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电动汽车空调 设计说明书 班 级: 热能与动力工程一班 学 号：200940502010 姓 名：李 鹏 指导教师：王德昌 设计要求及内容 设计要求： 设计一台电动汽车冷暖空调 工质采用R744 ； 采用管带式换热器； 电机功率不超过1.5 kw 序号 制冷量 制热量 制冷设计工况 制热设计工况 室外换热器尺寸限定条件 4 2.8kw 3kw t。=32℃ t。=5℃ 宽≤600，高≤400 具体设计参数：（t0 环境温度） 设计内容： 1、制冷和制热的热力计算； 2、冷凝器和蒸发器的结构设计； 3、主要元器件的选型 目录 一 汽车空调概述.................................1 二 工况条件及循环参数...........................3 三 热力计算 3.1夏季热力计算.................................4 3.2 冬季热力计算.................................9 四 管带换热器结构设计 4.1设计流程图...............................10 4.2冷却器设计...............................11 4.3车内换热器设计...........................14 五 主要元件的选型. 5.1 压缩机选型..............................15 5.2 膨胀阀选型..............................16 六 参考文献......................................16 一、电动汽车空调原理概述 电动汽车作为一种具有环保和节能优势的先进交通工具，代表未来汽车发展的方向，在全世界范围内呈现出欣欣向荣的的发展态势，但目前电动汽车的发展遇到很多技术问题，空调系统便是其中之一。 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。 电动汽车热泵空调系统的工作原理如图1 所示, 压缩机由直流无刷电机通过皮带驱动,空调系统的制热/ 制冷运行方式由四通换向阀转换, 绿色箭头表示制冷运行方式, 这时向车室内吹冷气, 使车内降温冷却; 红色箭头表示制热运行方式, 这时向车内吹热风使车内升温加热或对挡风玻璃除雾/ 霜。通过感受车室温度, 逆变器调制电动机电源的脉冲宽度来控制压缩机转速的大小, 从而改变空调系统的冷( 热) 量大小, 以满足各种环境条件下车室的舒适性及除雾/ 霜要求，同时保障了驾驶安全。 图1 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程，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GWP150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GWP150的氟化气体制冷剂。R134a 的GWP值高达1300,长远来看，R134a将被淘汰。 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，所以本次设计采用CO2为制冷工质，二氧化碳跨临界循环系统。 图2 CO2跨临界系统图 1-压缩机；2-气体冷却器；3-回热器；4-膨胀阀； 5-蒸发器；6-储液器；7-回油毛细管 图3 CO2跨临界压焓图 1-2等熵压缩； 2-3等压冷凝；3-4过冷；4-5绝热节流；5-0蒸发制冷 0-1 过热； 二、工况条件 夏季：车外温度=32 ℃， 室内温度25 ℃； 冬季：车外温度=5℃， 车内温度18 ℃； 设计要求：制冷量