劉時(shí)念 李素田 張恒 鞏玉振 張起

摘要：空調(diào)是汽車所必備的，現(xiàn)有的汽車空調(diào)都是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)發(fā)電機(jī)發(fā)電帶動(dòng)的，這會(huì)產(chǎn)生大量的能源消耗，也會(huì)造成一定的環(huán)境污染。太陽(yáng)能作為一種新型清潔能源已經(jīng)被人類所熟知，充分利用太陽(yáng)能為汽車空調(diào)服務(wù)，是未來(lái)汽車行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。利用太陽(yáng)能資源可以有效實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)。隨著國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車空調(diào)作為整車上影響乘駕舒適性的重要部分越來(lái)越受到汽車制造商的重視。

關(guān)鍵詞：汽車空調(diào)系統(tǒng);溫控設(shè)計(jì);自動(dòng)調(diào)節(jié)

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，汽車已經(jīng)成為人們生活中必不可少的交通工具，但是人們?cè)谄嚨氖褂眠^(guò)程中也遇到了一些難以解決的問(wèn)題。

1 空調(diào)調(diào)溫原理

該汽車空調(diào)智能調(diào)溫系統(tǒng)是基于空調(diào)箱體[2]的調(diào)溫原理進(jìn)行控制的，該系統(tǒng)中的內(nèi)外循環(huán)風(fēng)門用來(lái)控制空調(diào)進(jìn)風(fēng)的風(fēng)源，鼓風(fēng)機(jī)用來(lái)控制吸入進(jìn)風(fēng)的風(fēng)量，而混合風(fēng)門可以控制吸入風(fēng)量的冷暖風(fēng)量的比例，最終達(dá)到出風(fēng)溫度的精準(zhǔn)控制。而模式風(fēng)門用來(lái)控制出風(fēng)口的位置，改變車內(nèi)空氣流場(chǎng)，最終達(dá)到用戶設(shè)置的車內(nèi)溫度。

而且夏天，汽車在熾熱的陽(yáng)光下停泊，加上汽車內(nèi)空氣不流通，會(huì)造成汽車內(nèi)溫度急劇上升，一般都會(huì)高達(dá)60度以上，而且會(huì)造成車內(nèi)產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)，從而使車內(nèi)空氣品質(zhì)變差。當(dāng)人坐到車?yán)飼r(shí)，會(huì)感到一股熱氣，極大地影響了人的舒適度，進(jìn)一步影響人乘車的心情。冬天，天氣特別寒冷，特別是早晨上班時(shí)進(jìn)入車內(nèi)，會(huì)感到手腳冰冷，不但會(huì)影響人的舒適度，而且還會(huì)影響人們開(kāi)車過(guò)程中的靈活度。因此，迫切需要一種節(jié)能環(huán)保的智能化汽車內(nèi)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，解決人們剛進(jìn)入汽車內(nèi)溫度不適的問(wèn)題，也為了減少能源消耗和環(huán)境污染。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

汽車空調(diào)工作供電采用蓄電池供電和發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電兩種方式。根據(jù)電池荷電狀態(tài)（SOC）電量顯示情況，當(dāng)蓄電池組電量低于30%時(shí)，控制繼電器開(kāi)關(guān)模塊2切換到發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電工作模式;當(dāng)蓄電池組電量高于30%時(shí)，控制繼電器開(kāi)關(guān)模塊2切換到蓄電池組供電工作模式。因?yàn)楫?dāng)遇到陰天或者太陽(yáng)能電池板故障時(shí)，蓄電池組肯定不能繼續(xù)給汽車空調(diào)供電，通過(guò)設(shè)置兩種工作方式可以隨時(shí)切換到汽車發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)相應(yīng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，進(jìn)而帶動(dòng)汽車空調(diào)工作，從而不會(huì)影響到汽車空調(diào)的使用。

如圖3所示，采用電池管理系統(tǒng)（BSM）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池荷電狀態(tài)（SOC），當(dāng)監(jiān)測(cè)到的SOC>SOCmin條件滿足時(shí)，選擇蓄電池組工作模式，當(dāng)監(jiān)測(cè)到的SOC>SOCmin條件不滿足時(shí)，選擇發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電工作模式。

如圖1所示，采用無(wú)線遙控模塊。通過(guò)無(wú)線遙控模塊可以實(shí)現(xiàn)在一定距離范圍內(nèi)對(duì)汽車空調(diào)的遠(yuǎn)程關(guān)閉開(kāi)啟控制。無(wú)線遙控模塊采用無(wú)線遙控器和接收模塊，無(wú)線遙控模塊向汽車溫度控制器的接收模塊發(fā)送信號(hào)，接收模塊把接收到的信號(hào)交給STM32單片機(jī)控制中心判斷，從而通過(guò)繼電器開(kāi)關(guān)模塊1控制汽車空調(diào)的關(guān)閉和開(kāi)啟。無(wú)線遙控模塊配有形如汽車鑰匙的遙控器，攜帶方便，可以實(shí)現(xiàn)一鍵開(kāi)啟關(guān)閉功能。

如圖1所示，采用GSM短信收發(fā)模塊。GSM短信收發(fā)模塊可以在長(zhǎng)距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車空調(diào)的關(guān)閉開(kāi)啟控制。在汽車溫度控制器的短信接收模塊裝有GSM手機(jī)卡，可以接受短信指令，人們可以通過(guò)手機(jī)向汽車溫度控制器部分的GSM短信接收模塊發(fā)送控制汽車空調(diào)開(kāi)啟關(guān)閉的短信指令，GSM短信接收模塊把接收到的短信指令交給STM32單片機(jī)控制中心判斷，從而通過(guò)繼電器開(kāi)關(guān)模塊1控制汽車空調(diào)的關(guān)閉和開(kāi)啟。

如圖1所示，采用定時(shí)器模塊。定時(shí)器模塊可以通過(guò)定時(shí)設(shè)置保證人在進(jìn)入汽車內(nèi)之前提前開(kāi)啟汽車空調(diào)。通過(guò)在汽車溫度控制器上設(shè)定汽車空調(diào)的開(kāi)啟關(guān)閉時(shí)間參數(shù)，設(shè)定的時(shí)間參數(shù)傳輸給STM32單片機(jī)控制中心，當(dāng)達(dá)到設(shè)定時(shí)間后，STM32控制中心通過(guò)繼電器開(kāi)關(guān)模1控制汽車空調(diào)的關(guān)閉和開(kāi)啟。

總結(jié)

目前來(lái)說(shuō)已有的系統(tǒng)，一類是車輛處于熄火狀態(tài)且車門處于鎖閉狀態(tài)時(shí)，通過(guò)車窗控制裝置對(duì)車窗開(kāi)啟一個(gè)預(yù)定縫隙;一類是電動(dòng)汽車車內(nèi)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)與節(jié)能裝置。當(dāng)車內(nèi)溫度傳感器檢測(cè)到的溫度高于用戶設(shè)定的特定值時(shí)，太陽(yáng)能控制器控制太陽(yáng)能面板對(duì)電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)供電，電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)工作使得車內(nèi)溫度降低;一類是在車載溫度控制系統(tǒng)中，太陽(yáng)能電池安裝于汽車車頂，吸收太陽(yáng)能，給車載蓄電池充電;蓄電池給車載降溫元件提供能量，從而實(shí)現(xiàn)汽車換氣降溫及制冷。

以上設(shè)計(jì)均可實(shí)現(xiàn)車內(nèi)降溫，但是均有不足之處，第一類只能做到通風(fēng)效果，在高溫或寒冷環(huán)境下便失去了作用，其余兩類提供的太陽(yáng)能控制供電方法，只能滿足晴天工作，若在陰雨悶熱天氣中便失去了其作用;除此之外，缺少遙控系統(tǒng)，不能根據(jù)人的需求來(lái)工作，在無(wú)人使用時(shí)系統(tǒng)依舊運(yùn)行，導(dǎo)致能源的損失，其單一性設(shè)計(jì)不能極大滿足需要。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

劉時(shí)念（2002.02-），漢族，山東省菏澤人，學(xué)歷：本科在讀;研究方向：光電信息科學(xué)與技術(shù)。

張起（1992.01-），男，漢族，山東省棗莊人;學(xué)歷：碩士;研究方向：控制機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和部分算法程序的編寫。