車內環(huán)境控制系統(tǒng)綜合試驗系統(tǒng)   定制

項目概況及總體要求

1. 項目概況

針對車內環(huán)境控制系統(tǒng)的測試及試驗，需要搭建車內環(huán)境控制系統(tǒng)測試實驗室，并形成流程化的試驗模式，對樣機、產品進行驗證、測試、試驗等必要的研發(fā)流程，輔助企業(yè)在研發(fā)方面的性能驗證與優(yōu)化、問題發(fā)現(xiàn)與改進及新技術的探索，并確保產品的質量控制與出廠檢測。同時也可成為與相關研究機構合作的載體，推動前沿技術在企業(yè)落地。

技術規(guī)格及要求

1. 總體功能、性能指標

*功能：用于車內環(huán)境控制系統(tǒng)的部件出廠試驗，能模擬各種氣候條件（高溫、低溫、高濕、缺氧等），以測試環(huán)境控制系統(tǒng)在不同環(huán)境下的表現(xiàn)。同時配備高精度傳感器和數(shù)據(jù)采集設備，用于實時監(jiān)測溫度、濕度、空氣質量、氧濃度等參數(shù)。

組成：車內環(huán)境控制系統(tǒng)主要由空調組件（風冷）、制氧組件、三防組件、電控組件、框架組件及安裝附件等組成。采用一體化、集成化設計，以艙室通風空氣循環(huán)為基礎，各功能模塊之間利用風道等接口進行連接集成，通過系統(tǒng)集成、優(yōu)化，實現(xiàn)艙室通風、增壓、濾毒、溫濕度調節(jié)、制氧等功能。

*測量范圍及參數(shù)要求

較大制冷量：20 kW ；

風量范圍：0～4000 m³/h ；

機外靜壓：-50～1000 Pa；

較大電加熱量：20 kW（PTC加熱）；

被測機較大尺寸：2500*1000*1000 mm³；

被測機較大輸入功率：36 kW；

被測機較大重量：400 kg。

硬件需求

車內環(huán)境控制系統(tǒng)綜合試驗系統(tǒng)包括兩個試驗艙、電源系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)與其他測試測量裝置等。

試驗艙一具體需求

房體

提供密閉且穩(wěn)定的測試環(huán)境，隔離外界干擾，確保試驗室內溫度、濕度、壓力等參數(shù)的精準控制。一側作為內部側模擬環(huán)境控制系統(tǒng)工作時的車輛內部環(huán)境，以支持各功能與技術指標的測試；另一側作為外部側模擬環(huán)境的氣候條件（如高溫、低溫、高濕、低濕等），以驗證環(huán)境控制系統(tǒng)在復雜環(huán)境下的能力。

(1) *室內外兩側的尺寸均應不小于5000 mm × 4000 mm × 3500 mm（長×寬×高）；

(2) 室內側立面（不含室內側與室外側中間隔墻）及頂面庫體應采用不低于100 mm厚雙面彩鋼板聚氨酯發(fā)泡保溫板或保溫性能更優(yōu)的材料（設計方案或設計圖應能夠證明其性能），并在內外壁面覆蓋厚度不低于0.6 mm的彩鋼板；

(3) 室外側立面（含室內側與室外側中間隔墻）及頂面庫體應采用不低于150 mm厚雙面彩鋼板聚氨酯發(fā)泡保溫板或保溫性能更優(yōu)的材料（設計方案或設計圖應能夠證明其性能），并在內外壁面覆蓋厚度不低于0.6 mm的彩鋼板；

(4) 室內外兩側地板均應采用不低于100 mm厚雙面彩鋼板聚氨酯發(fā)泡保溫板或保溫性能更優(yōu)的材料（設計方案或設計圖應能夠證明其性能），并在外壁面覆蓋厚度不低于0.6 mm的彩鋼板，內側采用不低于3 mm厚的304 #不銹鋼板與庫體一體成形并滿焊，滿焊保證連接處無明顯焊點，表面光滑無凹凸不平的現(xiàn)象，且地板內置細木工板加強承重性能；

(5) 室內外兩側靠近空氣取樣裝置的庫板上均應留有尺寸不小于400 mm × 400 mm的中空觀察窗，室外側的觀察窗應配備電加熱防露；

(6) 室內外兩側均采用雙開門，開門大小不小于1500 mm × 2200 mm（寬×高）；

(7) 中間隔墻應設置有一扇單開門，開門大小不小于800 mm × 2000 mm（寬×高）

(8) 中間隔墻應留有尺寸不小于400 mm × 400 mm的中空觀察窗，室外側的觀察窗應配備電加熱防露；

(9) 中間隔墻下部開設不少于兩個直徑不小于100 mm的內外機配管孔，并配有可靈活、有效封堵管孔的蓋子；

(10) 中間隔墻中部開設不少于兩個直徑不小于150 mm的風道孔，兩側均應設置便于連接風道管的接頭，并配有可靈活、有效封堵管孔的蓋子；

(11) 房體所用材料應滿足GB 8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能分級》的要求，阻燃能力應不低于B1級（設計方案或設計圖應能夠證明其性能）；

(12) 房體庫板底部應設有槽鋼等型材焊接成的支撐架，型材高度為60 mm，上表面平整，支撐架有良好的防腐蝕措施；

(13) 房體內部應設置有足夠的照明設施，室外側照明設施應含有具備低溫防霧能力的燈具；

(14) 室內外兩側均應設置有電源箱與用于連接熱電偶的端子盒，配有三相插座不少于兩個、單相插座不少于兩個，端子盒預留通道20路。

空氣處理設備

提供動態(tài)調節(jié)試驗室內室內側與室外側空氣狀態(tài)，模擬不同環(huán)境與氣候條件，為測試提供穩(wěn)定的溫度、濕度環(huán)境。

(1) 空氣處理設備應至少包括空氣處理機（室內外兩側各一套）、制冷機組（室內外兩側各一套）與加濕裝置；

(15) 空氣處理機應包括框架與面板結構、風機、加熱器與風道；

(16) 空氣處理機框架與面板應采用不銹鋼制作，底部應配置不銹鋼接水盤及排水接口，方便排出冷凝水；

(17) 風機應采用離心式低噪音風機，風量可調并能夠承受3.3.3中提到的溫度、濕度工況；

(18) 加熱器應采用不銹鋼材質的電加熱管，可通過調功器調節(jié)，便于拆裝維護；

(19) 風道設計應能夠滿足3.3.3中提到的溫度、濕度工況，風道內的器件應使用不銹鋼材料；

(20) *制冷機組應采用水冷壓縮冷凝機組，配有水冷冷凝器與冷卻塔、鋁翅片蒸發(fā)器（帶親水膜）與其他配件（干燥過濾器、視液鏡、熱力膨脹閥、電磁閥、噴液閥、高低壓壓力表及高低壓壓力保護器等）；

(21) 制冷機組壓縮機應參考或相當于丹佛斯（比澤爾、谷輪）；

(22) 制冷機組配件應參考或相當于丹佛斯（艾默生）；

(23) 制冷機組應具備一定的節(jié)能設計（設計方案或設計圖應能夠證明其性能）；

(24) 加濕裝置應采用雙層不銹鋼中置巖棉保溫蒸汽箱與耐高溫PE保溫管道或保溫性能更高的材料，應保證裝置方便定期清潔，加熱組件易于更換；

(25) 空氣處理設備應具有完備的安全保護裝置。

風量測量裝置

用于精準測量環(huán)境控制系統(tǒng)的各項風量、風壓、壓差指標。

(1) 風量測量裝置應包括受風室、噴嘴箱與引風機；

(26) *受風室應采用雙面不銹鋼板聚氨酯發(fā)泡保溫板拼裝，設置有靜壓測量孔、供人員進入的操作小門（側邊尾部各一個）、供人員進行觀察的中空隔熱窗口，內裝照明并在尾部內置一套溫濕度取樣裝置（溫濕度取樣裝置要求見1.1.4中(2)，其中補水罐應設置在受風室箱體外）；

(27) *受風室應配備獨立的電動升降臺車便于靈活移動和升降；

(28) 噴嘴箱應采用不銹鋼殼體，設置有維修小門，噴嘴喉部流速范圍不小于15 m/s～35 m/s，并配有可根據(jù)風量選用的噴嘴組合；

(29) 引風機應選用采用變頻馬達的高壓頭離心風機并配有變頻器，較大風量不小于4000 m³/h，全壓不小于1000 Pa；

(2) 風量測量裝置應具有風量測量、靜壓控制及測量和氣壓與差壓測量等功能；

(30) 風量測量裝置風量測量范圍應不小于0 ~ 4000 m³/h，測量精度應不低于±1 %；

(31) 風量測量裝置靜壓控制及測量范圍應不小于 -50 ~ +1000 Pa，測量精度應不低于0.25級，調節(jié)誤差應不大于±0.1 %；

(32) 風量測量裝置氣壓測量范圍應不小于80 ~ 120 kPa，誤差應不大于±1kPa；

(33) 風量測量裝置差壓測量范圍應不小于0 ~ 1000 Pa，誤差應不大于±30 Pa；

空氣參數(shù)測量裝置

用于精準測量環(huán)境控制系統(tǒng)的各項空氣參數(shù)（如溫度、濕度、含氧量、除塵率等）。

(1) 空氣參數(shù)測量裝置應包含不少于三套溫濕度取樣裝置（含受風室內置一套）及其附件、滿足各項測試要求數(shù)量的溫度、濕度、含氧量等傳感器和用于除塵率測量的全套裝置（出具詳細帶圖方案說明）；

(34) 溫濕度取樣裝置應具有水位恒定與自動補水功能，配有A級PT100鉑電阻溫度傳感器，離心式取樣風機、不銹鋼笛管取樣器及支架與補水罐和儲水缸，補水罐和儲水缸應易于排放和清理污水，采用不銹鋼水閥門，儲水缸能保持恒水位，水路應采用塑料軟管，在-30度下不會凍裂；

(35) 空氣參數(shù)測量裝置所包含的各傳感器均應具有數(shù)據(jù)通訊功能；

(36) 溫度傳感器應采用四線制A級PT100鉑電阻溫度傳感器不少于15支，測量范圍應不小于-30~80℃，測量誤差應不大于±0.1℃，單支長度應不小于120 mm；

(37) 相對濕度傳感器應不少于1套，測量范圍應不小于0~100%，測量誤差應不大于±3%；

(38) 熱電偶應采用T型熱電偶，測量范圍應不小于-30~150℃，總長度應不少于1000 m；

(39) 含氧量傳感器測量范圍應不小于0%~100%vol O₂，測量精度應不低于± 0.1 %；

(40) 供氧流量表測量范圍應不小于0～25 L/min，測量精度應不低于± 3 %（采用多支不同量程的流量表，必須包括0～10 L/min和0～25 L/min各一支）；

(41) 供氧出口壓力測量范圍應不小于 0 ~ 0.16 MPa，測量精度應不低于1.6級（壓力表）；

(42) 除塵率測量應采用管道式粉塵濃度檢測儀，粉塵濃度測量范圍：0.1mg/m³～3000 mg/m³，測量精度應不低于± 3 %；

(43) 氧流量計、氧濃度測試儀（0%~100%vol O₂）、壓力表（0 ~ 0.16 MPa）和粉塵濃度檢測儀的裝置應不少于兩套并可以獨立拿到試驗艙外使用。

電參數(shù)測量裝置

用于評估變頻電源/直流電源供電與被測車內環(huán)境控制系統(tǒng)的各項電氣性能（如電壓、電流、能耗等）。

(1) 電參數(shù)測量裝置應能夠滿足測試工況下對變頻電源/直流電源供電與被測設備直流的電與交流電的電壓、電流、功率、電能和交流電的頻率、功率因數(shù)等各項電參數(shù)的測量；

(44) *電參數(shù)測量裝置應參考或相當于橫河（是德科技、普源精電）；

(45) 電參數(shù)測量裝置應具備數(shù)據(jù)通訊功能；

(46) 電參數(shù)測量裝置的基本功率精度應在所有測量量程上均不低于±0.15% （50/60Hz）

(47) 電參數(shù)測量裝置在直流與輸入信號頻率為50/60Hz下的電壓和電流精度應不低于±（讀數(shù)的0.1% +量程的0.2%）；

(48) 直流電壓測量范圍應不小于0~1200V，直流電流測量范圍在直流電壓不大于60V時應不小于0~100A，在直流電壓大于60V時應不小于0~30A；

(49) 交流電壓測量范圍應不小于0~400V，交流電流測量范圍應不小于0~20A；

(50) 電參數(shù)測量裝置的電能測量可通過功率積分得到或通過單獨的電能表測量得到，若采用測量方法，則電能表的準確度等級應為一級，且電能表應具備數(shù)據(jù)通訊功能。

控制系統(tǒng)

通過可編程控制器和人機界面與操作控制柜實現(xiàn)實驗參數(shù)設定與修改與試驗設備的自動化運行，精準調節(jié)試驗艙一室內外兩側的環(huán)境參數(shù)（溫度、濕度、出風靜壓），保障測試過程的穩(wěn)定性和可重復性。

(1) 控制系統(tǒng)應配備電控柜2臺及安裝的自控部件與電氣部件（PLC、溫控器、接觸器、繼電器、觸摸屏等），其中一臺作為操作控制柜，一臺作為設備動力柜；

(51) 控制系統(tǒng)對試驗艙室內外兩側工況的溫度、濕度、出風靜壓控制均采用PID調節(jié)，精度應不低于±0.1 %；

(52) 控制系統(tǒng)應具備軟件控制功能與手動控制功能，即可以通過控制軟件設置與更改試驗程序中的各項實驗參數(shù)，也可以通過操作柜手動操作設置與更改試驗程序中的各項實驗參數(shù)；

(53) 控制系統(tǒng)應具備在完成試驗運行工況的設置與啟動后，能夠通過程序控制獨立運行并自動穩(wěn)定工況，在設定試驗結束后能夠自動停止；

(54) 控制系統(tǒng)應具有完備的系統(tǒng)保護裝置和聲光報警裝置，且應設置手動控制的急停按鈕；

(55) 控制系統(tǒng)自控部件（PLC、溫控器等）應參考或相當于西門子（橫河、三菱）；

(56) 控制系統(tǒng)電氣部件（空氣開關、接觸器、繼電器等）應參考或相當于施耐德（ABB、歐姆龍）。

數(shù)據(jù)處理終端

采集、存儲和分析測試數(shù)據(jù)，生成標準化報告，支持性能評估與問題診斷。

(1) 數(shù)據(jù)處理終端應包含數(shù)據(jù)采集器（及其附件）、專用電腦、打印機及UPS電源；

(57) *數(shù)據(jù)采集器（及其附件）應參考或相當于橫河（是德科技、普源精電）；

(58) 數(shù)據(jù)采集器（及其附件）應可以通過TC、DCV輸入采集數(shù)據(jù)，具備數(shù)據(jù)通信功能并可以接入試驗軟件，配置有足夠數(shù)量的通道以滿足上述全部測量裝置的數(shù)據(jù)采集并留有冗余；

(59) 專用電腦應具備能夠滿足數(shù)據(jù)處理和試驗控制軟件使用的性能，選用聯(lián)想、惠普或較先進的品牌，內存不小于16 G，配置不小于1 T的機械硬盤；

(60) UPS電源主要用于防止意外斷電導致的數(shù)據(jù)丟失，應能夠滿足專用電腦與數(shù)據(jù)采集器的供電需求，供電容量不小于1 kVA；

測試工況要求

試驗艙一測試時應能夠滿足以下工況要求并穩(wěn)定運行的能力：

室內側干球溫度：（5～70）℃

室內側濕度：RH 25 ~ 90 %   

室外側干球溫度：（-20～70）℃

室外側濕度：RH 25 ~ 90 %   

-10 ℃以下濕度無要求，-10 ℃以上RH 25～90 %空氣進風濕度滿足要求的實驗工況。

滿足上述工況的同時，試驗艙一工況可自動調節(jié)，根據(jù)負荷自動加載、減載壓縮機，滿足實現(xiàn)試驗室的能耗優(yōu)化。

試驗艙二具體需求

步入式低氣壓試驗箱1套。設備主要包括試驗箱體、電氣控制附件系統(tǒng)與控制系統(tǒng)、真空系統(tǒng)及安全保護裝置等部分。

試驗箱體

(1) *內容積不小于12m3，內徑尺寸不小于2000mm×3000mm×2000mm（深×寬×高）；

設備外形尺寸不大于5500mm×3500mm×3000mm（深×寬×高）；

承壓保溫箱體采用內承壓結構，內承壓結構的設備側壁由內向外依次是：不銹鋼氣罩-承壓不銹鋼內壁—外部加強筋—保溫材料層—裝飾性外殼；

開門方式采用手動旋開式，門洞尺寸為3000mm×2000mm（寬×高）；

大門上安裝1個觀察窗，箱體兩側各安裝2個直徑200mm的測試孔和2個法蘭盤，一個法蘭盤滿足同軸、BNC、RJ45、RS232、RS485等端口連接，配置航插端口，可連接單相三線電源（32A），另一個法蘭盤為盲板加接線柱形式，接線柱可滿足，較大900V電壓，功率15KW的電源接入，法蘭盤具有良好的密封性能，確保不漏氣；

外殼：1.5mm冷軋鋼板表面靜電噴塑，白灰色；

內壁：箱體內壁采用5mm的2B*SUS304不銹鋼板制作，所有焊縫TIG連續(xù)焊接確保長期試驗后不出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象；

*箱底與地面平齊方便產品進入艙內，配備長度1800mm*600mm小推車；

內箱外壁焊接井字形鋼框架補強；

箱底承重大于等于500kg/㎡。

電氣控制附件系統(tǒng)與控制系統(tǒng)

(1) 控制器采用先進品牌，配置不小于10英寸彩色液晶觸摸控制屏；控制器硬件應參考或相當于西門子PLC，配套10″彩色觸摸屏，多因素控制系統(tǒng)。箱體前端設有觸摸顯示屏，具備存儲不低于1年試驗曲線功能。設定及顯示分辨率時間1秒、具有顯示設定/實測溫濕度、總/段運行時間、歷史曲線、器件壽命等, 提供獨立網(wǎng)絡接口，支持RJ-45網(wǎng)口接口類型，提供遠程通訊協(xié)議，可與試驗中心數(shù)字化軟件連接；控制器據(jù)有預存100條曲線，每條曲線100段，不同曲線可進行連接運行，每個設定的程序可以循環(huán)運行999次；程序曲線可以進行儲存，下次試驗時可直接進行調用；

壓力顯示分辨率和設定精度為0.1kPa，時間顯示分辨率和設定精度不低于1min；

試驗箱控制系統(tǒng)可實現(xiàn)根據(jù)目標值設定容差范圍，超出容差發(fā)出聲光報警，設備不停機；

主要電氣配件采用國際一線品牌，如漏電保護器、交流接觸器、中間繼電器等應參考或相當于ABB，控制器應參考或相當于西門子，固態(tài)繼電器應參考或相當于希曼頓等；

控制器自身內存可保存設備的設定值，采樣值及采樣時刻的時間；一分鐘記錄一次，較大存儲時間約為600天。并可以顯示實時數(shù)據(jù)。

真空系統(tǒng)

(1) *真空泵組參考或相當于德國萊寶等；

壓力傳感器采用硅電阻壓力變送器或高精度壓力變送器。

*安全保護裝置

*具備電源缺相及相序錯誤保護功能；

具備真空泵電機過熱保護；

具備控制器分級密碼保護；

具備急停開關；

具備設置獨立的超壓保護器，防止工作時內真空度超調發(fā)生危險；時序輸出控制觸點，故障停機時可以用于切斷產品測試電源。

*壓力要求

(1) *壓力范圍：常壓～40kPa；

*降壓速率：≤60min（常壓→40kPa）；

壓力恢復速率：≤10kPa/min，帶手動進氣閥門；

壓力精度：±2kPa（常壓～40kPa時）。

降噪措施

為了減小噪音的空氣傳播，在進風口設置有音障板，避免聲波直接通過通風孔傳至室內；

*噪音≤75dB(A)距離箱體正前方一米，距離地面一米高處測量。

應用環(huán)境

（2） 海拔高度：≤1000m；

（2）工作環(huán)境溫度：-20℃～+40℃；

（3）相對濕度：不大于90%（室內+25℃）。

電源系統(tǒng)

提供穩(wěn)定的電力輸出供給被測設備以保證測試數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠。

(1) 電源系統(tǒng)應包含用于交流供電的變頻電源和直流供電的直流電源，直流電源可移動；

(2) 電源系統(tǒng)能夠滿足輸出方式應包括高壓直流供電、低壓直流供電、單相交流供電、三相交流供電；高壓直流電源供電電壓范圍應不小于0~1200V，電流范圍應不小于0~30A；低壓直流供電范圍應不小于0~60V，電流范圍不小于0~100A，交流電源容量不小于60kVA；

(3) 變頻電源的輸出電壓、頻率均應可調節(jié)，電壓設定精度應不大于輸出范圍的0.5 %，解析度不大于0.1 V；頻率調節(jié)精度應不大于輸出范圍的0.02 %，解析度不大于0.01 Hz；

(4) 直流電源的輸出電壓、電流、功率均應可調節(jié)，電壓設定精度應不大于輸出范圍的0.1 %，解析度不大于0.01 V；電流設定精度應不大于輸出范圍的0.2 %，解析度不大于0.01 A；功率調節(jié)精度應不大于輸出范圍的1 %，解析度不大于0.001 kW；

安全防護系統(tǒng)

安全防護系統(tǒng)應包括：監(jiān)控措施、防火措施、安全標識與安全保護附件（溫度、壓力、水位、電壓、電流等異常的保護裝置列出如下表）

其他測試測量裝置

包括但不限于：氧流量計（詳見1.1.4）、氧濃度測試儀（詳見1.1.4）、壓力表（詳見1.1.4）、風速儀（例如FLUKE923等）、粉塵濃度測量儀（詳見1.1.4）。

軟件需求

包括控制軟件一套，基于Windows操作系統(tǒng)，中文界面，具有完善的測試功能及良好的穩(wěn)定性。具體要求如下：

軟件采用Windows操作系統(tǒng)，窗口界面中文顯示；

能對控制儀表及控制開關全自動控制兼帶手動操作方式；

采集掃描速度優(yōu)于1秒，且能夠調節(jié)；

所有采集的數(shù)據(jù)均能以數(shù)字、曲線圖的形式進行實時連續(xù)監(jiān)測，可以進行方便的縮放、調色、移動、比較、設置保存和讀出打?。?/span>

數(shù)據(jù)處理：采用四則運算、積分運算（非穩(wěn)態(tài)制熱）的統(tǒng)計處理；

測試過程能實現(xiàn)自動判穩(wěn)；

測試結束，可以自動進行原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析處理，選擇指定格式（中文或英文）顯示并打印測試報告；

具備歷史數(shù)據(jù)查詢功能：

可以以日期、測試項目、試驗編號、機型等參數(shù)進行數(shù)據(jù)查詢；

所查詢歷史數(shù)據(jù)可以以數(shù)據(jù)、曲線方式進行參數(shù)的分析顯示、分析圖形可以用直觀的時間間隔查看、縮放、移動、打?。?/span>

所查詢的歷史數(shù)據(jù)可以選擇指定格顯示，并打印測試報告；

具備安全保護系統(tǒng)、操作員、工程師兩級操作權限、系統(tǒng)設置及普通操作以權限進行分開；在工程師權限內可實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)測試報告的刪除、適當修改、備份整理；

對所聯(lián)結儀表采集的各種參數(shù)以可調的時間間隔進行記錄，所測的數(shù)據(jù)自動保存，有事故時自動報警并存盤，對測試之中必須進行的有關測試條件和環(huán)境要求設置參數(shù)進行統(tǒng)一管理和修正；

軟件具備自動計算校正參數(shù)和計量及打印功能；

具備設備故障診斷、記錄及運行時間記錄功能；

具有儀器、儀表硬件自檢、校驗程序；

焓差法能力計算程序中，具有即時計算功能及按照國標的平均計算能力，可以自動生成報告；