Das überkritische CO₂-Wärmepumpensystem wird aufgrund seiner hohen Effizienz und Umweltfreundlichkeit als eine zukunftsträchtige Technologie im Bereich der integrierten thermischen Verwaltung von Elektrofahrzeug-Innenraum und Antriebsbatterie angesehen. Effiziente Steuerungsmethoden können nicht nur die Reichweite von Elektrofahrzeugen erheblich beeinflussen, sondern auch den Komfort der Fahrgastzelle verbessern. In diesem Artikel wird eine Steuerungslösung auf der Basis der modellprädiktiven Regelung (MPC) vorgeschlagen: Unter Verwendung von weißem Rauschen als Anregungssignal für das eindimensionale Simulationsmodell der Wärmepumpe wurde ein explizites Modell des CO₂-Wärmepumpensystems effizient erstellt, das die Anforderungen des MPC erfüllt. Anschließend wurde ein dynamisch korrigierter MPC-Algorithmus (DFC-MPC) vorgeschlagen. Diese Methode verbessert die Systemleistung erheblich: Im Vergleich zur herkömmlichen PI-Regelung wurde die Überschwingweite im Kühl- und Heizmodus um 76,8 % bzw. 80,1 % reduziert, und der System-COP wurde um 8,33 % bzw. 1,07 % erhöht. Darüber hinaus verbessert diese Methode den Echtzeitschutz des Kompressors und bietet eine Referenz für die spätere Umsetzung intelligenter Steuerungen in realen Fahrzeugsystemen.

modellprädiktive Regelung;Elektrofahrzeug;CO₂-Wärmepumpensystem;dynamische Simulation