汽车空调：电动汽车空调热泵型涡旋压缩机结构分析
新能源汽车空调系统分析
新能源汽车空调系统分析随着世界节能环保意识的日益增强，新能源汽车已经逐步步入人们的视野，新能源汽车以其零污染、节能环保、低排放等特点成为汽车市场中的重要一员。
空调系统作为新能源汽车的核心组成部分之一，在提高驾驶舒适度的同时，也需要满足能源消耗少、环境污染少、运行可靠等多重要求。
本文将对新能源汽车空调系统进行分析。
1、压缩机压缩机是新能源汽车空调系统的重要组成部分，其主要作用是将制冷剂压缩，将其温度提高，使其能够在系统中流动，从而实现空调系统的工作。
新能源汽车空调系统采用电动压缩机代替传统的机械压缩机，可以实现更快速的制冷和更少的维护。
2、蒸发器蒸发器是空调系统中的另一个重要组成部分，其主要作用是将制冷剂气态吸入蒸发器，在过程中将热量吸收掉，使制冷剂成为液态，从而实现空调系统制冷的效果。
新能源汽车空调系统中的蒸发器大多采用了导热合金材料，并优化了结构设计，以减少系统的制冷功率。
3、冷凝器1、节能高效传统汽车空调系统使用发动机带动压缩机工作，风扇带动冷却水流动实现空气循环，耗能较大。
而新能源汽车空调系统采用电动压缩机和电动风扇，可以通过回收废气和热能达到节能的效果，对环境更为友好。
2、环保新能源汽车空调系统不需要消耗化石能源，不会产生有害气体和污染物，对环境保护更为有利。
同时，新能源汽车环保用车理念已经得到越来越多的消费者的认同。
3、驾驶舒适新能源汽车空调系统具有制冷和制热的效果，内部空气循环更为快捷，驾驶舒适度也更高，对于用户的需求更加贴切。
三、结语新能源汽车空调系统的设计满足了市场对绿色、高效、环保、舒适的多方面要求，正逐步成为新能源汽车领域的一个重要研究方向。
虽然在技术研发、价格等方面仍存在缺陷，但已经满足了越来越多消费者对于环保、节能的需求。
新能源汽车空调系统分析
新能源汽车空调系统分析1. 引言1.1 新能源汽车空调系统的意义新能源汽车空调系统的意义在于提高车辆的能效和减少对环境的影响。
随着全球汽车工业的快速发展和交通行业的快速增长，车辆使用量也在不断增加，传统燃油汽车的空调系统因为使用燃油而导致碳排放增加，加剧了环境污染和气候变化的问题。
而新能源汽车采用电能驱动，不使用燃油，减少了对环境的污染，符合可持续发展的理念。
新能源汽车在使用空调系统方面还具有更高的能效和舒适度。
电能的使用效率较高，通过新能源汽车空调系统，可以有效地降低能源消耗，提高车辆的能效。
新能源汽车空调系统采用新颖的技术和材料，可以实现更高的制冷和制热效果，提供更加舒适的驾乘体验。
新能源汽车空调系统的意义在于推动汽车行业向更加清洁、高效和可持续的方向发展，减少对环境的影响，提升车辆的性能和舒适度。
这使得新能源汽车空调系统成为未来汽车发展的重要方向之一。
1.2 新能源汽车空调系统的发展历程新能源汽车空调系统的发展可以追溯到20世纪60年代初，当时的新能源汽车空调系统主要使用机械式压缩循环制冷技术。
随着新能源汽车的不断推广和发展，空调系统逐渐成为新能源汽车中不可或缺的重要组成部分。
在20世纪70年代，随着电子技术的发展和应用，新能源汽车空调系统开始逐渐引入电子控制技术，使空调系统的控制更加智能化和精准化。
同时，新能源汽车空调系统的能效也得到了进一步提高。
进入21世纪，随着新能源汽车市场的快速增长和技术的持续创新，新能源汽车空调系统迎来了全新的发展机遇。
新能源汽车空调系统开始广泛应用于电动汽车、混合动力汽车等新能源汽车类型中，满足了不同车型、不同功率需求的空调要求。
总的来说，新能源汽车空调系统经过几十年的发展历程，已经从传统的机械式制冷技术逐步转变为电子控制技术为主导的智能化系统，为新能源汽车的舒适性和能效性能提供了强有力的支持和保障。
随着新能源汽车市场的进一步壮大和技术的不断进步，相信新能源汽车空调系统的发展将会迎来更加美好的未来。
新能源汽车空调电动压缩机的原理和应用分析
新能源汽车空调电动压缩机的原理和应用分析随着全球对环境问题的日益关注，新能源汽车的发展愈发受到人们的关注。
作为新能源汽车的重要组成部分之一，空调系统在提供舒适的驾乘环境的同时，也需要考虑能源的高效利用和环境的可持续发展。
在新能源汽车的空调系统中，电动压缩机扮演着至关重要的角色。
本文将对新能源汽车空调电动压缩机的原理和应用进行分析。
一、电动压缩机的原理电动压缩机是一种将电能转化为机械能的装置，用于提供制冷和制热功能。
相比传统的汽车压缩机，新能源汽车采用的电动压缩机具有以下几个优点：1. 高效性能：电动压缩机采用电能作为动力源，能够充分利用电能的高效特性。
相比传统的机械压缩机，在转化效率和能源利用率上具有明显的优势。
2. 可调性：电动压缩机的转速可以根据实际需求进行调整，实现制冷和制热功率的灵活调节。
这种可调性不仅提高了空调系统的性能，还有效减少了系统能耗。
3. 低噪音：传统的机械压缩机因为内部机械传动结构的存在，噪音较大。
而电动压缩机由于没有传动结构，运行时噪音较低，提供了更加舒适的驾乘环境。
在新能源汽车空调电动压缩机的工作原理中，关键是电机和压缩机的组合。
电机通过电能输入产生机械转动，传递给压缩机，从而实现对制冷剂的压缩，达到制冷或制热的效果。
电动压缩机通常采用交流电机或直流电机，具体类型根据具体需求而定。
二、电动压缩机的应用新能源汽车空调电动压缩机的应用主要体现在以下几个方面：1. 能源利用效率提升：传统汽车空调系统中，压缩机通常由发动机驱动，会造成一定的能源浪费。
而采用电动压缩机后，可以独立于发动机工作，提高能源的利用效率，减少碳排放。
2. 独立控制：新能源汽车的电动压缩机可以独立于发动机工作，实现独立控制。
这样可以根据驾驶员和乘客的需求，对温度、风量等进行精确调控，提供个性化舒适的驾乘环境。
3. 能量回收：一些新能源汽车的空调系统中，采用能量回收技术，将制冷过程中产生的热量转化为电能供电给电动压缩机。
电动汽车空调原理图
电动汽车空调原理图
循环空调系统
[图片描述]：
该图显示了电动汽车空调系统的原理。
该系统由以下主要组成部分组成：
1. 压缩机：该电动压缩机通过以系统内的制冷剂作为介质，将低压制冷剂吸入，然后压缩它并提高其温度和压力。
2. 冷凝器：热高压制冷剂在冷凝器中散发热量，并逐渐冷却和凝结为高压液态制冷剂。
3. 膨胀阀：高压制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器。
膨胀阀的作用是控制制冷剂的流量和压力，并且在其通过阀门时降低其温度和压力。
4. 蒸发器：在蒸发器中，低压液态制冷剂暴露在外界空气中，并通过与空气的热交换将热量吸收，并迅速变为低温蒸汽。
5. 风扇：系统中的风扇会将外部空气引入蒸发器，并通过与低温蒸汽的热交换来冷却空气并吹送到汽车内部，以降低温度。
制冷剂在整个循环中循环流动，不断吸收和释放热量以提供冷却效果。
通过控制压缩机和膨胀阀的运行，系统可以根据需要调整温度和湿度。
科技成果——电动汽车空调用电动涡旋式压缩机技术
科技成果——电动汽车空调用电动涡旋式压缩机技术技术开发单位中科院理化技术研究所项目背景电动压缩机是汽车空调最关键部件，其性能好坏直接确定了汽车空调的性能，也是技术难度最大的部件。
目前电动压缩机技术主要控制在日本、美国等企业中，国内企业存在很大差距，故迫切需要研制出电动汽车空调用电动涡旋式压缩机并实现产业化。
本项目使用涡旋技术，高效节能，与传统压缩机相比，节能20-30%，整车节能4-6%，项目完全实施后预计年节约用电55万度。
电动涡旋式压缩机外观示意图技术特点电动涡旋式压缩机是采用直流电机驱动，一对涡旋盘啮合来实现气体的压缩。
具有以下优点：1、压缩机构与电机转子共用一根轴，采用电机、控制器、压缩机构集成化设计，提高了整体制冷效率。
2、无吸气阀，无余隙容积，容积效率高。
3、采用直流无刷电机，电机效率高。
4、启动扭矩低，易启动，操作平稳，振动小，噪音低。
5、高速度小排量，易于体积小型化和轻量化。
6、控制单元精确控制电机转速实现压缩机输气量0-100%最大输出量间变化。
7、能够实现车辆起步阶段的快速降温和车外气候条件变化而车内恒温的要求。
应用场合和市场预测该产品主要应用于各类电动汽车空调中，包括纯电动汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车、新能源（如太阳能）汽车等空调系统中。
2009年国家“十大产业振兴规划”中将新能源汽车作为重点支持产业，“电动压缩机”列入实施细则目录中。
《汽车与新能源汽车产业发展规划》（2011-2020年）提出了2011-2020年我国新能源汽车产业的发展目标是，到2020年，新能源汽车产业化和市场规模达到世界第一，新能源汽车保有量达到500万辆。
市场前景非常广阔。
合作方式合作开发。
新能源汽车热泵空调系统介绍
新能源汽车热泵空调系统介绍1. 引言1.1 概述随着全球环境保护意识的提高和对传统燃油车尾气排放的担忧，新能源汽车作为一种清洁、可持续的交通工具正逐渐受到广泛关注。
而在新能源汽车中，热泵空调系统起到了至关重要的作用。
本文将介绍新能源汽车热泵空调系统的原理、组成部分以及工作流程，并探讨其重要性和优势。
同时，还将总结该系统存在的潜在问题并展望未来发展趋势，以给读者提供有关该领域的全面了解。
1.2 文章结构本文共分为五个部分进行阐述。
首先，在引言部分，我们将概述本篇文章的主要内容，并简要介绍每个部分所涉及的内容。
接下来，将详细介绍新能源汽车热泵空调系统的原理和重要性，并强调其在新能源汽车中不可或缺的地位。
然后，我们会详细描述该系统的主要组成部分，包括压缩机、冷凝器、蒸发器以及膨胀阀等。
随后，在第四部分中，将深入探讨该系统的工作原理和流程，并介绍其控制方式与传感器检测技术的应用。
最后，在结论部分中，将总结新能源汽车热泵空调系统的优势和潜在问题，并对未来发展趋势进行展望和提出建议。
1.3 目的本文的目的是全面介绍新能源汽车热泵空调系统，旨在增强读者对该系统原理、组成部分以及工作流程的理解。
通过详细描述该系统的重要性和优势，我们希望读者能够深入了解其在新能源汽车中所扮演的角色，并认识到其可持续发展性。
同时，我们也会指出该系统存在的潜在问题并提出展望和建议，以促进该领域的进一步研究与创新。
2. 新能源汽车热泵空调系统介绍2.1 热泵空调系统原理新能源汽车热泵空调系统是一种基于热泵原理的空调系统，它利用电能驱动压缩机工作，通过循环流体介质，实现对车内空气的制冷和制热。
其工作原理与传统汽车空调系统相似，但使用了更高效、更环保的新能源技术。
2.2 新能源汽车热泵空调系统的重要性随着全球对环境污染问题的日益关注，新能源汽车正逐渐成为解决当今世界面临的关键问题之一。
而新能源汽车热泵空调系统在实现舒适驾乘体验的同时，还具备更低的能耗和减少尾气排放等优点。
简述新能源汽车空调压缩机的组成
简述新能源汽车空调压缩机的组成
新能源汽车空调压缩机主要由以下几个组成部分构成：
1. 压缩机本体：是空调系统的核心设备，用于将低压制冷剂压缩为高压制冷剂，使其温度升高，以实现制冷效果。
2. 电动驱动系统：用于驱动压缩机运转的电动机，通常由电池组供电，相比传统的内燃机驱动系统更环保。
3. 控制系统：包括传感器、控制器等设备，用于检测环境温度、车内温度和制冷剂压力等参数，根据这些参数控制压缩机的运转和制冷效果。
4. 润滑系统：用于给压缩机的各个运动部件提供润滑和冷却，通常使用特殊的润滑油来保证压缩机的正常运转。
5. 冷凝器：用于将高温高压的制冷剂通过散热器散热，使其温度降低，同时将制冷剂的状态由气态转变为液态。
6. 蒸发器：用于将低温低压的液态制冷剂蒸发为气态，吸收车内空气中的热量，从而实现制冷效果。
7. 膨胀阀：控制制冷剂在冷凝器和蒸发器之间的流量，确保系统的正常运转和制冷效果。
以上是新能源汽车空调压缩机的主要组成部分，它们密切配合工作，使得汽车空调系统能够正常运行，为驾驶员和乘客提供舒适的驾乘环境。
电动汽车空调系统与结构的认识
电动汽车的空调系统由多个部分组成，这些部分的功能各异，但共同协作，为乘客提供舒适的车内环境。
以下是对电动汽车空调系统的简要介绍：制冷系统：主要由空调压缩机、蒸发器、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀等部件组成。
制冷系统利用制冷剂的循环和变化状态，如恒定非正常循环，来实现制冷效果。
加热系统：主要由加热器、水阀、水管等部件组成。
该系统利用发动机冷却液、废热或燃烧器燃烧产生的热量作为热源，通过加热器加热进入车内的空气或外部新鲜空气，使出口温度升高，达到加热的目的。
通风系统：由进气模式挡板、鼓风机、混合模式挡板、气流模式挡板、浮动管等组成。
通风系统通过鼓风机、进气风和风道将外部新鲜空气吸入车内，起到通风换气的作用。
同时，通风也起到了很好的防止风窗起雾的作用。
空气净化装置：当空气湿度较低时，对车内空气进行加湿，以提高车内空气的相对湿度。
电气控制系统：控制整个空调系统的运行，包括制冷、加热、通风和空气净化等功能。
电动汽车的空调系统主要由以下几个部分组成：电动压缩机：电动压缩机是空调系统的核心部件，负责提供制冷剂压缩的动力。
它通常由电动机驱动，通过改变电动机的旋转方向来改变压缩机的压缩方向。
冷凝器和蒸发器：冷凝器负责将压缩机排出的高温高压制冷剂蒸气冷却并液化，而蒸发器则负责将液态制冷剂蒸发为低压低温的蒸气，吸收车内的热量。
膨胀阀和制冷管路：膨胀阀是控制制冷剂流量的部件, 它根据蒸发器的需要将制冷剂分配到各个蒸发器中。
制冷管路则是制冷剂在空调系统中流动的通道。
空气处理单元：包括空气混合、过滤和再热等功能，它可以根据车内温度和湿度的需求，调节进入车内的空气温度和湿度。
控制系统：包括传感器和执行器等部件，传感器负责监测车内的温度和湿度等参数，并将信号传给控制器；执行器则根据控制器的指令，控制空调系统的运行。
止匕外，电动汽车的空调系统通常还包括一些辅助部件, 如电源、电动机和控制模块等。
这些部件共同协作，使得电动汽车的空调系统能够正常运行，为乘客提供舒适的车内环境。
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电动汽车空调热泵型涡旋压缩机结构分析
【摘要】为了解决电动汽车空调系统冬季采暖问题，针对冬季空调工况下压缩机单级压比增大的运行特性，以涡旋压缩机制热性能系数为热力学优化目标函数，确定了制冷剂循环系统中的最佳补气压力，优化了涡旋压缩机静涡旋盘上的中间补气口的几何位置和形状，使其具备了准双级压缩功能。
将研发的热泵型电动涡旋压缩机安装于电动汽车空调系统，利用空气焓差法对系统进行了制热、制冷性能实验。
实验结果表明，静涡旋盘结构优化后的热泵型电动涡旋压缩机，其制热和制冷能力可以满足5 人座电动汽车司乘人员的冬季和夏季舒适性要求，并且具有较高的制热和制冷性能系数，从而提升了汽车空调系统热泵循环和制冷循环的热经济性，达到了节能的目的。
【关键词】电动汽车空调涡旋压缩机热泵优化性能实验
电动汽车已发展为重要的道路交通工具之一，其空调系统的压缩机动力源以及冬季采暖方式与普通内燃机汽车相比，有着本质的区别。
对于现有的电动汽车空调系统，使用普通型电动压缩机也有其局限性: 制冷系统仅在夏季运行以满足车室内空气降温的要求，而冬季主要采用PTC 加热模式来满足采暖要求，其制热效率相对较低，对车载蓄电池的电能消耗较大，严重缩短了电动汽车的续行里程，制约了电动汽车推广和普及。
而目前热泵型空调压缩机主要应用于家用及商用空调装置，其外形尺寸较大，整机重量较重，很难适用于电动汽车空调系统。
同时，汽车空调的工作环境有其特殊性: 承受频繁的震动和冲击，空调的热负荷大，压缩机的安装结构空间有限。
因此，急需开发一种新型的冷暖两用式( 热泵型) 电动汽车空调压缩机，并且要求开发的热泵型电动汽车空调压缩机具有结构紧凑、小型轻量化、制冷和制热性能良好等优点。
以电动汽车空调热泵型涡旋压缩机为研究对象，针对冬季空调工况下压缩机单级压比增大的运行特性，优化压缩机的静涡旋盘结构使其具备准双级压缩功能，并通过空气焓差实验法对样机的制热和制冷性能进行验证，以期提高压缩机的排气量，并降低压缩机的排气温度，从而提升汽车空调系统在低温环境下的制热能力。
1. 涡旋压缩机中间补气压力的确定
对于热泵型电动汽车空调系统，夏季制冷循环时，车室内换热器为蒸发器，通过吸热降低车室内空气温度至24 ～27 ℃; 冬季制热循环时，车室内换热器为冷凝器，通过放热提高车室内空气温度至18 ～20℃，从而满足车内人员的舒适性要求。
热泵型电动汽车空调系统的工作原理如图1 所示。
根据热力学过程方程可知，压缩机排气温度Td( K) 与吸气温度Ts( K) 的关系为:
式中: m t为温度多方指数; p s、p d分别为压缩机的吸气压力和排气压力，MPa。
相对于制冷循环，制热循环时压缩机的吸气压力变低，因此压比p d/p s将提高，由式( 1) 可知，压缩机的排气温度也升高，这会导致空调系统中制冷剂分解、密封及绝缘材料老化、润滑油结碳，严重时还会使节流阀和干燥过滤器发生堵塞。
所以，为了降低压缩机的排气温度T d，增加热泵循环时系统中制冷剂的质量流量，需要在系统的组成元件中引入闪蒸器的同时，相应地改变涡旋压缩机内部的静涡旋盘零件结构，使压缩机的单级压缩过程转换为准双
级压缩过程，即将p d /p s分解为p m /p s和p d /p m两个压缩阶段，并利用从闪蒸器过来的中温中压( Tm，pm)制冷剂气体冷却低压级压缩机的排气。
此时，制热循环时制冷剂的热力过程及与其对应的压－焓图如图2 所示。
汽车空调系统冬季循环的制热性能系数如式( 2) 所示。
式中: h i为热力循环状态点i 的比焓，kJ /kg; G g、G d分别为高压级和低压级制冷剂的流量，kg /s; x 为制冷剂经过辅助节流阀节流后的干度; C l为与冷凝温度t k相对应的制冷剂液体比热容，kJ /( kg·℃) ; r m为与中间温度t m相对应的制冷剂汽化潜热，kJ /kg。
由式( 2) 、( 3) 可知，最高的COP hmax对应着最佳的中间温度t mopt，即存在着最佳中间压力p mopt。
本文采用的优化方法为:
1) 根据热泵循环设计工况给定的冷凝压力p k和蒸发压力p o值，按公式p m = ( p k p o) 0. 5求取一个中间压力初值，并利用制冷剂的热力学性质表查出它对应的中间温度初值;
2) 在中间温度初值的上下按2 ℃的间隔选取5 ～6 个中间温度值;
3) 进行5 ～6 次热力计算，并将计算结果绘制成COP h-tm曲线图，图中曲线的顶点所对应的中间温度即为最佳中间温度t mopt，与之相对应的压力即为最佳中间压力p mopt。
2. 压缩机中间补气口结构的优化
根据涡旋压缩机的热力学过程方程和涡旋型线几何学可得中间压缩腔的内容积比V i2及中间补气口所处的位置展角Фm，如公式( 4) 、( 5) 所示。
联立式( 4) 、( 5) ，将最佳中间压力p mopt代入，即可求出中间补气口所处位置展角的最佳值Фmopt。
式中: N 为涡旋压缩机压缩腔对数; α为涡旋型线起始展角，r /min; θm为涡旋压缩机中间压缩腔所对应的曲轴转角，r /min。
为了避免涡旋压缩机中间腔补气回流至吸气腔现象的发生，要求在压缩机运行过程中，当静涡旋盘中间补气口位于吸气腔的瞬间，其必须能被动涡旋盘的涡旋齿顶部覆盖。
所以，中间补气口的半径r及其圆心距离最近涡旋壁的垂直距离d 必须满足条件式( 6) 。
同时，为了降低补气过程中制冷剂气体的流动阻力损失和噪声，应尽量扩大中间补气口的流通截面，本文研制的静涡旋盘中间补气口由两个半圆弧和一个矩形所组成，其具体结构形式如图3所示。
3. 制热和制冷性能实验
本文研制的热泵型电动涡旋压缩机的几何排量为28 mL，转速为6000 r /min，汽车空调系统使用的制冷剂为Ｒ134a，压缩机的驱动电源为DC336V。
将开发的热泵型电动涡旋压缩机安装于5 人座轿车空调系统，利用空气焓差法对汽车空调系统进行制热、制冷性能实验，实验结果分别如表1 和表2 所示。
根据表1 和表2 中的实验结果数据可以看出，被测电动涡旋压缩机所提供的2. 734 kW 制热量和4. 187 kW 制冷量，可以满足小型汽车空调系统的冬季热负荷及夏季冷负荷要求。
由于冬季空调的工况条件比夏季空调制冷循环的工况条件恶劣，热泵循环时蒸发器内部制冷剂的蒸发温度更低，压缩机在相同的转速条件下，其内部制冷剂的体积流量虽然不变，但是随着吸气比容的变大，制冷剂的质量流量将会减少，从而导致了热泵循环的制热量低于制冷循环的制冷量。
表1 制热循环实验
表2 制冷循环实验
对照GB21360—2008( 汽车空调用制冷压缩机)中的测试结果要求，从表1、表2 中的实验结果数据还可以看出，电动涡旋压缩机的静涡旋盘结构经过优化设计后，具有较高的制热和制冷性能系数，从而达到了产品节能的目的。
4. 结论
为了满足电动汽车空调系统的冬季制热要求，对涡旋压缩机的静涡旋盘结构进行了改型设计，使压缩机对制冷剂气体的压缩热力过程由单级压缩演变为准双级压缩。
理论和实验研究结果表明:
1) 在冬季汽车空调系统的热泵循环名义工况下，以压缩机的制热性能系数为热力学优化目标函数，制冷剂循环系统中存在着一个最佳补气压力。
与此相对应，涡旋压缩机静涡旋盘上的中间补气口有一个最佳几何位置。
2) 静涡旋盘结构优化后的热泵型电动涡旋压缩机，其空调系统的制热和制冷能力，可以满足5 人座电动汽车司乘人员的冬季和夏季舒适性要求。
3) 采用中间补气的热泵型电动涡旋压缩机，降低了压缩机的排气温度，增加了热泵循环时汽车空调系统中制冷剂的质量流量，从而提升了汽车空调系统热泵循环和制冷循环的热经济性，实现了节能的目的。