劉時念 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)動機(jī)通過發(fā)電機(jī)發(fā)電帶動的，這會產(chǎn)生大量的能源消耗，也會造成一定的環(huán)境污染。太陽能作為一種新型清潔能源已經(jīng)被人類所熟知，充分利用太陽能為汽車空調(diào)服務(wù)，是未來汽車行業(yè)發(fā)展的趨勢。利用太陽能資源可以有效實現(xiàn)能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)。隨著國內(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;自動調(diào)節(jié)

隨著社會的發(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，但是人們在汽車的使用過程中也遇到了一些難以解決的問題。

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)門用來控制空調(diào)進(jìn)風(fēng)的風(fēng)源，鼓風(fēng)機(jī)用來控制吸入進(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)門用來控制出風(fēng)口的位置，改變車內(nèi)空氣流場，最終達(dá)到用戶設(shè)置的車內(nèi)溫度。

而且夏天，汽車在熾熱的陽光下停泊，加上汽車內(nèi)空氣不流通，會造成汽車內(nèi)溫度急劇上升，一般都會高達(dá)60度以上，而且會造成車內(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，會感到一股熱氣，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，特別是早晨上班時進(jìn)入車內(nèi)，會感到手腳冰冷，不但會影響人的舒適度，而且還會影響人們開車過程中的靈活度。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

汽車空調(diào)工作供電采用蓄電池供電和發(fā)動機(jī)帶動發(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，控制繼電器開關(guān)模塊2切換到發(fā)動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電工作模式;當(dāng)蓄電池組電量高于30%時，控制繼電器開關(guān)模塊2切換到蓄電池組供電工作模式。因為當(dāng)遇到陰天或者太陽能電池板故障時，蓄電池組肯定不能繼續(xù)給汽車空調(diào)供電，通過設(shè)置兩種工作方式可以隨時切換到汽車發(fā)動機(jī)帶動相應(yīng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，進(jìn)而帶動汽車空調(diào)工作，從而不會影響到汽車空調(diào)的使用。

如圖3所示，采用電池管理系統(tǒng)（BSM）實時監(jiān)測電池荷電狀態(tài)（SOC），當(dāng)監(jiān)測到的SOC>SOCmin條件滿足時，選擇蓄電池組工作模式，當(dāng)監(jiān)測到的SOC>SOCmin條件不滿足時，選擇發(fā)動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電工作模式。

如圖1所示，采用無線遙控模塊。通過無線遙控模塊可以實現(xiàn)在一定距離范圍內(nèi)對汽車空調(diào)的遠(yuǎn)程關(guān)閉開啟控制。無線遙控模塊采用無線遙控器和接收模塊，無線遙控模塊向汽車溫度控制器的接收模塊發(fā)送信號，接收模塊把接收到的信號交給STM32單片機(jī)控制中心判斷，從而通過繼電器開關(guān)模塊1控制汽車空調(diào)的關(guān)閉和開啟。無線遙控模塊配有形如汽車鑰匙的遙控器，攜帶方便，可以實現(xiàn)一鍵開啟關(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)模塊可以在長距離內(nèi)實現(xiàn)對汽車空調(diào)的關(guān)閉開啟控制。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，從而通過繼電器開關(guān)模塊1控制汽車空調(diào)的關(guān)閉和開啟。

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

總結(jié)

目前來說已有的系統(tǒng)，一類是車輛處于熄火狀態(tài)且車門處于鎖閉狀態(tài)時，通過車窗控制裝置對車窗開啟一個預(yù)定縫隙;一類是電動汽車車內(nèi)溫度自動調(diào)節(jié)與節(jié)能裝置。當(dāng)車內(nèi)溫度傳感器檢測到的溫度高于用戶設(shè)定的特定值時，太陽能控制器控制太陽能面板對電動空調(diào)壓縮機(jī)供電，電動空調(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，太陽能電池安裝于汽車車頂，吸收太陽能，給車載蓄電池充電;蓄電池給車載降溫元件提供能量，從而實現(xiàn)汽車換氣降溫及制冷。

以上設(shè)計均可實現(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)人的需求來工作，在無人使用時系統(tǒng)依舊運行，導(dǎo)致能源的損失，其單一性設(shè)計不能極大滿足需要。

參考文獻(xiàn)：

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[3]季紅軍，謝晶，王金鋒.太陽能汽車空調(diào)專利現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析[J].制冷技術(shù)，2015，35（03）：44-47+55.

作者簡介：

劉時念（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)計和部分算法程序的編寫。