电动车空调的技术要求
电动汽车空调技术PPT课件
空调通过各种传感器反馈的信息自动调节车内温度和空气的质量，从而满足舒适性的要求。
1.5电脑控制汽车空调阶段 自1977年美国通用汽车公司、日本五十铃汽车公司，同时将
自行研制的电脑控制汽车空调系统装上各自汽车后，汽车空调技术已发展到一个新阶段。
目前电脑控制的空调都装在豪华型汽车上。
2021
2
电动汽车的产生
自本世纪20年代汽车空调诞生以来，伴随汽车空调系统的普及与发展，其发展大体上
经历了五个阶段：
1.1单一供暖空调装置阶段 始于1927年。它仅由加热器、通风装置和空气过滤器三者组
成，其作用只能对车室内供暖。目前在寒冷的北欧、亚洲北部地区仍在使用。
1.2单一供冷气空调装置阶段 始于1939年。美国帕克汽车公司率先在轿车上装上机械制
5
2021
6
2021
7
电动汽车空调的发展趋势
电动汽车驱动能量来源于蓄电池，有别于传统燃油汽车，使得它的 空调系统也不同于燃油汽车空调，由于作为驱动能量来源的蓄电池 容量有限，空调系统的能耗对电动汽车的续行里程有较大的影响。 同燃油汽车相比，对电动汽车空调系统的节能高效提出了更高的要 求。同时，电动汽车空调必须要解决制冷、制热两大问题。根据电 动汽车特有性质，目前电动汽车空调可采用热电（偶）空调系统和 电动热泵型空调系统。
2021电动汽车的产生全球气候变暖大气污染以及能源成本高涨等问题日趋严峻汽车作为环境污染和能源消耗的主要来源之一其节能减排问题受到了越来越广泛的重视各国政府和汽车企业均而生
电动汽车上的空调技术
主讲：XX
2021
1
汽车空调技术的发展历程
综合以上所述，从空调技术成熟性和能源利用效率比较来看，对于热电（偶）电动汽车空调系统，目前 存在着热电材料的优值系数较低，制冷性能不够理想，并且热电堆产量受到构成热电元件的蹄元素产量的限 制。不具备电动汽车空调节能高效的要求。这使得电动汽车空调更倾向于选用节能高效的热泵型空调，该技 术方案对于不同类型电动汽车通用性较好，并且对整车结构改变较小，是将来电动汽车空调发展趋势。
电动汽车空调制热系统设计及研究
电动汽车空调制热系统设计及研究作者：张海张宸瑜郭木生来源：《湖南大学学报·自然科学版》2021年第12期摘要：針对纯电动汽车空调系统制热功耗高且低温环境工况下制热效果差的问题，提出一种通过回收电机余热为乘客舱制热来减少制热功耗的空调系统. 运用AMESim软件建立了电机余热循环系统模型并通过电机余热制热试验验证了该模型的准确性，建立了热泵空调制热系统模型并通过热泵空调制热试验验证了该模型的准确性，结合两个系统建立了带有电机余热回收的热泵空调系统仿真模型，分析了电机余热制热性能和电机余热辅助热泵空调制热性能. 试验结果表明，电机余热单独制热在中等车速、环境温度高于10 ℃的工况下能够满足制热需求;电机余热辅助热泵空调制热能够有效提高制热效率，在电机转速为3 000 r/min、压缩机转速为4 000 r/min、环境温度为-5 ℃的工况下，等效制热能效比能够达到3.4，比同工况下热泵空调单独制热模式的能效比提高了约48%. 该系统可以有效提高纯电动汽车的能源利用率，改善空调系统的制热性能.关键词：电动汽车;热泵系统;空调;余热利用;低温制热中图分类号：U463.85;U469.72 文献标志码：ADesign and Research of Air ConditioningHeating System for Electric VehiclesZHANG Hai，ZHANG Chenyu†，GUO Musheng（ School of Mechanical and Electrical Engineering，East China Jiaotong University，Nanchang 330013，China）Abstract：To address the problems of high heating power consumption and poor heating effect in a low-temperature environment， an air conditioning system of the electric vehicle is proposed to reduce the heating power consumption by recycling motor waste heat for passenger cabin heating. Th motor waste heat circulation system model is established by AMESim software and the accuracy of the model is verified by the motor waste heat heating experiment. Then， the heat pump air conditioning heating system model is established and the accuracy of the model is checked by the heat pump air conditioning heating experiment. Finally， the simulation model of a heat pump air conditioning system with motor waste heat recovery is established， and the performance of motor waste heat and motor waste heat auxiliary heat pump air conditioning is analyzed. The experimental results show that the motor waste heat alone can meet the heating demand under the working condition of medium vehicle speed and ambient temperature above 10 ℃. The motor waste heat-assisted heat pump air conditioner heating can effectively improve the heating efficiency. And the equivalent heating energy efficiency ratio can reach 3.4 under the working conditions of the motor speed of 3 000 r/min， compressor speed of 4 000 r/min and ambient temperature of -5 ℃. Under the same working condition， the equivalent energy efficiency ratio is 48% higher than the energy efficiency ratio of the heat pump air conditioner alone. This system can effectively improve the energy utilization rate of the electric vehicle and the heating performance of the air conditioning system.Key words：electric automobiles;heat pump systems;air conditioning;waste heat utilization;low temperature heating在冬季，純电动汽车由于没有发动机提供足够的制热热源，所以需要额外的辅助热源进行制热[1]. 目前在市场应用中普遍使用PTC（Positive Temperature Coefficient heater）加热器为纯电动汽车制热，但是其制热能效比（Coefficient of Performance，COP）不可能大于1，只能达到0.8～0.95[2]，对纯电动汽车的续航里程影响很大. 热泵空调比PTC加热器具有更高的制热能效比，可以提高纯电动汽车的冬季低温续航能力，因此，热泵空调成为了纯电动汽车制热空调更好的选择[3].许多学者对纯电动汽车热泵系统性能进行了研究[4-6]，但大部分针对单空气热源热泵系统以及混合动力汽车热泵系统，没有考虑到其他热源的利用. 纯电动汽车热泵空调虽然制热能效比较高，但还是在消耗动力电池的能量，若能加入电机余热辅助制热，将会有效减少动力电池的能量消耗，提高续航里程. 李萍等[7]研究了废热回收的热泵空调系统，采用两个分回路吸收电池和电机产生的废热以达到冬季恶劣条件下的制热要求. 该系统虽然可以有效改善热泵空调的制热性能，但并未考虑到低温高湿环境下车外换热器的结霜问题. 热泵空调虽然十分适合作为纯电动汽车的制热空调，但在使用热泵空调时还会遇到一些问题. 热泵空调的车外换热器在冬季低温潮湿环境下运行时发生结霜而影响空调系统制热性能是使用热泵空调系统所需要解决的一个难题. 车外换热器在低温潮湿环境下结霜后会导致压缩机单位功耗增加，降低系统性能，严重时甚至会造成停机现象[8-10].为了提高热泵系统在冬季的工作效率，需要采用带有车外换热器除霜功能的热泵空调系统. 许多学者对热气旁通和逆循环除霜方案进行了研究[11-13]，虽然它们可以迅速有效地实现除霜功能，但是它们除霜的最终能量来源都是动力电池的额外供能，这将在一定程度上缩减纯电动车的续航里程，如果能够合理利用纯电动汽车的电机余热进行辅助除霜，将有效提高热泵空调系统性能的同时减小对续航里程的影响.综合当前研究现状，本文针对纯电动汽车的热泵空调系统，从纯电动汽车的电机余热出发，提出一种带有电机余热回收功能的纯电动车用热泵空调制热系统，并建立该制热空调系统的AMESim仿真模型，通过试验对仿真模型进行验证.1 系统构成原理及其功能分析1.1 空调系统构成原理本文设计的带有电机余热功能的制热空调系统如图1所示，该系统主要分为热泵空调的制冷剂循环部分和电机余热的水循环部分. 对于热泵空调制冷剂循环部分，由于本文主要研究空调的制热性能，因此只考虑了制冷剂的制热循环，不考虑制冷剂的制冷循环. 热泵空调主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和气液分离器等部件组成，当热泵空调开启制热时，制冷剂被压缩机压缩成高温高压的气态，之后流经冷凝器大部分变成液态，同时将热量传递到乘客舱内实现制热，然后制冷剂在膨胀阀中节流，变成了低温低压的液态，在经过室外蒸发器时蒸发成为气态同时吸收车室外空气的热量，最后其中少部分未蒸发的液态制冷剂留在了气液分离器中，大部分气态制冷剂流回压缩机中进行下一个制热循环. 电机余热水循环部分如图1粗箭头所示，主要由电机、水泵、水壶、水PTC、三通水阀、暖风芯体和散热器等部件构成，可以实现乘客舱制热、电机散热和蒸发器除霜等功能.1.2 空调系统功能分析本文设计的带有电机余热功能的制热空调系统主要有3种制热工作模式，分别为电机余热单独制热、电机余热辅助热泵空调制热和电机余热辅助PTC制热. 除了3种制热工作模式外，还有电机散热和车外蒸发器除霜两种独立控制的功能.电机余热单独制热工作模式下，热泵空调不运行，电机冷却水按图2所示水循环流动. 在电机余热单独制热时，水PTC不开启，水泵推动电机冷却液流经暖风芯体，将电机余热传递至乘客舱内，实现乘客舱的制热;同时，三通水阀可以在电机温度过高时控制冷却水循环流经车室外散热器将多余的热量散发，保证电机温度不会过高. 该模式和传统燃油汽车制热原理一样，动力电池不需要额外耗能，制热的同时不会影响续航里程，但是该模式的缺点也很明显，在车外环境温度较低，车内制热需求量较大时，无法满足乘客舱制热要求.电机余热辅助热泵空调制热工作模式下，热泵空调制冷剂循环和电机冷却水循环同时运行，如图1所示. 热泵空调通过冷凝器给乘客舱制热，同时电机余热通过暖风芯体给乘客舱制热，而水PTC和三通水阀控制的散热器回路会在车室外蒸发器需要除霜时开启，通过风扇将散热器的热量传到蒸发器上进行融霜，解决热泵空调在冬季低温潮湿环境下因车外蒸发器结霜而影响制热性能的难题. 该模式在电机余热单独制热性能不足时开启，以电机余热辅助制热能效比较高的热泵空调给乘客舱制热，同时利用了电机余热配合水PTC给车室外蒸发器进行除霜，在确保制热性能的前提下提高了能源利用率.在电机余热辅助PTC制热工作模式下，热泵空调不运行，水PTC开启，三通水阀控制关闭冷却水的散热器流向，冷却水循环如图3所示. 此时水循环有电机余热和水PTC制热两个热源，可以在电机余热单独制热性能不足和热泵空调超低温环境下无法制热时通过暖风芯体给乘客舱制热. 该模式虽然回收利用了电机余热进行制热，但主要还是利用PTC加热器制热，和现在市场中纯电动汽车普遍使用的制热方式一样，耗能较高，一般只在极端恶劣工况下使用.Key words：electric automobiles;heat pump systems;air conditioning;waste heat utilization;low temperature heating在冬季，纯电动汽车由于没有发动机提供足够的制热热源，所以需要额外的辅助热源进行制热[1]. 目前在市场应用中普遍使用PTC（Positive Temperature Coefficient heater）加热器为纯电动汽车制热，但是其制热能效比（Coefficient of Performance，COP）不可能大于1，只能达到0.8～0.95[2]，对纯电动汽车的续航里程影响很大. 热泵空调比PTC加热器具有更高的制热能效比，可以提高纯电动汽车的冬季低温续航能力，因此，热泵空调成为了纯电动汽车制热空调更好的选择[3].许多学者对纯电动汽车热泵系统性能进行了研究[4-6]，但大部分针对单空气热源热泵系统以及混合动力汽车热泵系统，没有考虑到其他热源的利用. 纯电动汽车热泵空调虽然制热能效比较高，但还是在消耗动力电池的能量，若能加入电机余热辅助制热，将会有效减少动力电池的能量消耗，提高续航里程. 李萍等[7]研究了废热回收的热泵空调系统，采用两个分回路吸收电池和电机产生的废热以达到冬季恶劣条件下的制热要求. 该系统虽然可以有效改善热泵空调的制热性能，但并未考虑到低温高湿环境下车外换热器的结霜问题. 热泵空调虽然十分适合作为纯电动汽车的制热空调，但在使用热泵空调时还会遇到一些问题. 热泵空调的车外换热器在冬季低温潮湿环境下运行时发生结霜而影响空调系统制热性能是使用热泵空调系统所需要解决的一个难题. 车外换热器在低温潮湿环境下结霜后会导致压缩机单位功耗增加，降低系统性能，严重时甚至会造成停机现象[8-10].为了提高热泵系统在冬季的工作效率，需要采用带有车外换热器除霜功能的热泵空调系统. 许多学者对热气旁通和逆循环除霜方案进行了研究[11-13]，虽然它们可以迅速有效地实现除霜功能，但是它们除霜的最终能量来源都是动力电池的额外供能，这将在一定程度上缩减纯电动车的续航里程，如果能够合理利用纯电动汽车的电机余热进行辅助除霜，将有效提高热泵空调系统性能的同时减小对续航里程的影响.综合当前研究现状，本文针对纯电动汽车的热泵空调系统，从纯电动汽车的电机余热出发，提出一种带有电机余热回收功能的纯电动车用热泵空调制热系统，并建立该制热空调系统的AMESim仿真模型，通过试验对仿真模型进行验证.1 系统构成原理及其功能分析1.1 空调系统构成原理本文设计的带有电机余热功能的制热空调系统如图1所示，该系统主要分为热泵空调的制冷剂循环部分和电机余热的水循环部分. 对于热泵空调制冷剂循环部分，由于本文主要研究空调的制热性能，因此只考虑了制冷剂的制热循环，不考虑制冷剂的制冷循环. 热泵空调主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和气液分离器等部件组成，当热泵空调开启制热时，制冷剂被压缩机压缩成高温高压的气态，之后流经冷凝器大部分变成液态，同时将热量传递到乘客舱内实现制热，然后制冷剂在膨胀阀中节流，变成了低温低压的液态，在经过室外蒸发器时蒸发成为气态同时吸收车室外空气的热量，最后其中少部分未蒸发的液态制冷剂留在了气液分离器中，大部分气态制冷剂流回压缩机中进行下一个制热循环. 电机余热水循环部分如图1粗箭头所示，主要由电机、水泵、水壶、水PTC、三通水阀、暖风芯体和散热器等部件构成，可以实现乘客舱制热、电机散热和蒸发器除霜等功能.1.2 空调系统功能分析本文设计的带有电机余热功能的制热空调系统主要有3种制热工作模式，分别为电机余热单独制热、电机余热辅助热泵空调制热和电机余热辅助PTC制热. 除了3种制热工作模式外，还有电机散热和车外蒸发器除霜两种独立控制的功能.电机余热单独制热工作模式下，热泵空调不运行，电机冷却水按图2所示水循环流动. 在电机余热单独制热时，水PTC不开启，水泵推动电机冷却液流经暖风芯体，将电机余热传递至乘客舱内，实现乘客舱的制热;同时，三通水阀可以在电机温度过高时控制冷却水循环流经车室外散热器将多余的热量散发，保证电机温度不会过高. 该模式和传统燃油汽车制热原理一样，动力电池不需要额外耗能，制热的同时不会影响续航里程，但是该模式的缺点也很明显，在车外环境温度较低，车内制热需求量较大时，无法满足乘客舱制热要求.電机余热辅助热泵空调制热工作模式下，热泵空调制冷剂循环和电机冷却水循环同时运行，如图1所示. 热泵空调通过冷凝器给乘客舱制热，同时电机余热通过暖风芯体给乘客舱制热，而水PTC和三通水阀控制的散热器回路会在车室外蒸发器需要除霜时开启，通过风扇将散热器的热量传到蒸发器上进行融霜，解决热泵空调在冬季低温潮湿环境下因车外蒸发器结霜而影响制热性能的难题. 该模式在电机余热单独制热性能不足时开启，以电机余热辅助制热能效比较高的热泵空调给乘客舱制热，同时利用了电机余热配合水PTC给车室外蒸发器进行除霜，在确保制热性能的前提下提高了能源利用率.在电机余热辅助PTC制热工作模式下，热泵空调不运行，水PTC开启，三通水阀控制关闭冷却水的散热器流向，冷却水循环如图3所示. 此时水循环有电机余热和水PTC制热两个热源，可以在电机余热单独制热性能不足和热泵空调超低温环境下无法制热时通过暖风芯体给乘客舱制热. 该模式虽然回收利用了电机余热进行制热，但主要还是利用PTC加热器制热，和现在市场中纯电动汽车普遍使用的制热方式一样，耗能较高，一般只在极端恶劣工况下使用.Key words：electric automobiles;heat pump systems;air conditioning;waste heat utilization;low temperature heating在冬季，纯电动汽车由于没有发动机提供足够的制热热源，所以需要额外的辅助热源进行制热[1]. 目前在市场应用中普遍使用PTC（Positive Temperature Coefficient heater）加热器为纯电动汽车制热，但是其制热能效比（Coefficient of Performance，COP）不可能大于1，只能达到0.8～0.95[2]，对纯电动汽车的续航里程影响很大. 热泵空调比PTC加热器具有更高的制热能效比，可以提高纯电动汽车的冬季低温续航能力，因此，热泵空调成为了纯电动汽车制热空调更好的选择[3].许多学者对纯电动汽车热泵系统性能进行了研究[4-6]，但大部分针对单空气热源热泵系统以及混合动力汽车热泵系统，没有考虑到其他热源的利用. 纯电动汽车热泵空调虽然制热能效比较高，但还是在消耗动力电池的能量，若能加入电机余热辅助制热，将会有效减少动力电池的能量消耗，提高续航里程. 李萍等[7]研究了废热回收的热泵空调系统，采用两个分回路吸收电池和电机产生的废热以达到冬季恶劣条件下的制热要求. 该系统虽然可以有效改善热泵空调的制热性能，但并未考虑到低温高湿环境下车外换热器的结霜问题. 热泵空调虽然十分适合作为纯电动汽车的制热空调，但在使用热泵空调时还会遇到一些问题. 热泵空调的车外换热器在冬季低温潮湿环境下运行时发生结霜而影响空调系统制热性能是使用热泵空调系统所需要解决的一个难题. 车外换热器在低温潮湿环境下结霜后会导致压缩机单位功耗增加，降低系统性能，严重时甚至会造成停机现象[8-10].为了提高热泵系统在冬季的工作效率，需要采用带有车外换热器除霜功能的热泵空调系统. 许多学者对热气旁通和逆循环除霜方案进行了研究[11-13]，虽然它们可以迅速有效地实现除霜功能，但是它们除霜的最终能量来源都是动力电池的额外供能，这将在一定程度上缩减纯电动车的续航里程，如果能够合理利用纯电动汽车的电机余热进行辅助除霜，将有效提高热泵空调系统性能的同时减小对续航里程的影响.综合当前研究现状，本文针对纯电动汽车的热泵空调系统，从纯电动汽车的电机余热出发，提出一种带有电机余热回收功能的纯电动车用热泵空调制热系统，并建立该制热空调系统的AMESim仿真模型，通过试验对仿真模型进行验证.1 系统构成原理及其功能分析1.1 空调系统构成原理本文设计的带有电机余热功能的制热空调系统如图1所示，该系统主要分为热泵空调的制冷剂循环部分和电机余热的水循环部分. 对于热泵空调制冷剂循环部分，由于本文主要研究空调的制热性能，因此只考虑了制冷剂的制热循环，不考虑制冷剂的制冷循环. 热泵空调主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和气液分离器等部件组成，当热泵空调开启制热时，制冷剂被压缩机压缩成高温高压的气态，之后流经冷凝器大部分变成液态，同时将热量传递到乘客舱内实现制热，然后制冷剂在膨胀阀中节流，变成了低温低压的液态，在经过室外蒸发器时蒸发成为气态同时吸收车室外空气的热量，最后其中少部分未蒸发的液态制冷剂留在了气液分离器中，大部分气态制冷剂流回压缩机中进行下一个制热循环. 电机余热水循环部分如图1粗箭头所示，主要由电机、水泵、水壶、水PTC、三通水阀、暖风芯体和散热器等部件构成，可以实现乘客舱制热、电机散热和蒸发器除霜等功能.1.2 空调系统功能分析本文设计的带有电机余热功能的制热空调系统主要有3种制热工作模式，分别为电机余热单独制热、电机余热辅助热泵空调制热和电机余热辅助PTC制热. 除了3种制热工作模式外，还有电机散热和车外蒸发器除霜两种独立控制的功能.电机余热单独制热工作模式下，热泵空調不运行，电机冷却水按图2所示水循环流动. 在电机余热单独制热时，水PTC不开启，水泵推动电机冷却液流经暖风芯体，将电机余热传递至乘客舱内，实现乘客舱的制热;同时，三通水阀可以在电机温度过高时控制冷却水循环流经车室外散热器将多余的热量散发，保证电机温度不会过高. 该模式和传统燃油汽车制热原理一样，动力电池不需要额外耗能，制热的同时不会影响续航里程，但是该模式的缺点也很明显，在车外环境温度较低，车内制热需求量较大时，无法满足乘客舱制热要求.电机余热辅助热泵空调制热工作模式下，热泵空调制冷剂循环和电机冷却水循环同时运行，如图1所示. 热泵空调通过冷凝器给乘客舱制热，同时电机余热通过暖风芯体给乘客舱制热，而水PTC和三通水阀控制的散热器回路会在车室外蒸发器需要除霜时开启，通过风扇将散热器的热量传到蒸发器上进行融霜，解决热泵空调在冬季低温潮湿环境下因车外蒸发器结霜而影响制热性能的难题. 该模式在电机余热单独制热性能不足时开启，以电机余热辅助制热能效比较高的热泵空调给乘客舱制热，同时利用了电机余热配合水PTC给车室外蒸发器进行除霜，在确保制热性能的前提下提高了能源利用率.在电机余热辅助PTC制热工作模式下，热泵空调不运行，水PTC开启，三通水阀控制关闭冷却水的散热器流向，冷却水循环如图3所示. 此时水循环有电机余热和水PTC制热两个热源，可以在电机余热单独制热性能不足和热泵空调超低温环境下无法制热时通过暖风芯体给乘客舱制热. 该模式虽然回收利用了电机余热进行制热，但主要还是利用PTC加热器制热，和现在市场中纯电动汽车普遍使用的制热方式一样，耗能较高，一般只在极端恶劣工况下使用.Key words：electric automobiles;heat pump systems;air conditioning;waste heat utilization;low temperature heating在冬季，纯电动汽车由于没有发动机提供足够的制热热源，所以需要额外的辅助热源进行制热[1]. 目前在市场应用中普遍使用PTC（Positive Temperature Coefficient heater）加熱器为纯电动汽车制热，但是其制热能效比（Coefficient of Performance，COP）不可能大于1，只能达到0.8～0.95[2]，对纯电动汽车的续航里程影响很大. 热泵空调比PTC加热器具有更高的制热能效比，可以提高纯电动汽车的冬季低温续航能力，因此，热泵空调成为了纯电动汽车制热空调更好的选择[3].许多学者对纯电动汽车热泵系统性能进行了研究[4-6]，但大部分针对单空气热源热泵系统以及混合动力汽车热泵系统，没有考虑到其他热源的利用. 纯电动汽车热泵空调虽然制热能效比较高，但还是在消耗动力电池的能量，若能加入电机余热辅助制热，将会有效减少动力电池的能量消耗，提高续航里程. 李萍等[7]研究了废热回收的热泵空调系统，采用两个分回路吸收电池和电机产生的废热以达到冬季恶劣条件下的制热要求. 该系统虽然可以有效改善热泵空调的制热性能，但并未考虑到低温高湿环境下车外换热器的结霜问题. 热泵空调虽然十分适合作为纯电动汽车的制热空调，但在使用热泵空调时还会遇到一些问题. 热泵空调的车外换热器在冬季低温潮湿环境下运行时发生结霜而影响空调系统制热性能是使用热泵空调系统所需要解决的一个难题. 车外换热器在低温潮湿环境下结霜后会导致压缩机单位功耗增加，降低系统性能，严重时甚至会造成停机现象[8-10].为了提高热泵系统在冬季的工作效率，需要采用带有车外换热器除霜功能的热泵空调系统. 许多学者对热气旁通和逆循环除霜方案进行了研究[11-13]，虽然它们可以迅速有效地实现除霜功能，但是它们除霜的最终能量来源都是动力电池的额外供能，这将在一定程度上缩减纯电动车的续航里程，如果能够合理利用纯电动汽车的电机余热进行辅助除霜，将有效提高热泵空调系统性能的同时减小对续航里程的影响.。
新能源电动汽车低温热泵型空调系统研究
新能源电动汽车低温热泵型空调系统研究作者：***来源：《专用汽车》2024年第07期摘要：随着电动化技术的快速发展，新能源汽车已经逐渐取代传统的燃油汽车，并且成为当今社会发展的主流。
但是新能源电动车在冬天使用电热采暖技术消耗能量很大，直接影响其经济性能，且会减小其续航里程。
为保障电动汽车能源的经济性，可以采用热泵空调系统进行采暖，不仅能有效减少低温制热性能衰减的问题，而且可以达到延长汽车续航里程的效果，因此该类系统成为降低新能源电动汽车能耗的关键手段。
据此，主要聚焦新能源电动汽车低温热泵型空调系统，通过实验和模拟分析，探讨其工作原理、性能优化及关键部件设计。
结果表明，该系统能有效提升低温环境下的空调效果，降低能源消耗，有利于推动新能源汽车技术发展。
关键词：新能源；电动汽车；低温热泵；空调系统中图分类号：U469.7 收稿日期：2024-05-14DOI：1019999/jcnki1004-02262024070201 新能源电动汽车低温热泵型空调系统性能新能源电动汽车低温热泵型空调系统，一般是建立在热泵原理的基础上而研发的，它能促进电动汽车外部低品位热能的转化，使其成为高品位热能的形式，再将其传输到车体的内部，能够实现对车体内部温度的合理调节。
此类系统可以帮助新能源电动汽车减少对能源的损耗，充分发挥其能效，有利于提高产品的续航能力。
对新能源电动汽车低温热泵型空调系统性能进行研究时，可以模拟电动汽车环境实验舱，并借助一台热泵型电动汽车空调系统，在调整实验舱内部温度和湿度时，利用不同的设定值，再将热泵型电动汽车空调系统启动，对其制热、制冷、除湿等多方面的性能表现予以观察[1]。
结果显示，在制热和制冷两种模式下，新能源电动汽车低温热泵型空调系统的性能良好。
以制冷模式为例，随着实验舱温度的下降，从35 ℃降至25 ℃，此时系统的能效比为2.1；在制热模式下，随着实验舱温度的上升，从15 ℃升到达25 ℃，此时系统的能效比为2.3。
新能源电动车夏天空调用原理
新能源电动车夏天空调用原理新能源电动车夏天空调使用原理
在夏天高温天气中，新能源电动车的空调系统起到了关键作用，为驾乘者提供
了舒适的车内环境。
下面我将介绍新能源电动车夏天空调使用的原理。
新能源电动车的空调系统主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和空调控制单元组成。
当驾驶员打开车内的空调开关时，以下步骤依次发生：
1. 压缩机工作：空调系统中的压缩机开始工作，通过压缩制冷剂（如制冷剂
R134a），提高其温度和压力。
2. 制冷剂循环：高温高压的制冷剂经过蒸发器进入冷凝器，在冷凝器中通过散
热器的辐射和风扇的吹拂，将热量散发到车外空气中。
同时，制冷剂冷却并变成高压液体。
3. 蒸发器冷却：高压液体制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器。
在蒸发器内部，制冷
剂经过蒸发过程，吸收车内的热量，将车内空气温度降低。
4. 冷风吹出：经过蒸发器蒸发后的制冷剂变成低温低压的气体，进一步降低车
内的温度。
然后，空调控制单元控制风扇将冷却过的空气吹出车内，为乘客提供凉爽的舒适环境。
需要注意的是，新能源电动车的空调系统相较于传统燃油车，多数采用电动压
缩机取代传统的机械压缩机，从而减少对发动机的依赖，节约能源消耗。
总结一下，新能源电动车夏天空调使用的原理是通过压缩机将压缩制冷剂制冷，然后制冷剂循环流经冷凝器和蒸发器，实现热量的散发和车内温度的降低，最终通过风扇将冷风吹出车内，为乘客提供凉爽的环境。
这种空调系统的运行依赖于电动压缩机，使得新能源电动车在夏天也能够提供舒适的驾乘体验。
新能源项目空调控制模块技术规范
新能源项目空调控制模块技术规范编制：审核：批准：供应商确认会签：汽车工程研究院1前言 (5)2相关标准 (5)3法规要求 (6)4产品要求 (6)4.1 概述 (6)4.2系统组成 (7)4.2.1电动空调系统 (7)4.2.2自动空调系统 (7)4.2.3控制系统变型 (7)零部件编号明细表： (8)5 机械要求 (9)5.1结构要求 (9)5.2产品测试 (9)5.3效果图及字符 (9)5.3.1效果图 (9)5.3.2字符 (9)5.4尺寸 (9)5.4.1 按键 (9)5.4.2 旋钮 (9)5.4.3间隙与面差 (9)5.4.4标签 (10)5.4.5标记 (10)5.4.6标贴的要求 (10)5.4.7边界尺寸要求 (10)5.5材料 (10)5.5.1按键、旋钮材料 (10)5.5.2 饰件、外观、光泽、颜色 (10)5.6设计数据要求 (11)5.7物料清单 (11)6电器设计 (11)6.1环境要求 (11)6.2主要电气要求 (11)6.2.1工作电压 (11)6.2.2工作电流 (11)6.2.3静态电流 (11)6.2.4照明 (12)6.2.5 EMC要求 (12)6.2.6空调显示屏要求 (12)7控制系统 (17)7.1电动空调系统 (17)7.1.1 前除霜控制 (17)7.1.2 后除霜控制 (17)7.1.3 内外循环控制 (18)7.1.4电动压缩机控制 (18)7.1.5开关机控制 (24)7.1.6吹风温度调节控制 (25)7.1.7 吹风模式调节控制 (25)7.1.8 吹风风量调节控制 (26)7.1.9远程空调控制功能（车联网） (26)7.1.10 PTC、水泵、水阀控制（超力） (28)7.1.11 PTC、水泵、水阀控制（伟巴斯特） (32)7.1.12避免预充失败逻辑 (35)7.1.13电池温度控制（仅适用水冷配置） (35)7.1.14 BMS热管理策略 (36)7.2自动空调系统 (41)7.2.1 AUTO控制 (41)7.2.2压缩机控制 (42)7.2.3开关机控制 (42)7.2.4 前除霜控制 (42)7.2.5后除霜控制 (42)7.2.6内外循环控制 (43)7.2.7吹风温度调节控制 (43)7.2.8 吹风风量调节控制 (45)7.2.9 DUAL控制功能 (45)7.2.10座椅加热控制功能 (45)7.2.11负离子控制功能（暂定） (46)7.2.12 远程空调控制功能（车联网） (46)7.3 操作信息显示 (46)7.3.1 DVD显示信息 (46)7.3.2显示界面 (46)7.3.3点火开关不同档位的显示要求 (46)7.3.4空调信息显示时间要求 (46)7.3.5 外温显示处理 (47)7.3.6 温度单位切换 (47)8控制目标 (47)8.1环境变化的稳定性 (47)8.2设定温度变化的响应性 (47)8.3光强变化的跟随性 (48)8.4车速变化的稳定性 (48)8.5.主观评价 (48)9网络通信及诊断要求 (49)9.2 CAN BUS 开发执行标准 (50)9.3 接口信号要求 (50)9.3.1接口信号定义 (50)9.3.2网络管理定义 (50)9.3.3网络总线接口定义 (50)9.4诊断及自检要求要求 (50)9.4.1自诊断功能 (50)9.4.2 自学习功能 (51)9.4.3系统网络诊断功能 (51)9.4.4远程遥控启动空调功能 (53)9.4.5在线软件刷新功能 (53)9.4.6组合按键设置 (53)9.5 传感器失效及软件设计要求 (53)9.5.1传感器失效保护 (53)9.5.2 软件设计要求 (53)10试验及检验要求 (53)10.1检验标准 (53)10.2空调舒适性验收 (54)10.3 试验项目 (54)11 进度要求 (54)12 不确定情况 (55)12.1不能满足要求的能力 (55)12.2确认或检测、试验要求 (55)13工装的要求 (55)13.1工装设计 (55)13.2工装布置 (55)13.3工装能力扩张和收缩的影响 (55)14供应商管理 (55)14.1同步工程 (55)14.2问题报告 (56)15供应商质量管理职责 (56)15.1产品质量先期策划 (56)15.2对潜在供应商评估、技术评估中存在问题的处理 (56)15.3生产件批准程序 (56)15.4检具 (56)A平台（以XX为例） (57)附表1：阳光传感器参数值 (57)附表2：室内、室外、蒸发器温度传感器RT表(根据具体车型配置) (58)附件3：电气原理图 (61)附图1：电器件规格书 (62)B平台（以XX为例） (64)附表1：阳光传感器参数值 (64)附表2：室内、室外、蒸发器温度传感器RT表(根据具体车型配置) (65)1前言本文献是由XXXX汽车工程研究院根据电动车车型配置表而编写的，主要在空调控制面板(热管理控制器)的结构、尺寸、材料、性能方面做出了定义，用于规范供应商的开发及生产。
纯电动汽车空调制冷制热原理
纯电动汽车空调制冷制热原理一、引言随着环保意识的不断提高，纯电动汽车成为了未来汽车发展的趋势。
而纯电动汽车的空调制冷和制热系统也是其重要组成部分之一。
本文将介绍纯电动汽车空调制冷和制热的原理。
二、纯电动汽车空调制冷原理1. 制冷循环系统纯电动汽车的制冷循环系统与传统汽车相似，由压缩机、蒸发器、冷凝器和节流阀等组成。
其中，压缩机将低温低压的制冷剂吸入，经过压缩后变为高温高压气体，然后通过冷凝器散热降温并变为高温高压液体，最后通过节流阀进入蒸发器进行蒸发降温。
2. 制冷剂纯电动汽车使用的制冷剂主要有R134a和R1234yf两种。
其中，R134a是一种氟利昂类物质，具有较好的制冷效果和稳定性；而R1234yf是一种新型环保型制冷剂，具有零臭氧破坏潜力和较低的温室气体潜力。
3. 制冷效果纯电动汽车的制冷效果受多种因素影响，如环境温度、车内空气流通情况、制冷剂种类和压缩机功率等。
一般来说，在环境温度为25℃时，纯电动汽车的制冷效果可达到-18℃至-20℃左右。
三、纯电动汽车空调制热原理1. 制热循环系统纯电动汽车的制热循环系统与传统汽车不同，采用了热泵技术。
该技术利用外界空气中的低温热量，通过压缩和膨胀等过程将其转化为高温热量，并将其释放到车内进行加热。
2. 系统组成纯电动汽车的制热循环系统由压缩机、蒸发器、冷凝器和换向阀等组成。
其中，换向阀起到切换制冷和制热模式的作用。
在制热模式下，压缩机将低温低压的工质吸入并进行压缩，然后通过蒸发器释放出高温高压的热量，最后通过冷凝器将热量散出。
3. 制热效果纯电动汽车的制热效果受多种因素影响，如环境温度、车内空气流通情况和压缩机功率等。
一般来说，在环境温度为0℃时，纯电动汽车的制热效果可达到20℃至25℃左右。
四、总结纯电动汽车空调制冷和制热系统采用了与传统汽车不同的技术，具有较好的环保性和节能性。
在未来，随着技术的不断发展和成本的降低，纯电动汽车空调制冷和制热系统将会得到更广泛的应用。
24v车载全直流变频空调标准
24v车载全直流变频空调标准24V车载全直流变频空调标准1. 引言随着现代社会的不断发展，车辆的电气化已经成为一种趋势。
作为电动车辆系统的重要组成部分之一，车载空调系统在车辆舒适性和驾驶体验方面起着至关重要的作用。
然而，传统的车载空调系统在效能和能耗方面存在一定的局限性。
为了提升车辆空调系统的能效和性能，24V车载全直流变频空调技术应运而生。
本文将探讨24V车载全直流变频空调标准的相关内容。
2. 24V车载全直流变频空调技术的特点2.1 能耗低采用全直流(24V)供电方式，直接从电池供电，避免了能量转换的损耗，提高了能源利用效率，降低了能耗。
2.2 精确控制通过变频调速技术，可以根据车内温度需求实现精确控制。
传统车载空调往往采用恒速工作方式，无法根据实际需求调节风速和温度，导致能耗浪费和驾驶舒适性下降。
2.3 静音运行全直流变频空调采用变频压缩机和电风扇，运行稳定，噪音低，提供更为静音的驾驶环境。
2.4 多种工作模式选择变频技术的应用使得24V车载全直流变频空调可以根据需要切换工作模式，如制冷、制热、除湿等，满足不同季节和天气条件下的舒适需求。
3. 24V车载全直流变频空调标准的重要性3.1 规范市场制定24V车载全直流变频空调的标准可以规范市场行为，促进技术创新和产业发展。
标准的制定将有助于推动行业向更高效、更环保的方向发展。
3.2 提高产品质量标准的制定将明确24V车载全直流变频空调产品的技术要求和性能指标，促使企业加强产品研发和质量控制，提升产品的可靠性和耐用性。
3.3 保障用户权益标准的制定可以为用户提供可靠的技术参考，让用户在购买车载全直流变频空调时更加了解产品，有效保护用户的权益。
4. 24V车载全直流变频空调标准的制定4.1 属性和功能要求通过对24V车载全直流变频空调的属性和功能进行明确定义，确保产品满足基本的技术要求，如能量效率、控制精度、静音性能等。
4.2 性能测试方法制定标准的过程中需要明确性能测试的方法和评价指标，如能耗测试、制冷效果测试、制热效果测试等，确保标准的科学性和可操作性。
电动车R744热泵空调系统控制策略介绍-PPT
Smart Mobility for Everyone 知通途，行天下电动车R744热泵空调系统控制策略介绍www.imotion.ai1、背景: 为什么要开发R744热泵空调？www.imotion.ai背景介绍：电动车冬季续航里程焦虑热泵空调是行业发展的必然趋势，尤其适用于电动车•燃油车利用发动机余热对乘客舱进行加热，不产生额外油耗。
•电动车没有发动机提供热量，需使用PTC 或热泵空调进行加热。
•PTC ：电阻加热，效率约为90%。
•热泵系统：制热时，使空调系统制冷剂逆向循环，制热效率约为电加热的3倍热泵可使电动车冬季续航里程增加30%左右以某电动车零下10度时的对比为例，热泵系统比PTC 加热可以增加62km 续航里程。
27020850100150200250300热泵PTC 电动车冬季续航里程(KM)背景介绍：热泵空调制冷剂背景资料：制冷剂的环保要求•2017年1月1日欧盟议会禁止新生产车辆使用GWP（全球温室效应指数）超过150的制冷剂；•2019年1月1日《蒙特利尔议定书》基加利修正案正式生效。
目前使用的R134a（GWP1430），属于禁止使用范围。
•中汽协已经于2019年1月向各OEM及零件供应商对中国加入基加利修正案征求意见。
•在2019年4月25日召开的第二届“一带一路”国际合作高峰论坛“绿色之路”的分论坛上，中国国家发展改革委员会发起了“一带一路”绿色高效制冷倡议；按照历史经验，中国将逐步开始分阶段削减HFC使用，制冷剂替代政策将很快出台。
制冷剂R1234yf R290R744(CO2)优点•符合环保要求。
•性能与R134a相近，现有空调系统调整较小。
•符合环保要求。
•价格较低。
•可在-30℃以下工作，且能效比高。
•符合环保要求。
•价格极低。
•可在-30℃以下工作，且能效比高。
缺点•制冷剂生产过程不环保。
•专利被美国杜邦和霍尼韦尔垄断，价格极高（约为R134a的20倍）。
•在-10℃以下效率非常低。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电动车空调的技术要求
要求
1）电机与压缩机一体式设计。
电机在压缩机内部对压缩机进行驱动，通过冷媒循环可自行冷却而不需外加冷却设备；
2）欠压保护。
当动力电源电压过低（低于260V±5V）时，驱动器将自动切断电路以保护电池与压缩机。
在不重启压缩机的情况下，若电源电压回升至275V ±5V则压缩机自动重新启动；
3）过流保护。
当电路中电流过高时，驱动器将自动切断电路以避免电流过大对压缩机及驱动器造成损坏；
4）预留调速信号输入接口。
通过在调速线上输入400Hz，12V占空比可调的PWM 信号可以对压缩机转速进行调节，0-100%占空比对应转速为1000RPM-6500RPM；
5）可通过CAN通信功能进行调速；
5）驱动器压缩机一体化设计，通过贴合压缩机冷端表面进行冷却；
6）驱动控制器控制电源12VDC；
参数
1）工作环境温度范围：驱动器：-30℃to85℃；压缩机：-30℃to105℃；
2）电源：
1?->工作电压范围：260V-380VDC；
2->额定输入电压：320VDC；
3->额定输入功率：2437W；
4->控制电源电压范围：9-15VDC；
5->控制电源最大输入电流:500mA；
3）电机参数：
1->电机类型：直流无刷无传感器电机，6极；
2->额定电压：336VDC；
3->额定功率:2437W；
4->额定转速:6500RPM；
5->最小转速:1000RPM；
6->转速误差:<1%
4)压缩机参数:
图1:压缩机外形图
1->排量:27cc/rev；
2->尺寸:208X121X176mm；
3->额定转速:6500RPM；
4->制冷剂:R134a；
5->冷冻油:RL68H；（120ml）
6->制冷量:4875W；
7->性能曲线:
图2:性能曲线图电动压缩机总成接线图
图5:电动压缩机总成接线图。