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一种根据脉冲宽度调制操控低成本空调体系完成方法

闫  伟,孔令静,陈信强,沙文瀚 (奇瑞新能源汽车股份有限公司,安徽 芜湖 241000)摘  要:本文介绍了一种新能源低成本空调系统控制实现方案。引入整车控制器,参与空调系统中PTC、压缩 机、面板

闫  伟,孔令静,陈信强,沙文瀚 (奇瑞新能源轿车股份有限公司,安徽 芜湖 241000)
摘  要:本文介绍了一种新能源低本钱空调体系操控完成计划。引进整车操控器,参加空调体系中PTC、紧缩 机、面板的交互。依据鼓风机本身电功用特点,添加整车操控器脉冲宽度调制(PWM)接口资源,匹配性修 正调速模块部分电路,另添加与鼓风机闭环交互才能,经过整车操控器的PWM来操控鼓风机调速,然后完成 低本钱空调体系。可完成在快节奏研制基调下的整车鼓风机风速调理,满意节能降本的空调制冷和制热功用。 

要害词:脉冲宽度调制操控鼓风机调速批改电路低本钱空调

0  导言 

跟着新能源轿车市场重视度的日益提高及国家推出 的一系列利好于新能源轿车的方针,我国新能源轿车表 现很亮眼,产销量同比增幅很明显。电动车市场竞争力 增强也限制着产品开发周期,在高质量要求的一起,开 发周期精简后提早进入市场,起到先入为主作用,满意 市场需求。与此一起,跟着产值的越发添加,整车本钱 也将会面临紧缩,面临开发周期紧缩和本钱下降的两层 应战[1],在硬件根底条件下的操控改善将会是要点。自 身车型中的低本钱空调体系的操控[2]显得尤为重要,其 操控作用的改善和功用的完善关于提高整个轿车空调系 统的功用也将至关重要[3]。不同厂商也针对本身空调系 统特性提出了不同的解决计划。 

鉴于开发进度,选用原空调体系各单件元素,引进 整车操控器(VCU)做适应性开发,在调速模块根底上 进行简略匹配性更改,完成低本钱统调体系功用。

1  体系计划规划 

1.1 体系交互功用计划 

整车空调体系是运用者依据整车温度过高或许过 低去触发空调体系,经过人机交互界面或许长途APP 对空调体系的ACP(空调面板)发送风量、温度、 形式、AC/PTC、表里循环、除霜除雾[4]、主动操控[5] (AUTO)恳求指令,ACP将恳求指令进行分化传输至 VCU(整车操控器)、风门电机、鼓风机及PTC,VCU 依据需求输入操控EAC(紧缩机)转速,完成运用者所 需的空调恳求作用; 

而低本钱空调体系计划将鼓风机操控权和PTC控 制权交由VCU来操控,VCU分化面板对鼓风机风速要 求,VCU经过PWM调速操控鼓风机的调速模块,完成 电压的操控,然后对鼓风机操控,概图如图1所示;

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1.2 匹配电路规划 

选用低本钱空调体系计划要点是VCU与调 速模块的匹配,需求对原鼓风机调速模块[6]基 础电路进行纤细批改,外部经过面板输入调速 模块PWM电压信号,经内部RC及分压电路转 换为可供MOSFET作业在扩大区的电压,经过 调理PWM占空比,能够完成不同供电电压, 然后运用MOSFET扩大的作业原理对鼓风机回 路的操控。调速模块引出MOS管D极电压,反 馈至空调面板,经过内部电路调整PWM占空 比,然后完成整车操控器PWM操控鼓风机风 速,前后根底电路预批改如图2所示。

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1.2.1 元器材参数 

批改在预批改电路 下,PWM波形高 电平与整车低压电 源电压有关,针对 此,对原有电路内 部RC及分压电路 器材参数进行调 整:电阻R1 和 R2 别离挑选:6.8 kΩ 和5.1 kΩ,电容 挑选2个22 µF并 联。参阅MOS管 特性曲线[7]图3,更改后的MOS管G极输入电压最大 值能够到达 6.8 V,小于其饱满开 启电压,不会对其作业作用发生 影响。 

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与此一起,FB反应电压需满 足VCU的接纳电压在0~5 V内,故 需求再对电路电压采样点路进行 更改,依据公式(1)核算确认参 数。经核算R 3 = 4.7 K, R 4 =11K , 故选用R3 和R4 的阻值来完成批改 电路的匹配;

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2   体系台架仿真规划 

2.1 体系台架构建 

为验证匹配批改电路和低本钱空调体系计划的可行 性,须提早在台架上模仿测验验证。当台架仿真数据满 足要求即可同步搭载在实车车型表现。 

体系台架构建元素:VCU操控器、鼓风机、调速模 块、稳压电源代替蓄电池供电、PC电脑,运用万用表 和示波器来完成同步监测电压和波形的实践输出状况。 在此构建的体系台架中,首要运用稳压电源模仿实践蓄 电池正常供电11~16 V规模输出给此体系;其次经过PC 电脑CCP标定方法完成不同档位对应的占空比输出给调 速模块;最终经过万用表和示波器监测并收集鼓风机端 电压值构成操控数据库供VCU运用。 

体系台架构建什物如图4所示。

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2.2 台架仿真测验 

在台架仿真测验过程中,考虑到鼓风机在整车低压 电源是有规模的,故运用台架模仿11~16 V有用作业区 域,工况测验成果如表1。 

2.3 台架仿真剖析 

经过台架模仿实践工况的供电电压测验,更改后可 以匹配VCU的PWM操控电路,剖析制作出鼓风机两头 电压-档位-占空比逻辑值,如图5所示。

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从图中可知,此仿真比较精确地操控鼓风机两头工 作电压且在合理的要求规模内,故此低本钱空调体系匹 配电路批改计划可行。

3  实车搭载验证 

为了验证低本钱空调功用和台架数据建模规划低成 本空调体系的操控逻辑,完成PWM占空比转模仿量输 出操控调速模块,完成鼓风机调速模块的调速,满意低 本钱空调体系架构对VCU的操控要求的计划能否真正体 现在量产车型上,需求经过严厉的需求—规划—开发— 验证V流程。 

作为整个V流程中是最要害的环节,实车搭载验证 将决议功用计划的牢靠性和其他功用。实车测验数据如 图6所示;经过收集数据与操控数据比照,在稳定蓄电 池供电电压下,风挡占空比的操控与风挡档位恳求一 致,鼓风机电压也趋近于曲线形改变而非断崖式。故此 计划在实车搭载是牢靠的。

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4  定论 

本文根据预规划计划思维对低本钱空调体系进行V 流程规划开发[8],针对低本钱空调体系中的VCU与调速 模块操控匹配中心难点进行模仿、测验和验证,为到达 最优操控作用,批改匹配电路。参阅台架测验数据设 计PWM输出占空比,完成VCU与调速模块的操控,经 实车搭载测验验证剖析,满意低本钱空调体系的计划 要求。

参阅文献: 

[1] 尹立春.浅谈新能源轿车空调体系的现状与发展趋势[J].科技经 济导刊,2018(1). 

[2] 周齐,李宝成,王勇.浅谈轿车空调体系操控和功用[J].城市公共 交通, 2004(3):21-23. 

[3] 宋洪健.轿车空调操控体系优化及实验研讨[D].杭州:浙江大学, 2018. 

[4] 凌永成.轿车空调技能[M].北京:机械工业出版社 , 2014. 

[5] 刘忠宝.轿车主动空调操控体系研讨与开发[D].长春:吉林大学, 2011. 

[6] 吴君挺.根据PLC的鼓风机变频调速体系[D].新乡:河南科技学 院,2009. 

[7] 2SK2313 Datasheet[S]. TOSHIBA:( 1-5), 1998-11-12. 

[8] 田真,张曼雪,董婷婷,等.根据V形式的整车操控系 统开发及模型单元测验[J].轿车工程学报,2012(6).

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