[发明专利]一种基于动态负荷预测的电动汽车空调系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于动态负荷预测的电动汽车空调系统，其特征在于，包括主风道、回风风道和环境空气旁通风道；其中，所述主风道一端与汽车车舱连通，另一端与车外环境连通，所述回风风道一端与汽车车舱连通，另一端与所述主风道连通，所述环境空气旁通风道一端与汽车车舱连通，另一端与所述主风道连通；

所述主风道中依次设置有环境空气风阀、过滤器、蒸发器以及送风机，所述蒸发器通过制冷剂管道与压缩机、冷凝器以及膨胀阀组成闭合回路；所述回风风道上设置有回风阀；所述环境空气旁通风道上设置有环境空气旁通阀；

所述空调系统还包括负荷预测模块和运行模式控制模块；所述负荷预测模块用于根据汽车围护结构信息、环境参数和车内热源信息，动态预测车内显热冷负荷；所述运行模式控制模块用于根据负荷预测模块预测的车内显热冷负荷，考虑环境空气干球温度t_ambi、环境空气湿度ω_ambi、最大送风量G_max、所需送风量G_s、所需送风温度t_s、车内空调设定温度t_set和人体舒适空气含湿量ω^*，选取空调系统运行模式及相应送风量和送风温度；

所述汽车围护结构信息包括：汽车围护结构的传热系数和面积；

所述环境参数包括：环境空气干球温度、太阳辐射强度以及空调设定温度；

所述车内热源信息包括：车内人员的数量和散热强度、车内灯具的数量和散热强度，以及车内设备的数量和散热强度；

所述空调系统运行模式包括：机械制冷模式、混合模式和自然冷源模式；

所述运行模式控制模块具体用于：

当t_ambit_set或ω_ambiω^*时，选取机械制冷模式作为当前空调系统运行模式，此时不引入环境空气，采用机械制冷模式对车舱内回风进行降温，G_s＝G_max；

当t_st_ambit_set且ω_ambiω^*时，选取混合模式作为当前空调系统运行模式，此时引入环境空气，环境空气经机械制冷降温到t_s后送入车舱内，G_s＝G_max；

当t_ambit_set、ω_ambiω^*且G_sG_max时，选取自然冷源模式作为当前空调系统运行模式，此时直接将车外的环境空气送入车舱内，t_s＝t_ambi。

2.如权利要求1所述的基于动态负荷预测的电动汽车空调系统，其特征在于，在所述机械制冷模式下，所述环境空气旁通阀和所述环境空气风阀关闭，所述回风阀开启；汽车车舱内空气通过所述回风风道进入所述主风道，经过所述蒸发器降低到所需送风温度后，由所述送风机送入汽车车舱内。

3.如权利要求1所述的基于动态负荷预测的电动汽车空调系统，其特征在于，在所述混合模式下，所述环境空气旁通阀和所述回风阀关闭，所述环境空气风阀开启；环境空气经过所述过滤器，由所述主风道引入所述蒸发器进行降温，并在降温后由所述送风机送入汽车车舱内。

4.如权利要求1所述的基于动态负荷预测的电动汽车空调系统，其特征在于，在所述自然冷源模式下，所述环境空气风阀和所述回风阀关闭，所述环境空气旁通阀开启；环境空气经过所述过滤器，流经所述环境空气旁通风道，再由所述送风机送入汽车车舱内。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的基于动态负荷预测的电动汽车空调系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

获取汽车围护结构信息、环境参数和车内热源信息；

根据汽车围护结构信息、环境参数和车内热源信息，动态预测车内显热冷负荷；

根据预测的车内显热冷负荷，考虑环境空气干球温度、环境空气湿度、最大送风量、所需送风量、所需送风温度、车内空调设定温度和人体舒适空气含湿量，选取系统运行模式及相应送风量和送风温度。