Estudio de simulación del control predictivo basado en modelo del sistema de bomba de calor de CO₂ basado en ecuaciones de espacio de estado

Lei Qiang Lu Bingqing Zhang Chensi Chen Jiangping Shi Junye ,  

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摘要

El sistema de bomba de calor de CO₂ supra-crítico se considera una solución tecnológica con un amplio potencial de aplicación en la gestión térmica integrada de la cabina y la batería de vehículos eléctricos, debido a su alta eficiencia y amabilidad con el medio ambiente. Un método de control eficiente no solo puede influir significativamente en la autonomía de los vehículos eléctricos, sino también mejorar la comodidad de la cabina. Este artículo propone una solución de sistema de control basada en el control predictivo basado en modelo (MPC): utilizando ruido blanco como señal de excitación para el modelo de simulación unidimensional de la bomba de calor, se construyó eficazmente un modelo explícito del sistema de bomba de calor de CO₂ que satisface las necesidades del MPC, y se propuso un algoritmo de control predictivo dinámico corregido (DFC-MPC). Este método mejora significativamente el rendimiento del sistema: en comparación con el control PI tradicional, la sobreoscilación se redujo en un 76,8% y un 80,1% en los modos de refrigeración y calefacción, respectivamente, y el COP del sistema aumentó un 8,33% y un 1,07%. Además, este método reforzó la protección en tiempo real del compresor, proporcionando una referencia para la implementación futura del control inteligente en sistemas térmicos reales de vehículos.

关键词

control predictivo basado en modelo;vehículo eléctrico;sistema de bomba de calor CO2;simulación dinámica

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