Storage Evaporators - Innovative AC Concept for Micro Hybrid Vehicles

Manski, Ralf; Strauss, T.; Köhl, M.; Weinbrenner, Marcus; Heinle, Dieter

doi:10.4271/2006-01-0268

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“…In order to merge Equation (9) and Equation (10) into one set of differential equations, logic statement is incorporated into system dynamics as suggested in Equation (11). The two sets of equations are mathematically equivalent if a logic statement on PCM temperature is incorporated in depth dynamics and a logic statement on PCM depth is incorporated in temperature dynamics.…”

Section: > < >mentioning

confidence: 99%

“…In an innovative A/C loop, the conventional evaporator is replaced with a storage evaporator with PCM added [9]. Physically, PCM in the outer tube is assembled around an inner tube which the refrigerant flows through.…”

Section: Modeling A/c System With Storage Evaporatormentioning

confidence: 99%

“…Recently, storage evaporator [9] is introduced to improve A/C system performance, because it increases thermal inertia and expands energy storage capability when the PCM changes its status between liquid and solid.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Modeling air conditioning system with storage evaporator for vehicle energy management

Zhang

Canova

2015

Applied Thermal Engineering

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h i g h l i g h t sControl-oriented modeling of storage evaporator. Demonstrate the benefits through simulations in Matlab/Simulink. Benchmark solution of optimization problem using dynamic programming. Preliminary application of hybrid optimal control problem. a b s t r a c tAutomotive Air Conditioning (A/C) system significantly affects fuel consumption and emission. Thus, Phase Change Material (PCM) is exploited in an innovative storage evaporator to improve the A/C system performance. Due to hybrid features introduced by mode switching when PCM changes its status between liquid and solid, the task of control-oriented modeling is particularly challenging. Upon the energy-based model built, an optimal control problem of an advanced A/C system with a storage evaporator is formulated as to find an optimal clutch command sequence balancing fuel consumption, cabin comfort and drivability constraints. In the scope of vehicle energy management, Dynamic Programming (DP) algorithm usually serves as a tool of obtaining benchmark optimal solution, against which results from other optimal algorithms are compared. However, a direct application of DP algorithm to the optimal control problem faces unexpected difficulty, because the discretization of state space is not feasible for an irregular multi-dimensional subspace formed by the multi-mode model. Alternatively, hybrid optimal control theory is pursued and a preliminary study is conducted to illustrate its promising application.

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Section: Modeling A/c System With Storage Evaporatormentioning

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Modeling air conditioning system with storage evaporator for vehicle energy management

Zhang

Canova

2015

Applied Thermal Engineering

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“…Onde: Q air,max =Calor m air = vazão em massa do ar c= coeficiente de transmissão ∆t= diferença de temperatura O que equivale a dizer que uma demanda de energia acumulada de 60kJ, demoraria em torno de 5 minutos para ter o "PCM" congelado, o que é totalmente inviável para os ciclos urbanos [6].…”

Section: Figura 3: Alternativas Construtivas Para O Evaporador Com Acunclassified

“…Primeiramente, definiu-se um ciclo de rodagem (avaliação/uso) abrangendo porções metropolitanas significativas, de acordo com a figura 6. Outras considerações [6]: As medições sempre partiram de veículo já com a cabine refrigerada ("cool-down" já executado). O veículo está com a admissão de ar fresco fechada (está em 100% recírculo) e a temperatura externa está 15 Kelvin acima da temperatura do habitáculo, necessidade de retirar-se de 2,2 a 3,3 kW de calor do habitáculo, COP de 1,7 em marcha lenta, o que nos leva a uma demanda de 1,3 a 2 kW no compressor.…”

Section: Determinação Dos Requisitos E Avaliaçãounclassified

Unidade De Ar Condicionado Projetada Para Veículos Automotores Equipados Com Solução Start-Stop:manutenção Da Percepção De Conforto Do Usuário Aliado À Racionalização Do Consumo De Combustível

Baumgartner¹,

Miyauchi²,

Aguiar³

2014

Blucher Engineering Proceedings

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RESUMOCom o objetivo de reduzir o consumo de combustível e consequentemente os níveis de emissões de CO 2 , um número crescente de veículos passou a ser equipado com a função StartStop, que desliga o motor quando o veículo está parado (e entra em regime de marcha lenta). Em tais veículos, a manutenção do conforto no habitáculo fica comprometida uma vez que o compressor do sistema de ar condicionado desliga-se juntamente com o motor. Adicionalmente, a estratégia de controle usualmente aplicada nos sistemas Start-Stop prioriza o conforto do usuário, partindo o motor quando a temperatura do habitáculo se eleva, reduzindo assim o benefício para o consumo de combustível. Este artigo apresenta um sistema de ar condicionado que se utiliza de um evaporador com um acumulador integrado e preenchido por um material cujas características físicas permitem que este mude de fase quando a temperatura na região do evaporador começa a subir. Desta forma proporciona um prolongamento no tempo de fornecimento de ar frio para o habitáculo. Mantendo-se a sensação de conforto, a fase de motor desligado (função "Stop") pode ser prolongada e assim reduzir efetivamente do consumo de combustível. Resultados de testes serão apresentados de forma a ilustrar a manutenção do conforto no habitáculo. INTRODUÇÃOO consumo de combustível torna-se, a cada dia, um atributo mais relevante no quadro geral de desempenho de um veículo automotor. Regulamentações governamentais mais severas pressionam a redução do volume de emissões de CO 2 da mesma forma que a escalada dos preços dos combustíveis nos direciona a buscar alternativas tecnológicas que priorizem a utilização de combustíveis renováveis, mas possíveis de serem implantadas em larga escala, quer seja quanto à infraestrutura necessária e disponível, quer seja quanto ao montante de investimento demandado do consumidor final. Adicionalmente, demandas governamentais no sentido de mensurar o volume de emissões bem como estabelecer padrões de elegibilidade à redução da carga tributária (na forma dos programas de etiquetagem veicular e do Inovar Auto) renovam a necessidade pela busca de alternativas técnicas viáveis que proporcionem a manutenção da competitividade do portfólio ofertado pelas montadoras de veículos.

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Energy-Optimal Control of an Automotive Air Conditioning System for Ancillary Load Reduction

Zhang

Stockar

Canova

2016

Automotive Air Conditioning

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Storage Evaporators - Innovative AC Concept for Micro Hybrid Vehicles

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Modeling air conditioning system with storage evaporator for vehicle energy management

Modeling air conditioning system with storage evaporator for vehicle energy management

Unidade De Ar Condicionado Projetada Para Veículos Automotores Equipados Com Solução Start-Stop:manutenção Da Percepção De Conforto Do Usuário Aliado À Racionalização Do Consumo De Combustível

Energy-Optimal Control of an Automotive Air Conditioning System for Ancillary Load Reduction

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