍
➢ 具体的一些操作介绍
变量的读入及生成方式： 1. 双 击 打 开 matlab, 打 开 当 前 关 心 的 的 模 型
“Auto.mdl” 。
汽车空调自动模型总体介绍
➢ 模型概括
如图10，Auto模型总体架构。
图10 Auto模型总体架构
汽选中其中一个小模块拖到模型 视图界面上，该模块的添加工作即可完成。
图5 Simulink 数学模块
内容
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总结
必要文档及具体的操作介绍
必要文档及具体的操作介绍
➢ 具体的一些操作介绍
变量的读入及生成方式： 1.双击打开matlab,打开目标所在位置，如图6所示，
两处都可以实现。
图6 打开目标模型（Auto模型）
必要文档及具体的操作介绍
➢ 具体的一些操作介绍
变量的读入及生成方式： 2.双击打开initfilemaker.m,并运行该文件。当Command Window出
testinit.m文件：保存模型中使用到的数据（涉及数据的 大小及类型等）。
必要文档及具体的操作介绍
➢ 必要的文档介绍
2. Auto_Var_Read.xlsx表格：“Calibratiables表”的内容是 一次性给入的，代码集成之后该数据内容不可更改。 “Run_timeV表”的数据只是初始化给入的，代码集成之 后该数据是可以更改的。“Constants表”的内容代表在模 型中是常量，也是集成后数据大小不可改。
Simulink 简介
Simulink的建模过程就是根据研究对象的特点和研究 目的，从模块库中选择合适的功能子模块并移至编辑 窗口中，按设计要求设置好各模块的参数，再将这些 模块连接成系统。
用Simulink 中丰富的按功能分类的模块库，帮助用 户轻松地建立起动态系统的模型(模型用模块组成的框 图表示)。
内容
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总结
新建模型及工具介绍
➢ 新建simulink模型
如 下 图 1 所 示 ， 在 MATLAB 主 界 面 ， 选 择 “FileNewModel”, 生成如图2所示的新模型视图。
➢ 必要的文档介绍
1.相对于Auto模型，存在Auto_Var_Read.xlsx表格、 initfilemaker.m文件、testinit.m文件。
Auto_Var_Read.xlsx表格：用于存放模型中需要用到的数 据的初始化大小、格式以及所代表的内容。
initfilemaker.m文件：读取表格中的数据，并生成 “testinit.m文件”，并运行“testinit.m文件”。
图7 打开initfilemaker.m文件
必要文档及具体的操作介绍
➢ 具体的一些操作介绍
变量的读入及生成方式：
图8 运行initfilemaker.m文件
图9 初始化完成
内容
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电动汽车空调控制器自动模型简介
姓名：X X X 单位：
L/O/G/O
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总结
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现“ans=1”时，代表初始化完成。参考图如7、8、9。（注：若表格 的 名 字 变 为 “ Auto_Var_Read1.5.xlsx ” ， 则 相 应 的 修 改 “ initfilemaker.m ” 中 代 码 ： Auto_Var_Read1.4.xlsx 换 成 Auto_Var_Read1.5.xlsx。 ）
➢ 模型概括
如图11，Auto模型共有13个子模块。
图11 Auto模型
汽车空调自动模型总体介绍
➢ 模型概括
这13模块从上至下分别是Amb_Sensor环境传感器模块、Blower_Out 风机输出模块、Evap_Sensor蒸发器传感器模块、Evap_Tempset蒸发 器温度设置模块、Incar_Sensor室内传感器模块、Intake_Status内外循 环状 态模块 、 Mix_Crtl混合 控制模块 、Mode_Ctrl模式控制模 块 、 PTC_Conctrl PTC控制模块、Start_Model启动模型模块、Sun_Sensor 阳光传感器模块、Td_Model Td值计算模块以及 Water_Sensor水温传 感器模块。
总结
Simulink 简介
Simulink 是MATLAB 的工具箱之一，提供交互式 动态系统建模、仿真和分析的图形环境；
Simulink提供了一个框图组合、连接及参数设置的编 程模式，可以通过菜单和鼠标操作将模型库中的功能 子模块移至模型文件编辑窗口中进行编辑，通过模块 之间的信号连接和参数设置来建立系统模型；