3 能耗测试介绍
3.1高温工况(图5)
以我司某混合动力车型为例,对高温工况工作逻辑进行分析。
1)车辆启动此时车内温度较高,电动压缩机以最高转速运行;当车内温度下降时,电动压缩机逐步降低转速直至车内温度达到目标值并稳定,保持压缩机转速。
2)怠速停止由于冷凝器缺少迎面风速,前舱散热减少,电动压缩机相同转速下制冷量降低,车内温度上升;故提高电动压缩机转速,以平衡制冷量。
3)怠速启动车辆启动后,制冷量增大,车内温度降低;电动压缩机逐步降低转速直到车内温度达到目标值并稳定,保持压缩机转速。
4)电量≤5%整车动力电池电量不足,电动压缩机切换为机械压缩机运转。由于机械压缩机只能通断调节,不能进行变频调节,车内温度维持在温度目标值范围内上下波动。
根据车辆内外温度状态,通过对空调的精确控制,使车辆达到空调舒适性的前提下降低空调能耗。
3.2低温工况
分低温和超低温2种工况。由于车内存在2个热源:发动机和PTC,低温条件下的热量供给需要进行相关匹配,在保障舒适性前提下降能耗。
3.2.1超低温工况(图6)
1)车辆启动车辆在超低温下启动,单独PTC热量不足,不能满足整车热量需求,达不到舒适性要求;单独启动发动机,则升温过程缓慢,所需时间较长;为保障升温速率等,在启动过程中,启动发动机和PTC。
2)热稳定当水温到达一定温度后,PTC效率降低,关闭PTC电加热,采用发动机水冷系统的热源进行采暖。
3.2.2低温工况(EV模式,图7)
运行过程:车辆启动时,单独PTC热量满足空调热量需求,此时如果启动发动机,会增加整车能耗。
3.2.3低温工况 (HEV模式)
运行过程:此工况下,会开启发动机+PTC,水温到达一定温度后,PTC效率降低,关闭PTC电加热,见图6。
3.3能耗测试方法
整车空调能耗主要取决于整车热负荷大小。能耗的影响因素有能量转化效率、压缩机能效比、逻辑控制。其中压缩机能效比作为产品性能指标,只能通过优化产品实现。
按GB/T18386-2005附录A中工况进行行驶,连续进行3个循环。行驶循环结束后,立即将车断电,记录试验过程动力电池净耗电能量、空调高压系统耗电能量、行驶里程。
试验中,采用三相功率计采集能耗,记录试验过程空调驱动器输人端的能量。、动力电池净输出能量E、行驶里程D。
纯电动车试验结果处理:空调系统能量消耗率=e /D (W·h/km );整车能量消耗率=E/D (W·h/km) ;空调系统能耗占整车能耗η=e/E。
混合动力车辆,需增加一个累积耗油量C(mL) ,并将油耗量转化为能耗量即可。
4 舒适性测试介绍
空调舒适性需要考虑不同环境评价工况,例如:夏季白天、夏季夜晚、夏季雨夜、一般白天、一般夜晚、冬季白天、冬季夜晚等。此处仅介绍春/秋夜晚工况、空调温度连续性工况。空调舒适性评价时,需要主客观一起进行评价。主观方面需要考虑评价人员的要求,如4.1介绍;客观方面需要采集各出风口温度、车内各相关点温度、各风门的执行情况、压缩机转速、发动机转速、内外循环进风口温度、出风风速、鼓风机及电子风扇电压、车速等,分析时可以将相关数据汇总一起,例见4.2对比分析。
4.1测试方法
新能源车已成为汽车发展的趋势,结合车辆在实际使用中的条件,制定工况条件如下:由于测试评价人员需要对整车进行主观评价,在测试过程中,对于穿着有明确的要求(表1),以保证测试过程中对舒适性主观判断的准确性。
试验开始前20 min时,评价者应进人空调房(室内温度),适应室内温度;在试验开始前5 min时,评价者应从空调房出来为评价做准备,并适应试验舱内的环境温度。
顾客在使用过程中,舒适性关注项目一般有温度和风速,因此在主观评价中主要对温度和风速2个方面进行评价。在试验的每一个工况中,均需要对舒适性进行评价,并进行记录,以确保试验数据的准确性和可追溯性。
根据对风速以及温度进行主观评定结果,进行数据整合,得出空调舒适性效果值。车辆运行工况可以采用高速、怠速、城市工况等进行综合评估。
4.2对比分析
对A、B车型进行测试分析,对比舒适性。测试结果见图8、图9,测试工况见表2。
由图8、图9可知,A车型春/秋夜晚工况和空调温度连续性工况中温度几乎没有波动,舒适性极佳;B车型空调出风口温度变化太大(压缩机转速及冷暖风门开启波动太大),忽冷忽热,极不舒适,需要针对此方面对整车工作逻辑进行匹配。
5 总结
空调舒适性与空调能耗是两个有一定对立关系的性能指标。设计开发中有很多工况需要考虑,在更改控制策略时,需要全面考虑对其系统性能指标的影响,平衡各类指标,才能设计出好空调。