[发明专利]一种基于座舱热舒适性的暖通空调系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于座舱热舒适性的暖通空调系统及其控制方法，该控制方法为：硬件控制器根据座舱热舒适度或目标温度，计算暖通空调工作量；基于暖通空调工作量，选择空调空气流量与空调温度的组合；根据空调空气流量与空调温度的组合选择暖通空调的操作模式，在不同的操作模式下，控制相应风门打开；依据映射关系确定混合风门位置并进行控制，实现所需的座舱热舒适性。本发明能够提高整车的能源利用率，降低外部环境对车内热环境的影响。

技术领域

本发明属于新能源汽车热管理技术领域，具体涉及一种基于座舱热舒适性的暖通空调系统及其控制方法。

背景技术

随着汽车的普及和人们生活质量的提高，消费者对汽车热舒适性的要求也越来越高。车内热环境和乘员热舒适性密切相关，车内的空气温度、相对湿度、气流速度和平均辐射温度等环境因素都直接影响着乘员的乘坐舒适性；同时汽车乘坐空间热环境和乘员热舒适性又影响着汽车的经济性，尤其是对于电动汽车而言。

因此有必要开发一种暖通空调系统，不仅能够提供舒适的座舱热环境，还能够提高整车的能源利用率、降低外部环境对车内热环境的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于座舱热舒适性的暖通空调系统及其控制方法。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种基于座舱热舒适性的暖通空调系统的控制方法：

硬件控制器根据座舱热舒适度或目标温度，计算暖通空调工作量；

基于暖通空调工作量，选择空调空气流量与空调温度的组合；

根据空调空气流量与空调温度的组合选择暖通空调的操作模式，在不同的操作模式下，控制相应风门打开；

依据映射关系确定混合风门位置并进行控制。

进一步地，由座舱热舒适度计算暖通空调工作量的表达式为：W_PMV＝kW，其中：W_PMV表示在热舒适度策略下的暖通空调工作量，k为常数，W表示环境功率，且W满足的PMV指数计算公式为：

其中：M表示人体新陈代谢率，P_w表示人体周围水蒸气分压力，f_cl为人体着装面积系数，T_a为座舱内温度，v_ar为空调空气流量；

由目标温度计算暖通空调工作量的表达式为：W_t＝W_Transient+W_SteadyState，其中：W_t表示在目标温度策略下的暖通空调工作量，W_SteadyState表示稳态暖通空调工作量，W_Transient表示瞬态暖通空调工作量，且W_Transient＝K_p×P(T_t-T_a)+K_I×I(T_t-T_a)，K_p为座舱温度加热或降温的比例系数，K_I为积分系数，P为线性函数，I为积分函数，T_t表示目标温度，且T_t＝k_t1×T_e+k_t2Q_s+k_t3×T_S+H，其中：T_e为座舱外环境温度，Q_s为太阳辐射强度，T_S为座舱内设定温度，H为湿度补偿量，k_t1、k_t2和k_t3为校准常数。

进一步地，所述空调空气流量与空调温度的组合，满足如下公式：