关于旅居车空调控制模式的研究与创新

袁雪松 乔勇军 伍德成

【摘 要】随着人们精神生活的日趋丰富，针对旅游爱好者的旅居车的功能日渐增多，驾驶的舒适性及其功能的个性化是目前旅居車主要发展方向之一。旅居车与普通的乘用车相比，对通风、保暖、制冷等功能的要求更加严格。而且，旅居车在实际使用场景中经常需要在驻车的情况下实现通风、保暖、制冷等功能，比如驾驶者在夜晚休息时需要开启空调。对于此类的应用场景而言，常规的乘用车在开启发动机的状态下启动汽车空调，势必会影响驾驶者的休息体验。因此，文章通过研究更为人性化的汽车空调控制策略，并大胆创新，旨在介绍一种更智能的汽车空调控制模式并发表关于该模式的见解。

【关键词】旅居车;汽车空调;控制策略

【中图分类号】U463.851 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2021）10-0046-03

0 引言

近年来，国内外学者对汽车空调的研究日趋成熟。目前，乘用车领域主流的汽车空调控制模式采用自动控制的方式，该模式是通过采集外部环境温度、车内温度、进出风口温度等条件并通过PLC或者单片机等方式，经过一定的逻辑处理使控制空调系统自动运行以保持车内温度恒定。对于燃油车而言，这种模式在行车过程中会提供一个较为舒适的驾驶环境。但是，在长时间驻车的情况下，驾驶员开启空调不仅会损耗汽油，增加二氧化碳的排放，还会导致发动机中累积汽油，进而影响二氧化碳的顺利排出，长时间停留原地对发动机肯定会有很大的损伤。更为严重的是，驾驶员或乘客要是一直停留在车内，没有呼吸新鲜空气，还有可能导致一氧化碳中毒。因此，对于旅居车这种特殊的乘用车，通过在原车基础上增加额外的空调控制器控制空调运转，具有很大的实际应用价值。

1 驻车空调简介

驻车空调，是指司机在休息时无须启动发动机只需要用车上自带电瓶就能使用的空调[1]，目前它广泛用于商用车。长途运输的中重卡型卡车在应用场景中同旅居车比较相似，经常遇到长时间停车却必须使用空调的情况。但是，由于中重型卡车驾驶室一般具备较大的空间，因此采用驻车空调的模式，即在驾驶室安装额外的一体式空调，可以布置在卡车驾驶室的不同位置。驻车空调基本可以满足商用车驾驶员的基本使用。但是，驻车空调除了需要较大的驾驶室，还需要额外安装，并且随着行车过程中车辆的颠簸，驻车空调极易损坏，有的甚至需要一年更换一台新空调[2]，市场上主流的驻车空调并不适合旅居车。

2 关于驻车空调的改进及研究

2.1 底盘式驻车空调

主流的驻车空调体积大、易顺坏，应考虑采用体积较小且不受汽车颠簸影响的驻车空调。实际上，市面上确实存在一种底盘式驻车空调。这种驻车空调安装在座椅下面，通过较为复杂的通风口进行温度控制。但是，这种空调安装复杂，额外成本非常高，而且占用座椅下面空间，导致座椅的减震性能受到一定影响。

2.2 原车并联电动驻车空调

现有的驻车空调需要进行额外安装，笔者通过长期对旅居车的研究和安装调试经验，设想通过更改原车的空调控制策略，使车辆不管是在行车过程中还是在驻车状态下，均共用一台汽车空调。即，在行车过程中采用行车空调控制模式，而在驻车状态下切换为手动控制模式。实现该种方式只需要增加电动压缩机和相应的管道并联在原车空调上即可（如图1所示）。

3 驻车空调控制模式

经本文作者对比发现，原车并联电动驻车空调结构简单、占用空间小且无须额外安装空调，相比其他形式的驻车空调，原车并联电动驻车空调更适合旅居车。选用这种形式的驻车空调，原有的汽车空调模式必然发生改变。

3.1 驻车空调控制总体电路设计

对于驻车空调控制电路而言，了解原车的电池管理系统是非常有必要的。目前，一般乘用车的电池管理系统十分复杂，它不仅需要完成数据测量、温度控制，还需要与整车进行通信，保证实时控制电池充放电的能力。对于整车的电池管理系统，它需要保持对电池的电压、电流、温度、SOC、内阻等进行测量，并通过电信号及时传递给整车控制单元。由于CAN通信系统抗干扰能力强，因此目前BMS系统大都采用CAN通信模式。然而，随着旅居车整车电子器件的增多，整车控制单元所处理的报文也随之增多。为避免额外增加CAN网络的负载率，本文采用高精度电流采集型电池电量计（也称库仑计）对电池容量进行监控。该电量计能够准确实时地检测电池组的电压、电流、功率、真实容量、剩余使用时间，随时且准确了解电池的工作状态，通过外接显示器，驾驶员完全可以了解电池相关信息，并根据电池的实际情况对驻车时空调的运转进行控制。图2是连入电池电量计的总体电路示意图。

3.2 电压缩机控制电路设计

在一般的控制电路中，继电器是一种常见的电控制器件，其工作原理是用小电流控制大电流，相当于一种“自动开关”，在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路的作用[3]。继电器按照功能和结构可分为很多种，其中电磁继电器是最常见的一种形式;它的工作原理是利用电磁铁在通电情况下会产生磁力，而在断电情况下失去磁力。电磁继电器接在一个小功率的电路中，电流通过电磁继电器产生磁力，并吸取内部的开关到指定位置。原来的电路断电后，电磁继电器失去了它的磁力，内部原来的开关在弹力的作用下会回到原来的位置，而电磁继电器内部的该开关控制着大电流电路的通断或选择。因此，通过这种工作方式可以实现小电流控制大电流。本文选用CMA34型电磁继电器，额定电压为12 V，这种电磁继电器广泛用于汽车电路中，具有性能稳定、体积较小、价格低廉等优点。当整车在驻车时，驾驶员可以在不启动发动机的情况下，直接按下对应的AC开关，即可通过该继电器给电动压缩机控制器开关信号。经过实际测试，这种方式安全可靠，能满足实际需求（如图3所示）。

3.3 供电回路电路设计

经分析，驻车空调的供电回路可以借用新能源充电枪的结构。目前，新能源汽车充电枪大都以7孔居多，每个插孔都有自己的功能，其中L1、L2、L3属于交流电源线路，接地线接在P头，中线接在N头，还存在一对控制线路接头CC、CP，实现控制和高压互锁的功能。对于驻车空调充电控制回路，可以将原L1与N接口连在逆变器正负极，将原L2、L3接口连在副电池正负极上，这样驻车空调的供电回路基本完成。此外，副电池并联在汽车的主电池上，但车辆行驶或者充电时，副电池同时进行充电（如图4所示）。

4 结论

本文在对旅居车驻车空调的研究基础上，选择原车并联电动驻车空调，设计了相应的控制电路，并安装在某上市旅居车车型上进行试验认证。经过多次试验，该装置基本能满足旅居车驻车时对空调的使用需求。但是，该设计存在续航时间较短、温度不能智能调节等缺陷。在后续的工作中，关于旅居车驻车空调的控制仍需持续改进。

参 考 文 献

[1]丁宇.KME驻车空调市场营销策略研究[D].苏州：苏州大学，2020.

[2]施水娟，孔德奇，乔子恒，等.卡车驻车空调的发展现状及优化形式[J].汽车实用技术，2020（8）：87-89.

[3]孙奔奔.新能源汽车用继电器电参数自动测试系统的研发[D].常州：江苏理工学院，2020.