經典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網絡整理，如有侵權，請聯系刪除，謝謝！過程裝備時間與創新大賽：夏日車輛室內智能溫降器作品分組____________作品編號____________大學生過程裝備實踐與創新大賽研究報告課題名稱夏日車輛室內智能溫降器年1月8號生過程裝備實踐與創新大賽：夏日車輛室內智能溫降器一、設計（論文）選題目的、意義及國內外研究現狀1、選題目的及意義隨著科技的迅速發展人們對車內駕駛的舒適度要求也越來越高，作為舒適度的重要指標車內的溫度取決于車外的溫度、空氣的流量以及太陽的輻射大小，一般來說當車外溫度高于25,車輛停泊于烈日下暴曬，封閉的車內空間溫度會快速升高，導致車內溫度過高，致使車主進入車后車內強烈的不適感和,高溫易導致車內有害氣體增加,危害乘車人員身體健康,這嚴重影響到了車主再次駕車的舒適度，甚至因高溫對乘車人員的健康造成傷害。很多司機習慣隨手將氣體打火機放在中控臺的置物架上，這是非常危險的，因為它在暴曬中可能發生爆炸。此外，摩絲、發膠、碳酸汽水等可能發生高溫爆炸的物品盡量不要放在車里，老花鏡、放大鏡等能聚焦光線的物品也要清理出車廂。照相機、攝像機、備用電池等電子產品，經長時間暴曬后容易損壞。.對于一些粗心的車主，因離開時忘記將孩子帶走，將孩子鎖在車內而引發悲劇。2015年6月，湖南一名4歲男童被鎖車內身亡，發現時車窗上滿是手印2015年7月，山東一名3歲小女孩被遺忘在車內10個小時，不幸身亡，尸體脫水像蒸熟了一樣。類似的事情很多，高溫是引發悲劇的一個重要原因.車輛的降溫系統直接影響到車主的駕車體驗。為了給車主及其家人一個安全舒適的駕車環境，給出夏日車輛室內智能溫降器這一構想。此系統由蓄能系統，溫度傳感系統，控制系統，執行系統四個系統組成。其中控制系統主要以單片機為主控核心。其工作模式分為人控模式和自動工作模式，車主根據自己的需要選擇模式，在電子鑰匙上設置指定溫度，工作多長時間，并按下執行按鈕，控制系統收到遠程信號后，啟動車載制冷系統，使溫度降至指定溫度。其整個系統電能都由蓄能系統提供。當車主啟動車輛，車載制冷系統的電能則切回原供能系統提供。由此為車主及其家人提供安全舒適的駕駛環境，提高駕車舒適度的體驗。2、國內外研究現狀1）國外車輛智能降溫系統研究現狀目前國外對車輛智能降溫系統的研究還是處初期階段，多是對車內的內流場的研究。車室內流場與溫度場的重要性引起世界各大汽車公司的廣泛關注。通用、福特、日產及克萊斯勒公司等積極開展這一領域的研究國外一些學者對送回風口的位置送風方式考慮人體散熱太陽輻射等因素進行了分析做了大量的研究工作。YujiIshiharaJunichiroHaraFluen軟件在不考慮太陽輻射的情況下對車內氣流分布進行了數值分析，并以1/4車模型進行實驗，兩者符合較好，分析得出腳部送風口對車內氣流分布有很大影響。AkihiroFujita等在車內無人，考慮太陽輻射、空氣泄露的情況下，用CFD軟件對車內流場進行數值模擬并與實驗值進行比較(實驗過程也考慮太陽輻射)，以人的熱感覺為標準，發現計算值和實驗值的差值在人體感覺溫度范圍內說，明提出的模型1生過程裝備實踐與創新大賽：夏日車輛室內智能溫降器是合理的。Chang采用CFD技術對大型空調車內的送風位置進行了討論。Currle利用CFD、STAR-CD軟件對轎車空氣流場、溫度場進行了計算,乘員的熱物理模型考慮了自然對流、熱傳導及熱輻射,對車內具有不同幾何形狀的乘員的熱舒適性進行了評價。Delft大學的VanderKooi利用Phoenics軟件計算了車內流場,對送風口位置進行了計算,,找出了最佳的舒適度及送風方案。其次就是在對冷凝器和蒸發器換熱性能方面的優化以及壓縮機效率和制冷劑方面的研究。JoseM.Corberan等對使用R134a的板翅片管冷凝器和蒸發器的壓損、傳熱系數進行了計算和實驗,對一些文獻中給出的用R134a的板翅片管蒸發器和冷凝器傳熱系數以及由于摩擦造成的壓損進行了模擬,指出由VDIAtlas提出的計算蒸發器和冷凝器的JoseM等也對使用R134a的板翅片管蒸發器的壓損進行了模擬和實驗。GursaranD.Mathur對車用平流式冷凝器性能進行計算,與實驗值吻合較好。PhilipPrice等指出Necam蒸發器用于液化石油氣汽車內是可行的。LeeKyuHyun等研究了用R134a制冷劑的U型,采用了穩態有限差分模型,計算值和實驗值能較好吻合。ManelQuera等對管肋式和板肋式蒸發器的性能參數進行了計算,并與實驗值進行比較。CristianCuevasa等對高級轎車內的擺盤式()壓縮機進行了模擬和實驗。指出壓縮機的效率主要取決于壓縮機的轉速和壓縮比。在壓縮比相同,轉速為1000r/min時,等熵效率和容積系數分別為0165和018;而轉速為4000r/min時,則分別降為014和0135。這主要是由于壓力損失引起的,因此選擇合適的潤滑油及其質量流量是必需的。在制冷劑方面,M.Fatouh等指出丙烷不能作為R134a的替代劑,但按一定比例混合的丙烷和丁烷的混合物可作為R134a的替代物。KhalidA.Joudi[17]等對R212R2134a、R2290、R2600a和R290/R600a的混合物進行了性能分析,指出R290/R600a混合物(62/38)是R12的最好替代物。D.B.Jabaraj[18]等指出R407c可以作為R22的替代劑,但是R407c不能與礦物油互溶,因此提出用HFC407C/HC290/HC600a的混合物來代替R22,通過對其性能參數的測定,得出該混合物可作為R22的替代物。2011-05-04株式會社豐田自動織機森英文;井口雅夫;榎島史修;川口真廣提出一種具有朗肯循環系統和用于空氣調節的制冷循環系統的車輛,,朗肯,空氣調節冷凝器形成制冷循環系統的一部分。朗肯冷凝器和空氣調節冷凝器在車輛中2生過程裝備實踐與創新大賽：夏日車輛室內智能溫降器布置成當從車輛前方觀察時一個位于另一個上方。2）國內研究現狀目前國內對車輛智能降溫系統這方面研究則呈現多方向發展姿態，但也停留在初步階段。2013-04-24武漢理工大學錢做勤、姚志、周游等人提出太陽能汽車空調系統，這一系統是一種能夠降低油耗而不損失汽車動力性能的汽車空調系統。其由太陽能發電系統和半導體空調系統兩大組分組成。太陽能電池組獲得能量經由太陽能控制器分配到半導體空調系統和太陽能蓄電池,在滿足太陽能空調系統的正常工作情況下,富余,調節車內溫度,節約能源的基礎上獲取舒適的乘車環境。2015-05-06昆達電腦科技(昆山)有限公司許世法提供一種汽車降溫裝置,通過液體升華吸收車內熱量以達到降溫目的,噴霧裝置設于該汽車內部,當將其內部的液體噴出時,,其感應汽車內部的溫度,若溫度大于預定溫度時,溫度感應模塊輸出第一信號,若溫度小于或等于預定溫度時,,若溫度大于預定溫度時,第一信號輸入處理模塊,處理模塊輸出第一控制信號,第一控制信號輸入噴霧裝置,噴霧裝置被開啟,若溫度小于或等于預定溫度時,第二信號輸入處理模塊,處理模塊輸出第二控制信號,第二控制信號輸入噴霧裝置,噴霧裝置關閉。2016,車輛停泊于烈日下暴曬,導致車內溫度過高濕度,致使車主進入車后車內強烈的不適感和,高溫易導致車內有害氣體增加,危害乘車人員身體健康,給出了基于51單片機的泊車后車內智能降溫加濕系統2016-05-25張源提出一種全自動太陽能汽車降溫系統。全自動太陽能汽車降溫系統包括柔性太陽能板、蓄電池、中央控制板,汽車的全景天窗下方的蓋板上安裝有柔性太陽能板,柔性太陽能板與蓄電池連接,給蓄電池供電,柔性太陽能板下方設有中央控制板,中央控制板與汽車的行車電腦連接,中央控制板控制汽車的行車電腦工作。當車內溫度達到設定值時,中央控制板控制汽車的行車電腦工作,將天窗打開一定的角度,將車內的熱空氣散出去,由于熱空氣比較輕,大部分從天窗散出,中央控制板控制汽車的行車電腦打開空調排氣扇,先排氣,等很熱的空氣排完后,再打開空調,將車內溫度降下來,當達到設定溫度時,空調關閉,節約燃油及時間。2017-05-31寧波江北臻和設計發展有限公司嚴小燕公開了一種汽車空氣自動降溫凈化裝置,該裝置安裝于汽車車廂上,包括太陽能板,進氣部,出氣部以及控制部,控制部設置有甲底座和乙底座,甲底座設置有導桿,導桿連接有甲導線,乙底座連接有乙導線,進氣部內設置有過濾部和進氣風機,進氣部下方設置有甲儲能部,甲儲能部設置有甲蓄電池,出氣部內設置有出氣風機和薄擋板,薄擋板和出氣風機之間設置有具有斜面的擋塊,擋塊上設置有磁鐵吸附著薄擋板,出氣部下方設置有乙儲能部,乙儲能部設,本發明結構簡單成本低,能夠自動3生過程裝備實踐與創新大賽：夏日車輛室內智能溫降器的開啟降溫功能,保證汽車內部的溫度處于適宜的范圍之內。2017-09-01深圳市格爾通信技術有限公司余思源提出一種汽車降溫裝置。,其特征在于,其包括可裝入汽車天窗處的殼體,在所述殼體的朝向汽車天窗的頂部設有太陽能發電板,在所述殼體內設有制冷裝置和充放電控制裝置,所述充放電控制裝置分別與所述太陽能發電板及制冷裝置電連接,所述制冷裝置通過所述太陽能發電板供電而進行制冷工作,,利用太陽能發電進行工作,從而使得其可不依賴于汽車電源,而可在汽車停駛過程中依靠太陽能進行制冷,在車內溫度過高時自動進行工作降溫,從而可避免汽車停駛時車內溫度過高的問題。二、主要研究內容通過文獻調研了解車輛制冷系統的工作原理，控制原理，電力供給等方面知識，明確車輛智能溫降器的構成板塊，初步建立其工作原理圖。（1）國內外文獻調研；（2）車輛制冷系統的工作原理；（3）蓄電系統的構建以及保護；（4）傳感系統的搭建；（5）以單片機為主控核心的控制系統的構建和工作；（6）車輛室內溫降器如何正確工作；（7）分析與討論可行性；三、擬采用的研究思路（方法、技術路線、可行性分析論證等）1、方法充分調研國內外車輛智能溫降系統的相關資料，了解車載空調的工作原理，傳感系統和控制系統的搭建，分析國內外技術方法。了解現有的技術原理，并分析技術特點。為夏日車輛室內溫降器找到構建思路。2、車輛制冷系統原理4生過程裝備實踐與創新大賽：夏日車輛室內智能溫降器圖11-冷凝器2-干燥瓶3-壓力開關4-鼓風機2-5-蒸發器6-膨脹閥7-壓縮機汽車空調制冷系統主要是由壓縮機、膨脹閥、冷凝器、蒸發器和鼓風機等組成，其間各個部件之間采用高壓橡膠管和鋼管連接成一個密閉的系統，在制冷系統工作時，制冷劑會以不同的狀態在這個空間里循環流動，而這樣的循環又分為了四個過程：1、壓縮過程：壓縮機吸入蒸發器出口處的低溫低壓的制冷劑氣體，把它壓縮成高溫高壓的氣體排出壓縮機。2制冷劑氣體冷凝成液體，并排出大量的熱量。3、節流過程：溫度和壓力較高的制冷劑液體通過膨脹裝置后體積變大，壓力和溫度急劇下降，以霧狀（細小液滴）排出膨脹裝置。4、吸熱過程：霧狀制冷劑液體進入蒸發器，因此時制冷劑沸點遠低于蒸發器內溫度，故制冷劑液體蒸發成氣體。在蒸發過程中大量吸收周圍的熱量，而后低溫低壓的制冷劑蒸氣又進入壓縮機。上述過程周而復始的進行，達到降低蒸發器周圍空氣溫度的目的。其中壓縮機作為汽車空調制冷系統的核心部件，具有兩個重要功能:一是使系統內產生低壓，二是把氣態制冷劑從低壓壓縮至高壓，并使其溫度提高。壓縮機是制冷系統中低壓和高壓、低溫和高溫的轉換裝置，其正常工作時實現熱交換的必要條件。目前汽車空調系統分類獨立式空調和非獨立式空調，其中非獨立式空調是絕大部分轎車、面包車、小巴都使用的。常用壓縮機類型有旋轉斜盤式壓縮機、旋葉式壓縮機兩種，其結構特點是結構緊湊、性能可靠、工作平穩、振動噪聲小。由主發動機帶動壓縮機運轉，并由電磁離合器進行控制。接通電源時，離合器斷開，壓縮機停機，從而10%-15%的動力，直接影響汽車的加速性能和爬坡能力。同時其制冷量受汽車行駛速度影響，如果5生過程裝備實踐與創新大賽：夏日車輛室內智能溫降器汽車停止運行，其空調系統也停止運行。在原有的空調系統上做進一步改進，增加一個交流電動機，當車輛處于停泊狀態時，蓄電系統放電通過逆變器使交流電動機運轉帶動制冷系統的壓縮機工作，以達到制冷目的。3、蓄電系統的構建與保護1）車載蓄電池的工作原理汽車是一個“雙電源”的復合電路。當發動機未啟動的時候，全車用電由蓄電池提供。當發動機啟動后，全車用電由蓄電池與發電機共同提供（當發動機轉速低于發電機需要的轉速時，蓄電池提供電能）發動機轉速高于發電機需要的轉速的時候，發電機給蓄電池充電，蓄電池儲存能量。當蓄電池電壓升高至13.8-14.2V（蓄電池的充電終止電壓）時，發電機調節器切斷（或降低）勵磁，使全車電壓穩定在這個電壓有用電設備（起動機除外）供電，同時向蓄電池充電。整體交流發電機的工作原理：N極和S極。當轉子旋轉時，磁通交替地在定子繞組中變化，根據電磁感應原理可知，定子的三相繞組中便產生交變的感應電動勢。這就是交流發電機的發電原理。n(rpm)旋轉，三相定子繞阻便感應交流電勢。定子繞阻若接入用電負載，電機就有交流電能輸出，經過發電機內部的整流橋將交流電轉換成直流電從輸出端子輸出。交流發電機分為定子繞組和轉子繞組兩部分，三相定子繞組按照彼此相差120度電角度分布在殼體上，轉子繞組由兩塊極爪組成。當轉子繞組接通直流電時即被勵磁，兩塊極爪形成極和SS轉子繞組就會切割磁力線，在定子繞組中產生互差120度電度角的正弦電動勢，即三相交流電，再經由二極管組成的整流元件變為直流電輸出。當開關閉合后，首先由蓄電池提供電流。電路為：蓄電池正極→充電指示燈→調節器觸點→勵磁繞阻→搭鐵→蓄電池負極。此時，充電指示燈由于有電流通過，所以燈會亮。但發動機起動后，隨著發電機轉速提高，發電機的端電壓也不斷升高。當發電機的輸出電壓與蓄電池電壓相等時，發電機“B”端和“”端的電位相等，此時，充電指示燈由于兩端電位差為零而熄滅。指示發電機已經正常工作，勵磁電流由發電機自己供給。發電機中三相繞阻所產生的三相交流電動勢經二極管整流后，輸出直流電，向負載供電，并向蓄電池充電。2）蓄電池構建為了滿足夏日車輛室內智能溫降器的正常工作，以及不影響車輛自身設備的正常工作時所需要的電力和車輛的正常點火，對蓄電池進行改進，采用混合式充電，并進6生過程裝備實踐與創新大賽：夏日車輛室內智能溫降器行擴容。所謂的混合式充電，就是在保留原有的充電方式情況下，與太陽能充電相結合，在車輛的天窗或后備箱蓋安裝太陽能電池板，車輛的外觀美化交于后期的工作完成。不管是車輛是否運動都可以通過太陽能對蓄電池進行蓄電。3）蓄電保護當蓄電池處于充滿狀態，且車輛處于停泊狀態，在人控模式下智能溫降器未接到指令。此時太陽能所蓄的電量儲存到備用蓄電池中。當備用蓄電池也處于充滿狀態，感應傳感器發出信號，控制中心處理信號，發出執行信號，新增電動機正常工作帶動設人控電量線是為了在人控模式下電量飽和時觸發降溫系統工作使電量過度降低，影響車主啟動該系統）后，溫降系統處于休眠狀態。當蓄電池電量降至警戒值（只能滿足車輛點火所需的電量值）時，感應傳感器發出信號，控制中心處理信號，切斷智能顯示和設定車內溫度，蓄電池電量）使智能溫降器按其需要啟動。當車輛處于行駛狀感應傳感器感應蓄電池是否處于飽和狀態，若是，發出信號，控制中心處理信號，切斷太陽能蓄電線路。4、溫度傳感系統搭建1）測量溫度傳感器的選擇常用的溫度計有雙金屬溫度計、玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、電阻溫度計、熱敏電阻其中熱電偶、熱敏電阻、鉑電阻()和溫度都是測試中最常用的溫度傳感器。和溫差電偶等。數字溫度傳感器：就是能把溫度物理量通過溫度敏感元件和相應電路轉換成方便plc、智能儀表等數據采集設備直接讀取得數字量的傳感器。例如：DS18B20溫度傳感器：技術性能描述：①、獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現微處理器與DS18B20的雙向通訊。②、測溫范圍－55℃～+125℃，固有測溫誤差（注意，不是分辨率，這里之前是錯誤的）1℃。③、支持多點組網功能，多個DS18B20可以并聯在唯一的三線上，最多只能并聯8個，實現多點測溫，如果數量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸的不穩定。④、工作電源:3.0~5.5V/DC（可以數據線寄生電源）⑤、在使用中不需要任何外圍元件⑥、測量結果以9~12位數字量方式串行傳送⑦、不銹鋼保護管直徑Φ6⑧、適用于DN15~25,DN40~DN250各種介質工業管道和狹小空間設備測溫7生過程裝備實踐與創新大賽：夏日車輛室內智能溫降器⑨、標準安裝螺紋“M10X1,M12X1.5,G1/2”任選⑩、PVC電纜直接出線或德式球型接線盒出線,便于與其它電器設備連接。2）放大電路大的選擇方案將溫度傳感器將溫度信號轉化成微弱的電信號可以用放大器將其放大進行反饋例如：運算放大器四運放差分電路進行放大：與單電源應用場合的標準運算放大器相比，它們有一些顯著優點。該四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的電源下，靜態電流為MC1741的靜態電流的五分之一。共模輸入范圍包括負電源，因而消除了在許多應用場合中采用外部偏置15個引出腳，其中“-V-”為輸出端。兩個信號輸入端中，Vi-(-)為反相輸入端，表示運放輸出端的信號與該輸入端的位相反;Vi+()為同相輸入端，表示運放輸出端的信號與該輸入端的相位相同。系列由四個獨立的，高增益，內部頻率補償運算放大器，其中專為從單電源供電的電壓范圍經營。從分裂電源的操作也有可能和低電源電流消耗是獨立的電源電壓的幅度。應用領域包括傳感器放大器，直流增益模塊和所有傳統的運算放大器現在可以更系列，這是用來在數字系統中，輕松地將提供所需的接口電路，而無需額外的電源標準的5V電源電壓。工作溫度范圍:0°Cto+70°C。3）濾波電路的設計與方案為了去掉50赫茲信號和其他噪音的干擾進行濾波電路的設計例如：AD713構成狀態變量濾波器進行濾波4）A/D模數轉化的方案指一個將模擬信號轉變為數字信號的電子元件。通常的模數轉換器是將一個輸入電壓信號轉換為一個輸出的數字信號。由于數字信號本身不具有實際意義，僅僅表示一個相對大小。故任何一個模數轉換器都需要一個參考模擬量作為轉換的標準，比較常見的參考標準為最大的可轉換信號大小。而輸出的數字量則表示輸入信號相對于參考信號的大小。5）顯示模塊的選擇方案例如：LED數碼顯像管led數碼管（LEDSegment）由多個發光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。led數碼管常用段數一般為7段有的另加一個小數點，還有一種是類似于3位“+1”型。位數有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等....，led數碼管根據的接法8生過程裝備實踐與創新大賽：夏日車輛室內智能溫降器不同分為共陰和共陽兩類，了解的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。圖2是共陰和共陽極數碼管的內部電路，它們的發光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍，黃等幾種。led數碼管廣泛用于儀表，時鐘，車站，家電等場合。選用時要注意產品尺寸顏色，功耗，亮度，波長等。下面將介紹常用LED數碼管內部引腳圖片。圖2-led數碼管6)信號傳遞模塊實現電子鑰匙屏顯示無線電發射器的組成及作用無線電發射器包括:頻率發生器，用于生成第一頻率的信號:數字分頻器電路,用于將所述第一頻率分頻來以生成第二頻率的信號;功率放大器，用于放大所述第二頻率的信號，以產生期望功率的輸出信號；控制電路，其適于基于所述期望功率調整所述數字分頻器電路的噪聲性能。一種發射器包括發射器電路，用于生成第一頻率的信號，且具有數字分頻器電路，用于將所述第一頻率分頻以生成第二頻率的信號。根據發射器輸出功率來調整所述數字分頻器的噪聲性能。具體而言，當功率放大器的增益較高時，所述數字分頻器以比較好的噪聲性能來操作，而低輸出功率時以較差噪聲性能工作。這可以確保滿足規定的噪聲要求，同時不會過度增加設備的功耗或尺寸。7)溫度上限警報模塊光信號可以選用體積小亮度高的led發光二極管來實現.聲信號可以使用蜂鳴器。同時通過手機軟件接收信號反饋用手機鈴聲或振動的方式提醒車主。5、控制系統的構建和運作1）以單片機為主控核心單片機（Microcontrollers）是一種集成電路芯片，是采用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O/A/D轉換器等電路）集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統。本控制系統采用宏晶STC12C5A60S2STC12C5A60S2單片機在眾多的51系列單片機中，具有以下優點:9生過程裝備實踐與創新大賽：夏日車輛室內智能溫降器(1)和8051;(2)內部就自帶高達60KFLASHＲOM;(3)具有;(4)支持串口程序燒寫，對開發設備的要求很低，開發時間也大大縮短;(5)寫入單片機內的程序還可以進行加密;(6)同時P1口具有AD功能，可直接對外部電壓信號進行采集，簡化電路設計，可節約開發成本。2）蓄電池電壓檢測電路STC12C5A60S2內部8路10位高速A/D轉換器，便于系統進行電壓檢測。本系統采用分壓法將蓄電池12V電壓降至可檢測電壓范圍(0－5V)并對其進行檢測，防止蓄電池電壓過低。3）溫度檢測電路（1)溫度采用DS18B20進行溫度數據的采集。(2)DS18B20是一種常見的數字溫度傳感芯片，采用單線接口方式，具有體積小，溫度采集范圍廣，檢測速度快，分2個DS18B201個口對應一直DS18B20P2.0P24口。4）顯示電路采用LCD1602對系統