(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111666888.9 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 重庆德力达新能源科技有限公司 地址 400000 重庆市九龙坡区凤笙路27号 附2号 (72)发明人 李贤军　王杨　管浩　 (74)专利代理 机构 重庆创新专利商标代理有限 公司 50125 代理人 李智祥 (51)Int.Cl. B60H 1/00(2006.01) G06F 30/28(2020.01) G01D 21/02(2006.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/08(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种车辆乘员热环境参数算法及车辆乘员 热环境监测方法 (57)摘要 本发明公开了一种车辆乘员热环境参数算 法， 包括汽车空调系统， 还包 括CFD仿真分析软件 和空调假人测试系统， 通过在CFD仿真分析软件 内模拟鼓风机、 太阳照射和空调出风口温湿度作 用于空调假人的相关条件， 来模拟实际状况中车 辆乘员所处车辆热环境， 计算步骤简洁， 运转高 效， 采用该算法的车辆乘员热环境监测方法， 利 用现有的空调出风口温湿度传感器、 阳光传感 器、 车外温度传感器、 空调回风口温湿度传感器， 在不增加任何传感器的前提下， 通过读取车载 GPS信号等已有数据， 依靠上述算法计算人体所 处热环境， 能够实时监测乘员整体、 以及身体各 部分的热环 境， 为下一步将人体热舒适性作为智 能空调控制对象的目标， 提高智能空调的舒适性 打下基础。 权利要求书3页 说明书7页 附图1页 CN 114407605 A 2022.04.29 CN 114407605 A 1.一种车辆乘员热环境参数算法， 包括汽车空调系统， 其特征在于： 还包括CFD仿真分 析软件和空调假人测试系统， 所述空调假人测试系统包括空调假人， 所述汽车空调系统包 括鼓风机、 空调出风口和空调回风口， 包括以下步骤： S1.在计算机内对所述空调假人测试系统和所述汽车空调系统进行建模， 还建模有太 阳光照射模拟模块； S2.将所述空调假人的表面进行分区处 理； S3.在所述CFD仿真分析软件输入鼓风机风量和出风口模式， 得到人体表面各部分风速 与鼓风机风量， 以及出风口模式的关系， 由以下公式表示： f1(Qblower， Model)， 其中 Qblower为空调鼓风机风 量， Model 为出风口模式。 S4.在所述CFD仿真分析软件输入太阳光照射强度和太阳光照射方位， 得到人体表面日 照辐射强度和太阳高度角、 方位角， 以及太阳辐射强度的关系， 由以下公 式表示： f2(Solar， hs， As)， 其中Solar为太阳辐射强度， hs为太阳高度角， As为以车辆正后 方向为南的太阳方 位角。 S5.在所述CFD仿真分析软件输入鼓风机风量、 空调出风口温度参数和出风口模式， 得 人体表面各部分风速与鼓风机风量、 空调 出风口温度、 空调回风口温度和出风口模式的关 系， 由以下公式表示： f3(Toutlet， Trecircle， Qblower， Model)， 其中Toutlet为出风口温 度， Trecircle为进风口温度， Qbl ower为空调鼓风机风 量， Model 为出风口模式。 S6.在所述CFD仿真分析软件输入鼓风机风量、 空调出风口湿度参数和出风口模式， 得 人体表面各部分风速与鼓风机风量、 空调 出风口湿度、 空调回风口湿度和出风口模式的关 系， 由以下公式表示： f4(houtlet， hrecircle， Qblower， Model)， 其中houtlet为出风口湿 度， hrecircle为进风口湿度， Qbl ower为空调鼓风机风 量， Model 为出风口模式。 2.如权利要求1所述的车辆乘员热环境参数算法， 其特征在于： 在步骤S2中， 所述人体 表面分区为将人体表面分为头 部、 面部、 颈 部、 肩部、 上肢、 胸部、 腹部、 手部、 下肢和脚部 。 3.如权利要求1或2所述的车辆乘员热环境参数算法， 其特征在于： 在步骤S3 中， 将所述 鼓风机风量分为 100％和50％两档， 所述出风口模式分为头、 身体、 身体外和大腿四种模式， 利用所述CFD仿真分析软件计算上述模式下人体各部分表面风速， 再利用所述空调假人测 试系统实际测试的结果对所述CFD仿真 分析软件中测得的风速分布进行修 正。 4.如权利要求1或2所述的车辆乘员热环境参数算法， 其特征在于： 在步骤S4中， 将所述 太阳光照射强度设置为1000w/m2， 所述太阳光照射方位设置为90度、 60度前、 60度左、 60度 右、 60度后、 30度前、 30度左、 30度右、 30度后共计9种情况。 5.如权利 要求1或2所述的车辆乘员热环境参数算法， 其特征在于： 在步骤S5和S6中， 将 所述鼓风机风量分为100％和 50％两档， 所述出风口模式分为头、 身体、 身体外和大腿四种 模式。 6.如权利要求3或5所述的车辆乘员热环境参数算法， 其特征在于： 所述出风口模式利 用所述CFD仿真 分析软件进行乘员舱 流场计算， 包括以下步骤： Ss1.基于所述汽车的座椅布置R点， 所述R点为设计初期整车布置时汽车设计的参考 点， 定义4种模式所对应的风速统计面； Ss 2.改变每种模式的出风口角度， 进行乘员舱流场 计算， 对步骤Ss  1中所定义的风速 统计面进行风速统计；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114407605 A 2Ss 3.如果风速统计面风速不满足， 则需进一步改变出风口角 度， 重复步骤Ss  2， 直到 风速统计面 风速满足目标为止； Ss 4.记录下步骤Ss  3中满足风速目标的出风口角度， 将其定义 为出风口 的4种模式。 7.如权利要求3或5所述的车辆乘员热环境参数算法， 其特征在于： 综合考虑所述空调 出风口温度、 空调回风口温度、 空调出风口湿度和空调回风口湿度， 计算人体所 处环境空气 温度， 还包括如下步骤： Sp1.将乘员舱热环境初始化 为温度60度， 湿度3 0％； Sp2.计算下述 4个过程中， 人体所处热环境空气温度湿度， 以及空调回风口温度湿度； a.环境温度40度， 日照强度1000w/m2， 出风口温度由60度逐步减低至0度， 降低速度2度/ 分钟； b.环境温度40度， 日照强度500w/m2， 出风口温度由60度逐步减低至0度， 降低速度2度/ 分钟； c.环境温度30度， 日照强度0w/m2， 出风口温度由60度逐步减低至0度， 降低速度2度/分 钟； d.环境温度30度， 日照强度0w/m2， 出风口温度由60度逐步减低至0度， 降低速度0.5度/ 分钟； Sp3.分别考虑鼓风机最大风 量以及最小风 量两种情况； Sp4.统计人体所处热环境空气温度湿度， 与空调出风口和空调回风口温度湿度的关 系。 8.一种车辆乘员热环境监测方法， 包括汽车， 其特征在于： 还包括权利要求1 ‑7任一所 述的车辆乘员热环境参数算法， 所述车辆乘员热环境参数算法设置在所述汽车的中央控制 电脑内， 所述汽车上还安装有与所述中央控制电脑电连接的GPS定位装置、 阳光光照传感 器、 车外温度传感器、 车内温度传感器和车内湿度传感器， 所述空调出风口安装有空调出风 口温度传感器和空调回风口湿度传感器， 所述空调回风口安装有空调回风口温度传感器和 空调回风口湿度传感器， 还 包括以下步骤： S7.计算人体表面各部分风速 所述中央控制电脑根据 所述人体表面各部分风速与鼓风机风量， 以及出风口模式的关 系， 读取出风口模式信号和鼓风机风量信号， 计算人体表 面各部分风速， 计算 公式为Vi＝f1 (Qblower， Model)， 其中Vi 为人体各部分表面 风速； S8.计算人体表面各部分太阳辐射强度 所述中央控制电脑根据所述阳光光照传感器读取太阳辐射强度信号Solar， 根据所述 GPS定位装置读取 车辆所处经纬度、 当地时间和车头方位角， 计算太阳高度角， 计算公式为 其中hs 为太阳高度角， φ为车辆所 处纬度， δ为当日 的太阳赤纬， t是当时的太阳时角， 计算 公式为t ＝15*{北京时间+(车辆所处经度 ‑120°)/15° ‑12}； 计算太阳方位角， 计算公式为 其中A 为太阳方位角； 计算以车辆正后方向为南的太阳方位角As， 计算公式为As＝A ‑Av， 其中Av为车头方位权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114407605 A 3