热泵型电动汽车空调系统性能试验研究上课讲义
纯电动汽车用低温热泵型空调系统性能研究
纯电动汽车用低温热泵型空调系统性能研究由于纯电动汽车无发动机冷却热源用于冬季车内供热,开发冷暖两用的热泵型空调系统,已成为当前纯电动汽车空调系统开发亟待解决的关键技术。
本文基于准双级压缩循环原理,结合工质R134a的低温特性和系统设备的结构特点,提出了纯电动汽车用低温热泵型空调系统,解决了R134a热泵空调系统低温环境工况下高效可靠供热运行技术,为开发适合纯电动汽车的高效热泵空调系统提供了可行的技术方法。
研究成果包括以下几个方面:(1)建立了纯电动汽车用低温热泵型空调系统数学模型。
包含混气型涡旋式电动压缩机、车外换热器(冷凝器)、车内换热器(蒸发器)、电子膨胀阀、混气换热器(中间换热器)以及循环工质R134a热物性参数数学模型,并根据系统各个部件之间的耦合性能,形成预测该系统性能的系统数学模型。
模拟分析了车外环境温度、混气比率等因素对纯电动汽车用低温热泵型空调系统运行特性的影响。
模拟结果与实验结果对比,二者变化趋势相同,吻合较好。
(2)设计了纯电动汽车用低温热泵型空调系统。
该系统可根据运行工况和实际需要实现中压补气和低压混气两种热泵供热循环技术,可实现不同工况下对电动汽车制冷、制热、车外换热器除霜等多种基本工作模式,通过压缩机降温增效混气系统和辅助电加热器使该系统能够在室外-20℃超低温环境温度下高效稳定地进行制热循环。
(3)设计并搭建了纯电动汽车用低温热泵型空调系统性能实验平台。
通过该实验台分别完成了电动汽车制冷、普通制热、低温制热和车外换热器除霜等基本工作模式下系统的性能实验。
实验研究结果表明:低温工况下压缩机排气温度显著降低,当车外环境温度为-20℃时仍正常运行,压缩机排气温度可有效控制在80℃以下,解决了非混气热泵循环排气温度过高无法正常工作的情况;系统制热量明显提升,在车外环境温度为10℃时,非混气热泵空调系统制热量为4200W左右,混气型低温热泵空调系统制热量在5300W左右,制热量提高了20%以上;系统低温工况运行效率较高,在车外环境温度为-20℃时,系统COP达1.5左右,高于电加热供热、热电半导体供热等其他供热方式。
电动汽车热泵空调系统设计及试验分析
车辆工程技术14车辆技术电动汽车热泵空调系统设计及试验分析郑淳允（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院,广州 511434）摘 要：本文研究了针对纯电动汽车所设计的冷暖一体热泵空调系统，测试了在不同环境温度下，系统的制热效率以及制热量，然后将测试效果和PTC 制热进行了对比。
结果证明，随着环境温度的降低，系统压力会减小，热泵的制热量也会有效减少，制热效率明显降低，而热泵的制热效率较PTC 的制热效率要大得多，足以证明，热泵空调系统在电动汽车上的应用具有较高的可行性。
关键词：电动汽车；热泵空调系统；设计及试验 传统车载空调系统的制热原理是，充分利用发动机冷却液的循环实现车内环境的温控。
电动车没有发动机，不能应用传统的车载空调系统的原理进行制热。
在低温条件下，驾驶员可以利用车载的制热元件进行制热，供驾驶员取暖，保证行车的安全性，提高车内环境的舒适度。
所以，电动汽车必须创新相应的方法，实现制热功能。
1 电动汽车热泵空调系统设计方案 目前，制冷/采暖系统在电动汽车的设计中应用较为广泛，32cc 压缩机负责提供制冷剂循环动力，如图1所示，制冷/采暖系统主要由压缩机、室内、外换热器、膨胀阀、气液分离器等部件构成。
如果系统以制冷模式进行运作，四通阀处于不通电的状态，气态制冷剂在低温低压的状态下，由压缩机压缩成高温高压气态制冷剂，然后进入到室外换热器，对中和外界空气形成对流换热后，转变为中温中压的液体，经过膨胀阀节流后，温度和压力有所降低，转变成为雾状继续进入到室内换热器，在室内换热器中，制冷剂会蒸发吸热，达到降低车内温度的作用，这个过程中，气体在室内换热器出口的温度和压力有所降低，进入到压缩机中，完成整个制冷循环。
如果系统以制热的模式进行运作的时候，四通阀处于通电的状态，压缩机将具有一定温度和压力的气态制冷剂推入到室内换热器，这时，制冷剂所携带达到热量高就会传递到车内，有效的实现室内制热，制冷剂经过膨胀阀的节流，压力降低后会进入到室外换热器，蒸发吸热，将环境中的热量带入到系统中，在压缩机的抽吸功能下，工质回到压缩机中，整个制热循环完成。
热泵型电动汽车空调系统性能试验研究
热泵型电动汽车空调系统性能试验研究1.1研究背景及意义目前，随着人类越来越多的使用燃油汽车，汽车尾气排放出的二氧化碳加剧了全球气候极端变化。
我国的石油资源的探明储量极其有限，早在2009年,石油消费进口依存度就突破了“国际警戒线”（5０％),高达５2%。
汽车保有量却是逐年增加,如果汽车几乎完全依赖于化石燃料，很容易受到国际石油价格的冲击,甚至导致燃料的供应中断。
再者，燃油汽车的尾气排放出大量的污染物如PM10(可吸入颗粒物）、NOx(氮氧化物)、SO２（二氧化硫）和ＶOCs（挥发性有机化合物）等，已经成为我国城市大气污染的主要污染源,严重危害了人们的健康。
纯电动汽车是以电能驱动的，具有燃油汽车无法比拟的优点,主要表现在：一、污染少、噪声低。
其本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放,除硫和微粒外,其它污染物也显著减少,且电动汽车电动机的发出的噪声较燃油汽车发动机小得多;二、能源的利用具有多元化，电力可以从多种一次能源如煤、核能、水力、太阳能、风能、潮汐能等获得,能源利用更加安全;三、可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电，起到平抑电网的峰谷差的作用；四、效率更高和控制更容易实现智能化。
作为一种具有环保和节能优势的先进交通工具,电动汽车受到了越来越广泛的关注。
美、日、欧等发达国家不惜投入巨资进行电动汽车的研究开发,取得了丰硕的研究成果，纯电动汽车目前在许多发达国家已得到商业化的应用。
我国电动汽车发展起步较晚,但国家从维护能源安全，改善大气环境,提高汽车工业竞争力和实现我国汽车工业的跨越式发展的战略高度考虑，从“八五”开始到现在,电动汽车研究一直是国家计划项目，并在2０01 年设立了“电动汽车重大科技专项”，通过组织企业、高校和科研机构，集中各方面力量进行技术攻关。
与此同时，上海、广州和深圳等地的地方政府也出台了相应的扶持新能源汽车的发展政策,计划实现电动汽车在本地的产业化。
电动汽车代表未来汽车发展的方向,各国政策的扶持为电动汽车的发展铺平了道路,近年来，它们在全世界范围内呈现出欣欣向荣的的发展态势,据国外著名金融杂志JＰMorgａn 报道，预计到2０２0年全球将有１1０0万辆电动汽车上市销售,这意味着到那时电动汽车将分别占有北美20％和全球13%的市场份额,但目前电动汽车的发展遇到很多技术问题,特别动力电池技术，续驶里程的提高和充电网络的建设等问题。
电动汽车热泵空调制热模式启动性能的试验研究
电动汽车热泵空调制热模式启动性能的试验研究随着电动汽车的普及和环保意识的增强，电动汽车热泵空调的应用也越来越广泛。
本文旨在探究电动汽车热泵空调制热模式启动性能的试验研究，为该系统的优化和应用提供参考。
试验手段：选取典型的电动汽车热泵空调系统，基于其工作原理，建立了一个简化的数学模型，通过实验仪器对其进行测试和验证。
其中，主要测试仪器包括能量计、温度计、压力计、功率计、多参数测试仪等。
试验步骤：首先，对电动汽车热泵空调制热模式进行预操作，确保系统处于稳定状态；其次，开启系统，通过测试仪器记录制热模式启动前后的参数变化，以及启动时间和能量消耗量等数据。
试验结果：通过实验研究，得出以下结论：（1）电动汽车热泵空调制热模式的启动时间通常需要3-5分钟，且启动时间与环境温度和制冷剂状态有关。
（2）制热模式下，热泵空调的制热效率较高，但启动时需要一定的电能消耗，且最大功率消耗量通常在启动后逐渐下降。
（3）与传统空调相比，电动汽车热泵空调制热模式在启动后能够更快地达到稳定状态，且能量利用率更高。
结论：通过本次试验研究，我们得出了电动汽车热泵空调制热模式启动性能相关的结论。
为了优化该系统的启动性能，建议在设计和应用中，加强对热泵空调的控制和调节，提高系统启动的能量利用率，减少启动时间和电能消耗量，从而提高电动汽车热泵空调的整体工作效率和环保性能。
除了优化热泵空调本身的控制和调节，还可以通过改善热泵空调的热交换器和降低制热负荷来提高启动性能。
例如，采用更先进的热交换器材料，增加热传递效率，能够更快地完成制热过程；另外，通过改善车内隔热性能，减少车内热损失，可以降低制热负荷，从而缩短启动时间，降低电能消耗量。
此外，为了更好地评价电动汽车热泵空调制热模式的启动性能，需要考虑不同环境条件下的影响。
例如，在寒冷的冬季，低温环境会对热泵系数和制热效率产生影响，进而影响制热模式的启动性能。
因此，需要对不同的气候条件下进行更加全面和细致的试验研究，以获得更加准确和具有代表性的数据和结论。
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。
电动汽车热泵空调系统的实验研究
电动汽车用热泵空调系统的实验研究轩小波1,2陈斐1,21.上海新能源汽车空调工程技术研究中心2.上海加冷松芝汽车空调股份有限公司制冷研究院摘要：基于一款电动汽车空调设计了热泵空调系统试验台架，研究了不同压缩机转速和环境温度条件下双换热器和三换热器系统对热泵空调换热性能、总成出风口平均温度及系统COP的影响。
结果表明，环境温度越高双换热器系统和三换热器系统的换热性能越高，且三换热器系统的性能优势越明显；压缩机转速为5500rpm、室外环境温度为7℃、1℃、-5℃工况下，三换热器系统较双换热器系统总成出风口平均温度分别高8.0℃、7.2℃和6.1℃，系统COP分别提高15.0%、16.5%和18.2%，提高了电动汽车乘员舱的舒适性和能效比。
关键词：电动汽车热泵空调实验研究三换热器系统系统COPExperimental Research of Heat Pump Air-conditioning Systemfor Electric VehicleSongz automobile air conditioning co.,ltd Shanghai 201108Abstract: Designed a test bench of heat pump air conditioning system based on an electric car air-conditioning. The impact of heat pump air conditioning system transfer performance, average temperature of the outlet assembly and the system coefficient of performance were studied base on two exchangers system and three exchangers system, under different compressor speeds and different ambient temperatures. The test results indicate that, higher the ambient temperature, higher the heat transfer performance of the two exchangers system and three exchangers system, transfer performance advantages more obvious of the three exchangers system. Under compressor speed is 5500rpm, ambient temperature is 7℃,1℃,-5℃conditions, average temperature of outlet assembly of the three exchangers system higher 8.0℃, 7.2℃and 6.1℃than the two exchangers system, the coefficient of performance increased 15.0%, 16.5% and 18.2% respectively, and the electric vehicle passenger compartment comfort and energy efficiency is also improved.Key words:electric vehicle heat pump air-conditioning experimental research three heat exchangers system system coefficient of performance1前言由于新能源电动和混动汽车工业的快速发展，空调系统能耗对电动汽车续行里程的影响日益凸显，这对电动汽车空调系统的节能降耗提出了更高要求。
纯电动乘用车热泵空调系统设计与性能仿真研究
参考内容二
基本内容
基本内容
随着环保意识的不断提高和电动汽车技术的不断发展，纯电动汽车在全球范 围内的应用越来越广泛。然而，纯电动汽车在寒冷天气下的续航里程往往会受到 空调耗电的严重影响。因此，如何提高纯电动汽车在寒冷天气下的续航里程成为 了亟待解决的问题。本次演示将围绕纯电动车热泵空调与动力系统集成式热管理 系统进行研究，旨在提高纯电动汽车在寒冷天气下的续航里程。
1、电动压缩机：电动压缩机是变频热泵空调系统的核心部件，其作用是将制 冷剂压缩成高温高压气体，为整个系统提供冷量。
纯电动客车变频热泵空调系统的工作原理及构成
2、冷凝器：冷凝器是用来将压缩机排出的高温高压气体冷却成液体的部件， 液体再经过膨胀阀进入蒸发器。
纯电动客车变频热泵空调系统的工作原理及构成
基本内容
然而，仿真也存在一定的精度和局限性。例如，仿真模型可能无法完全模拟 实际运行中的所有条件和工况，因此仿真结果可能与实际情况存在一定的误差。 此外，仿真的成本也较高，需要大量的计算资源和时间。因此，在实际应用中， 需要结合实验数据和实际经验对仿真结果进行验证和修正，以得到更准确的结果。
基本内容
通过本次研究，我们可以清楚地认识到低温热泵型空调系统在纯电动汽车中 的重要性。在未来的工作中，我们将继续对低温热泵型空调系统进行更深入的研 究，以提高其性能和效率，为电动汽车的发展贡献力量。
谢谢观看
纯电动乘用车热泵空调系统 设计与性能仿真研究
基本内容
基本内容
随着全球对环保和能源利用效率的度不断提高，电动汽车的市场份额逐渐扩 大。然而，纯电动乘用车在寒冷天气下的续航里程和舒适性仍面临挑战。其中， 热泵空调系统的设计及其性能仿真对于提高车辆的舒适性和能源利用效率具有重 要意义。
纯电动汽车两种热泵空调系统的实验研究
纯电动汽车两种热泵空调系统的实验研究摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的科学技术的发展也有了很大的提高。
纯电动汽车使用电能作为驱动动力，使得它的空调系统不同于传统燃油汽车。
传统燃油汽车采用发动机余热来制热，而电动汽车普遍采用PTC（正温度系数电热管）加热的方式制热。
由于PTC制热效率低，导致电动汽车冬季续航里程严重降低。
研究表明空调制热消耗的电能约占电动汽车整车能耗的33%。
热泵是利用少量高品位能源使热量由低温热源流向高温热源的节能装置，电动汽车采用热泵空调系统取暖，可利用电能将环境中的热量泵送到车室内，得到的热量为消耗的电能与吸收的低位热能之和，因此其能效比COP（Cop，Coeffi-cientofPerformance）大于1。
开发出适用于纯电动汽车的冷暖一体的热泵空调系统对纯电动汽车节能降耗具有重要意义。
关键词：纯电动汽车；两种热泵空调系统；实验研究引言为解决纯电动汽车采暖时采用电加热方式导致能源利用率低，降低纯电动车的续航里程这一问题，本文设计了分别采用四通阀和阀组的热泵空调系统并搭建了实验台，通过实验测试了系统的制冷量、制热量及耐振动性能。
结果表明：采用四通阀的热泵空调系统与采用阀组的热泵空调系统在名义工况下制冷量和制热量约为2kW，两套系统制冷模式时的出风温度皆为15.3℃，制热模式时的出风温度分别为41.3℃和38.2℃；两种热泵空调系统在低温工况下制热量均降至800W左右；采用四通阀的热泵空调系统在振动状态下易出现窜气导致系统工作不稳定，损坏压缩机；采用阀组的热泵空调系统在振动状态下运行稳定。
1纯电动汽车热泵空调系统热泵的原理是通过做功使热量从温度低的介质流向温度高的介质。
其主要包含有压缩机、室内换热器、室外换热器、膨胀阀、四通阀和气液分离器等部件。
当系统处于制冷模式时，四通阀不通电，低温低压的气态制冷剂经压缩机压缩后变成高温高压气态制冷剂，流经四通阀到室外换热器，高温高压的气态制冷剂经室外换热器与外界空气对流换热后变成中温中压的液体，经膨胀阀节流，制冷剂的温度和压力降低，变成雾状后进入室内换热器，制冷剂在室内换热器中蒸发吸热，从而降低车室内的温度，此时工质经室内换热器出口变成低温低压的气体，最终经过四通换向阀、气液分离器进入压缩机中，完成制冷循环。
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热泵型电动汽车空调系统性能试验研究1.1 研究背景及意义目前，随着人类越来越多的使用燃油汽车，汽车尾气排放出的二氧化碳加剧了全球气候极端变化。
我国的石油资源的探明储量极其有限，早在2009 年，石油消费进口依存度就突破了“国际警戒线”（50%），高达52%。
汽车保有量却是逐年增加，如果汽车几乎完全依赖于化石燃料，很容易受到国际石油价格的冲击，甚至导致燃料的供应中断。
再者，燃油汽车的尾气排放出大量的污染物如PM10（可吸入颗粒物）、NOx（氮氧化物）、SO2（二氧化硫）和VOCs（挥发性有机化合物）等，已经成为我国城市大气污染的主要污染源，严重危害了人们的健康。
纯电动汽车是以电能驱动的，具有燃油汽车无法比拟的优点，主要表现在：一、污染少、噪声低。
其本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著减少，且电动汽车电动机的发出的噪声较燃油汽车发动机小得多；二、能源的利用具有多元化，电力可以从多种一次能源如煤、核能、水力、太阳能、风能、潮汐能等获得，能源利用更加安全；三、可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电，起到平抑电网的峰谷差的作用；四、效率更高和控制更容易实现智能化。
作为一种具有环保和节能优势的先进交通工具，电动汽车受到了越来越广泛的关注。
美、日、欧等发达国家不惜投入巨资进行电动汽车的研究开发，取得了丰硕的研究成果，纯电动汽车目前在许多发达国家已得到商业化的应用。
我国电动汽车发展起步较晚，但国家从维护能源安全，改善大气环境，提高汽车工业竞争力和实现我国汽车工业的跨越式发展的战略高度考虑，从“八五”开始到现在，电动汽车研究一直是国家计划项目，并在2001 年设立了“电动汽车重大科技专项”，通过组织企业、高校和科研机构，集中各方面力量进行技术攻关。
与此同时，上海、广州和深圳等地的地方政府也出台了相应的扶持新能源汽车的发展政策，计划实现电动汽车在本地的产业化。
电动汽车代表未来汽车发展的方向，各国政策的扶持为电动汽车的发展铺平了道路，近年来，它们在全世界范围内呈现出欣欣向荣的的发展态势，据国外著名金融杂志JP Morgan 报道，预计到2020 年全球将有1100 万辆电动汽车上市销售，这意味着到那时电动汽车将分别占有北美20%和全球13%的市场份额，但目前电动汽车的发展遇到很多技术问题，特别动力电池技术，续驶里程的提高和充电网络的建设等问题。
空调系统作为改善驾驶员工作条件、提高工作效率、提高汽车安全性及为乘员营造健康舒适的乘车环境的重要手段，对燃油汽车和电动汽车而言，都是必不可少的。
电动汽车用空调系统与普通的汽车（内燃机驱动）空调相比，由于原动机不同而引发一系列新变化。
主要体现在：1）普通的汽车空调系统的压缩机依靠发动机通过一个电磁离合器驱动，而电动汽车空调压缩机自带电动机独立驱动；2）电动汽车没有用来采暖的发动机余热，不能提供作为汽车空调冬天采暖用的热源，必须自身具有供暖的功能，即要求制冷、制热双向运行的热泵型空调系统。
纯电动汽车空调系统制冷、供暖和除霜所需能量均来自于整车动力电池。
作为电动汽车功耗最大的辅助子系统，空调系统的使用将极大的降低其续驶里程。
因而，通过优化电动汽车空调系统的设计以提高其性能对提高电动汽车续驶里程，推广电动汽车的应用有着重要意义。
1.2.2 热泵式汽车空调研究现状汽车空调系统是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。
随着汽车的日益普及以及人们对汽车的舒适性、安全性要求的提高，汽车空调系统已经成为现代汽车上必不可少的装置。
汽车空调工作环境的特殊性如需要承受频繁的震动和冲击，空调的热负荷大和汽车结构空间有限等决定的汽车空调在结构、材料、安装、布置、设计、技术要求等方面与普通的室内空调有较大的差别。
而对于能源利用效率较高的新兴代环保电动汽车，它们是否能被用户接受，往往依赖于是否拥有效率更高的采暖和空调系统。
对于汽车空调系统，目前采用的技术路线主要包括R134a热泵空调系统、CO2热泵空调系统、太阳能辅助热泵空调系统和电加热器混合调节空调系统。
1.2.2.1 R134a 热泵空调系统众所周知，热泵技术是一项节能技术，它在家用空调系统中的应用已较为成熟，纵观电动汽车的发展史，采用小型燃油装置作为加热装置的不消耗电能的汽车空调系统，由于污染环境被淘汰；效率较低的采用半导体制冷和制热的热电空调系统则更无法被电动汽车所接受，只有热泵型空调系统才是最适合电动汽车的系统。
如前文所述，国内外高校和企业在研究电动汽车的同时，也相应地开展了热泵空调系统的配套研究。
由于传统的燃油汽车车室内冬季采暖一般采用发动机的余热，而汽车行业的核心竞争力在于产品和技术，因此现有文献中报道电动汽车热泵空调系统的参数的很少，对汽车热泵空调系统的研究仅仅局限于实验室阶段。
R134a是目前汽车空调系统中广泛使用的一种制冷剂，日本电装公司开发出的一套R134a热泵空调系统是具有代表性的电动汽车空调系统之一，其在风道中采用了车内冷凝器和蒸发器的结构，如图1-3所示。
制冷工况循环为：由压缩机经四通阀至车外换热器（此时用作冷凝器），再经电子膨胀阀1、蒸发器回到压缩机。
制热及除霜工况循环为：由压缩机经四通阀至车内冷凝器，再经电子膨胀阀2、车外换热器（此时用作蒸发器）和电磁阀回到压缩机。
当系统以除霜/除湿模式运行时，制冷剂将经过所有3个换热器。
空气通过内部蒸发器来除湿，将空气冷却到除霜所需要的温度，再通过车内冷凝器加热，然后将它送到车室，解决了汽车安全驾驶的问题。
该系统在制冷和制热运行工况下具有较好的性能：当环境温度为40℃，车室温度为27℃，相对湿度为50%时，系统的EER达2.9；环境温度为-10℃，车室温度为25℃时，系统制热性能系数达2.3。
文献[26-27]也对汽车热泵空调系统的性能进行了实验研究。
Antonijevic和Heckt将开发出热泵空调安装在一辆燃油汽车上，测试其在低温工作环境下的性能，将实验结果与现有燃油汽车的其它供暖形式进行对比发现，采用热泵空调供暖时汽车性能更优，耗油量更少。
Hosoz 和Direk对一台R134a热泵型汽车空调在改变室外温度和压缩机转速的条件下进行了性能测试，该台汽车空调的特点是使用四通阀来实现制冷和制热模式的切换，且在制冷和制热运行时，R134a制冷剂分别经过两个热力膨胀阀降压。
测试结果表明：系统制冷运行时，各个部件的总的损失随着压缩机转速的增大而增大，切换至制热模式运行时，系统损失率则随压缩机的转速提高而减小；R134a系统制热运行时COP较制冷系统更高，单位质量损失更小，但系统在室外温度较低的情况下制热量是不够的。
1.2.2.2 CO2热泵空调系统自Perkins于1934年首次开发出蒸汽压缩式制冷循环以来，至今用于制冷与空调系统的制剂达50多种。
目前汽车空调中广泛使用的制冷剂是HFC134a（R134a），少部分使用R407C。
近年来，世界各国加速了温室气体的减排进，欧盟在2006年通过的禁氟法规定：2011年1月1日起所有新批准型号的汽车放热空调系统将禁止使用含GWP>150的氟化气体制冷剂，从2017年1月1日起所有新出厂车辆的空调系统将禁止使用含有GWP>150的氟化气体制冷剂。
R134a 的GWP值高达1300，这就意味着R134a在不久的将来也会被完全淘汰。
现在汽车行业正在考虑用CO2、HFO1234yf和R152a三种主要候选物来替代汽车空调系统中的R134a（表1-2所示为四种制冷剂的环境及安全性能比较），其中CO2是一种自然工质，它来源广泛、成本低廉，且安全无毒，不可燃，适应各种润滑油常用机械零部件材料，即便在高温下也不分解成有害气体。
自从1992年挪威工业大学的Lorentzen教授提出了二氧化碳跨临界循环理论，制造了第一套二氧化碳空调系统，并得出了与R134a系统相近的性能测试结果之后，二氧化碳再次引起人们的兴趣。
目前国内外研究者对二氧化碳在汽车热泵空调上的应用已进行了大量的研究，并取得了一定的成果。
相对而言，国外的研究起步早，研究更深入。
在实验研究方面，McEnaney 等人于1999年通过实验比较了两套分别采用CO2和R134a作为制冷剂的相似的汽车空调系统的性能，其中CO2汽车空调系统采用了微通道蒸发器和气冷器，而R134a系统则采用采用传统的管翅式换热器。
与管翅式换热器相比，微通道蒸发器的迎风面积增大了20%，微通道气冷器的外形体积和空气侧迎风面积则分别减少23%和28%。
实验结果表明在相同的运行工况下，二氧化碳和R134a系统的性能相当。
2005年，日本的Tamura等人在改造已有的R134a系统的基础上，设计了一套CO2热泵型汽车空调系统，该热泵系统能够利用车内的辅助换热器收集系统除霜时放出的热量来预热空气。
他们还通过对比实验研究发现，在热泵/除霜工况下，CO2系统性能更优。
2009年，韩国的Kim等人则为燃料电池汽车设计了一套CO2热泵空调系统，该系统由一台半封闭压缩机、两个微通道冷凝器（制冷用的气冷器和制热用的小型换热器）、一个微通道蒸发器、一个内部热交换器、一个膨胀阀和一个集气罐组成。
他们将散热片（散发燃料电池余热）分别放置在室外侧微通道换热器的迎风侧和背风侧，在不同工况下对该系统进行测试，测试结果表明：制热时，将散热片置于迎风侧以加热室外空气可使系统的制热量和COP分别提高54%和22%，但在系统制冷时，制冷量将减少40%~60%，COP则相应的减少43%-65%。
同时他们还发现，压缩机的转速对系统的性能影响较大，压缩机的转速从1460rpm（转每分）增大到2330rpm时，系统的COP减少28%，因为压缩机消耗的功率的增幅远大于系统制冷量的增大幅度；制冷时系统降温时间随车内负荷的增大而增大，车内负荷分别为0kw、1kw和2kw时，从35℃降到20℃的时间分别为8min，26min和30min。
在CO2汽车空调系统的开发方面，国外许多著名的企业如日本的Denso （电装），美国的Visteon（伟世通），法国的Valeo（法雷奥）等公司均已研制出二氧化碳汽车空调样机。
日本电装公司还专门为电动汽车开发了一套CO2热泵空调系统，系统也采用了在风道内设置2个换热器的方案，与R134a系统（如图1-3所示）不同的是CO2系统各部件的承压均超过10MPa，且制冷模式运行时，制冷剂同时流经内部冷凝器和外部冷凝器。
国内对CO2运用于汽车空调系统的研究起步相对较晚，以上海交通大学的陈江平教授为代表的团队一直致力于二氧化碳汽车空调压缩机、膨胀阀以及系统的设计和优化等的研究工作。
2003年，上海交通大学联合Santana（桑塔纳）公司研制出我国第一套CO2汽车空调系统，通过实验发现，该系统与国外同期研制的样机性能差不多。