2010年(第32卷)第4期
汽 车 工 程A utomo ti ve Eng i nee ri ng
2010(V o.l 32)N o .4
2010075
基于ADV ISOR 的电动空调仿真
模块开发及性能仿真
*
*吉林省科技发展计划重大项目(20076025)资助。
原稿收到日期为2009年5月8日,修改稿收到日期为2009年8月3日。
闵海涛1
,曹云波1
,曾小华1
,乔巍巍
2
(1 吉林大学,汽车动态模拟国家重点实验室,长春 130025; 2 空军航空大学航空理论系,长春 130022)
[摘要] 对某中型客车的电动空调系统进行了设计和部件选型,并在对ADV ISOR 进行二次开发的基础上,建立了电动空调系统的仿真模块,进行了空调系统性能的联合仿真。结果表明,空调系统的使用对电动客车燃油经济性和续驶里程均有明显影响;但与传统空调相比,电动空调具有较好的节能效果。文中建立的电动空调系统仿真模块可较准确地模拟和计算空调系统实际消耗功率,采用经二次开发的ADV IS OR 软件可提高整车性能的仿真精度。
关键词:电动汽车;电动空调;仿真模块;ADV IS OR
D evelop m ent and Perform ance S i m u l ation o f
E lectri c
A ir Cond iti onerM odu le Based on ADV ISOR
M i n Haitao 1
,Cao Yunbo 1
,Zeng X iaohua 1
&Q i a oW ei w ei
2
1 Jilin Universit y,S t a t e K e y La boratory of Au to m otive Dynam ic S i m ulati on,Chang c hun 130025;
2 De part men t of A vi a tion Theory ,Av i a tion University of A ir F orce ,Chang c hun 130022
[Abstract] The e lectric a ir cond iti o n i n g syste m of a m edium bus is designed w ith its co m ponents se lected ,
and based on t h e redevelopm ent o fADV I SOR,a si m ulati o n m odule f o r electric air cond iti o n i n g syste m is created ,and a co m b i n ed si m u lation on its perfo r m ance is conducted .The resu lts i n d icate that t h e use of a ir condition i n g sys te m has m arked e ffects on both t h e f u el econo m y and driv i n g range of electr i c bus ,but co m pared w ith trad itional air conditioner ,the e lectric a ir cond iti o ner has better energy sav i n g resu lts .The si m ulati o n m odu le for e lectric a ir con diti o ning syste m created can rather accurately ca lculate the actua lpo w er consu m ption of air conditi o ning syste m,and t h e use o f redeve l o ped ADV ISOR soft w are can ra ise the si m ulation accuracy of veh icle perfor m ance .
K eyw ords :e lectr ic vehicle ;electric A ir conditioner ;si m ulation m odule ;ADV IS OR
前言
对于纯电动汽车等新一代清洁能源汽车,由于其电池容量有限,空调系统能耗会对整车续驶里程等性能产生重要影响。为了尽可能减少空调系统能量消耗,国内外研究人员开发了采用电动压缩机的电动空调系统,通过变频控制有效减少了能量消耗,提高系统效率
[1-3]
。
目前,电动车辆仿真软件ADV ISOR 作为一种后向仿真软件被广泛应用于传统车辆和混合动力车辆
的仿真和分析中。作者在ADV ISOR 软件平台上对
动力驱动系统模型进行了二次开发,建立其动力系统仿真模块,并在此基础上进行了适用于电动空调系统的模块开发和整车燃油经济性及续驶里程的快速分析。
1 电动空调系统设计
电动空调系统构成和布置方案如图1所示。空调系统驱动方案是由电池直接供电给电动压缩机,电动压缩机布置在客车前部驾驶舱内,冷凝器放在
360 汽 车 工 程2010年(第32卷)第4期
最前端。压缩机由单独的电机驱动,当空调系统制冷负荷发生变化时,可通过调节电机的转速来控制制冷剂流量,进而控制空调系统制冷量,由此可通过精确控制和在常见热负荷下的高效率运行来降低空
调系统能耗。
图1 纯电动客车空调系统布置方案
压缩机选用涡旋式压缩机,其驱动电机选用永磁无刷直流电机。对某中型客车的整车热负荷进行计算后,选择部件参数如表1所示。
表1 电动压缩机部件参数
压缩机
电动机
制冷量/k W 11 2额定电压/V 220/380考核转速/r m i n -13500额定转速
/r m i n -13500排量/c m 3 r -1300最大转速/r m i n -17000最大连续转速/r m i n -1
7000
额定转矩/N m 16额定功率/k W
5 5
2 电动空调仿真模块开发
以车室热平衡理论为基础,根据汽车车室特点,假设汽车内部温度响应是一个惯性加纯延迟环节,通过M 文件的编写实现外界参数的输入。利用MATLAB
/si m u li n k 仿真平台进行电动汽车空调系统建模。建模思路如图2所示。
图2 电动空调系统设计方案
首先,车室热负荷模块根据输入的参数计算在一个步长内车室的热负荷;同时,模糊控制系统根据温差及其变化率,控制电动压缩机所需要的转速与
转矩,并将所得转速与转矩传入电动空调模块;电动空调模块利用传递过来的转速与转矩,计算出在这个步长内需要的制冷量。然后,从车室热负荷模块计算的车室热负荷中扣除该制冷量
,并根据剩余热量计算出当前车室内的实时温度;再将当前车室内温度反馈到模糊控制系统进行下一个步长的控制,如此循环。最后使车室温度达到设定的舒适温度。依据ADV I SOR 建模原则,以电动压缩机各个工作点效率作为模型建立的基础。电动压缩机效率采用损耗分析法确定。其总体效率 comp 包括3部分:压缩效率 c 、机械效率 m c 和电机效率 mo [4]
。
根据电动压缩机各部件参数计算得出这3种效率后,可以计算出电动压缩机各工作点的效率。
在仿真过程中,电动空调通过控制系统传递转
速与转矩,在保证满足功率需求的前提下,查找电动
压缩机效率表以实现最高效率,进行空调所需的输出功率的计算,并计算出制冷量和车室温度的下降量。所建立的电动空调模块如图3所示。
图3 电动空调模块
ADV I SOR 通用软件中,空调系统等电动附件能
量消耗一般采用经验值或额定值加以估算并进行整车性能计算,如图4所示。而对于采用电动压缩机以实现汽车温度自动调节的电动空调系统,由于车
外环境与室内温度的变化,不同温度下所需的空调功率不同,使用单一的经验值计算必然要影响到整车仿真计算的准确性,因此在对ADV I SOR 二次开发的基础上,建立电动空调模块如图5所示。
图4 ADV ISOR 空调模块
2010(V o.l 32)N o .4闵海涛,等:基于ADV IS OR 的电动空调仿真模块开发及性能仿真 361
图5 二次开发后的ADV ISOR 电动空调模块
3 控制系统设计
由于空调系统的功耗对电动车性能有很大的影响,为使空调系统在各种工况下都能保持高效率,必须采用有效的控制策略。现阶段在燃油汽车基础上改装的电动汽车空调系统常采用开关式控制,而在电动车热泵空调系统中,压缩机的转速是制冷量的主要控制量,由于压缩机的转速可以通过变频器来控制,因此可以采用模糊控制技术对汽车车室内温度进行自动调节智能控制,从而有效改善汽车空调系统性能。
以每一采样时刻室温与设定值的温差及其变化率为输入量,通过模糊推理得出压缩机的转速值,对电动压缩机转矩和转速进行控制。
(1)当车室温度高于设定温度1 时,为了尽快使温度达到设定值,压缩机以最大转速运行。(2)当室温偏差在-1~1 之间时,通过精确地分段,用模糊控制算法来控制压缩机。
(3)当汽车电池SOC <0 1时,为了提高续驶里程,关闭空调。
依据上面的控制原则建立汽车空调系统模糊控
制器的模糊控制规则。推理方法采用最大-最小推
理方法。运用面积质心法对输出变量进行解模糊化。结合上述的模糊控制规则,建立模糊控制系统模型,如图6
所示。
图6 模糊控制系统模型
4 整车性能联合仿真
4 1 整车模型建立
应用仿真软件ADV ISOR,对某纯电动中型客车进行建模仿真。样车主要技术参数如表2所示。
表2 纯电动中型客车主要技术参数
项目参数项目参数整车总质量/kg 8500迎风阻力系数0 56轮胎滚动半径/mm 463迎风面积/m 25 35两挡变速器速比1 82,6 24主减速器速比6 33电机标称电压/V 336电机最高转速/r m i n -16
000电机峰值功率/k W 90电机最大转矩/N m 238电池容量/A h 300电池单节电压/V 2 5~4 25
电池标称电压/V
360
电池节数/节
100
仿真模型按照实际动力系统布局搭建[5-6]
,整
车模型包括循环工况
图7 电动汽车整车仿真模型
362 汽 车 工 程2010年(第32卷)第4期
4 2 系统仿真
根据建立的整车模型,结合样车选择几种合适的行驶工况(包括等速行驶、长春工况、城市4工况),对几种空调系统进行仿真计算。
图8是在夏季长春工况下,实验开始时间为上午9:00,乘员20人,太阳辐射强度0 9kJ/m 2
,设定舒适温度25 C 时,使用传统空调时车室温度以及空
调消耗功率的变化过程。
图8 长春工况传统空调功率与车室温度变化
图9是在相同条件下使用电动空调时的车室温度和空调消耗功率的变化过程。可以看出,传统空调只能实现简单的开关功能,当温度低于设定温度
时关闭空调,随后温度会迅速上升;当温度高于设定温度时再开启空调,这种方法的缺点是能量消耗大,且响应时间滞后,影响乘员舒适性。电动空调系统可以实现变频控制,首先大功率输出,然后逐渐稳定在某一功率附近输出,随着车室温度下降到设定温度后,空调实现低功率运行,有效减少了能量消耗,而且有效降低了车室温度,响应时间短,超调量小,
既能减少能耗又能提高舒适性。
图9 长春工况电动空调功率与车室温度变化
表3为不同行驶工况下,几种空调系统的整车经济性和续驶里程的仿真结果。
由计算结果可知,使用电动空调后,等速行驶条
表3 仿真结果
等速行驶(60km /h)
城市4工况
长春工况
100km 耗电量/k W h 续驶里程/km 100km 耗电量/k W h 续驶里程/km 100km 耗电量/k W h 续驶里
程/km
未加空调44 56238 148 4322466179 5电动空调47 44223 563 81164 883 38134 1传统空调
50 06
211 7
71 41
147 5
95 56
116
件下整车耗电量增加6 46%,续驶里程降低
6 13%;而长春循环工况下整车耗电量增加26 3%,续驶里程降低25 3%。因而在不同行驶条件下空调的使用都会明显降低电动汽车的续驶里程。同时,与等速行驶工况相比,城市循环工况由于存在怠速、匀速、加速、减速等多种行驶工况,空调系统在该循环工况中耗能比例增加,因而对整车性能影响更大。而长春工况下的最高车速与平均车速指标均高于城市4工况,整车驱动消耗的平均功率较高,即空调系统能耗占整车能耗的比例较低,空调系统使用后续驶里程的降低要小于城市4工况。
仿真结果同时表明,电动空调与传统空调相比,长春工况下整车耗电量降低12 8%,续驶里程增加15 6%。60k m /h 等速行驶时,整车耗电量降低5 3%,续驶里程提高5 57%。城市4工况下整车耗电量降低10 65%,续驶里程增加11 72%。由此可见,采用模糊控制的电动空调系统在节能方面具有明显效果。
5 结论
在ADV I SOR 环境下建立了电动空调系统模块,在对电动压缩机性能和空调控制系统进行研究和设计的基础上将电动空调模块载入ADV I SOR ,对不同行驶条件下空调系统对整车性能的影响进行了仿真分析和比较。结果表明,电动客车空调系统的使用对整车经济性和续驶里程均有明显影响;但电动空调与传统空调相比,具有较好的节能效果。文中所建立的空调系统仿真模块可以较为准确地模拟和计算空调系统实际消耗功率,利用二次开发后的ADV I SOR 仿真软件进行整车性能分析可以提高系统仿真精度。
参考文献
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(下转第313页)
2010(V o.l32)N o.4严军,等:车辆液力缓速器内腔压力特性分析及建模 313
图9 制动特性对比
力维持了一段时间;(2)内腔反馈压力模型依旧存在不足:首先,实际的缓速器制动过程是动态的,充放油过程中产生的液流冲击可能会影响内腔压力,而基于缓速器稳态性能试验数据的压力模型没有考虑这种影响;其次,虽然神经网络压力模型已经可以合理地外推高转速范围的内腔压力,但终归需要高转速液力缓速器试验才能准确获知高转速范围的内腔压力变化规律。总而言之,本文的内腔压力模型符合应有的理论特性,仿真特性与试验特性基本相符,是具有实用性的。6 结论与展望
(1)对于液力缓速器内腔油压,目前的理论还不足以全面、准确地建立其模型,以试验数据建模是较为可行的方法。
(2)基于神经网络的内腔压力模型能够较为正确地外推高转速、高制动力矩工况下的内腔压力走势与数值,试验结果也验证了该模型具有实用性。
(3)研究工作还有待继续完善,主要有:神经网络模型属于黑箱模型,建模者难以了解其内部结构与建模对象物理规律的关联,今后将考虑应用其他的非线性建模方法,比如支持向量机理论,以获取准确的内腔压力非线性数学模型;通过更多的试验,进一步了解液力缓速器在高速工况下的内腔压力变化规律,以建立更完善的内腔压力模型,提高仿真的精度。
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(上接第362页)
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车辆动力学主要仿真软件 I960年，美国通用汽车公司研制了动力学软件DYNA主要解决多自由度 无约束的机械系统的动力学问题，进行车辆的“质量一弹簧一阻尼”模型分析。作为第一代计算机辅助设计系统的代表，对于解决具有约束的机械系统的动力学问题，工作量依然巨大，而且没有提供求解静力学和运动学问题的简便形式。 随着多体动力学的谨生和发展，机械系统运动学和动力学软件同时得到了迅速的发展。1973年，美国密西根大学的N.Orlandeo和，研制的ADAM 软件，能够简单分析二维和三维、开环或闭环机构的运动学、动力学问题，侧重于解决复杂系统的动力学问题，并应用GEAR刚性积分算法，采用稀疏矩阵技术提高计算效率° 1977年，美国Iowa大学在，研究了广义坐标分类、奇异值分解等算法并编制了DADS软件，能够顺利解决柔性体、反馈元件的空间机构运动学和动力学问题。随后，人们在机械系统动力学、运动学的分析软件中加入了一些功能模块，使其可以包含柔性体、控制器等特殊元件的机械系统。 德国航天局DLF早在20世纪70年代，Willi Kort tm教授领导的团队就开始从事MBS软件的开发，先后使用的MBS软件有Fadyna (1977)、MEDYNA1984),以及最终享誉业界的SIMPAC( 1990).随着计算机硬件和数值积分技术的迅速发展，以及欧洲航空航天事业需求的增长，DLR决定停止开发基于频域求解技术的MED YN软件，并致力于基于时域数值积分技术的发展。1985年由DLR开发的相对坐标系递归算法的SIMPACI软件问世，并很快应用到欧洲航空航天工业，掀起了多体动力学领域的一次算法革命。 同时，DLR首次在SIMPAC嗽件中将多刚体动力学和有限元分析技术结合起来，开创了多体系统动力学由多刚体向刚柔混合系统的发展。另外，由于SIMPACI算法技术的优势，成功地将控制系统和多体计算技术结合起来，发
面向汽车动力学控制的汽车仿真软件开发1 李幼德，刘巍， 李静 吉林大学汽车工程学院 (130022) E-mail ：aweii_liu@https://www.doczj.com/doc/086258645.html, 摘 要：汽车动力学仿真软件对汽车电控系统的开发具有重要意义。本文利用Matlab/Simulink 软件编制适用于汽车电控制系统开发的汽车动力学模型，并编制了图形用户界面，并针对样车进行了不同工况的模拟。 关键词：汽车动力学，图形用户界面，仿真 1．引言 随着汽车电子控制系统的发展，特别是汽车电控制系统开发手段的发展，以Matlab/Simulink 和Dspace 为开发平台的V 流程的电控系统开发方法已被越来越多的开发商所采用。在汽车电控制系统的开发中，例如汽车牵引力控制系统（TCS ）、汽车制动防抱死控制系统（ABS ）和汽车稳定性控制系统（ESP ）等，为了研究汽车各控制系统的控制算法，汽车动力学仿真模型是必不可少的。而传统的汽车动力学仿真模型(如Adams 和Simpack 等)，由于仿真的实时性较差，并不能够满足汽车电控制系统开发的要求。因此，开发基于Matlab/Simulink 平台的汽车动力学仿真软件对于汽车电控系统具有重要的使用价值。 2．汽车动力学模型 考虑汽车动力学模型运行实时性的要求，汽车动力学模型需要进行适当的简化。因此，忽略汽车的侧倾和俯仰运动，以及悬架的影响，但是考虑了汽车载荷的转移。在汽车动力学模型中，包括：发动机模型、传动系模型、轮胎模型、车轮模型以及整车模型等。 2.1发动机模型 发动机模型的输入包括：油门开度、反馈的发动机转速。整个的发动机将简化为一个一阶惯性环节系统[1]。 1 2 1sT e e T e M sT ?= + （1） 其中：e M 发动机的动态输出力矩；为发动机的静态输出力矩，为系统时间常数，为系统滞后时间常数而拉氏变换变量。 e T 2T 1T s 2.2制动器模型 制动器模型采用的是盘式制动器模型，公式如下： b w T A n s P b μη=????? （2） 1 本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金（项目编号：20020183025）资助 - 1 -
QC/T 658-2000（2000-11-06发布，2001-04-01实施） 前言 本标准是在总结国内汽车空调试验经验的基础上，参照日本等国外先进技术标准制定的。 本标准自生效日起，替代QCn 29008.9-1991《汽车产品质量检验空调系统评定方法》。本标准规定了室内环境模拟、室外静态和室外行驶等三种试验方法，适用于测试汽车空调在整车状态和热环境中的降温性能。 本标准由国家机械工业局提出。 本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：东风汽车工程研究院、中国汽车技术研究中心、上海大众汽车有限公司、神龙汽车有限公司、岳阳恒立冷气设备股份有限公司。 本标准主要起草人：郭亮、刘力、周健、方劲、赵国军。 中华人民共和国汽车行业标准 汽车空调整车降温性能试验方法 QC/T 658-2000 代替QCn 29008.9-1991 1 范围 本标准规定了汽车空调在整车状态下与热环境中的降温性能的试验方法。本标准规定了室内环境模拟、室外静态和室外行驶等三种试验方法。这三种方法是各自独立的，允许选择其中一种或一种以上的方法进行试验。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB／T 11563-1995 汽车H点确定程序 3 术语 3.1 汽车空调系统 由暖气装置、制冷装置、通风装置、空气净化装置和加湿装置中的一个或多个部件以及必要的控制部件等构成，用于调节乘员舱内空气的温度、湿度、洁净度，并使其以一定速度在乘员舱内定向流动和分配，从而给驾驶员和乘客提供舒适的环境及新鲜的空气的系统。
第二包：汽车仿真教学软件 1、模块组成： 应包括电控发动机、自动变速器、底盘系统、电气系统、汽车常规维护、车载网络系统等模块。 2、功能要求： （1）能够完整展示汽车发动机、底盘和电气系统各总成及零部件结构； （2）能够交互式演示汽车发动机、底盘和电气系统的基本工作过程； （3）能够交互式演示汽车常规维护的基本工艺流程； (4)能够完整展示汽车车载网络系统的组成、原理及检修方法。 3、技术要求： （1）网络版，采用C/S架构； （2）结构展示应采用3D表达，原理演示采用交互式动画进行表达； （3）所有模块都须提供单机版供离线使用； （4）发动机系统模块要求至少具备2种类型，包括电控汽油机和电控柴油机；应至少提供直列4缸和V型6缸电控汽油机各一款，SDI和TDI电控柴油机各一款； （5）底盘系统模块须具备手动变速器、自动变速器、制动系统和转向与悬架四个部分内容；应至少提供二种以上主流车型的自动变速器、ABS系统（包括ABS和ABS+EBD）、助力转向系统（包括液压动力转向和电动助力转向）、悬架（包括麦式悬架、多连杆悬架和电控悬架）； （6）电气系统模块要求包含起动、充电、照明、防盗、雨刮、电动车窗、安全气囊等模块；应具备两种以上主流车型的空调系统（包括手动空调和自动空调）； （7）所有模块必须进行现场演示。
附件二： 1、模块组成： 应包括汽车二级维护虚拟实训、总成拆装虚拟实训、故障诊断虚拟实训、车身测量虚拟实训等模块。 2、二级维护虚拟实训模块功能要求： （1）能够对维护车辆设置常见故障点50以上； （2）具备工具使用功能； （3）实训过程能够随时查阅各种资料；（4）具备填写检测结果的功能； （5）具备实训过程中操作自动记录功能。 3、总成拆装虚拟实训模块功能要求： （1）能够实现丰田8A发动机拆装实训功能； （2）具备总成大修功能，包括总成分解、零部件清洁和检查、重新组装等；（3）具备零部件检验功能，可对拆卸后的零部件进行测量检验； （4）提供各种工具使用功能； （5）具有对实训过程中操作进行记录的功能。 4、故障诊断虚拟实训模块功能要求： （1）具备故障诊断实训示范和实训练习功能； （2）具备两种故障点设置功能，包括随机设置和人工设置； (3)软件应具备模拟路试功能，在路试时可读取故障码和动态数据流； （4）能够模拟诊断仪读取故障码、读取定格数据、读取动态数据和主动测试，模拟示波器检测各种信号波形，模拟尾气分析仪检测不同工况下的尾气数据，模拟燃油压力表检测燃油系统压力，模拟气缸压力表检测各个气缸的压力，模拟真空表检测进气歧管的真空度，模拟万用表检测电阻和电压； （5）软件具备实训过程操作记录功能，可自动记录或手动记录； （6）具备常用工具使用功能； （7）软件应支持环境参数设置，包括环境温度、大气压力、机油液位、发动机冷却液液位等。 5、车身测量虚拟实训模块功能要求： （1）采用卡尔拉德车身测量系统； （2）提供20个以上测量点； （3）配置向导操作模式功能，可以引导用户按照汽车车身测量的标准工作流程进行操作。 6、各系统虚拟实训模块技术要求： （1）网络版，采用C/S架构； （2）实训车间场景采用3D实时渲染技术，可实现场景内360度旋转； （3）维护实训内容涵盖汽车二级维护的全部作业项目； （4）软件能够模拟汽车运行时的各种声音，包括发动机起动、怠速运转、加速、运行粗暴、运行抖动等； （5）总成拆装台架采用3D技术，可以进行360度方向任意翻转；（ 6）支持单点故障设置和多点故障设置，多点故障设置每次可设置3个以上故障点； （7）故障点要求涵盖电路断路/短路、器件损坏、间歇性断路和机械故障等；（8）故障诊断模块能够设置常见故障点80个以上；
前言 本标准是对QC/T 72.1-1993《汽车空调制冷装置性能要求》的修订。 修订的主要内容如下： ——引用标准； ——术语定义及描述； ——名义工况参数： ——技术要求； ——取消原标准中基本参数、附录A和附录B。 本标准自生效日起，同时代替QC/T 72.1-1993。 本标准由国家机械工业局提出。 本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：长春汽车研究所、一汽杰克赛尔空调有限公司、上海大众汽车有限公司、神龙汽车有限公司、中国汽车技术研究中心。 本标准主要起草人：顾宏伟、赵桐林、程立惠、周健、方劲、刘力。 中华人民共和国汽车行业标准 汽车空调制冷装置性能要求QC/T 656-2000 代替QC/T 72.1-1993 1 范围 本标准规定了汽车空调制冷装置的性能要求 本标准适用于以调节汽车乘员舱内空气为目的的汽车空调制冷装置。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效，所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 QC/T 657-2000 汽车空调制冷装置试验方法 QC/T 660-2000 汽车空调（HFC-134a）用压缩机 QC/T 661-2000 汽车空调（HFC-134a）用液气分离器 QC/T 662-2000 汽车空调（HFC-134a）用贮液干燥器 QC/T 663-2000 汽车空调（HFC-134a）用热力膨胀阀 3 术语 3.1 汽车空调系统 由暖气装置、制冷装置、通风装置、空气净化装置和加湿装置中的一个或多个部件以及必要
的控制部件等构成，用于调节乘员舱内的温度、湿度、洁净度，并使其以一定速度在车室内定向流动和分配，从而给驾驶员和乘客提供舒适的环境及新鲜空气的系统。 3.2 制冷装置 由压缩机、冷凝器、贮液干燥器或液气分离器、节流元件、蒸发器、制冷剂管路、风机等构成，将车室内的热量传递给室外环境的装置。 3.3 稳定状态 指汽车空调系统的制冷能力达到平衡时的状态。在此状态下，蒸发器进、出风口空气干球温度的变化不超过±1℃，湿球温度的变化不超过±5℃；冷凝器进风口空气干球温度的变化不超过±1℃，流经蒸发器和冷凝器表面空气的风量变化不超过2％，压缩机转速变化不超过2％。 3.4 额定制冷量 指空调装置在规定的试验条件和试验设备下运行，达到稳定状态时，单位时间内蒸发器从空气中吸收的热量。 3.5 名义工况 指标定和检验汽车空调系统在稳定状态下额定制冷量的试验条件。 4 名义工况参数 4.1 空调系统温度参数 4.1.1 冷凝器进风温度干球温度35℃±1℃。 4.1.2 蒸发器进风温度干球温度27℃±1℃，湿球温度19.5℃±0.5℃。 4.2 对于主机驱动式压缩机，转速采用1800 r/min或者车速为10 km/h的压缩机转速；对于辅机驱动式压缩机，采用高转速档。 4.3 冷凝器进风口风速 4.3.1 当冷凝器安装在车迎风面时（关掉风机），进风口风速为4.5 m/s。 4.3.2 当冷凝器安装在车非迎风面时，按QC/T 657中的要求加端电压。 4.4 额定电压直流12 V或24 V 5 技术要求
Assignment Vehicle system dynamics simulation 学院：机电学院 专业：机械工程及自动化 姓名： 指导教师：
The model we are going to analys: The FBD of the suspension system is shown as follow:
According to the New's second Law, we can get the equation: 2 )()(221211mg z z c z z k z m --+-=???? 221212)()(z k mg z z c z z k z m w +-----=? ??? 0)()()()(222111222111=-++--+-++--+? ? ? ? ? ? ? ?w w w w z L z k z L z k z L z c z L z c z m χχχχ 0)()()()(2222111122221111=-++----++---? ? ? ? ? ? ? ?w w w w z L z L k z L z L k z L z L c z L z L c J χχχχχ d w w w w Q z L z k z L z c z m ,111111111)()(-=------? ? ? ? ?χχ d w w w w Q z L z k z L z c z m ,222222222)()(-=-+--+-? ????χχ When there is no excitation we can get the equation: 2)()(221211mg z z c z z k z m --+-=???? 2 21212)()(z k mg z z c z z k z m w +-----=? ??? Then we substitude the data into the equation, we write a procedure to simulate the system: Date: ???? ?? ??? ??==?==?===MN/m 0.10k m 25.1s/m kN 0.20MN/m 0.1m kg 3020kg 2100kg 3250w 2l c k I m m by w b
advisor2002仿真软件 ADVISOR(Advanced VehIcle SimulatOR,高级车辆仿真器)是由美国可再生能源实验室NREL(National RenewableEnergy Laboratory)在MATLAB和SIMULINK软件环境下开发的高级车辆仿真软件。 该软件从1994年11月份开始开发和使用,最初是用来帮助美国能源部DOE(DepartmentofEnergy)开发某混合动力汽车的动力系统,随后功能逐渐扩展,目前最新的正式版本ADVISOR2002可以对传统汽车、纯电动汽车和混合动力汽车的各种性能作快速分析,是世界上能在网站上免费下载和用户数量最多的汽车仿真软件。由于该软件通过大量的实践被证实具有较好的实用性,现在世界上许多生产企业、研究机构和高校都在使用该软件做汽车仿真方面的研究。 ADVISOR是MATLAB和SIMULINK软件环境下的一系列模型、数据和脚本文件,它在给定的道路循环条件下利用车辆各部分参数,能快速地分析传统汽车、纯电动汽车和混合动力汽车的燃油经济性、动力性以及排放性等各种性能。此外,该软件的开放性也允许对用户自定义的汽车模型和仿真策略做仿真分析。它主要有以下特点: (1)仿真模型采用模块化的思想设计。ADVISOR软件分模块建立了发动机、离合器、变速器、主减速器、车轮和车轴等部件的仿真模型,各个模块都有标准的数据输入/输出端口,便于模块间进行数据传递,而且各总成模块都很容易扩充和修改,各模块也可以随意地组合使用,用户可以在现有模型的基础上根据需要对一些模块进行修改,然后重新组装需要的汽车模型,这样会大大节省建模时间,提高建模效率。 (2)仿真模型和源代码全部开放。ADVISOR2002的仿真模型和源代码在全球范围内完全公开,可以在网站上免费下载。用户可以方便地研究ADVISOR的仿真模型及其工作原理,在此基础上根据需要修改或重建部分仿真模型、调整或重新设计控制策略,使之更接近于实际情形,得出的仿真结果也会更合理。 (3)采用了独特的混合仿真方法。现在的汽车仿真方法主要有前向仿真和后向仿真两种,仿真软件也多采用其中的一种方法,使两种方法优劣不能互补,而ADVISOR采用了以后向仿真为主、前向仿真为辅的混合仿真方法,这样便较好地集成了两种方法的优点,既使仿真计算量较小,运算速度较快,同时又保证了仿真结果的精度。 (4)在MATLAB和SIMULINK软件环境下开发研制。MATLAB是世界上顶尖的可视化科学计算与数学应用软件,其语法结构简单、数值计算高效、图形功能完备,集成了诸多专业仿真工具包,而且它还提供了方便的应用程序接口(API),用户可以在MATLAB环境下直接调用C、Fortran等语言编写的程序。MATLAB 内置的计算程序、专业的仿真工具以及与其他应用程序的接口,会减少汽车模型的搭建和仿真计算过程中工作量,同时也方便了熟悉不同编程语言的用户之间的合作。 (5)能与其他多种软件进行联合仿真(Co-simulation)。汽车是一个复杂的系统,其仿真更是涉及机械、电子、控制等多个领域,工作量很大,ADVISOR软件开发过程中也难以涉及所有领域,这样就限制了它一些功能的实现。但是ADVISOR设计了开放的软件接口,能与Saber、Simplorer、VisuaDOC、Sinda/Fluint等软件进行联合仿真,为用户改进和拓展其功能提供了方便。
QC/T 656-2000（2000-11-06批准，2001-04-01实施） 前 言 本标准是对QC/T 72.1-1993《汽车空调制冷装置性能要求》的修订。 修订的主要内容如下： ——引用标准； ——术语定义及描述； ——名义工况参数： ——技术要求； ——取消原标准中基本参数、附录A和附录B。 本标准自生效日起，同时代替QC/T 72.1-1993。 本标准由国家机械工业局提出。 本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：长春汽车研究所、一汽杰克赛尔空调有限公司、上海大众汽车有限公司、神龙汽车有限公司、中国汽车技术研究中心。 本标准主要起草人：顾宏伟、赵桐林、程立惠、周健、方劲、刘力。 中华人民共和国汽车行业标准 汽车空调制冷装置 性能要求 QC/T 656-2000 代替QC/T 72.1-1993 1 范围 本标准规定了汽车空调制冷装置的性能要求 本标准适用于以调节汽车乘员舱内空气为目的的汽车空调制冷装置。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效，所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 QC/T 657-2000 汽车空调制冷装置试验方法 QC/T 660-2000 汽车空调（HFC-134a）用压缩机 QC/T 661-2000 汽车空调（HFC-134a）用液气分离器 QC/T 662-2000 汽车空调（HFC-134a）用贮液干燥器 QC/T 663-2000 汽车空调（HFC-134a）用热力膨胀阀 3 术语 3.1 汽车空调系统
热泵型电动汽车空调系统性能试验研究 1.1 研究背景及意义 目前，随着人类越来越多的使用燃油汽车，汽车尾气排放出的二氧化碳加剧了全球 气候极端变化。我国的石油资源的探明储量极其有限，早在2009 年，石油消费进口依 存度就突破了“国际警戒线”（50%），高达52%。汽车保有量却是逐年增加，如果 汽车几乎完全依赖于化石燃料，很容易受到国际石油价格的冲击，甚至导致燃料的供应 中断。再者，燃油汽车的尾气排放出大量的污染物如PM10（可吸入颗粒物）、NOx（氮 氧化物）、SO2（二氧化硫）和VOCs（挥发性有机化合物）等，已经成为我国城市大 气污染的主要污染源，严重危害了人们的健康。纯电动汽车是以电能驱动的，具有燃 油汽车无法比拟的优点，主要表现在：一、污染少、噪声低。其本身不排放污染大气 的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著 减少，且电动汽车电动机的发出的噪声较燃油汽车发动机小得多；二、能源的利用具有 多元化，电力可以从多种一次能源如煤、核能、水力、太阳能、风能、潮汐能等获得， 能源利用更加安全；三、可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电，起到平抑电网的 峰谷差的作用；四、效率更高和控制更容易实现智能化。 作为一种具有环保和节能优势的先进交通工具，电动汽车受到了越来越广泛的关注。美、日、欧等发达国家不惜投入巨资进行电动汽车的研究开发，取得了丰硕的研究成果，纯电动汽车目前在许多发达国家已得到商业化的应用。我国电动汽车发展起步 较晚，但国家从维护能源安全，改善大气环境，提高汽车工业竞争力和实现我国汽车工 业的跨越式发展的战略高度考虑，从“八五”开始到现在，电动汽车研究一直是国家计 划项目，并在2001 年设立了“电动汽车重大科技专项”，通过组织企业、高校和科研 机构，集中各方面力量进行技术攻关。与此同时，上海、广州和深圳等地的地方政 府也出台了相应的扶持新能源汽车的发展政策，计划实现电动汽车在本地的产业化。 电动汽车代表未来汽车发展的方向，各国政策的扶持为电动汽车的发展铺平了道 路，近年来，它们在全世界范围内呈现出欣欣向荣的的发展态势，据国外著名金融杂志 JP Morgan 报道，预计到2020 年全球将有1100 万辆电动汽车上市销售，这意味着到那时电动汽车将分别占有北美20%和全球13%的市场份额，但目前电动汽车的发展遇到 很多技术问题，特别动力电池技术，续驶里程的提高和充电网络的建设等问题。 空调系统作为改善驾驶员工作条件、提高工作效率、提高汽车安全性及为乘员营造 健康舒适的乘车环境的重要手段，对燃油汽车和电动汽车而言，都是必不可少的。电 动汽车用空调系统与普通的汽车（内燃机驱动）空调相比，由于原动机不同而引发一系 列新变化。主要体现在：1）普通的汽车空调系统的压缩机依靠发动机通过一个电磁离 合器驱动，而电动汽车空调压缩机自带电动机独立驱动；2）电动汽车没有用来采暖的 发动机余热，不能提供作为汽车空调冬天采暖用的热源，必须自身具有供暖的功能，即 要求制冷、制热双向运行的热泵型空调系统。 纯电动汽车空调系统制冷、供暖和除霜所需能量均来自于整车动力电池。作为电动 汽车功耗最大的辅助子系统，空调系统的使用将极大的降低其续驶里程。因而，通过优 化电动汽车空调系统的设计以提高其性能对提高电动汽车续驶里程，推广电动汽车的应 用有着重要意义。 1.2.2 热泵式汽车空调研究现状 汽车空调系统是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。随着 汽车的日益普及以及人们对汽车的舒适性、安全性要求的提高，汽车空调系统已经成为 现代汽车上必不可少的装置。汽车空调工作环境的特殊性如需要承受频繁的震动和冲
汽车空调技术课程教学 大纲凌永成 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
汽车空调技术课程教学大纲 课程编码：11115591 学时：32 学分：2 适用专业：车辆工程 一、课程的性质和任务 1.课程的性质 本课程是车辆工程专业的选修课程。 2.课程的任务及目的 本课程通过对乘用车空调制冷系统的结构原理、温度控制、采暖与通风配气系统、自动控制系统以及汽车空调系统的使用、维护与检修知识的讲授，使学生系统地掌握汽车空调系统的基础理论知识，达到培养和构建一定的汽车空调系统故障诊断、检测与维修能力的目的。 二、课程的内容和学时分配 （一）学时分配 （二）理论教学内容的基本要求、重点和难点 1．汽车空调概论 （1）了解汽车空调系统的功能；
（2）掌握汽车空调系统的组成与分类。 重点：汽车空调系统的组成与分类。 2．汽车空调制冷系统 （1）了解制冷剂及冷冻机油的分类和性能特征； （2）掌握蒸气压缩制冷系统的工作原理。 （3）熟练掌握蒸气压缩制冷系统零部件的结构组成与作用。 重点：蒸气压缩制冷系统的工作原理。 难点：CO2汽车空调系统的工作原理。 3．制冷系统的温度控制 （1）了解压缩机的液击故障及其预防措施； （2）掌握基于蒸发器压力控制的制冷系统的工作原理； （3）熟练掌握恒温器—电磁离合器循环制冷系统的工作原理。 重点：恒温器—电磁离合器循环制冷系统。 难点：恒温器—电磁离合器循环制冷系统。 4．汽车空调通风、采暖与配气系统 （1）了解汽车通风与空气净化装置的组成与作用； （2）掌握汽车采暖系统的结构组成和工作原理； （3）熟练掌握汽车空调配气系统的结构组成和工作原理。 重点：汽车空调配气系统的结构组成和工作原理。 难点：驻车加热系统。 5．汽车空调的控制与保护 （1）掌握汽车空调的控制项目与方法； （2）掌握汽车空调的保护项目与方法。 重点：掌握汽车空调的控制项目与方法。 难点：汽车空调的保护项目与方法。 6．汽车空调自动控制系统 （1）了解汽车空调基本控制电路的控制思想； （2）掌握四温区自动空调系统的基本结构。 重点：四温区自动空调系统的空气调节过程。 难点：四温区自动空调系统的控制电路。 7．汽车空调系统的布置 （1）了解载货汽车和冷藏汽车空调系统的布置； （2）掌握乘用车和客车空调系统的布置。
!汽车动力学发展历史简介 汽车动力学是伴随着汽车的出现而发展起来的 一门专业学科。人们很早就认识到“$%&’()*+”转向和应用弹性悬架可使乘客感到更加舒适等基本原 理［,］，但那只是一种感性的认识。在各国学者的不懈 努力下，这门学科逐渐发展成熟。-’.’/在,00#年1)’%23举行的题为“车辆平顺性和操纵稳定性”的会议上发表的论文，对,00"年以前汽车动力学的发 展做了较为全面的总结［ !］，见表,。近年来汽车动力学又有了进一步发展，大量的高水平学术论文和经典的汽车动力学专著相继被发表，而且开发出许多专为汽车动力学研究建立模型的软件，如美国密西根大学开发的$456%*(、$45678)等商业软件。汽车是一复杂的连续体系统，要想对其进行动力特性的预测和优化需建立经合理简化的抽象汽车模型，以达到缩短产品开发周期、保证整车性能指标和降低产品成本的目的。 "汽车动力学模型的发展 汽车动力学从严格意义上来讲包括对一切与车 辆系统相关运动的研究，然而最为核心的是平顺性和操纵稳定性这两大领域，一般认为平顺性主要研究影响车身的垂向跳跃、俯仰、侧倾振动的因素，而操纵稳定性主要研究车辆的横向、横摆和侧倾运动。建模时一般假设平顺性和操纵稳定性之间无偶合关系。 "#!汽车平顺性模型 在汽车平顺性的早期研究阶段，限于当时数学、 力学理论、计算手段及试验方法，把系统简化成集中质量—弹簧—阻尼模型，如图,所示。 图,整车集中质量—弹簧—阻尼模型 此类模型一般先以函数的形式给出其动能!和势能"以及表达系统阻尼性质的物理量耗散能 !的表达式： 【摘要】汽车动力学包括对一切与车辆系统相关运动的研究，其最核心的是平顺性和操纵稳定性这两大领域。在简要说明了汽车动力学发展过程的基础上介绍了平顺性和操纵稳定性两大领域的模型发展过程。平顺性模型主要经过集中质量—弹簧—阻尼模型、有限元模型和动态子结构模型阶段；而操纵稳定性模型从低自由度线性模型、非线性多自由度模型发展到多体模型。最后提出了汽车动力学仿真模型的发展动向。 主题词：汽车动力学模型发展 中图分类号：9:;,<,文献标识码：$ 文章编号：,"""=#>"#（!""#）"!=""",=": $%&%’()*%+,(-.%/01’%$2+3*0140*5’3,0(+6(7%’ ?2*+.@’8A?2*+.B8+.2*8AC48D*8/8+AB8*D6+.E’8 （B8/8+9+8F’(785G ） 【89:,;31,】H’28%/’IG+*)8%7754I8’7*//)6F’)’+57(’/’F*+556F’28%/’7G75’)*+I 857%6(’8752’5J6E8’/I76E (8I’K *L8/85G *+I 2*+I/8+.75*L8/85G<1+52’M*M’(AI’F’/6M8+.M(6%’776E )6I’/76E F’28%/’(8I’*L8/85G *+I 2*+I/8+.75*L8/85G *(’8+K 5(6I4%’I *E5’(I’F’/6M)’+5%64(7’6E F’28%/’IG+*)8%78778)M/G 8+5(6I4%’I 附件1： 货车车辆模拟仿真培训系统用户手册 1、安装配置要求 服务器配置要求 (1)、硬件要求 CPU:Xeon MP 2.7GHz 内存：1G 网络：双端口100/1000M千兆以太网 硬盘：双端口120GB (2)、软件要求 安装JDK1.5，安装Tomcat5.5Web服务器，安装数据库服务器SQLServer2000中文企业版 客户端配置要求 (1)、硬件要求 CPU：主频2.0G HZ , 内存：2G 独立显示卡：265M独立显存，128bit显存位宽 至少有500MB空闲磁盘可用 (2)、软件要求 Windows 98/ME/NT/2000/XP操作系统 2、搭建软件运行环境 本软件需要jre1.5和jmf两个软件来搭建运行环境。具体安装方法如下： 参考本教程中“软件的安装”-“登录系统”登录系统后，点击按钮，会出现以下界面，包括jre1.5和jmf两个软件的下载： Jre1.5.0.4下载 JMF视频播放器下载 Flash播放插件下载 如果您在播放实作教学时，未发现有flash片段播放，那么请下载并安装Flash播放插件（如上图）。 1、安装jre 如果本机上没有装任何java环境，可直接下载java客户端运行程序。 如果本机上有其他版本(非jdk1.5.0.4)的jre，先通过开始->设置->控制面板->添加或删除程序，卸载原来的jre或jdk版本，再从下载页面中下载并安装jre1.5.0.4。 2、浏览器设置 Windows操作系统在默认情况下自带jre运行环境，如果在IE（浏览器） 中运行就必须进行设置，打开控制面板->internet选项->高级选中“将JRE1.5.0用于 SIMPACK车辆动力学习仿真系统 SIMPACK软件是德国INTEC Gmbh公司(于2009年正式更名为SIMPACK AG)开发的针对机械/机电系统运动学/动力学仿真分析的多体动力学分析软件包。它以多体系统计算动力学（Computational Dynamics of Multibody Systems）为基础，包含多个专业模块和专业领域的虚拟样机开发系统软件。SIMPACK软件的主要应用领域包括：汽车工业、铁路、航空/航天、国防工业、船舶、通用机械、发动机、生物运动与仿生等。 SIMPACK是机械系统运动学/动力学仿真分析软件。SIMPACK软件可以分析如：系统振动特性、受力、加速度，描述并预测复杂多体系统的运动学/动力学性能等。 SIMPACK的基本原理就是通过搭建CAD风格的模型（包括铰、力元素等）来建立机械系统的动力学方程，并通过先进的解算器来获取系统的动力学响应。 SIMPACK软件可以用来仿真任何虚拟的机械/机电系统，从仅仅只有几个自由度的简单系统到诸如一个庞大的火车。SIMPACK软件可以应用在我们产品设计、研发或优化的任何阶段。 SIMPACK软件独具有的全代码输出功能可以将我们的模型输出成Fortran或C代码，从而可以实现与任意仿真软件的联合。 车辆动力学仿真carsim CarSim是专门针对车辆动力学的仿真软件，CarSim模型在计算机上运行的速度比实时快3-6倍，可以仿真车辆对驾驶员，路面及空气动力学输入的响应，主要用来预测和仿真汽车整车的操纵稳定性、制动性、平顺性、动力性和经济性，同时被广泛地应用于现代汽车控制系统的开发。CarSim可以方便灵活的定义试验环境和试验过程，详细的定义整车各系统的特性参数和特性文件。 CarSim软件的主要功能如下: 适用于以下车型的建模仿真:轿车、轻型货车、轻型多用途运输车及SUV; 可分析车辆的动力性、燃油经济性、操纵稳定性、制动性及平顺性; 可以通过软件如MATLAB，Excel等进行绘图和分析; 可以图形曲线及三维动画形式观察仿真的结果;包括图形化数据管理界面，车辆模型求解器，绘图工具，三维动画回放工具，功率谱分析模块;程序稳定可靠; CarSim软件可以扩展为CarSim RT, CarSim RT 是实时车辆模型，提供与一些硬件实时系统的接口，可联合进行HIL仿真; QC/T658-2000（2000-11-06发布，2001-04-01实施） 前言 本标准是在总结国内汽车空调试验经验的基础上，参照日本等国外先进技术标准制定的。 本标准自生效日起，替代QCn29008.9-1991《汽车产品质量检验空调系统评定方法》。本标准规定了室内环境模拟、室外静态和室外行驶等三种试验方法，适用于测试汽车空调在整车状态和热环境中的降温性能。 本标准由国家机械工业局提出。 本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：东风汽车工程研究院、中国汽车技术研究中心、上海大众汽车有限公司、神龙汽车有限公司、岳阳恒立冷气设备股份有限公司。 本标准主要起草人：郭亮、刘力、周健、方劲、赵国军。 中华人民共和国汽车行业标准 汽车空调整车降温性能试验方 法QC/T658-2000 代替QCn29008.9-1991 1范围 本标准规定了汽车空调在整车状态下与热环境中的降温性能的试验方法。本标准规定了室内环境模拟、室外静态和室外行驶等三种试验方法。这三种方法是各自独立的，允许选择其中一种或一种以上的方法进行试验。 2引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB／T11563-1995汽车H点确定程序 3术语 3.1汽车空调系统 由暖气装置、制冷装置、通风装置、空气净化装置和加湿装置中的一个或多个部件以及必要的控制部件等构成，用于调节乘员舱内空气的温度、湿度、洁净度， 并使其以一定速度在乘员舱内定向流动和分配，从而给驾驶员和乘客提供舒适的环境及新鲜的空气的系统。 3.2制冷装置 由压缩机、冷凝器、贮液干燥器或液气分离器、节流元件、蒸发器、制冷剂管路等构成，将车室内的热量传递给室外环境的装置。 3.3太阳辐射强度 照射到表面一点处的面元上的辐射功率除以该面元的面积。 4试验仪器 4.1温度计，分辨率0.2℃。 4.2湿度计，精度±3％。 4.3辐射强度计，精度±5W/m2。 4.4风速仪，精度±5％。 4.5发动机转速表，分辨率10r/min。 4.6压力计，分辨率Pa。 5试验准备 5.1车辆准备内容如下： 5.1.1记录试验样车的生产厂名、牌号、型号、发动机号、VIN代号和出厂日期等。 5.1.2检查车辆准备完整性及装配调整情况，使之符合该车装配调整技术条件。 5.2确认轮胎气压符合车辆使用说明书的相关规定。 5.3确认空调系统的安装达到设什要求，工作正常。 5.4将发动机转速表接至发动机。 5.5按附录A的要求布置测点。 5.6确认汽车空调系统出风口置于设计的全开位置。 6车内人员数量要求 汽车空调系统最大降温性能试验规范 1 范围 本标准规定了汽车空调系统的最大降温性能性能试验方法。 本标准适用于具有汽车空调的最大设计总质量不超过3500 kg的燃油发动机驱动的乘用车。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 12534-1990 汽车道路试验方法通则 GB/T 15089—2001 机动车辆及挂车分类 GB/T 18352.6-2016 轻型汽车污染物排放限值及测量方法 QC/T 720—2004 汽车空调术语 T/CSAE 114－2019 汽车动力总成冷却能力环境风洞试验方法 3 术语和定义 QC/T 720—2004界定的术语和定义适用于本标准。 3.1 汽车空调系统 Vehicle air conditioning system 由暖风装置、制冷装置、通风装置、空气净化装置和加湿装置中的一个或多个部件以及必要的控制部件等构成，用于调节乘员舱内空气的温度、湿度、洁净度，并使其以一定速度在乘员舱内定向流动和分配，从而给驾驶员和乘客提供舒适的环境及新鲜空气的系统。 4 试验设备和条件 4.1 试验环境 试验环境风洞要求按照T/CSAE 114－2019 汽车动力总成冷却能力环境风洞试验方法中第四章的环境风洞要求。风速范围满足0 km/h至160 km/h，风速在40-160km/h范围内变化控制在±1 km/h以内。 4.2 试验样车 4.2.1确认整车气密性、制冷剂加注量、泄漏量及蒸发器抗结霜等应满足整车技术要求，并记录车辆基本信息，包括整车、发动机、变速箱、冷却系统等相关信息。 QC/T 656-2000 （2000-11-06 批准，2001-04-01 实施） 本标准是对QC/T 72.1-1993《汽车空调制冷装置性能要求》的修订修订的主要 内容如下： ——引用标准； ――术语定义及描述； ――名义工况参数：——技术要求； ――取消原标准中基本参数、附录A和附录B。 本标准自生效日起，同时代替QC/T 72.1-1993。 本标准由国家机械工业局提出。 本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：长春汽车研究所、一汽杰克赛尔空调有限公司、上海大众汽车有限公司、神龙汽车有限公司、中国汽车技术研究中心。 本标准主要起草人：顾宏伟、赵桐林、程立惠、周健、方劲、刘力。 中华人民共和国汽车行业标准 汽车空调制冷装置性能要 QC/T 656-2000 代替QC/T 72.1-1993 1范围 本标准规定了汽车空调制冷装置的性能要求 本标准适用于以调节汽车乘员舱内空气为目的的汽车空调制冷装置 2引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。 本标准出版时，所示版本均为有效，所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 QC/T 657-2000 QC/T 660-2000 QC/T 661-2000 QC/T 662-2000 QC/T 663-2000 汽车空调制冷装置试验方法 汽车空调（HFC-1343用压缩机 汽车空调（HFC-1343用液气分离器汽车空调（HFC-1343用贮液干燥器汽车空调（HFC-1343用热力膨胀阀 3术语 3.1汽车空调系统由暖气装置、制冷装置、通风装置、空气净化装置和加湿装置中的一个或多个部件以及必要的控制部件等构成，用于调节乘员舱内的温度、湿度、洁净度，并使其以一定速度在车室内定向流动和分配，从而给驾驶员和乘客提供舒适的环境及新鲜空气的系统。 3.2制冷装置 由压缩机、冷凝器、贮液干燥器或液气分离器、节流元件、蒸发器、制冷剂管路、风机等构成，将车室内的热量传递给室外环境的装置。 3.3稳定状态指汽车空调系统的制冷能力达到平衡时的状态。在此状态下，蒸发器 进、 出风口空气干球温度的变化不超过土1C,湿球温度的变化不超过土5C；冷凝器进风口空气干球温度的变化不超过土1 C,流经蒸发器和冷凝器表面空气的风量变化不超过2％,压缩机转速变化不超过2％。 3.4额定制冷量 指空调装置在规定的试验条件和试验设备下运行,达到稳定状态时,单位时间内蒸发器从空气中吸收的热量。 3.5名义工况 指标定和检验汽车空调系统在稳定状态下额定制冷量的试验条件。 4名义工况参数 4.1空调系统温度参数 4.1.1冷凝器进风温度干球温度35C± 1C。 4.1.2蒸发器进风温度干球温度27C± 1C,湿球温度19.5 C± 0.5 C。 4.2对于主机驱动式压缩机,转速采用1800 r/min 或者车速为10 km/h 的压缩机转速；对于辅机驱动式压缩机,采用高转速档。 4.3冷凝器进风口风速 4.3.1当冷凝器安装在车迎风面时（关掉风机）,进风口风速为4.5 m/s 。 当冷凝器安装在车非迎风面时,按QC/T 657 中的要求加端电压 4.3.2 4.4额定电压直流12 V或24 V 1 路面模型的建立 在分析主动悬架控制过程时，路面输入是一个不可忽略的重要因素，本文利用白噪声信号为路面输入激励， )(2)(2)(0 00t w U G t x f t x g g ππ+-=? 其中，0f 为下截止频率，Hz ；G 0为路面不平度系数，m 3/cycle ；U 0为前进车速，m/sec ；w 为均值为零的随机输入单位白噪声。上式表明，路面位移可以表示为一随机滤波白噪声信号。这种表示方式来源于试验所测得的路面不平度功率谱密度（PSD ）曲线的形状。我们可以将路面输入以状态方程的形式加到模型中： ???? ?=+=? X C Y W F X A X road road road road road 1,2,2,000==-==road road road g road C U G B f A x X ππ；D=0；考虑路面为普通路面，路面不平系数G 0=5e-6m 3/cycle ；车速U 0=20m/s ；建模中，路面随机白噪声可以用随机数产生（Random Number ）或者有限带宽白噪声（Band-Limited White Noise ）来生成。本文运用带宽白噪声生成，运用MATLAB/simulink 建立仿真模型如下： 图1 路面模型 2 汽车2自由度系统建模 图2 汽车2自由度系统模型 根据图2所示，汽车2自由度系统模型，首先建立运动微分方程： ()()()()()b b s b w s b w w w t w g s b w s b w m x K x x C x x m x K x x K x x C x x =----???=--+-+-?? 整理得： ?????? ?+--+-+-+-=-+-+-+-=g w t b w t s b w s b w s b w s w b b s b b s w b s b s b x m K x m K K x m K x m C x m C x x m K x m K x m C xb m C x 式中：s C 为悬架阻尼，s K 为悬架刚度，t K 为轮胎刚度，b m 为车身质量，w m 为 车轮质量，b b b x x x 、、分别为车身位移、速度、加速度，w w w x x x 、、分别为车轮位移、速度、加速度，g x 为路面输入。 选取状态变量和输入向量为： []w b w b x x x x X = g x U = 则可将系统运动方程及路面激励写成状态空间矩阵形式，即： BU AX X += 其中，A 为状态矩阵，B 为输入矩阵，其值如下： ?????? ?? ? ?????????---- -=00 1 0001w s s w s w s w s b s b s b s b s m K K m K m C m C m K m K m C m C A ???? ??????????=000w t m K B 将车身加速度、轮胎动变形、悬架动行程作为性能指标，即： T w b g w b x x x x x Y ][--= 将性能指标项写为状态变量以及输入信号的线性组合形式，即： DU CX Y += 其中：车辆模拟仿真系统
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