2024《新能源汽车热泵空调及整车热管理研究文献综述》3000字.docxVIP

新能源汽车热泵空调及整车热管理研究文献综述

目录

TOC\o1-2\h\u140501.热泵空调系统工作模式 1

60542.热泵空调的应用方向 1

292203.热泵空调故障诊断研究 3

232304.总结 3

11615参考文献 4

摘要：随着“碳达峰”和“碳中和”目标的提出，交通运输业电气化的目标进一步加快。其中电动汽车现在面临着由于低温采暖而造成的续航里程衰减严重和制冷剂选择等难题。本文综述了提高新能源汽车续航里程的热泵空调技术和电动汽车整车热管理系统，总结指出热泵空调系统将有效解决电动汽车冬季续航里程衰减严重的问题且能在整车热管理上发挥巨大作用，同时仍亟需在高温工况制冷、耐压、密封、控制和集成等问题上进一步探索。

关键词：新能源汽车；热泵空调；整车热管理

1.热泵空调系统工作模式

热泵是一种可以将低位热源的热能强制转移到高位热源的空调装置，类似可以将低处的水泵到高处的“水泵”。使用四通换向阀可以使热泵空调的蒸发器和冷凝器功能互相对换，改变热量转移方向，从而达到夏天制冷冬天制热的效果。这样相对宝贵的电能在制热的过程中可以仅作为热量的“搬运工”，而不是自身转换成低品位的热能。热泵空调的工作原理基于“逆卡诺循环”，以大众e-Golf车型为例，主要由电动压缩机、室内外换热器、膨胀阀、切断阀和气液分离器等组成，使用切断阀可以改变热量转移方向，将热泵空调的蒸发器和冷凝器功能互相对换。制冷时，膨胀阀EV1关闭，由压缩机排出的高压蒸气，先经热冷凝器，再经切断阀SV1进入冷凝器，制冷剂蒸气被冷凝成液体，经膨胀阀EV2进入蒸发器，并在蒸发器中吸热，将室内空气冷却，蒸发后的制冷剂蒸汽，经切断阀SV4和气液分离器后被压缩机吸入，这样周而复始，实现制冷循环。

2.热泵空调的应用方向

目前新能源汽车空调制热主要是采用电加热设备，如PTC电加热器（PTC是指正温度系数热敏电阻）。PTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，它的电阻随湿度变化而急剧变化，当外界温度降低，PTC电阻值随之减小，发热量会相应增加。流经加热器表面的冷空气被加热后送入车内以实现制热。

热泵式空调是最理想的汽车控温方式。汽车用高效电动空调(热泵)压缩机技术将有效解决新能源汽车没有发动机余热的情况下，汽车空调的制热功能，该项技术将大幅提升能效比。其本质就是热量在不同空间之间的运输，可实现制冷和采暖的功能，换向四通阀和双向膨胀阀是冷热一体化的关键部件。2013款的雷诺Zoe纯电动汽车和2013年以后的日产LEAF就使用了来自日本电装Denso的热泵空调系统。另外还有本田EV电动汽车、宝马I3纯电动汽车也采用了热泵空调系统。

热泵空调系统制热能效比远高于PTC加热，大幅提升冬天电动汽车的电池续航能力。PTC电加热不受环境温度的影响，即使在零下20多度的寒冷环境中也可以稳定工作，但会使电池续航里程减少18~30%，且节能效果极差。而热泵空调能够有效解决节能问题，根据雷诺ZOE搭载的Denso电装生产的热泵空调显示说明，Denso电装旗下的热泵空调系统使用1kW的电力即可以产生3kW的制冷效果和2kW的制热效果，即制冷效果仅需传统空调的三分之一能耗，制热效果仅需传统空调的二分之一能耗便能产生相同的效果李江峰,李帅旗,阮先轸,徐磊,张孝春,宋文吉,冯自平.纯电动汽车CO_(2)热泵空调及整车热管理概述[J].储能科学与技术:1-12.

李江峰,李帅旗,阮先轸,徐磊,张孝春,宋文吉,冯自平.纯电动汽车CO_(2)热泵空调及整车热管理概述[J].储能科学与技术:1-12.

国外的畅销新能源车型大多以热泵为主，国内加快推进热泵技术的研发，龙头厂商已经开始将热泵运用于量产车中。1）国外新能源汽车以热泵为主。随着技术升级主流车型由早期的PTC加热技术升级为热泵，如2013年以后日产聆风由PTC升级为热泵，2015年起亚Soul也增加了热泵；2）国内供应商加快热泵技术开发。银轮股份热泵系统在改装的江铃E400上整车试验成功；奥特佳电动涡旋式压缩机国内市占率30%，曾发布补气增焓低温热泵系统；格力2018年也发布了搭载双极增焓技术的车载热泵系统；3）龙头厂商率先应用热泵技术。荣威EI5为首款采用热泵技术的自主车型（2018年销量2.6万），在室外-7℃，车内设置20℃时，热泵空调相对于传统空调续航可以增加15Km，明显降低了功耗；荣威光之翼MARVELX也搭载了全工况热泵空调系统，依靠吸收环境热能和电能转化的双重能量升温。在-7℃环境下，高效的热泵空调相较其他空调要节能37.5%，可使续航里程提升15-30%；此外PHEV车型中长安CS75也开始装配热泵空调技术黄国强.汽车热管理产业发展与技术路径探索[J].制冷与空调,2022,2