电动汽车热泵系统实验平台设计

㈠ 新能源汽车热泵空调的调控原理是什么有哪些型号推荐

一、新能源汽车热泵空调的调控原理

③PT压力传感器温度传感器

可以实现同点一个传感器对制冷剂温度和压力的同时测量，无论客户安装座椅，还是匹配线束，对应节省时间，第一时间响应，进而加强对压缩机的维护和保护，从而有效提高空调系统的质量。 R1234yf、R134a 和 R410a 是工作介质。 -30°C 到 130°C 是具体的工作温度范围。 0.8℃-1.8℃是温度精度的具体数值。

㈡ 汽车也有免疫系统 纯电动汽车热管理系统浅析

随着新能源汽车的逐渐普及，有越来越多的消费者开始逐渐接触新能源汽车。但是对于大多数普通消费者来说，燃油车型的机构原理尚不能完全了解，更何况产品技术含量更高的新能源汽车了。因此，有必要通过通俗易懂的文字来介绍一下新能源汽车的相关内容。本次，我们就简单介绍一下纯电动汽车的热管理系统，这样对纯电动汽车的“免疫系统”进行分析，希望可以对大家了解新能源汽车提供帮助。

纯电动汽车并没有热源，因此需要使用标准输出功率为4-5kW的高电压PTC电加热器为车内提供快速且足够的热量。而纯电动汽车的余热又不足以完全进行车厢加热，因此需要热泵系统进行加热。

编辑点评：

其实，纯电动汽车的热管理系统还是非常复杂的，本文只是对该系统进行了简要的介绍。而相关控制原理更是相当的复杂，但是作为普通消费者，只需要知道纯电动汽车的热管理系统就是车辆自身的免疫系统就够了。因为高度智能化的纯电动汽车已经逐步融入到大家的生活当中，大家的用车生活将会变得更加便捷、轻松。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

㈢ 电动车热泵系统

对于电动车，热泵系统是热管理领域的新技术，领克ZERO concept量产车所搭载的热泵系统，能效可以达到传统PTC模式的2-3倍。通俗地讲，热泵系统的工作原理可以理解为空调制冷的反相过程，是在蒸发吸热、液化放热的过程中改变温度。
热泵是热量的“搬运工”，可以把热量从低温工质（自然环境）泵到高温工质（动力电池舱）内，通过消耗小部分电能将外界热量泵进乘客舱内，整个过程中，消耗少量的电，“搬运”热量，从而提升制热能效。领克ZERO concept量产车搭载的直接式热泵系统，采用高温高压冷媒直接供热技术，比普通热泵进一步提高10%热效率。
直接式热泵是领克ZERO concept量产车热管理系统的核心。整套热管理系统可在-30℃的极寒条件下，将动力电池舱的温度提升至15-20℃的电池稳定工作温度。与单一PTC模式车型相比，领克ZERO concept量产车能够提升超过80km的续航里程，用于电池热管理的能耗，则减少了50%。
与此同时，领克ZERO concept量产车冬季“热车”的效率更高，乘员舱内2分钟出风温度最高可达55℃，严冬车内温度提升更快。这是因为配备了电池预加热系统，半导体振荡加热技术可以提升50%以上的预热效率。通过智能化的全新一代热管理系统，领克ZERO concept量产车告别了“虚标里程”，经过SOC精准估算策略，精准反馈电池续航

㈣ 纯电动汽车的空调原理是什么

空调原理：是根据各传感器检测到车内的温度、蒸发器温度、发动机冷却液温度以及其他有关的开关信号等输出控制信号，控制散热器风扇、冷凝器风扇、压缩机离合器、鼓风机电动机及其空气控制电动机的工作状态，实现自动控制车内温度。

详细解释：

汽车空调自动温度控制ATC，俗称恒温空调系统。一旦设定目标温度，ATC系统即自动控制与调整，使车内温度保持在设定值。空调系统由车内温度传感器、车外空气温度传感器、蒸发器温度传感器、阳光传感器、空气控制电动机、加热器和冷凝器风扇、车内控制装置组成。

空调制冷系统是由压缩机、冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀、蒸发器和鼓风机等组成各部件之间采用铜管（或铝管）和高压橡胶管连接成一个密闭系统。

(4)电动汽车热泵系统实验平台设计扩展阅读：

空调类型

1，按驱动方式分为：独立式（专用一台发动机驱动压缩机，制冷量大，工作稳定，但成本高，体积及重量大，多用于大、中型客车）和非独立式（空调压缩机由汽车发动机驱动，制冷性能受发动机工作影响较大，稳定性差，多用于小型客车和轿车）。

2，按空调性能分为：单一功能型（将制冷、供暖、通风系统各自安装，单独操作，互不干涉，多用于大型客车和载货汽车上）和冷暖一体式（制冷、供暖、通风共用鼓风机和风道，在同一控制板上进行控制，工作时可分为冷暖风分别工作的组合式和冷暖风可同时工作的混合调温式。轿车多用混合调温式）。

3，按控制方式分为：手动式（拨动控制板上的功能键对温度、风速、风向进行控制）和电控气动调节（利用真空控制机构，当选好空调功能键时，就能在预定温度内自动控制温度和风量）。

4，按调节方式分为：全自动调节（利用计算比较电路，通过传感器信号及预调信号控制调节机构工作，自动调节温度和风量）和微机控制的全自动调节（以微机为控制中心，实现对车内空气环境进行全方位、多功能的最佳控制和调节）。

㈤ 电动汽车如何“抛弃”PTC特斯拉做得最绝

前两天有时间仔细查了一下ModelY的信息，目前看下来100米的线束肯定是做不到了，但是在热泵和PTC上的使用上，还是非常有特点的。目前看下来，特斯拉在热管理系统上面，出现了之前驱动系统、充电系统方面相似的协调性，通过调度整车的客舱加热/散热需求、电池的加热/散热需求和驱动系统的散热需求，充分利用了空调压缩机和电机/逆变器的特性，达到了省掉水热式PTC和高压电热式PTC的效果。

第一部分?热泵系统的限制

目前所有的新能源车空调系统中主要包含制冷功能和加热功能，制冷基本都采用电动压缩制冷方式，制热方案主要包括PTC（液体/空气）和热泵系统。热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，把蒸发器和冷凝器功能互相对换，改变热量转移方向。热泵系统的类型主要有直接式热泵空调系统、间接式热泵空调系统和补气增焓直接式热泵空调系统等。低温的使用限制一个是室外换热器结霜，另外是COP制热能效比是和环境温度强相关的（空调将制冷/热循环中产生的制冷/热量与制冷/热所消耗的功率之比）。行业内的方向是制冷剂的改变和辅助的措施，如下图所示。

图7在几种模式下，压缩机变身为加热器

小结：

我觉得从好几个方面，特斯拉改变了软件和硬件的关系，改变了车企和供应商的关系，改变了车企内部不同的系统设计的协同的概念，而这种新的组织方式是短期内传统车企很难跟上的。

作者简介：朱玉龙，资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师，著有《汽车电子硬件设计》。

图｜朱玉龙网络及相关截图

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

㈥ 谁能提供关于电动汽车驱动系统的设计方案包括控制部分及功率部分的。

网上看到一篇文章，主控芯片用tms320lf2407a dsp芯片，IGBT模块用infineon公司的bsm300gb600dlc，IGBT驱动电路用落木源公司的TX-KA101，是05、06年的文章，应用应该比较成熟了，转贴给你供参考。
贴不上图，具体内容你再网上再搜搜。

《基于F2407aDSP的全数字混合动力电动汽车驱动系统的设计》

关键字：混合动力电动汽车、驱动、F2407A、bsm300gb600dlc、TX-KA101、bldcm

1 引言
随着城市环境污染问题的日益严重，汽车尾气的控制越来越受到人们的重视，很多国家都开展了电动汽车的研究。但是电动汽车存在续驶里程短、动力性能差等弱点，加之成本太高，目前还无法大批量投入市场。为了兼顾传统燃油汽车和电动汽车的优点，国内外都开始进行混合动力汽车的研究。混合动力电动汽车是目前解决低排放、大幅度地降低污染最有效最现实的一种环保交通工具，它不仅具有续驶里程长的优点，还能发挥出更好的动力性能。混合动力电动汽车同时拥有电机驱动和内燃机驱动，对电机驱动系统不仅要求具有较高的重量比功率，而且既能作电动机运行，还能作发电机运行。
本文所介绍的混合动力系统采用tms320lf2407a dsp芯片构成主控制器，同时选用infineon公司的bsm300gb600dlc igbt模块作为功率器件，选用北京落木源公司的TX-KA101作为IGBT驱动芯片。实现了基于无刷直流电机(brushless dc motor, bldcm)的控制系统。实验结果表明，该系统设计合理，性能可靠。

2 bldcm的控制原理
bldcm转子采用永磁体激磁，功率密度高，控制简单，调速性能好，既具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等特点，又具备直流电机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多优点，故广泛应用于车辆驱动，家用电器等方面。
如图1所示，通常的无刷直流电机具有120°的反电动势波形，在每相反电动势的最大处通入电流，就能产生恒定的电磁转矩，其转矩表达式如下式。

图1 三相反电势和电流波形

(1)

其中td是电机的电磁转矩，ea、eb、ec分别是每相的反电动势，ia、ib、ic分别是每相的电流值，ω是电机的角速度。因此，当电机反电动势纯梯形分布时，其力矩与电流的大小成正比。但是，通常情况下电机的反电动势不是纯梯形分布，另外，由于电机绕组电感的存在使得电流在换相时存在脉动，从而造成较大的转矩脉动。已有大量的文献对bldcm的换相转矩脉动抑制进行了讨论。bldcm调速中另一个必须知道的是电机转子轴位置，一般通过检测电机的霍尔信号来获得，并以此进行电机的换相控制。

3 主电路以及控制策略

图2 驱动系统主电路
图2是整个系统的主电路图，本系统中，bldcm的驱动采用了buck＋full_bridge的电路结构。与常规三相桥的驱动方式不同，通过控制buck电路的输出电流，即电感l1上的电流来使bldcm获得近乎直流的电流，以此来获得尽可能好的力矩控制效果。图3(a)、(b)、(c)分别是电感l1，电容c0以及电机母线端电流波形。
下面来分析该电路的工作原理。
(1) 正向电动模式
此时t1工作于开关状态，t2不导通，d2作为buck电路的二极管。通过控制电感l1上的电流和电容c0上的电压可以实现电路的恒流、恒压控制。此时，后端的full_bridge电路根据电机的三相霍尔信号进行换相控制，其开关工作在低频条件下。通过对电感l1电流的控制可以减少电机启动时的冲击电流，减少启动转矩的脉动。

图3 恒流控制下各元件电流波形
(2) 反向充电模式
当整个系统的内燃机开始工作后，后端bldcm处于发电状态。此时t2工作于开关状态，t1不导通，d1作为boost电路的二极管工作。通过控制boost电路的输出电压和电感l1上的电流可以使电路工作于恒压、恒流等模式，从而实现对蓄电池的恒压限流、恒流和浮充三段式充电方式。此时后端的三相桥电路工作于不控整流状态下。
(3) 制动模式
当车辆需要停止或刹车时，通过反向对蓄电池充电来进行制动，其工作方式与反向充电模式类似。此时电机内相反电动势与相电流反相位，其电磁转矩起制动作用，从而可以使电机很快的停下来。

4 系统软硬件设计
4.1 软件设计
f2407a控制程序由3个部分组成:主程序的初始化、pwm定时中断程序和dsp与周边资源的数据交换程序。
(1) 主程序
主程序先完成系统的初始化、i/o口控制信号管理、dsp内各个控制模块寄存器的设置等，然后进入循环程序，并在这里完成系统参数的保存。
(2) pwm定时中断程序
pwm定时中断程序是整个控制程序的核心内容，在这里实现电流环、速度环采样控制以及bldcm的换相控制、pwm信号生成、电感连续、断续控制，工作模式的选择，软件过流、过压的保护，以及与上位控制器的通讯等。中断控制程序周期为50μs，即igbt开关频率为20khz。其中每个开关周期完成电流环的采样和开关信号的输出，每20个开关周期完成一次速度环控制。pwm控制信号采用规则采样pwm调制方法生成。
(3) 数据交换程序
数据交换程序主要包括与上位机的通讯程序、eeprom中参数的存储。其中通讯可以采用rs-232或can总线接口，根据特定的通讯协议接受上位机的指令，并根据要求传送参数。eeprom的数据交换通过dsp的spi口完成。
4.2 硬件设计
(1) dsp以及周边资源
整个系统的控制电路由f2407a+gal组成。其中gal主要用于系统io空间的选通信号以及开关驱动信号的输出控制等。f2407a作为控制核心，接受上位机信息后判断系统的工作模式，并转换成igbt的开关信号输出，该信号经隔离电路后直接驱动igbt模块给电机供电。另外eeprom用于参数的保存和用户信息的存储。
(2) 功率电路
系统的功率器件选用了infineon公司bsm300 gb600dlc igbt模块，其内部集成2个igbt开关管，耐压600v，耐流300a。驱动选用北京落木源公司的TX-KA101 igbt驱动芯片，内含三段式的过流保护电路。系统的辅助电源采用反激式开关电源，主要供电包括系统所有开关管的驱动电源，f2407a和gal以及其他控制芯片的电源和采样lem以及三相霍尔的工作电源。
(3) 采样电路
本系统需要采样电感l1上的电流，另外需要对蓄电池电压和电机端输入电压进行采样，从而完成电路的恒流、恒压等控制功能。采样电路采用霍尔传感器并经模拟电路处理在0~3.3v的电压范围内，再送入f2407a的ad采样口。
(4) 转子位置检测电路
电机位置反馈采用双极性锁存型霍尔元件，在电机的每相绕组处都安放一个元件。霍尔信号根据电机转子磁极的极性来产生方波信号。霍尔元件安放的位置通常有60°和120°之分。f2407a通过判断方波信号跳变的极性来获取换相信息，同时记录方波脉冲的个数来计算电机的转速，从而实现电机速度的闭环控制。
(5) 保护电路
系统的保护分为软硬件保护，由于硬件保护速度较快，通常用于驱动信号的直接封锁。从保护等级来分，可以分系统级保护和驱动级保护，其中，驱动级保护是通过igbt驱动芯片TX-KA101特有的保护功能来实现的。系统级保护包括控制器的过流、过压、欠压，过温以及霍尔元件故障等保护。

5 实验结果
实验中采用了宁波欣达集团乐邦电机厂的bldcm，其额定功率为50kw，最大功率100kw，额定转矩212n·m，额定转速2300r/min，额定电流214a。额定电压336v，通过蓄电池组供电。整个驱动系统采用f2407a dsp芯片控制，其开关频率为20khz,电感l1=75μh，电容c0=100μf。功率模块选用infineon公司的bsm300gb600dlc低损耗igbt模块，其内部是一个半桥电路，具有低引线电感的封装结构。系统散热采用水冷。图4是正向电动时电感l1上的电流，此时电流连续，图5是电流连续时二极管d2两端的电压波形，可以看出几乎没有尖峰电压。图6是电感电流不连续时的波形，图7是电流断续时二极管d2两端电压波形。图8是电机轻载时的相电流波形，其电流较为平稳。图9，图10分别是igbt在导通和关断时的电压波形，其开关时间都在100ns左右，且关断时没有尖峰电压。

图4 正向放电电流连续波形

图5 电流连续时二极管电压结论

图6 正向放电电流断续波形

图7 电流断续时二极管电压

图8 电机相电流波形

图9 igbt导通时的电压波形

图10 igbt关断时的电压波形

6 结束语
本系统控制上采用dsp的数字结构，电路设计简单，紧凑，满足了大功率bldcm的实时控制要求。同时全数字化的控制，使系统在控制精度、功能和抗干扰能力上都有了很大程度的提高。整个系统不仅具有正向电动的功能，同时具有反向充电和制动功能。实验结果表明该系统设计合理，适应混合动力电动汽车的应用要求。

㈦ 新能源汽车电池冷却系统设计是什么

你好，新能源汽车动力电池作为汽车的动力源，其充电、放电的发热会一直存在。动力电池的性能和电池温度密切相关。
为了尽可能延长动力电池的使用寿命并获得最大功率，需在规定温度范围内使用蓄电池。原则上在-40℃至+55℃范围内(实际电池温度)动力电池单元处于可运行状态。因此目前新能源的动力电池单元都装有冷却装置。
动力电池冷却系统有空调循环冷却式、水冷式和风冷式。1.空调循环冷却式
在高端电动汽车中动力电池内部有与空调系统连通的制冷剂循环回路。插电式混动车型动力电池冷却系统如下图所示。
动力电池单元直接通过冷却液进行冷却，冷却液循环回路与制冷剂循环回路通过冷却液制冷剂热交换器(即冷却单元)连接。因此，空调系统制冷剂循环回路由两个并联支路构成。一个用于冷却车内空间，一个用于冷却动力电池单元。两个支路各有一个膨胀和截止组合阀，两个相互独立的冷却系统图示如下图所示。冷却工作原理:
电动冷却液泵通过冷却液循环回路输送冷却液。只要冷却液的温度低于电池模块，仅利用冷却液的循环流动便可冷却电池模块。冷却液温度上升，不足以使电池模块的温度保持在预期范围内。
因此必须要降低冷却液的温度，需借助冷却液制冷剂热交换器(即冷却单元)。这是介于动力电池冷却液循环回路与空调系统制冷剂循环回路之间的接口。
如冷却单元上的膨胀和截止组合阀使用电气方式启用并打开，液态制冷剂将流入冷却单元并蒸发。这样可吸收环境空气热量，因此也是一种流经冷却液循环回路的冷却液。电动空调压缩机再次压缩制冷剂并输送至电容器，制冷剂在此重新变为液体状态。因此制冷剂可再次吸收热量。为了确保冷却液通道排出电池模块热量，必须以均匀分布的作用力将冷却通道整个平面压到电池模块上。通过嵌入冷却液通道的弹簧条产生该压紧力。针对电池模块几何形状和下半部分壳体对弹簧条进行了相应调节。
希望能帮到你！

㈧ 电动汽车与热泵促进风电消纳的区域综合能源系统经济调度方法是什么

1、针对冷热电联供“以热定电”导致的弃风问题，提出了电动汽车与地源热泵协同促进风电消纳的区域战略。综合能源系统经济调度方法，首先在源侧引入地源热泵，通过协调电源和热源的输出，实现热电联产机组的热电解耦，改善风电并网接入空间；然后，考虑电动汽车在负荷侧的可调度价值，采用激励需求响应引导充电负荷有序转移风电并网消纳；最后，以调度周期内运行成本最小为目标，建立源负荷协同区域综合能源系统优化调度模型，优化软件CPLEX用于解决它。

3、以调度周期内系统运行成本最小为目标建立源负荷协调优化调度模型，综合考虑能量转换特性和机组运行通过对地源热泵和IDR优化结果的分析，可以看出线路约束、需求响应约束等源热泵的供热效率远高于传统供热机组容量配置可有效降低弃风率和系统运行成本；IDR的实施需要兼顾La和用户双方的利益，提高效率补偿价格 Δ DP，系统除气率和运行成本下降越明显，但受La调节能力的限制，其效果比加装地源热泵要弱团体。需要注意的是，系统将在IDR实施后的调度时段达到高峰。颗粒填充效果更明显，供电可靠性更高。

㈨ 电动汽车结构设计包括哪几方面的设计

电池系统的设计的三方面建议，欢迎大家补充：
1）电系统设计
电系统主要涉及到电池管理系统和高压器件，包括继电器、熔断器、电池管理芯片、采集板、采集线束和高压线束的设计。电系统设计涉及到整车和人身安全，应充分的保证安全可靠性。在实际工作中应考虑到线束的绝缘防护，线束走向，采集线束的保护，避免应线束磨损破损问题造成的短路，打火等不安全事故的发生。

2）热系统设计（需要借助ansys /fluent软件或其他CFD软件）
（1）温度特性
需要了解电池最佳温度工作的范围，在设计过程中需要考虑温度场的均匀分布，因为温度的分布会直接影响到电池的寿命、容量以及一致性特性。例如，磷酸铁锂电池在-20℃条件下放电时，容量会降低至常温下的80%，而且多次低温放电后，寿命会急剧降低。
（2）布置方式
一般为了保证电池的热性能，布置方式尤为重要，为了装配方便，常采用模块化的设计，且电池模块之间的温差ΔT≤3~5℃为宜。
（3）冷却系统
当前的电池系统散热主要采用自然风或空调风，为保证电池散热的均匀性，也可以采用液冷方式，而且液冷方式也是未来发展的趋势，同时需要在电池箱体的设计上保证电池箱体的绝热特性，不能吸收外部热量，防止电池“被加热”。
3）结构和机械强度设计
因涉及到人员安全的问题，电池箱体的机械强度需要考虑。同时电池单体的针刺、挤压和冲击特性需要通过实验验证，鉴于***事故的发生，小概率事件如高强度碰撞无法避免，但是需要加强电池系统的抗碰撞能力。电池模块作为电池系统的基本单元，在设计中应考虑到绝缘保护，连接线束的可靠性等。
同时电池系统的关键部位需要进行CAE强度和变形分析。