[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

说明书

本发明公开了一种基于动态负荷预测的电动汽车空调系统及控制方法，该电动汽车空调系统包括主风道、回风风道、环境空气旁通风道、负荷预测模块和运行模式控制模块；其中，主风道上设置有环境空气风阀；回风风道上设置有回风阀；环境空气旁通风道上设置有环境空气旁通阀；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；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、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。本发明可有效降低汽车空调系统的能耗。

技术领域

本发明涉及新能源及汽车空调技术领域，特别涉及一种基于动态负荷预测的电动汽车空调系统及控制方法。

背景技术

电动汽车车舱是一种和建筑类似的人类活动空间，为满足车内人员热舒适，需通过汽车空调系统维持车内热环境在舒适的范围之内。

电动汽车需要电能驱动空调系统制冷或采暖，一般采用蒸汽压缩式制冷循环，夏季运行在制冷模式下，冬季运行在热泵模式下，能耗较高。空调系统是电动汽车中能耗最高的辅助设备，采用蓄电池供电，因此一定程度上会影响汽车续航里程。而目前的电动汽车本身就续航能力有限，且充电时间较长。

因此，合理利用自然冷源，降低电动汽车空调能耗，对于提升电动汽车续航里程，推动交通运输领域节能和可持续发展具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种基于动态负荷预测的电动汽车空调系统及控制方法，以解决现有的用于电动汽车的空调系统能耗较高，影响汽车续航里程的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种基于动态负荷预测的电动汽车空调系统，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G_s和送风温度t_s。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，所述运行模式控制模块具体用于：