小型電動(dòng)汽車熱管理與動(dòng)力性能匹配優(yōu)化方法

摘要：隨著各大主機(jī)廠轉(zhuǎn)向短前懸、短后懸、大軸距的專用純電動(dòng)車平臺(tái)，在乘員艙空間增加的同時(shí)動(dòng)力艙空間隨之被進(jìn)一步壓縮，隨著動(dòng)力總成功率日益增大，集成度日益提升，動(dòng)力艙熱負(fù)荷隨之增加，同時(shí)由于更多的電動(dòng)車采用了封閉式前格柵造型，以便體現(xiàn)電動(dòng)化特征，導(dǎo)致動(dòng)力艙的進(jìn)氣面積及進(jìn)風(fēng)量進(jìn)一步減小，使得動(dòng)力艙內(nèi)熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度增加?；谝豢預(yù)00級(jí)純電動(dòng)車SUV，提出了一種針對(duì)不同環(huán)境溫度（尤其高溫環(huán)境下）熱管理系統(tǒng)與整車動(dòng)力性能匹配優(yōu)化方法，同時(shí)兼顧乘員艙的環(huán)境舒適性需求。

關(guān)鍵詞：動(dòng)力艙；乘員艙；熱管理；壓縮機(jī)變頻控制

中圖分類號(hào)：U469" 收稿日期：2023-11-20

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.12.008

1 前言

電動(dòng)汽車因其行駛過(guò)程中零排放、能源利用率較高[1]、噪聲污染小等優(yōu)點(diǎn)而成為汽車產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的主流方向之一，然而動(dòng)力艙與乘員艙之間熱管理控制策略最佳匹配的優(yōu)化設(shè)計(jì)也尤為突出。同時(shí)，考慮降低風(fēng)阻提高整車?yán)m(xù)航里程，封閉式主進(jìn)氣格柵成為純電動(dòng)汽車區(qū)別傳統(tǒng)燃油車的重要標(biāo)志，這也大大增加了前機(jī)艙熱管理的難度[2]。目前盡管國(guó)內(nèi)外學(xué)者、企業(yè)對(duì)電動(dòng)汽車的熱管理系統(tǒng)進(jìn)行了大量研究，但仍存在構(gòu)型方案單一、功能簡(jiǎn)單、性能優(yōu)化不足、綜合評(píng)價(jià)研究少見等問(wèn)題[3]。

在近年夏日溫度高于往年情況下，動(dòng)力艙內(nèi)部溫度也較往年偏高，某小型純電動(dòng)汽車因動(dòng)力艙內(nèi)部溫度（冷卻液水溫）超過(guò)最高溫度閾值，觸發(fā)EVC（汽車控制器）電機(jī)保護(hù)邏輯，電機(jī)被限制功率輸出，造成車輛不能正常行駛，嚴(yán)重時(shí)有起火風(fēng)險(xiǎn)。因此合理的熱管理控制策略更利于電動(dòng)汽車行駛，避免火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。本文對(duì)冷卻液溫度偏高原因及動(dòng)力艙冷卻液溫度與乘員艙降溫之間的熱管理控制策略優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)介紹，對(duì)汽車空調(diào)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速控制策略進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并通過(guò)實(shí)車環(huán)模實(shí)驗(yàn)證明了優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的可行性，能夠確保車輛正常行駛。

2 純電動(dòng)汽車動(dòng)力艙熱源分析

某小型純電動(dòng)汽車動(dòng)力艙布置如圖1所示。

根據(jù)某小型純電動(dòng)汽車自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，動(dòng)力艙熱源可分成3個(gè)部分以便進(jìn)行分析，分別為乘員艙的空調(diào)系統(tǒng)、動(dòng)力艙的電驅(qū)冷卻系統(tǒng)，以及動(dòng)力艙的其他電器部件。

2.1 空調(diào)系統(tǒng)

汽車空調(diào)系統(tǒng)主要是調(diào)節(jié)乘員艙的通風(fēng)、溫度及濕度等，提高乘員的乘坐的環(huán)境舒適性，其分為制冷和加熱兩個(gè)功能單元，如圖2所示。

1.壓縮機(jī)" 2.空調(diào)管路" 3.蒸發(fā)器總成" 4.控制面板

5.鼓風(fēng)機(jī)" 6.PTC" 7.電子風(fēng)扇" 8.冷凝器

制冷單元主要由壓縮機(jī)、冷媒管路、蒸發(fā)器總成、控制器、鼓風(fēng)機(jī)、電子風(fēng)扇、冷凝器等組成，通過(guò)壓縮機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)冷媒在蒸發(fā)器和冷凝器之間循環(huán)流動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)膨脹閥實(shí)現(xiàn)乘員艙的溫度降低。動(dòng)力艙的主要熱源之一為冷凝器散熱所產(chǎn)生，因?yàn)榭照{(diào)冷凝器表面溫度最高[4]。

加熱單元主要由PTC、鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)道等組成，加熱單元一般在冬季環(huán)境溫度較低的情況下使用，因此在夏季高溫環(huán)境時(shí)，動(dòng)力艙與乘員艙之間的熱管理不考慮空調(diào)系統(tǒng)加熱單元。

2.2 電驅(qū)冷卻系統(tǒng)

電驅(qū)冷卻系統(tǒng)是對(duì)充電及配電一體機(jī)、電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，保證其始終在正常的溫度狀態(tài)下運(yùn)行，從而使整車獲得較高的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及可靠性。純電動(dòng)汽車采用水路串聯(lián)，冷卻液經(jīng)水泵后流經(jīng)電機(jī)系統(tǒng)，然后流入充電及配電一體機(jī)返回冷卻系統(tǒng)，形成冷卻液循環(huán)冷卻系統(tǒng)。

該車型采用液冷充電及配電一體機(jī)、液冷電機(jī)系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)由電子水泵、冷卻液管路、電機(jī)水室、副水箱、充電及配電水室、低溫散熱器等部件組成，如圖3所示。

1.電子水泵" 2.冷卻液管路" 3.電機(jī)水室" 4.副水箱

5.充電及配電水室" 6.低溫散熱器

2.3 其他電器部件

動(dòng)力艙因功能的需求還布置有大燈、蓄電池、保險(xiǎn)盒、線束等零部件，在車輛正常使用過(guò)程中產(chǎn)生熱量，但是對(duì)動(dòng)力艙溫度的貢獻(xiàn)相較于電驅(qū)冷卻系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)可以忽略不計(jì)。

2.4 動(dòng)力艙熱源

動(dòng)力艙熱源主要從以下兩方面分析：

a.計(jì)算流體力學(xué)（CFD）流場(chǎng)分析。

b.實(shí)車環(huán)模流場(chǎng)分析。

由于經(jīng)費(fèi)問(wèn)題，本文從實(shí)車環(huán)模方面進(jìn)行流場(chǎng)分析，具體如下：

結(jié)合夏日出現(xiàn)車輛電機(jī)限功率情況，設(shè)定戶外汽車熱負(fù)荷最嚴(yán)重情況，將整車在夏日戶外正午照曬后，初步測(cè)得實(shí)車電機(jī)艙數(shù)據(jù)如圖4所示。

初步實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如下：

a.空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器冷媒進(jìn)口溫度為70 ℃。

b.電驅(qū)冷卻系統(tǒng)的低溫散熱器進(jìn)水溫度為61 ℃。

c.環(huán)境進(jìn)風(fēng)溫度為38 ℃。

通過(guò)溫度比較，空調(diào)系統(tǒng)冷凝器為主要熱源（內(nèi)部冷媒冷凝進(jìn)口溫度70 ℃），進(jìn)一步排查實(shí)車動(dòng)力艙氣體流場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)動(dòng)力艙內(nèi)有回流風(fēng)，回流到低溫散熱器進(jìn)風(fēng)面。因此冷卻液水溫除了環(huán)境溫度過(guò)高外的主要原因?yàn)椋豪淠鲀?nèi)部冷媒冷凝過(guò)程中釋放高溫，經(jīng)過(guò)冷凝器散發(fā)的高溫氣流在動(dòng)力艙內(nèi)部回流到低溫散熱器表面，如此往復(fù)持續(xù)加熱低溫散熱器內(nèi)部冷卻液，造成冷卻液溫度逐漸升高，最終超過(guò)最高閾值。

將實(shí)車置于環(huán)境艙中開展實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并采用企業(yè)規(guī)范開展相關(guān)測(cè)試。利用實(shí)驗(yàn)室環(huán)模系統(tǒng)模擬車輛實(shí)際使用中嚴(yán)苛的高溫、高日照環(huán)境。信號(hào)采集系統(tǒng)監(jiān)測(cè)實(shí)際過(guò)程中動(dòng)力艙內(nèi)各關(guān)鍵位置的溫度等相關(guān)情況，如圖5所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6，最高溫在保險(xiǎn)盒內(nèi)部（80 ℃），實(shí)驗(yàn)過(guò)程中儀表盤高亮電機(jī)限制功率燈，表示車輛無(wú)法正常行駛且有火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)第540～760 s有5次溫度波動(dòng)，最終無(wú)升溫趨勢(shì)。此波動(dòng)為空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機(jī)因高溫?zé)o法正常工作從而啟動(dòng)過(guò)熱保護(hù)，最終停止工作。此結(jié)果表明，空調(diào)系統(tǒng)散熱會(huì)引起動(dòng)力艙升溫，是動(dòng)力艙的主要熱源。

通過(guò)以上實(shí)車環(huán)模流場(chǎng)分析，動(dòng)力艙熱源分為以下3類：

a.空調(diào)系統(tǒng)通過(guò)冷凝器散發(fā)的熱量。

b.電驅(qū)冷卻系統(tǒng)通過(guò)低溫散熱器散發(fā)的熱量。

c.環(huán)境熱負(fù)荷。

比較動(dòng)力艙各熱源溫度，可知空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器為動(dòng)力艙的主要熱源。

3 動(dòng)力艙與乘員艙熱管理匹配優(yōu)化及驗(yàn)證

3.1 動(dòng)力艙與乘員艙熱管理匹配優(yōu)化

由于A00級(jí)SUV自身特性：短后懸、大軸距、大功率；動(dòng)力艙具有高集成、小空間，且格柵為封閉式的特點(diǎn)，它需要同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性，因此降低動(dòng)力艙的熱負(fù)荷面臨著巨大挑戰(zhàn)，動(dòng)力艙熱管理主要有以下5個(gè)方面：

a.各電子元器件功能及布置。

b.進(jìn)氣格柵。

c.空氣流場(chǎng)、前端模塊密封。

d.水泵揚(yáng)程。

e.電驅(qū)系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)熱管理匹配。

因整車造型及動(dòng)力艙布置方案均已經(jīng)確定，本應(yīng)在設(shè)計(jì)凍結(jié)前進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)使動(dòng)力艙與乘員艙熱管理達(dá)到最佳匹配，最終此問(wèn)題在生產(chǎn)制造過(guò)程中被發(fā)現(xiàn)，由于上述1～4點(diǎn)已經(jīng)設(shè)計(jì)凍結(jié)，無(wú)法顛覆，因此選擇上述第5點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

本文優(yōu)先考慮將上述第5點(diǎn)作為一個(gè)硬點(diǎn)要素進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，即優(yōu)化動(dòng)力艙與乘員艙之間熱管理的控制形成最佳匹配，進(jìn)而避免由于電驅(qū)系統(tǒng)內(nèi)部冷卻液溫度過(guò)高限制汽車正常行駛。

冷凝器熱量來(lái)源為內(nèi)部通過(guò)壓縮機(jī)壓縮后流經(jīng)冷凝器的高溫高壓冷媒氣體，因此在環(huán)境溫度、冷凝器迎面風(fēng)速及乘員艙熱負(fù)荷不變的情況下，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速越高，冷凝器表面溫度越高，最終達(dá)到熱平衡，反之亦然。

綜上，建議通過(guò)控制策略即控制壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體有以下兩種方案：

方案1：通過(guò)汽車EVC讀取電驅(qū)冷卻系統(tǒng)內(nèi)部冷卻液溫度，進(jìn)而控制壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速高低，確保汽車正常行駛。

方案2：通過(guò)壓縮機(jī)內(nèi)部控制器讀取電驅(qū)冷卻系統(tǒng)內(nèi)部冷卻液溫度，進(jìn)而控制壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速高低，確保汽車正常行駛。

由于方案1相較于方案2變更所涉及EVC軟件驗(yàn)證成本更低，最終決定按方案1進(jìn)行控制策略優(yōu)化設(shè)計(jì)，即開啟壓縮機(jī)（A/C）后的EVC動(dòng)力艙與乘員艙熱管理之間的控制策略優(yōu)化方案變更前后流程如圖7、圖8所示。

優(yōu)化前整車控制策略：

a.整車EVC收到開啟A/C輸入信號(hào)，通過(guò)LIN信號(hào)控制壓縮機(jī)逐漸升到工作轉(zhuǎn)速。

b.同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷卻液溫度，如果冷卻液溫度超過(guò)閾值，關(guān)閉壓縮機(jī)。

優(yōu)化后整車控制策略：

a.壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速。根據(jù)圖9所示的壓縮機(jī)特性曲線，選定最低轉(zhuǎn)速作為中間狀態(tài)，兼顧乘員艙降溫的同時(shí)，冷凝器散熱量較小，進(jìn)而降低水溫上升趨勢(shì)，最終確定電動(dòng)渦旋壓縮機(jī)的最佳轉(zhuǎn)速[5]。

b.冷卻液溫度。提前介入控制水溫上升趨勢(shì)，在水溫最高閾值前設(shè)定次閾值（59 ℃），進(jìn)一步減緩水溫上升，避免汽車因冷卻液溫度過(guò)高造成汽車無(wú)法正常行駛。

由于優(yōu)化后方案額外增加壓縮機(jī)可變頻控制技術(shù)，可以避免冷卻液溫度超過(guò)閾值，確保車輛正常行駛。

此優(yōu)化方案同時(shí)也有潛在的不利影響：

a.由于降低壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，乘員艙降溫效果會(huì)有所降低。

b.增加壓縮機(jī)啟停閾值后，其有可能頻繁啟停，引起NVH次生影響問(wèn)題。

以上兩點(diǎn)不利影響需要在環(huán)模實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)。

3.2 動(dòng)力艙與乘員艙熱管理系統(tǒng)匹配開發(fā)及驗(yàn)證

為了解決生產(chǎn)制造過(guò)程中的問(wèn)題，對(duì)新增的電驅(qū)與空調(diào)系統(tǒng)之間的熱管理匹配需要進(jìn)行環(huán)模驗(yàn)證，從而確保方案的正確性，具體如下：

a.為了采集不同環(huán)境溫度下動(dòng)力艙不同位置表面溫度，與乘員艙熱負(fù)荷進(jìn)行匹配。

b.為了評(píng)估乘員艙降溫影響，在乘員艙內(nèi)增加溫度傳感器，以判斷優(yōu)化方案對(duì)乘員艙的溫度影響。

c.在監(jiān)控整車系統(tǒng)溫度，也需要分析車速，以確認(rèn)車輛的正常行駛情況。

此優(yōu)化方案當(dāng)冷卻液溫度超過(guò)59 ℃時(shí)，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)限制在2 000 r/min；如果冷卻液溫度在64 ℃以上，則關(guān)閉壓縮機(jī)。最終通過(guò)整車溫度采集及控制策略優(yōu)化實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)可變頻控制技術(shù)，使得系統(tǒng)得到優(yōu)化。

將實(shí)車置于環(huán)境艙中開展熱管理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用雷諾企業(yè)規(guī)范并結(jié)合實(shí)際情況增加條件開展相關(guān)測(cè)試。利用實(shí)驗(yàn)室環(huán)模系統(tǒng)模擬車輛實(shí)際使用中嚴(yán)苛的高溫、高日照環(huán)境，前置鼓風(fēng)機(jī)模擬車輛行駛中迎風(fēng)面氣流，轉(zhuǎn)轂臺(tái)架模擬高速工況等，信號(hào)采集系統(tǒng)監(jiān)測(cè)實(shí)際過(guò)程中車輛內(nèi)各熱管理系統(tǒng)的溫度等相關(guān)情況。

動(dòng)力艙熱管理信號(hào)采集主要包括零部件表面的傳感器布置測(cè)點(diǎn)，溫度傳感器測(cè)得動(dòng)力艙主要部件的表面溫度，如圖10a所示。整車DDT信號(hào)線采集冷卻液溫度、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速、車速等數(shù)據(jù)信息。乘員艙熱管理信號(hào)采集位置主要包括出風(fēng)口、前排面部的傳感器布置測(cè)點(diǎn)，溫度傳感器采集乘員艙關(guān)鍵溫度，如圖10b和圖10c所示。

依據(jù)整車高溫電機(jī)限功率環(huán)模驗(yàn)證工況，分別進(jìn)行怠速和高速工況數(shù)據(jù)采集并讀取相關(guān)測(cè)試點(diǎn)數(shù)據(jù)，如表1、圖11～圖16所示。

結(jié)合表1、圖4和圖13可以得出，風(fēng)扇出風(fēng)口高溫是動(dòng)力艙內(nèi)冷凝器表面散發(fā)的高溫回流后造成的，在惡劣環(huán)境時(shí)有火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)表1以及實(shí)際駕駛中存在迎面風(fēng)，當(dāng)車輛啟動(dòng)后冷卻液溫度得到顯著降低，乘員艙內(nèi)溫度上升不明顯，具體如下：

a.怠速工況下，優(yōu)化后冷卻液溫度較優(yōu)化前溫度降低7 ℃，優(yōu)化后乘員艙溫度較優(yōu)化前溫度有所升高。

b.高速工況下，優(yōu)化前后冷卻液溫度與乘員艙溫度差異較小，因?yàn)橛骘L(fēng)可以帶走大部分熱負(fù)荷。

從圖11可以看出，優(yōu)化前，整車起步后，由于電機(jī)冷卻系統(tǒng)內(nèi)冷卻液溫度上升到64 ℃，觸發(fā)限溫邏輯，“限功率”燈高亮，導(dǎo)致車輛無(wú)法正常行駛（加速性能下降），具體車速如圖15所示。

從圖12可以看出，優(yōu)化后，由于采用了可變頻控制技術(shù)，在系統(tǒng)溫度接近59 ℃臨界值，通過(guò)主動(dòng)變頻，有效降低系統(tǒng)熱負(fù)荷，經(jīng)過(guò)匹配標(biāo)定壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速維持在2 000 r/min，平均維持6 min，時(shí)間過(guò)久（階段1.2），乘員艙內(nèi)溫度上升導(dǎo)致主觀感受不佳。為此對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化（圖12中車內(nèi)溫度上升時(shí)間段為此過(guò)程）：壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)? 000 r/min恢復(fù)到4 300 r/min時(shí)，水溫閾值從58 ℃調(diào)整為59 ℃，以便提高乘員艙的環(huán)境舒適性。

優(yōu)化后，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中冷卻系統(tǒng)溫度始終低于64 ℃，不會(huì)觸發(fā)限溫邏輯，同時(shí)乘員艙溫度舒適性沒有顯著變化。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)“限功率”警報(bào)，車輛可以正常行駛。

通過(guò)上述圖示可以看出（圖13、圖14為壓縮機(jī)開啟狀態(tài)），優(yōu)化后動(dòng)力艙溫度低于優(yōu)化前。

圖15、圖16所示為實(shí)驗(yàn)過(guò)程中車速數(shù)據(jù)，由于0～41 km/h處于起步后空調(diào)主觀評(píng)價(jià)階段，優(yōu)化前和優(yōu)化后車輛油門踏板控制有差異，因此選取車輛速度控制一致階段即43～95 km/h的范圍進(jìn)行加速時(shí)間比較。

優(yōu)化前（圖11），由于電機(jī)冷卻系統(tǒng)內(nèi)冷卻液溫度上升到64 ℃，觸發(fā)限溫邏輯，“限功率”燈高亮，動(dòng)力總成輸出功率受到限制，車輛從42 km/h加速到95 km/h需要75 s，車輛無(wú)法正常行駛。

優(yōu)化后，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)“限功率”警報(bào)，動(dòng)力總成輸出功率無(wú)限制，車輛從42 km/h加速到95 km/h需要15 s，車輛可以正常行駛。

需要說(shuō)明的是，根據(jù)實(shí)驗(yàn)工況，需在（40±3）km/h時(shí)觀察冷卻液降溫情況，優(yōu)化前后在（40±3）km/h保持時(shí)間有差異，因此只比較42～95 km/h汽車加速情況。

綜上，通過(guò)表1及圖11～圖16可知，在相同工況條件下有如下的結(jié)論。

a.動(dòng)力艙。

①冷卻液溫度。

優(yōu)化前，怠速及低速時(shí)，當(dāng)動(dòng)力艙冷卻液溫度≥64 ℃后，儀表臺(tái)亮起“限功率”警示燈，如圖17所示。在車輛持續(xù)高速行駛時(shí)，因迎面風(fēng)帶走動(dòng)力艙大量熱負(fù)荷，所以不會(huì)出現(xiàn)電機(jī)被限功率情況。

實(shí)施優(yōu)化方案后，動(dòng)力艙冷卻液在怠速工況時(shí)溫度下降7 ℃。整個(gè)實(shí)車環(huán)模實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，無(wú)“限功率”警報(bào)，無(wú)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)（且根據(jù)溫度云圖，優(yōu)化后動(dòng)力艙溫度低于優(yōu)化前）。

②汽車行駛情況。

優(yōu)化前汽車從42 km/h加速到95 km/h需要75 s。實(shí)施優(yōu)化方案后，汽車從42 km/h加速到95 km/h需要15 s。優(yōu)化方案能使汽車電機(jī)在高溫?zé)嶝?fù)荷使用工況時(shí)，正常輸出功率，使車輛正常行駛。

b.乘員艙。

由于優(yōu)化后方案增加了壓縮機(jī)可變頻控制技術(shù)，因此避免了冷卻液溫度超過(guò)閾值，然而也存在潛在的不利影響。

①由于壓縮機(jī)動(dòng)態(tài)變頻后，乘員艙降溫效果會(huì)有所降低。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，優(yōu)化后較優(yōu)化前，在45 ℃極端環(huán)境工況下，怠速時(shí)前排吹面溫度升高約5 ℃，車輛正常行駛后，前排吹面溫度與優(yōu)化前相當(dāng)，不利影響消除。

②增加額外壓縮機(jī)啟停閾值（改成主動(dòng)變頻技術(shù)）后，有可能頻繁變頻，引起NVH次生問(wèn)題。經(jīng)過(guò)NVH主觀評(píng)價(jià)，由于電動(dòng)壓縮機(jī)自身啟動(dòng)噪音較小，車內(nèi)乘員對(duì)壓縮機(jī)頻繁變頻感知較小，可接受。

4 結(jié)語(yǔ)

由于各大主機(jī)廠轉(zhuǎn)向短前懸、短后懸、大軸距等一系列變化，導(dǎo)致部分車輛在量產(chǎn)后遇到了熱管理不暢、性能缺陷以及造型確定等問(wèn)題，從而只能夠從系統(tǒng)控制策略優(yōu)化的角度去提升系統(tǒng)效率與熱負(fù)荷之間的匹配程度。

本文以某款小型純電動(dòng)汽車為研究對(duì)象，具體介紹了一種系統(tǒng)變頻控制優(yōu)化方法，通過(guò)與動(dòng)力總成，以及整車性能的匹配優(yōu)化，成功解決了研究對(duì)象熱管理問(wèn)題，經(jīng)過(guò)市場(chǎng)驗(yàn)證，該優(yōu)化方法有效可靠。

針對(duì)夏日高溫度工況下，因動(dòng)力艙內(nèi)部冷卻液溫度過(guò)高，造成車輛無(wú)法正常行駛問(wèn)題，通過(guò)動(dòng)力艙熱源分析及動(dòng)力艙與乘員艙熱管理匹配優(yōu)化，開展實(shí)車的優(yōu)化驗(yàn)證：

a.設(shè)定冷卻液溫度第一閾值α1，通過(guò)整車EVC調(diào)整壓縮機(jī)頻率。

b.設(shè)定冷卻液溫度第二閾值α2，通過(guò)整車EVC關(guān)閉壓縮機(jī)。

c.當(dāng)冷卻液溫度接近溫度閾值α1時(shí)，整車EVC實(shí)時(shí)監(jiān)控，啟動(dòng)判斷將壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速β1降低至β2。

d. β1與β2的關(guān)聯(lián)關(guān)系依賴于系統(tǒng)實(shí)車標(biāo)定，第一、第二閾值的設(shè)定與熱管理主要器件緊密關(guān)聯(lián)，依賴整車匹配。

結(jié)果表明，優(yōu)化后的控制策略能夠避免整車驅(qū)動(dòng)電機(jī)由于電驅(qū)冷卻系統(tǒng)防凍液溫度過(guò)高而限制功率輸出的問(wèn)題，保證了汽車的正常行駛。

當(dāng)電動(dòng)汽車動(dòng)力艙冷卻液溫度偏高時(shí)，本文沒有直接單獨(dú)考慮優(yōu)化動(dòng)力艙內(nèi)部電驅(qū)冷卻系統(tǒng)，而是研究動(dòng)力艙與乘員艙兩者熱管理控制策略的最佳匹配情況，研究結(jié)論對(duì)電動(dòng)車熱管理提供了參考。該優(yōu)化方案已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，并經(jīng)過(guò)市場(chǎng)驗(yàn)證，達(dá)到了很好的效果。

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作者簡(jiǎn)介：

馬國(guó)俊，男，1986年生，博士研究生，研究方向?yàn)榧冸妱?dòng)汽車電池可靠性。