电动汽车空调压缩机用永磁同步电机变频控制系统
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。
新能源汽车空调电动压缩机如何提高能效
新能源汽车空调电动压缩机如何提高能效在新能源汽车的发展进程中，空调系统的能效优化至关重要。
其中，电动压缩机作为空调系统的核心部件，其能效的提升对于整车的续航里程、舒适性和能源利用效率有着直接且显著的影响。
那么，如何提高新能源汽车空调电动压缩机的能效呢？首先，优化压缩机的结构设计是关键。
合理的结构设计可以减少内部的能量损失，提高工作效率。
例如，采用先进的涡旋式压缩机结构，相比传统的往复式压缩机，涡旋式压缩机在运行时具有更少的摩擦和泄漏损失，能够更高效地压缩制冷剂。
同时，对压缩机的尺寸和形状进行精心设计，以适应新能源汽车有限的安装空间，并确保在不同工况下都能保持良好的性能。
材料的选择也对能效提升有着重要作用。
选用高强度、低摩擦系数的材料制造压缩机的关键部件，如活塞、连杆和轴承等，可以减少机械磨损和能量损耗。
此外，使用具有良好导热性能的材料有助于散热，避免因过热导致的效率下降。
在电机设计方面，采用高效的永磁同步电机能够显著提高电动压缩机的能效。
通过优化电机的磁路设计、绕组结构和控制策略，可以降低电机的铜损和铁损，提高电机的功率密度和运行效率。
同时，先进的电机控制技术，如矢量控制和直接转矩控制，能够更精确地控制电机的转速和转矩，使其在不同负载条件下都能高效运行。
提高压缩机的绝热效率也是一个重要途径。
通过优化压缩机的气缸和活塞之间的间隙，减少制冷剂在压缩过程中的泄漏，能够有效提高绝热效率。
此外，采用良好的密封技术，确保压缩机内部的气密性，也有助于减少能量损失。
优化制冷系统的匹配也是不可忽视的环节。
合理选择制冷剂的种类和充注量，使其与压缩机的性能特点相匹配，能够充分发挥压缩机的效能。
同时，对制冷系统的管路进行优化设计，减少阻力损失，提高制冷剂的流动效率。
智能控制策略的应用对于提高能效也具有重要意义。
利用传感器实时监测车内温度、环境温度、车速等参数，根据实际需求精确控制压缩机的运行状态。
例如，在车辆高速行驶时，由于通风散热较好，可以适当降低压缩机的功率；而在车辆静止或低速行驶时，则需要更高效地运行压缩机以维持车内舒适的温度。
纯电动汽车空调系统的特点和检修
纯电动汽车空调系统的特点和检修摘要：随着社会生产力的发展和进步，对于能源的使用和消耗大大增加。
针对我国走现代可持续发展道路，以及迫于资源和环保的双重标准之下，对未来能源汽车的发展带来严峻的形式。
在新能源汽车的发展中，尤其是纯电动汽车的发展，基于此政府提供了一系列的支持措施。
本文主要介绍了纯电动汽车空调系统，分析了空调系统的特点和工作原理，以及面临的一些现状，阐述了纯电动汽车空调系统的检修方案，为纯电动汽车的发展提供了借鉴价值。
关键词：纯电动汽车；空调系统；结构特点；故障检修一、纯电动汽车空调系统的概述由于国民对资源环保态度的重视程度，对于未来的汽车行业来说，新能源汽车已经成为未来的汽车发展行业的主流。
根据相关调查数据表明，我国将在2025年以后，传统以汽油为动力的汽车车将仅占汽车使用比例的一半左右。
新能源汽车数量的增加，对我国新能源汽车行业的发展和支持具有非常有利的作用，尤其是纯电动汽车。
与此同时，随着纯电动汽车的发展迅速，对于纯电动汽车与传统汽油车的空调系统也面临着严峻的形势，这就使得自动化空调维修人员面临着亟待解决的新问题。
如果要解决纯电动汽车空调系统的问题，仅仅通过理解空调系统的所涉及的领域还远远不够。
因此需要对纯电动汽车空调的特点，工作原理等方面进行深入的了解和研究[1]。
主要概述如下：（一）纯电动汽车空调系统的特点介绍纯电动汽车的空调系统的组成与传统车辆空调系统的主要区别在于结构组件的不同，纯电动汽车特殊的组件包括风道结构组件，空调管道组件，压缩机，冷凝器，空调控制面板和相关传感器等。
与传统汽车空调系统的主要区别在于传统的汽车空调系统主要通过发动机来提供动力，而纯电动汽车有动力电池作为整车的动力源。
目前，发动机的动力经常通过皮带轮传递给压缩机。
纯电动压缩机不再由发动机控制，而是通过外部驱动皮带轮提供同轴驱动。
空调系统压缩机将电动车辆电池提供的直流电转换为交流电，并向三相永磁同步电机供电，从而驱动电动汽车空调压缩机处于运行状态[2]。
新能源汽车空调电动压缩机的冷媒循环系统分析与优化控制策略
新能源汽车空调电动压缩机的冷媒循环系统分析与优化控制策略随着环保意识的不断增强，新能源汽车作为一种环保型交通工具逐渐受到人们的重视。
而空调系统作为汽车的重要组成部分，其效能对于驾乘者的舒适度至关重要。
本文将围绕新能源汽车空调系统中的电动压缩机的冷媒循环系统进行分析与优化控制策略探讨。
一、冷媒循环系统分析新能源汽车空调系统的冷媒循环系统通常由电动压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀等组成。
其工作原理为：电动压缩机将低压低温的气体吸入压缩后放出高压高温的气体，通过冷凝器的散热作用使气体冷却成高压液体，然后经过节流阀降压形成低压低温液体，最后通过蒸发器吸热并蒸发成气体，从而实现空调系统的制冷效果。
目前，新能源汽车空调系统中的常见冷媒种类有R134a、R1234yf 等。
而针对电动压缩机的冷媒循环系统分析，除了考虑冷媒的选择外，还需关注以下几个方面：1. 电动压缩机的运行特性：电动压缩机在空调系统中负责压缩冷媒气体，因此其运行特性对整个系统的制冷效果和能耗有着直接影响。
需要关注电动压缩机的制冷能力、压缩比、高效性等性能指标，并与整个系统的气流、制冷负荷等因素相匹配。
2. 冷凝器和蒸发器的设计与优化：冷凝器和蒸发器作为制冷循环系统中的核心部件，其设计和优化对于系统的制冷效果具有重要影响。
需要考虑冷凝器和蒸发器的热传导、传热面积、流体阻力等因素，并进行合理的设计和优化，以提高系统的效率。
3. 节流阀的控制策略：节流阀在冷媒循环系统中起到压降和降压的作用，对于系统的制冷效果具有重要影响。
需要研究节流阀的开启及关闭程度与压力差、温度差以及制冷负荷的关系，并通过优化控制策略实现系统的高效运行。
二、优化控制策略为了提高新能源汽车空调系统中电动压缩机的冷媒循环系统的性能，可以采取以下优化控制策略：1. 电动压缩机的变频控制：传统空调系统中，电动压缩机通常采用恒频控制，存在能耗高、制冷效果不稳定等问题。
而通过变频控制电动压缩机的转速，可以根据实时制冷负荷的需求进行调整，达到提高制冷效果和节能的目的。
新能源汽车空调电动压缩机控制技术研究
同步 电机 。阐 述了 矢量 变 频控 制技术的原理与空间矢量脉冲宽度调制( SVPWM) 的计算 方法。在
MATLAB/ SI MULI NK的环境中，搭建控制系统及组件仿真模型，其结果证明了该方法的有效性，为实
际压缩机控制的设计和调试提供理论依据。
永磁同步电动机；矢量控制技术；空间矢量脉冲宽度调 制；MATLAB
2驱动控制系统
控制 系统接 收到相 关的指 令数 据，并 控制压 缩 机按 照当前 热负 荷所需 转速运 转，当 热负 荷与压 缩 机的 制冷量 平衡后 ，压缩 机应当平 稳维持 低转速 以 保持 车厢内 的舒 适温度 ；因此 ，压缩 机的 变频控 制 至关重要- 2。。 2．1 矢量变频 控制技术
1 通信接口
目前， 由于新 能源汽车能 量存储 量的限制 ，整 车能 源必须 兼顾 动力源 与舒适 性要求 合理 分配， 空 调压 缩机作 为大 耗能部 件，其 自身能 耗情 况与运 转 数据 需要快 速准确 地反馈 给汽车主 控微控 制单元 ， 即要 求数据 传输快 速准确 ；同时， 考虑到 汽车内 部 电磁 环境较 复杂， 该通信 方式还需 能抗干 扰，与 车 载网络兼容；因此，选择控制器局域网( Cont r ol l er Ar ea Ne t wor k，CAN) 通信作压缩机控制系统的通 信接 口，便 于实 现压缩 机的控 制与监 测。 此外， 空 调压 缩机作 为新 能源汽 车的关 键零部 件， 设计初 期 还需 考虑后 期的 诊断服 务，需 要按照 一定 的标准 开 发诊断功能。基于CAN的车载故障诊断标准I S( ) 15765是许多汽车厂商采用的诊断通信标准l 1。
1674 - 540X( 2013) 02 - 28 - 05
新能源 汽车空调电动压缩 机控制技术研究
基于Luenberger观测器的汽车空调电动压缩机控制系统
动势 ｅ ，。 以用 以下相 关模 型来看 作是 干扰 ： 。ｅ 可
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正 弦 波反 电势 波 形 电机 ， 常 采 用 三 相 同 时 供 电 通 的交 流无 刷 电机 控 制 技术 ， 常采 用 Ｆ Ｃ控 制 方 通 Ｏ 法 来实 现高扭 矩输 出和高效 率特 性 。
【 ｂｔ ｃ】 Ｔ ｅ ｌ ｔｃ ｏ ｐｅｓ ｓ ｒ ｅ ｎ ｍ ｌ ｅ ｙ ｅ ａｅｔ ａｎｔｙｃｒ Ａ ｓ ａｔ ｒ ｈ ｅ ｒ ｍ ｒ ｏ ｉｒ ｅ ｃ ｄａｄ ｉｕ ｔ ｂ ｒ ｎｎ ｍ ｇｅ ｓ ｈ － ｅ ｃｉｃ ｓ ｒｓ ｅ ａ ｈ ｓ ａｄ ｐ ｍ ｎ ｏ
ｎ ｕ ｔ ｒｓ ｎ ｏ ｌ ｓ ｏ ｔ ｌ ｌ ｏ ｔ ｍ．Ｔ ｅ ｖ ｃｏ ｏ ｔｏ ｅ ｒ ｓａ ａ ｙ ｅ ｙ ｔ ｅ ｒ ｎ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｏ ｓ ｍｏｏ ｅ ｓ ｒ ｓｃ ｎ ｒ ｇ ｒ ｈ ｅ ｏ ａ ｉ ｈ ｅ ｔｒｃ ｎ ｒ ｌ ｈ ｏ ｙ ｉ ｎ ｌｚ ｄ ｂ ｏ ａ ｄ ｅ ｐ ｒ ｎ ｔ ｈ ｙ ｉ
上海汽车
２ １． １ ０ １ １
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２ ・ ３
其为 “ 电动势 一Ｅ ” 如 图 １ 反 Ｂ ＭＦ ， 所示 。
１５ Ｌ ｅ ｂ ｒ ｅ ． ｕ ｎ ｅｇｒ观测 器
如果从 永 磁 同步 电机 的定 子 绕 组 侧 来 分 析 ，
则：
Ｒ ‘ 。＋
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求， 高电压的解决方案 因其高动力性和 高效性 而
成 为未来 发展 的主要趋 势 。 电动压 缩 机作 为 新 能源 汽 车 空调 系统 的关键 零件 ， 动力 系统 也 从 传 统 的 发 动 机 转 换 到 电机 其 驱动 。该 方案 为基 于 无刷 直 流 电机或 者 永 磁 同步
新能源汽车空调电动压缩机控制技术分析
新能源汽车空调电动压缩机控制技术分析摘要：空调压缩机是车用空调的核心部件，提供空调运行的动力，在传统汽车转向新能源汽车的过程中，驱动方式发生巨大改变，即发动机驱动变化成为电驱动的方式，压缩机控制也从原先的变量控制调整为节能高效的变频控制，这是重要车载系统。
本文重点分析汽车空调系统，分析汽车内部空调电动压缩机组成结构与工作原理，然后掌握通信接口设计与相关技术，为新能源汽车的合理应用起到积极的促进作用。
关键词：新能源汽车；空调电动压缩机；通信接口1电动压缩机自控制系统的构成及原理本次主要分析新能源汽车空调电动压缩机控制技术，以更好的了解设计基本原理和要求。
电动压缩机包含的组成结构比较多，比如压缩机、开关电路、控制器等，不同结构部分功能有着很大的差别，压缩机为核心部件。
电动机要以永久磁体作为基础来完成设计，达到磁通源的作用，在气隙磁场的影响之下能够形成电磁力，让电动机克服阻力进行运动，使得空调可以正常的运行。
计算公式如下：Fe=BLI=BINI。
2通信接口及相关技术2.1通信接口设计新能源汽车内部结构电气元件数量很多，通过传统设计方法进行数据传输会存在过多的干扰因素，通信质量与数据传输效率都无法达到要求。
控制器局域网需要进行通信接口合理设计，可以实现压缩机正常运行，确保系统运行效率合格，确保电动压缩机安全、稳定的运行。
2.2电动压缩机控制技术该技术的研发和应用基础就是三相电流，模拟直流电动机转矩控制的形式，把电磁原理作为该技术的基础进行应用，能够把定子电流矢量分为直轴电流，可以确保压缩机正常的工作。
在设计中，主要是通过空间矢量脉冲宽度调制算法的形式来满足要求。
在具体的设计中，定子电压空间矢量以U表示，角频率以w表示。
电流正弦波电压保持恒定的条件之下，二者以线性的形式存在。
3新能源汽车空调电动压缩机控制的设计与实现3.1电动压缩机控制系统硬件的设计与实现3.1.1DSP控制芯片本文以压缩机设计为例进行分析，控制芯片以DSP芯片为主，供电电压3.3V、CPU共32位，主频最高60MHz、最低40MHz、共包括22个可编程，系统模式统一，代码运行效率是比较高的，可以实现高价值的应用。
空调压缩机PMSM高速运转的控制策略
空调压缩机PMSM高速运转的控制策略摘要：永磁同步电机（PMSM）适用于高速驾驶的电动汽车空调压缩机的应用操作。
为了改善PMSM压缩机的性能、效率和可靠性，从而开发了一组控制方法。
提出双模式过调制方法，用来提高在高速运转过程中PSW逆变器的电压传输比和PMSM的输出转矩能力。
模型参考自适应系统（MRAZ）方法用于估计转子位置，以实现传感器的驱动器。
最大转矩/安培（MTPA）控制和弱磁控制的前馈补偿策略，提出了永磁同步电动机-压缩机驱动器的高速稳定运行与低功耗。
仿真和实验结果表明这些控制策略的可行性和有效性。
1.引言近来，永磁同步电机由于其固有的优点而被用来为电动汽车空调驱动压缩机。
永磁同步电机驱动电动汽车空调压缩机的工作特点和传统的永磁同步电机驱动不同。
它有两个主要要求：1）由于永磁同步电动机内装压缩机，里面充满腐蚀性液体，不能安装位置传感器。
因此，必须采用无传感器控制算法[1]-[3]。
2）永磁同步电动机必须在高速范围内工作，从而提高功率密度，并避免在低速区的脉动负载转矩引起的振动和噪音[4]。
这个问题由图1和图2来说明。
如图1所示，电动机的磁通必须削弱，以使永磁同步电动机加速并超过额定转速，从而导致永磁同步电动机的输出转矩能力在高速运转范围内随着电机转速的增加而减少[5]。
由于永磁同步电动机的输出转矩能力取决于电机的电压，所以PWM逆变器的电压传输比必须得加强，以确保永磁同步电动机有足够的输出转矩。
因此，过调制方法需要被使用（上限条件是六步操作）。
近年来，几种有效的过调制技术已经研发出来[6][7]。
如图2所示，空调压缩机的负载转矩随着电机旋转而脉动，而不是一个恒定值，从而导致速度波动和永磁同步电动机-压缩机系统轴振动。
此外，对于永磁同步电机的输出力矩增强和功率减少损失，每安培最大转矩（MTPA ）控制是一个很有用的技术[8]。
总之，为了满足高性能永磁同步电机-压缩机系统在高速范围内运转的要求，一组控制策略得到应用：1）提出双模式过调制方法，以提高逆变器的电压传输比；2）传感器驱动系统采用基于模型参考自适应系统（MRAS ）速度/位置估计计算法；3）MTPA 控制与前馈补偿策略提出了用最小电动机电流来减少功率损耗与电动机的最低电流和衰减由压缩机负荷引起的速度波动。
简述新能源汽车空调压缩机的组成
简述新能源汽车空调压缩机的组成
新能源汽车空调压缩机主要由以下几个组成部分构成：
1. 压缩机本体：是空调系统的核心设备，用于将低压制冷剂压缩为高压制冷剂，使其温度升高，以实现制冷效果。
2. 电动驱动系统：用于驱动压缩机运转的电动机，通常由电池组供电，相比传统的内燃机驱动系统更环保。
3. 控制系统：包括传感器、控制器等设备，用于检测环境温度、车内温度和制冷剂压力等参数，根据这些参数控制压缩机的运转和制冷效果。
4. 润滑系统：用于给压缩机的各个运动部件提供润滑和冷却，通常使用特殊的润滑油来保证压缩机的正常运转。
5. 冷凝器：用于将高温高压的制冷剂通过散热器散热，使其温度降低，同时将制冷剂的状态由气态转变为液态。
6. 蒸发器：用于将低温低压的液态制冷剂蒸发为气态，吸收车内空气中的热量，从而实现制冷效果。
7. 膨胀阀：控制制冷剂在冷凝器和蒸发器之间的流量，确保系统的正常运转和制冷效果。
以上是新能源汽车空调压缩机的主要组成部分，它们密切配合工作，使得汽车空调系统能够正常运行，为驾驶员和乘客提供舒适的驾乘环境。
举例永磁同步电动机的应用
举例永磁同步电动机的应用永磁同步电动机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）是一种应用广泛的电动机，具有高效率、高功率密度、高控制精度等特点。
它广泛应用于各种领域，以下是一些永磁同步电动机的应用示例：1. 电动汽车：永磁同步电动机作为电动汽车的动力源，具有高效率、高输出功率和高扭矩密度的特点。
它可以提供足够的动力，提高电动汽车的续航里程和加速性能。
2. 工业机械：永磁同步电动机在各种工业机械中广泛应用，如机床、注塑机、压缩机等。
其高效率和高控制精度可以提高生产效率和质量。
3. 电梯和升降机：永磁同步电动机在电梯和升降机中被广泛采用，其高输出功率和高控制精度可以提供安全可靠的运行和舒适的乘坐体验。
4. 家用电器：永磁同步电动机在家用电器中的应用越来越广泛，如洗衣机、冰箱、空调等。
其高效率和低噪音特点可以提高家电的能效和使用体验。
5. 风力发电：永磁同步电动机在风力发电机组中作为发电机使用，具有高效率和高可靠性。
它可以将风能转化为电能，为可再生能源的利用做出贡献。
6. 太阳能发电：永磁同步电动机在太阳能跟踪器中被广泛应用。
通过控制电动机的转动，可以实现太阳能电池板的最佳朝向，提高光能的利用效率。
7. 轨道交通：永磁同步电动机在地铁、高铁等交通工具中被广泛采用。
其高功率密度和高控制精度可以提供高速、高效的运输服务。
8. 水泵与风机：永磁同步电动机在水泵和风机中的应用越来越普遍。
其高效率和高控制精度可以提高水泵和风机的效率和可靠性。
9. 智能家居：永磁同步电动机在智能家居系统中扮演重要角色。
通过电动机的控制，可以实现智能门窗、智能窗帘、智能家居等功能。
10. 医疗设备：永磁同步电动机在医疗设备中的应用也越来越广泛，如手术机器人、医用注射泵等。
其高精度和高可靠性可以提高医疗设备的安全性和精确性。
永磁同步电动机在各个领域都有广泛的应用，其高效率、高功率密度和高控制精度的特点使其成为许多设备和系统的理想选择。
电动汽车空调压缩机工作原理
电动汽车空调压缩机工作原理电动汽车空调压缩机是电动汽车空调系统中重要的组成部分，其工作原理与传统汽车空调压缩机有所不同。
本文将从电动汽车空调压缩机的工作原理、优势和不足等方面进行介绍。
一、电动汽车空调压缩机的工作原理电动汽车空调压缩机是通过电机带动压缩机工作，将低温低压的制冷剂压缩成高温高压的气体，使其在冷凝器中释放热量，从而实现空调制冷效果。
与传统汽车空调压缩机不同的是，电动汽车空调压缩机采用的是直流电机，能够更好地适应电动汽车的电力系统。
此外，电动汽车空调压缩机还配备了电子控制系统，能够根据车内温度和制冷需求自动调节制冷量和制冷效果。
二、电动汽车空调压缩机的优势1. 节能环保：电动汽车空调压缩机采用的是直流电机，能够更好地适应电动汽车的电力系统，更加节能环保。
2. 静音舒适：电动汽车空调压缩机采用的是电机带动压缩机工作，相比传统汽车空调压缩机的机械传动方式，噪音更小，更加舒适。
3. 精准控制：电动汽车空调压缩机配备了电子控制系统，能够根据车内温度和制冷需求自动调节制冷量和制冷效果，更加精准。
三、电动汽车空调压缩机的不足1. 性能问题：电动汽车空调压缩机的制冷效果受到电池电量和温度等因素的影响，性能相对不稳定。
2. 维修难度：电动汽车空调压缩机采用的是直流电机和电子控制系统，维修难度相对较高，需要专业技术人员进行维修。
四、总结电动汽车空调压缩机是电动汽车空调系统中重要的组成部分，其工作原理与传统汽车空调压缩机有所不同。
其优势在于节能环保、静音舒适、精准控制等方面，但也存在性能问题和维修难度较高的问题。
随着电动汽车市场的不断扩大和技术的不断发展，电动汽车空调压缩机的性能和稳定性将得到进一步提升。
电动压缩机控制技术在新能源汽车空调系统中的实际应用效果
电动压缩机控制技术在新能源汽车空调系统中的实际应用效果1.引言新能源汽车的快速发展已经带来了电动压缩机控制技术的广泛应用。
本文将探讨该技术在新能源汽车空调系统中的实际应用效果。
2.新能源汽车空调系统简介新能源汽车空调系统是指以电动压缩机为核心，利用电能作为主要能源供给的汽车空调系统。
相比传统燃油汽车空调系统，新能源汽车空调系统具有环保、能源利用率高等优势。
3.电动压缩机在新能源汽车空调系统中的作用电动压缩机作为新能源汽车空调系统的重要组成部分，其主要作用是提供制冷和制热功能，确保车内空气质量和乘客的舒适性。
4.电动压缩机控制技术的分类4.1 PWM控制技术PWM（Pulse Width Modulation）控制技术通过调节电动压缩机的开关时间来控制制冷量，从而实现温度控制功能。
该技术具有响应速度快、控制精度高的优势。
4.2 频率控制技术频率控制技术利用变频器控制电动压缩机的转速，从而精确控制制冷量。
与PWM控制技术相比，频率控制技术能够更好地匹配汽车空调系统的实际需求，提高能效。
4.3 直接扭矩控制技术直接扭矩控制技术采用传感器实时监测电动压缩机的转速和转矩，通过控制器实时调节电动压缩机的输出扭矩，以实现精确控制制冷量的目的。
5.电动压缩机控制技术的实际应用效果5.1 能效提升电动压缩机控制技术可以实现对制冷量的精确控制，避免了能量的浪费，提高了能源利用效率。
相比传统的机械压缩机，电动压缩机在制冷效果上更加出色。
5.2 环保减排电动压缩机控制技术采用电能作为主要能源供给，相比传统燃油压缩机减少了对环境的污染。
同时，电动压缩机的高能效特性也可以减少能源消耗，降低碳排放。
5.3 系统响应速度快电动压缩机控制技术具备快速响应的特点，能够根据车内环境的温度变化迅速调整制冷量，提高空调系统的稳定性和舒适性。
5.4 车内空气质量改善电动压缩机控制技术在调节制冷量的过程中，可以更准确地控制湿度，降低空气中的湿度和臭氧含量，提高车内空气质量，为乘客提供更加健康舒适的驾乘环境。
新能源电动汽车空调系统故障分析
2018.06科学技术创新新能源电动汽车空调系统故障分析闫云敬（柳州城市职业学院，广西柳州545036）1新能源电动汽车空调系统构成及工作原理阐述新能源电动汽车空调系统构成与传统汽车空调构成并无显著的区别，空调压缩机、驱动电机、空调风管总成、管路总成及冷凝器和控制面板、传感器等都是组装新能源汽车的关键。
新能源电动车的所具备的空调系统，主要运转依赖于电力驱动空调压缩机，高压电动机主要是由高压电动机带动的，与以往依托发动机皮带驱动压缩机工作有着显著不同[1]。
通常而言，电加热方式主要可以细分为以下两种：第一，以高压方式对类似传统空调与暖风系统中的冷却液进行加热，之后，借助循环的方式从而使暖风水箱获得热量。
第二，以高压电驱动PTC 加热器为载体，对经过蒸发箱的空气进行加热，以此实现暖风。
对PTC 加热器深入了解可知，其属于正温度系数热敏电阻范畴，在制造热源上具有突出作用。
新能源电动汽车空调压缩机是三相永磁同步直流电动机，依托变频器装置将电池直流电向交流电所转变，从而实现向三相永磁同步直流电动机的供电，确保空调系统发挥较大功效，为汽车服务空调服务提供坚实保障。
新能源电动汽车空调控制器是一个获取信号信息的关键所在，例如温度传感器、面板控制开关信号等都是借助空调控制器来接收的。
之后，会在主控ECU 计算下实现对空调驱动电机的有效控制，并在保证空调压缩机和PTC 加热的基础上控制出风模式。
其空调控制原理如图1所示。
图1新能源电动汽车空调控制原理新能源电动汽车空调制热系统和传统汽车制热方式也存在较为显著的差异。
剖析新能源电动汽车空调制热系统可知，空调ECU 、阳光传感器、车内外温度传感器等都是构成电动汽车制热系统的不可或缺的部分，其结构如图2所示。
通过图2可知，PTC 加热器通常是由空调ECU 来控制的，其电力来源主要由高压电源来提供。
ECU 会以阳光传感器、车内外温度传感器等多个计算为依据，立足差异化要求，以此对PTC 加热器进行控制，进而达到控制空调暖风系统的目的。
新能源汽车空调电动压缩机的控制系统研究
新能源汽车空调电动压缩机的控制系统研究随着全球对环境保护的日益关注，新能源汽车作为替代燃油汽车的重要选择正在逐渐普及。
而在新能源汽车中，空调系统作为提供车内舒适环境的重要组成部分，其控制系统尤为关键。
本文将研究新能源汽车空调电动压缩机的控制系统，探讨其工作原理、优势以及未来发展方向。
一、电动压缩机的工作原理电动压缩机是新能源汽车空调系统中的核心部件，其工作原理与传统汽车中的压缩机类似，但使用电力驱动取代了传统的机械驱动方式。
电动压缩机通过电动机将空气压缩，并将高压制冷剂输送到蒸发器中，从而实现空调系统的制冷效果。
相较于传统压缩机，电动压缩机具有更高的效率和更低的噪音，同时还能更好地适应新能源汽车的动力系统。
二、新能源汽车空调电动压缩机控制系统的优势1. 能量利用率高：电动压缩机采用电动机驱动，能够实现更高的能量转化效率，提高能源利用效率。
2. 节能环保：相较于传统压缩机，电动压缩机的能耗更低，从而降低了新能源汽车空调系统的总能耗，并减少了对环境的负面影响。
3. 控制精度高：电动压缩机的控制系统采用先进的电子控制技术，能够实现对压缩机运行状态的精确监测和控制，提高了空调系统的性能和稳定性。
4. 故障诊断及维修便捷：电动压缩机的控制系统可通过数据传输和处理实现对空调系统的自动故障检测和诊断，提供了方便快捷的维修手段。
三、新能源汽车空调电动压缩机控制系统的发展方向1. 节能减排：未来的电动压缩机控制系统将进一步提高能量转化效率，以实现更低的能耗和更少的排放，符合环境保护的要求。
2. 智能化控制：随着人工智能和大数据技术的发展，新能源汽车空调电动压缩机的控制系统将更加智能化，能够根据车内外环境参数自动调节运行状态，提供更舒适的驾乘体验。
3. 多元化控制策略：新能源汽车的空调电动压缩机控制系统将采用多种控制策略，根据不同的工况和需求进行选择，以提高系统的适应性和运行效率。
总结：新能源汽车空调电动压缩机的控制系统研究是提高新能源汽车空调系统效能和适应性的关键。
举例永磁同步电动机的应用
举例永磁同步电动机的应用永磁同步电动机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）是一种使用永磁体作为励磁源的同步电动机，具有高效率、高功率密度、响应快等优点，在许多领域都有广泛的应用。
以下是关于永磁同步电动机应用的十个例子：1. 电动汽车：永磁同步电动机可以作为电动汽车的驱动电机，利用其高效率和高功率密度，提供持续的动力输出，使电动汽车具备出色的加速性能和续航里程。
2. 高速列车：永磁同步电动机可以用于高速列车的牵引系统，通过高效率的电动传动，提供强大的牵引力，使列车能够以更高的速度行驶。
3. 机床：永磁同步电动机可以用于机床的主轴驱动，通过精确的控制和高速响应，实现高速、高精度的加工操作。
4. 空调压缩机：永磁同步电动机可以用于空调压缩机的驱动，通过高效率的电动传动，提供稳定的冷气制冷功率，降低能耗和噪音。
5. 风力发电：永磁同步电动机可以用于风力发电机组的发电机，通过高效率的电能转换，将风能转化为电能，提供可再生能源。
6. 水泵：永磁同步电动机可以用于水泵的驱动，通过高效率的电动传动，提供稳定的水流输送能力，广泛应用于工业、农业等领域。
7. 电梯：永磁同步电动机可以用于电梯的驱动，通过高效率的电动传动，提供平稳的上升和下降运动，保证乘客的安全和舒适。
8. 机器人：永磁同步电动机可以用于机器人的关节驱动，通过精确的控制和高速响应，实现机器人的灵活运动和精准操作。
9. 纺织机械：永磁同步电动机可以用于纺织机械的驱动，通过高效率的电动传动，提供稳定的纺纱和织造能力，提高生产效率和产品质量。
10. 医疗设备：永磁同步电动机可以用于医疗设备的驱动，通过精确的控制和高速响应，实现医疗设备的精准操作和稳定运行，提高医疗效果。
以上是永磁同步电动机应用的十个例子，这些应用领域的广泛性和多样性充分展示了永磁同步电动机的优越性能和潜力。
随着技术的不断发展和创新，永磁同步电动机在更多领域的应用将会不断拓展和深化。
新能源汽车空调电动压缩机的控制策略研究
新能源汽车空调电动压缩机的控制策略研究随着环保意识的增强和汽车工业的技术进步，新能源汽车的发展势头迅猛。
为了满足乘客的舒适需求，并保证车辆高效能耗，新能源汽车空调系统的研发显得尤为重要。
其中，电动压缩机的控制策略成为了关注的焦点。
本文将对新能源汽车空调电动压缩机控制策略进行探讨和研究。
1. 引言新能源汽车空调系统的研究旨在提高能源利用率，减少能源消耗，并且尽量减少对环境的污染。
电动压缩机作为空调系统的核心组件，其控制策略对整个系统的性能和效能起着至关重要的作用。
2. 电动压缩机控制策略的分类2.1 固定转速控制固定转速是指电动压缩机运行在恒定的转速下，不对其运行状态进行调整。
这种控制策略简单直观，但无法根据实际工况进行自适应调节。
2.2 变频控制变频控制策略通过调整电动压缩机的转速，实现制冷量的调节。
这种策略可以根据车厢内部实际需求进行自动调整，在一定程度上提高了空调系统的能效。
2.3 目标温度控制目标温度控制策略是通过测量车内环境温度，调节电动压缩机运行状态来实现车内温度的控制。
该策略较为精准，但对系统的响应速度有一定的要求。
3. 电动压缩机控制策略的优化3.1 车辆工况优化充分了解并分析车辆的行驶工况，可以根据车辆速度、环境温度和湿度等因素，合理调整电动压缩机的运行状态，进而提高空调系统的整体性能。
3.2 多参数协同控制同时考虑多个参数对电动压缩机控制的影响，如车速、外界温度、湿度以及空调系统内部各部件的状态等，通过综合判断来确定最佳控制策略，以提高空调系统的可靠性和稳定性。
3.3 智能化控制策略利用智能化技术，如人工智能、模糊控制等方法，对电动压缩机的运行状态进行智能化调控，实现更精确、高效的能源利用。
4. 实验验证与结论通过实际的测试和验证，对比不同的电动压缩机控制策略的性能和效能。
根据实验结果进行数据分析，并提出优化建议，为新能源汽车空调电动压缩机的控制策略提供有力的参考。
5. 结语新能源汽车空调电动压缩机的控制策略研究对于提高空调系统的性能，节约能源，减少环境污染具有重要意义。
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Permanent Magnet Synchronous Motor Frequency Control System for Air-Condition Compressor of Electric Vehicle
YANG Kang, WEI Haifeng, GU Kai ( School of Electrical and Information, Jiangsu University of Science and
[ 5 ] PING X, JING B. SMC with disturbance observer for high performance PMSM[ C] ∥Mechatronic Science, Electric Engineering and Computer ( MEC ) , 2011 International Conference on IEEE, 2011: 986-989.
摘 要: 分析了永磁同步电机应用于电动汽车空调压缩机的特点,建立了以 STM32F103 为控制核心的车 载空调压缩机用永磁同步电机控制系统,介绍了系统主要的软硬件设计流程。 对控制系统样机进行了试验研 究,研究结果表明该系统性能良好,可以满足电动汽车的使用需求。
关键词: 永磁同步电机; 车载空调; 压缩机; 电动汽车 中图分类号: TM 301. 2 文献标志码: A 文章编号: 1673-6540(2014)01-0033-04
【参 考 文 献】
图 7 常态工况时相电流波形
图 8 转矩 6 N·m 时相电流波形
图 7 所示相电流有效值为 7. 86 A,图 8 所示 相电流 有 效 值 为 20. 5 A, 最 大 转 矩 可 以 达 到 6 N·m,最大功率 4 500 W,完全可以满足车载空 调正常运行和高负荷运行工况的要求。
图 1 电动汽车空调系统安装效果图
2 PMSM 的数学模型
为简化分析,假设 PMSM 的磁路不饱和,空间 磁场为正弦分布,忽略磁滞和涡流损耗。
将 PMSM 转 子 永 磁 体 磁 场 的 方 向 定 义 为 d 轴,与 d 轴正交的是 q 轴,dq 坐标系固定在转子 上,与转子同步旋转,d 轴与 A 轴之间的夹角为变 量 θr。 图 2 所示为 PMSM 的物理模型。
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电动汽车空调压缩机用永磁同步 电机变频控制系统
杨 康, 魏海峰, 顾 凯 ( 江苏科技大学 电子信息学院,江苏 镇江 212003)
Technology, Zhenjiang 212003, China)
Байду номын сангаас
Abstract: The characteristic of permanent magnet synchronous motor ( PMSM) for air-condition compressor of electric vehicle was analysed. Control system of PMSM was built for air-condition compressor of electric vehicle based on STM32F103 MCU. The composition of hardware and the design of software were discussed. Experimental results demonstrated the feasibility and effectiveness of the PMSM control system.
图 4 FO 脚检测故障
3. 2 软件设计 控制程序由主程序和中断服务子程序构成。
系统在每次复位后,主程序首先执行初始化子程 序,完成控制器内部设定和初始状态的检测,以及 程序中变量的定义和初始值的设置。 然后进入开 环起动程序,设置定时器 T1 作为系统的控制周期, 完成后进入闭环运行程序。 当中断到来时,响应并 执行 相 应 的 中 断 服 务 子 程 序。 程 序 框 图 如 图 5 所示。
(1) 使用直流电源作为动力源; (2) 汽车空调安装在运动的车辆上,需要承 受频繁的振动与冲击,对电机运行的安全性和可 靠性要求更高; (3) 需要空调有快速制冷、制热和低速运行 的能力[3] ; (4) 直接消耗电池能源,为保证电动汽车的
推进动力,需要提高电机的效率。 PMSM 具有响应平滑、转矩脉动小、控制精度
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片的工作电压。 通信电路采用光耦隔离,可在输入信号异常
时保护控制芯片不被烧坏。 智能功率模块设有故 障保护功能,当有温度、电流、电压等故障发生时, 模块的 FO 脚会输出故障信号使电机停止运行, 从而起到保护作用。 图 4 为 FO 脚温度保护的实 测波形图,FO 拉低后会迅速复位,以等待故障信 号的清除。
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频控制系统。 最后给出了试验结果波形,分析了 电机的控制性能,验证了控制系统的适用性,为下 一步的整机匹配奠定了良好的基础。
5 结 语
本文结合 电 动 汽 车 车 载 空 调 压 缩 机 工 况 条 件,设计了一种以 STM32F103 为核心的 PMSM 变
[ 1 ] 满春涛,张凯博,金祯伊,等. SVPWM 变频空调永 磁同步压缩机控制系统[ J]. 哈尔滨理工大学学 报,2011,16(4) : 82-85.
[ 2 ] 彭海涛,何志伟,余海阔. 电动汽车用永磁同步电 机的发展分析[ J] . 微电机,2010,43(6) : 78-81.
[ 3 ] 李冬青,张永学. 电动汽车空调的发展现状与趋势 [ J] . 电子测试,2013(6) : 199-200.
[ 4 ] GUO Q F, LIANG B, ZHANG Y L. Aplication of PMSM drive system in air-conditioning [ J ] . Power Electronics, 2011(2) : 15.
图 6 为 PMSM 转速波形,图中设有 3 000 r / min 的基准转速,以避免电机在高负荷下全速起动时造 成失步现象[6] 。 基准转速的设定范围为 3 000 ~ 4 500 r / min,可根据用户的实际需求调整。
起动策略为三段式低速起动,包括转子定位、 开环加速和闭环运行三个阶段[7] 。 转速为零的 阶段由 PARK 运算将转子拉到指定位置;然后由
ψd、ψq———d、q 轴磁链; ψr ———转子永磁体产生的磁链; P———转子极对数;
ω———转子角转速;
Te ———电磁转矩; TL ———负载转矩; J———转子转动惯量;
B———阻尼系数。
3 控制系统软硬件设计
3. 1 硬件设计 整个控制系统可划分为四个部分,分别是电
源模块、控制模块、通信模块和功率模块。 其中, 控制模块用 STM32 系列芯片实现,功率模块用三 菱生 产 的 PS21A79IPM 来 实 现。 图 3 给 出 了 PMSM 控制系统的框图。
4 试验研究
根 据 上 述 软 硬 件 设 计, 搭 建 了 基 于 STM32F103 的 PMSM 控制系统,并对其工作性能 和安全可靠性进行了试验验证。 试验中所用三相 PMSM 的参数如下: 直流母线电压 312 V,极对数 3,可调转速范围 2 000 ~ 6 000 r / min,对应占空比 20% ~ 80% 线性变化。
高、调速范围宽等特点[4] 。 随着高速微处理器的 发展、电力电子器件的进步和控制算法的不断完 善,PMSM 变频技术的应用愈加成熟、广泛[5] 。 本 文以 STM32F103 MCU 为核心,构建了电动汽车 空调压缩机用 PMSM 的变频控制系统。
1 电动汽车用空调压缩机系统
电动压缩机具有结构紧凑、安装简单、运行稳 定、工作效率高、噪声小、可靠性高等特点。 驱动 器与压缩机一体式设计,驱动器通过贴合压缩机 冷端表面进行冷却。 电机在压缩机内部对压缩机 进行驱动,通过冷媒循环可自行冷却而不需外加 冷却设备。
电源模块输入端接 312 V 高压直流电,分别 对功率模块和控制模块供电。 STM32 的工作电压 为 2. 0 ~ 3. 6 V,需要设计降压电路。 降压采用高 频变压器来实现。 利用 DC-DC Converter UC2843 来控制 MOS 管的开关,将直流电转变为高频振荡 的脉冲波形,由变压器产生低压交流电。 低压交 流电整流后经由三端稳压器 LM117,输出控制芯
图 5 程序框图
图 6 转速 时间曲线图
控制部分向功率模块输入设定好的占空比信号, 开始开环运行阶段;随着电机转速的慢慢上升,反 电势也被建立起来,最后切换到闭环运行阶段,图 中标示了开环阶段与闭环阶段的切换点。
图 7、 图 8 分 别 为 6 000 r / min 常 态 工 况 下 PMSM 的相电流 波 形 和 最 大 转 矩 时 的 相 电 流 波 形。 “常态工况” 是压缩机行业的一个标准,这里 以吸气压力 0. 196 ± 0. 005 MPa,排气压力 1. 47 ± 0. 02 MPa 时的工况为准。