车内环境控制系统综合试验系统   定制

项目概况及总体要求

1. 项目概况

针对车内环境控制系统的测试及试验，需要搭建车内环境控制系统测试实验室，并形成流程化的试验模式，对样机、产品进行验证、测试、试验等必要的研发流程，辅助企业在研发方面的性能验证与优化、问题发现与改进及新技术的探索，并确保产品的质量控制与出厂检测。同时也可成为与相关研究机构合作的载体，推动前沿技术在企业落地。

技术规格及要求

1. 总体功能、性能指标

*功能：用于车内环境控制系统的部件出厂试验，能模拟各种气候条件（高温、低温、高湿、缺氧等），以测试环境控制系统在不同环境下的表现。同时配备高精度传感器和数据采集设备，用于实时监测温度、湿度、空气质量、氧浓度等参数。

组成：车内环境控制系统主要由空调组件（风冷）、制氧组件、三防组件、电控组件、框架组件及安装附件等组成。采用一体化、集成化设计，以舱室通风空气循环为基础，各功能模块之间利用风道等接口进行连接集成，通过系统集成、优化，实现舱室通风、增压、滤毒、温湿度调节、制氧等功能。

*测量范围及参数要求

较大制冷量：20 kW ；

风量范围：0～4000 m³/h ；

机外静压：-50～1000 Pa；

较大电加热量：20 kW（PTC加热）；

被测机较大尺寸：2500*1000*1000 mm³；

被测机较大输入功率：36 kW；

被测机较大重量：400 kg。

硬件需求

车内环境控制系统综合试验系统包括两个试验舱、电源系统、安全防护系统与其他测试测量装置等。

试验舱一具体需求

房体

提供密闭且稳定的测试环境，隔离外界干扰，确保试验室内温度、湿度、压力等参数的精准控制。一侧作为内部侧模拟环境控制系统工作时的车辆内部环境，以支持各功能与技术指标的测试；另一侧作为外部侧模拟环境的气候条件（如高温、低温、高湿、低湿等），以验证环境控制系统在复杂环境下的能力。

(1) *室内外两侧的尺寸均应不小于5000 mm × 4000 mm × 3500 mm（长×宽×高）；

(2) 室内侧立面（不含室内侧与室外侧中间隔墙）及顶面库体应采用不低于100 mm厚双面彩钢板聚氨酯发泡保温板或保温性能更优的材料（设计方案或设计图应能够证明其性能），并在内外壁面覆盖厚度不低于0.6 mm的彩钢板；

(3) 室外侧立面（含室内侧与室外侧中间隔墙）及顶面库体应采用不低于150 mm厚双面彩钢板聚氨酯发泡保温板或保温性能更优的材料（设计方案或设计图应能够证明其性能），并在内外壁面覆盖厚度不低于0.6 mm的彩钢板；

(4) 室内外两侧地板均应采用不低于100 mm厚双面彩钢板聚氨酯发泡保温板或保温性能更优的材料（设计方案或设计图应能够证明其性能），并在外壁面覆盖厚度不低于0.6 mm的彩钢板，内侧采用不低于3 mm厚的304 #不锈钢板与库体一体成形并满焊，满焊保证连接处无明显焊点，表面光滑无凹凸不平的现象，且地板内置细木工板加强承重性能；

(5) 室内外两侧靠近空气取样装置的库板上均应留有尺寸不小于400 mm × 400 mm的中空观察窗，室外侧的观察窗应配备电加热防露；

(6) 室内外两侧均采用双开门，开门大小不小于1500 mm × 2200 mm（宽×高）；

(7) 中间隔墙应设置有一扇单开门，开门大小不小于800 mm × 2000 mm（宽×高）

(8) 中间隔墙应留有尺寸不小于400 mm × 400 mm的中空观察窗，室外侧的观察窗应配备电加热防露；

(9) 中间隔墙下部开设不少于两个直径不小于100 mm的内外机配管孔，并配有可灵活、有效封堵管孔的盖子；

(10) 中间隔墙中部开设不少于两个直径不小于150 mm的风道孔，两侧均应设置便于连接风道管的接头，并配有可灵活、有效封堵管孔的盖子；

(11) 房体所用材料应满足GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》的要求，阻燃能力应不低于B1级（设计方案或设计图应能够证明其性能）；

(12) 房体库板底部应设有槽钢等型材焊接成的支撑架，型材高度为60 mm，上表面平整，支撑架有良好的防腐蚀措施；

(13) 房体内部应设置有足够的照明设施，室外侧照明设施应含有具备低温防雾能力的灯具；

(14) 室内外两侧均应设置有电源箱与用于连接热电偶的端子盒，配有三相插座不少于两个、单相插座不少于两个，端子盒预留通道20路。

空气处理设备

提供动态调节试验室内室内侧与室外侧空气状态，模拟不同环境与气候条件，为测试提供稳定的温度、湿度环境。

(1) 空气处理设备应至少包括空气处理机（室内外两侧各一套）、制冷机组（室内外两侧各一套）与加湿装置；

(15) 空气处理机应包括框架与面板结构、风机、加热器与风道；

(16) 空气处理机框架与面板应采用不锈钢制作，底部应配置不锈钢接水盘及排水接口，方便排出冷凝水；

(17) 风机应采用离心式低噪音风机，风量可调并能够承受3.3.3中提到的温度、湿度工况；

(18) 加热器应采用不锈钢材质的电加热管，可通过调功器调节，便于拆装维护；

(19) 风道设计应能够满足3.3.3中提到的温度、湿度工况，风道内的器件应使用不锈钢材料；

(20) *制冷机组应采用水冷压缩冷凝机组，配有水冷冷凝器与冷却塔、铝翅片蒸发器（带亲水膜）与其他配件（干燥过滤器、视液镜、热力膨胀阀、电磁阀、喷液阀、高低压压力表及高低压压力保护器等）；

(21) 制冷机组压缩机应参考或相当于丹佛斯（比泽尔、谷轮）；

(22) 制冷机组配件应参考或相当于丹佛斯（艾默生）；

(23) 制冷机组应具备一定的节能设计（设计方案或设计图应能够证明其性能）；

(24) 加湿装置应采用双层不锈钢中置岩棉保温蒸汽箱与耐高温PE保温管道或保温性能更高的材料，应保证装置方便定期清洁，加热组件易于更换；

(25) 空气处理设备应具有完备的安全保护装置。

风量测量装置

用于精准测量环境控制系统的各项风量、风压、压差指标。

(1) 风量测量装置应包括受风室、喷嘴箱与引风机；

(26) *受风室应采用双面不锈钢板聚氨酯发泡保温板拼装，设置有静压测量孔、供人员进入的操作小门（侧边尾部各一个）、供人员进行观察的中空隔热窗口，内装照明并在尾部内置一套温湿度取样装置（温湿度取样装置要求见1.1.4中(2)，其中补水罐应设置在受风室箱体外）；

(27) *受风室应配备独立的电动升降台车便于灵活移动和升降；

(28) 喷嘴箱应采用不锈钢壳体，设置有维修小门，喷嘴喉部流速范围不小于15 m/s～35 m/s，并配有可根据风量选用的喷嘴组合；

(29) 引风机应选用采用变频马达的高压头离心风机并配有变频器，较大风量不小于4000 m³/h，全压不小于1000 Pa；

(2) 风量测量装置应具有风量测量、静压控制及测量和气压与差压测量等功能；

(30) 风量测量装置风量测量范围应不小于0 ~ 4000 m³/h，测量精度应不低于±1 %；

(31) 风量测量装置静压控制及测量范围应不小于 -50 ~ +1000 Pa，测量精度应不低于0.25级，调节误差应不大于±0.1 %；

(32) 风量测量装置气压测量范围应不小于80 ~ 120 kPa，误差应不大于±1kPa；

(33) 风量测量装置差压测量范围应不小于0 ~ 1000 Pa，误差应不大于±30 Pa；

空气参数测量装置

用于精准测量环境控制系统的各项空气参数（如温度、湿度、含氧量、除尘率等）。

(1) 空气参数测量装置应包含不少于三套温湿度取样装置（含受风室内置一套）及其附件、满足各项测试要求数量的温度、湿度、含氧量等传感器和用于除尘率测量的全套装置（出具详细带图方案说明）；

(34) 温湿度取样装置应具有水位恒定与自动补水功能，配有A级PT100铂电阻温度传感器，离心式取样风机、不锈钢笛管取样器及支架与补水罐和储水缸，补水罐和储水缸应易于排放和清理污水，采用不锈钢水阀门，储水缸能保持恒水位，水路应采用塑料软管，在-30度下不会冻裂；

(35) 空气参数测量装置所包含的各传感器均应具有数据通讯功能；

(36) 温度传感器应采用四线制A级PT100铂电阻温度传感器不少于15支，测量范围应不小于-30~80℃，测量误差应不大于±0.1℃，单支长度应不小于120 mm；

(37) 相对湿度传感器应不少于1套，测量范围应不小于0~100%，测量误差应不大于±3%；

(38) 热电偶应采用T型热电偶，测量范围应不小于-30~150℃，总长度应不少于1000 m；

(39) 含氧量传感器测量范围应不小于0%~100%vol O₂，测量精度应不低于± 0.1 %；

(40) 供氧流量表测量范围应不小于0～25 L/min，测量精度应不低于± 3 %（采用多支不同量程的流量表，必须包括0～10 L/min和0～25 L/min各一支）；

(41) 供氧出口压力测量范围应不小于 0 ~ 0.16 MPa，测量精度应不低于1.6级（压力表）；

(42) 除尘率测量应采用管道式粉尘浓度检测仪，粉尘浓度测量范围：0.1mg/m³～3000 mg/m³，测量精度应不低于± 3 %；

(43) 氧流量计、氧浓度测试仪（0%~100%vol O₂）、压力表（0 ~ 0.16 MPa）和粉尘浓度检测仪的装置应不少于两套并可以独立拿到试验舱外使用。

电参数测量装置

用于评估变频电源/直流电源供电与被测车内环境控制系统的各项电气性能（如电压、电流、能耗等）。

(1) 电参数测量装置应能够满足测试工况下对变频电源/直流电源供电与被测设备直流的电与交流电的电压、电流、功率、电能和交流电的频率、功率因数等各项电参数的测量；

(44) *电参数测量装置应参考或相当于横河（是德科技、普源精电）；

(45) 电参数测量装置应具备数据通讯功能；

(46) 电参数测量装置的基本功率精度应在所有测量量程上均不低于±0.15% （50/60Hz）

(47) 电参数测量装置在直流与输入信号频率为50/60Hz下的电压和电流精度应不低于±（读数的0.1% +量程的0.2%）；

(48) 直流电压测量范围应不小于0~1200V，直流电流测量范围在直流电压不大于60V时应不小于0~100A，在直流电压大于60V时应不小于0~30A；

(49) 交流电压测量范围应不小于0~400V，交流电流测量范围应不小于0~20A；

(50) 电参数测量装置的电能测量可通过功率积分得到或通过单独的电能表测量得到，若采用测量方法，则电能表的准确度等级应为一级，且电能表应具备数据通讯功能。

控制系统

通过可编程控制器和人机界面与操作控制柜实现实验参数设定与修改与试验设备的自动化运行，精准调节试验舱一室内外两侧的环境参数（温度、湿度、出风静压），保障测试过程的稳定性和可重复性。

(1) 控制系统应配备电控柜2台及安装的自控部件与电气部件（PLC、温控器、接触器、继电器、触摸屏等），其中一台作为操作控制柜，一台作为设备动力柜；

(51) 控制系统对试验舱室内外两侧工况的温度、湿度、出风静压控制均采用PID调节，精度应不低于±0.1 %；

(52) 控制系统应具备软件控制功能与手动控制功能，即可以通过控制软件设置与更改试验程序中的各项实验参数，也可以通过操作柜手动操作设置与更改试验程序中的各项实验参数；

(53) 控制系统应具备在完成试验运行工况的设置与启动后，能够通过程序控制独立运行并自动稳定工况，在设定试验结束后能够自动停止；

(54) 控制系统应具有完备的系统保护装置和声光报警装置，且应设置手动控制的急停按钮；

(55) 控制系统自控部件（PLC、温控器等）应参考或相当于西门子（横河、三菱）；

(56) 控制系统电气部件（空气开关、接触器、继电器等）应参考或相当于施耐德（ABB、欧姆龙）。

数据处理终端

采集、存储和分析测试数据，生成标准化报告，支持性能评估与问题诊断。

(1) 数据处理终端应包含数据采集器（及其附件）、专用电脑、打印机及UPS电源；

(57) *数据采集器（及其附件）应参考或相当于横河（是德科技、普源精电）；

(58) 数据采集器（及其附件）应可以通过TC、DCV输入采集数据，具备数据通信功能并可以接入试验软件，配置有足够数量的通道以满足上述全部测量装置的数据采集并留有冗余；

(59) 专用电脑应具备能够满足数据处理和试验控制软件使用的性能，选用联想、惠普或较先进的品牌，内存不小于16 G，配置不小于1 T的机械硬盘；

(60) UPS电源主要用于防止意外断电导致的数据丢失，应能够满足专用电脑与数据采集器的供电需求，供电容量不小于1 kVA；

测试工况要求

试验舱一测试时应能够满足以下工况要求并稳定运行的能力：

室内侧干球温度：（5～70）℃

室内侧湿度：RH 25 ~ 90 %   

室外侧干球温度：（-20～70）℃

室外侧湿度：RH 25 ~ 90 %   

-10 ℃以下湿度无要求，-10 ℃以上RH 25～90 %空气进风湿度满足要求的实验工况。

满足上述工况的同时，试验舱一工况可自动调节，根据负荷自动加载、减载压缩机，满足实现试验室的能耗优化。

试验舱二具体需求

步入式低气压试验箱1套。设备主要包括试验箱体、电气控制附件系统与控制系统、真空系统及安全保护装置等部分。

试验箱体

(1) *内容积不小于12m³，内径尺寸不小于2000mm×3000mm×2000mm（深×宽×高）；

设备外形尺寸不大于5500mm×3500mm×3000mm（深×宽×高）；

承压保温箱体采用内承压结构，内承压结构的设备侧壁由内向外依次是：不锈钢气罩-承压不锈钢内壁—外部加强筋—保温材料层—装饰性外壳；

开门方式采用手动旋开式，门洞尺寸为3000mm×2000mm（宽×高）；

大门上安装1个观察窗，箱体两侧各安装2个直径200mm的测试孔和2个法兰盘，一个法兰盘满足同轴、BNC、RJ45、RS232、RS485等端口连接，配置航插端口，可连接单相三线电源（32A），另一个法兰盘为盲板加接线柱形式，接线柱可满足，较大900V电压，功率15KW的电源接入，法兰盘具有良好的密封性能，确保不漏气；

外壳：1.5mm冷轧钢板表面静电喷塑，白灰色；

内壁：箱体内壁采用5mm的2B*SUS304不锈钢板制作，所有焊缝TIG连续焊接确保长期试验后不出现泄漏现象；

*箱底与地面平齐方便产品进入舱内，配备长度1800mm*600mm小推车；

内箱外壁焊接井字形钢框架补强；

箱底承重大于等于500kg/㎡。

电气控制附件系统与控制系统

(1) 控制器采用先进品牌，配置不小于10英寸彩色液晶触摸控制屏；控制器硬件应参考或相当于西门子PLC，配套10″彩色触摸屏，多因素控制系统。箱体前端设有触摸显示屏，具备存储不低于1年试验曲线功能。设定及显示分辨率时间1秒、具有显示设定/实测温湿度、总/段运行时间、历史曲线、器件寿命等, 提供独立网络接口，支持RJ-45网口接口类型，提供远程通讯协议，可与试验中心数字化软件连接；控制器据有预存100条曲线，每条曲线100段，不同曲线可进行连接运行，每个设定的程序可以循环运行999次；程序曲线可以进行储存，下次试验时可直接进行调用；

压力显示分辨率和设定精度为0.1kPa，时间显示分辨率和设定精度不低于1min；

试验箱控制系统可实现根据目标值设定容差范围，超出容差发出声光报警，设备不停机；

主要电气配件采用国际一线品牌，如漏电保护器、交流接触器、中间继电器等应参考或相当于ABB，控制器应参考或相当于西门子，固态继电器应参考或相当于希曼顿等；

控制器自身内存可保存设备的设定值，采样值及采样时刻的时间；一分钟记录一次，较大存储时间约为600天。并可以显示实时数据。

真空系统

(1) *真空泵组参考或相当于德国莱宝等；

压力传感器采用硅电阻压力变送器或高精度压力变送器。

*安全保护装置

*具备电源缺相及相序错误保护功能；

具备真空泵电机过热保护；

具备控制器分级密码保护；

具备急停开关；

具备设置独立的超压保护器，防止工作时内真空度超调发生危险；时序输出控制触点，故障停机时可以用于切断产品测试电源。

*压力要求

(1) *压力范围：常压～40kPa；

*降压速率：≤60min（常压→40kPa）；

压力恢复速率：≤10kPa/min，带手动进气阀门；

压力精度：±2kPa（常压～40kPa时）。

降噪措施

为了减小噪音的空气传播，在进风口设置有音障板，避免声波直接通过通风孔传至室内；

*噪音≤75dB(A)距离箱体正前方一米，距离地面一米高处测量。

应用环境

（2） 海拔高度：≤1000m；

（2）工作环境温度：-20℃～+40℃；

（3）相对湿度：不大于90%（室内+25℃）。

电源系统

提供稳定的电力输出供给被测设备以保证测试数据的稳定可靠。

(1) 电源系统应包含用于交流供电的变频电源和直流供电的直流电源，直流电源可移动；

(2) 电源系统能够满足输出方式应包括高压直流供电、低压直流供电、单相交流供电、三相交流供电；高压直流电源供电电压范围应不小于0~1200V，电流范围应不小于0~30A；低压直流供电范围应不小于0~60V，电流范围不小于0~100A，交流电源容量不小于60kVA；

(3) 变频电源的输出电压、频率均应可调节，电压设定精度应不大于输出范围的0.5 %，解析度不大于0.1 V；频率调节精度应不大于输出范围的0.02 %，解析度不大于0.01 Hz；

(4) 直流电源的输出电压、电流、功率均应可调节，电压设定精度应不大于输出范围的0.1 %，解析度不大于0.01 V；电流设定精度应不大于输出范围的0.2 %，解析度不大于0.01 A；功率调节精度应不大于输出范围的1 %，解析度不大于0.001 kW；

安全防护系统

安全防护系统应包括：监控措施、防火措施、安全标识与安全保护附件（温度、压力、水位、电压、电流等异常的保护装置列出如下表）

其他测试测量装置

包括但不限于：氧流量计（详见1.1.4）、氧浓度测试仪（详见1.1.4）、压力表（详见1.1.4）、风速仪（例如FLUKE923等）、粉尘浓度测量仪（详见1.1.4）。

软件需求

包括控制软件一套，基于Windows操作系统，中文界面，具有完善的测试功能及良好的稳定性。具体要求如下：

软件采用Windows操作系统，窗口界面中文显示；

能对控制仪表及控制开关全自动控制兼带手动操作方式；

采集扫描速度优于1秒，且能够调节；

所有采集的数据均能以数字、曲线图的形式进行实时连续监测，可以进行方便的缩放、调色、移动、比较、设置保存和读出打印；

数据处理：采用四则运算、积分运算（非稳态制热）的统计处理；

测试过程能实现自动判稳；

测试结束，可以自动进行原始数据统计分析处理，选择指定格式（中文或英文）显示并打印测试报告；

具备历史数据查询功能：

可以以日期、测试项目、试验编号、机型等参数进行数据查询；

所查询历史数据可以以数据、曲线方式进行参数的分析显示、分析图形可以用直观的时间间隔查看、缩放、移动、打印；

所查询的历史数据可以选择指定格显示，并打印测试报告；

具备安全保护系统、操作员、工程师两级操作权限、系统设置及普通操作以权限进行分开；在工程师权限内可实现历史数据测试报告的删除、适当修改、备份整理；

对所联结仪表采集的各种参数以可调的时间间隔进行记录，所测的数据自动保存，有事故时自动报警并存盘，对测试之中必须进行的有关测试条件和环境要求设置参数进行统一管理和修正；

软件具备自动计算校正参数和计量及打印功能；

具备设备故障诊断、记录及运行时间记录功能；

具有仪器、仪表硬件自检、校验程序；

焓差法能力计算程序中，具有即时计算功能及按照国标的平均计算能力，可以自动生成报告；