纯电动汽车太阳能辅助空调自动控制系统的研究

【摘要】：跟传统燃油汽车一样,纯电动汽车也需要一个舒适的乘座和驾驶环境,要有相应的空调基本运行装置以及电力控制系统,以提高纯电动汽车在汽车市场上的竞争力和乘坐的舒适性。但是纯电动汽车车载动力电池是其唯一的动力源且很有限,辅助设备消耗的电能减少了纯电动汽车的续驶里程,尤其是空调,所以开发高效的纯电动汽车空调系统是纯电动汽车能够被市场接受的关键之一。 本文主要是研究太阳能辅助空调自动控制系统,该系统是在小型汽车已匹配的热泵型空调基本运行装置的基础上进行的研究,与传统汽车空调系统不同,该空调系统使用了当前市场上流行的电动压缩机,热泵型空调系统既可以制冷也可以制热。 本论文研究的自动控制系统可分为太阳能充电控制系统和空调控制系统。对太阳能充电控制器的硬软件进行研究设计,该系统使用了MPPT最大功率点跟踪策略,实现了太阳能电池输出的最大功率点跟踪。使用合理的蓄电池充电和放电策略,一方面增大了太阳能电池的使用效率,另一方面延长了蓄电池的使用寿命,算法简单。对空调控制器硬软件进行设计。根据温度传感器输入的信号,与驾驶员设置的目标温度进行比较,对电动压缩机运转速度使用精确控制的策略。整个太阳能辅助空调自动控制系统还使用CAN总线通信技术,便于与整车控制系统进行通信。 本课题进行了室外实验,实验表明太阳能辅助空调自动控制系统制冷和制热功能运行稳定,太阳能电池布满车顶有一定的隔热效果,在充足的阳光下,太阳能电池可以给蓄电池充电,从而利用蓄电池的电能为空调系统提供辅助电源,可以减少对纯电动汽车车载电源的损耗,测试精度基本符合要求。 【关键词】：自动控制系统 STC12C5A60S2 纯电动汽车空调 太阳能辅助
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景和意义9-10
• 1.2 纯电动汽车空调控制系统的研究现状与国内外发展状况10-12
• 1.2.1 纯电动汽车空调控制系统的研究现状10-11
• 1.2.2 纯电动汽车空调控制系统国内外发展状况11-12
• 1.3 课题的研究的目的及主要工作12-13
• 1.4 本章小结13-14
• 第2章 太阳能辅助空调系统结构及功能分析14-19
• 2.1 系统结构分析14-17
• 2.2 系统功能分析17-18
• 2.3 本章小结18-19
• 第3章 太阳能充电控制器硬件设计19-31
• 3.1 主控芯片MCU的选取19
• 3.2 单片机外围电路19-20
• 3.3 控制器供电电源模块20-21
• 3.4 充电保护电路模块21
• 3.5 充电控制电路模块21-24
• 3.6 电压电流的采样模块24-25
• 3.7 蓄电池供电负载控制电路模块25-26
• 3.8 温度采样模块26
• 3.9 LCD显示模块26-27
• 3.10 串口通信模块27
• 3.11 CAN通信模块27-29
• 3.12 本章小结29-31
• 第4章 空调控制器的硬件设计31-40
• 4.1 空调控制MCU的选型31-32
• 4.2 电磁阀的驱动和控制模块32-34
• 4.3 制冷器和蒸发器的风机.的控制和驱动模块34-35
• 4.4 直流电动压缩机控制和驱动模块35-36
• 4.5 温度采集模块36-37
• 4.6 键盘模块37
• 4.7 LCD显示模块37
• 4.8 CAN总线通信模块37-38
• 4.9 空调制冷剂环路的压力检测模块38
• 4.10 本章小结38-40
• 第5章 太阳能充电控制器的软件设计40-46
• 5.1 软件模块划分40
• 5.2 太阳能充电控制器的软件设计组成40-41
• 5.3 电压电流的采样41-42
• 5.4 蓄电池充放电策略42-45
• 5.4.1 MPPT控制策略42-43
• 5.4.2 蓄电池充放电策略43-45
• 5.5 本章小结45-46
• 第6章 空调控制器的软件设计46-52
• 6.1 主程序的流程图46-47
• 6.2 温度检测模块47-48
• 6.3 按键模块48-49
• 6.4 液晶显示模块49-50
• 6.5 电动压缩机的控制策略50-51
• 6.6 本章小结51-52
• 第7章 CAN总线通信52-62
• 7.1 CAN的简介52-53
• 7.1.1 CAN的基本概念52
• 7.1.2 CAN的特点52-53
• 7.2 CAN控制器MCP2515特性简介53-54
• 7.3 CAN接口硬件设计54-55
• 7.4 软件设计55-61
• 7.4.1 MCP2515的SPI接口读写56-57
• 7.4.2 对于MCP2515的CAN初始化57-59
• 7.4.3 MCP2515的报文发送59-61
• 7.5 本章小结61-62
• 第8章 太阳能辅助空调自动控制系统的试验和分析62-69
• 8.1 实验系统及过程62-64
• 8.1.1 实验装置的布置62
• 8.1.2 系统调试62-64
• 8.1.3 实验过程64
• 8.2 实验结果64-68
• 8.3 本章小结68-69
• 第9章 总结和展望69-71
• 9.1 总结69
• 9.2 展望69-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-76
• 攻读学位期间的研究成果76

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