Енергоефективне Керування Системою Обігріву, Вентиляції Та Кондиціонування Електромобіля – Оптимізація Продуктивності Та Зменшення Енергоспоживання

Abstract

Досліджено задачу підвищення енергоефективності системи обігріву, вентиляції та кондиціонування (ОВК) повітря для електромобіля. Через відсутність двигуна внутрішнього згоряння в електромобілях немає додаткового джерела тепла, тому системи ОВК споживають значну частку енергії від акумуляторів, що суттєво зменшує запас ходу. Метою є розробка енергоефективного алгоритму керування системою ОВК, який мінімізує енергоспоживання під час забезпечення належного рівня комфорту для пасажирів. Для вирішення цієї задачі була розроблена комплексна математична модель системи ОВК, що містить модель середовища, модель системи вентиляції, випаровувача, нагрівача та рециркуляції повітря. У межах дослідження було виконано моделювання температурних, вологісних параметрів і концентрації CO2 у салоні електромобіля. Комп’ютерне моделювання, проведене в середовищі Matlab/Simulink, дало змогу детально проаналізувати динамічні та статичні характеристики запропонованої системи. Порівняння з базовою системою, що використовувала лише зовнішнє повітря для контролю мікроклімату, проводилося за постійних умов: відносна вологість зовнішнього повітря –100%, концентрація CO2 – 400 ppm, температура всередині салону – 22 °C, виділення вологи та CO2 пасажирами –100 г/год та 20 г/год відповідно. Моделювання показало, що запропонована система керування забезпечує значне зниження енергоспоживання, порівняно з базовою системою, –на 10–40% залежно від зовнішніх температур. За температури навколишнього середовища – 25 °C було досягнуто зниження енергоспоживання на 46,2%, а за 25 °C –на 12,1%. Покращення енергоефективності досягається завдяки оптимізації рециркуляції повітря, керуванню продуктивністю вентиляції, випаровувача та нагрівача. Запропонована система підтримує комфортні умови для пасажирів, запобігаючи конденсації вологи на склі та стабілізуючи рівень CO2 у салоні. Отже, вона сприяє не лише підвищенню комфорту, а й зниженню витрат енергії. Отримані результати підтверджують можливість суттєвого зниження енергоспоживання без шкоди для комфортних умов. Подальші дослідження можуть бути спрямовані на вдосконалення інтелектуальних алгоритмів управління та впровадження методів прогнозування для подальшого зменшення витрат енергії системи ОВК в умовах експлуатації електромобіля в різних кліматичних умовах.