電動汽車是汽車產業(yè)的必然發(fā)展方向，已經上升到國家戰(zhàn)略，它關系到國家的能源安全和節(jié)能減排，目前電動汽車產品推廣中公交先行，優(yōu)先推廣電動公交車。隨著電動客車產業(yè)的發(fā)展，電動客車空調產品的需求也快速發(fā)展。

       各家電動大巴空調的系統(tǒng)大體類似，都由壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置四大部件組成，區(qū)別主要在結構和控制系統(tǒng)上，的電動大巴變頻空調控制系統(tǒng)中主要有空調主控（空調ECU單元）、空調面板、壓縮機變頻器和DCDC電源幾個單元組成，其中主控、面板和變頻器之間通過MODBUS總線連接，相互之間傳輸指令和參數。主控單元是這個控制系統(tǒng)的核心單元，為整套控制系統(tǒng)提供控制邏輯；面板模塊是控制系統(tǒng)的人機交互界面，接收操作指令同時顯示工作狀態(tài)；變頻器模塊根據主控指令控制壓縮機的轉速，同時把壓縮機及高壓系統(tǒng)的各種參數傳輸給主控；DCDC電源為冷凝風機和蒸發(fā)風機提供24V低壓直流電。除此之外該控制系統(tǒng)還有以下幾個單元模塊：輔熱PTC為空調系統(tǒng)提供輔助電加熱；四通閥為制冷制熱切換提供冷媒流向切換；電子膨脹閥控制系統(tǒng)節(jié)流；新風閥為空調系統(tǒng)提供新風控制；低溫啟功模塊保證壓縮機在低溫下正常啟動；冷凝風機模塊為冷凝器提供風速控制；蒸發(fā)風機模塊為蒸發(fā)器何車內通風提供風速控制；壓力開關為空調系統(tǒng)提供高低壓保護；高溫開關為壓縮機提供過溫保護；溫度傳感器模塊由8路溫度傳感器組成，他們檢測空調系統(tǒng)8個位置的溫度，為空調的系統(tǒng)控制、膨脹閥調節(jié)、壓縮機頻率控制和系統(tǒng)保護提供依據，保障空調系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，同時保證系統(tǒng)的節(jié)能性。

方案特點

1、高可靠性

電動大巴空調工作環(huán)境復雜，需要承受高溫、日曬、雨淋、振動等各種惡劣工作條件，產品需要有高可靠性，高可靠性不但需要高品質的零部件保證，更需要在設計方案中考慮各種保護功能，確保空調系統(tǒng)能在各種惡劣環(huán)境下安全可靠運行。相比行業(yè)內其他廠家的控制方案，泰科偉業(yè)新能源大巴空調控制系統(tǒng)通過以下幾項創(chuàng)新技術確保了空調系統(tǒng)的高可靠性：

第一，系統(tǒng)內部采用總線控制技術，控制系統(tǒng)對各個系統(tǒng)部件的工作狀態(tài)和參數實時掌握，確保系統(tǒng)各項參數處于安全可靠的范圍內。目前其他廠家的電動大巴空調控制方案都沒有變頻器總線通訊，主控單元只是通過硬線控制傳達給變頻器頻段指令，而無法獲取變頻器的任何參數信息，從而無法從系統(tǒng)角度對空調系統(tǒng)最重要的動力部分做完善的系統(tǒng)級保護控制，存在系統(tǒng)級安全隱患。而泰科偉業(yè)的控制系統(tǒng)通過引入總線控制技術徹底解決了系統(tǒng)級保護缺失問題，在我們設計的電動大巴控制系統(tǒng)中，我們把面板、主控、變頻器等智能單元之間通過MODBUS總線聯(lián)系在一起，控制系統(tǒng)內各個智能單元都可以實現(xiàn)數據通訊和狀態(tài)傳輸，這樣主控單元可以實時監(jiān)控各個部件的工作狀態(tài)和參數，不但可以了解控制面板傳達的操作指令信息，而且可以實時了解變頻器的相關參數，例如母線電壓、壓縮機電流、功率模塊溫度等重要的系統(tǒng)參數信息，主控單元可以通過這些信息來判斷系統(tǒng)運行的狀態(tài)可靠性，并對運行參數做相應的修正和保護，確?？照{系統(tǒng)的安全可靠運行，提高了產品的可靠性。

第二，通過多路傳感器采集系統(tǒng)各關鍵點溫度信息，用于系統(tǒng)控制，并確保系統(tǒng)的安全可靠運行。分析行業(yè)內其他廠家的控制方案發(fā)現(xiàn)他們的系統(tǒng)級溫度傳感器設計不足，只有功能級溫度傳感器，例如車內溫度傳感器、車外溫度傳感器、除霜溫度傳感器等，而缺少保護級溫度傳感器，例如排氣溫度傳感器、回氣溫度傳感器等，在泰科偉業(yè)自主研發(fā)的控制系統(tǒng)中，結合變頻空調和軌道空調技術經驗，設計了8路溫度傳感器，包括車內、車外、壓縮機排氣、壓縮機回氣、蒸發(fā)器盤管、冷凝器盤管等溫度溫度傳感器，保證空調機組工作正常，提高電動大巴的系統(tǒng)可靠性。

第三，通過引入系統(tǒng)級柔性保護確?？照{系統(tǒng)安全可靠運行。在目前競爭對手的控制方案中，空調的保護功能大部分都是硬性保護，而且這些保護基本上是零部件級保護，例如壓力保護、壓縮機過溫保護、變頻器過流保護、變頻器過溫保護等，當這些保護功能動作的時候代表相應的零部件無法繼續(xù)工作，整套空調將失去正常工作能力。在泰科偉業(yè)自主設計的控制系統(tǒng)中我們引入了系統(tǒng)級柔性保護的概念，確保在出現(xiàn)零部件級硬性保護之前通過系統(tǒng)級柔性保護降低空調系統(tǒng)整體失效的風險，提高空調系統(tǒng)的可靠性，具體來講就是在出現(xiàn)硬性保護之前通過調整控制參數來避免出現(xiàn)硬性保護，例如主控單元通過采集壓縮機排氣溫度就可以獲知壓縮機的溫度，如果系統(tǒng)由于某種原因而出現(xiàn)壓縮機排氣溫度過高的情況，控制系統(tǒng)會通過降低壓縮機頻率來保證壓縮機溫度保持在壓縮機能接受的范圍內，從而避免出現(xiàn)壓縮機過熱保護這樣的零部件級硬性保護，確保系統(tǒng)可以穩(wěn)定持續(xù)運行。再如主控單元通過總線通訊可以獲知變頻器的電流，如果空調系統(tǒng)由于負荷過高而出現(xiàn)電流過大的情況，控制系統(tǒng)會通過調節(jié)壓縮機頻率來保證變頻器電流保持在變頻器能承受的范圍內，從而避免出現(xiàn)變頻器過流保護這樣的零部件級硬性保護，確保系統(tǒng)可以穩(wěn)定持續(xù)運行?？梢娤到y(tǒng)級柔性保護是通過系統(tǒng)的整體控制來使得空調系統(tǒng)能夠持續(xù)穩(wěn)定運行，在系統(tǒng)異常的情況下首先通過系統(tǒng)降載的柔性保護來保護系統(tǒng)和零部件，盡量避免出現(xiàn)停機等硬性保護，最大限度的保證系統(tǒng)的可靠性，降低用戶的抱怨。

2、節(jié)能性

電動汽車的電能是通過電池提供的，每輛車攜帶的電能是有限的，需要車上的各種耗電部件盡量省電，空調作為電動大巴上的第二耗電大戶，更需要注重系統(tǒng)的節(jié)能性。在本控制系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)空調系統(tǒng)的節(jié)能性，我們采用了以下幾項創(chuàng)新控制技術：

第一，，通過采用壓縮機無級變頻調速來實現(xiàn)空調系統(tǒng)的節(jié)能型。目前行業(yè)里面的電動客車空調控制系統(tǒng)由于沒有采用總線控制技術，主控單元給變頻器的壓縮機頻率控制指令只能通過硬線控制，只能分為幾個頻率段，采用分段式頻率控制，也就是說壓縮機只能限定跑幾個頻率檔位，制冷量也就會分為幾個功率檔位，而實際空調的熱負荷是連續(xù)的，不可避免的會有制冷量和熱負荷不匹配的現(xiàn)象，這就會增加空調系統(tǒng)的功耗。而我們設計的控制系統(tǒng)由于采用了總線控制技術，主控單元和變頻器之間可以實現(xiàn)雙向通訊，可以方便的傳輸任一頻率指令，使得無級調速成為可能，于是我們結合多年的變頻空調開發(fā)經驗，采用無級變頻技術控制壓縮機的頻率，實現(xiàn)了系統(tǒng)制冷量與系統(tǒng)熱負荷實時匹配的控制效果，避免了空調頻繁開停機和車內溫度波動大的問題，實現(xiàn)了空調系統(tǒng)的節(jié)能型，同時提高了空調系統(tǒng)的可靠性。

第二，采用了電子膨脹閥智能節(jié)流技術。膨脹閥在空調系統(tǒng)中是四大系統(tǒng)部件（壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置）之一，對空調系統(tǒng)的能效比影響非常大，目前電動大巴空調行業(yè)普遍采用熱力膨脹閥來實現(xiàn)冷媒節(jié)流，熱力膨脹閥不需要控制器控制，應用簡單，但是也有其固有的缺陷，在變頻空調系統(tǒng)中，熱力膨脹閥無法實現(xiàn)全頻段最優(yōu)節(jié)流效果，而只是在某一頻率段實現(xiàn)最佳節(jié)流效果，更無法實現(xiàn)制冷、制熱雙模式最優(yōu)節(jié)流。我們的電動大巴空調是一種變頻空調系統(tǒng)，而且是一種兼有制冷、制熱模式的熱泵型空調系統(tǒng)，所以在這種產品上要實現(xiàn)全頻段多模式最優(yōu)化節(jié)流控制，熱力膨脹閥顯然不能勝任。電子膨脹閥是通過控制器來調節(jié)其節(jié)流程度的，是一種智能的閉環(huán)節(jié)流裝置，原則上是可以實現(xiàn)全頻段最優(yōu)化節(jié)流效果控制的，也可以實現(xiàn)制冷、制熱雙模式節(jié)流的最優(yōu)化控制，保證空調系統(tǒng)在壓縮機大范圍頻率變化時，提供最優(yōu)的節(jié)流效果，始終使系統(tǒng)效率最高，從而實現(xiàn)空調系統(tǒng)的節(jié)能性控制。同時電子膨脹閥還可以通過調節(jié)系統(tǒng)節(jié)流程度避免壓縮機過熱、液擊等問題，提高空調系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。

第三，通過智能除霜技術確保除霜的可靠性和準確性，保證換熱器換熱效果。熱泵空調機組冬季采用熱泵制熱技術，冷凝器上會結霜，影響換熱效果，熱泵除霜就是通過四通閥換向把車內的熱量輸送到冷凝器上，把霜化掉，保證冷凝器的換熱效果。目前行業(yè)里的電動客車空調的熱泵空調機組，一般采用定時機械式除霜方式，控制簡單，但不能保證除霜的時間準確控制和除霜效果的精確控制，會有假除霜、除霜不干凈等問題出現(xiàn)，會影響壓縮機使用壽命和空調效果。我們開發(fā)的電動大巴空調控制系統(tǒng)結合熱泵空調行業(yè)多年的積累經驗和相關參數，可精確判斷冷凝器結霜厚度，根據需要進行除霜，避免頻繁除霜或不除霜，并可以判斷除霜程度及時退出除霜模式，這樣既能及時除霜確保冷凝器的換熱效果，也避免假除霜和多除霜浪費車內熱量，保證了系統(tǒng)的熱泵制熱效果，同時實現(xiàn)了節(jié)能。

第四，通過PTC輔熱分級控制及熱泵協(xié)同工作實現(xiàn)節(jié)能。目前其他廠家的電動客車空調的PTC制熱功能和熱泵制熱功能基本都是分開工作的，比如-3度以上用熱泵制熱，-3度一下用PTC制熱，而且PTC加熱是一檔控制，十幾千瓦的PTC加熱要么全開要么全關，這樣的控制模式非常費電。我們自主研發(fā)的控制系統(tǒng)實現(xiàn)了熱泵和PTC的協(xié)同工作，PTC分級控制。系統(tǒng)控制器通過溫度傳感器實時檢測熱泵的制熱效果，當熱泵制熱效果可以滿足空調的制熱需要時不需要開啟PTC加熱單元，隨著外界溫度的降低，當檢測到熱泵制熱效果無法空調的制熱需要時逐步開啟PTC加熱單元，直到PTC加熱單元全部開啟。當由于外界溫度過低而使得熱泵制熱能效比太低或者會影響空調系統(tǒng)可靠性時會停止熱泵制熱功能，而全部采用PTC制熱。由此可見，該控制策略最大限度的利用了熱泵制熱的高效性，盡量避免采用低效率的PTC制熱，從而最大程度的保證了制熱模式的節(jié)能性。

第五，設計有節(jié)能模式按鍵。泰科偉業(yè)自主設計的電動大巴空調控制系統(tǒng)中有一鍵節(jié)能功能，在空調控制面板有節(jié)能按鈕，當司機發(fā)現(xiàn)電池電量不充足或其他需要降低空調功耗的情況下，按下此按鈕，空調機組進入節(jié)電模式運行，減少空調耗電量，保證客車續(xù)航里程。

3、其他功能特點

第一、低溫制熱效果好。

該空調系統(tǒng)采用電子膨脹閥節(jié)流，通過排氣溫度和過熱度實時調節(jié)膨脹閥開度，實現(xiàn)了冷媒流量的智能化和精確化控制，避免了熱力膨脹閥節(jié)流系統(tǒng)的壓縮機液擊的危險，而且大大改善了空調系統(tǒng)的低溫制熱效果。低溫情況下壓縮機不易啟動也是低溫制熱的一個棘手問題，本控制系統(tǒng)設計有壓縮機低溫啟動裝置，可以保證壓縮機在低溫情況下的正常啟動。

第二、具有故障查詢和下載功能。

本電動汽車空調具有電腦通訊功能，空調智能控制器可以實時把空調系統(tǒng)的狀態(tài)和參數傳輸給電腦，電腦通過專用軟件可以直觀的檢測空調系統(tǒng)的各項數據，也可以通過專用便攜式通訊設備進行數據讀取和顯示，方便空調系統(tǒng)的調試和問題排查。

第三、具有遠程監(jiān)控物聯(lián)網功能

本控制系統(tǒng)采用了物聯(lián)網技術，控制器通過物聯(lián)網模塊把空調的狀態(tài)信息發(fā)送到網絡平臺上，我們可以通過網絡平臺實時查詢各個空調的位置信息和狀態(tài)信息，可以實現(xiàn)空調系統(tǒng)數據的遠程監(jiān)控和診斷功能，可以遠程掌握市場上運行空調的狀態(tài)信息，發(fā)現(xiàn)問題于萌芽狀態(tài)，及時維護，提高產品可靠性，降低市場抱怨。