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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：2024-05-14

：DOI1019999/jcnki1004-0226202407020

新能源电动汽车低温热泵型空调系统性能1

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。在除湿模式当中，实验温度小于25℃，温度降低效果达到了90%以上。

通过对相关数据的分析，可以说明新能源电动汽车低温热泵型空调系统的能效比相对较

高，且温度调节和湿度调节能力优良。因此得出如下结论：系统的制热、除湿、制冷等性能良

好，能够有效调节车体内部的湿度和温度，基于制热、制冷两种模式，系统有着较高的能效

比，并且分别达到了2.3和2.1，有利于促进能源利用率的提升。在除湿模式之下，除湿效率

超过90%，对降低车体内部湿度十分有效，可以形成舒适的驾乘体验。因此，对于新能源电动

汽车低温热泵型空调系统的运用，可以促进产品能效的提升，使其有着更高的续航能力，有利

于推动新能源电动汽车的发展[2]。

新能源电动汽车低温热泵型空调技术2

热管理技术2.1

热泵空调系统可以通过热管理，帮助改善热泵空调系统的低温工作性能。在低温工况下，

对新能源电动汽车热泵型空调系统的优化与改进是能源汽车企业当前十分重视的问题，通过运

用热管理技术，来增加各种辅助功能，如采暖、热回收、蓄热等，使热管理系统有着更强的综

合性能。

汽车电控技术发展逐渐加快，在管理其中的热元件时，可以利用热管理系统达到科学高效

的管理目标，其中包括高压蓄电池、驱动电机等。在处理废热时，也可以利用热管理技术对电

池产生的废热进行收集，并将其作为制热过程中的主要热量来源，能够為制热效果的提升带来

辅助作用。

低温环境下提高热效率2.2

通过促进新能源电动汽车低温热泵型空调系统能效的提升，可以降低能源消耗。外界温度

状况维持在-5～15℃之间时，系统的效率最高，但随着室外温度的不断下降，系统的效率也会

随之降低，对实现高效供热十分不利。所以，可以采用PTC辅助加热的方式，利用热温度系

数热敏电阻，当进行加热且电压继续升高时，电阻也会随之升高，进而产生对应的热，实现加

热目标。在辅助加热过程中，也能通过降低压缩机的压缩比来提高散热能力。

除霜2.3技术

为有效解决新能源电动汽车低温热泵型空调系统的结霜问题，可以采用逆循环法，也可以

采用热空气旁路法等。例如，在运用逆循环法时，当换热器用作冷凝器，随着温度的升高，其

表面的霜层就会消融。需要注意的是，虽然能够融化大部分的霜，但是还是有部分霜会出现冻

结的情况。因此，逆向循环方法只能起到短暂的缓解作用，并不能够完全的融化霜。热气旁通

法是利用压缩机内部的热气经过蒸发器