路改香 张娜 榜增 黄巧琳
豫新汽车热管理科技有限公司 河南新乡 453003
摘要:针对卡车市场对驻车空调的功能需要，开发了一款行车和驻车均可控制不同空调系统的控制面板。控制面板具有自动控制策略，根据车辆行车状态与车内环境，可手动或自动调节吹风模式、进风模式、风档和发出压缩机控制信号，给乘客提供舒适的驾乘环境，得到节能减排的效果。
关键词：驻车空调 控制面板 控制策略
Abstract: According to the need for parking air conditioning in the truck market, a control panel which could control the air conditionings in driving and in parking is developed. The air conditioning is adjusted automatically with different working conditions. It is demonstrated that the control strategy could provide the comfortable driving environment for passengers and conserve energy.
Key: Parking air conditioning; Control Panel; Control strategy
0引言
重卡汽车主要是用于货物的长途运输，在司机驾驶过程中经常遇到堵车情况，或者装货、卸货、停车休息等非行驶状态。对于传统的卡车空调系统，司机想要在驾驶舱有一个舒适性休息环境，必须打开发动机，不仅噪音大影响休息，而且长期使用会磨损发动机，需要承担维修成本和油耗成本。
所以，司机们更倾向选择更加节能环保的电动“驻车空调”，这也成为卡车市场的刚需产品。
驻车空调的发展有三个阶段:1)风冷柴油空调有风冷柴油机驱动，能够实现10个小时的续航，三年左右保养一次，但是噪音大。2）汽油发电机带家用空调噪音比较小，油耗大，但硬铜管容易断。3）电动空调是近两年出现的新产品，噪音小、体积小，安装简单。使用原车电池驱动，使用时间短[1]。
本文驻车空调与传统空调使用同一个HVAC总成和同一个控制面板，仅需加装一个电动压缩机和管路，安装简单，控制面板采用的控制策略自动调节电动压缩机和冷凝风扇，驻车时可使用空调5-6h。
1.驻车空调控制面板原理
驻车空调系统和行车空调系统共用一个空调HVAC总成和冷凝风扇总成，驻车时使用电动压缩机作为制冷动力源，行车时传统的电动压缩机作为制冷动力源。
控制面板原理如下图1所示，控制面板具有CAN通讯功能，接收整车CAN报文判断是行车还是驻车状态，从而确认需要工作的空调系统与控制策略。空调控制面板采集室内、外温度传感器阻值，通过控制面板上的按键和旋钮输入信息获取用户输入需求，控制空调主机的进风模式、吹风模式和调节风量。结合采集的蒸发温度传感器的阻值，控制传统压缩机/电动压缩机的工作,驻车时输出的PWM信号可自动调节电动压缩机和冷凝风扇的转速，以得到舒适的驾乘环境和节能减排的效果。
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2.驻车空调控制面板内部电路模块
鉴于空调面板驻车和行车状态控制功能要求，硬件电路包含电源电路、CAN通讯网络、伺服电机驱动电路、鼓风电机调速电路、显示屏驱动电路、AD采集电路、液晶屏驱动电路、PWM调速电路等模块，硬件电路需要结合实际负载与功能进行匹配设计。
电源电路、伺服电机驱动电路、鼓风电机调速电路、AD采集电路、显示屏驱动电路属于应用成熟的经典电路，已在早期项目上应用，CAN通讯网络电路也可借鉴CAN通讯芯片的推荐电路，难点在于PWM
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调速电路与冷凝风扇调速模块和电动压缩机的匹配，本文采用了可靠性高的推挽放大电路。如下图3所示，Q8、Q5两个三极管交替工作，
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降低了功耗，提高了每个三极管的承受能力，导通电阻很小，高低电平转换速度快。通过R14和R19电流超过70mA时，Q4和Q7三极管导通，起到限流保护作用。采用PWM型冷凝风扇调速模块，可以有效降低调速模块的功耗，节省电能。
3.驻车空调控制面板控制策略
控制面板在驻车和行车时，使用不同的控制策略控制空调系统的运行，驻车模式与行车模式的切换，通过接收整车CAN报文——发动机转速作为判别的依据，A/C按键是驻车模式的触发按键。驻车模式时，鉴于快速制冷与节能减排的目的，吹风模式为吹面不可调节，面板根据用户设定温度与室内温度温差，自动调节冷凝风扇的转速、电动压缩机转速，且当压缩机与冷凝风扇高速档运行超过30min即切换为中速档，确保空调使用时长。面板时刻监测蓄电池电压，电压低于22.5V时，关闭驻车空调运行，以防蓄电池馈电。
经整车装车验证，满足控制面板的功能规范与客户的要求，在控制面板的控制策略下，驻车空调可以使用5-6h。
4.结论
该驻车空调控制面板可以分别在行车和驻车时自动控制不同的空调系统正常工作。驻车模式时，控制面板能够根据不同的设置温度和室内温度，自动调节冷凝风扇和电动压缩机的PWM占空比，既能给客户提供一个良好舒适的驾乘环境，也能节约电能，延长客户使用驻车空调的时间，实现能够节能减排。
参考文献
[1]李娜，驻车空调发展现状与发展趋势 [J].科学与技术：第11期，2018.