汽车空调温度自动调节系统

刘时念 李素田 张恒 巩玉振 张起

摘要：空调是汽车所必备的，现有的汽车空调都是汽车发动机通过发电机发电带动的，这会产生大量的能源消耗，也会造成一定的环境污染。太陽能作为一种新型清洁能源已经被人类所熟知，充分利用太阳能为汽车空调服务，是未来汽车行业发展的趋势。利用太阳能资源可以有效实现能源节约和环境保护。随着国内汽车工业的发展，汽车空调作为整车上影响乘驾舒适性的重要部分越来越受到汽车制造商的重视。

关键词：汽车空调系统;温控设计;自动调节

随着社会的发展，人们的生活水平不断提高，汽车已经成为人们生活中必不可少的交通工具，但是人们在汽车的使用过程中也遇到了一些难以解决的问题。

1 空调调温原理

该汽车空调智能调温系统是基于空调箱体[2]的调温原理进行控制的，该系统中的内外循环风门用来控制空调进风的风源，鼓风机用来控制吸入进风的风量，而混合风门可以控制吸入风量的冷暖风量的比例，最终达到出风温度的精准控制。而模式风门用来控制出风口的位置，改变车内空气流场，最终达到用户设置的车内温度。

而且夏天，汽车在炽热的阳光下停泊，加上汽车内空气不流通，会造成汽车内温度急剧上升，一般都会高达60度以上，而且会造成车内产生大量的有害物质，从而使车内空气品质变差。当人坐到车里时，会感到一股热气，极大地影响了人的舒适度，进一步影响人乘车的心情。冬天，天气特别寒冷，特别是早晨上班时进入车内，会感到手脚冰冷，不但会影响人的舒适度，而且还会影响人们开车过程中的灵活度。因此，迫切需要一种节能环保的智能化汽车内温度调节系统，解决人们刚进入汽车内温度不适的问题，也为了减少能源消耗和环境污染。

2 系统总体设计

汽车空调工作供电采用蓄电池供电和发动机带动发电机发电两种方式。根据电池荷电状态（SOC）电量显示情况，当蓄电池组电量低于30%时，控制继电器开关模块2切换到发动机带动发电机发电工作模式;当蓄电池组电量高于30%时，控制继电器开关模块2切换到蓄电池组供电工作模式。因为当遇到阴天或者太阳能电池板故障时，蓄电池组肯定不能继续给汽车空调供电，通过设置两种工作方式可以随时切换到汽车发动机带动相应发电机发电，进而带动汽车空调工作，从而不会影响到汽车空调的使用。

如图3所示，采用电池管理系统（BSM）实时监测电池荷电状态（SOC），当监测到的SOC>SOCmin条件满足时，选择蓄电池组工作模式，当监测到的SOC>SOCmin条件不满足时，选择发动机带动发电机发电工作模式。

如图1所示，采用无线遥控模块。通过无线遥控模块可以实现在一定距离范围内对汽车空调的远程关闭开启控制。无线遥控模块采用无线遥控器和接收模块，无线遥控模块向汽车温度控制器的接收模块发送信号，接收模块把接收到的信号交给STM32单片机控制中心判断，从而通过继电器开关模块1控制汽车空调的关闭和开启。无线遥控模块配有形如汽车钥匙的遥控器，携带方便，可以实现一键开启关闭功能。

如图1所示，采用GSM短信收发模块。GSM短信收发模块可以在长距离内实现对汽车空调的关闭开启控制。在汽车温度控制器的短信接收模块装有GSM手机卡，可以接受短信指令，人们可以通过手机向汽车温度控制器部分的GSM短信接收模块发送控制汽车空调开启关闭的短信指令，GSM短信接收模块把接收到的短信指令交给STM32单片机控制中心判断，从而通过继电器开关模块1控制汽车空调的关闭和开启。

如图1所示，采用定时器模块。定时器模块可以通过定时设置保证人在进入汽车内之前提前开启汽车空调。通过在汽车温度控制器上设定汽车空调的开启关闭时间参数，设定的时间参数传输给STM32单片机控制中心，当达到设定时间后，STM32控制中心通过继电器开关模1控制汽车空调的关闭和开启。

总结

目前来说已有的系统，一类是车辆处于熄火状态且车门处于锁闭状态时，通过车窗控制装置对车窗开启一个预定缝隙;一类是电动汽车车内温度自动调节与节能装置。当车内温度传感器检测到的温度高于用户设定的特定值时，太阳能控制器控制太阳能面板对电动空调压缩机供电，电动空调压缩机工作使得车内温度降低;一类是在车载温度控制系统中，太阳能电池安装于汽车车顶，吸收太阳能，给车载蓄电池充电;蓄电池给车载降温元件提供能量，从而实现汽车换气降温及制冷。

以上设计均可实现车内降温，但是均有不足之处，第一类只能做到通风效果，在高温或寒冷环境下便失去了作用，其余两类提供的太阳能控制供电方法，只能满足晴天工作，若在阴雨闷热天气中便失去了其作用;除此之外，缺少遥控系统，不能根据人的需求来工作，在无人使用时系统依旧运行，导致能源的损失，其单一性设计不能极大满足需要。

参考文献：

[1]杨璐，裴顺.汽车空调智能温度控制系统[J].电子设计工程，2018，26（22）：133-136+141.

[2]唐景春，李晨凯，叶斌，孟晓磊.采用涡旋压缩机的电动汽车空调准双级压缩热泵性能实验研究[J].制冷学报，2018，39（01）：34-39.

[3]季红军，谢晶，王金锋.太阳能汽车空调专利现状及发展趋势分析[J].制冷技术，2015，35（03）：44-47+55.

作者简介：

刘时念（2002.02-），汉族，山东省菏泽人，学历：本科在读;研究方向：光电信息科学与技术。

张起（1992.01-），男，汉族，山东省枣庄人;学历：硕士;研究方向：控制机构的设计和部分算法程序的编写。